Паяльная маска для чего

Паяльная маска, это просто

Пора повысить уровень качества изготавливаемых мною печатных плат.
После нескольких попыток использования ЛУТ я сразу перешёл на изготовление печатных плат фоторезистом.
Так как фоторезист позволяет сделать такое, что с ЛУТом это недостижимо. В своей статье я не буду повествовать как делать платы фоторезистом, а сразу перейду к нанесению паяльной маски.
Сначала делаю два фотошаблона один с дорожками и другой с контактами.

Далее уже на вытравленную и подогнанную печатную плату наносим паяльную маску.

Чтобы не пачкаться смешиваю пасту прямо на платке зубочисткой в пропорции 3 части резиста и одна часть отвердителя.

Тщательно всё перемешиваю и равномерно распределяю по платке.

Естественно так не оставляем. Нам понадобится трафарет. В качестве него отлично подойдёт кусок органзы натянутый на пяльцы. Конечно лучше специальный трафарет, заказал уже едит. Накрываем платку органзой и с помощью пластиковой карточки равномерно распределяем по платке.

После, нашу платку несём в тёмное место, в ванную комнату и даём полежать в темноте на росной поверхноти минут 20. Паяльная маска равномерно растечётся по платке. Потом подсушиваем плату на утюге ставлю на "1". Тут фото я не сделал как сушу на утюге. Сушим при температуре до 85 до тех пор пока плата не перестанет липнуть. Тут главное не перекалить, перекалите плата не проявится.
Итог, равномерный зелёный слой слегка просвечивающие дорожки.

Дальше накладываем фотошаблон контактных площадок.

И засвечиваем маску ультрафиолетовой лампой. Время засветки может быть от 10 до 20 минут.

После засветки, вы не увидите никаких изменений как это бывает с фоторезистом.
Проявляем нашу платку в растворе гидроксида натрия.

И вот оно чудо контактные площадки оголились.

И для закрепления сушим платку на утюге, но теперь ставим утюг на "2" температура 150 на минут так 45. Внимание плата не должна дымить. Если дымит значит высокая температура.

Следующий этап, это лужение контактных площадок сплавом Розе.

Теперь засверливаем плату и всё готово.

Конечно качество моей платки далеко от фабричной, не хватает нанесённой маркировки, это уже будет следующий раз. Для радиолюбительских поделок очень даже ничего.

паяльная защитная маска печатной платы

Защитная паяльная маска служит для защиты участков печатных плат от наплывов припоя. Существует 2 типа масок – сухая пленочная и жидкая. Сухая пленочная паяльная маска наносится методом ламинирования. Жидкая паяльная маска наносится методом сеткографии через сетчатый трафарет, причем существует 2 варианта: через готовый трафарет, когда в сетке уже сформированы все окна вскрытия и маска наносится только на защищаемые участки печатной платы (такой вариант имеет невысокое разрешение и применяется как правило на односторонних печатных платах ниже 3 класса точности) и сплошное нанесение маски с последующим проявлением с использованием фотошаблонов. Требования к совмещению фотошаблонов маски ниже, чем к фотошаблонам топологии, поэтому окна вскрытия должны быть шире контактных площадок. Это нужно учитывать при создании компонентов, особенно в САПР где этот параметр задается непосредственно в компоненте (например, ORCAD), как правило, размер вскрытия задается на 0,1 мм больше размера контактной площадки. Следует также отметить, что разрешение (мостики в маске) распространенных масок составляет не менее 0,15 мм, это нужно учитывать в компонентах с шагом выводов 0,5мм.

Для компонентов с мелким шагом можно применять специальные LDI маски. В этом случае размер вскрытия может быть на 0,05мм больше размера контактной площадки. Разрешение таких масок 0,10мм.

С разновидностями масок на производстве «Резонит» вы можете ознакомиться по ссылке. Рекомендуем также ознакомиться с познавательным видеороликом, в котором наглядно показан процесс нанесения паяльной маски.

Связанные термины

толщина печатного проводника Англ. conductor thickness

Высота печатного проводника в поперечном сечении.

разъемы монтируемые на печатную плату впрессовыванием выводов в сочетании с нанесением паяльной пасты Англ. pin-in-paste

Разъем, устанавливаемый на печатную плату запрессовкой выводов в металлизированные отверстия, на контактные площадки которых предварительно нанесена паяльная паста.

