焊錫遮罩：類型、開口、阻擋與DFM檢查清單

焊錫遮罩類型	施用方法	成像方法	精密等級	典型用途	優點	限制
液體光成像（LPI）	液體塗層（噴霧或幕簾）	透過光罩進行紫外線曝光	非常高	大多數現代PCB細間距SMT設計	高解析度、優異的附著力、適合高密度電路板、成本效益高的量產	需要受控處理環境
乾式薄膜焊錫掩蓋（DFSM）	層壓乾膠片	紫外線光成像	高	高精度與特殊電路板	厚度均勻、特徵清晰、加工乾淨	材料成本較高，量產中較少見
環氧絲網印刷（不可拍照成像）	絲網印刷	無成像（僅機械遮罩）	中度至低度	簡單、低密度的 PCB	低成本、簡單流程	解析度有限，不適合細間距分量
噴墨焊錫遮罩	數位噴墨沉積	直接數位圖案化	非常高	原型製作與快速製作	無需光罩，設計彈性調整，浪費極少	大批量生產速度較慢
可剝離焊錫掩蓋	絲網印刷（臨時層）	禁止影像檢查	不適合精細的圖案	波浪焊錫保護	焊接後易於拆卸，能保護特定區域	非永久性，適用範圍有限
帳篷面具（透過 Tenting）	LPI 或乾膠片	紫外線成像	高	透過多層PCB中的保護	保護通孔免受污染，提升隔熱效果	不適合需要焊接的通孔

焊錫遮罩的貼合過程

步驟 1：清潔並準備印刷電路板表面

面板會被清潔以去除氧化、指紋和顆粒，確保口罩能可靠地黏合。

步驟2：貼上遮罩材質

所選的掩膜化學成分會以均勻的濕層或層壓膜的形式沉積於所有曝光銅表面。

步驟 3：影像化並定義開局

對於可拍照成像遮罩，光控工具與紫外線曝光決定遮罩應停留的位置及墊片必須開啟的位置。

步驟4：開發並清除不必要的區域

未曝光或過度曝光的區域會被移除，露出裸露的墊片及其他設計定義的開口。

步驟5：治癒以硬化並結合面具

熱力和/或紫外線固化能將遮罩鎖定在位，賦予其化學、機械及熱阻。

步驟 6：檢查註冊與開業品質

AOI與目視檢查可確認焊盤開口居中、無殘留且尺寸公差範圍內。

焊錫罩開口與焊盤間隙

Figure 3. Solder Mask Openings and Pad Clearance

焊錫罩的開口比銅焊盤略大。這種額外的尺寸稱為遮罩膨脹，有助於防止銅層在層未完全對齊時意外被覆蓋。擴建幅度取決於容量和董事會擁擠程度。若膨脹過小，掩蓋可能會蔓延到焊盤上，降低焊錫流動品質。如果焊盤太大，焊盤間的遮罩阻雷會變得非常薄，增加焊錫在焊盤間距過窄時橋接的風險。

焊罩阻隔與寬度控制

Figure 4. Solder Mask Dams and Width Control

焊錫遮罩阻擋器是位於附近焊盤間的狹窄遮罩條。在細間距零件上，實心阻擋有助於保持焊錫在焊盤上，降低引腳間橋接的風險。若壩寬接近最小值，可能會形成細片，在加工過程中可能浮起或斷裂。選擇安全的目標寬度並依設計規則檢查，有助於保持水壩堅固，同時保留每個發射台周圍足夠的空間。

焊錫遮罩定義焊盤與非遮罩定義焊盤

Figure 5. Solder Mask–Defined and Non-Mask–Defined Pads

表面貼裝焊盤通常分為兩種風格：非焊罩定義型（NSMD）與焊罩定義型（SMD）。在 NSMD 焊盤中，銅焊盤本身定義可焊接區域，遮罩被拉回以使焊盤的整個邊緣暴露。這種風格常見於BGA、QFN及小型被動元件，因為銅的形狀由蝕刻工藝控制，能支持更均勻的焊接接頭。在SMD焊盤中，焊錫罩的開口決定了最終焊盤區域。遮罩會稍微重疊銅線並修剪裸露區域，有助於控制焊錫量，並在密集佈局中保持焊接接近緊密的特徵。

