防焊偏移怎麼造成 BGA 短路：防焊開窗、厚度與文字印刷，從認識防焊、看設計、查偏移到驗證的 5 個階段

防焊層（Solder Mask）蓋住焊墊以外的銅，主要是防止焊錫在焊墊之間連在一起。它會造成 BGA 短路，常見有兩條路：一是防焊對位偏了，腳距 0.8 mm 以下的 BGA 旁邊露出線路或導通孔，錫在印刷、置件、回焊時被推過去，形成很細的鬚狀短路，一篇 2009 年的文章寫，一般的 2D 穿透式與分層 X 光都看不出來；二是鋼板沒有和焊墊封緊，錫膏從鋼板底下滲出來，在焊墊之間連成橋。防焊的厚度與上面的文字油墨，高度都不太受管控，太厚或印得太靠近焊墊，也可能墊高零件。做法是在圖面寫清楚防焊對位的要求、板上放對位檢查圖形、進料用顯微鏡看。 本文談的是防焊開窗、偏移、厚度與文字印刷對 BGA 等密腳距零件短路的影響，以及怎麼查；防焊油墨的化學配方、板廠的曝光設備比較，不在範圍內。分成 5 個階段：

• 階段①｜先認識防焊層： 做什麼用、LPI、顏色。
• 階段②｜焊墊與防焊開窗的設計： NSMD 與 SMD、開窗、防焊壩、厚度。
• 階段③｜防焊偏移怎麼造成短路： 露出線路與導通孔、鬚狀短路、防焊蓋到焊墊。
• 階段④｜厚度與文字印刷怎麼影響錫膏： 鋼板封不緊、文字油墨墊高。
• 階段⑤｜怎麼預防與驗證： 圖面要求、對位檢查圖形、進料顯微鏡、和板廠談。

下面每個階段寫：怎麼做、公開資料怎麼說，有對應時再寫嘉鴻能幫的；來源、例外與整理放在文末的「備註」。此為一般情況，仍需視個案而定。

階段①：先認識防焊層

怎麼做：

• 做什麼用：防焊層蓋住銅、只留下要焊的地方，主要防止焊錫在焊墊之間橋接；也提供絕緣、防止銅氧化、擋住濕氣與助焊劑殘留，並減少電化學遷移的風險（來源 1）。
• 常見的種類：液態感光防焊（LPI）用網印或噴塗上去，再曝光顯影，能做細的圖形與準的對位，多數高密度、高可靠度的設計建議選用（來源 1）。
• 只有綠色嗎：綠色常見，製程穩定、和文字與焊墊的對比好，AOI 與目視都好檢查；黑色質感比較好，但對比差、AOI 誤判可能變多；白色反光好，常用在 LED（來源 1）。
• 顏色會影響製程：顏料會影響曝光、吸熱與檢查；用綠色以外的顏色，曝光參數與 AOI 設定可能要調（來源 1）。
• 以前很單純：以前只要指定兩面防焊、一面文字，板廠一律給綠色防焊、白色文字；現在顏色、塗佈方式、成品厚度都有很多選擇（來源 2）。

公開資料怎麼說： 一家電路板製造商的部落格文章（2026 年 1 月）寫：防焊層是蓋在銅上的保護層，只留下要焊的區域，主要是防止回焊、波焊或選擇性焊接時的橋接，尤其是密腳距與高密度的板子；也提供絕緣、防止氧化、阻擋濕氣與助焊劑殘留，並因減少裸露的銅而降低電化學遷移的風險；液態感光防焊能做細的圖形與準的對位；綠色常用，對比好、利於 AOI 與目視，黑色會降低對比、增加 AOI 誤判，白色常用在 LED 與光學用途；顏料會影響曝光，非綠色時曝光參數與 AOI 設定可能要調整。一家電路板供應商在電子製造業雜誌的專欄（2025 年 6 月）寫：過去設計者只要指定兩面防焊、一面文字，板廠就交綠色防焊、白色文字；現在防焊幾乎可以調出任何顏色，不同塗佈方式的成品厚度也不同（備註表 1）。

階段②：焊墊與防焊開窗的設計

怎麼做：

• NSMD 與 SMD：大多數 SMT 零件用非防焊定義的焊墊（NSMD），焊點形狀與檢查較好；腳距很密的 BGA，有時為了焊墊不被拉起而用防焊定義（SMD）；要看腳距並和製造端討論（來源 1）。
• 開窗比焊墊大：防焊開窗通常比銅焊墊每邊大 2 到 5 mil，讓出對位的誤差（來源 1）。
• 防焊壩：相鄰焊墊之間要有夠寬的防焊壩，才能防止橋接；用 LPI 加直接成像常見下限 3 到 4 mil，要和板廠確認（來源 1）；寬度低於 76 µm 的防焊壩，可能撐不過防焊製程（來源 2）。
• 厚度：LPI 在銅上的成品厚度大約 0.8 到 1.2 mil（來源 1）；IPC 的 25 µm 是為了電氣性能的值下限，沒有規定量測位置，也沒有規定值上限（來源 2）。
• 太密時：零件很密的區域，有時拿掉焊墊之間的防焊壩、整排開窗，結果反而比硬擠防焊壩好（文中說對大封裝有幫助）；但要確定後果再做（來源 2）。

