Když se poprvé setkáte s návrhem nebo výrobou desek plošných spojů, seznámíte se s pájecí maskou. Studium pájecí masky pro desky plošných spojů je nepostradatelným aspektem při výrobě desek plošných spojů. Pájecí maska slouží nejen k barvení desky plošných spojů, ale co je důležitější, také k její ochraně. V dnešním článku vám představíme:
Co je pájecí maska pro PCB
Proč se bez něj deska plošných spojů neobejde
Sstarší materiály a typy roušek
Barvy pájecí masky
PCB sstarší mzeptejte se DFM gsměrnic
Mvýrobní proces pájecí masky
Nejprve si představme, co je pájecí maska pro desky plošných spojů.
Co je pájecí maska pro PCB?
Pájecí maska pro plošné spoje je také známá jako pájecí maska nebo vrstva odolná proti pájení. Jedná se o ochranný povlak, který pokrývá povrch měděných drátů na desce plošných spojů. Tato vrstva ochranného povlaku dokáže izolovat vzduch (vlhkost, prach a nečistoty atd.) a pájku, čímž zabraňuje oxidaci měděné fólie. Kromě toho během pájení proces, může také zabránit pájecím můstkům, čímž se zachovává spolehlivost a čistota desky plošných spojů. Jak je znázorněno na následujícím obrázku, jedná se o vrstvu pájecí masky desky plošných spojů.
Pájecí maska na většině desek plošných spojů, které vidíme, je zelená, ale její barva není omezena pouze na zelenou. Může být také černá, bílá, červená, modrá a další různé barvy.
Proč je pájecí maska pro PCB důležitá?
Vrstva pájecí masky je u desek plošných spojů klíčová a má následující významné aspekty:
Prevence zkratů: Vrstva pájecí masky může zabránit vzájemnému zkratování sousedních kontaktních plošek, čímž se zabrání tomu, aby pájka během pájení zatekla do nežádoucích oblastí připojení.
Ochrana měděného povrchu před oxidací nebo korozí
Zlepšení izolace: Vrstva pájecí masky tvoří izolační vrstvu mezi různými měděnými dráty, čímž snižuje únik nebo rušení signálu.
Usnadnění automatizovaného pájení: Vrstva pájecí masky může omezit šíření pájky a v kombinaci s pájecí pastou... tisk, zvyšuje účinnost automatizovaného pájení.
Pomoc s umístěním komponent: Po otevření vrstvy pájecí masky jsou odkryté pouze kontaktní plošky, čímž se jasně rozlišují pájitelné oblasti.
Běžné materiály a typy pájecích masek pro desky plošných spojů
Výběr vhodných materiálů pro pájecí masky je také velmi důležitý pro výrobu desek plošných spojů. Inkoust použitý pro pájecí vrstvu desek plošných spojů je kompozitní materiál sestávající z pryskyřice, tvrdidla, pigmentu a přísad. Pryskyřice je mezi nimi hlavní složkou. Určuje přilnavost, tvrdost a odolnost pájecí vrstvy na desce plošných spojů vůči vysokým teplotám. Mezi běžné typy pryskyřic patří epoxidová pryskyřice, fotozobrazitelné polymery a UV vytvrditelné polymery.
Kromě toho se k vytvoření filmu inkoustu používá vytvrzovací činidlo. Pigment určuje barvu pájení (například zelená, černá, bílá). Plniva a přísady se používají ke zvýšení tloušťky, odolnosti proti poškrábání a vyrovnávacího efektu. U fotocitlivých inkoustů pro pájecí masky se přidává fotoiniciátor, který umožňuje expozici ultrafialovému záření a vyvolávací schopnosti.
Dále vám představím čtyři široce používané typy pájecích masek.
1. Epoxidová tekutá pájecí maska
Epoxidová tekutá pájecí maska byla jedním z prvních typů používaných materiálů pro pájecí masky. Inkoust se nanáší na povrch desky plošných spojů sítotiskem a poté se vytvrzuje vypalováním.
Funkce:
Nízké náklady, jednoduchý proces
Vhodné pro výrobu běžných desek plošných spojů
Omezené rozlišení, nevhodné pro jemné tónové podložky
Nerovnoměrná tloušťka
Obecná chemická odolnost a tepelná odolnost
Tato vrstva pájecí masky se běžně používá v levné spotřební elektronice, dálkových ovladačích, napájecích deskách a jednoduchých jednostranných/oboustranných deskách plošných spojů.
2. Pájecí maska LPI
Tento typ pájení desek plošných spojů je v současnosti nejrozšířenější. Barva se nanáší na desku plošných spojů stříkáním nebo clonou. Po předehřátí se podrobí fotolitografickému nanášení a následně se vyvolá, čímž se získají okénka pro desky.
