Новости PCB - Влияние паяльной маски для печатных плат на производство печатных плат

Что такое паяльная маска для печатной платы?После изготовления печатной платы следы меди на плате обычно подвергаются окислению и коррозии из-за воздействия окружающей среды. Самый надежный способ предотвратить это и продлить срок службы печатной платы - это нанести защитное покрытие из паяльной маски. Слой краски на поверхности печатной платы называется Solder Resist Ink, который также известен как краска для защиты печатных плат от припоя. Soldermask - это очень распространенная и основная краска, используемая в печатных платах. Паяльная маска обычно на 90% состоит из зеленого цвета, но существуют и другие цвета, такие как: красный, синий, черный, белый, желтый, которые называются смешанными цветными чернилами.

Роль паяльной маски заключается в изоляции в процессе пайки, предотвращении короткого замыкания из-за мостового соединения, физического обрыва проводящих цепей, выравнивания из-за пыли, влаги и других внешних факторов окружающей среды, вызывающих ухудшение изоляции, коррозию и так далее.

В долгосрочной перспективе пыль и другие загрязнения могут привести к короткому замыканию.Паяльная маска - это тонкий слой полимера, нанесенный на печатную плату для защиты меди от окисления и коротких замыканий во время эксплуатации, а также для защиты печатной платы от воздействия окружающей среды.

Слои печатных плат

Типы защитных слоев для пайки печатных плат

1.Верхняя и нижняя паяльные маски

Инженеры по печатным платам часто используют их для определения отверстий в зеленой паяльной маске, которая наносится на печатную плату. Эта конкретная паяльная маска наносится с помощью эпоксидной смолы или пленки. Затем контакты компонентов припаиваются к плате, используя отверстия, указанные в маске.

Выравнивание в верхней части печатной платы называется верхним выравниванием, а соответствующая используемая маска для пайки называется верхней маской. Как и верхняя маска, нижняя маска используется в нижней части доски.

2.Стойкость жидкого припоя к эпоксидной смоле

Наиболее экономичным вариантом паяльной маски является эпоксидная смола. Это полимер, который наносится трафаретной печатью на печатную плату.Трафаретная печать - это технология печати, в которой используется тканая сетка для создания рисунка, блокирующего чернила. Сетка определяет открытые участки, используемые в процессе переноса краски. После этого выполняется термообработка.

3.Жидкий фотопленочный припой (LPI) устойчив к

LPI-резист на самом деле представляет собой смесь двух разных жидкостей. Эти жидкости хранятся отдельно и смешиваются перед нанесением маскирующего слоя для продления срока годности. LPI также является одним из наиболее экономичных вариантов среди различных других типов.

LPI представляет собой смесь различных полимеров и растворителей, которая используется для нанесения покрытий на шторы, трафаретной печати и напыления. С помощью этой маски можно получить тонкий слой покрытия, который прилипает к поверхности целевого участка. При использовании этой маски печатная плата обычно не требует какой-либо из доступных в настоящее время окончательных обработок поверхности.

В отличие от обычных эпоксидных красок, LPI чувствителен к ультрафиолетовым лучам. Панель необходимо покрыть защитной пленкой, и после короткого цикла “отверждения” печатная плата подвергается воздействию ультрафиолетового излучения с помощью УФ-лазера или фотолитографии.

Перед нанесением маски панель очищается и проверяется на наличие признаков окисления. Для этого панель очищается химическим раствором, раствором оксида алюминия или с помощью пемзы в виде взвеси.

Одной из наиболее популярных технологий, используемых для обработки поверхности панели ультрафиолетовым излучением, является использование пленочных инструментов и контактных принтеров. Верхний и нижний листы пленки печатаются с использованием эмульсии, чтобы закрыть участки, которые необходимо склеить. Затем производственная панель и пленка закрепляются на месте с помощью инструментов на принтере и одновременно подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения.

В одном из методов используется прямое получение изображения с помощью лазеров. Этот метод не требует инструментов или пленки, поскольку управление лазером осуществляется с помощью базовых меток, нанесенных на медный шаблон панели.

LPI-маски доступны в различных цветах, таких как зеленый, черный, красный, желтый, белый и синий.

