Lot maskesi

Solder mask nedir?

Solder mask (aynı zamanda solder mask olarak da adlandırılır), PCB (basılı devre kartı) yüzeyine uygulanan ince bir polimer malzeme tabakasıdır. Temel işlevi, bakır yolları korumak ve lehimleme sırasında lehimin lehimlenmesi gerekmeyen bölgelere akmasını önlemektir. Lehimleme işleminin daha kusursuz hale getirilmesi için, pad bölgesi hariç tüm devre kartı, solder mask ile kaplanır.

Solder mask, PCB'nin her iki yüzüne de uygulanır. Reçine, nem ve yüksek sıcaklığa dayanımı sağlaması ve iletken olmaması nedeniyle solder maskın ana bileşenidir. Başlangıçta çoğu PCB yeşil solder mask kullanıyordu, bu yüzden genellikle "yeşil yağ" olarak adlandırılırdı. Ancak solder maskın yeşilden başka birçok rengi vardır; örneğin beyaz, sarı, kırmızı, mavi, siyah vb. Kullanılacak renk, müşterinin farklı ihtiyaçlarına bağlıdır.

Lehim maskesinin fonksiyonu

PCB üzerindeki lehim maskesinin aşağıdaki fonksiyonları vardır:

• Bakır katmanının oksitlenmesini önleme;
  
• Lehimleme sırasında köprülerden kaynaklanan kısa devreleri önleme;
  
• İletken hatlardaki fiziksel kopmaları önleme;
  
• Lehim maskesi yüksek yalıtım özelliğine sahiptir ve bu da yüksek yoğunluklu PCB'lerin tasarımını mümkün kılar.
  
• Reflow lehimleme, dalga lehimleme ve manuel lehimleme sırasında iletken hatlar ve lehim bağlantıları arasında kısa devreleri önleme;

Lehim Maskesi Türleri

PCB üzerinde farklı türlerde lehim maskesi bulunur. Tip ne olursa olsun, desen belirlendikten sonra ısıtılarak sertleştirilmesi gerekir. Yaygın lehim maskesi türleri aşağıdadır:

• Kuru Film Işığa Duyarlı Lehim Maskesi:

  DFSM, PCB'ye vakumla yapıştırılır, ardından açığa çıkarılır ve geliştirilir.
  

• Sıvı Epoksi:

  Uygulama gereksinimlerine bağlı olarak lehim maskesi farklı ortamlardan üretilebilir. En düşük maliyetli olanı, lehim maskesi desenini ekran baskısı ile PCB'ye aktaran sıvı epoksi türüdür.
  

• Sıvı Işığa Duyarlı Lehim Maskesi:

  LPSM, PCB'ye ekran baskısıyla basılabilir ya da püskürtülebilir, ardından açığa çıkarılır ve geliştirilerek bileşenlerin bakır yastıklara lehimlenebilmesi için açıklıklar oluşturulur.

Lehim Maskesi vs. Kalıp

Lehim maskesi, PCB üretimi sürecinde kritik bir işlemdir. PCB üzerindeki renkli yüzey katmanı lehim maskesidir. Lehim maskesi bir "negatif çıktı"dır, bu nedenle lehim maskesi deseni üzerine uygulandığında bakır, lehim maskesi mürekkebiyle kaplanmak yerine desen açıklığında ortaya çıkar.

Çelik örgü katmanı aslında SMD cihaz paketlemesi için bir şablondur ve SMD komponentlerin lehimleme alanlarına (pads) karşılık gelir. Bunu, çelik örgü katmanına göre tasarlanmış ve üretilmiş bir çelik levha kalıbı olarak doğrudan anlamak mümkündür. SMT montaj sürecinde, çelik örgü genellikle PCB lehimleme alanlarının karşılık geldiği yerlerde delinerek kullanılır ve üzerine lehim macunu sürülür. PCB, çelik örgünün altına yerleştirildiğinde lehim macunu deliklerden aşağıya doğru akar ve lehimleme alanlarını eşit şekilde kaplar. Bu nedenle çelik örgü katmanının açıklığı, gerçek lehimleme alanı boyutundan daha büyük olmamalıdır; lehimleme alanına eşit ya da ondan biraz daha küçük olmalıdır.

Lehim maskesi katmanı ile çelik örgü katmanı arasındaki temel farklar aşağıdaki gibidir:

Katman sınırı

Genellikle sadece tek katmanlı alüminyum altlık ve çift katmanlı alüminyum altlık üretebiliyoruz. Üretim sürecinin sınırlamaları nedeniyle çok katmanlı alüminyum altlıklar üretimi zordur, bu nedenle karmaşık çok katmanlı tasarımların gereksinimlerini karşılayamaz.

Esneklik açısından zayıf

Alüminyum metal malzemeleri yüksek sertliğe ve düşük yumuşaklığa sahiptir, poliimid veya poliester altlıklara göre esnek değildir. Bu nedenle tekrar tekrar bükülme gerektiren uygulamalara uygun değildir.

Uyumlu olmayan ısıl genleşme katsayıları

Alüminyum altlıkların ısıl genleşme katsayısı nispeten yüksektir ve bazı bileşenlerle lehim malzemelerinden farklıdır. İki malzemenin ısıl genleşme katsayılarının uyuşmaması lehim birleşimlerinin zarar görmesine veya tabakalaşmaya neden olabilir, bu da genel güvenilirliği etkiler.

Alüminyum altlıklar ek işlem gereksinimleri getirir

Sıradan substratlara kıyasla alüminyum substratların metal özellikleri üretim ve montaj sırasında daha fazla zaman almakta ve bu da süreç karmaşıklığını ve maliyeti artırmaktadır.

Yüksek maliyet

Alüminyum substratların termal yönetim konusunda belirgin avantajları olmasına rağmen, geleneksel FR4 malzemelerine kıyasla alüminyum tabanlı PCB'lerin daha yüksek malzeme maliyeti, özel üretim süreçleri ve yüzey işlemeye dair gereksinimleri vardır. Bu nedenle toplam üretim maliyeti artmaktadır.

Alüminyum tabanlı PCB'nin kullanım alanları

• Lehim maskesi katmanının açıklıkları lehim maskesi mürekkebinden arındırılmıştır, buna karşın sac kalıp katmanının açıklıkları lehim macunu uygulamaları için kullanılır.
  
• Lehim maskesi katmanı lehim maskesi mürekkebi uygulamaları için kullanılırken, sac kalıp katmanı lehim macunu uygulamaları için kullanılır.
  
• Lehim maskesi katmanı PCB üretimi aşamasına aitken, sac kalıp katmanı PCB montaj aşamasına aittir.
  
• Lehim maskesi katmanı, seçmek için çeşitli renklere sahipken çelik ağ katmanı genellikle gri renktedir.
  
• Lehim maskesi katmanı PCB'nin bir parçasıdır, oysa çelik ağ katmanı değildir, sadece yama işlemi için kullanılan bir şablondur;