Funkce:
Vysoká přesnost, rovnoměrná tloušťka
Vhodné pro desky s jemným roztečem, BGA, QFN a vysokou hustotou spojů
Dobrá přilnavost, silná elektrická izolace
Odolné vůči chemické korozi a vysokým teplotám
Vhodné pro automatizaci a hromadnou výrobu
Často se používá v základních deskách mobilních telefonů, automobilové elektronice, průmyslovém řízení, lékařských zařízeních, komunikačních deskách 5G atd.
3. Pájecí maska se suchým filmem
Existuje ve formě suchého filmu, který je třeba na desku plošných spojů přilepit tepelným lisováním, následovaným expozicí a vyvoláním. Běžně se používá pro vysoce přesné obvody.
Funkce:
Vysoké rozlišení, jasné okraje podložky
Dobrá konzistence tloušťky pájecí masky
Vhodné pro vysoce husté a vysoce přesné zapojení
Složitý proces, vysoké náklady
Vysoké požadavky na rovinnost povrchu desky, nízká flexibilita
4. Pájecí maska vytvrditelná UV zářením
Tato pájecí maska se rychle vytvrzuje ultrafialovým světlem a používá se hlavně pro ochranu proti nástřiku nebo rychlou výrobu.
Funkce:
Rychlá rychlost vytvrzování, vysoká účinnost
Nízké množství těkavých organických sloučenin, šetrnější k životnímu prostředí
Menší tvrdost a tepelná odolnost ve srovnání s LPI nebo suchými filmy
Nižší dlouhodobá spolehlivost
Není vhodné pro vysoké teploty pájení nebo drsném prostředí
Tloušťka pájecí masky na desku plošných spojů
V předchozí části jsme představili materiály a typy pájecí masky na desce plošných spojů. V této části se budeme zabývat tloušťkou pájecí masky.
Tloušťka vrstvy pájecí masky přímo ovlivňuje kvalitu pájení, izolační vlastnosti, pevnost pájecí masky a spolehlivost desky plošných spojů. Její tloušťka není určena pouze typem materiálu a metodou povlakování, ale také souvisí s faktory, jako je přítomnost oken a struktura měděného povrchu. Typická tloušťka pájecí masky zahrnuje:
|
Plocha PCB
|
Standardní tloušťka
|
Poznámky
|
|
Měděný stopový povrch
|
10 30–XNUMX XNUMX μm
|
Nejčastěji používaný rozsah tloušťky
|
|
Oblast podložky
|
≈ 0 μm
|
Pákové kontakty jsou zcela otevřené, nezůstala žádná pájecí maska
|
|
Velká měděná letadla
|
30 50–XNUMX XNUMX μm
|
Silnější povlak pro lepší ochranu proti oxidaci a izolaci
|
|
Pájecí maskovací přepážka (můstek pájecí masky)
|
Šířka ≥ 0.10 mm
|
Tloušťka je stejná jako celková vrstva pájecí masky, nepočítá se samostatně
|
|
Rozšíření pájecí masky
|
0.05 – 0.10 mm
|
Mezera mezi okrajem kontaktní plošky a otvorem pájecí masky pro kompenzaci tolerance zarovnání
|
Návrh rozšíření pájecí masky
Tloušťka pájecí masky určuje efekt krytí, zatímco roztažení pájecí masky určuje, zda lze kontaktní plošky hladce odkrýt a dokončit pájení. Již jsme uvedli relevantní obsah o tloušťce pájecí masky desek plošných spojů. Nyní si stručně představme konstrukční aspekty související s roztažením pájecí masky.Více informací o rozšíření pájecí masky naleznete zde!)
|
Parametr
|
Doporučená hodnota
|
Vysvětlení
|
|
Otvor masky je větší než podložka
|
+0.05 až +0.10 mm
|
Známé jako expanze pájecí masky, zabraňuje tomu, aby maska zasahovala do kontaktních plošek v důsledku chyb v zarovnání.
|
|
Minimální šířka pájecí masky
|
≥ 0.10 mm (4 mil)
|
Zajišťuje správnou stabilitu masky; menší hodnota může způsobit praskliny nebo pájené přemostění.
|
|
Návrh pájecí masky BGA padu
|
Úplné otevření nebo stanování v závislosti na rozteči
|
U BGA s jemnou roztečí lze odstranit pájecí masku mezi kontaktními ploškami, aby se předešlo výrobním vadám.
|
Z výše uvedeného obsahu můžeme pochopit, že regulací tloušťky pájecí masky do 10-30 μm (v oblasti obvodu) a udržování plochy pájecí plošky holé nebo ve velmi tenkém stavu, přičemž je zajištěna tloušťka 0.05-Rozšíření okna pájecí masky o 0.1 mm v konstrukci umožňuje dosáhnout nejlepšího pájecího a ochranného účinku.