температура стеклования Англ. glass transition temperature

Температура перехода полимерного материала из твердого и хрупкого состояния в мягкое и пластичное при изготовлении материала основания печатных плат.

Защитные паяльные маски способы их нанесения

В последнее время покрытие печатной платы защитной паяльной маской является неотъемлемой частью современной технологии их изготовления. Использование паяльных масок стало настолько распространенным, что весьма необычно видеть печатные платы без данного покрытия.

В процессе проведения сборочно-монтажных работ и эксплуатации изделия наличие защитной паяльной маски на печатных платах крайне необходимо, поэтому особое внимание уделяется их выбору и способам нанесения.

Паяльная маска представляет собой однокомпонентные или двухкомпонентные смеси, часто окрашенные в насыщенный зеленый цвет. Встречаются и другие цвета: синий, красный, желтый, белый, черный и даже фиолетовый. В последние годы потребителя интересует не только цвет маски, но и тип поверхности (матовая, полуматовая или глянцевая).

По существу, маска — это тонкий полимерный слой заданной толщины, который защищает проводники от механических воздействий и помогает минимизировать образование коротких замыканий с помощью перемычек, образованных избыточным припоем. В настоящее время в связи с изготовлением и усложнением малогабаритной электроники возникает необходимость создания печатных плат с насыщенным рисунком схемы. При монтажных работах используют комбинированный способ пайки, в процессе которого за один рабочий цикл выполняется большое число паяльных соединений, а вероятность появления перемычек между проводниками приводит к необходимости защиты элементов проводящего рисунка от образования замыканий.

Существуют две разновидности материалов для защитных паяльных масок: жидкие и пленочные.

Технологические возможности предприятия «ТЕХНОТЕХ» позволяют наносить как жидкие паяльные маски, так и сухие пленочные маски. Каждый тип маски имеет ряд преимуществ и недостатков, так же, как и оборудование для ее нанесения.

Нанесение защитной паяльной маски на нашем производстве происходит различными способами:

методом сеткографии;
методом полива;
методом струйно-факельного распыления;
методом ламинирования.

К преимуществам использования метода сеткографии на полуавтоматических установках можно отнести малые капиталовложения в оборудование, низкие затраты на вспомогательные материалы, возможность использования одного оборудования для осуществления других операций, например, нанесения маркировки или нанесения эпоксидной маски.

К недостаткам данного метода можно отнести проблематичность полного покрытия межпроводникового пространства на платах 5-6 класса точности и наличие пузырей воздуха в маске вследствие ее высокой вязкости, а также низкую производительность оборудования по сравнению с другими методами. Еще одним немаловажным минусом в методе сеткографии является большой расход маски.

Важную роль в сеткографии имеет выбор материала сетки, номера сетки и угла натяжения. Сетки изготавливаются из различных материалов, таких как нейлон, полиэстер, нержавеющая сталь, шелк.

Номер сетки (число нитей на сантиметр и диаметр нитей) является важнейшим фактором, влияющим на количество наносимой маски и качество получаемого изображения. Например, при нанесении паяльной маски Sun Chemical Imagecure XV501 T-4 через полиамидную сетку с числом нитей 49 на квадратный сантиметр, толщина маски в отвержденном состоянии составляет от 35 до 40 мкм на основании печатной платы. При нанесении маски через сетку с числом нитей 76 на квадратный сантиметр, толщина маски на основании печатной платы составляет 20-25 мкм. Метод сеткографии довольно часто используется в случае необходимости покрытия маской «высоких» проводников, что объясняется высокой вязкостью маски и получением достаточной толщины как на проводнике и на основании, так и на торце медного проводника.

Метод полива или «мокрой завесы» целесообразно использовать при изготовлении больших серий печатных плат. Производительность в среднем составляет 120 заготовок в час типоразмером 610х457 мм при одностороннем нанесении маски. В то же время, при использовании метода сеткографии, производительность составляет приблизительно 60 заготовок в час. Что касается толщины масочного покрытия, то она сопоставима с толщиной маски при нанесении ее методом сеткографии. Толщина может задаваться вязкостью и скоростью конвейерной ленты при прохождении заготовки под завесой. Низкая скорость конвейера и высокая вязкость дает хорошую толщину маски, но, в то же время, могут возникнуть наплывы у отверстий и плохое покрытие межпроводникового пространства. Поэтому при использовании метода «мокрой завесы» очень важно подобрать подходящие параметры для нанесения.

