Odległość między sitodrukiem a maską lutowniczą: Zasada projektowania PCB, którą musisz dodać

Byłem pod wrażeniem, że już od samego początku, standardowe zasady kontroli projektu (DRC) w mojej kopii Altium 20 praktycznie pokrywały wszystkie aspekty tworzenia "standardowej" płytki drukowanej (PCB). Domyślne ustawienia Altium Designer zakładają zasady "10 mil", co oznacza, że standardowe odstępy i szerokości ścieżek miedzianych wynoszą 10 mils. Co więcej, większość pozostałych odstępów również domyślnie wynosi 10 mils. Obejmuje to odstępy między ścieżkami, pady do ścieżek, otwory przelotowe do innych padów lub via, i praktycznie wszystko inne, co można sobie wyobrazić. Wyjątkami są odstępy między sitodrukiem a maską lutowniczą oraz rozszerzenie maski lutowniczej wokół padów, które oba domyślnie wynoszą 4 mils.

Rozpoczęcie nowego projektu oznacza wybór zasad projektowania PCB, które mają znaczenie dla twoich płytek obwodów. Ten zestaw zasad jest wspierany przez firmy produkujące PCB i pomagają one inżynierom w projektowaniu funkcjonalnej płytki obwodowej. Wyjątki od domyślnych zasad 10 mil istnieją, zwłaszcza gdy gęstość i złożoność wzrastają. Na przykład, całkowicie różne zestawy zasad projektowania mogą istnieć w regionach takich jak obszar pod Układem Scalone (IC) z obudową typu Ball Grid Array (BGA).

W miarę wzrostu gęstości i/lub szybkości narastania sygnału, nie jest rzadkością, aby te zasady były wymieniane w innych jednostkach i poziomach złożoności.

Zasady projektowania PCB powinny odpowiadać możliwościom produkcyjnym

Zazwyczaj projektuję zgodnie z zasadami „6 mil”, ponieważ realizuję szybkie, małe projekty przez producentów PCB korzystając z procedur zamawiania online. Przygotowując się do nowego PCB, decyduję o zakresie fabryk PCB, z których chcę korzystać, jak również o szacunkowym budżecie na produkcję PCB.

Po wybraniu zestawu zasad i typu zakładu produkcyjnego, należy zbadać możliwości produkcyjne i przetłumaczyć je na zasady lub polityki, które Altium Designer może zrozumieć. Często tworzę zestawy zasad specyficzne dla danego dostawcy, oprócz ogólnych zestawów zasad „x mil”, które reprezentują możliwości tego dostawcy dosłownie punkt po punkcie, statystyka za statystyką.

W miarę jak rzeczy stają się bardziej skomplikowane, odpowiadamy na to, dostosowując zestawy reguł i kompromisy w produkcji, które one reprezentują. Zrozumienie procesu produkcji przydaje się w tych przypadkach. Na przykład, środek płytki może mieć najlepsze dopasowanie wiercenia do miedzi, gdzie reguły mogą być bardziej elastyczne. Innymi słowy, w przypadkach, gdy reguły muszą być dostosowane, a możliwości produkcyjne maksymalnie wykorzystane, najlepiej jest statystycznie zwiększyć szanse na sukces, gdziekolwiek jest to możliwe.

Oprócz typowych odległości między przewodnikami określonych jako domyślne reguły projektowania lub w standardach IPC, istnieją inne odległości, które należy wziąć pod uwagę, gdy potrzebne jest zwiększenie gęstości bez tworzenia wad montażowych. Te odległości dotyczą maski lutowniczej (lub "oporu lutowniczego") i sitodruku, które wielu projektantów po prostu przyjmuje, korzystając z domyślnych wartości. Zamiast tego, ustaw kilka niestandardowych wartości, aby upewnić się, że Altium Designer nie wywoła niepotrzebnych błędów.

Fragment Maski Lutowniczej

Jeśli kiedykolwiek pracujesz z projektami o bardzo wysokiej gęstości i zaczynasz zauważać, że odstępy między padami stają się bardzo ciasne, ma sens zdefiniowanie obszarów, gdzie pozostała cienka warstwa maski lutowniczej między padami może po prostu zostać usunięta. Jeśli masz zdefiniowane rozprzestrzenianie się maski lutowniczej wokół padów na swoich komponentach, pozostała maska lutownicza między padami zostanie już usunięta, jeśli otwory maski na siebie nachodzą. To pomaga automatycznie usuwać pozostałe cienkie warstwy maski lutowniczej, które mogą być zbyt małe, aby można było je niezawodnie wyprodukować.

To zasada daje ci prosty sposób na zarządzanie cienkimi warstwami maski zatrzymującej lut między określonymi klasami padów, konkretnymi sieciami, a nawet konkretnymi obrysami. Jako przykład, na powyższym obrazie, ustawiłem ograniczenie na minimalną cienką warstwę maski lutowniczej między obrysami 1206 i wszystkimi padami. Możesz zastosować indywidualne zasady na różnych warstwach, między różnymi klasami padów i o wiele więcej.

