电路板的文章和讨论中经常听到Solder Mask,S/M这个名词到底是Solder Mask什么呢。电路板发挥了什么作用?
“Solder Mask”是什么?
Solder Mask的正确中文名称应被称为“阻焊”或“防止焊接”,99%以上的电路基板使用绿色阻焊层,所以一般被称为“绿漆”或“绿油(大陆用语)”,另外为了配合红漆、黑漆、蓝漆等不同情况下的颜色的外观例如,在NPI阶段有RD特别选择“红漆”,在露出的金属板中,也有根据情况的颜色选择黑色的。随着时代的进化和激光条形码的导入,为了能使用光学扫描判读电路板上的激光条形码,一般不推荐防止绿色以外的焊接。其实Solder Mask更像传神一样的英文名字是SolderResist,但是使用的人很少。
“Solder Mask”的目的和作用
Solder Mask位于电路基板的最上层(Top layer)和最下层(Bottom layer)的铜箔线路上,为了保护铜箔被氧化或错误附着在焊料上而不影响电路基板的功能,Solder Mask一般以树脂为主要材料,使用刷子技术Solder Mask在电路基板上覆盖下面不需要焊接的位置,需要防潮、绝缘、防焊、耐高温、美观。有可能使用喷墨印刷。
“Solder Mask”的“Mask”实际上表示“光罩”的意思
一般来说PCB板厂在制作Solder Mask时,首先将整体PCB板子印刷在防止焊接涂料上,然后进行烧结后的预备烧结工作,之后,使用基板(Film)进行接触式曝光,将基板上的影像转移到防止焊接涂料的表面,但实际上与复印机的原理相差不大。
底片的影像不想留下“底片”,也就是说底片上有黑影的部分,但是透明的部分绿漆会留下,起到“光罩”的作用,所以请注意使用mask(口罩)这个名词。
接着,UV(紫外线)使光罩未被遮挡的焊接防止涂料干燥后,焊接防止涂料真正凝固,绝对附着在电路基板上,之前的干燥只需“预烘干”,最后进入化学槽,清洗光罩的某个区域,一般在焊接防止涂料清洗后露出是可焊接的铜面。
注意:印刷防焊涂料后出现的仅铜面,电路板后续工序应进行化金、化银、化锡等表面处理,防止铜面在焊接锡前氧化。
“Solder Mask”打印SMT影响焊料质量
防焊涂料的工艺看似简单,但对电路板的最大作用也只是绝缘、防焊功能,如果防焊涂料工作不良,则可能造成严重的质量问题,PCB板厂自身的防焊涂料印刷中可能出现的清洁不良、孔、漏、铜暴露、除了印刷不均匀、塞孔不良等缺陷外,焊接防止涂料的印刷偏差量和厚度也是左右SMT焊料质量因素之一,特别是零部件和焊点变小的手机板,以前就有介绍。
电路板防焊层的印刷偏移量BGA是否导致短路?
传统PCB的绿漆以及丝印层的厚度会影响锡膏量BGA,导致短路?
Solder Mask因为使用背板转印来决定保持焊接防止涂料的位置和不保持焊接涂料的位置,所以Solder Mask焊接防止层和PCB的位置对准变得重要。如果定位偏差过大,则会覆盖防止焊接涂料(墨水)应露出的铜箔垫的大小,从而可能产生影响。
防止焊接涂料的印刷高度影响锡膏量。防止焊接涂料越厚,与焊接垫的高度差越大,从钢板印刷的锡膏量越多,大焊接垫没有问题,但是小焊接垫的锡膏量过多的话,焊接锡短路的问题就越容易发生。
“Solder Mask”打印处理能力
很多PCB板厂使用刀片和网板在电路板上印刷防止焊接绿漆,仔细看电路板的话,电路板的表面没有你想象的那么平坦。电路板的表面有铜箔线trace,也有大面积的铜面。这些电路板表面的铜箔实际上多少会影响印刷的厚度。另外,由于刀片的影响,有时线路角tracecorner、B)的位置特别薄。
一般来说PCB板厂,对图4的位置的防止焊接绿漆厚度Soldermask thickness)进行简单的尺寸和公差管理,但是这个公差范围实际上各PCB板厂的内部规定不同,也没有工业标淮。PCB板厂防止焊接绿漆一般不薄印刷,害怕铜露出,害怕导通孔的填充不满意,另外网板的厚度、刀片的种类和压力、刀片的次数(一般往返各一次)等条件影响其厚度。
调查了几个PCB板厂后的大致公差范围,这个尺寸范围仅供参考,请注意各PCB板厂的尺寸也不同。
A:Linecorner(线路转角):0.2~0.8mil
B:Linearea(线路区域):0.4~0.8mil
C:Coppersurfacearea(铜面上防止焊接厚度):0.6~1.4mil
D:Basematerial area(基材上的防止焊接厚度):0.8~1.8mil
另外,防止焊接绿漆印刷除了需要注意厚度外,实际上该印刷位置的精淮度更重要,仅限于现在的科学技术。一般来说PCB板厂防止焊接绿漆的印刷中只使用低成本的影像复制技术,所以说实话,它们的位置并不精致。这对于有高精密度需求的系统业者来说带来了一些小麻烦,但是一分钱一分地把商品分开,以现在的价格来定位。只要不提高高端影像技术,能力就是如此。
以下,表示对防止焊接绿漆的印刷偏移的能力的大部分PCB板厂和防止焊接绿漆的可印刷的最小宽度。
E:MinimumSoldermaskdam/bridge(防止焊接绿漆最小墨水区域):4mil(一部分厂商可以进行3mil)。防锡霸(Solderdam)在两个相邻的焊盘之间作为防止焊接绿漆印刷,最主要的目的是防止焊接短路。所谓水库dam,并不是防止焊接绿漆的高度足以切断焊接锡溢出的短路,而是防止焊接绿漆相对于熔融锡糊剂的表面张力较小,在绿漆上印刷锡糊剂本来的印刷,锡糊剂的凝集力大,锡糊剂熔化后一般情况下,熔融的锡膏不是远隔的焊锡,而是自己缩到焊接垫内,像水总是往下流一样,流到可以吃到锡的地方。因此,在相邻的焊盘之间印刷防止焊接绿漆是防止焊料短路的问题。
F:The tolerance of soldermask exposure registration(防焊绿漆印刷精淮度:+/-2mil(一部分制造商主张可以+/-1mil)。
“Non-Solder MaskDefined”接线时,该尺寸与防止焊接窗与焊盘之间的一侧距离精度有关。
G:这个尺寸和E一样。
后记:
不是PCB板厂的相关人员,而是纯粹的在产品设计生产时经常和PCB板厂交往,所以经常磨练PCB板厂来听各种各样的信息,顺便整理这些信息作为自己日后的参考。如果你有PCB的日程问题的话,我建议你向专家请教。好厉害啊。另外,以上的信息虽然不能说都是正确的,但请在服用前好好考虑一下是哪个词。
延长:
高速去除PCB焊接防止绿漆的方法-激光