Wie viel PCB-Maskenexpansion ist zu viel?

Auch wenn Sie keine Spitzen-Designsoftware verwenden, werden Sie etwas sehr Wichtiges in Ihren PCB-Footprint-Layern bemerken: Lötstop- und Pastenmaskenöffnungen. Diese werden in Schablonen platziert und verwendet, um Ihre PCB zu fertigen und zu montieren. Da Designer manchmal gezwungen sind, ihre eigenen Komponenten zu erstellen, lohnt es sich zu fragen, welcher der richtige Wert für Maskenerweiterungen in Ihrem PCB-Footprint ist? Die nächste Frage, die aufkommt, ist: Kann diese Zahl später geändert werden?

Dies ist tatsächlich eine sehr wichtige Designregel und etwas, das nicht dem Raten überlassen werden sollte. Obwohl es in PCB-Designanwendungen Standardregeln für Erweiterungswerte gibt, gibt es viele Fälle, in denen diese für fortgeschrittenere Designs geändert werden müssen.

Ihre PCB-Maskenerweiterungseinstellung

Wenn Sie Ihren PCB-Footprint in einem Layout-Editor betrachten, werden Daten in zwei Layern über den SMD-Pads Ihrer Teile überlagert. Dies können Sie im Bild unten für einen SOIC-8-Footprint in einem PCB-Layout sehen.

Hier können Sie deutlich erkennen, dass die Pastenmaskenschicht (grau) etwas kleiner als die Lötstopmaskenschicht (lila) ist und die Pastenmaskenschicht perfekt mit der Pad-Kontur überlappt.

Sind diese Werte zu groß oder zu klein? Die beste PCB-Designsoftware wird Ihnen helfen, Ihr Design-Leben im einfachen Modus zu leben, was bedeutet, dass Sie normalerweise die Maskenexpansionswerte nicht anpassen müssen. In anderen Fällen muss die Maskenexpansion absolut geändert werden, und typischerweise müssen Sie sie verkleinern, nicht vergrößern.

Die „Einfach-Modus“-Einstellung

Ob Sie die Maskenexpansion als statisch im PCB-Fußabdruck festlegen oder sie manuell mit den PCB-Designregeln anpassen, es gibt eine Einstellung, die Ihnen das Leben leichter machen kann. Diese Einstellungen könnten als die Standardwerte für die Pastenmaskenexpansion und die Lötmaskenexpansion festgelegt sein. Ein vernünftiger Ansatz ist, Folgendes zu tun:

• Setzen Sie Ihre Pastenmaskenexpansion auf 0 mm/0 mil (Pastenmaskenöffnung gleich Padgröße)

• Setzen Sie Ihre Lötmaskenexpansion auf einen Wert, der größer als Ihre Pastenmaskenexpansion ist

• Die Maskenexpansion sollte Ihre Pad-zu-Kupfer-Abstandswerte nicht überschreiten

Wenn Sie diesen Ansatz verfolgen und die Paste-Masken-Erweiterung immer auf 0 mil setzen und die Lötpasten-Masken-Erweiterung auf dem Standardwert belassen, werden Sie normalerweise ganz gut zurechtkommen. Dies funktioniert gut, wenn Sie nicht an etwas zu Dichtem arbeiten, wo Sie viel Platz zwischen den Komponenten haben, sodass Sie keine winzigen Lötpasten-Masken-Splitter erzeugen. Wenn die Dinge jedoch sehr dicht werden, wird es nun wichtig, die Masken-Erweiterung anzupassen.

Die „Hard Mode“-Einstellung

Diese Einstellungen werden normalerweise implementiert, wenn Sie eine hohe Dichte der Bauteilplatzierung und Verdrahtung haben. In diesem Fall müssen Sie möglicherweise den Unterschied zwischen der Paste-Masken- und Lötpasten-Masken-Erweiterung reduzieren. Die sicherste Einstellung hierbei, wenn Bauteilplatzierungen hoher Dichte verwendet werden, besteht darin, die Lötpasten-Masken-Erweiterung auf nicht 1 mil zu setzen. Dies wird sicherstellen, dass Sie trotz Schicht-zu-Schicht-Registrierungsungenauigkeiten die maximale Öffnung der Lötpastenmaske erhalten.

Dies ermöglicht auch das feine Verlegen von Leiterbahnen in der Nähe von SMD-Pads, ohne die benachbarte Bahn dem Lötzinn auszusetzen. Im untenstehenden Beispiel wurde der Standard-Expansionswert auf einem BGA mit Standardabstand verwendet, aber dies birgt die Gefahr, dass Bahnen im Bereich der Escape-Routing freigelegt werden. Daher ist es bei diesen Pads am besten, die Maskenexpansion auf 1 Mil zu reduzieren oder möglicherweise auf 0 Mil, um das Lötzinn auf den Landepads zu halten.

Nutzen Sie Ihre Designregeln

Der einfachste Weg, Ihre Footprints so zu erstellen, dass Sie auf die Einstellungen für den einfachen und den schwierigen Modus zugreifen können, besteht darin, Ihre Maskenexpansions-Designregeln zu nutzen.

Zuerst erstellen Sie Ihre Footprints mit Standard-Maskenexpansionswerten auf Pads, indem Sie die Pads so konfigurieren, dass sie der Designregel-Einstellung folgen. Wenn dann das Bauteil in das PCB-Layout importiert wird, können die Maskenexpansionswerte angepasst werden, indem die Designregel für den Expansionswert geändert wird. In Altium Designer werden diese Werte über die Designregeln „Solder Mask Expansion“ und „Paste Mask Expansion“ angepasst.

Erfahren Sie mehr über die Einstellungen zur Maskenexpansion in der Altium Designer Dokumentation.

Auch wenn Sie raten müssen, welche Einstellungen für die Maskenerweiterung Sie in Ihren PCB-Fußabdrücken verwenden sollen, können Sie Ihre Einstellungen später schnell ändern, wenn Sie die einheitliche Designumgebung in Altium Designer® nutzen. Um die Zusammenarbeit in der heutigen fachübergreifenden Umgebung zu implementieren, nutzen innovative Unternehmen die Altium 365™-Plattform, um Design-Daten einfach zu teilen und Projekte in die Fertigung zu bringen.

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