После изготовления печатной платы медные дорожки на плате подвержены окислению и коррозии при воздействии окружающей среды. Для увеличения срока службы печатной платы и защиты медных дорожек на нее наносится защитное покрытие, называемое паяльной маской. В этой статье мы углубимся в мир масок для пайки печатных плат, изучая их важность, области применения и ключевые преимущества, которые они приносят. Процесс изготовления печатных плат.
Что такое паяльная маска
Паяльная маска представляет собой защитный слой, нанесенный на печатную плату. Обычно это тонкое покрытие из полимерного материала, которое покрывает медные дорожки и предотвращает прилипание припоя к областям, где он не предназначен. паяльная маска защищает печатную плату от воздействий окружающей среды, таких как пыль и некоторые другие загрязняющие вещества, которые могут привести к короткому замыканию в долгосрочной перспективе.
Типы паяльной маски для печатных плат
Существует четыре основных типа паяльных масок, обычно используемых в Производство печатных плат такие как жидкая эпоксидная смола, жидкая фотоизображаемая пленка, фотоизображаемая сухая пленка, верхняя и нижняя боковые маски.
Верхняя и нижняя боковые маски
Верхняя паяльная маска позволяет инженеру-электронщику идентифицировать отверстия в зеленом слое паяльной маски, уже нанесенном на печатную плату одним из методов нанесения эпоксидной смолы, чернил или пленки. Затем выводы компонентов можно припаять к плате, используя указанные места. Рисунок проводящих дорожек на верхней стороне печатной платы называется верхними дорожками, а маска на нижней стороне определяет отверстия на нижней поверхности.
Эпоксидные маски для жидкого припоя
Маски для жидкого эпоксидного припоя являются наиболее экономичным и широко используемым типом маски для пайки в производстве печатных плат. Они наносятся на печатные платы методом шелкографии. Шелкография включает в себя использование сетчатого экрана с узорами, блокирующими чернила, для переноса чернил паяльной маски на печатную плату, оставляя после себя желаемый рисунок паяльной маски.
После нанесения маски для жидкого эпоксидного припоя проходят процесс отверждения. Это может включать термическое отверждение, когда печатная плата подвергается нагреву, чтобы инициировать химическую реакцию в эпоксидной смоле. Тепло заставляет эпоксидную смолу сшиваться и затвердевать, создавая защитный и изолирующий слой на дорожках печатной платы. В некоторых случаях воздействие УФ-света также может использоваться как часть процесса отверждения, в зависимости от конкретного состава эпоксидной паяльной маски.
Жидкая фотоизображаемая паяльная маска (LPI)
Маски для пайки с жидким фотоизображением (LPI) популярны в индустрии печатных плат благодаря своим уникальным характеристикам и экономичности. Паяльные маски LPI состоят из двух отдельных жидких компонентов, которые смешиваются непосредственно перед нанесением. Это обеспечивает более длительный срок хранения материалов, поскольку хранение их отдельно предотвращает преждевременное отверждение или деградацию.
Маски для пайки LPI можно наносить различными способами, включая наливное покрытие, трафаретную печать и распыление. Эти маски изготавливаются путем объединения различных полимеров и растворителей, в результате чего получается смесь, которая может образовывать тонкое покрытие, прилипающее к поверхности целевой области на печатной плате. Одним заметным преимуществом масок для пайки LPI является то, что они часто устраняют необходимость в дополнительной обработке поверхности, что может сэкономить время и затраты в процессе производства печатных плат.
В отличие от обычных эпоксидных красок, паяльные маски LPI чувствительны к ультрафиолетовому излучению. После нанесения маски на печатную плату выполняется короткий «цикл отверждения прилипания» для частичного отверждения маски. Затем панель подвергается воздействию УФ-излучения с использованием либо УФ-лазера, либо процесса фотолитографии. Это воздействие УФ-излучения дополнительно отвердевает маску LPI, делая ее прочной и устойчивой к травителям и растворителям.
Перед нанесением маски панели очищают и проверяют на наличие признаков окисления. Это делается с помощью химического раствора, раствора оксида алюминия или взвешенной пемзы для очистки панелей.
Сухая паяльная маска
Сухая паяльная маска представляет собой предварительно изготовленную пленку, наносимую на поверхность печатных плат для защиты определенных участков во время пайки. Он изготовлен из светочувствительного полимерного материала и ламинирован на печатную плату, подвергая ее воздействию УФ-излучения для определения желаемого рисунка. Оставшийся рисунок паяльной маски предотвращает образование мостиков припоя и защищает печатную плату. Сухая паяльная маска обеспечивает однородность, точное разрешение, хорошую адгезию, химическую стойкость и термическую стабильность. Он совместим с различными производственными процессами и способствует надежности и долговечности печатных плат.
Выбор паяльной маски зависит от таких факторов, как требования к применению, производственный процесс и желаемые рабочие характеристики печатной платы.
Как нанести паяльную маску на печатную плату
Большинство плат имеют паяльную маску с эпоксидными чернилами, напечатанную на каждой стороне, чтобы защитить медную поверхность и предотвратить замыкание припоя между компонентами во время сборки.
Панели сначала очищают и чистят щеткой для удаления любого потускнения поверхности, а затем транспортируют в желтую комнату.
Каждая панель подвергается окончательной очистке для удаления пыли с поверхности и загружается в вертикальную установку для нанесения покрытий. Лакокрасочная машина одновременно покрывает обе стороны панели эпоксидной паяльной маской. Двойное действие гарантирует, что чернила полностью покроют медные дорожки, обычно на 35-40 микрон выше поверхности панели.