公開資料怎麼說： 前面那篇電路板製造商的文章寫：防焊開窗通常比銅焊墊大，以容納對位誤差，常見每邊 2 到 5 mil；大多數 SMT 零件用 NSMD，密腳距 BGA 有時用 SMD；密腳距 QFN 與 BGA 的防焊壩下限，用 LPI 加直接成像常見 3 到 4 mil，要和製造商確認；LPI 在銅上的成品厚度約 0.8 到 1.2 mil。前面那篇電路板供應商的專欄寫：IPC-6012 與 IPC-SM-840 的下限 25 µm 是為了電氣性能，沒有給量測位置，也沒有規定供應商的厚度上限；低於 76 µm 的防焊壩可能撐不過防焊製程；很密的區域，整排開窗常比硬塞防焊壩的結果好，但要小心後果（備註表 2）。

嘉鴻能幫的：

• 嘉鴻工程部可以協助看 PCB 設計好不好生產，包括拼板。

階段③：防焊偏移怎麼造成短路

怎麼做：

• 偏移有多大：防焊的對位誤差常見接近 ±0.003 吋，一般 SMT 不太會出問題（來源 3）；板廠幾乎都能把防焊對位控制在 0.003 吋以內，較新的成像設備可能可以到 0.002 吋（來源 4）。
• 腳距 0.8 mm 以下會出事：防焊偏了，BGA 底下旁邊的線路或導通孔露出來（來源 3）。
• 錫怎麼過去：印刷時錫膏可能就連過去，印刷偏位會更嚴重；置件把錫膏再壓開，回焊時熱塌讓熔錫擴散，在焊墊和露出的線路或導通孔之間，形成約 1 到 2 mil 粗的鬚狀短路（來源 3）。
• 2D 與分層 X 光看不到：那篇 2009 年的文章寫，一般的 2D 穿透式 X 光，焊球的影像會蓋過鬚狀短路，分層掃描的 X 光也看不出來；要把零件拆下來才看得到（來源 3）。
• 防焊蓋到焊墊：IPC-6012 不允許防焊蓋到 NSMD 的 BGA 焊墊（線路連接處除外），因為 BGA 焊點要承受零件與板子之間所有的熱與機械應力（來源 4）。
• 滲出的成分：防焊裡透明的塑化劑可能滲到焊墊上，降低潤濕；焊球看起來還是熔了，但之後可能出問題（來源 4）。

公開資料怎麼說： 一家電子製造廠的工程師在電路板設計與製造雜誌的文章（2009 年 1 月）寫：防焊對位誤差常接近 ±0.003 吋，標準 SMT 通常沒問題；但腳距 0.8 mm 以下的陣列封裝，防焊偏移會露出 BGA 底下相鄰的線路或導通孔，增加短路機會；錫膏印刷可能形成橋接，印刷偏位會加重，置件會把錫膏推進防焊的凹處，回焊時熱塌讓熔錫擴散，形成約 1 到 2 mil 的鬚狀短路；這種短路用 2D 穿透 X 光看不到，因為焊球影像會蓋過它，分層 X 光也看不到，只能拆下零件檢查。一個電子組裝問答網站的專家回答（2012 年）寫：IPC-6012 不允許防焊侵入 NSMD 的 BGA 焊墊，連接線路處除外；供應商幾乎都能把防焊對位控制在真位置 0.003 吋，較新的成像技術可到 0.002 吋；另一位專家寫，防焊裡透明的塑化劑可能滲出、降低焊墊的實際潤濕（備註表 3）。

階段④：厚度與文字印刷怎麼影響錫膏

怎麼做：

• 鋼板要封緊：印刷時鋼板開孔要緊壓在焊墊上形成密封；開孔比焊墊大就封不緊，一家印刷機廠的建議是比焊墊小約 1 mil（25 µm）（來源 5）。
• 封不緊會橋接：刮刀壓力把錫膏擠出開孔、沾到鋼板底面，再印到板子上，就會在焊墊之間橋接，或在焊墊旁邊留下錫珠（來源 5）。
• 什麼會讓它封不緊：板子、支撐治具、鋼板彼此不共平面；例如一塊 100 µm 高的乾錫膏就可能破壞密封；支撐高度不對，或有東西妨礙板子貼合鋼板；印刷機本身的精度不夠（來源 5）。
• 文字油墨：文字油墨印在防焊上面，高度通常沒有管控、也不一致；印到低零件底下，會讓零件放不平；文字離密腳距或低零件的焊墊至少 0.15 mm（來源 2）。
• 防焊太厚或不均：太厚或不均，尤其在焊墊下面或旁邊，低零件（例如 QFN、LGA）可能坐不平，造成開路或立碑（來源 2）。
• 鋼板也可能被墊高：焊墊旁邊凸起的防焊或文字，跟乾錫膏一樣可能讓鋼板墊高、封不緊；設計時把文字移開、和板廠談防焊厚度，是比較穩的做法（本文的整理，依來源 2、來源 5）。

