หน้ากากบัดกรีและเคล็ดลับการออกแบบ

หน้ากากบัดกรีคืออะไร?

เลเยอร์มาสก์บัดกรี หรือที่เรียกว่าซอลเดอร์รีซิสต์หรือซอลเดอร์สต็อปมาสก์/โค้ตติ้ง เป็นชั้นบาง ๆ ที่เคลือบทับลายทองแดงซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการบัดกรีบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ทั้งด้านบนและด้านล่าง เพื่อช่วยให้มั่นใจในความเชื่อถือได้และประสิทธิภาพสูงของ PCB โดยทั่วไปจะเลือกใช้เรซินเป็นวัสดุหลักของมาสก์บัดกรี เนื่องจากมีคุณสมบัติยอดเยี่ยมในด้านความทนทานต่อความชื้น การเป็นฉนวน ความทนทานต่อการบัดกรี และความทนทานต่ออุณหภูมิสูง รวมถึงให้ความสวยงามอีกด้วย

โดยทั่วไปเชื่อกันว่าแผ่น PCB ส่วนใหญ่มักจะเป็นสีเขียว ซึ่งที่จริงแล้วคือสีของน้ำมันมาสก์ประสานสีเขียว อย่างไรก็ตาม มาสก์ประสานสามารถทำได้หลายสี รวมถึงสีเขียว สีขาว สีน้ำเงิน สีดำ สีแดง สีเหลือง เป็นต้น โดยจะเลือกใช้สีที่ต่างกันตามความต้องการที่แตกต่างกัน เช่น วิศวกรออกแบบบางคนมักเลือกใช้น้ำมันมาสก์ประสานสีแดงสำหรับต้นแบบในช่วง NPI (New Production Introduction – การแนะนำการผลิตใหม่) เพื่อให้แยกความแตกต่างจากบอร์ดที่ผลิตจำนวนมากได้อย่างชัดเจน ส่วนมาสก์ประสานสีดำมักถูกเลือกใช้เพื่อให้เข้ากับสีของตัวเรือนผลิตภัณฑ์ปลายทาง เมื่อบอร์ดเหล่านั้นจำเป็นต้องถูกเปิดเผยให้เห็นบางส่วนหรือทั้งหมด

แม้แต่สองด้านของแผ่นบอร์ดแผ่นเดียวกันก็อาจมีซอลเดอร์มาสก์คนละสีกันได้ ยกตัวอย่างเช่นบอร์ด Arduino Uno:

หน้าที่ของซอลเดอร์มาสก์

หน้ากากบัดกรีได้รับความนิยมและมีความสำคัญต่อแผงวงจรเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากความหนาแน่นของแผงวงจรเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และเทคโนโลยีการติดตั้งแบบผิวหน้า (SMT) เริ่มกลายเป็นตัวเลือกหลักเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดด้านปริมาณและประสิทธิภาพ

ตามชื่อของมัน หน้ากากบัดกรีมีจุดมุ่งหมายเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดสะพานประสานบนบริเวณที่ถูกปกคลุม การบัดกรีแบบรีโฟลว์มีบทบาทสำคัญในการประกอบ SMTเนื่องจากทำให้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ถูกติดตั้งลงบนแผงวงจรได้อย่างสมบูรณ์และแม่นยำผ่านการใช้ครีมประสาน หากไม่ได้เคลือบโซลเดอร์มาสก์ไว้ ลายทองแดงมักจะเชื่อมต่อกับครีมประสานซึ่งอาจทำให้เกิดการลัดวงจรได้ ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของแผงวงจรพิมพ์ที่ประกอบแล้วลดลง

นอกจากหน้าที่หลักแล้ว มาสก์บัดกรียังสามารถป้องกันรอยทองแดงไม่ให้เกิดการออกซิเดชัน การกัดกร่อน และสิ่งสกปรกได้อีกด้วย

กระบวนการผลิตซอลเดอร์มาสก์

บางคนคิดว่าการผลิตโซลเดอร์มาสก์ไม่ใช่เทคโนโลยีล้ำสมัยและวิศวกรจำนวนมากสามารถทำเองที่บ้านได้ แต่การตระหนักว่าความคิดนี้เป็นความเชื่อที่ผิดก็ยังไม่สายเกินไป การทำโซลเดอร์มาสก์แบบ DIY ใช้ได้เฉพาะกับบอร์ดที่ออกแบบอย่างง่ายเท่านั้น และค่อนข้างยากที่จะรับประกันความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ เว้นแต่ว่าจะมีการใช้โซลเดอร์มาสก์อย่างเป็นทางการในโครงการสุดท้าย

