O Solder Mask, Kiedykolwiek myślisz o zrobieniu płytki drukowanej, powinna ona być trwałym elementem, który trwa tak długo, jak to możliwe w twoim urządzeniu. Jednym z najlepszych sposobów na maksymalne zabezpieczenie powierzchni płytki dla maksymalnej trwałości jest użycie maski do lutowania.
Płyty zawierają wiele ścieżek miedzianych do przewodzenia prądu, a te mogą utleniać lub zwarcie, jeśli pozostawić narażone. Maska lutownicza tworzy cienką warstwę zewnętrzną, która pokrywa i chroni wszystkie linie elektryczne i pady.
Oto wszystko, co musisz wiedzieć o tej warstwie ochronnej.
Maska lutownicza a pasta lutownicza
Maska lutownicza to cienka warstwa nakładana na miedziane ślady na płytce drukowanej, tworząca powłokę podobną do lakieru. Zawiera ona polimer na bazie epoksydów, który chroni przewody elektryczne przed utlenianiem i zapobiega powstawaniu mostków lutowniczych pomiędzy blisko położonymi lutami.
Zielona maska lutownicza nałożona na płytkę drukowaną
Z drugiej strony, pasta lutownicza jest kremową mieszanką zawierającą drobne kulki lutu utrzymywane w topniku lutowniczym. Pasta pomaga połączyć elementy elektroniczne montowane powierzchniowo z płytką, ponieważ po podgrzaniu tworzy wiązania mechaniczne. Można jej również użyć do przymocowania pinów komponentów do płytki.
Pasta lutownicza oglądana pod mikroskopem.
Kolory maski lutowniczej
Maska lutownicza decyduje o kolorze płytki drukowanej. Zielony kolor jest najbardziej powszechny, ponieważ działa lepiej niż reszta, zmniejsza zmęczenie oczu podczas procesu kontroli i jest tani w produkcji. Istnieją jednak inne doskonałe opcje kolorystyczne dla pełnej personalizacji.
Czerwona maska do lutowania na PCB
Materiały na maski do lutowania
Materiał maski do lutowania używany na płytce zależy od jej zastosowania, wymiarów fizycznych, komponentów i wielkości otworów. Większość płyt ma płynny materiał epoksydowy ze względu na niski koszt i ekstremalną odporność na ciepło.
Rodzaje masek lutowniczych
Istnieją cztery główne typy skategoryzowane na podstawie zastosowania masek lutowniczych.
Maski górne i dolne
Górne i dolne maski boczne umożliwiają inżynierom elektronikom dostrzeżenie otworów na już nałożonej zielonej warstwie maski lutowniczej. Używają oni technik epoksydowych, foliowych lub atramentowych do dodania nowej warstwy, a następnie lutują piny komponentów przez zidentyfikowane otwory.
Ślady przewodzące na górnej stronie płytki tworzą górne ślady, a nałożona warstwa jest znana jako maska górna. Podobna warstwa określa otwory na dolnej stronie płytki, tworząc maskę dolną.
Płytka drukowana Warstwa górna i dolna.
Maski lutownicze w płynie epoksydowym
Ciecz epoksydowa jest najtańszym typem maski lutowniczej i jest polimerem nanoszonym sitodrukiem na powierzchnię płytki.
Silkscreening to technika druku, która polega na użyciu tkanej siatki, aby utrzymać atrament-blokowanie szablonów.
Konfiguracja pozwala, aby atrament spadł do określonych punktów, aby utworzyć wzór, a zamiast jedwabiu, aplikacje elektroniczne używają włókien syntetycznych. Utwardzanie termiczne jest ostatnim etapem procesu i pomaga trwale przymocować nową warstwę.
