PCB阻焊膜和絲印
在設計和訂購印刷電路板時，需要確定是否需要額外支付阻焊層和絲網(wǎng)印刷費用。這些層的目的是什么？它們看起來像什么？
閱讀本文后，我希望您會欣賞在PCB上使用阻焊膜和絲網(wǎng)印刷的好處，即使對于原型也是如此。
普通銅
讓我們從一個普通的裸電路板開始。選擇頂部的銅層并繪制文本，填充和跡線。
本文中的某些說明與Copper Connection軟件有關。但是，無論使用哪種PCB布局軟件，電路板信息和圖像都是相關的。
要查看本文中的示例，請單擊文件并保存。
下載PCB布局軟件Copper Connection。
免費在家顯示，編輯和蝕刻。
有關示例軟件的說明。左：選擇頂部銅層。中：繪制元素的工具。右：在頂部銅層上繪制的跡線，填充和文本元素
如果您在家蝕刻電路板，則這些元素的外觀與下圖類似。請注意，文本，填充和跡線均由相同的材料（銅）制成。它們都具有紅棕色的金屬色。
在家僅蝕刻銅制的印刷電路板（我承認這很差）
可接受清潔銅焊料，但隨著時間的推移會清除銅氧化物。在這種情況下，您需要在焊接前擦洗或化學處理氧化的銅墊，否則焊料將無法可靠地粘住。
鍍錫
當您訂購專業(yè)制造的電路板時，他們會用錫，鉛，銀和/或其他金屬的混合物鍍銅。這種涂層更容易焊接，減慢了氧化速度。下圖顯示了銅質文字，走線和鍍有無鉛涂層的焊盤。請注意，金屬比普通銅更白。
無鉛電鍍電路板
沒有阻焊層或絲網(wǎng)印刷的鍍錫板是最便宜的。如果您想省錢，可以接受。您無需在PCB布局軟件中進行任何操作即可啟用錫涂層，因為這只是制造過程中的基本步驟。
絲印
不幸的是，在銅層上繪制零件輪廓和文字時，它們是導電的。您不能將走線或零件放在同一位置，因為銅制文字會干擾并改變電路。
在布局程序中，可以將文本和零件輪廓放置在絲印層上，而不是銅上。例如，在“銅線連接”中，只需在放置文本之前選擇絲網(wǎng)印刷圖層，或選擇現(xiàn)有文本并將圖層切換到絲網(wǎng)印刷。
左：選擇“頂部絲印”。右：絲印層上的文字
Copper Connection包含批量選擇功能，以方便您使用。如果您已經(jīng)在銅板上制作了帶有文字的電路板，則不必一次移動每個文字元素。相反，右鍵單擊任何銅層文本，選擇“選擇該層上的所有文本”，然后選擇新層（頂部或底部絲網(wǎng)印刷）。
通過選擇“選擇此層上的所有文本”，將文本快速移至絲印層
現(xiàn)在，當您從自己喜歡的制造商處訂購電路板時，請確保選擇包括絲網(wǎng)印刷在內(nèi)的制造方法之一。對于原型運行，絲網(wǎng)印刷通常限于板的頂部，但某些制造商會同時提供雙面。
在下面的照片中，查看文本和零件輪廓現(xiàn)在與跡線和填充板相比是如何不同的顏色。絲印層只是墨水。墨水是非導電的，可以放置在跡線的頂部而不會受到干擾。
印刷電路板，帶鍍錫防焊膜和絲網(wǎng)印刷
除了更好地利用電路板空間之外，絲網(wǎng)印刷層還更亮，提供了更好的對比度，可以更快地進行手工組裝。零件輪廓指示零件方向，并在您忘記插入零件時使其清晰可見。下面是由不同制造商生產(chǎn)的零件輪廓的不同絲印外觀的示例。
二極管絲印
阻焊膜
