Wybór maski lutowniczej dla płytki PCB _ Altium.pdf

(1675 KB) Pobierz
3/4/2021
Wybór maski lutowniczej dla płytki PCB | Altium
Podcast
Search
×
Celebrating 35 Years on the Forefront of PCB Design
Learn More
Strona główna
Podcast
Free Trial
Jak wybrać odpowiednią maskę lutowniczą dla płytki PCB?
Jak wybrać odpowiednią maskę lutowniczą dla płytki PCB?
Altium Designer
|  October 17, 2017
Zdjęcie: CREATISTA / Shutterstock.com
Przyglądając się płytce drukowanej, zwłaszcza gdy zaczynałem swoją przygodę w branży elektronicznej, zawsze
zastanawiało mnie, dlaczego jej górna warstwa jest zielona. Odpowiedź zależy od tego, kogo o to zapytacie, ale co do
jednej kwestii zgadzają się wszyscy: maska lutownicza ułatwia sprawdzanie płytki, zapewnia ochronę przewodnikom oraz
zapobiega zmęczeniu oczu podczas montażu ręcznego płytki. Typy masek lutowniczych dla płytek  PCB różnią się
zastosowaniem, składem i oczywiście ceną.
Wybierając odpowiedni rodzaj i grubość maski lutowniczej dla płytki PCB, należy wziąć pod uwagę możliwości
producenta oraz Twój proces kontroli/montażu płytki. Poniżej wyszczególniono cztery główne rodzaje masek
lutowniczych:
1.
Płynna epoksydowa maska lutownicza
https://resources.altium.com/pl/p/how-choose-correct-solder-mask-your-pcb
Sign In
1/8
3/4/2021
Wybór maski lutowniczej dla płytki PCB | Altium
Podcast
2.
Płynna fotoutwardzalna maska lutownicza (LPSM)
3.
Sucha fotoutwardzalna maska lutownicza (DFSM)
4.
Maski dwustronne
Search
Co to jest maska lutownicza dla płytek PCB?
Proces nakładania maski lutowniczej
Celebrating
PCB ma chronić metalowe elementy na płytce drukowanej przed
na płytki
35 Years on the Forefront of PCB Design
utlenianiem oraz zapobiegać tworzeniu się mostków przewodzących pomiędzy lutowanymi powierzchniami. To bardzo
Learn More
Free Trial
ważny krok w
produkcji PCB,
zwłaszcza jeśli używane jest lutowanie rozpływowe lub kąpiel lutownicza. Techniki te nie
zapewniają dużej kontroli nad tym, gdzie na płytce wylądują kawałki roztopionego lutowia, ale maska lutownicza daje
taką kontrolę. Maska lutownicza jest czasem nazywana „maską antylutowniczą”, co moim zdaniem jest lepszą nazwą,
ponieważ sądziłem kiedyś, że maska lutownicza oznacza pełną warstwę cyny na całej płytce.
Rodzaje masek lutowniczych dla płytek PCB
Wszystkie warstwy maski lutowniczej składają się z warstwy polimeru nałożonej na metalowe ścieżki znajdujące się na
płytce obwodu drukowanego. Występują różne rodzaje masek lutowniczych PCB, a wybór najlepszej dla Twojej płytki
opcji zależy od jej kosztu i zastosowania. Najbardziej podstawową maską lutowniczą jest użycie sitodruku do
nadrukowania na przewodnikach płynnej warstwy epoksydowej. Przypomina to trochę malowanie pistoletem
natryskowym przy użyciu szablonu. Maska lutownicza dla płytki PCB może mieć niemalże dowolny kolor.
Płynna epoksydowa maska lutownicza
Najbardziej podstawową maską lutowniczą jest użycie sitodruku do nadrukowania na płytce PCB płynnej warstwy
epoksydowej. Jest to najtańsza i najbardziej popularna opcja. W ramach tego procesu używa się tkanej siatki, która
pomaga nanieść wzór tuszem. Płyn epoksydowy to polimer termoutwardzalny, który stwardnieje podczas procesu
obróbki termicznej. Farba maski lutowniczej jest zmieszana z płynem epoksydowym, dając żądany kolor.
Płynna fotoutwardzalna maska lutownicza (LPSM)
Bardziej wyszukane maski lutownicze wykorzystują proces fotolitografii z użyciem suchej lub płynnej maski lutowniczej,
podobnej do tej, jakiej używa się do naświetlania fotorezystu w produkcji półprzewodników. Maska LPSM może być
nadrukowana techniką sitodruku tak jak żywica epoksydowa albo spryskana po całej powierzchni, co często stanowi
tańszą metodę. Bardziej zaawansowaną (i dokładną) metodę stanowi użycie procesu litograficznego w celu
zdefiniowania otworów w masce lutowniczej przeznaczonych pod powierzchnie lutownicze, przelotki i otwory do
montażu elementów.