Barvy pájecí masky pro desky plošných spojů
Zelená pájecí maska je nejčastěji používanou barvou při výrobě desek plošných spojů. Je to proto, že zelená umožňuje snadné dosažení stabilních hranic čar během procesů expozice a vývoje. Inspektoři kvality navíc mohou snáze identifikovat vady, jako jsou zbytky pájky, pájecí můstky a škrábance na zelených deskách plošných spojů. Vrstva pájecí masky se však neomezuje pouze na zelenou. S rostoucími požadavky na vzhled produktu, funkční potřeby a rozpoznání značky nabízejí výrobci desek plošných spojů také různé barvy pájecích masek, kterými si můžete vybrat:
|
Barva pájecí masky
|
charakteristika
|
Běžné aplikace
|
|
Zelená pájecí maska
|
Jasný obraz, vysoká tepelná odolnost, nejlepší kontrast pro kontrolu
|
Průmyslové řídicí desky, komunikační zařízení, většina standardních desek plošných spojů
|
|
Černá pájecí maska
|
Elegantní vzhled, ale ztěžuje kontrolu pájených spojů; absorbuje teplo
|
Audio zařízení, špičková elektronika, deska plošných spojů zaměřená na vzhled
|
|
Bílá pájecí maska
|
Silný odraz světla, ideální pro LED desky plošných spojů; ale snadno se znečišťuje
|
LED osvětlovací desky, desky plošných spojů pro domácí spotřebiče, řídicí desky pro inteligentní domácnosti
|
|
Červená / Modrá / Žlutá pájecí maska
|
Jasná barva, snadné funkční rozlišení nebo vizuální zobrazení
|
Vývojové desky, demo/demonstrační desky, desky plošných spojů na zakázku
|
|
Matná pájecí maska
|
Nereflexní, prémiová textura, ale vyšší výrobní obtížnost
|
Herní zařízení, spotřební elektronika, značkové PCBA
|
Ovlivňuje barva pájecí masky výkon desky plošných spojů? Samotná barva pájecí masky nemění vodivé ani izolační vlastnosti desky plošných spojů. Má však určité vlivy během výroby a kontroly:
①Různé barvy mají vliv na proces pájení plošných spojů. Tmavé inkousty, jako například černá pájecí maska, rychle absorbují teplo, zatímco bílá pájecí maska světlo silně odráží.
②Barva pájecí masky ovlivňuje kvalitu identifikace pájených bodů během kontroly.
③ Ovlivňuje vzhled a rozpoznatelnost značky.
Pájecí maska pro klíčové desky plošných spojů DFM Standards
V následující části uvedeme několik návrhů týkajících se pájecí masky pro desky plošných spojů DFM:
1. Roztažnost pájecí masky musí být řádně kontrolována. Roztažnost pájecí masky se vztahuje k vzdálenosti mezi velikostí kontaktní plošky a otvorem pájecí masky. Doporučená hodnota roztažnosti pájecí masky je 0.05.-0.10 mm.
Pokud je roztažnost příliš malá, inkoust pájecí masky může zakrýt plošku, což ovlivňuje smáčení pájky. Pokud je roztažnost příliš velká, zvětšuje se odkrytá měděná plocha kolem plošky, což ji činí náchylnou k oxidaci.
Proto by měla být roztažnost pájecí masky vhodná.
2. Šířka pájecího můstku musí splňovat minimální požadavek. Pájecí můstek je tenký pájecí proužek používaný k izolaci mezi kontakty. Doporučuje se, aby minimální šířka byla ≥ 0.10 mm.
3. U pouzder s jemnou roztečí, jako je BGA, je nutné se vyhnout návrhu pájecí masky mezi kontakty. Pro BGA a součástky s roztečí kontaktů menší než 0.25 mm lze použít metody NSMD nebo SMD. Nedoporučuje se umisťovat vrstvu pájecí masky mezi kontakty, jinak by mohlo dojít ke špatnému pájení nebo zkratům pájecích kuliček.
4. Propojení kontaktních plošek (Via-in-Pad) musí být vyplněno nebo zakryto. Pokud se kontaktní plošky a otvory v návrhu desky plošných spojů překrývají, je třeba otvory vyplnit, zaslepit nebo utěsnit.
5. Pájecí oblast by se měla vyhýbat polohovacím a testovacím bodům. Výchozí body používané pro polohování a elektrické testovací body by měly mít odkryté měděné povrchy a neměly by být zakryty pájecí maskou, jinak by to ovlivnilo optické rozpoznání nebo kontakt sondy.
