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PCB の製造後、基板上の銅トレースは環境にさらされると酸化や腐食を受けやすくなります。 PCB の寿命を延ばし、銅配線を保護するために、ソルダー マスク層と呼ばれる保護コーティングが適用されます。 この記事では、PCB ソルダー マスクの世界を掘り下げ、その重要性、用途、および PCB ソルダー マスクがもたらす主な利点を探ります。 PCB製造プロセス.
ソルダーマスクは、プリント基板に適用される保護層です。 これは通常、銅トレースを覆い、意図しない領域にはんだが付着するのを防ぐポリマー材料の薄いコーティングです。 の 戦士の表情 長期的にはショートにつながる可能性のあるほこりやその他の汚染物質などの環境の影響から PCB を保護します。
一般的に使用されるはんだマスクには主に XNUMX つのタイプがあります。 PCB製造 液体エポキシ、フォトイメージャブル液体、フォトイメージャブルドライフィルム、トップサイドマスクとボトムサイドマスクなど。
上面はんだマスクを使用すると、電子技術者は、エポキシ、インク、またはフィルム技術のいずれかによって PCB にすでに追加されている緑色のはんだマスク層の開口部を識別できます。 その後、これらの特定された場所を使用して、コンポーネント ピンをボードにはんだ付けできます。 回路基板の上面の導電性トレースのパターンはトップ トレースと呼ばれ、下面のマスクは下面の開口部を指定します。
エポキシ液体はんだマスクは、PCB 業界で最もコスト効率が高く、一般的に使用されているタイプのはんだマスクです。 これらは、シルクスクリーン プロセスを使用して PCB に適用されます。 シルクスクリーンでは、インクをブロックするパターンを備えたメッシュ スクリーンを使用してソルダー マスク インクを PCB に転写し、目的のソルダー マスク パターンを残します。
エポキシ液状はんだマスクは、塗布されると硬化プロセスを受けます。 これには、PCB が熱にさらされてエポキシ内で化学反応が開始される熱硬化が含まれる場合があります。 熱によりエポキシが架橋して硬化し、PCB トレース上に保護および絶縁層が形成されます。 場合によっては、エポキシはんだマスクの特定の配合に応じて、硬化プロセスの一部として UV 光の露光も使用される場合があります。
液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスクは、その独特の特性と費用対効果の高さにより、PCB 業界で人気のある選択肢です。 LPI ソルダーマスクは XNUMX つの別々の液体成分で構成されており、塗布直前に混合されます。 これにより、材料を別々に保管することで早期の硬化や劣化が防止され、材料の保存寿命が長くなります。
LPI はんだマスクは、カーテン コーティング、スクリーン印刷、スプレー塗布など、さまざまな方法で塗布できます。 これらのマスクは、さまざまなポリマーと溶媒を組み合わせて配合され、その結果、PCB 上のターゲット領域の表面に付着する薄いコーティングを形成できるブレンドが得られます。 LPI はんだマスクの注目すべき利点の XNUMX つは、多くの場合、追加の表面仕上げの必要性がなくなり、PCB 製造プロセス中の時間とコストを節約できることです。
従来のエポキシインクとは異なり、LPI ソルダーマスクは紫外線に敏感です。 マスクを PCB に適用した後、短い「タック硬化サイクル」を実行してマスクを部分的に硬化します。 続いて、UV レーザーまたはフォトリソグラフィー プロセスを使用して、パネルを UV 光に露光します。 この UV 光への曝露により LPI マスクがさらに硬化し、エッチング液や溶剤に対する耐久性と耐性が高まります。
マスクを貼り付ける前に、パネルは洗浄され、酸化の兆候がないかチェックされます。 これは、化学溶液、酸化アルミニウム溶液、または懸濁した軽石を使用してパネルをこすって行われます。
ドライフィルムソルダーマスクは、はんだ付け中に特定の領域を保護するためにプリント基板の表面に適用される既製のフィルムです。 これは感光性ポリマー材料でできており、PCB にラミネートされ、UV 光に露光して目的のパターンを定義します。 残ったはんだマスク パターンははんだブリッジを防止し、PCB を保護します。 ドライフィルムソルダーマスクは、均一性、正確な解像度、優れた接着性、耐薬品性、熱安定性を提供します。 さまざまな製造プロセスに対応し、プリント基板の信頼性と耐久性に貢献します。
ソルダーマスクの選択は、アプリケーション要件、製造プロセス、PCB に求められる性能特性などの要因によって異なります。
ほとんどの基板には、銅の表面を保護し、組み立て中のコンポーネント間のはんだショートを防ぐために、各面にエポキシインクのはんだマスクが印刷されています。
パネルはまず洗浄され、表面の変色を取り除くためにブラッシングされ、その後黄色の部屋に搬送されます。
各パネルは表面からゴミを取り除くために最終洗浄され、垂直型コーターに投入されます。 コーティング機は、パネルの両面をエポキシソルダーマスクインクで同時に覆います。 ダブルアクションにより、インクが銅のトラッキングを完全にカプセル化し、通常はパネルの表面よりも 35 ～ 40 ミクロン高くなります。