Maszyna do sitodruku
Ciekła maska lutownicza (LPI)
Płynna emulsja świetlna łączy dwa różne płyny, które mieszają się przed zastosowaniem, aby zmaksymalizować czas przechowywania otrzymanego farby
Inżynierowie mogą drukować, malować lub malować na powierzchniach blachy, a następnie nie potrzebować żadnej obróbki powierzchni
Jednak w przeciwieństwie do płynów z żywicy epoksydowej, LPI jest wrażliwa na promieniowanie UV, dlatego po krótkim okresie utwardzania lepkości płytki drukowane są wystawiane na promieniowanie UV za pomocą lasera fotolitograficznego lub UV
Przed rozpoczęciem procesu panel należy dokładnie oczyścić za pomocą roztworu tlenku glinu lub sufitu i monitorować oznaki utleniania
Jedną z tych technologii jest wykorzystanie drukarek kontaktowych i narzędzi filmowych do odsłonięcia płytek drukowanych na promieniowanie ultrafioletowe Proces rozpoczyna się od wydruku lateksowego na górze i na dole, aby zablokować obszar spawania
Następnie należy przymocować błonę i panel produktów do miejsca, a następnie przetworzyć i ekspozytować promieniowanie ultrafioletowe
Maski są dostępne w różnych kolorach, między innymi w kolorze czarnym, żółtym, białym, czerwonym, zielonym i niebieskim
zielona płytka drukowana
Membrana optyczna emulsji suchej
Emulsja optyczna emulsji suchej wymaga laminatu próżniowego, który następnie przechodzi przez ekspozycję i wyświetlanie Otwory są rozpoznawane po opracowaniu i tworzone są wzory do spawania komponentów do płyt spawanych miedzianych
Przetwarzanie elektrochemiczne pomaga zastosować miedź w otworach i obszarach podrysu, a następnie cynową warstwę, aby chronić miedziane korki Następnie usuwa się suchą membranę, a następnie wytrawia odsłoniętą miedź
Ten typ jest idealny dla płyt obwodowych o dużej gęstości, ponieważ nie powoduje zalania otworów przelotowych
Konstrukcja membrany blokującej południe
Poniżej przedstawiono kilka parametrów związanych z projektowaniem membrany blokującej spoinę
w kształcie namiotu
Otwór rozciągający jest pokryty membraną blokującą spoinę, aby zapobiec wystawieniu otworu Jednakże, w przeciwieństwie do wypełnienia, przejścia mają tylko pokrywane końce w pierścieniu, dlatego istnieją wgłębienia W przeciwnym razie będzie to maska blokująca lub wypełniająca otwór przelotowy, w zależności od technologii używanej do uszczelnienia go
który został zbudowany w celu pozbycia się większości ludzi
Pokrycie i ochrona jak największej liczby płyt spawanych prowadzących w celu zmniejszenia łączności mostków podczas montażu
Minimalizacja prawdopodobieństwa uszkodzenia otworów (otworów) w środowisku pracy
Mniejsza ilość migracji pasty spawanej w standardowym wzorze BGA opartym na kościach psa lub gdy otwór jest na krawędzi
Dzięki niskim kosztom otwór przejściowy jest najlepszym rozwiązaniem do ochrony płyt drukowanych Ze względu na różne sposoby, LPI (ciekły optyczny obraz) jest najbardziej popularny, ponieważ jest najtańszy
Odstęp pomiędzy warstwami spoiny oporowej
Przestrzeń pomiędzy maską pasty spawanej a komponentem powierzchni tablicy jest przerwą maski spawanej Można ją również zdefiniować jako tolerancję, aby określić odległość między dwiema warstwami
Przerwa ma na celu zapewnienie wystarczających odstępów dla elementów powierzchni (zapory spawanej), aby maski zapobiegały tworzeniu mostów spawanych
W większości przypadków zapora spoiny oporowej powinna być połową szerokości odstępu między przewodami, na przykład dla warstwy przewodzącej o szerokości 100 m, zapora spoiny oporowej powinna by
Obwód SMD zainstalowany na płycie drukarskiej spoiny czołowej (więc obudowa)
Wkładka na podłogę
Płyta spawana ograniczona maską ma mniejszy otwór maski niż płyta miedziana Natomiast maski niespawane są ograniczone do przestrzeni między maską a poduszką
W związku z tym odstęp płyty spawanej maski określa wielkość płyty spawanej miedzianej używanej w szyku krat kulowych
Proces spawania oporowego musi uwzględniać tolerancję pasowania, aby zapewnić, że luz maski jest zawsze większy niż płyta spawana Projekt ten zapewnia optymalny proces spawania i położenie nieblokującej warstwy spoiny