เมื่อพูดถึงผู้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ระดับมืออาชีพ การผลิตซอลเดอร์มาสก์ไม่เคยเป็นเรื่องง่ายเลย ด้านหนึ่งต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เข้มงวด เช่น ISO9001, UL หรือ RoHS เป็นต้น อีกด้านหนึ่ง การผลิตซอลเดอร์มาสก์ประกอบด้วยหลายขั้นตอน ซึ่งแต่ละขั้นตอนต้องการความแม่นยำสูงที่มาจากเทคโนโลยีที่มีความพร้อม ประสบการณ์การผลิตที่มากมาย และอุปกรณ์ที่ทันสมัย

กระบวนการปกติของการผลิตซอลเดอร์มาสก์ดำเนินต่อไปตามที่แสดงไว้ในรูปต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 1: การทำความสะอาดบอร์ดขั้นตอนนี้มีจุดประสงค์เพื่อทำความสะอาดพื้นผิวบอร์ดเพื่อให้คราบหมองหรือสิ่งสกปรกถูกกำจัดออกไป โดยคงสภาพพื้นผิวให้แห้ง

ขั้นตอนที่ 2: การเคลือบหมึกมาสก์บัดกรีจากนั้นจึงนำแผ่นบอร์ดที่ทำความสะอาดแล้วเข้าเครื่องเคลือบแนวตั้งเพื่อเคลือบหมึกซอลเดอร์มาสก์ ความหนาของชั้นเคลือบถูกกำหนดโดยปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความต้องการด้านความน่าเชื่อถือของแผงวงจร สนามการใช้งานของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และความหนาของบอร์ด ยิ่งไปกว่านั้น พื้นผิวของบอร์ดก็ไม่ได้เรียบเนียนอย่างที่คิด ความหนาของหมึกซอลเดอร์มาสก์จะแตกต่างกันไปตามตำแหน่งต่าง ๆ บนบอร์ด เช่น บนลายทองแดง บนวัสดุฐาน หรือบนฟอยล์ทองแดง ผู้ผลิต PCB ที่มีประสบการณ์มักจะกำหนดความหนาของการเคลือบที่เฉพาะเจาะจง โดยคำนึงถึงความสามารถของอุปกรณ์และประสบการณ์ในการผลิตของตนเอง

ขั้นตอนที่ 3: การชุบแข็งเบื้องต้นการทำให้แข็งตัวล่วงหน้าแตกต่างจากการทำให้แข็งตัวอย่างสมบูรณ์ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำให้สารเคลือบแข็งตัวในระดับหนึ่งบนแผ่นบอร์ด เพื่อให้สามารถกำจัดสารเคลือบที่ไม่ต้องการออกจากแผ่นบอร์ดได้อย่างง่ายดายในขั้นตอนการล้าง显

ขั้นตอนที่ 4: การถ่ายอิมเมจและการเสริมความแข็งแกร่งในขั้นตอนนี้ จะมีการติดตั้งฟิล์มใสที่มีภาพลายวงจรบางส่วนลงบนแผ่นบอร์ด จากนั้นจึงนำไปผ่านกระบวนการฉายรังสี UV กระบวนการนี้ทำให้ส่วนของซอลเดอร์มาสก์ที่ถูกปกคลุมด้วยบริเวณใสของฟิล์มแข็งตัว ในขณะที่บริเวณฟิล์มที่ถูกปกคลุมด้วยภาพลายวงจรยังคงอยู่ในสภาพก่อนแข็งตัว ดังนั้นจึงต้องมั่นใจว่ามีการจัดแนวที่ถูกต้องเมื่อทำการแข็งตัว เพื่อป้องกันไม่ให้ฟอยล์ทองแดงที่ไม่ได้ถูกกำหนดให้เปิดรับแสง เกิดการลัดวงจรหรือส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพสุดท้ายของแผงวงจร