公開資料怎麼說： 一家印刷機廠的應用製程工程經理在電子組裝雜誌的專欄（2018 年 9 月）寫：鋼板開孔緊壓焊墊才形成密封，開孔要和焊墊 1:1，比焊墊大就封不好，他們一般建議縮小 1 mil；密封不好，錫膏會被擠出、污染鋼板底面，造成橋接，或在焊墊周圍留下抹開的錫膏、回焊後成為錫珠；密封不好的原因包括機台各部分不平行、機台裡 100 µm 高的乾錫膏、支撐高度不對或板子無法貼合鋼板、對位精度不足，至少要 20 µm 以內，超細腳距要 10 到 12 µm。前面那篇電路板供應商的專欄寫：文字油墨通常印在防焊上，高度常沒有管控、不一致，印到零件底下會讓零件無法平貼；文字離密腳距或低零件的焊墊至少 0.15 mm；防焊太厚或不均，尤其在焊墊下或附近，QFN 這類零件可能晃動、移位或翹起，造成開路或立碑（備註表 4）。

嘉鴻能幫的：

• 鋼板底面的清潔，嘉鴻已上線的〈鋼網清潔做對了嗎？70% 的 SMT 缺陷從這裡開始〉寫到「很多人對清潔的理解是『看起來乾淨就好』，但這個標準在細間距和超細間距產品上是不夠的。」
• 鋼板的張力，嘉鴻已上線的〈SMT 印刷前工程的革命：從刮刀到鋼網檢查，嘉鴻為電子製造建構更穩定的印刷基礎〉寫到「張力不足會讓鋼板在脫版時貼著板面走，造成滲錫與厚度不均；張力計是確認鋼板狀態直接的工具。」鋼板張力可以用鋼板張力計量。
• 鋼板的清潔耗材：鋼板清洗劑（助焊劑清潔劑），商品頁寫用在 SMT 鋼網的日常清潔與電路板焊後的清洗；SMT 鋼板擦拭紙，商品頁寫裝在 SMT 自動擦拭機上，清除鋼網上的錫膏殘留。

階段⑤：怎麼預防與驗證

怎麼做：

• 圖面寫清楚：在製作說明裡寫明防焊對位的特別要求，並標出密腳距 BGA 的區域，請板廠與組裝廠加強檢查（來源 3）。
• 放對位檢查圖形：那篇文章提到，腳距 0.8 mm 以下的陣列元件設計，已在板角放至少三個人字形的防焊對位檢查圖形，量 X 與 Y 的偏移；理想放在每一片小板上，不要放在會被折掉的板邊，否則之後就沒得查（來源 3）。
• 進料用顯微鏡：腳距 0.8 mm 至少 10 倍、0.65 mm 至少 15 倍、0.5 mm 至少 20 倍，並為了量對位檢查圖形加嚴抽樣（來源 3）。
• 看板廠的能力：請板廠提供防焊對位的製程能力（Cpk）、做 DfM 審查，給出密腳距區的開窗與對位公差（來源 3）。
• 厚度和板廠談：防焊厚度要問板廠的塗佈方式與成品厚度，首件報告也會列；只有應用真的很敏感時才訂厚度範圍，訂太嚴，能做的板廠會變少（來源 2）。
• SPI 抓到橋接時：先找密封不好的原因，不要只多擦一次鋼板，那只是治標（來源 5）。

公開資料怎麼說： 前面那篇電子製造廠工程師的文章寫：製作說明要明確寫出防焊對位要求，並把密腳距 BGA 區告訴板廠與組裝廠；腳距 0.8 mm 以下的設計加上「人字形」的防焊對位檢查圖形，板角至少三個，理想放在每片小板上，放在折斷的板邊上，分板後就無法用來分析；進料檢驗要有足夠倍率的顯微鏡，0.8 mm 腳距至少 10 倍、0.65 mm 至少 15 倍、0.5 mm 至少 20 倍；板廠要提供防焊對位的 Cpk、做 DfM 審查；縮小陣列焊墊周圍的防焊開窗可以減少問題，但能做的板廠也可能變少。前面那篇電路板供應商的專欄寫：要知道防焊厚度，理想的方法是問板廠的工程師，首件報告也會列；只有應用非常敏感時才訂厚度範圍，太嚴會讓供應商名單很快變少。前面那篇印刷機廠的專欄寫：SPI 抓到橋接時要找根本原因，多加一次清潔只是治標（備註表 5）。

