Tisková maska

Co je to solder mask?

Solder mask (také nazývaná solder mask) je tenká vrstva polymerového materiálu aplikovaná na povrchu plošného spoje (PCB). Její hlavní funkcí je ochrana měděných spojů a zamezení přetékání pájky do oblastí, kde není pájení požadováno během procesu pájení. Aby bylo pájení dokonalejší, je celá deska plošných spojů kromě plošek pokryta vrstvou solder mask.

Solder mask se aplikuje na obě strany plošného spoje. První složkou solder mask je pryskyřice, protože má dobrou odolnost proti vlhkosti a vysokým teplotám a je nevodivá. Původně používaly většina plošných spojů zelenou barvu solder mask, takže se jí často říká „zelený olej“. Solder mask však existuje v mnoha barvách, jako jsou zelená, bílá, žlutá, červená, modrá, černá atd. Konkrétní barva závisí na různých požadavcích zákazníků.

Funkce lopotisku

Lopotisk na desce plošných spojů plní následující funkce:

• Zabraňuje oxidaci měděné vrstvy;
  
• Zabraňuje zkratům způsobeným můstky během pájení;
  
• Zabraňuje fyzickému přerušení vodičové dráhy;
  
• Lopotisk má vysoké izolační vlastnosti, což umožňuje návrh vysokohustotních desek plošných spojů.
  
• Zabraňuje zkratům mezi vodivými drahami a pájenými spoji během reflow pájení, vlnového pájení a ručního pájení;

Typy lopotisku

Na deskách plošných spojů se používají různé typy lopotisku. Bez ohledu na typ je nutné po vytvoření vzoru lopotisk tepelně vytvrdit. Běžné typy lopotisku jsou následující:

• Suchá fotocitlivá maska:

  DFSM je vakuově nalepen na desku plošných spojů, poté exponován a vyvinut.
  

• Kapalná epoxidová pryskyřice:

  V závislosti na požadavcích aplikace může být pro odolnou masku použito několik různých materiálů. Nejlevnější variantou je kapalná epoxidová pryskyřice, která nanáší vzor odolné masky na desku plošných spojů prostřednictvím síťotisku.
  

• Kapalná světlocitlivá odolná maska:

  LPSM může být nanášena na desku plošných spojů prostřednictvím síťotisku nebo stříkání, poté je exponována a vyvinuta tak, aby vznikly otvory, kde budou součástky pájeny na měděné plošky.

Odolná maska vs. Stencil

Odolná maska je klíčovým procesem při výrobě desek plošných spojů. Barevná povrchová vrstva na desce plošných spojů je právě odolná maska. Odolná maska se vyrábí v "negativním vyhotovení", takže při nanášení vzoru odolné masky na desku zůstávají měděné plošky ve vynechaných místech vzoru odkryté, místo aby byly potažené inkoustem odolné masky.

Vrstva ocelové sítě je vlastně šablona pro pouzdření SMD součástek, která odpovídá ploškám SMD prvků. Může být přímo chápána jako ocelová formy, která je navržená a vyrobená podle vrstvy ocelové sítě. V procesu SMT montáže je ocelová síť obvykle používána k vytvoření otvorů na odpovídajících pozicích plošek na desce plošných spojů (PCB), a pájecí pasta je následně nanášena na ocelovou síť. Když je deska PCB umístěna pod ocelovou síť, pájecí pasta proteče otvory a rovnoměrně pokryje plošky. Proto by měly být otvory ve vrstvě ocelové sítě stejně velké nebo mírně menší než skutečné rozměry plošek.

Hlavní rozdíly mezi vrstvou lakové masky a vrstvou ocelové sítě jsou následující:

Omezení počtu vrstev

Obvykle jsme schopni vyrábět pouze jednovrstvé a dvouvrstvé hliníkové substráty. Kvůli výrobním omezením jsou vícevrstvé hliníkové substráty obtížně vyráběné, a proto nejsou vhodné pro složité vícevrstvé návrhy.

Nízká pružnost

Hliníkové materiály mají vysokou tuhost a nízkou měkkost, a nejsou tak pružné jako substráty z polyimidu nebo polyesteru. Proto nejsou vhodné pro aplikace vyžadující opakované ohyby.

Nesoulad koeficientů tepelné roztažnosti

Koeficient tepelné roztažnosti hliníkových substrátů je relativně vysoký, což se liší od některých komponent a pájecích materiálů. Nesoulad koeficientů tepelné roztažnosti může snadno vést k poškození pájených spojů nebo k odvrstvení, čímž se snižuje celková spolehlivost.

Hliníkové substráty vyžadují dodatečné výrobní požadavky

Ve srovnání s běžnými substráty vyžadují kovové vlastnosti hliníkových substrátů více času na zvážení během výroby a montáže, což zvyšuje složitost procesu a náklady.

Vysoké náklady

Ačkoli hliníkové substráty mají významné výhody z hlediska tepelného managementu, mají oproti tradičním materiálům FR4 vyšší náklady na materiál, speciální výrobní procesy a požadavky na povrchovou úpravu, takže celkové výrobní náklady stoupají.

Obory použití hliníkových desek plošných spojů

• Otvory v maskovací vrstvě jsou bez tiskařského laku, zatímco otvory v síťové vrstvě jsou určeny k nanesení pájecí pasty;
  
• Maskovací vrstva se používá k nanesení tiskařského laku, zatímco síťová vrstva se používá k nanesení pájecí pasty;
  
• Maskovací vrstva spadá do etapy výroby desek plošných spojů, zatímco síťová vrstva spadá do etapy montáže desek plošných spojů;
  
• Vrstva loutka má k dispozici širokou škálu barev, zatímco vrstva ocelové sítě je obvykle šedá.
  
• Vrstva loutka je součástí plošného spoje, zatímco vrstva ocelové sítě není, jedná se pouze o šablonu používanou pro pájení;