ソース： https://www.youtube.com/watch?v=bjhBa7VdTEM
PCB を設計するときは、はんだマスクが正しく適用され、意図したとおりに機能することを確認するために、特定のガイドラインに従うことが重要です。 一般的なはんだマスク設計ガイドラインをいくつか示します。
クリアランス仕様: はんだマスクの開口部と隣接するパッドまたはトレースの間に十分なギャップを定義します。 クリアランスとして知られるこのギャップは、潜在的な短絡を防ぐために、製造プロセスの位置合わせ精度に応じて少なくとも 0.2 mm 以上である必要があります。
一貫したクリアランス: パッド周囲のクリアランスが均一になるようにしてください。 クリアランスが一貫していないため、はんだマスクが一部の領域でパッドまたはトレースに近づきすぎると、ショートが発生する可能性があります。
鋭角の回避: はんだマスクとパッドの間に鋭角がないよう注意してください。 鋭角な角度を使用すると、熱サイクル中にはんだマスクが基板から剥がれる可能性があり、トレースが露出し、潜在的な障害点が発生する可能性があります。
開口部のサイズ: 組み立て中に適切な量のはんだペーストが使用できるように、マスクの開口部のサイズを正しく設定します。 一般的には、適切なはんだペーストの堆積を確保するために、約 0.1 mm のはんだマスク ダム (XNUMX つの開口部の間のスペース) を設けることが行われます。
基準マーク: 銅層と半田マスク層の両方に基準マークを含めます。 これらのマークは、製造プロセス中に層を位置合わせしたり、組み立て中にコンポーネントを配置したりするために不可欠です。
トラック/スペースの最小ルール: はんだマスクプロセスの解像度制限によって決まる、トラックとスペースの最小ルールに注意してください。 これらのルールに従うことで、密集したトレース間をブリッジすることなくマスクを適用できます。
酸化防止： ソルダーマスクは、PCB 上の銅配線の酸化を防ぐ保護バリアとして機能します。 空気や湿気にさらされると銅が酸化する可能性があり、導電性が低下し、PCB の全体的な性能に影響を与える可能性があります。 ソルダーマスク層は銅配線をこれらの環境要因から保護し、長期信頼性を保証します。
不要な接続の防止: PCB の異なる層間の接続を確立するには、ビアやスルーホール メッキなどの特殊な PCB インターコネクタを使用するのが一般的です。 はんだマスクは、これらの層間の意図しない接続を防ぐ上で重要な役割を果たします。 はんだマスクは、意図しない領域を覆うことにより、はんだがブリッジしたり、不要な電気接続を形成したりするのを防ぎ、回路設計の完全性を保証します。
防塵・防汚: ソルダーマスク層は、埃、汚れ、その他の汚染物質を電気接続や PCB 基板から遠ざけるのに役立つ物理的バリアを提供します。 これらの汚染物質は、短絡、信号干渉、または PCB の電気的性能の低下を引き起こす可能性があります。 ソルダーマスクは保護シールドとして機能し、PCB の清浄さと信頼性を維持します。
腐食の防止: はんだマスクは、電気接続の腐食を防ぐのにも役立ちます。 湿気や腐食環境にさらされると、露出した金属表面に腐食が発生する可能性があります。 はんだマスクはバリアとして機能し、その下にある銅配線およびはんだ接合部を腐食から保護し、それによって PCB の長期的な機能と信頼性を確保します。
ソルダーマスクの具体的な厚さの要件は、特定の PCB 設計、製造プロセス、業界標準によって異なります。 さらに考慮すべき点がいくつかあります。
最小許容ソルダマスク厚さは、多くの場合、業界標準または PCBメーカー。 一般に、はんだマスク塗布の最小厚さは約 0.3 ミル (7.6 マイクロメートル) 以下です。 通常、より薄いはんだマスク層は、トレースの端付近、またはコンポーネントやトレース間の間隔が狭い領域に適用されます。
最小の厚さは定義されていますが、適切な被覆と保護を確保するために、通常は少し厚いはんだマスク層を設けることをお勧めします。 一般的なガイドラインは、トレース上に約 0.5 ミル (12.7 マイクロメートル) のはんだマスクを設けることです。 これにより、絶縁、保護、はんだブリッジの防止に十分な層が提供されます。
ソルダーマスクの厚さは、特に複雑な形状、微細な配線、または高密度コンポーネントのある領域では、PCB 全体で変化する可能性があります。 厚さは、塗布方法 (スクリーン印刷、カーテン コーティング、スプレー塗布など) や使用する特定のはんだマスク材料などの要因によって影響される可能性があります。
PCB ソルダーマスクはさまざまな色と仕上げが用意されており、設計とカスタマイズに柔軟性をもたらします。 ソルダーマスクの色と仕上げの選択は、機能性と美観の両方に影響を与える可能性があります。 VictoryPCB が提供する一般的なオプションをいくつか示します。
光沢仕上げ
（緑字）
黒
赤
黄
白
ピンク
オレンジ
紫色
青
マット仕上げ
（緑字）
黒
白
青
VictoryPCB は、お客様の要求を満たす最高品質のはんだマスクを使用して PCB を製造する専門の PCB メーカーです。 ご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。 sales@victorypcb.com、喜んでお手伝いさせていただきます。