W trakcie tego procesu wykonuje się z plików Gerber maskę fotolitograficzną odpowiadającą żądanej masce lutowniczej.
Twoja
panelowa płytka
jest następnie dokładnie czyszczona, aby nie dopuścić do uwięzienia pyłków kurzu pod
utwardzoną maską lutowniczą. Panele te są po obu stronach pokryte całkowicie płynną maską LPSM.
Pewnie zauważyliście, że w przypadku masek LPSM czarne obszary maski fotolitograficznej definiują obszary, na których
mają być naświetlone półprzewodniki, zaś miejsca na płytce, które mają być pokryte maską lutowniczą, będą
przezroczyste.
×
Sign In
https://resources.altium.com/pl/p/how-choose-correct-solder-mask-your-pcb
2/8
3/4/2021
Wybór maski lutowniczej dla płytki PCB | Altium
Podcast
Search
×
Celebrating 35 Years on the Forefront of PCB Design
Learn More
Free Trial
Maski lutownicze są stosowane jako żywica epoksydowa lub polimer fotoutwardzalny.
Po pokryciu płytek maską LPSM płytki są suszone w piecu i umieszczane w wywoływaczu UV. Maska fotolitograficzna jest
układana równo nad suchą płytką, po czym płytka jest naświetlana światłem UV. Naświetlone obszary materiału LPSM są
poddawane działaniu światła UV, zaś nienaświetlone obszary są zmywane rozpuszczalnikiem, pozostawiając na płytce
twardą warstwę maski lutowniczej.
Sucha fotoutwardzalna maska lutownicza (DFSM)
Maska lutownicza DFSM wykorzystuje podobny proces co w przypadku maski LPSM. Oba rodzaje masek lutowniczych
dla płytki PCB są naświetlane w ramach procesu fotolitograficznego, z tą różnicą, że zamiast używać do tego płynu,
stosuje się suchy film w formie arkuszy z maski lutowniczej oraz proces laminowania próżniowego. Etap laminowania
próżniowego wymusza przylgnięcie do płytki nienaświetlonego filmu maski lutowniczej oraz usuwa z filmu pęcherzyki
powietrza. Po naświetleniu płytki nienaświetlone miejsca maski lutowniczej są usuwane rozpuszczalnikiem, zaś
pozostały film jest poddawany procesowi obróbki termicznej.
Maski lutownicze po górnej i dolnej stronie obwodu drukowanego
Jeśli spojrzeć na inne przewodniki po rodzajach masek lutowniczych dla płytki PCB, wymieniają one często dwa rodzaje:
maski po górnej stronie obwodu drukowanego i maski po dolnej stronie obwodu drukowanego. Oznaczają one po
prostu konkretny rodzaj maski lutowniczej nałożonej na wierzch lub na spód płytki. Nazwy te nie odnoszą się do
konkretnego procesu ich produkcji czy rodzaju materiału, z którego są one wykonane.
Kroki końcowe Obróbka i czyszczenie powierzchni
Zastosowanie pokazanych powyżej środków wymaga czyszczenia płytki z wszelkiego kurzu i pyłu. Później zostanie ona
poddana końcowemu utwardzeniu i procesowi obróbki. Płynna epoksydowa maska lutownicza jest poddawana obróbce
termicznej, ponieważ nie wykorzystuje się w tym przypadku naświetlania UV. Filmy LPSM oraz DFSM są naświetlane
promieniami UV w ramach procesu fotolitograficznego. Po naświetleniu filmy te są suszone i utwardzane cieplnie.
Bez względu na to, jakiej maski lutowniczej PCB użyjesz, gotowa maska lutownicza pozostawi na płytce naświetlone
miejsca pokryte miedzią. Te naświetlone miejsca muszą być
pokryte środkiem
zapobiegającym utlenianiu. Najbardziej
powszechnym środkiem jest wyrównywanie lutowia gorącym powietrzem (HASL), a inne popularne środki
wykończeniowe to bezprądowe powlekanie niklem i złotem (ENIG) oraz bezprądowe powlekanie niklem, złotem i
palladem (ENEPIG). W razie potrzeby pozostawia się dodatkowe otwory w warstwie maski na maskę z pasty. Maska z
pasty jest używana do przymocowania powierzchni lutowanych lub innych elementów na płytce drukowanej i jest
wykonywana w różny sposób w zależności od procesu produkcji.
Sign In
https://resources.altium.com/pl/p/how-choose-correct-solder-mask-your-pcb
3/8
3/4/2021
Wybór maski lutowniczej dla płytki PCB | Altium
Podcast
Search
×
Celebrating 35 Years on the Forefront of PCB Design
Learn More
Free Trial
Powlekanie ENIG na naświetlonej warstwie miedzi przez maskę lutowniczą.
Ile wynosi grubość standardowej maski lutowniczej dla płytki PCB?
