Использование высококачественной паяльной маски имеет решающее значение в процессе производства печатных плат. Отсутствие надежной паяльной маски на печатной плате значительно снижает ее долговечность. Создание эффективной паяльной маски включает в себя ряд факторов и является важнейшим компонентом конструкции вашей печатной платы.Что такое паяльная маска?
Soldermask — это жидкий фотоотражающий лак, используемый для защиты меди на печатной плате, образуя защитный слой. Он наносится на обе стороны печатной платы, чтобы защитить медь от различных факторов, которые могут привести к неисправности, таких как окисление, внешние токопроводящие воздействия, пайка, скачки высокого напряжения, воздействие окружающей среды и другие.Типы паяльной маски
Печатные платы имеют различные типы паяльной маски. Независимо от типа, все они подвергаются процессу термореактивности после определения рисунка. Типы паяльной маски показаны ниже:Эпоксидная жидкость
Паяльная маска доступна в различных вариантах в зависимости от требований к применению. Самая дешёвая паяльная маска представляет собой эпоксидную смолу, которая наносится методом шелкографии через рисунок на печатную плату.LPSM (жидкая фотоформируемая паяльная маска)
LPSM можно наносить на печатную плату методом шелкографии или распыления, подвергать воздействию шаблона и проявлять для создания отверстий в шаблоне для деталей, которые будут припаяны к медным площадкам.DFSM (сухая пленочная фотоформируемая паяльная маска)
DFSM ламинируется в вакууме на печатную плату, затем экспонируется и проявляется.
В процессе изготовления печатной платы паяльная маска распыляется на рабочую поверхность, после чего наносится УФ-облучение по соответствующему шаблону. После этого маска проявляется и сушится. Хотя зелёный цвет является распространённым цветом паяльной маски для печатных плат, доступны и другие цвета, а также прозрачная паяльная маска.
Определение слоев паяльной маски в данных Gerber
При работе с данными Gerber важно понимать, как определять слои паяльной маски. Слои паяльной маски в данных Gerber следует рассматривать как негативное изображение. Это означает, что там, где вы видите цвет на слое маски, паяльной маски быть не должно. Все остальное на плате будет покрыто паяльной маской. Представьте, что паяльная маска полностью покрывает вашу печатную плату, а файлы паяльной маски указывают области, на которые паяльная маска не должна наноситься. В данных Gerber для жестких плат GTS представляет верхний слой паяльной маски, в то время как GBS представляет нижний слой паяльной маски. Для гибких или жестко-гибких печатных плат как GTS, так и GBS могут использоваться для слоев паяльной маски и покровного слоя. В процессе выпуска файлов Gerber (CAM-проектирование) SprintPCB автоматически настраивает апертуры паяльной маски по мере необходимости для производства печатной платы. Обычно апертура паяльной маски настраивается так, чтобы быть на 4 мил больше, чем медная площадка, которую она открывает (на 2 мила больше с каждой стороны). Эта регулировка гарантирует, что маска будет центрирована на площадке и предотвратит перекрытие медной площадки паяльной маской. Допуск на регистрацию паяльной маски обычно составляет +/-2 мила, поэтому апертуры регулируются так, чтобы они были на 2 мила больше по всему медному элементу, обеспечивая возможность пайки всей площадки. Существуют ситуации, когда требуется площадка с заданной паяльной маской (SMD). Площадка SMD — это когда рельеф паяльной маски имеет тот же размер или меньше, чем медная площадка, которую он открывает. Такие площадки обычно используются, когда между площадками устройств поверхностного монтажа требуются перемычки паяльной маски, но недостаточно места для печати перемычки и следования стандартному наплыву паяльной маски. Если вам требуется площадка с заданной паяльной маской и вы не хотите изменять зазоры паяльной маски, важно включить примечание по изготовлению, указывающее, какие площадки не следует корректировать.Как нанести паяльную маску LPI на печатные платы?
