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PCBニュース

PCBニュース - PCB基板ソルダーレジスト層とは?PCBA製造にどのような影響がありますか。

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PCBニュース - PCB基板ソルダーレジスト層とは?PCBA製造にどのような影響がありますか。

PCB基板ソルダーレジスト層とは?PCBA製造にどのような影響がありますか。
2023-04-04
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Author:Sabrina      文章を分かち合う

PCBソルダーレジスト層は何ですか。

PCBの作製が完了すると、基板上の銅の引き廻しは通常、環境に曝されることによって酸化と腐食のリスクに直面し、それを防止し、PCB基板の寿命を延長する最も信頼できる方法は、ソルダーレジスト層の保護コーティングを提供することである。PCB表面の塗料の層はソルダーレジストインク、つまりPCB配線板のソルダーレジストインクと呼ばれている。ソルダーレジストインクはPCB配線板において非常に一般的であり、主に使用されているインクである。ソルダーレジストインクは一般的に90%が緑色であるが、他の色もある。例えば、赤色、青色、黒色、白色、黄色を雑色インクと呼ぶ。


溶接抵抗の役割は絶縁であり、溶接プロセスにおいて、ブリッジによる短絡、導体回路の物理的断線、引き廻しはほこり、水分などの外部環境要素による絶縁劣化、腐食などを防止する。

長い目で見ると、ほこりや他の汚染物質がショートする可能性があります。ソルダーレジスト層は、動作中の銅の酸化や短絡から保護するために回路基板上に配置された薄いポリマーであり、環境からPCBを保護することもできます。

pcba.jpg

PCBラミネート


PCBソルダーレジスト層種類


1、上部と下部のソルダーレジスト層

PCBエンジニアは通常、これらを用いてPCBに適用されている緑色ソルダーレジスト層中の開口部を識別する。この特殊なソルダーレジスト層は、エポキシ樹脂またはフィルム法により添加される。次に、マスクを用いて登録された開口部を用いてアセンブリピンをプレートに溶接する。


回路 基板の上部の引き廻しを上部引き廻しと呼び、使用する対応するソルダーレジスト層を上部マスクと呼ぶ。トップマスクと同様に、ボトムマスクは回路基板の底部に使用されます。


2、エポキシ液体ソルダーレジスト層

ソルダーレジスト層の中で最もコスト効果のある選択肢はエポキシ樹脂である。PCBにシルク印刷されたポリマーです。スクリーン印刷とは、スクリーンを編んでインクバリアパターンをサポートする印刷技術を指す。グリッドは、インク転移プロセスのための開放領域を識別することができる。この工程の後は熱硬化


3、液体光イメージング(LPI)ソルダーレジスト層

LPIソルダーレジスト層は実際には2つの異なる液体の混合物である。これらの液体は単独で保存し、マスク層を塗布する前に混合して賞味期限を延長した。LPIも、他のさまざまなタイプの中でよりコスト効率の高い選択肢の1つです。


LPIは幕塗布、スクリーン印刷、スプレー塗布用途に用いられ、各種ポリマーと溶媒の混合物である。このようなターゲット領域表面に接着可能なマスクを用いて、薄いコーティングを形成することができる。このマスクを使用した後、PCBは通常、現在利用可能な最終表面処理を必要としない。

従来のエポキシ樹脂インクと異なり、LPIは紫外線に敏感である。パネルはマスクで覆われ、短い「粘性硬化サイクル」の後、紫外レーザーまたはフォトリソグラフィプロセスを使用してPCBを紫外光に曝す必要があります。


マスクを使用する前に、パネルをクリーニングし、酸化の兆候がないかどうかを確認します。これは化学溶液、アルミナ溶液、または懸濁浮石を用いてパネルをスクラブして完成した。

パネル表面を紫外線に曝すための最もポピュラーなテクノロジーの1つは、フィルムツールと接触式プリンタを使用することです。フィルムの上部および下部シートは、溶接が必要な領域をブロックするためにエマルジョン印刷を使用する。次に、プリンタのツールを使用して、生産パネルとフィルムを適切な位置に固定し、紫外線光源に曝露します。


1つの方法は、レーザーを利用した直接撮像を利用する。この技術では、レーザーはパネル銅の手本に置かれた基準マークを使用して制御されるため、ツールやフィルムは必要ありません。

LPIマスクには、緑、黒、赤、黄色、白、青など、さまざまな色が選択できます。


4、ドライフィルム光イメージング抵抗溶接層

ドライフィルムを用いた光イメージングソルダーレジスト層は、露光を受けて現像される真空ラミネートを必要とする。開発後、開口部を識別してパターンを生成し、アセンブリを銅製パッドに溶接した。高密度配線板は貫通孔を水没させないため、乾燥膜ソルダーレジスト層に恩恵を受ける。


5、表面処理

最終的なソルダーレジスト層は、どのPCBソルダーレジスト層タイプを使用しても、回路基板上に露出した銅領域を残します。これらの暴露領域は、酸化を防止するために適切な表面仕上げを施す必要がある。最もポピュラーな表面処理の1つは熱風はんだ平坦化(HASL)である。

必要に応じて、ニッケルパラジウムめっき金(ENEPIC)及びニッケルめっき金(ENIG)などの他の表面処理を用いてもよい。必要に応じて、マスク層に余分な穴を残してマスクを貼り付ける。ペーストマスクは、使用される製造技術に従ってパッドまたは他のコンポーネントをプレートに接続するために使用されます。