Метод полива не эффективен при нанесении маски на печатные платы с высотой печатного проводника 65 мкм и выше, маска будет стекать с проводников, образуя очень тонкий слой на поверхности и на торце медного проводника. В таком случае маску лучше наносить методом сеткографии, где маска более густая, содержит более низкую концентрацию растворителей и поэтому менее текучая. При использовании метода сеткографии и «мокрой завесы» маска имеет свойство сильно затекать в металлизированные отверстия, что приводит к использованию более жестких условий проявления маски, тем самым уменьшается адгезия маски к печатным платам и возникает подпроявление краев маски, что достаточно негативно сказывается в дальнейшем при проведении сборочных работ (подтекание растворов под маску, отрыв перемычек).

Метод струйно-факельного распыления занимает промежуточное место по своим характеристикам между методом «мокрой завесы» и методом сеткографии. Этот способ нанесения также имеет свои плюсы и минусы.

Данный метод позволяет получить достаточную толщину маски на краях высоких печатных проводников и между соседними печатными проводниками. Маска для струйно-факельного распыления имеет большую текучесть, чем маска, используемая для метода трафаретной печати, но меньшую, чем маска, используемая для полива. Оборудование для распыления имеет низкий расход паяльной маски.

Область направления распыления маски расположена поперек движения конвейера, что дает возможность получить равномерное по толщине масочное покрытие по всей площади заготовки. Так как распыление происходит под углом, процесс покрытия торцов печатных проводников дает надежную равномерную защиту всей поверхности проводника, и попадание воздуха в паяльную маску исключено.

Равномерное по толщине покрытие маской, даже на «высоких» проводниках, получается благодаря распыляющейся нагревающей форсунке и позволяет снизить расход маски путем распыления только на заданную область. Данная технология требует низкого содержания растворителя в паяльной маске, и, соответственно, время предварительной сушки маски тоже сокращается. Толщина слоя в отвержденном виде составляет в среднем от 25 до 40 мкм. На толщину покрываемого слоя влияют скорости движения конвейера и распыляющей форсунки, давление маски в форсунке. С помощью данного метода можно предотвратить сильное затекание маски в металлизированные отверстия печатной платы, что является значительной проблемой при использовании метода сеткографии и «мокрой завесы». Маска, нанесенная на печатные платы данным методом, имеет высокую адгезию к поверхности, имеет небольшой подтрав и хороший внешний вид, так как при проявлении маски требуются более щадящие режимы (давление раствора для проявления и время проявления).

Сухие пленочные защитные маски для метода ламинирования представляют собой сухую фотополимерную защитную пленку на основе эпоксидных материалов.

Поставляются такие маски разной толщины (40 мкм, 75 мкм, 100 мкм). Выбор толщины зависит от геометрии рисунка печатной платы и высоты проводников. Сухие пленочные маски наносятся на печатные платы при помощи вакуумных ламинаторов. В процессе ламинирования в камере создается вакуум, который обеспечивает полное удаление воздуха между проводниками схемы. Сухую пленочную маску не желательно использовать на печатных платах с малым шагом расположения печатных проводников, может возникнуть «трубчатый эффект», что в первую очередь связано с толщиной сухой пленочной маски.

Одним из главных преимуществ сухой пленочной маски является возможность надежного тентирования контактных площадок переходных отверстий.

Это предотвращает соприкосновение навесных компонентов при монтаже с проводящим рисунком. Маска, нанесенная методом сеткографии, полива или струйно-факельного распыления не дает надежного тентирования. Тенты могут быть пробиты в процессе проявления паяльной маски, термоудара и привести к затеканию агрессивных сред в переходные отверстия. В сравнении с жидкой паяльной маской, сухая не имеет «срока жизни», за исключением срока реализации, в то время как жидкая маска должна быть использована после смешения компонентов, в среднем, в течение трех-пяти дней.

К недостаткам сухой маски можно отнести высокую стоимость, невозможность получения тонких перемычек между контактными площадками, большой расход маски при автоматическом режиме работы оборудования и низкую производительность данного оборудования.

Выбор нанесения защитной маски по медному проводящему рисунку или по финишному покрытию часто определяет конструкторская документация, однако не надо забывать о здравом смысле. Создать достаточную шероховатость поверхности для надежного сцепления защитной маски с медью гораздо проще, чем для финишного покрытия иммерсионное золото или иммерсионное серебро. Предприятие «ТЕХНОТЕХ» имеет технологическую возможность нанесения защитной паяльной маски по самым распространенным финишным покрытиям, применяемым в производстве печатных плат: гальванические (медь, олово, ПОС, золото, золото-кобальт, серебро) и иммерсионным (золото, серебро).

