在有关电路板的文章及讨论中经常可以听到【Solder Mask,S/M】这个名词,到底【Solder Mask】 是什么?在电路板中又担任了什么角色?也有人称之为【Solder resist】。
何谓「Solder Mask」?
【Solder Mask】的正确中文名称应该叫做「阻焊」或「防焊」,因为几乎99%以上的电路板都採用绿色的阻焊层,所以一般才会俗称其为「绿漆」或「绿油(大陆用语)」,防焊当然还有其他颜色,比如红漆、黑漆、蓝漆…等为了迎合不同场合的颜色外观,比如说在NPI阶段有些RD会特异选用「红漆」来与量产板做区隔,某些会外露的板子选择用黑色来与机壳颜色做配合。
随着时代的演进与雷射条码的导入,为了可以用光学扫描判读电路板上的雷射条码,一般不建议使用绿色以外的防焊,否则容易读取不良。其实【Solder Mask】还有个比较传神的英文名称叫做【Solder Resist】,但在台湾及大陆用的人似乎比较少。
(对于大陆那些盗文网站,复制贴上本站文章后,居然还改成自己公司的名字,感到无耻!文章内容部份防止复制编排可能造成您阅读的不便,请见谅!)
「Solder Mask」的目的与作用
【Solder Mask】位于电路板的最上层(Top layer)与最底层(Bottom layer)铜箔线路之上,用来保护铜箔免于直接暴露于大气环境中被氧化与不小心被焊锡沾到而影响电路板的功能,所以【Solder Mask】一般都会以树脂当主要材料,使用丝网印刷(silkscreen printing)技术将【Solder Mask】来覆盖于电路板的最上及最下表面不需要焊接的位置上,以起到防潮、绝缘、防焊、耐高温及美观的需求。现在有少部份要求比较精密的防焊可能使用喷墨印刷(Inkjet printing)技术。
「Solder Mask」中的「Mask」其实代表着「光罩」的含意
一般PCB板厂在制作【Solder Mask】时都是将整片PCB板子全部先印刷上防焊漆的,接着放进烘烤箱做预烘烤作业(只烤干防焊漆的表面),然后使用底片(Film)做接触式曝光,将底片上的影像转移到防焊漆的表面,其实就跟影印机的原理差不多。
请注意:底片上的影像为「负片」,也就是底片上有黑影的部份是不想被保留下来的,而底片上透明的地方绿漆则会被保留下来,它就是个「光罩」的作用,所以英文里才会使用mask(遮罩)这个名词。
接着用UV(紫外)光将没有被光罩遮住的防焊漆烘干,这时候的防焊漆才是真正固化并绝对附着于电路板上,才会说前面的烘干只「预烘干」。最后再将板子放入化学槽,将有光罩的区域清洗掉,一般防焊漆清洗后露出来的部份就是可以焊接的铜面。
请注意:印刷防焊漆制程后所显现的只是铜面,在电路板的后续制程中还得再做表面处理(Finished),如化金、化银、化锡等,以防止铜面在EMS厂的SMT或波焊制程前就氧化了。
(对于大陆那些盗文网站,复制贴上本站文章后,居然还改成自己公司的名字,感到无耻!文章内容部份防止复制编排可能造成您阅读的不便,请见谅!)
「Solder Mask」印刷会影响SMT焊锡品质?
防焊漆制程虽然看似简单,而且对于电路板的最大作用也只是起到绝缘、防焊的功能,但防焊漆如果作业不良也可能造成严重的品质问题,除了板厂本身防焊漆印刷可能出现的清洁不良、孔洞、漏印、露铜、印刷不均匀、塞孔不良等缺失外,有时候防焊漆的印刷偏移量与厚度也是左右SMT焊锡的品质因素之一,尤其是零件及焊点越来越小的手机板,188金宝搏苹果下载 之前就曾经有过文章介绍。
因为【Solder Mask】使用底片转印来决定保留与不保留防焊漆的位置,所以【Solder Mask】防焊层与PCB之间的对位就变得非常重要,因为一旦对位偏移太多,防焊漆(油墨)就可能覆盖并影响原本应该要暴露出来的铜箔焊垫大小。
至于防焊漆印刷的高度则会影响到锡膏印刷量,因为防焊漆越厚,其与焊垫的高度差就越大,钢板印刷出来的锡膏量就会越多,大焊垫没有问题,但是小焊垫的锡膏量如果太多就很容易发生焊锡短路的问题。
「Solder Mask」印刷的制程能力
因为大多数的板厂都使用刮刀及网版将防焊绿漆印刷于电路板上,但如果你仔细看电路板,会发现电路板的表面可不是你想像的那么平整,电路板的表面会有铜箔线路(trace),也会有大面积的铜面,这些浮出电路板表面的铜箔实际上或多或少会影响绿漆印刷的厚度,而且因为刮刀的影响,在线路转角(Trace corner, A)的位置有时候会特别薄。
