电子设计基本概念100问解析（31-40问）

PCB设计的关键要素：焊盘、阻焊、过孔、钢网与丝印设计


焊盘设计与阻焊的一般原则

在PCB设计中，确保设计的焊盘与阻焊层在逻辑和物理上的恰当配合，对最终产品的性能至关重要。以下是焊接盘设计时的原则及Allegro软件中对应的设置方法：

焊盘设计的阻焊守则：


1. 阻焊窗的比例：




焊盘开窗应比实际焊盘大6mil以上，确保足够的层压填充。


阻焊层设置与Allegro软件应用：

在Allegro软件中，通过【Pad Designer】工具来执行焊盘设计，这里的工具允许设计人员调整各种参数，包括阻焊窗的尺寸。开发者按照上述原则设置焊盘的大小与隔距离，确定每一步操作的细致度。

过孔阻焊的处理规则：


在实现元器件与导体连接时，过孔的处理需要依赖其用途来决定。简而言之：


常规过孔通常是塞孔形式，不需要开窗或阻焊。

特殊过孔，如散热焊盘上的过孔或暴露在裸铜区域的过孔，需要开设阻焊窗；这些过孔一旦加上阻焊层，即转变成开窗形式。

BGA过孔阻焊的标准专业应用：


在BGA设备上进行设计时，阻焊问题的具体解决方案遵循以下指导：


1. 塞孔BGA过孔应不设置阻焊开窗。


2. 波峰焊接或 ICT测试涉及的BGA过孔需要确保为塞孔处理，不开窗。

3. BGA器件间距条件：当BGA器件的Pitch间距小于等于1.0mm时，其下方的过孔需要以塞孔形式处理，不开窗。

4. BGA器件的测试焊盘点：直径为32mil，应使用大尺寸阻焊开窗的设计（37mil），以确保充分的锡浆沉积区域。

钢网（Stencil）设计的一般原则 | Allegro中的设置功能：

钢网，作为SMT（Surface Mount Technology）专有的干预手段，其设计原则强调尺寸与精准性，Allegro的实现流程如下：

1. 钢网尺寸匹配：钢网的大小应与焊盘尺寸相匹配，确保良好的锡膏沉积效果。


2. 贴片焊盘 下的钢网设置是必须的，而插件部分则无需针对焊盘制作专用的钢网。


3. 钢网厚度推荐：


印刷树脂网：0.18mm至0.2mm之间的厚度较为适合；

印刷焊料：0.1mm至0.15mm则适合标准应用，旨在提供质量和经济性的最佳平衡。

4. 钢网边缘至网框内侧的安全距离：建议保留20至30mm的缓冲，确保受力均匀与表面平整。

5. Allegro中的钢网设计：通过【Pad Designer】工具开启钢网设计模式，操作过程中注意上述方案生效。

元件丝印设计的要素：

在PCB的布线后，丝印部分确保了制造、检验和装配过程中的识别能力，设计时理应考虑：

清晰性与错误防范：位号字符应与阻焊层保持适当的间距（至少6mil），以避免标识混淆或缺失。字符间轻微重叠是可以的，但重叠导致标识无法辨认的情况必须修正。

方向性与一致性：推荐的排列方向是从顶部到底部、从左至右，保证装配流程的直观性与一致性。

层压板卡的翘曲度管理：

翘曲度作为PCB尺寸稳定性的一个关键指标，直接影响设备的安装和可靠性。各类层压板卡翘曲度的要求：

贴片设备：≤0.75%（对于厚度＜1.6mm的PCB），最大翘曲度0.7%；厚度≥1.6mm的最大翘曲度限制为0.5%。

插件零件：≤1.5%，最大翘曲度可达0.7%。


背板：最大翘曲度设定为1%，同时控制最大变形量不超过4mm。


拼版设计的重要性和模式：


拼版技术应用于优化生产效率和成本管理：


VCUT拼版：一种分隔或棋盘式设计，适用于期待更小间距或不同类型的输出。

桥连：和桥连邮票孔（邮票孔拼版）方法则通常涉及贯通式的连接设计，旨在提高自动化标记和移动性。

拼版带来的好处：保证能满足生产需求，如通过拼版实现对小尺寸PCB的解决方案、节约生产材料减少浪费，同时实现更高效率的手工或自动化机械化SMT焊接流程。

在层层深入的技术描绘中，这些原则为PCB层压设计提供了坚实的基础框架，从焊盘阻焊到元件丝印乃至项目拼版，为电子工程师提供了精炼、实践导向的路径导航。