Προστατευτική Μάσκα Συγκόλλησης

Τι είναι το σμάλτο συγκόλλησης;

Το σμάλτο συγκόλλησης (επίσης ονομάζεται σμάλτο συγκόλλησης) είναι ένα λεπτό στρώμα πολυμερικού υλικού που εφαρμόζεται στην επιφάνεια της PCB (εκτυπωμένης πλακέτας κυκλώματος). Η κύρια λειτουργία του είναι να προστατεύει τις κοπτικές ίνες χαλκού και να εμποδίζει τη συγκόλληση να ρέει σε περιοχές όπου δεν απαιτείται συγκόλληση κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης. Για να γίνει η συγκόλληση πιο τέλεια, η ολόκληρη η πλακέτα κυκλώματος, εκτός από την περιοχή των παδιών, θα καλυφθεί με σμάλτο συγκόλλησης.

Το σμάλτο συγκόλλησης εφαρμόζεται και στις δύο πλευρές της PCB. Η ρητίνη είναι ο κύριος συστατικός του σμάλτου συγκόλλησης, επειδή έχει καλή αντοχή στην υγρασία και στην υψηλή θερμοκρασία και είναι μη αγώγιμο. Αρχικά, οι περισσότερες πλακέτες PCB χρησιμοποιούσαν πράσινο σμάλτο συγκόλλησης, έτσι ονομάζεται συχνά "πράσινο λάδι". Ωστόσο, το σμάλτο συγκόλλησης υπάρχει επίσης σε πολλά χρώματα, όπως πράσινο, άσπρο, κίτρινο, κόκκινο, μπλε, μαύρο, κ.λπ. Το συγκεκριμένο χρώμα που θα χρησιμοποιηθεί εξαρτάται από τις διαφορετικές ανάγκες των πελατών.

Λειτουργία της συγκολλητικής μάσκας

Η συγκολλητική μάσκα στο PCB έχει τις εξής λειτουργίες:

• Προστασία από οξείδωση του στρώματος χαλκού
  
• Αποτροπή βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται από γέφυρες κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης
  
• Προστασία από φυσικές διακοπές στην ηλεκτροφόρο γραμμή
  
• Η συγκολλητική μάσκα διαθέτει υψηλές μονωτικές ιδιότητες, καθιστώντας δυνατή τη σχεδίαση PCB υψηλής πυκνότητας
  
• Προστασία από βραχυκυκλώματα μεταξύ ηλεκτροφόρων γραμμών και σημείων συγκόλλησης κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης με αναρρόφηση, συγκόλληση με κύμα και χειροκίνητη συγκόλληση

Τύποι Συγκολλητικής Μάσκας

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι συγκολλητικής μάσκας στο PCB. Ανεξάρτητα από τον τύπο, πρέπει να υφίσταται θερμική ίνσεμα μετά τον προσδιορισμό του μοτίβου. Οι κοινοί τύποι συγκολλητικής μάσκας είναι οι εξής:

• Συγκολλητική Μάσκα Φωτοευαίσθητης Ξηρής Μεμβράνης:

  Το DFSM είναι ενωμένο με την PCB με κενό, στη συνέχεια εκτίθεται και αναπτύσσεται.
  

• Υγρή Εποξειδική Ρητίνη:

  Ανάλογα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής, το μάσκα κολλητηριού μπορεί να κατασκευαστεί από διαφορετικά υλικά. Το πιο φτηνό είναι το υγρό εποξειδικού τύπου, το οποίο τυπώνει το μοτίβο της μάσκας κολλητηριού στην PCB με σειρηνοτυπία.
  

• Υγρή Φωτοευαίσθητη Μάσκα Κολλητηριού:

  Το LPSM μπορεί να τυπωθεί με σειρήνα ή να ψεκαστεί στην PCB, στη συνέχεια εκτίθεται και αναπτύσσεται για να δημιουργηθούν ανοίγματα, ώστε τα εξαρτήματα να μπορούν να κολληθούν στις πλακέτες χαλκού.

Μάσκα Κολλητηριού έναντι Καλουπιού

Η μάσκα κολλητηριού είναι ένας βασικός στάδιο στην κατασκευή PCB. Το χρωματιστό επιφανειακό στρώμα στην PCB είναι η μάσκα κολλητηριού. Η μάσκα κολλητηριού είναι μια "αρνητική έξοδος", έτσι όταν το μοτίβο της μάσκας κολλητηριού εφαρμόζεται στην πλακέτα, ο χαλκός εκτίθεται στο άνοιγμα του μοτίβου αντί να καλυφθεί με μελάνι μάσκας κολλητηριού.

