Расстояние от шелкографии до маски паяльника: правило проектирования печатных плат, которое вам нужно добавить

Меня впечатлило, что сразу после установки стандартные проверки правил проектирования (DRC) в моей копии Altium 20 практически полностью охватывали все аспекты создания "стандартной" печатной платы (PCB). По умолчанию в Altium Designer установлены правила "10 mil", что означает, что стандартное расстояние и ширина медных дорожек составляют 10 мил. Более того, большинство других расстояний также установлены по умолчанию в 10 мил. Это включает в себя расстояние между дорожками, от площадок до дорожек, от сквозных отверстий до других площадок или переходных отверстий (виас) и практически все остальное, что вы можете себе представить. Исключения составляют расстояние от шелкографии до маски пайки и расширение маски пайки вокруг площадок, оба из которых по умолчанию составляют 4 мил.

Начало нового проекта означает выбор правил проектирования печатных плат, которые важны для ваших печатных плат. Этот набор правил поддерживается компаниями по производству печатных плат и помогает инженерам разрабатывать функциональные печатные платы. Исключения из стандартных правил 10 мил существуют, особенно по мере увеличения плотности и сложности. Например, совершенно другие наборы правил проектирования могут существовать в таких областях, как область под интегральной схемой (IC) с расположением контактов в виде шариковой решетки (BGA).

По мере увеличения плотности и/или скорости нарастания сигнала не редкость, когда эти правила указываются в других единицах и уровнях сложности.

Правила проектирования печатных плат должны соответствовать возможностям производства

Я склонен проектировать с учетом «правил на 6 мил», так как я быстро создаю небольшие проекты через производителей печатных плат, используя процедуры онлайн-заказа. Когда я настраиваюсь на новую печатную плату, я решаю, какой диапазон производителей печатных плат я хочу использовать, а также делаю оценку бюджета на изготовление печатных плат.

После того как набор правил и тип производственного предприятия определены, необходимо изучить возможности производства и перевести их в правила или политики, которые Altium Designer сможет понять. Часто я создаю специфические для поставщика наборы правил в дополнение к общим наборам правил «правило на x мил», которые представляют возможности этого поставщика довольно точно, пункт за пунктом, статистика за статистикой.

По мере усложнения задач мы реагируем, адаптируя наборы правил и компромиссы в производстве, которые они представляют. Понимание процесса изготовления в этих случаях очень пригодится. Например, центр платы может иметь лучшее соответствие между отверстиями и медью, где правила могут быть более гибкими. Другими словами, в случаях, когда необходимо нарушить правила и толкнуть возможности производства, лучше всего статистически увеличить шансы на успех, где это возможно.

Помимо типичных зазоров между проводниками, определенных как стандартные правила проектирования или в стандартах IPC, существуют и другие зазоры, которые следует учитывать, когда необходимо увеличить плотность без создания дефектов сборки. Эти зазоры касаются вашей паяльной маски (или "паяльного резиста") и шелкографии, которые многие конструкторы просто используют с исходными значениями. Вместо этого установите некоторые пользовательские значения, чтобы убедиться, что Altium Designer не будет вызывать ненужные ошибки.

Тонкая паяльная маска

Если вы когда-либо работаете с очень плотными конструкциями и начинаете замечать, что зазоры между площадками становятся очень малы, имеет смысл определить области, где оставшийся слой паяльной маски между площадками можно просто убрать. Если у вас определено расширение паяльного резиста вокруг площадок на ваших компонентах, оставшийся слой паяльной маски между площадками будет уже удален, если отверстия маски перекрываются. Это помогает вам автоматически удалять оставшиеся слои паяльной маски, которые могут быть слишком малы для надежного изготовления.

Это правило дает вам простой способ управления слоями паяльной маски между конкретными классами площадок, конкретными сетями и даже конкретными посадочными местами. Как пример, на изображении выше, я установил ограничение на минимальный слой паяльной маски между посадочными местами 1206 и всеми площадками. Вы можете применять индивидуальные правила на разных слоях, между разными классами площадок и многое другое.