焊錫遮罩顏色選擇

Figure 6. Solder Mask Colour Choices

• 綠色 – 業界標準且最廣泛使用的焊錫遮罩顏色。它與白色絲網印刷形成了極佳的對比，使檢查更為便利。綠色同時也是最具成本效益且容易取得的選擇。

• 黑色 – 提供流線型且高級的外觀，常見於高階消費性電子產品中。然而，由於對比度較低，這會使痕跡檢查變得更困難。

• 白色 – 常用於LED及照明應用，因其能良好反射光線。它呈現乾淨的外觀，但隨著時間可能會出現污漬、刮痕或變色。

• 藍色 – 綠色的熱門替代品，視覺吸引力良好且對比度不錯。常用於工業或音響相關電路板。

• 紅色 – 鮮明且獨特，非常適合原型設計與客製化設計。在特定光線條件下，它能提供良好的銅線可見度。

• 黃色——高可見度且容易顯眼的顏色。常見於專業設計，但也可能凸顯表面瑕疵。

• 紫色 – 通常與客製化或業餘型印刷電路板服務相關聯。主要因品牌塑造與美學獨特性而被選中。

• 霧面與光澤表面 – 除了顏色外，焊錫掩蓋還可選擇霧面或光澤表面。霧面能減少檢查時的眩光，而光面則提升視覺吸引力。

常見焊膠缺陷

缺陷	你會看到什麼	典型根本原因	防止版面規則與備註
錯誤登記	開口對不上，部分墊子被覆蓋	處理過程中的正常對齊限制	使用與晶圓廠能力相匹配的遮罩膨脹，並避免使用非常薄的遮罩壩。
針孔/空洞	透過遮罩露出的小銅點	表面髒污或塗層不均	保持銅區清潔且均勻，避免突然改變高度，避免影響塗層。
剝落/剝離	面具會脫落、裂開或剝落	因為準備不當或醃製不足導致黏合不良	在製作說明中標示經過驗證的遮罩工藝，避免過度重做以免掩膜破損。
護墊上的面罩	焊盤上有一層薄薄的遮罩膜，焊錫流動不順暢	開口過小或影像問題	設定明確的最低口罩間隙及開啟規則，確保衛生巾完全暴露。

焊錫遮罩DFM檢查清單

• 了解焊錫遮罩的用途 - 焊錫遮蓋能防止銅線氧化、防止焊橋形成，並提升電氣絕緣性能。設計時務必以保護與製造為核心。

• 首次專案使用標準顏色 - 從綠色焊錫掩蓋開始，因其成本效益高、支持度廣泛且組裝時易於檢查。

• 遵守製造商設計規則 - 在確定佈局前，務必下載並套用印刷電路板製造商的焊層膨脹、間隙及最小阻隔寬度規格。

• 避免過薄的遮罩阻隔膜 - 焊盤間狹窄的焊膠條在製造過程中可能剝落或失效。保持足夠的間距，尤其是細間距的零件。

• 檢查焊盤與遮罩對齊 - 銅焊盤與遮罩開口間錯位可能暴露出不需要的銅焊盤或部分覆蓋焊盤，造成焊接問題。

• 細間距元件請小心 - QFN、QFP 及 BGA 封裝需精確的遮罩開口。請仔細檢查這些區域的遮罩膨脹值。

• 及早決定穿孔（via tenting）——決定通孔是要有遮蓋（tenting）還是裸露。焊盤附近的裸露孔孔可能會吸走焊錫，導致接頭不良。

• 提交前執行最終DRC-執行完整的設計規則檢查（DRC），包括焊錫遮罩規則以偵測滑板、重疊或間隙錯誤。

• 仔細檢視 Gerber 檔案 - 在將檔案送交董事會前，務必在 Gerber 檢視器中檢查你的焊層層。

• 考慮組裝與檢查 - 考慮技術人員如何焊接與檢查電路板。良好的遮罩對比度和乾淨的開口能提升組裝品質。

選擇焊錫罩規格

優先事項	推薦方向
細間距或密密SMT	選擇 LPI 或乾膜焊錫遮罩，以獲得更好的定位控制及更乾淨、更均勻的孔洞。
簡單版面的最低成本	當特徵尺寸和間距有舒適邊距時，使用環氧液態焊錫遮罩。
光學或LED板	根據反射率、標籤對比度及要控制的光量，選擇白色或黑色焊錫遮罩。
重製與長期可靠性	堅持穩定且經過驗證的掩蓋工藝、強力固化控制，以及保守的膨脹與壩寬規則。

結論

良好的焊罩效果來自於選擇合適的遮罩類型，並設定該工藝能承受的開口、膨脹和壩寬。膨脹可以防止墊子在層層移動時部分被覆蓋。膨脹過少會讓掩蓋留在焊盤上，損害焊錫流動;膨脹過多則會使焊盤過薄，增加橋接風險。NSMD和SMD焊盤也會改變最終焊盤區域的設定方式。顏色和表面處理會影響眩光、對比度，以及瑕疵的易見度。