保持測試點活性的遮蔽

共形塗層是印刷電路板（PCB）的盔甲，保護它免受潮濕、灰塵和化學品的侵害。但這層盔甲在每個接觸 surface 上都形成一層絕緣屏障。被塗覆的測試墊變成無法觸及的測試點。

當功能測試依賴於探針接觸，或未來維修需要拆焊元件時，是否進行遮蔽而不適當掩模的決定至關重要。弄錯了，受保護的電路板可能變成無法測試、無法修復的磚塊。在遮蔽和塗層過程中的選擇決定了一個產品能否在其整個生命週期內保持可用，或在首次元件失效時成為電子垃圾。

在Bester PCBA，我們不將遮蔽和塗層視為最後的檢查項目。這是選擇方法、控制厚度和記錄設計選擇的有意識的過程，這些都直接影響產品的長期價值。核心的沖突很簡單：全面覆蓋提供最大環境保護，但也消除了測試和修復所需的接入點。解決這個問題需要深入了解遮蔽方法在精度上的差異、塗層厚度如何影響可靠性，以及早期設計選擇如何防止後續昂貴的問題。

為何測試板存取界定成功

測試墊是電路的指定電氣窗口，對於內線測試、飛針測試、邊界掃描和手動故障排除至關重要。這些暴露的銅區被設計用於臨時接觸。當共形塗層封閉它們時，就形成了物理和電氣障礙，阻擋測試探針。結果是塗層後的電路板無法驗證，導致功能缺陷未被發現，直到產品到達客戶手中。

後果不僅僅影響工廠。通過初步測試但在現場失效的電路板如果測試點被封閉，就無法診斷。技術人員面臨兩個糟糕的選擇：試圖刮除塗層，這可能損壞走線和污染電路板，或者在不知道根本原因的情況下更換整個裝配。前者增加了勞動和質量風險；後者則增加了材料成本並喪失了失效分析的機會。

重工和維修面臨同樣的障礙。更換失效元件通常需要訪問相鄰測試點以驗證修復或修復損壞的走線。如果這些測試墊被塗覆，技術人員必須細心移除塗層，避免損壞周圍區域——一項耗時且容易出錯的任務。在高可靠性或高產量的生產中，這些重工的總成本通常遠遠超過精密遮蔽的初始成本。一整個生產批次由於遮蔽不良而在功能測試階段卡住，不得不在報廢數千塊板子或重新加工每一塊之間做出抉擇。

共形塗層挑戰

共形塗層是一層薄薄的聚合物薄膜，應用於PCB上，以抵禦環境壓力。它是一層抵禦濕氣、灰塵、化學品，甚至鹽霧的屏障，適用於嚴苛的海洋或工業環境。塗層流過板子的地形，覆蓋元件、焊點和走線。這種完整的覆蓋是目標，因為任何縫隙都可能成為污染物進入的入口，導致腐蝕或電氣短路。

這種追求完美密封的需求與可測試性形成根本的衝突。測試墊必須保持導電且可接觸。而共形塗層，定義上是一種絕緣體。當它覆蓋測試墊時，會提高表面電阻並實體阻擋測試探針所需的金屬接觸。即使是薄層，也可能造成接觸不穩定或完全測試失敗，尤其在高頻或低電流電路中，接觸的完整性至關重要。

解決方案不是換用不同的材料——不論是丙烯酸、硅橡膠、尿素醇還是鹽聚酯，所有共形塗層都是絕緣體。保持測試墊功能的唯一方法是避免塗層覆蓋它們。這就是遮蔽的工作：在電路板上創建精確的排除區。遮蔽方法的質量直接決定了電路板在受到保護後是否仍可測試。隨著電路板密度的增加，測試墊被挤压在元件間或連接器下，挑戰也隨之升高，要求遮蔽方法能夠在不損害保護的情況下實現精確。

定制鞋與CNC遮蔽

遮蔽方法的選擇是在設置成本、單位勞動與精度之間的權衡。在生產中，主要有兩種方法：手動應用的定制硅膠套和程式控制的選擇性塗層。每種方法都有不同的特性，正確的選擇取決於產量、電路板的複雜度和成本目標。

定制硅膠套與手動遮蔽

定制硅膠鞋是小巧、柔韌的帽子，模塑成適合特定測試點。在塗 layer 前放在電路板上，固化後取下，它們作為簡單的物理屏障，保持測試點清潔且易於接近。這個概念非常直接，只需要鞋子本身和處理它們的勞動，便不需要其他特殊設備。

最主要的優點是低建設成本。對於原型或小批量生產，唯一的投資是在定制模具和勞動時間上。這使得鞋子成為小批量或布置簡單、測試點大且間距寬、且易於接近的電路板的經濟選擇。

然而，當產量擴大時，限制開始顯現。放置和移除都是手工操作，每塊電路板都會增加勞動成本。對於只有十個測試點的電路板，操作員可能只用幾分鐘的時間來遮蔽。1000塊電路板的批次，這就相當於數十個小時的勞力。每單位成本永遠不會下降。

精準度是另一個限制。鞋子必須貼合緊密，以防止塗 layer 滲入底下，但又必須可以移除而不留下殘留物或拉起測試點。這是一個困難的平衡，尤其是在測試點大小不一或元件間距緊密的情況下。鞋子對於在凹陷區域或元件底下的測試點也毫無用處。這種方法在設計能配合時效果最佳，但在精度至上的情況下會失效。