一般来说PCB板厂会针对上图四个位置的防焊绿漆厚度(solder mask thickness)做一些简单的尺寸与公差管控,但这个公差范围其实每间PCB板厂的内规都不太一样,好像也没有工业标准。PCB板厂一般不会将防焊绿漆印得太薄,因为怕露铜,也怕导通孔填不满,而且网版厚度、刮刀种类与压力、刮刀次数(一般都是来回各一次)…等条件都会影响其厚度。
下面是188金宝搏苹果下载 调查几家板厂后得到的大致公差范围,请注意这个尺寸范围仅供参考,而且各家板厂尺寸的规范也不尽相同:
- A:Line corner(线路转角):0.2~0.8mil
- B:Line area(线路区域):0.4~0.8mil
- C:Copper surface area(铜面上防焊厚度):0.6~1.4mil
- D:Base material area(基材上防焊厚度):0.8~1.8mil
另外,防焊绿漆的印刷除了厚度需要注意之外,其实其印刷位置的精准度更是重要,限于现今的科技与性价比,一般PCB板厂对于防焊绿漆的印刷大多只使用低成本的影像复印技术,所以其对位上老实说并不精准,这对一些有高精密度需求的系统业者来说确实会造成了一些小麻烦,但是一分钱一分货,以目前的价格取向,能力就是这样,除非加价使用更高端的影像技术。
下面列出大部分PCB板厂对于防焊绿漆印刷偏移的能力与防焊绿漆最小可以印刷的宽度:
-
E:Minimum soldermask dam/bridge(防焊绿漆最小下墨区): 4 mil(有些厂商可以做到3mil)。防锡霸(Solder dam)为防焊绿漆印刷于两个相邻焊垫之间,最主要目的在防止焊锡短路,之所以称为【坝(dam)】并不是防焊绿漆的高度足以隔绝焊锡溢流产生的短路,而是防焊绿漆相对于熔融锡膏的表面张力相对比较小,即使锡膏印刷到了绿漆上,由于焊锡的内聚力较大原因,锡膏熔融后一般只要不是距离很远的焊锡都会自己缩回焊垫内,就像水总是往低下流,熔融的锡膏则会往可以吃锡的地方流动。所以在相邻焊垫间印刷防焊绿漆可以起到防止焊锡短路的问题。
-
F:The tolerance of soldermask exposure registration(防焊绿漆印刷精准度):+/-2mil(部份厂商宣称可以做到+/-1mil)。
如果是「Non-Solder Mask Defined(非防焊限定)」佈线,这个尺寸经精度会关系到防焊开窗与焊垫之间的单边距离。 - G:这个尺寸应该与E相同。
后记:
188金宝搏苹果下载 并不是PCB板厂的从业与相关人员,纯粹是因为产品设计生产时经常与板厂打交道,软磨硬泡着板厂问东问西,就顺便把这些资讯汇整一下给自己日后参考用。如果你有任何PCB的制程问题,建议还是直接请教PCB板厂的专家,会比来问188金宝搏苹果下载 厉害喔!而且188金宝搏苹果下载 也不敢说以上的资讯全部正确,还是哪句话,服用前请三思!
延伸阅读:
快速移除PCB防焊(绿漆)的方法-雷射
整理SMT回流焊接缺点、可能原因及其对策
[影片]电路板生产线制程简介(PCB Production Process)
贊助商广告
PayPal
欧付宝
感谢188金宝搏苹果下载 ,很棒的文章(对于我工作上的帮助很大)
Reply
你好,188金宝搏苹果下载 ,非常感谢你的文章的分享,我想通过我的方式把你的文章分享给更多的人,如果你不介意,我会把你的名字去掉。如果介意去掉你的名字,那么我会标注:文章出自“188金宝搏苹果下载 ”。
我相信你整理出来的这些文章也是想让更多不懂行业的人对此有更多的了解。
Reply
Eva,
为什么你觉得我写文章就是要让人无偿的使用我的内容?文章是有版权的。也请不要用自己觉得理所当然来度量他人。
我写文章也是需要有流量的,流量可以为我带来收入,虽然不多,但这至少可以给我继续写文章的动力。
有需要转载部落格文章者请参考【文章转载原则】
Reply
分享别人的文章,还说要把原作者的名字去掉,真是滑天下之大稽!
Reply
你好,我看到段英文,说是no solder mask inside this area
请问这片area里面到底有没有阻焊呢?
Reply
badcr,
你要看这段英文是不是老美写的,有些人写英文就是怪怪的。
从字面解释应该没有阻焊,如果有疑问就跟原作确认。
Reply