В заключение хочется отметить, что выбор метода нанесения маски и использование соответствующего оборудования в каждом случае осуществляется с учетом множество факторов. Специалисты нашего предприятия всегда предлагают оптимальное решение ваших задач!

Паяльная маска для чего

Очумелые лапки — паяльная маска FSR-8000. Основное и альтернативное использование

Автор: MechanicCDRR
Опубликовано 21.09.2011
Создано при помощи КотоРед.
2011

В этот знаменательный день хочу от всего нашего пушистого стада преподнести тебе, дорогой Кот, подарок — обегчить твой нелёгкий труд в создании практичных, полезных и просто интересных электронных девайсов! Я уверен, что «домашняя» технология изготовления печатных плат «полузаводского» качества повысит уровень твоих поделок до небес.

Прочитал конкурсную статью «Универсальный контроллер для технологического процесса изготовления печатных плат», увидел знакомое название (fsr8000) и задумался. А ведь все это у нас делается вручную. Вот об технологии изготовления плат с применением маски и пойдет речь.

Список необходимого оборудования и материалов:

Паяльная маска — fsr8000
Термоплита. Подойдет любой утюг с регулировкой температуры. Для настройки температуры утюга еще нужен термометр (Можно один раз настроить, а потом запомнить положение регулятора, и тогда термометр уже не нужен).
Ультрафиолетовая лампа для засветки. А лучше — отдельный ящик с лампой. Все же УФ излучение вредно.
Рамка с сеткой. Деревянная рамка с натянутой тонкой сеткой (детский бант идеально подходит).
Фотошаблон будущей платки. О нем чуточку позже.
Два маленьких инсулиновых шприца. Необходимы для точной дозировки компонентов.
Зубочистки. Для смешивания компонент маски.
Кусок пенопласта, или ненужная кредитка, или кусок резины. Для равномерного распределения маски по текстолиту.
Кальцинирования сода. Продается рядом с стиральными порошками как средство для смягчения воды.
Ацетон. Для смывки маски.

Немного теории:

Паяльная маска fsr8000 — двухкомпонентный фоточувствительный состав со следующими состояниями:

1) «Сырая» сразу после смешивания, растворяется раствором кальцинированной соды и ацетоном.

2) Отвердевшая (через какое-то время после смешивания):

2а) незасвеченная ультрафиолетом, растворяется раствором кальцинированной соды (проявка) и ацетоном.

2б) засвеченная ультрафиолетом, не растворяется раствором кальцинированной соды, растворяется ацетоном.

3) «Запечёная«, после прогрева до 160 градусов. Не растворяется, обладает высокой механической и химической стойкостью.

Использование в роли фоторезиста:

После засветки и проявки оставшаяся маска в состоянии 2б используется для укрытия нужных областей при травлении в любом стандартном растворе. После травления смывается ацетоном.

Использование по-назначению:

После засветки и проявки оставшаяся маска (в состоянии 2б) прогревается для перехода в состояние 3

Основные этапы технологического процесса

Фотошаблон

Делается в любой типографии, в которой есть оборудование для вывода фотонаборных плёнок (они используются в офсетном и шелкографическом производстве). Чаще всего делается из файлов PDF. Шаблон для меди делается инвертированный (белые дорожки на чёрном фоне). Шаблон для маски делается прямой (черные площадки на белом фоне).

Стороны фотошаблона

Одна сторона выглядит «рельефной», другая глянцевая гладкая. Фотослой на рельефной стороне.

Рамка с сеткой

Деревянная рамка с натянутой тонкой сеткой (детский бант)

Заготовка текстолита

Выпиливается любым удобным методом с некоторым запасом

Очистка текстолита грубой шкуркой

Очищенный текстолит

Не надо стремиться к стерильности. Достаточно снять грязь и налипших мух. Адгезия у маски отличная. Металлическую стружку смыть.

Термостат

Утюг + термометр. Необходима температура в пределах 60 .. 90 градусов, но не выше 100!

Метод переноса реактива из большого шприца в маленький, удобный для дозирования

Всё готово к работе

Два шприца с компонентами маски
Рамка с сеткой
Фотошаблоны
Текстолит
Зубочистки (универсальный инструмент)
Кусочек пенопласта (резинки, пластиковой карточки)

Нужные количества маски выдавлены на текстолит

Пропорции: 3 части маски на 1 часть отвердителя (для этой платки 0,3 мл и 0,1 мл).