Grubość maski lutowniczej zależy przede wszystkim od grubości miedzianych ścieżek na płytce drukowanej. Grubość
masek lutowniczych LPSM i DPSM na pustych obszarach płytki będzie się różnić w zależności od miejsca. Grubość
typowej maski lutowniczej (prostopadłej do płytki) wynosi co najmniej 0,8mm. Maska lutownicza będzie miała mniejszą
grubość przy krawędziach ścieżek i może wynosić nawet niecałe 0,3mm. Generalnie wymaga się, aby grubość maski
lutowniczej na ścieżkach wynosiła około 0,5mm. Maska lutownicza spryskiwana żywicą epoksydową może mieć
jednakową grubość na całej powierzchni PCB.
Oprócz zapobiegania korozji na miedzianych ścieżkach, maska lutownicza ma stanowić zaporę między sąsiadującymi
powierzchniami lutowniczymi na płytce obwodu drukowanego. W przypadku powierzchni z elementami ustala się
niewielką przerwę między maską lutowniczą a naświetlonymi miejscami, nazywaną przestrzenią wolną od maski
lutowniczej. Zapora ta zapobiega przed przepływaniem roztopionego lutowia z jednej powierzchni lutowniczej na
sąsiednią powierzchnię. Jest to szczególnie istotne przy precyzyjnych obudowach BGA i innych elementach o dużej
liczbie pinów. Ta niewielka przerwa wokół krawędzi powierzchni lutowniczej umożliwia kropelce lutowia wystarczająco
nawilżyć tę powierzchnię oraz pozostać na miejscu, zapobiegając tworzeniu się mostków podczas lutowania.
W tym arty
kule
dowiesz się więcej na temat wykorzystywania powierzchni wolnych od maski lutowniczej na płytkach drukowanych
do zapobiegania powstawania defektów w procesie SMT.
Nie widać jej z daleka, ale wokół powierzchni lutowanych dla umieszczonego w środku układu scalonego znajduje się niewielka przestrzeń wolna od maski
lutowniczej.
Sign In
4/8
https://resources.altium.com/pl/p/how-choose-correct-solder-mask-your-pcb
3/4/2021
Wybór maski lutowniczej dla płytki PCB | Altium
Podcast
Jaki kolor powinna mieć maska lutownicza dla płytki PCB?
Kolor maski lutowniczej zależy od użytej w jej materiale farby, zaś właściwości chemiczne tej farby wpłyną na grubość
gotowej maski lutowniczej. Jednym z powodów, dla których tak powszechnie stosuje się zieloną maskę lutowniczą jest to,
że można jej użyć do stworzenia cienkich zapór w masce lutowniczej (ok. 0,1mm). Używane w maskach lutowniczych
różnokolorowe farby z reguły tworzą grubsze zapory w masce lutowniczej. Bez względu na użytą farbę, grubość maski
lutowniczej PCB w niektórych branżach i zastosowaniach została ustalona w
IPC-SM-840D.
Celebrating 35 Years on the Forefront of PCB Design
Learn More
Free Trial
Kolor maski lutowniczej stanowi ważny element automatycznej lub ręcznej kontroli płytki. Czarna maska lutownicza
zapewnia najmniejszy kontrast między płytką a ścieżkami, co może sprawiać trudności podczas automatycznej inspekcji.
To kolejny powód, dlaczego wybierane są zielone maski. Kolor użytego sitodruku również wpłynie na stopień kontrastu
oraz może powodować zmęczenie oczu podczas ręcznej kontroli.
Search
×
Znajdujące się pod czarną maską lutowniczą ścieżki mogą być mało widoczne.
Jak w przypadku każdego parametru lub procesu produkcji, należy zastanowić się nad ostatecznym zastosowaniem
naszej płytki i odpowiednio ją zaplanować. Dlatego należy zawsze omówić opcje dotyczące produkcji płytek z ich
producentem. Producent może zasugerować lepsze rozwiązanie zależnie od swoich możliwości produkcyjnych.
Jakiej maski lutowniczej dla płytki PCB należy użyć?
Wybór odpowiedniej maski lutowniczej zależy od fizycznych wymiarów płytki, otworów, elementów, przewodników,
układu oraz ostatecznego przeznaczenia twojego produktu.
Po pierwsze, jeśli masz maskę lutowniczą PCB, która będzie użyta w branży lotniczej lub kosmicznej, telekomunikacyjnej,
medycznej lub innej branży „strategicznej”, należy sprawdzić obowiązujące dla danej branży normy dotyczące masek
lutowniczych oraz uwzględnić ogólne zastosowanie produktu. Istnieją bowiem konkretne wymogi, które biorą górę nad
wszystkim, czego można nauczyć się z Internetu.
W przypadku większości nowoczesnych projektów płytek drukowanych konieczna jest fotoutwardzalna warstwa
lutownicza. Topografia powierzchni płytki zadecyduje o tym, czy należy użyć płynnej czy suchej maski. Sucha maska
https://resources.altium.com/pl/p/how-choose-correct-solder-mask-your-pcb
Sign In
5/8

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin