SMD组件的最小阻焊坝
阻焊膜不仅对保护PCB很重要，它是确保PCBA准确组装的因素之一。在PCB设计软件应用程序的设计规则中，阻焊尺寸和设置是我们经常设置为默认值的两个东西。正因为如此，阻焊板在装配中有时不被重视。在现实中，一旦SMD焊盘和引脚间距变小，阻焊板就开始成为重要的组装和布局工具。
当铅节距很小时，组装问题开始占主导地位，需要仔细确定阻焊板的尺寸。特别是，在铅间距小的情况下，阻焊坝可能太小，特别是当PCB布局中默认在焊盘周围应用阻焊膨胀时。本文将探讨如何克服PCB中小阻焊坝的问题，从而确保组装。
焊锡屏蔽和铅/垫间距
在表面贴装器件中，垫距是指PCB上相邻SMD垫之间的距离，引线间距是相邻引线之间的距离。SMD组件包可能有扩展引线，无铅的包装与底部侧垫，鸥翼引线，或他们可能被包装为球网格阵列(BGA)。在任何情况下，根据组件包，垫之间通常会有一定的指定距离。
由于SMD组件中使用的封装尺寸很小，因此需要一个过程来开发组件占地面积和地面模式，以确保准确的组装。现代表面组装中使用的机器是完全自动化的，但PCB中的地面模式和周围特征(阻焊板、丝印、坝放置等)仍然会在PCB组装期间的组件放置和焊接过程中导致焊接缺陷。
包类型 |
最小导距 |
LQFP |
多导距，低至0.4毫米 |
BGA |
最小球距小于0.5 mm |
SOIC |
1.27毫米 |
SOP / TSSOP |
1.27毫米 |
QFN |
多导距，低至0.4毫米 |
上面的列表很短，但它涵盖了标准封装中出现的大量组件。在组装中决定所需处理能力的两个相关参数是裸PCB中所需的衬垫/开口尺寸。上面列出的每个包都需要一个特定的足迹，其中包括对焊盘周围的阻焊口的定义。根据铅间距，在一个组件的占地面积中应该使用哪种阻焊口尺寸?
阻焊口尺寸
阻焊板是PCB布局中SMD焊盘周围没有阻焊板的区域。阻焊通常应用于专业制造的pcb，主要目的是保护导体和防止元件引线之间的焊锡桥。
当创建的足迹以及在PCB布局中设置设计规则时，需要设置阻焊口以满足两个目标:
- 在组件引线之间提供防止回流的屏障
- 确保有足够的铜，即使出现一些错配
- 定义非屏蔽焊板中可焊区域的大小
默认情况下，PCB CAD应用程序通常会应用比SMD衬垫大3-4密耳的阻焊口。SOIC包的示例如下所示。
阻焊板的轮廓通常比大多数组件上的SMD焊盘要大，并且可以在PCB占地面积中设置为默认值。
这适用于较大的引脚/衬垫间距值，例如上面列出的SOIC或SOP包。当焊盘之间的间距太小时，掩焊口需要更小。这是因为引线迫使着陆垫靠得更近，因此焊盘之间的阻焊坝也变小了。
这就带来了另一个问题，特别是对于那些寻找能够大规模生产的高产量装配厂的设计师来说:SMD组件的最小掩焊开口尺寸是多少?铅间距在组件包装标准中有规定，但这将推动PCB布局中的土地模式。设计师需要知道当铅间距接近其最小值时，要暴露多少铜，以及焊盘之间的阻焊坝可以有多小。
最小的阻焊口应该是多少?
制造商可以精确制造的典型最小坝尺寸是4到5密耳。对于特定的引线间距，SMD组件引线之间允许的最小阻焊间距(或阻焊的最大孔径)受到两个因素的限制:
- 固化的阻焊膜的机械强度
- 制造工厂的能力
制造车间的能力进一步分为层堆积中的错配限制，以及锡掩模暴露期间的摄影成像限制。通常，当焊盘尺寸与间距比减小时，裸PCB制造商无法确保引脚之间的阻焊坝的保留。如果没有焊坝，焊料可能很容易流过PCB表面并连接相邻的引脚。如果PCB设计不适合密闭场所，就会发生短路，需要组装人员重新加工PCBA。
如果铅距足够大，可以应用大的阻焊膨胀，而不必担心超过焊锡坝的容量。当铅距非常窄或当组件紧密地堆积在一起时，也可以低于最小阻焊坝尺寸。如果是这种情况，你就必须决定你是宁愿一直有焊坝存在还是宁愿对错配进行补偿。
你总能有一个阻焊坝吗?
在理想的情况下，焊料将被精确地限制在它所应用的焊盘上，并且不需要阻焊坝。然而，世界并不完美，我们在某种程度上需要阻焊坝。
填充两个SMD焊盘之间间隙的阻焊区通常被称为阻焊坝。它作为缓冲器，有助于限制焊盘上的焊料，从而保护SMD组件上的相邻引线不被意外短路。SMD焊盘之间的阻焊坝对于细间距集成电路来说是必不可少的，只要可行，就应该包括在内。这里涉及的问题是确定适当的阻焊坝的尺寸，同时确保SMD焊盘中有足够的暴露铜。
当垫间空间不足时，您有两种选择:
- 通过移除组件焊盘之间的阻焊板来完全消除阻焊坝
- 将阻焊口设置为零(匹配焊盘大小)或负值(覆盖焊盘上的一些铜)
- 在SMD焊盘之间设置1mil的最小阻焊坝，以确保总有一些阻焊坝
根据应用在SMD衬垫上的膨胀值，最终的坝厚可能小于4密耳。这样就会有一个危险，即剩余的阻焊膜会从PCB上脱落，并从阻焊膜上脱落。这些从PCB上脱落的阻焊片被称为“薄片”，它们为两个SMD焊盘之间的桥接留下了可能的路径。
如何处理BGAs
BGA包通常用于安全地安装大型处理器，包括用于计算机或网络设备的微处理器，以及应用处理器和高引脚数asic。覆盖BGA焊盘的阻焊罩上的孔或孔径可以在小间距放置为阻焊罩定义的焊盘，或者在间距大到足以允许狗骨扇形时放置为非阻焊罩定义的焊盘。
这种1.0 mm间距的BGA可以与无焊锡屏蔽定义的焊盘一起工作，其中铜焊盘完全暴露在焊接中。
对于BGA，随着间距变小，您可能需要切换到阻焊板定义的焊盘，以确保在阻焊板中始终有足够大的坝和开口来放置和安装组件。这意味着要扩大焊盘的尺寸，减小掩焊口的尺寸，同时保持总暴露铜面积不变。
收尾:过程是什么?
总之，重要的是要注意PCB布局中需要占用空间检查过程。您仍然可以使用您的标准封装集，但是可以针对不同组件需要的阻焊坝规则设置，或者可以根据需要在组件中单独修改规则。我们建议的流程如下:
- 设置默认设计规则，最小阻焊坝为1-2密耳，以考虑错配
- 当在细节距组件上违反该规则时，将阻焊口尺寸减小到0 mil
- 如果坝仍然太小，则只在引线尺寸的限制范围内应用负开口尺寸
这将确保你总是有一个与引线尺寸匹配的暴露焊盘，但在#3中，你很容易出现错配和焊料不足的情况。在PCB布局中设置负掩焊口之前，请确保了解其风险。
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