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[导读]为了制造双面电路板,电介质核心材料被夹在两层由器件焊垫、区域填充物和连接走线组成的铜连接之间。这种基本结构也用于多层电路板的层对,只是铜和电介质材料更薄,且不包括内层的焊垫。最终,所有这些层对合在一起,构成一个多层电路板,之后进行钻孔,然后成品电路板就可以交给组装人员安装电子器件了。然而,在将电路板送到组装人员那里之前,必须完成另一个步骤来保护电路板:涂抹阻焊层。

阻焊盘就是soldermask,是指板子上要上绿油的部分。实际上这阻焊层使用的是负片输出,所以在阻焊层的形状映射到板子上以后,并不是上了绿油阻焊,反而是露出了铜皮。通常为了增大铜皮的厚度,采用阻焊层上划线去绿油,然后加锡达到增加铜线厚度的效果。

阻焊层的要求

阻焊层在控制回流焊接中的焊接缺陷中很重要,PCB设计者应该尽量减小焊盘周围的间隔或空气间隙。

虽然许多工艺工程师宁可阻焊层分开板上所有焊盘特征,但是密间距元件的引脚间隔与焊盘尺寸将要求特殊的考虑。虽然在四边的qfp上不分区的阻焊层开口或窗口可能是可接受的,但是控制元件引脚之间的锡桥可能更加困难。对于bga的阻焊层,许多公司提供一种阻焊层,它不接触焊盘,但是覆盖焊盘之间的任何特征,以防止锡桥。多数表面贴装的PCB以阻焊层覆盖,但是阻焊层的涂敷,如果厚度大于0.04mm,可能影响锡膏的应用。表面贴装PCB,特别是那些使用密间距元件的,都要求一种低矮的感光阻焊层。

工作制作

阻焊材料必须通过液体湿工艺或者干薄膜叠层来使用。干薄膜阻焊材料是以0.07-0.1mm厚度供应的,可适合于一些表面贴装产品,但是这种材料不推荐用于密间距应用。很少公司提供薄到可以满足密间距标准的干薄膜,但是有几家公司可以提供液体感光阻焊材料。通常,阻焊的开口应该比焊盘大0.15mm。这允许在焊盘所边上有0.07mm的间隙。低轮廓的液体感光阻焊材料是经济的,通常指定用于表面贴装应用,提供精确的特征尺寸和间隙。

助焊层用于贴片封装,与贴片元器件焊盘对应。在SMT加工时通常采用一块钢板,将PCB上对应着元器件焊盘的地方打孔,然后钢板上上锡膏,PCB在钢板下的时候,锡膏漏下去,也就刚好每个焊盘上都能沾上焊锡,所以通常阻焊层不能大于实际焊盘尺寸,最好是小于或等于实际焊盘尺寸。

需要的层面和表贴元件几乎相同,主要需要如下几个要素:

1、BeginLayer:ThermalRelief和AnTIPad要比规则焊盘的实际尺寸大0.5mm

2、EndLayer:ThermalRelief和AnTIPad要比规则焊盘的实际尺寸大0.5mm

3、DEFAULTINTERNAL:中间层

阻焊层和助焊层的作用

阻焊层主要是防止PCB铜箔直接暴露在空气中,起到保护的作用。

助焊层是用来给钢网厂做钢网用的,而钢网是在上锡的时候可以准确的将锡膏放到需要焊接的贴片焊盘上。

PCB助焊层与阻焊层区别

两个层都是上锡焊接用的,并不是指一个上锡,一个上绿油;而是:

1、阻焊层的意思是在整片阻焊的绿油上开窗,目的是允许焊接;

2、默认情况下,没有阻焊层的区域都要上绿油;

3、助焊层用于贴片封装。

一、定义不同

1、阻焊层——solder mask,是指印刷电路板子上要上绿油的部分。实际上这阻焊层使用的是负片输出,所以在阻焊层的形状映射到板子上以后,并不是上了绿油阻焊,反而是露出了铜皮。