Otwór maski spawanej
Jak nazwa wskazuje, otwór warstwy spoiny oporowej jest otworem wewnątrz otworu, który odsłania linię przejściową miedzi do lutowania lutowniczego Otwory muszą znajdować się w dokładnym położeniu, aby uniknąć niepotrzebnej ekspozycji miedzi, co może spowodować uszkodzenie, korozję lub zwarcie
Większość producentów pozostawia otwór płyty miedzianej 1:1, aby ułatwić zmianę odpowiedniego procesu produkcyjnego
Pokrycie lub rozszerzenie maski spawanej
Pokrycie lub rozszerzenie folii oporowej jest specyfikacją umożliwiającą dostosowanie przerwy między membraną blokującą spoinę a charakterystyką powierzchni za pomocą oprogramowania projektowego Może to być zero, dodatni lub negatywny
Zerowe pęcznienie membrany spoiny oporowej
Zero pęcznienia oznacza, że nie ma miejsca między płytą spawaną a warstwą oporową
Pozytywne pęcznienie membrany blokującej spoinę
Jeśli występuje odstęp między obwodem zewnętrznej niepokrywanej płyty spawanej a końcem membrany oporowej, jest ona zdefiniowana jako dodatnia pęcznicza
Negatywne pęcznienie membrany oporowej
Ujemna ekspansja oznacza, że maska lutowa nakłada się na część płyty spawanej
Standardowa IPC dla membrany blokującej spoinę
Zastosowanie folii blokującej spoinę należy do tych kategorii zgodnie z wydajnością i zgodnością folii trwałej i elastycznej pokrycia IPC-SM-840
Telekomunikacja — t
Komputery, telefony i urządzenia telekomunikacyjne należą do tego typu Pokrycia i membrany blokujące spoinę stosowane w tych urządzeniach są idealne do zastosowań biznesowych i przemysłowych o wysokiej wydajności Jednak żadna awaria nie może prowadzić do sytuacji zagrażających życiu
Komisja ds. Sprzętu telekomunikacyjnego
Wojskowe/wysoka niezawodność — H
Urządzenia i sprzęt należące do tej kategorii mają kluczowe znaczenie, a przerwy w obsłudze mogą prowadzić do sytuacji zagrażających życiu W związku z tym te urządzenia są wytrzymałe, pokrywające się warstwy spawania i wytrzymują najważniejsze i bardziej wymagające aplikacje
Elastyczna aplikacja drukarki (telekomunikacja)-FT
Podobne do wymienionych powyżej urządzeń telekomunikacyjnych, ale wykorzystywana membrana blokująca spoinę jest używana w przypadku płyt elastycznych
Elastyczne aplikacje do drukowania (wojskowe/ wysoka niezawodność)-FH
Ten standard ma zastosowanie do laminatów blokujących spoinę używanych w płytach elastycznych w kluczowych urządzeniach wojskowych i urządzeniach
Podczas pracy z nagimi płytami wymagania dotyczące materiału warstwy spawanej są podzielone na trzy kategorie
Płyta nie wymaga membrany blokującej spoinę
2 PCB ma maskę T lub FT
3 Płyta drukowana wymaga folii spoiny blokującej H lub FH
Pomarańczowa elastyczna płyta z białym złączem
Zastosowanie membrany blokującej spoinę
Chroni PCB przed utlenianiem i wytrawianiem
Zapobieganie skrótom mostów spawanych poprzez działanie jako bariery lub izolacji
Mosty spawane
Ochrona PCB przed zanieczyszczeniami
Wydłużył okres trwałości tablicy
Zmniejszenie ilości pasty spawanej wymaganej do spawania
Zapobieganie rozwojowi metalu, który może spowodować awarię lub zwarcie
Zwiększa prędkość przenikania materiału dielektrycznego
Jak korzystać z membrany blokującej spoinę
Poniższa procedura opisuje proces stosowania membrany blokującej spoinę na płycie drukowanej
Czyszczenie płyt drukowanych
Oczyścić zanieczyszczenia i usunąć zanieczyszczenia, a następnie wyschnąć powierzchnię
Warstwa farby oporowej
Wymagania dotyczące niezawodności PCB i zastosowania określają grubość wykończenia Proces malowania odbywa się na maszynie do malowania pionowego. Grubość różnych części tablicy może być różna, na przykład folii, płyt stropowych i przejść
Grubość zależy również od możliwości producenta PCB i wyposażenia używanego w procesie
System pomiaru grubości powłok
Wstępne utwardzanie
Hartowanie wstępne sprawia, że powłoka masek lutowniczych jest stosunkowo trwała, co umożliwia usunięcie niepożądanej warstwy masek. Taką niechcianą warstwę łatwo jest usunąć z płytki w fazie rozwijania.