6. Zarovnání vrstvy pájecí masky musí být přesné. Pokud vrstva pájecí masky není správně zarovnána s vrstvou obvodu, bude to mít za následek:
Pájecí plošky jsou částečně zakryté nebo jsou polohy otvorů špatně zarovnány.
Tloušťka lokální pájecí masky je nerovnoměrná.
Během pájení je náchylné k vytváření pájecích můstků nebo oxidaci pájecích plošek.
Výrobní proces pájecí masky pro desky plošných spojů
Vrstva pájecí masky je také nepostradatelným krokem při výrobě desek plošných spojů. Níže je uveden běžný postup pájení desek plošných spojů.
1. Čištění povrchu desek a předúprava měděného povrchu
Před nanesením inkoustu pájecí masky je nutné povrch desky plošných spojů důkladně očistit. Je třeba odstranit oxidovou vrstvu, olejové skvrny, otisky prstů a prach z desky plošných spojů. Někdy se provádí i mírné leptání pro zlepšení přilnavosti mezi inkoustem pájecí masky a měděným povrchem.
Pokud se čištění neprovede správně, následný proces nanášení vrstvy pájecí masky pravděpodobně povede k odlupování, bublinám nebo oddělení.
2. Pájecí maska inkoustový nátěr
Po očištění je třeba desku plošných spojů natřít pájecí maska inkoustu. Toho lze dosáhnout sítotiskem, stříkáním nebo nanášením závěsů. Na měděných linkách je tloušťka anti-pájení vrstva je obecně regulována na 10-30 μm.
3. Předpečení
Po nanesení laku bude deska plošných spojů umístěna do sušicí pece, kde proběhne proces předběžného vypalování při nízké teplotě. Tento krok spočívá v mírném vytvrzení povrchu inkoustu pájecí masky, což usnadní následné zarovnání expozice a zabrání jeho lepkavosti nebo roztékání.
4. Vystavení UV záření
Tento krok určuje, zda je měď v oblasti kontaktních plošek odkrytá. Je to klíčová fáze pro vytvoření vzoru pájecí masky. Nejprve se na desku plošných spojů nanese film a zarovná se s kontaktními ploškami. Poté se inkoust pájecí masky v oblastech bez kontaktních plošek vytvrdí ultrafialovým světlem. Poté zůstanou oblasti, které nejsou v místě kontaktních plošek odkryty, ve stavu, který lze vyvolat.
5. Rozvoj
Po expozici vstupuje deska plošných spojů do vývojkové nádrže. Neexponovaný inkoust z pájecí masky se odstraní a kontaktní plošky se odkryjí. Exponované a vytvrzené části zůstávají na povrchu desky.
6. Kompletní vytvrzení
Po dokončení vývojového procesu je nutné vrstvu pájecí masky zcela vytvrdit. Obvykle se vypaluje při teplotě 140 °C.-160°C. Inkoust pro UV pájecí masku se vytvrzuje pomocí ultrafialového světla. Tento proces zajišťuje, že vrstva pájecí masky dosáhne konečné tvrdosti, chemické odolnosti a izolačních vlastností.
7. Inspekce
Nakonec se zkontroluje celá vrstva pájecí masky na desce plošných spojů. Potřebujeme c.sakra:
Je pájecí maska posunutá nebo tlačí na kontaktní plošky?
Je podložka rozšíření Je hotovo a nezůstal na polštářcích žádný zbytkový inkoust?
Je tloušťka pájecí masky rovnoměrná?
Nevznikají žádné bubliny, nedochází k úniku oleje ani ke kontaminaci.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Pájecí maska na desce plošných spojů je důležitý ochranný povlak na desce plošných spojů. Dodává se v různých barvách, jako je zelená, černá, bílá, žlutá a modrá, mimo jiné. I když se jedná pouze o tenkou vrstvu, má významný vliv na... pájení kvalita, elektrická izolace, odolnost proti oxidaci a dlouhodobá spolehlivost desky plošných spojů. Je velmi důležité se seznámit s příslušnými znalostmi o vrstvě pájecí masky desky plošných spojů.
O PCBasicu
Čas jsou ve vašich projektech peníze – a PCBasic chápe PCBasic je Firma pro montáž desek plošných spojů který pokaždé přináší rychlé a bezchybné výsledky. Náš komplexní Montážní služby PCB zahrnují odbornou technickou podporu v každém kroku, což zajišťuje špičkovou kvalitu každé desky. Jako přední Výrobce sestav plošných spojů, Nabízíme komplexní řešení, které zefektivní váš dodavatelský řetězec. Spolupracujte s naší pokročilou Továrna na prototypy plošných spojů pro rychlé vyřízení a vynikající výsledky, na které se můžete spolehnout.