訂購絲網(wǎng)印刷時，幾乎總是在兩面都得到阻焊膜。阻焊層（或阻焊層）是保護電路免受腐蝕和短路的涂層。它還提供了電絕緣，可以使較高電壓的走線彼此靠近放置。
最重要的是，阻焊層將焊料保持在焊盤上，而不是流到走線，平面或空的電路板上。這降低了焊料形成從一個元件到另一個元件的橋（意外連接）的可能性。阻焊劑對于波峰焊至關重要，波峰焊是一種批量生產(chǎn)技術。但是，阻焊層也使手工焊接更快，更容易且更準確。
在下面的照片中，綠色涂層是阻焊劑。查看除面膜外，阻焊膜如何覆蓋整個電路板。焊盤裸露，可讓您將零件焊接到它們上。
阻焊膜和阻焊膜膨脹
通常，您無需在PCB軟件中執(zhí)行任何操作即可啟用阻焊層。該軟件會自動在面罩上打孔，與焊盤相對應。此外，默認情況下，Copper Connection應用程序會略微增加這些孔，以使中等的制造失準（配準誤差）不會與焊盤重疊。
導出窗口中的阻焊膜膨脹量
自定義阻焊膜
在大多數(shù)情況下，您不會編輯或更改阻焊層。實際上，您通常甚至不會在布局軟件中看到它。如果需要，可以在“銅線連接”中通過在“視圖”菜單中選擇“層顏色和可見性”并選中所需阻焊層旁邊的框來查看阻焊層。（確保在“視圖”菜單中選中“顯示傾倒”和“顯示自動傾倒”。）
檢查一層或兩層阻焊層以查看阻焊層
看那個！您會看到綠色的面罩覆蓋了除護墊以外的所有東西。
在PCB布局程序中查看阻焊層
只是為了好玩，請嘗試在頂部銅層上放置一個矩形或橢圓形。注意，它被阻焊劑覆蓋。
如果您希望該矩形或橢圓形成為電觸點，可焊接或連接到散熱器，該怎么辦？正確的方法是創(chuàng)建所需大小的矩形或圓形焊盤，因為這些焊盤要暴露在外。
或者，您可以在銅層上使用常規(guī)形狀，然后在阻焊層上添加一個保留區(qū)域。
1. 選擇一個形狀工具（橢圓，矩形或多邊形）
2. 選擇所需的阻焊層（它必須已經(jīng)可見-參見前面）
3. 選擇“保持填充”（因為我們希望阻焊膜遠離該區(qū)域）
4. 繪制形狀。
暴露部分阻焊層的步驟
此技術對于進行按鈕接觸（例如鍵盤）很有用。用走線畫出接觸手指，然后在阻焊層上切出一個空間，使走線上的金屬露出（不被阻焊層覆蓋）。
帶有痕跡的按鈕觸點通過阻焊層暴露
相反也可能。如果要覆蓋部分或全部裸露的焊盤（例如通孔），則可以使用“填充”（而不是“保留填充”）在阻焊層上繪制元素。您還需要右鍵單擊填充形狀，然后將澆注間隙更改為“無（連接澆筑）”。
部分阻焊膜
有時，您需要阻焊膜覆蓋焊盤的一部分，而不是暴露整個焊盤。這樣的一個例子是在芯片下面有一個焊盤（通常用于冷卻），該焊盤離其他引腳足夠近而使其完全暴露在外可能會導致意外的焊橋。
從設計芯片開始，就好像它具有較小的內(nèi)部焊盤一樣，僅是裸露區(qū)域的大小。下圖顯示了New Land Patten窗口（在“零件”工具右側的下拉菜單中），其值是從Texas Instruments DDA（R-PDSO-G8）PowerPad塑料小輪廓數(shù)據(jù)表輸入的。數(shù)據(jù)手冊要求總的中心焊盤為2.94毫米乘4.89毫米，但是您只想輸入2.49毫米乘3毫米的較小的裸露尺寸。