Расширение Паяльной Маски

Еще один пример изменения правил - это уменьшение расширения паяльной маски вокруг плотно расположенных контактов и площадок, так чтобы между контактами/площадками оставалось достаточно паяльной маски, чтобы действовать как плотина для паяльного материала и предотвращать образование паяльных мостиков во время сборки. Это явно компромисс, поскольку теперь меньше места для неправильной регистрации паяльного резиста, что может повлиять на паяемость или вероятность образования паяльного мостика.

Расширение маски паяльной стопы для контактной площадки компонента может быть определено при создании посадочного места на печатной плате и библиотек. Однако вы также можете настроить маску паяльной стопы так, чтобы она следовала правилам проектирования печатной платы; установленное вами значение будет автоматически применено к вашим компонентам. На изображении ниже показано применение расширения маски паяльной стопы ко всем открытым проводникам, которые не являются переходными отверстиями, на обоих слоях. Вы, конечно, можете применять разные правила к верхнему и нижнему слоям.

Просто имейте в виду, что если вы хотите установить конкретное отверстие паяльной стопы для конкретного компонента, проще всего сделать это в посадочном месте на печатной плате. Вы можете применить это к конкретной контактной площадке компонента, если хотите. Вы также можете установить правило для конкретной цепи, которое будет применять значение расширения маски паяльной стопы к площадке на этой цепи.

Расстояние от шелкографии до маски паяльной стопы

Есть вещи, о которых нам, вроде как, не нужно беспокоиться. Если шелкография совпадает с голой медью, перекрытие обычно не будет напечатано (это зависит от производственного предприятия); мои производственные предприятия, как правило, делают голую медь голой. Результат обычно не вредит электрической функции платы, но текст, нанесенный шелкографией, может быть трудно или невозможно прочитать.

Чтобы еще больше помочь вам увеличить плотность ваших проектов и облегчить сборку, вы также можете изменить правило зазора между шелкографией и маской пайки. На изображении ниже показано, как вы можете определить зазоры между шелкографией и маской пайки в редакторе правил и ограничений печатной платы. Просто выберите «Check Clearance To Exposed Copper», чтобы определить минимальный зазор до открытых медных элементов, таких как контактные площадки. Чтобы определить зазор до края отверстия маски пайки, выберите «Check Clearance To Solder Mask Openings» и установите желаемое значение зазора.

На изображении выше зазор между шелкографией и маской пайки определен как 2 мил для верхнего слоя оверлея; просто создайте второе правило проектирования печатной платы для зазора между шелкографией и маской пайки, если вы хотите добавить правило к нижнему слою оверлея. Обратите внимание, что это определено только для контактных площадок (как указано в запросе IsPad), но мы также могли бы применить правило к классу площадок, классу площадок и слою одновременно или ко всем объектам. Это дает вам возможность сбалансировать, какие зазоры между шелкографией и объектами вы можете принять в вашем проекте. В результате Altium Designer сгенерирует список каждого случая, когда текст перекрывает голую медь на контактных площадках компонентов.

Теперь, если бы кто-нибудь изобрел автоматическую функцию для перемещения текста, нанесенного шелкографией, с открытых площадок и переходных отверстий по всей плате. >:/

Когда вам нужно спроектировать сложные печатные платы с помощью комплексного набора инструментов для проектирования ПП, попробуйте Altium Designer®. Вы можете применять как пользовательские, так и стандартные правила проектирования печатных плат для вашей следующей платы, включая расстояние от шелкографии до маски пайки и другие важные правила изготовления. Хотите узнать больше о том, как Altium может помочь вам в следующем проекте печатной платы? Обратитесь к эксперту в Altium и узнайте больше о том, как принимать решения по проектированию легко и уверенно.