Паяльная маска LPI может быть нанесена на печатную плату методом шелкографии. Затем она экспонируется с желаемым рисунком и проявляется, создавая окна в рисунке для компонентов, которые будут припаяны к медным площадкам. С другой стороны, сухая пленочная паяльная маска (DFSM) ламинируется на печатную плату в вакууме, а затем экспонируется и проявляется. Оба процесса обычно требуют термического отверждения для завершения рисунка. Однако паяльные маски LPI также доступны в вариантах с ультрафиолетовым (УФ) отверждением. Раньше паяльные маски обычно наносились с помощью сухих пленочных листов. Однако, с развитием паяльных масок LPI и связанных с ними технологий, DFSM сегодня используется редко. SprintPCB в основном использует паяльные маски LPI (Liquid Photo Imageable), которые стали преобладающим выбором. Маски LPI обеспечивают повышенную надежность, точные возможности печати и улучшенный контакт с поверхностью платы и медными элементами, обеспечивая превосходную защиту. Эти паяльные маски изготовлены из материалов на основе эпоксидной смолы, что делает их исключительно долговечными и практически не поддающимися удалению после полного затвердевания. Ниже представлен пошаговый процесс нанесения паяльной маски LPI на печатные платы:- Тщательная очистка: Производственная панель печатной платы проходит тщательную очистку для удаления любых частиц пыли и загрязнений, которые могут помешать нанесению паяльной маски. Этот этап обеспечивает чистоту поверхности для оптимальной адгезии.
- Полное покрытие: панели полностью покрыты паяльной маской LPI с одной или обеих сторон. Это обеспечивает полное покрытие поверхности платы.
- Сушка до отлипа: панели с покрытием помещаются в печь для сушки до отлипа. Этот процесс частично отверждает паяльную маску, позволяя ей достичь липкого состояния, облегчающего дальнейшую обработку.
- Подготовка плёнки: плёнка готовится на основе Gerber-файлов паяльной маски, каждая из которых представляет собой отдельную плёнку для каждой стороны платы. Области плёнки, соответствующие месту прилегания паяльной маски, обозначены прозрачным цветом, а области, подлежащие удалению, обозначены чёрным цветом.
- УФ-экспонирование и проявление: высушенные до липкости платы помещаются в УФ-проявитель. Плёнка точно выравнивается по плате, обеспечивая точное размещение. Затенённые участки плёнки предотвращают отверждение паяльной маски под воздействием УФ-излучения, что позволяет точно удалять нежелательный материал маски.
Важно отметить, что паяльные маски LPI обеспечивают исключительную надежность и долговечность, что делает их предпочтительным выбором в современном производстве печатных плат.Паяльная маска против пастообразной маски
Паяльную маску и пастообразную маску часто упоминают в одном контексте, из-за чего новичкам сложно провести границу между ними. Если вы когда-либо видели печатную плату, вы, несомненно, знакомы с ее преимущественно зеленым цветом. Этот тонкий зеленый защитный слой на верхней и нижней поверхностях платы и есть паяльная маска. Несмотря на свою важность, паяльные маски не являются критической необходимостью для всех печатных плат. Также могут быть обстоятельства, когда вам нужна маска на верхнем слое, но не на нижнем, или наоборот. Паяльная маска по существу покрывает всю верхнюю или нижнюю поверхность, оставляя только области, где компоненты могут заставить покупать печатную плату; разные вещи могут вас запутать. Независимо от того, собираетесь ли вы использовать одностороннюю печатную плату, двухстороннюю печатную плату или любой другой тип печатной платы, вы можете контактировать с медными дорожками платы. Паста-маска, с другой стороны, это материал, который наносится на области, оставшиеся непокрытыми паяльной маской, чтобы облегчить процесс пайки. Паста обычно используется для соединения компонентов поверхностного монтажа с контактными площадками печатной платы во время пайки. Однако её можно использовать и для сквозных выводов, используя трафарет, шприц или струйную печать для нанесения маски на отверстия или поверх них. Адгезионные свойства паяльной пасты позволяют ей приклеивать компонент, после чего плата нагревается, расплавляя маску и создавая как электрическую, так и механическую связь между компонентом и поверхностью. Таким образом, в то время как паяльная маска используется в процессе производства для предотвращения окисления медных дорожек и образования паяльных мостиков, паяльная маска наносится в процессе сборки на места контакта выводов компонента с печатной платой для обеспечения прочного и надёжного соединения между ними. Трафареты для нанесения паяльной маски отличаются от трафаретов для нанесения пасты тем, что первый оставляет открытыми области на плате, которые покрывает второй, и наоборот. Паста-маска обычно серого цвета, но, как вы узнаете в следующей главе, паяльная маска доступна во многих цветах.Цвета паяльной маски
Хотя паяльная маска какое-то время была исключительно зелёной, появляются новые оттенки, отвечающие требованиям к дизайну с особыми цветовыми требованиями. Чтобы сделать прототипирование и внесение изменений в печатную плату более заметными, достаточно просто придать печатной плате модный вид в прозрачном корпусе. Поскольку OEM-производители всё чаще переходят на прозрачную электронику и бытовую технику, производители печатных плат используют цветные паяльные маски, чтобы придать своим платам индивидуальность.Часто используемые цвета паяльной маски
Сегодня наиболее распространёнными цветами являются красный, синий, чёрный, белый и жёлтый. Прозрачный (хотя формально это не цвет) также является одним из оттенков, которые выбирают дизайнеры. Производители также могут синтезировать другие цвета, например, фиолетовый, оранжевый или даже розовый, из трёх основных цветов: красного, синего и жёлтого.