使用焊盤圖案窗口和數(shù)據(jù)表設計芯片
單擊確定按鈕接受設計，然后在板上單擊以放置零件。
切換到矩形工具，然后從功能區(qū)的“形狀”部分選擇“頂層銅層并填充”。在PowerPad部件附近粗略地繪制矩形，然后通過在功能區(qū)的“大小和位置”部分的“寬度和高度”中鍵入這些值，將其調整為2.94毫米乘4.89毫米的確切大小。
將覆蓋的矩形添加到中心墊
選擇零件和矩形，然后選擇“居中對齊”，然后從“排列”菜單中選擇“居中對齊”。這會將矩形放置在零件中間與焊盤相同的位置。不必擔心矩形是在零件的中心焊盤上方還是下方，因為焊盤始終優(yōu)先于矩形。該墊將切穿阻焊層，即使矩形位于其頂部也將接受走線連接。
正式地，TI零件在中心包括一組六個微小的通孔。通孔可將熱量傳遞給其他層。我創(chuàng)建了一個帶有和不帶有通孔的版本，用于演示。
下面是顯示頂部焊料掩膜的視圖（“視圖”->“層顏色和可見性：檢查頂部焊料掩膜”），顯示的所有澆鑄物（“視圖”->“澆筑”->“全部”）以及位于板上的零件。請注意，該部件的所有引腳和中心焊盤都裸露在外，但中心較大的銅段受阻焊劑保護。
PowerPad阻焊膜
帶有通孔的零件在邊緣周圍有一些額外的焊料痕跡，但仍可能被接受。但是，請注意，焊錫膜會膨脹（變大）以補償制造過程中的不對準。如果面罩膨脹到足以再次碰到外部銷，則可以省去所有的辛苦工作。如果發(fā)生這種情況，您可以使中心墊更小。
啟用X射線視覺（“查看”->“ X射線視覺”->“全部”）以查看焊盤周圍較大的銅矩形。
帶X射線的PowerPad阻焊膜
將純銅形狀（圓形，弧形，直線形，矩形或多邊形）與焊盤組合在一起是創(chuàng)建僅通過阻焊劑部分暴露的虛擬焊盤的好方法。
帳篷過孔
通孔是將一層連接到另一層的孔，但并非要插入任何零件。通常，您需要露出通孔，以便測試電路板，或者如果您在電路板上弄錯了，則可以有一個可選的位置插入導線或孔。這是默認設置。
如果您真的確定您的電路板是完美的，并且制造/焊接方法允許使用過孔，那么您可以在所有過孔中使用阻焊膜和絲網(wǎng)印刷。這樣可以防止腐蝕和意外短路，并為文本和零件輪廓提供更多的表面積。
在“銅線連接”中，可以在“文件”菜單中的“板屬性”中選擇“張口通孔”。請注意，此窗口也控制其他層，例如絲網(wǎng)印刷和阻焊層。
板屬性控制絲網(wǎng)印刷阻焊層和帳篷通孔
單擊確定后，結果將反映在屏幕上。如果選擇帳篷式過孔，則仍可以根據(jù)需要手動編輯阻焊層并調整文本位置以暴露特定的過孔。
原型選擇
剛開始制造印刷電路板時，由于成本較低，我選擇了兩層沒有阻焊層或絲印板的電路板。這迫使我在銅層上放置零件標簽，或者放棄沒有足夠空間的標簽。
隨著 數(shù)量的增長，我意識到這是一筆虛假的積蓄。找出缺少足夠標簽的電路板上零件的位置花費大量時間，尤其是如果電路板是前一段時間設計的。缺少標簽可能會導致零件在錯誤的位置焊接或完全遺忘。
深圳小銘打樣SMT貼片：缺少防焊層并不是什么大問題，但是防焊層可以通過將焊料引導至焊盤來減少焊接時間。（無論如何，我從來沒有遇到過提供沒有阻焊層的絲網(wǎng)印刷的制造商。）
