探索PCB焊接掩模与粘贴掩模之间的差异

关键的外卖

• PCB掩模的基本原理。

• 了解锡膏在PCB上的作用。

• 设置PCB CAD系统的焊掩码和糊掩码层。

激光切割不锈钢锡膏模板

标准印刷电路板通常需要两种不同类型的层，称为“掩模”。尽管它们都被称为掩模层，但PCB制造过程中两个完全不同的部分都需要阻焊层和粘贴掩模层。本文将介绍阻焊层和粘贴阻焊层之间的区别，并详细介绍PCB设计人员在使用这些层时需要了解的内容电路板布局图．

焊锡屏蔽和电路板制造

为了制造双面电路板，电介质芯材料夹在两层铜连接之间，铜连接由组件焊盘、区域填充和连接走线组成。这种相同的基本结构用于多层电路板的层对，除了铜和介电材料更薄，不包括内层的焊盘。最终，所有这些层对被组合在一起成为一个多层电路板，电路板钻孔，完成后的电路板就可以供组装者安装电子元件了。然而，在电路板被送到组装之前，必须完成另一个步骤来帮助保护电路板:涂焊掩模。

阻焊膜，或一些制造商所指的阻焊剂，是应用于电路板外表面的保护材料。阻焊罩将覆盖电路板的整个表面，包括金属和介电材料，除了要焊接的焊盘和孔。这种覆盖物可以保护电路板免受金属氧化、腐蚀、污垢的污染，甚至人的接触。两个金属暴露区域之间的阻焊屏障也有助于防止焊料在开放区域之间桥接并积聚在金属表面。

阻焊材料可以通过两种不同的工艺应用到电路板上:

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

• 可照相的:阻焊膜可照相的材料既可以作为液体涂敷，也可以作为干膜铺放。电路板然后暴露在紫外线下，除了那些垫和孔要焊接。当孔和焊盘上未暴露的材料被洗掉时，这种暴露会使全板的阻焊材料变硬。

树脂通常用于阻焊材料，因为它们耐高温、湿度和焊料。阻焊罩通常是绿色的，但对于那些希望使用不同颜色电路板来识别不同生产步骤的原始设备制造商，也可以应用其他颜色。例如，原型电路板可能是红色的，而绿色表示常规生产单元。同样重要的是，阻焊材料要应用在正确的厚度，以确保均匀的应用和最佳的固化。接下来，我们将看一看粘贴掩膜，它在PCB组装中的作用，并看看它与焊接掩膜有什么不同。

PCB CAD系统中的阻焊层图像

粘贴掩码和电路板组装

波峰焊接

有两种主要的方法将组件焊接到生产构建电路板上，第一种是波峰焊。该工艺要求将通孔部件插入其钻孔中，并将表面安装部件粘在其焊盘上。然后，电路板在传送带上运行，通过一台机器，该机器有一波熔化的焊料，电路板必须通过。这种波通过钻孔向上焊接通孔部件，并在表面安装部件的衬垫和引线之间创建一个焊点。

回流焊

第二道工序被称为焊料回流，是使用膏体掩模的地方。焊料回流过程开始于一层锡膏，这是小心地沉积在表面贴装垫待焊接。锡膏是一种由金属焊料颗粒和粘性助焊剂组成的材料，具有腻子的稠度。焊剂不仅可以清洁电路板和要焊接的组件的焊接表面，而且还可以作为粘合剂将部件固定在适当的位置，直到焊接完成。当锡膏通过焊料回流炉时，它会融化，然后形成一个坚固的焊点，用于它曾经用其粘性固定的部分。

在电路板上涂抹锡膏的方法主要有三种:

• 手动:对于PCB返工或有限的生产运行，如原型，可以使用注射器手动涂抹锡膏。然而，这是一个非常劳动密集型和缓慢的过程，不适合生产运行。

• 喷印:利用PCB CAD系统的糊模数据，用喷印机将锡膏沉积在电路板上的每个表面贴装垫上。这是一个非常精确的操作，但不一定是最快的应用方法。

• 模板:对于电路板的大规模生产，制造商将使用来自PCB CAD系统的相同粘贴掩模数据创建模板，就像用于喷射打印机一样。模板通常用激光制作，并使用不同的材料进行处理，以确保锡膏的应用精度和模板的长寿命。使用刮刀，锡膏可以在不到一分钟的时间内应用到电路板上，是大产量最快的应用方法。

正如你所看到的，阻焊板和膏体阻焊板之间的主要区别在于，阻焊板是应用于电路板上以保护电路板的材料，而膏体阻焊板是用于应用锡膏的图案。接下来，我们将了解如何使用PCB CAD系统。

与上图相同的视图，仅显示锡膏

PCB设计层:焊锡屏蔽和粘贴屏蔽

一个PCB CAD系统会使用不同的方法内部层表示顶部和底部的焊接掩模和顶部和底部的粘贴掩模。CAD系统中的每一层都传递制造掩模、模板或用于将阻焊罩和锡膏应用到电路板上的图案所需的数据。

在上面的两张图片中，你可以看到绿色的PCB CAD焊接掩模层和红色的粘贴掩模层的例子。请注意，阻焊图像中包含的元素比锡膏层多。这是因为你看到的所有钻孔，通孔，和表面安装垫，将被焊接，而膏罩层只显示表面安装垫。阻焊元件定义了不应用阻焊的位置，而膏体阻焊元件定义了要应用锡膏的位置。

在大多数情况下，PCB CAD系统内的阻焊层和粘贴阻焊层的创建都是自动化的。虽然PCB设计人员可以控制阻焊和粘贴阻焊元件的大小和形状，但大多数人会选择使它们与PCB占地面积上的垫或孔大小相同。这就把改变任何这些元件尺寸和形状以实现PCB可制造性的责任交给了电路板制造和组装车间。然而，对于那些想要控制掩模元素的设计人员来说，这可以通过编辑PCB面积或通过后处理程序运行数据来实现。现在，我们将看看如何在Cadence的Allegro PCB编辑器中创建焊掩膜和粘贴掩膜层。

在Allegro PCB编辑器中的横截面编辑器显示膏体和焊面

与PCB CAD层工作

在Cadence的Allegro PCB编辑器中，用户可以完全控制其焊掩码和粘贴掩码的形状和大小Padstack编辑器．这使设计人员能够添加、删除或编辑设计中使用的任何堆垛元素。同时，约束这些元素的规则可以在Constraint Manager中设置。检查制造和装配规则将提醒设计人员注意可制造性问题，例如在细间距焊盘之间没有足够的焊面以防止焊料桥接。

在横截面编辑器中配置正确的屏蔽焊层和粘贴屏蔽层的设计。在上图中，你可以看到编辑器中显示的设计图层堆叠，包括不同的蒙版图层。这些层可以配置宽度和材料信息，以帮助层堆叠计划制造。

要了解有关层堆叠策略的更多信息，这将有助于您的电路板的可制造性规则(DFM)设计，请查看此电子书从节奏。如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，和我们的专家团队谈谈吧．