Мешаем зубочисткой

Смешали

Придавили сверху сеткой

Перед этим надо выловить большие пылинки и мух.

Распределение маски

Это можно делать любым твёрдым тупым предметом. Например — куском пенопласта (как это делаю я) 🙂

Вот так вышло

Отлепляем от сетки

Маска быстро расползается и образует ровную поверхность

Кидаем на утюг

Накрываем чем-то для защиты от пыли

Через минуту смотрим — если есть пылины, убираем их, снова распределяем маску через сеточку и обратно на утюг. Ждём 25 минут.

Рамку из сеткой кидаем в раствор кальцинированой соды для очистки

После того, как прошло 25 минут, начинаем ходить вокруг утюга и периодически трогать пальцем краешек маски, там, где не будет платы. Если остаются следы — ждём дальше. Если при проведении пальцем следа не остаётся — АГА!

Платка с маской и шаблон

Совмещаем (фотослоем к маске!) и как следует проглаживаем, не путаем сторону!

Кладём под УФ лампу (любая лампа с УФ составляющей)

Ждём 20 минут. Растояние от платки до лампы для каждого типа лампы определяется один раз экспериментально:

Частично засвечивать платку с тестовым шаблоном с интервалами 1 минута
Потом выбрать время, при котором засвеченная маска уверенно держится после смывки и увеличить его на 30%

Разводим раствор для проявки

Воду лучше брать комнатной температуры, очищенную, мягкую (жителям Питера — бонус). Вот примерно столько воды и столько кальцинированной соды.

Раствор должен стать мылким на ощупь.

Слишком много соды ускорит процесс, но при этом возникнет риск, что маска «осыпется» при недосвечивании.

Слишком мало — и вы устанете ждать.

Подогрев раствора не ускоряет процесс, наоборот мешает.

Прошло 20 минут, снимаем плёнку

Кушать подано! Платка в растворе!

Рамку с сеточкой уже можно вынуть из раствора, вымыть и повесить сушиться

Раствор зеленеет, платка красивеет

Смываем раствор кальцинированной соды водой, кладём на утюг сушиться

Красивая платка перед травлением

Травим в чём удобнее

Между дорожками маски любят прятаться пузырики. Безжалостно выгоняем!

Продолжаем травить

Травится. почти протравилось.

После травления

Смываем маску ацетоном

Теперь можно прозвонить дорожки и проверить на разрывы и замыкания.

Повторяем процесс

Наносим компоненты маски (3:1). Смешиваем

Распределяем через сеточку

Кладём на утюг, закрываем крышкой и засекаем 25 минут.

Для защитной маски нужно сушить платку чуть дольше, чтобы она совсем перестала липнуть — ведь нужно будет точно совместить шаблон маски с имеющимся рисунком меди. А если шаблон сразу прилипнет, совместить не получится.

Наклеиваем шаблон маски

Точность позиционирования удобно проверять на просвет (для односторонних платок)

И снова в засветку.

После засветки — в раствор кальцинированной соды

Новый раствор готовить не нужно — одного хватает надолго

Проявляется

Для ускорения проявки можно бултыхать воду и протирать платку кисточкой.

В конце концов раствор придётся поменять — но не потому, что перестал проявлять, а потому, что стал слишком непрозрачный 🙂

После проявки

На просвет

Виден небольшой промах маски относительно меди

Сушка и «запекание»

Полчаса при температура до 100 градусов (чтобы вода не вскипела и не испортила маску). Потом, когда вода испарилась — поднимаем температуру до 160 градусов и держим ещё полчаса-час.

Готовая плата. Подрезка, сверление, лужение, пайка — по вкусу

Достоинства метода:

технологично, ажжжж жуть!
красиво
высокое разрешение при правильно подобранной экспозиции
почти 100% результат (если не путать стороны)
маска.

Недостатки метода:

очень долго
нужны фотошаблоны (можно использовать шаблоны с принтера, но нужно очень аккуратно подгонять экспозицию)
маску трудно добыть

Немножко о технике безопастности

Маска все же токсична, поэтому работать лучше в проветриваемом помещении. Ну и не допускаем попадания маски на кожу (и шерсть! А то потом трудно отмывать. )

Лучше, конечно же, если все работы с маской будут происходить под вытяжкой