ขั้นตอนที่ 5: การพัฒนาหลังจากนั้น แผ่น PCB จะถูกนำไปใส่ในน้ำยาล้างลายเพื่อชะล้างซอลเดอร์มาสก์ส่วนที่ไม่ต้องการออก เพื่อให้แผ่นฟอยล์ทองแดงที่กำหนดสามารถถูกเปิดเผยได้อย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 6: การทำให้แข็งตัวขั้นสุดท้ายและการทำความสะอาด. ดำเนินการทำให้หมึกมาสก์บัดกรีแข็งตัวขั้นสุดท้ายเพื่อให้หมึกมาสก์บัดกรีที่มีอยู่ยึดเกาะเต็มที่บนผิวหน้าแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จากนั้น แผงวงจรที่เคลือบด้วยมาสก์บัดกรีจะต้องได้รับการทำความสะอาดก่อนกระบวนการต่อไป เช่น การทำผิวหน้า การประกอบ เป็นต้น

เคล็ดลับการออกแบบมาสก์บัดกรี

ในความเป็นจริงแล้ว การใช้ซอลเดอร์มาสก์เป็นตัวเลือกเสริม ไม่ว่าคุณจะเลือกใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ประเภทใดก็ตาม ซอลเดอร์มาสก์สามารถออกแบบได้อย่างง่ายดายเพียงแค่กรอกค่าพารามิเตอร์บางอย่างให้ครบถ้วน ซอฟต์แวร์บางตัว甚至ยังสามารถสร้างซอลเดอร์มาสก์แบบอัตโนมัติได้อีกด้วย

ก่อนการออกแบบจริง จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องติดต่อกับผู้รับจ้างผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์เพื่อให้ตระหนักอย่างถูกต้องถึงความสามารถของตนเองในด้านความหนาของซอลเดอร์มาสก์และระยะห่างขั้นต่ำระหว่างแผ่นทองแดง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ไม่ใช่ทางแก้ปัญหาสำเร็จรูปสำหรับแผงวงจรทุกชิ้น

แผงวงจรอาจล้มเหลวได้เนื่องจากปัญหาเล็กน้อยที่เกี่ยวข้องกับซอลเดอร์มาสก์ เช่น ช่องเปิดของซอลเดอร์มาสก์ไม่เพียงพอ ช่องเปิดกว้างเกินไป จำนวนช่องเปิดไม่ตรงกับจำนวนแผ่นทองแดงในเลเยอร์วงจร ปัญหาเหล่านี้อาจเกิดจากความประมาทหรือการแก้ไขไฟล์ออกแบบ แต่กลับต้องใช้เวลามากในการตรวจสอบยืนยัน และบางกรณียังอาจก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรง ดังนั้น ไฟล์ออกแบบของคุณจึงมีคุณค่ามากต่อการตรวจสอบอย่างรอบคอบของคุณ

ติดต่อ PCBCart เพื่อรับคำแนะนำการออกแบบซอลเดอร์มาสก์ PCB ของคุณ

ในฐานะผู้ให้บริการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์มานานกว่า 20 ปี PCBCart มีประสบการณ์อย่างมากในการให้คำแนะนำด้านสีและการออกแบบซอลเดอร์มาสก์ติดต่อเราที่นี่เพื่อขอคำแนะนำด้านการออกแบบ PCB. มีแบบที่เสร็จสมบูรณ์พร้อมสำหรับการทำต้นแบบหรือการผลิตแล้วหรือยัง? คุณสามารถคลิกปุ่มด้านล่างเพื่อรับใบเสนอราคา PCB ทันที!

ขอใบเสนอราคาแผงวงจรพิมพ์ทันที

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•ผลกระทบของการอุดรูเวียด้วยมาส์กบัดกรีที่ทำได้ไม่ดีต่อทองแดงของเวียบนแผ่น PCB และแนวทางแก้ไข
•อิทธิพลต่อความสม่ำเสมอของความหนามาสก์บัดกรีโดยการออกแบบเตียงตะปูสำหรับการพิมพ์ซิลค์สกรีน
•มาตรการที่มีประสิทธิผลในการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตการอุดรูเวียด้วยซอลเดอร์มาสก์
•ข้อกำหนดการออกแบบหน้ากากบัดกรีของแผงวงจร SMT
•บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบครบทุกฟังก์ชัน
•บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบเทิร์นคีย์ขั้นสูง