2、助焊层其实为钢网——paste mask,是机器贴片时要用的,其主要功能是帮助锡膏的沉积;目的是将准确数量的锡膏转移到空PCB上的准确位置。


PCB阻焊层和助焊层的区别汇总

二、功能不同

1、阻焊层是在整片阻焊的绿油上开窗,目的是允许焊接,默认情况下,没有阻焊层的区域都要上绿油;

2、助焊层是用来给钢网厂做钢网用的,而钢网是在上锡的时候可以准确的将锡膏放到需要焊接的贴片焊盘上,是用于贴片的封装;

三、工艺制作不同

1、阻焊工艺制作为:阻焊材料必须通过液体湿工艺或者干薄膜叠层来使用。

干薄膜阻焊材料是以0.07-0.1mm(0.03-0.04″)厚度供应的,可适合于一些表面贴装产品,但是这种材料不推荐用于密间距应用。通常,阻焊的开口应该比焊盘大0.15mm(0.006″)。这允许在焊盘所有边上0.07mm(0.003″)的间隙。

低轮廓的液体感光阻焊材料是经济的,通常指定用于表面贴装应用,提供精确的特征尺寸和间隙。

2、助焊层(钢网)工艺制作为:化学蚀刻法(chemical etch)、激光切割法(laser cutting)、电铸成型法(electroform)。

化学蚀刻法(chemical etch)——数据文件PCB→菲林制作→曝光→显影→蚀刻→钢片清洗→张网;

激光切割法(laser cutting)——菲林制作PCB→取坐标→数据文件→数据处理→激光切割→打磨→张网;

电铸成型法(electroform)——基板上涂感光膜→曝光→显影→电铸镍→成型→钢片清洗→张网

一块标准的印刷电路板 (PCB) 通常需要两种不同类型的层,即“罩层 (mask)”。 尽管阻焊层 (solder mask) 和助焊层 (paste mask) 都是“罩层”,但在 PCB 制造过程中,它们分别用于两个完全不同的部分。 本文将探讨助焊层与助焊层之间的区别,并详细介绍 PCB 设计师在 PCB layout 中使用这些层时需要了解的内容。

阻焊层和电路板制造

为了制造双面电路板,电介质核心材料被夹在两层由器件焊垫、区域填充物和连接走线组成的铜连接之间。这种基本结构也用于多层电路板的层对,只是铜和电介质材料更薄,且不包括内层的焊垫。最终,所有这些层对合在一起,构成一个多层电路板,之后进行钻孔,然后成品电路板就可以交给组装人员安装电子器件了。然而,在将电路板送到组装人员那里之前,必须完成另一个步骤来保护电路板:涂抹阻焊层。

阻焊层(或被一些制造商称之为阻焊剂)是一种应用于电路板外表面的保护材料 。 阻焊层将覆盖整个电路板的表面,包括金属和电介质材料,除了将被焊接的焊盘和过孔。该覆盖层将保护电路板不受金属氧化、腐蚀、灰尘、甚至人类接触所污染。 两个暴露的金属区域之间的阻焊层也将有助于防止焊料在裸露区域之间出现桥接,并在金属表面堆积。

阻焊材料可以通过两种不同的工艺涂到电路板上:

01

**液体:**使用丝网印刷工艺,可将阻焊材料直接涂在电路板上,然后材料会硬化,使焊盘和钻孔暴露在外。

02

**感光材料:**感光阻焊材料可以作为液体涂抹,也可以作为一片干膜铺在电路板上。然后将电路板暴露在紫外光下,要焊接的焊盘和过孔除外。曝光会使整个电路板上的阻焊材料硬化,然后清洗掉过孔和焊盘上未曝光的材料。

树脂是一种常用的阻焊材料,因为它对高温、潮湿和焊料有耐受性。 阻焊层通常是绿色的,但如果 OEM 希望用不同颜色的电路板来区分不同的生产步骤,也可以采用其他颜色。例如,原型电路板可能是红色的,而绿色则表示常规生产的电路板。同样重要的是, 阻焊材料涂抹的厚度要合适,以确保均匀涂抹,实现最佳固化效果。 接下来,我们来了解一下助焊层以及它在 PCB 组装中的作用,并看看它与阻焊层有什么不同。