4.Оптические паяльные маски для создания изображений на сухой пленке

Для использования сухих пленочных LPI-масок требуется вакуумное ламинирование, которые подвергаются экспонированию, а затем проявляются. После проявки определяются отверстия для создания узоров, а затем компоненты припаиваются к медным контактным площадкам. Для печатных плат высокой плотности используется сухая пленочная паяльная маска, поскольку она не заливает отверстия.

5.Отделка поверхности

Независимо от типа используемой паяльной маски для печатной платы, при окончательной пайке на плате останутся открытые участки меди. Эти открытые участки необходимо обработать соответствующим покрытием для предотвращения окисления. Одним из самых популярных способов обработки поверхности является выравнивание припоем горячим воздухом (HASL).

По запросу также могут быть использованы другие виды обработки поверхности, такие как золото с безэлектродной пропиткой никелем и палладием (ENEPIC) и золото с безэлектродной пропиткой никелем (ENIG). При необходимости в защитном слое маски оставляются дополнительные отверстия для пастообразной маски. Клейкая маска используется для крепления прокладок или других компонентов к плате в зависимости от используемой технологии изготовления.

Процесс изготовления паяльной маски для печатных плат

Ниже приведен процесс нанесения паяльной маски на печатную плату.

1.Очистка печатной платы

Очистите схему от грязи и других загрязнений, а затем высушите поверхность платы.

2.Нанесение паяльной маски

Затем плата загружается в вертикальную лакировочную машину для нанесения паяльной маски. Толщина покрытия зависит от таких факторов, как требуемая надежность печатной платы и область ее использования.Толщина слоя паяльной маски меняется при нанесении на различные части платы, такие как направляющие, медная фольга или подложки.Толщина слоя маски зависит от возможностей оборудования и производственных возможностей печатной платы.

3.Предварительная закалка

Этот этап отличается от полного отверждения, поскольку предварительное отверждение, по-видимому, делает покрытие на печатной плате относительно прочным, что помогает удалить нежелательные покрытия, которые могут быть легко удалены с печатной платы на этапе разработки.

4.Визуализация и отверждение

Для определения области паяльной маски используется нанесенная лазером фотопленка. Пленка совмещается с панелью, на которую нанесены чернила для пайки и которая высушена. В процессе создания изображения пленка, совмещенная с панелью, подвергается воздействию ультрафиолетового излучения. После получения ультрафиолетового излучения непрозрачная область пропускает ультрафиолетовый свет через пленку, что приводит к полимеризации (затвердеванию) чернил, находящихся под непрозрачной областью.

В случае получения изображений методом LDI нет необходимости в фотопленке, поскольку ультрафиолетовый лазер непосредственно отверждает ту часть платы, которую необходимо сохранить с помощью паяльной маски.

5.Проявка

Затем плата погружается в раствор для проявки, чтобы удалить ненужную паяльную маску и обеспечить точное нанесение необходимой медной фольги.

6.Окончательная закалка и очистка

При монтаже на поверхность печатной платы требуется окончательная закалка, чтобы сделать паяльную маску доступной. Затем доски, покрытые паяльной маской, необходимо очистить, а затем подвергнуть дальнейшей обработке, такой как подготовка поверхности.

Слои печатных плат

Конструкция паяльной маски

1.Сквозное отверстие

Когда сквозное отверстие закрывается паяльной маской таким образом, чтобы оно не было видно, оно называется закрытым сквозным отверстием. В отличие от сквозного отверстия с заполнением, здесь паяльной маской закрывается только кольцо. Если отверстие полностью закрыто, оно называется заполненным отверстием или закрытым маской отверстием, в зависимости от метода, использованного для закрытия отверстия.

Навесные отверстия - популярный способ защиты печатных плат, и по соображениям экономии их заливают эпоксидной смолой или закрывают маской. Из всех методов увеличения сквозных отверстий наиболее экономичным является использование паяльной маски с жидкостным фотоизображением (LPI).

Чтобы обеспечить более надежную герметизацию, вы также можете использовать более дорогостоящие полимерные заливки.

Цель переходных отверстий состоит в том, чтобы оставить на поверхности печатной платы меньше открытых токопроводящих прокладок, что сведет к минимуму короткие замыкания, возникающие при соединении паяльником во время сборки. Когда сквозное отверстие расположено на краю прокладки или по стандартному рисунку BGA “собачья кость”, миграция олова с прокладки SMT также уменьшается, палатка также может минимизировать сквозное отверстие из-за воздействия рабочей среды и возможности повреждения.