Rozprzestrzenianie się Maski Lutowniczej

Kolejnym przykładem naginania zasad jest zmniejszenie rozprzestrzeniania się maski lutowniczej wokół pinów i padów o wysokiej gęstości, tak aby pozostało wystarczająco dużo maski lutowniczej między pinami/padami, aby działała jako zapora lutownicza i zapobiegała mostkom lutowniczym podczas montażu. To wyraźnie kompromis, ponieważ teraz jest mniej miejsca na niezgodność rejestracji maski lutowniczej, co może wpłynąć na lutowalność lub prawdopodobieństwo powstania mostka lutowniczego.

Rozprzestrzenianie się maski lutowniczej dla pada na komponencie może być zdefiniowane podczas tworzenia bibliotek i śladu PCB. Jednakże, można również ustawić maskę lutowniczą tak, aby podążała za zasadami projektowania PCB; wartość, którą ustawisz, zostanie automatycznie zastosowana do twoich komponentów. Poniższy obraz pokazuje stosowanie rozprzestrzeniania się maski lutowniczej do każdego narażonego przewodnika, który nie jest przelotką, na obu warstwach. Z pewnością można zastosować różne zasady na warstwach górnej i dolnej.

Warto jednak pamiętać, że jeśli chcesz ustawić konkretną otwartą przestrzeń maski lutowniczej dla konkretnego komponentu, najłatwiej jest to zrobić w śladzie PCB. Można to zastosować do konkretnego pada na komponencie, jeśli jest to pożądane. Można również ustawić zasadę dla konkretnej sieci, co zastosuje wartość rozprzestrzeniania się maski lutowniczej do pada na tej sieci.

Odległość między sitodrukiem a maską lutowniczą

Niektóre rzeczy nie muszą nas martwić, w pewnym sensie. Jeśli sitodruk pokrywa się z gołym miedzią, nakładka zazwyczaj nie zostanie wydrukowana (zależy to od zakładu produkcyjnego); moje zakłady produkcyjne zwykle pozostawiają miedź niepokrytą. Wynik zazwyczaj nie szkodzi funkcji elektrycznej płytki, ale tekst wykonany sitodrukiem może być trudny lub niemożliwy do odczytania.

Aby jeszcze bardziej pomóc Ci zwiększyć gęstość w Twoich projektach i ułatwić montaż, możesz również zmodyfikować zasadę odstępu między sitodrukiem a maską lutowniczą. Poniższy obraz pokazuje, jak można definiować odstępy między sitodrukiem a maską zatrzymującą lut w Edytorze Zasad i Ograniczeń PCB. Wystarczy wybrać opcję „Check Clearance To Exposed Copper”, aby zdefiniować minimalny odstęp do odsłoniętych elementów miedzianych, takich jak pady. Aby zdefiniować odstęp do krawędzi otworu w masce lutowniczej, wybierz opcję „Check Clearance To Solder Mask Openings” i ustaw żądaną wartość odstępu.

Na powyższym obrazie odstęp między sitodrukiem a maską lutowniczą jest zdefiniowany jako 2 mil dla warstwy Top Overlay; wystarczy utworzyć drugą zasadę projektowania PCB dla odstępu między sitodrukiem a maską zatrzymującą lut, jeśli chcesz dodać zasadę do warstwy Bottom Overlay. Zauważ, że jest to zdefiniowane tylko dla padów (jak podano w zapytaniu IsPad), ale moglibyśmy również zastosować zasadę do klasy padów, klasy padów i warstwy jednocześnie lub do wszystkich obiektów. Daje Ci to możliwość zrównoważenia, jakie odstępy między sitodrukiem a obiektem możesz zaakceptować w swoim projekcie. Końcowym wynikiem jest to, że Altium Designer wygeneruje listę każdego przypadku, w którym tekst nakłada się na gołą miedź na padach komponentów.

Gdyby tylko ktoś wynalazł automatyczną funkcję przenoszenia tekstów sitodrukowych z odsłoniętych padów i przelotek na całej płycie. >:/

Kiedy potrzebujesz zaprojektować skomplikowane płytki obwodów drukowanych z kompleksowym zestawem narzędzi do projektowania PCB, wypróbuj Altium Designer®. Możesz zastosować niestandardowe i standardowe reguły projektowania PCB dla swojej kolejnej płytki obwodu, w tym odstępy między sitodrukiem a maską lutowniczą oraz inne ważne reguły fabrykacji. Chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak Altium może pomóc Ci w Twoim kolejnym projekcie PCB? Porozmawiaj z ekspertem w Altium i dowiedz się więcej o podejmowaniu decyzji projektowych z łatwością i pewnością.