助焊层和电路板组装

波峰焊

将器件焊接到制造的电路板上有两种主要方法,第一种是波峰焊。这种工艺要求将通孔元件插入钻孔中,并将表面贴装部件粘贴在电路板的焊垫上。然后,电路板在传送带上穿过一台机器,机器上有一道道波浪状熔化的焊料,电路板必须通过这些波浪。波浪会穿过钻孔,焊接通孔部件,并在表面贴装元件的焊盘和引线之间形成一个焊点。

回流焊

第二种工艺称为回流焊, 此工艺会使用到助焊层。 回流焊工艺从一层焊膏开始, 焊膏附着在要焊接的表面贴装焊盘上。 焊膏是一种由金属焊料颗粒和粘性焊剂组成的材料,像腻子一样具有粘性。焊剂不仅能清洁电路板和待焊部件的焊接表面,而且还能作为粘合剂将元件固定在原位,直至焊接完成。在通过回流焊炉时,焊膏熔化,然后为粘住的元件形成一个牢固的焊点。

可以通过三种主要方法在电路板上涂抹焊膏:

01

**人工涂抹:**对于 PCB 返工或产量有限的情况,如原型电路板,可以使用注射器手动涂抹焊膏。不过,这个过程既 费时又费力, 对于量产来说并不实用。

02

**喷射打印:**利用 PCB CAD 系统的助焊层数据,可以使用一台喷射打印机在电路板的每个表面贴装焊盘上涂抹锡膏。这种操作方法 非常精确 ,但速度不一定最快。

03

**钢网:**对于大批量生产的电路板,制造商会使用来自 PCB CAD 系统的同一助焊层数据创建一个钢网,作为喷射打印机使用。钢网通常是用激光制作而成,并且用不同的材料进行处理,以保证焊膏涂抹的精确性,并确保钢网具有较长的使用寿命。使用刮刀可以在一分钟内将焊膏涂在电路板上,对于大批量生产来说,这是最快的涂抹方法。

阻焊层和助焊层之间的主要区别是,阻焊层是涂在电路板上用于保护电路板的材料,而助焊层是用来涂抹焊膏的图案。

接下来,我们来了解一下如何使用 PCB CAD 系统来创建阻焊层和助焊层。

PCB 设计层:阻焊层和助焊层

PCB CAD 系统将使用不同的内部层来表示顶部和底部的阻焊层以及顶部和底部的助焊层。CAD 系统中的每个层都可以显示相应的数据,用于制作阻焊层和助焊层、模板或用于在电路板上涂抹阻焊层和焊膏的图案。

在上面的两张图片中,我们可以看到 PCB CAD 系统中 绿色的阻焊层和红色的助焊层。 **请注意,阻焊层图像中包含的元素比助焊层多。**这是因为阻焊层图像中显示了所有将要焊接的钻孔、过孔和表面贴装焊盘,而助焊层图像只显示了表面贴装焊盘。阻焊层元素定义了不涂抹阻焊剂的位置,而助焊层元素定义了涂抹锡膏的位置。

在大多数情况下,在 PCB CAD 系统中,阻焊层和助焊层的创建都是自动进行的。 尽管 PCB 设计师可以控制阻焊层和助焊层元素的尺寸和形状,但大多数人会将其设置为与 PCB footprint 中的焊盘或过孔的尺寸相同。如此一来,电路板制造和装配车间需要负责改变这些元素的尺寸和形状,以实现 PCB 可制造性。

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