CNC控制的選擇性塗 layer

電腦數控（CNC）遮蔽不會阻擋塗 layer，而是控制它的精確位置。它取代全面噴灑，使用CNC控制的供料系統根據電路板的CAD資料生成精確工具路徑。它只在批准區域沉積塗 layer，並以亞毫米精度程式化建立測試點、連接器和安裝孔的排除區。

初始設置成本較高。它需要CAM編程來生成刀具路徑、驗證以確保對齊，並可能需要定製夾具。這可能花費數小時的工程時間。但一旦程序驗證完成，每個單位的成本就會大幅下降。該流程是自動化的，循環時間由機器速度決定，而非手動操作。

這種倒置的成本結構使得CNC遮蔽在大量生產中佔據主導地位。建設成本分攤到整個批次，並且與手工鞋子相比的收支平衡點通常在幾百單位的範圍內。一旦超過這個數量，CNC的成本效益就大大提升。

更重要的是，CNC masking在精度方面帶來質的飛躍。排除區域具有通常優於0.5毫米的定位精度，使能遮蔽藏於元件之間的小型焊盤——這些幾何圖形是用腳套無法處理的。重複性完美；每塊板子都以相同方式覆蓋，消除了手工操作的變異性。這種高精度使設計師可以最小化保持區域，最大化板子的保護區域。若設計包含元件下的焊盤或小於1毫米的焊盤，CNC masking通常是唯一可行的選擇。

UV厚度控制與缺陷預防

塗層的施加只是戰鬥的一半。確保它具有正確的厚度且無缺陷，決定它是否能提供真正的保護或引入新的失效模式。目標不是單一的厚度值，而是一個受控的範圍——過少的塗層會使板子變得脆弱，而過多則會產生內部應力，可能導致裂紋、層間剝離或起翹。

為何鍍層厚度影響可靠性

有效的聚酰胺遮蔽層必須達到最低厚度，通常為25到75微米，以提供完整的屏障。太薄的塗層會出現微孔，水氣可以穿透，開始腐蝕。在導線的銳邊或元件引線周圍，液態塗層可能會拉開，這是常見問題。

過厚的塗層會帶來不同的問題。當塗層硬化時會收縮，產生內部應力。如果太厚，這些力可能超過其與板子的附著力，導致剝離或層間剝離。這種失效常從遮蔽區域的銳邊開始。厚塗層也更脆，在熱循環應力下更容易破裂，因為板子和元件的膨脹與收縮速率不同。

因此最適的厚度是一個平衡點：既能提供良好的環境保護，又足夠薄，以保持彈性和沒有應力。達到這一平衡點需要測量，而非估算。

使用紫外線熒光測量

許多阻焊涂層都含有紫外熒光添加劑，提供一種簡單、非破壞性的方法來驗證覆蓋範圍。在紫外燈下，塗層會根據其厚度發出光。一層薄的部分看起來微弱，而較厚的部分則較亮。這使操作者能即時察覺不均勻的覆蓋、在高大元件陰影中的薄點，或過多堆積的情況。

這次檢查快速但能揭示在正常光線下看不到的缺陷。掩蔽區域周圍的過渡區尤其關鍵。塗層邊緣的逐漸“羽化”分散應力，而厚重且陡峭的脊位是剝離的關鍵位置。紫外光還可以暴露其他缺陷，如氣泡或“魚眼”，這是由於表面污染導致塗層未能良好附著。

雖然紫外線檢查是定性的，但它提供足夠的解析度來捕捉工藝偏差，並確保厚度在可接受範圍內。對於絕對測量，還有其他工具，但對大多數應用來說，經過訓練的眼睛在紫外燈下已是第一道防線。不過，這一切的前提是表面完全乾淨。任何在塗覆前殘留的助焊劑、油脂或顆粒都會影響附著性，並在保護層下形成故障點。

設計以便返工

對已塗層的電路板進行返工的能力不是靠運氣，而是長時間前的精心設計和文件選擇所決定的。設計用於返工的電路板具有足夠的空間放置工具，採用堅固的測試墊幾何形狀，並附有清晰的遮蔽指示。

測試墊尺寸與間距： 需要保持可接觸的墊子應足夠大，讓技術人員能操作，理想上至少為1.5至2毫米。這提供足夠的空間以移除任何塗層侵入，且不會誤切導線或拔起墊子。同樣，測試墊周圍至少留出1毫米的禁入區域，讓工具有空間遠離相鄰的元件，降低意外損壞的風險。

清楚的文件記載： 製造檔案必須清晰明確。電路板資料應在Gerber或ODP++文件中包含專屬的塗層遮罩層，明確定義每個排除區域。在裝配圖上留待解讀容易導致不一致與錯誤，尤其當生產規模擴大或更換供應商時。

返工策略： 當元件失效時，必須移除其引腳上的塗層。方法依材料而不同。丙烯酸可用溶劑溶解。硅酮和聚氨酯則需小心機械摩擦或熱軟化。 Parylene，是最堅韌的材料，通常需要微摩或激光燒蝕。每種情況下，風險都是對電路板造成損壞。最安全的程序是由訓練有素的技術人員緩慢且精確地進行。

更換完元件後，須手動再次塗覆來恢復保護。這層新塗層必須與舊層良好附著，且不形成厚重、壓力過大的界面。從拆除到重新塗覆的整個過程成功與否，取決於原始設計的前瞻性。大面積且可接觸的測試墊和清晰的遮蔽指示，讓返工更有信心。若沒有則為高風險的賭注。