Το στρώμα του μεταλλικού πλέγματος είναι στην πραγματικότητα ένα πρότυπο για τη συσκευασία SMD συσκευών, το οποίο αντιστοιχεί στις πλακέτες των SMD εξαρτημάτων. Μπορεί να θεωρηθεί απευθείας ως ένα μήτρα από μεταλλικό φύλλο, το οποίο έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί σύμφωνα με το στρώμα του μεταλλικού πλέγματος. Στη διαδικασία τοποθέτησης SMT, το μεταλλικό πλέγμα χρησιμοποιείται συνήθως για να διανοίξει τρύπες στις αντίστοιχες θέσεις των πλακετών της PCB, και η κολλητική πάστα εξαπλώνεται πάνω στο μεταλλικό πλέγμα. Όταν η PCB τοποθετείται κάτω από το μεταλλικό πλέγμα, η κολλητική πάστα θα πέσει προς τα κάτω μέσα από τις τρύπες και θα καλύψει ομοιόμορφα τις πλακέτες. Επομένως, το άνοιγμα του στρώματος του μεταλλικού πλέγματος δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από τον πραγματικό μέγεθος της πλακέτας, ενώ είναι καλύτερο να είναι ελαφρώς μικρότερο ή ίσο με την πλακέτα.

Οι βασικές διαφορές μεταξύ του στρώματος μάσκας κολλητικής και του στρώματος του μεταλλικού πλέγματος είναι οι εξής:

Όριο στρώσεων

Συνήθως, μπορούμε να κατασκευάσουμε μόνο μονοστρωματικές και διπλοστρωματικές αλουμινένιες βάσεις. Λόγω των περιορισμών της διαδικασίας παραγωγής, η κατασκευή πολυστρωματικών αλουμινένιων βάσεων είναι δύσκολη, γι' αυτό δεν μπορούν να καλυφθούν οι ανάγκες πολύπλοκων σχεδιασμών με πολλές στρώσεις.

Κακή ευελιξία

Το αλουμίνιο έχει υψηλή σκληρότητα και χαμηλή ευκαμψία, σε αντίθεση με τις πολυεστερικές ή πολυϊμιδικές βάσεις, και δεν είναι τόσο εύκαμπτο. Γι' αυτό δεν είναι κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν επαναλαμβανόμενες διπλώσεις.

Μη εναρμονισμένοι συντελεστές θερμικής διαστολής

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των αλουμινένιων βάσεων είναι σχετικά υψηλός, κάτι που τον κάνει διαφορετικό από εκείνον ορισμένων εξαρτημάτων και υλικών συγκόλλησης. Η διαφορετική θερμική διαστολή των δύο υλικών μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε ζημιές στις κολλήσεις ή σε αποφλοίωση, με αποτέλεσμα τη μειωμένη συνολική αξιοπιστία.

Οι αλουμινένιες βάσεις επιφέρουν επιπλέον απαιτήσεις διαδικασίας

Σε σύγκριση με τα συνηθισμένα υποστρώματα, οι μεταλλικές ιδιότητες των υποστρωμάτων αλουμινίου απαιτούν περισσότερο χρόνο για εξέταση κατά την κατασκευή και τη συναρμολόγηση, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα και το κόστος της διαδικασίας.

Υψηλό κόστος

Παρότι τα υποστρώματα αλουμινίου παρέχουν σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά τη διαχείριση θερμοκρασίας, σε σχέση με τα παραδοσιακά υλικά FR4, οι πλακέτες PCB με βάση το αλουμίνιο έχουν υψηλότερο κόστος υλικών, ειδικές διαδικασίες κατασκευής και απαιτήσεις επιφανειακής επεξεργασίας, με αποτέλεσμα την αύξηση του συνολικού κόστους κατασκευής.

Τομείς εφαρμογής των πλακετών PCB με βάση το αλουμίνιο

• Οι οπές του στρώματος μάσκας κολλήσεως είναι ελεύθερες από μελάνι μάσκας κολλήσεως, ενώ οι οπές του στρώματος της μεταλλικής μάσκας χρησιμοποιούνται για την απόθεση πάστας κολλήσεως.
  
• Το στρώμα μάσκας κολλήσεως χρησιμοποιείται για την εφαρμογή μελανιού μάσκας κολλήσεως, ενώ το στρώμα της μεταλλικής μάσκας χρησιμοποιείται για την εφαρμογή πάστας κολλήσεως.
  
• Το στρώμα μάσκας κολλήσεως ανήκει στο στάδιο κατασκευής της πλακέτας PCB, ενώ το στρώμα της μεταλλικής μάσκας ανήκει στο στάδιο συναρμολόγησης της πλακέτας PCB.
  
• Το στρώμα μάσκας κολλητηρίου διαθέτει πολλές επιλογές χρώματος, ενώ το στρώμα του χαλυβδένιου πλέγματος είναι συνήθως γκρι.
  
• Το στρώμα μάσκας κολλητηρίου αποτελεί μέρος της PCB, ενώ το στρώμα του χαλυβδένιου πλέγματος δεν είναι, απλώς είναι μια πρότυπη μήτρα που χρησιμοποιείται για επισκευές.