嘉鴻能幫的：

• 進料看防焊對位，可用 7 吋數位顯微鏡（商品頁寫 1 到 1,200 倍連續變焦、鏡頭角度可調以避開反光，可拍照錄影留品管紀錄）。

常見問題

Q1：防焊偏移為什麼會造成 BGA 短路？

防焊對位偏了，腳距 0.8 mm 以下的 BGA 旁邊會露出線路或導通孔；錫膏在印刷、置件、回焊時被推過去，在焊墊和露出的線路之間形成約 1 到 2 mil 粗的鬚狀短路。一篇 2009 年的文章寫，一般的 2D 穿透式與分層 X 光都看不出來。

Q2：防焊開窗要比焊墊大多少？

一份公開資料寫，防焊開窗通常比銅焊墊每邊大 2 到 5 mil，讓出對位的誤差；相鄰焊墊之間的防焊壩，用液態感光防焊加直接成像常見下限 3 到 4 mil，要和板廠確認；另一份資料寫寬度低於 76 µm 的防焊壩可能撐不過防焊製程。

Q3：BGA 焊墊之間橋接，一定是防焊的問題嗎？

不一定。另一條路是鋼板沒有和焊墊封緊，刮刀把錫膏擠出開孔、沾到鋼板底面，再印到板子上，就會在焊墊之間橋接。一家印刷機廠建議開孔比焊墊小約 1 mil（25 µm）；板子、支撐治具與鋼板不共平面，或一塊 100 µm 高的乾錫膏，都可能破壞密封。

Q4：要怎麼預防防焊偏移造成的短路？

在製作說明寫明防焊對位的特別要求，並標出密腳距 BGA 的區域；在每一片小板上放至少三個人字形的防焊對位檢查圖形，量 X 與 Y 的偏移；進料用顯微鏡檢查，那篇文章建議腳距 0.8 mm 至少 10 倍、0.65 mm 至少 15 倍、0.5 mm 至少 20 倍。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。您的產品規範、板廠與組裝廠的規格，和本文不同時，以它們為準。

各階段的出處

表 1｜防焊層是什麼

來源：見各列。

表 2｜開窗、防焊壩與厚度

來源：見各列；3 到 4 mil、0.8 到 1.2 mil 是那家板廠的常見值，以您的板廠能力為準。

表 3｜防焊偏移與短路

來源：見各列；來源 4 是兩位專家的個人回答，標準條文以 IPC 全文為準。

表 4｜鋼板密封與文字印刷

來源：見各列。

表 5｜預防與驗證

來源：見各列。

例外與限制

• 看到什麼、沒看到什麼：本文讀到的是 5 份公開資料（一篇電路板製造商的部落格、一篇電路板業公司的雜誌專欄、一篇電子製造廠工程師的雜誌文章、一則問答網站的專家回答、一篇印刷機廠的雜誌專欄）。沒有讀到 IPC-6012、IPC-SM-840 的全文，引用的條文都是來源轉述。
• 沒有找到直接的試驗：「防焊或文字墊高鋼板、讓錫膏變多而造成 BGA 短路」，本文沒有找到直接量測的公開資料；階段④末點是依來源 2（文字油墨高度沒管控）與來源 5（100 µm 的乾錫膏就可能破壞密封）的推論，標為本文的整理。
• 來源的立場：來源 1、來源 2 是電路板業的公司，來源 3 是電子製造廠，來源 5 是印刷機廠，都有推廣自家能力的立場；來源 4 是個人回答。
• 數字是特定條件下的：0.003 吋、0.002 吋、3 到 4 mil、0.15 mm、10 到 20 倍這些數字，是各來源的經驗值或建議；換了板廠、零件或設備，以自己的驗證為準。
• 年份：來源 3 是 2009 年、來源 4 是 2012 年的資料，防焊成像設備之後有進步（來源 2 提到的動態補償曝光）；觀念可以參考，能力以現在的板廠為準。
• 本文的整理：圖 2、圖 3 的示意、階段④末點的推論，是本文的整理；其餘句子都能在來源或嘉鴻的頁面找到對應的敘述。
• 嘉鴻的協助範圍：「嘉鴻能幫的」只寫嘉鴻工程部的協助範圍與站上已發佈頁面的原句。

本文為一般情況的整理，不是標準條文的轉述，也不是對某一家板廠、組裝廠或設備廠的背書，更不構成對您產品與製程的保證。請以您的產品規範、板廠與組裝廠的規格，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。