Obrazowanie i utwardzanie
Producenci zazwyczaj używają laserowo plotowanego filmu fotograficznego do obrazowania i definiowania obszaru masek lutowniczych. Po pokryciu farbą lutowniczą i wysuszeniu, folia zostaje wyrównana do płyty, a następnie wystawiona na działanie promieniowania UV.
Nieprzezroczysty obszar masek lutowniczych przepuszcza światło UV, które utwardza (polimeryzuje) atrament znajdujący się pod spodem.
W przypadku stosowania bezpośredniego obrazowania laserowego (LDI) nie są potrzebne folie fotograficzne, ponieważ światło UV utwardza obszary, w których znajduje się bezpośrednio atrament lutowniczy.
Rozwijanie
Proces ten polega na zanurzeniu płytki PCB w wywoływaczu w celu usunięcia niechcianych masek lutowniczych, przy jednoczesnym zapewnieniu, że otwory odsłonią folię miedzianą w wymaganych miejscach.
Końcowe utwardzanie i czyszczenie
Ostatnim etapem jest utwardzanie i czyszczenie. Końcowe utwardzenie jest niezbędne, ponieważ sprawia, że tusz maski lutowniczej jest widoczny po zamontowaniu na powierzchni panelu.
Następnie, pokryta maskami lutowniczymi płyta przechodzi proces czyszczenia przed nałożeniem wykończenia powierzchni.
Przetwarzanie masek lutowniczych za pomocą atramentu
W produkcji płytek drukowanych tradycyjnie stosuje się systemy atramentowe do nadruku oznaczeń, ale ostatnie postępy w technologii przyniosły Direct Jetting.
DJ to technika druku, która umożliwia producentom drukowanie masek lutowniczych bezpośrednio na płytce zgodnie z danymi projektowymi.
Proces wykorzystuje głowicę piezoelektryczną i eliminuje większość etapów stosowanych w fotolitografii atramentowej, co prowadzi do następujących korzyści
Przetwarzanie przyjazne dla środowiska
Ekonomiczne wykorzystanie masek lutowniczych
Zmniejszona ilość sprzętu i zmiennych procesu
Minimalne zużycie materiałów
Jak usunąć maskę lutowniczą z płytki?
Niebieska maska lutownicza na PCBmaska lutownicza na PCB
Podczas nakładania maski mogą zdarzyć się błędy, takie jak zakrywanie części, które powinny pozostać odsłonięte.
Dlatego należy być dokładnym przed wysłaniem plików projektowych do produkcji, ponieważ usunięcie maski jest trudne po utwardzeniu. Jest to jednak możliwe. Możesz użyć jednej z tych metod, aby usunąć warstwę.
Usuwanie chemiczne
Substancja chemiczna, taka jak chlorek metylenu, może skorodować warstwę maski lutowniczej, ale uszkodzi laminat i warstwy miedzi znajdujące się poniżej, jeśli przejdzie poza osłony. Dlatego nie należy wystawiać płytki drukowanej na działanie środka przez dłuższy czas.
Należy również zakleić taśmą obszary, które nie wymagają usuwania, aby chemikalia trafiały tylko w zlokalizowane miejsca. Może być łatwiej zamówić nową płytkę w niektórych przypadkach, niż tracić zbyt dużo czasu i wysiłku robi stripping.
Skrobanie fizyczne
Skrobanie fizyczne jest również ryzykowne, ponieważ łatwo jest zeskrobać więcej niż warstwa masek lutowniczych. Jest to jednak możliwe i można do tego celu użyć narzędzia obrotowego Dremel, noża X-Acto lub brzytwy.
Zestaw noży
Podsumowanie
Jak widać, maski lutownicze tworzą ważne warstwy ochronne dla miedzianych ścieżek i linii przewodzących w płytce drukowanej i są niezbędne w procesie produkcji PCB.
Dlatego, jeśli chcesz mieć profesjonalnie wykonaną płytkę drukowaną z warstwą ochronną nałożoną prawidłowo, zgodnie z Twoimi projektami, skontaktuj się z nami już dziś, aby rozpocząć pracę.