Источник: https://www.youtube.com/watch?v=bjhBa7VdTEM
Рекомендации по проектированию паяльной маски
При проектировании печатной платы крайне важно следовать определенным рекомендациям, чтобы гарантировать правильное нанесение паяльной маски и ее функционирование по назначению. Вот некоторые общие рекомендации по проектированию паяльной маски:
Характеристики зазора: Определите достаточный зазор между отверстиями паяльной маски и прилегающими контактными площадками или дорожками. Этот зазор, известный как зазор, должен составлять не менее 0.2 мм или более, в зависимости от точности совмещения производственного процесса, чтобы предотвратить возможные короткие замыкания.
Постоянный зазор: Убедитесь, что зазор вокруг колодок одинаковый. Неравномерный зазор может привести к короткому замыканию, если паяльная маска прилегает слишком близко к площадкам или дорожкам в некоторых местах.
Избегание острых углов: Избегайте острых углов между паяльной маской и контактными площадками. Острые углы могут привести к отслоению паяльной маски от платы во время термоциклирования, что может привести к появлению оголенных следов и потенциальных точек отказа.
Размер диафрагмы: Правильно подберите размеры отверстий маски, чтобы обеспечить необходимое количество паяльной пасты во время сборки. Обычной практикой является наличие перемычки паяльной маски (пространства между двумя отверстиями) размером около 0.1 мм, чтобы обеспечить правильное нанесение паяльной пасты.
Фидуциальные знаки: Нанесите контрольные метки как на медные слои, так и на слои паяльной маски. Эти отметки необходимы для совмещения слоев в процессе изготовления и для размещения компонентов при сборке.
Минимальные правила дорожки/пространства: Помните о правилах минимального пути и пространства, которые продиктованы пределами разрешения процесса паяльной маски. Соблюдение этих правил гарантирует, что маску можно будет применять без образования мостов между близко расположенными трассами.
Важность паяльной маски на вашей печатной плате
Предотвращение окисления: Паяльная маска действует как защитный барьер, который предотвращает окисление медных дорожек на печатной плате. Воздействие воздуха и влаги может привести к окислению меди, что может ухудшить электропроводность и повлиять на общие характеристики печатной платы. Слой паяльной маски защищает медные дорожки от этих факторов окружающей среды, обеспечивая их долговременную надежность.
Предотвращение нежелательных подключений: Использование специальных соединительных элементов для печатных плат, таких как переходные отверстия и покрытие сквозных отверстий, обычно используется для установления соединений между различными слоями печатной платы. Паяльная маска играет жизненно важную роль в предотвращении непреднамеренных соединений между этими слоями. Закрывая непредусмотренные области, паяльная маска предотвращает скопление припоя или создание нежелательных электрических соединений, обеспечивая целостность конструкции схемы.
Защита от пыли и грязи: Слой паяльной маски обеспечивает физический барьер, который помогает удерживать пыль, грязь и другие загрязняющие вещества вдали от электрических соединений и подложки печатной платы. Эти загрязнения могут вызывать короткие замыкания, помехи сигналам или ухудшение электрических характеристик печатной платы. Паяльная маска действует как защитный экран, поддерживая чистоту и надежность печатной платы.
Предотвращение коррозии: Паяльная маска также помогает предотвратить коррозию электрических соединений. Воздействие влаги или агрессивных сред может привести к образованию коррозии на открытых металлических поверхностях. Паяльная маска действует как барьер, защищая нижележащие медные дорожки и паяные соединения от коррозии, тем самым обеспечивая долговременную функциональность и надежность печатной платы.
Какой толщины должна быть паяльная маска на печатной плате?
Конкретные требования к толщине паяльной маски могут варьироваться в зависимости от конкретной конструкции печатной платы, производственного процесса и отраслевых стандартов. Вот некоторые дополнительные моменты, которые следует учитывать:
Минимальная толщина паяльной маски
Минимально допустимая толщина паяльной маски часто определяется отраслевыми стандартами или Производитель печатных плат. Как правило, минимальная толщина паяльной маски составляет около 0.3 мил (7.6 микрометра) или меньше. Более тонкие слои паяльной маски обычно наносятся вблизи краев дорожек или в областях с малым расстоянием между компонентами или дорожками.
Желаемая толщина паяльной маски
Несмотря на то, что определена минимальная толщина, обычно рекомендуется иметь немного более толстый слой паяльной маски, чтобы обеспечить адекватное покрытие и защиту. Типичная рекомендация – наносить паяльную маску на дорожки толщиной примерно 0.5 мил (12.7 микрометра). Это обеспечивает достаточный слой для изоляции, защиты и предотвращения мостиков припоя.
Разница в толщине
Толщина паяльной маски может варьироваться в зависимости от печатной платы, особенно в областях со сложной геометрией, тонкими дорожками или компонентами с высокой плотностью. На толщину могут влиять такие факторы, как метод нанесения (например, трафаретная печать, наливное покрытие или нанесение распылением) и конкретный используемый материал паяльной маски.
Цвета и покрытия паяльных масок для печатных плат в VictoryPCB
Маски для пайки печатных плат доступны в различных цветах и отделках, что обеспечивает гибкость дизайна и настройки. Выбор цвета паяльной маски и отделки может иметь как функциональное, так и эстетическое значение. Вот некоторые общие опции, которые предоставляет VictoryPCB:
Глянцевое покрытие
зеленый
черный
red
желтый
белый
розовый
оранжевый
фиолетовый
синий
Матовая отделка
VictoryPCB является профессиональным производителем печатных плат, который изготавливает печатные платы с паяльной маской высочайшего качества для удовлетворения ваших требований. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам с sales@victorypcb.com, Мы будем рады Вам помочь.