2.Зазор между паяльной маской

Зазор между паяльной маской - это допуск, который определяет близость паяльной маски к элементам поверхности печатной платы. Цель этого допуска - обеспечить достаточное расстояние между элементами поверхности, на которые наносится припой, называемое паяльными перемычками. Это предотвращает образование паяных мостиков.

Зазор между элементами поверхности, на которые наносится припой.

Обычно зазор между паяльными масками должен составлять половину ширины шага проводника. При использовании тонких проводящих структур размером 100 мкм или менее зазор между сопротивлением припою может составлять менее 50 мкм, что является хорошей идеей, поскольку его можно использовать для широкого спектра проводящих структур.

3.Паяльные площадки

В маске припоя указаны площадки с отверстиями в маске, которые меньше, чем у медных площадок, поэтому в маске припоя будет указан размер площадок, используемых в BGA.

Изменения зазора в маске будут определять размер медных площадок.

Прокладки, не имеющие резиста, имеют зазор между прокладкой и маской.

При изготовлении паяльной маски необходимо учитывать допуски на посадку, чтобы зазор между маской всегда был больше, чем между прокладкой. Это необходимо для того, чтобы на всей прокладке не было резиста и чтобы обеспечить оптимальную пайку.

4.Открытие паяльной маски

Внешний слой печатной платы без маски называется отверстием для паяльной маски, и его назначение - подвергать схему воздействию олова (припоя). Это отверстие должно быть точным, в противном случае это может привести к нежелательному воздействию меди на плату, что может привести к коррозии и повреждению.

Как правило, производители выбирают медные контактные площадки с отверстиями для паяльной маски в соотношении 1:1, которые могут быть изменены в соответствии с соответствующей технологией изготовления. Отверстие должно быть выполнено в соответствии с требованиями, в противном случае может быть поврежден слой заземления рядом с контактной площадкой. Это может привести к короткому замыканию, и его следует предотвратить.

5.Покрытие или расширение маски припоя

Программное обеспечение EDA обычно позволяет настроить расстояние между элементами поверхности платы и маской припоя. Эта спецификация часто называется расширением маски припоя и может быть положительной, отрицательной или нулевой.

Положительное расширение паяльной маски, когда имеется расстояние между концом паяльной маски и внешней окружностью непокрытой прокладки, называется положительным расширением паяльной маски.

Нулевое расширение маски припоя, когда между маской припоя и контактной площадкой нет зазора, является нулевым значением.

Отрицательное расширение маски припоя, когда контактная маска припоя перекрывает область контактной площадки, является отрицательным.

Влияние конструкции сопротивления пайке печатных плат на производство печатных плат-адаптеров

Обе стороны печатной платы покрыты слоем меди, без паяльной маски печатная плата, находящаяся на воздухе, легко окисляется и превращается в бракованную продукцию, но также влияет на электрические характеристики печатной платы. В этом случае поверхность печатной платы должна иметь слой из печатной платы и воздуха, чтобы предотвратить возникновение реакции окисления слоя защитного покрытия, и этот слой покрывается краской soldermask для нанесения слоя soldermask. Роль паяльной маски в устранении дефектов пайки в процессе пайки печатных плат очень важна, и разработчики печатных плат должны минимизировать расстояние или воздушный зазор вокруг элементов контактной площадки. Неправильная конструкция паяльной маски для печатной платы может привести к следующим дефектам печатных плат.

1. Толщина паяльной маски не должна превышать толщину прокладок из медной фольги на печатной плате, что приведет к образованию мостиков и разрывов при пайке оплавлением.

   
   

2.Неправильное расположение припоя при обработке и контактных площадок, что приводит к загрязнению поверхности контактных площадок, что приводит к плохому захвату припоя или образованию большого количества шариков припоя.

3.При наличии проводов, проходящих между двумя контактными площадками, следует использовать конструкцию паяльной маски для печатных плат, чтобы предотвратить короткое замыкание при пайке.

4.При наличии двух или более SMD-модулей, расположенных близко друг к другу, контактные площадки имеют общий вывод, поэтому для их разделения применяется маска припоя, чтобы избежать возникновения напряжения при смещении или растрескивании припоя SMD-модуля.

Вышесказанное касается внедрения паяльной маски для печатных плат и влияния паяльной маски для печатных плат на производство печатных плат, и я надеюсь, что смогу быть полезным для всех.