PCBソルダーレジスト層の作製方法

以下はPCBにソルダーレジスト層を適用するプロセスである:

1、PCBクリーニング

回路をクリーニングして汚れや他の汚染物質を除去し、その後回路基板表面を乾燥します。


2、ソルダーレジストインクコーティング

次に、インキ被覆をソルダーレジストするための垂直被覆機に回路基板を組み込む。コーティングの厚さは、PCBが必要とする信頼性およびその使用分野などの要因に依存する。配線、銅箔、基板などの回路基板の異なる部分にソルダーレジスト層を追加すると、その厚さが異なります。このマスク層の厚さは、装置能力及びPCB製造能力に依存するであろう。


3、予備硬化

この段階は完全硬化とは異なり、予備硬化はコーティングを板の上で相対的に堅固に見えるため、不要なコーティングを除去するのに役立ち、これらのコーティングは開発段階でPCBから簡単に除去することができる。


4、イメージングと硬化

イメージングは、溶接抵抗層領域を定義するために、レーザーを使用して描画された写真フィルムを使用して行われます。このフィルムは、すでに半田インクが塗布され、固着乾燥したパネルに位置合わせされている。このイメージングでは、パネルに位置合わせされたフィルムに紫外線が照射されます。紫外光を受光した後、不透明領域は紫外光を薄膜を通過させ、不透明領域の下のインクを重合(硬化)させる。


LDIイメージングの場合、紫外線レーザーにより直接プレート上にソルダーレジストインクの部分を残す必要があるため、写真フィルムは必要ありません。


5、開発

その後、基板を現像液に浸漬して不要なソルダーレジスト層を除去し、必要な銅箔の正確な露出を確保した。


6、最終硬化と洗浄

PCB基板表面に実装する場合、ソルダーレジストインクを使用できるように最終的に硬化させる必要がある。次に、ソルダーレジスト層を被覆した回路 基板をクリーニングした後、表面処理などのさらなる処理を行う必要がある。


ソルダーレジスト層設計

1、貫通孔

貫通孔が露出しないように溶接抵抗層で覆われている場合は、テント貫通孔と呼ばれる。オーバーホール充填とは異なり、ここではリング状の周囲だけがソルダーレジスト層で覆われています。穴が完全に閉じている場合は、穴を閉じる方法に応じて、穴を埋めるかマスクが穴を塞ぐと呼ばれます。


テント貫通孔はPCB回路 基板を保護するための流行技術であり、コストの観点からエポキシ樹脂充填またはマスク閉塞のために選択されている。貫通孔隆起の方法では、液体光イメージング(LPI)ソルダーレジスト層隆起が最もコスト効果がある。


より良いテントが通過するようにするために、よりコストの高い樹脂充填を使用することもできます。

ビアリングの目的は、PCB表面に露出の少ない導電性パッドを残すことであり、これにより、組立中の半田ブリッジ中に発生する短絡を最小限に抑えることができる。パッドの縁部や標準BGA「犬骨」パターンに穴をあけると、SMTパッドからのスズの移動も減少し、テントは操作環境に露出して穴が破損する可能性も最大限に減らすことができます。


2、抵抗溶接層ギャップ

ソルダーレジスト層ギャップは、ソルダーレジスト層とPCB表面の特徴の接近度を決定する公差である。この許容ギャップの目的は、はんだダムと呼ばれる、はんだを受ける表面特性間に十分な間隔を提供することである。これにより、溶接ブリッジの形成が防止される。


ソルダーレジスト間隙

通常、ソルダーレジスト層ギャップは導体ピッチ幅の半分である必要がある。100を使用する場合μ m以下の微細導電パターンの場合、ソルダーレジスト層ギャップは50未満とすることができるμ m。


3、溶接盤

ソルダーレジスト層で定義されるパッドは、ソルダーレジスト層がBGAで使用されるパッドサイズを定義するように、マスク開口部が銅製パッドよりも小さいパッドである。

マスクギャップの変化により、銅製パッドのサイズが決まります。


非抵抗溶接層によって定義されるパッドには、パッドとマスクの間のギャップが含まれています。

抵抗溶接プロセスは、マスクギャップが常にパッドよりも大きくなるように、配合公差を考慮する必要があります。これは、パッド全体にソルダーレジストがないことを維持し、最適な溶接を確保するために必要です。


4、抵抗溶接の窓開け

マスクのないPCB外層はソルダーレジスト開口と呼ばれ、回路をスズ(半田)に曝すことを目的としている。この開口部は正確でなければならない。そうしないと、回路基板に不必要な銅が露出し、腐食と損傷を引き起こす可能性がある。


通常、製造業者は、1:1のソルダーレジスト開口部と、適切な製造技術に変更可能な銅製パッドを選択します。開口部は必要に応じてカスタマイズする必要があります。そうしないと、パッドの隣の接地層が露出する可能性があります。これは短絡を引き起こす可能性があるので、防止しなければならない。


5、ソルダーレジスト層のカバーまたは拡張

EDAソフトウェアは通常、回路 基板表面の特徴とソルダーレジスト層との間の間隔を設定することができる。このPCB基板仕様は通常、ソルダーレジスト層拡張と呼ばれ、正、負、またはゼロの値であることができます。