Зеленый
Хотя цветовой спектр паяльных масок значительно расширился в последние годы, большинство печатных плат по-прежнему покрываются зеленой маской. Одна из основных причин, по которой зеленый цвет является предпочтительным цветом для многих дизайнеров, заключается в том, что он облегчает осмотр. Согласно исследованиям, глаза более чувствительны к зеленому цвету, чем такие цвета, как желтый, белый или черный, что позволяет легче увидеть контраст между медными контактными площадками, дорожками и пустыми пространствами. Кроме того, зеленая маска прилипает относительно равномерно, правильно отверждается и имеет более высокое разрешение, чем большинство цветов. Это означает, что с ее помощью можно создавать меньшие по размеру перемычки для более эффективной по пространству схемы. Дизайнеры красного цвета , особенно в таких современных нишах, как искусственный интеллект и Интернет вещей, все чаще используют красные паяльные маски в эстетических целях. В некоторых схемах красный цвет также может дать более яркий цветовой контраст между компонентами платы и дорожками и шелкографией.
Синий
Синяя и зелёная паяльная маска очень похожи по функционалу, но для некоторых пользователей печатных плат синяя маска выигрывает благодаря своей уникальности. Платы с синей лицевой стороной встречаются на рынке довольно редко. Но если вы хотите использовать их для своего проекта, вы можете приобрести их у такого производителя, как SprintPCB.
Черный
Хотя чёрная паяльная маска не самая привлекательная, она может быть полезна в приложениях, требующих отражения света. Кроме того, она поглощает тепло лучше, чем другие цвета, а значит, требует меньше тепла при оплавлении.
Белый
Белый — самый непопулярный цвет паяльной маски для печатных плат, поскольку он обеспечивает наименьшую видимость. Более того, некоторые некачественные маски со временем начинают желтеть, особенно при постоянном воздействии тепла. Тем не менее, белые маски часто являются предпочтительным выбором для светодиодных систем, поскольку они ярче, чем маски других цветов печатных плат .
Другие цвета. Если ни один из вышеперечисленных оттенков не подходит вашей плате, вы можете рассмотреть более редкие, но уникальные цвета паяльной маски, такие как жёлтый, оранжевый и фиолетовый. Эти цвета популярны среди компаний, производящих нишевую электронику, и дизайнеров, стремящихся выделить свои новые продукты на рынке. Если вам нужна исключительно компактная схема, прозрачная маска обеспечит вам самые миниатюрные перемычки и рельефы по сравнению с другими цветами. Выбор правильного цвета. Хотя эксперименты с разными оттенками могут сделать ваш проект гораздо интереснее, чем со стандартным зелёным, стоит знать, что выбранный вами цвет в некоторой степени повлияет на характеристики вашей паяльной маски.
Во-первых, чёрный, белый и жёлтый цвета известны своим низким разрешением, поскольку ультрафиолетовый свет не всегда проникает сквозь покрытие полностью. Печатная плата, покрытая этими цветами, будет иметь меньше дорожек, чем плата аналогичного размера с зелёной, красной или синей маской. С другой стороны, хотя прозрачные паяльные маски обеспечивают наивысшее разрешение, они подвержены изменению цвета при многочисленных температурных колебаниях и химической обработке, которым подвергается печатная плата.
Эффективность цвета паяльной маски также определяется качеством самой паяльной маски. Ведущие поставщики обычно предлагают специальные оттенки, обеспечивающие высокое разрешение, а также термо- и химическую стойкость. Дизайнеры часто используют паяльную маску разных цветов исключительно из эстетических соображений. Тем не менее, если у вас нет особых требований к цвету, различные оттенки могут помочь вам идентифицировать платы во время сборки и после неё. Вы можете использовать красный, синий и чёрный цвета для обозначения различных этапов разработки прототипа, а затем остановиться на зелёном или белом для конечного продукта.
Как измерить толщину паяльной маски?
Хотя для защиты схем необходима достаточная толщина паяльной маски, крайне важно измерить её, чтобы убедиться, что она не слишком большая. Для верхней и боковых кромок проводника предпочтительна толщина более 7 микрометров. Максимальная толщина паяльной маски на готовых медных деталях толщиной до 35 микрометров составляет 40 микрометров, а для более толстой меди — до 80 микрометров. Для обеспечения эффективности паяльной маски рекомендуется соблюдать следующие рекомендации:- Соблюдайте минимальные требования к кольцевому кольцу, если припой соприкасается с контактными площадками.
- Не оставляйте открытыми изолированные прокладки.
- Разрешить нанесение паяльного резиста только на металлизированные сквозные отверстия, не предназначенные для заполнения припоем.
- Избегайте нанесения паяльной пасты на контрольные точки или штырьки разъема.
Достижение необходимой толщины паяльной маски при нанесении – сложный процесс и одна из многих задач, с которыми сталкиваются производители при изготовлении высококачественных печатных плат. В компании Sprintpcb мы обладаем обширным опытом во всех аспектах производства качественных печатных плат и рады поделиться своими знаниями с вами. Если вам нужна дополнительная информация о требованиях к толщине паяльной маски, методах её измерения или любых других вопросах, связанных с производством, дистрибуцией или оценкой качества печатных плат, мы готовы вам помочь. Свяжитесь с Sprintpcb сегодня, чтобы поговорить с одним из наших опытных специалистов по печатным платам.что мы позволяем, а что нет
- Паяльная маска может заходить на земли, пока соблюдаются минимальные требования к кольцевому кольцу.
- Паяльная маска допускается в тех сквозных отверстиях, которые не предназначены для заполнения припоем.
- Изолированные контактные площадки не видны.
- Отсутствие проникновения паяльной маски на выводы разъемов краевой платы или контрольные точки.
- На SMT-площадках с шагом 1,25 мм допускается заглубление только с одной стороны площадки и не более 50 мкм (2 мил).
- На SMT-площадке с шагом < 1,25 мм допускается заглубление только с одной стороны площадки и не более 25 мкм (1 мил).
IPC-SM-840D | Квалификационные и эксплуатационные характеристики постоянных паяльных масок . В данной спецификации описаны квалификационные и эксплуатационные требования к постоянным паяльным маскам. В ней представлены два отдельных класса, а именно T и H, которые представляют различные требования к функциональным характеристикам и степени строгости испытаний. Отнесение паяльной маски к определенному классу не должно распространяться на другие классы. T — Телекоммуникации: Этот класс охватывает различные области применения, такие как компьютеры, телекоммуникационное оборудование, сложную бизнес-технику, приборы и некоторые некритичные военные приложения. Паяльные маски этого класса подходят для высокопроизводительных коммерческих и промышленных продуктов, требующих длительного срока службы. Хотя перебои в работе возможны, это не представляет угрозы для жизни. H — Высокая надежность/Военное применение: Этот класс включает оборудование, для которого критически важна непрерывная работа, где простой оборудования недопустим и/или где оборудование служит элементом жизнеобеспечения. Паяльные маски этого класса подходят для областей применения, требующих высокого уровня надежности и бесперебойной работы.
.
Примечания: Обозначения классов: В предыдущих версиях данной спецификации IPC и других связанных с ней спецификациях упоминаются классы конечных изделий «Класс 1», «Класс 2» и «Класс 3». Однако на практике паяльная маска для Класса 1 отсутствует. Требования, изложенные в данной спецификации, не применяются к паяльным маскам, используемым в конечных изделиях Класса 1. Класс 2 эквивалентен Классу T (телекоммуникации), а Класс 3 эквивалентен Классу H (военные/высокая надежность).
Здание A19 и C2, район Фуцяо № 3, улица Фухай, район Баоань, Шэньчжэнь, Китай 
+86 0755 2306 7700
Язык
