인쇄 회로 기판 제조 공정에서 고품질 솔더 마스크의 활용은 매우 중요합니다. PCB에 신뢰할 수 있는 솔더 마스크가 없으면 내구성이 크게 저하됩니다. 효과적인 솔더 마스크를 만드는 데는 여러 요소가 관여하며, PCB 구성에 있어 중요한 요소입니다.솔더 마스크란 무엇인가요?
솔더마스크는 회로 기판의 구리를 보호하는 데 사용되는 액상 감광성 래커로, 보호층을 형성합니다. PCB 양면에 도포되어 산화, 외부 전도성 영향, 납땜, 고전압 스파이크, 환경 요인 등 오작동을 유발할 수 있는 다양한 요인으로부터 구리를 보호합니다.솔더마스크의 종류
PCB에는 여러 유형의 솔더 마스크가 있습니다. 유형에 관계없이 모두 패턴이 결정된 후 열경화 공정을 거칩니다. 솔더 마스크 유형은 아래와 같습니다.에폭시 액체
솔더 마스크는 적용 분야의 요구 사항에 따라 다양한 매체로 제공됩니다. 가장 저렴한 솔더 마스크는 에폭시 액체로, PCB 패턴을 따라 실크스크린으로 인쇄됩니다.LPSM(액체 광이미징 솔더마스크)
LPSM은 PCB에 실크스크린으로 인쇄하거나 분무하여 패턴에 노출시킨 후 현상하여 구리 패드에 납땜할 부품을 위한 패턴에 개구부를 제공할 수 있습니다.DFSM(건식 필름 광이미징 솔더마스크)
DFSM은 PCB에 진공 적층한 후 노출 및 현상됩니다.
인쇄 회로 기판(PCB) 제조 공정에서는 솔더 마스크를 생산 패널에 분사한 후, 적절한 솔더 마스크 패턴을 사용하여 UV 노광을 실시합니다. 이후 마스크를 현상하고 건조합니다. PCB 솔더 마스크의 색상은 녹색이 일반적이지만, 다른 색상도 사용 가능하며, 투명 솔더 마스크도 선택 가능합니다.
Gerber 데이터에서 솔더 마스크 레이어 정의
Gerber 데이터로 작업할 때는 솔더 마스크 층을 정의하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. Gerber 데이터의 솔더 마스크 층은 네거티브 이미지로 간주해야 합니다. 즉, 마스크 층에서 색상이 보이는 부분은 솔더 마스크가 적용되지 않아야 합니다. 보드의 다른 모든 부분은 솔더 마스크로 덮여 있습니다. 솔더 마스크가 PCB 보드를 완전히 덮는다고 생각하면 되며, 솔더 마스크 파일은 솔더 마스크를 적용해서는 안 되는 영역을 나타냅니다. 리지드 보드의 Gerber 데이터에서 GTS는 상단 솔더 마스크 층을, GBS는 하단 솔더 마스크 층을 나타냅니다. 플렉스 또는 리지드-플렉스 PCB의 경우, GTS와 GBS 모두 솔더 마스크 및 커버레이 층에 사용할 수 있습니다. Gerber 파일(CAM 엔지니어링)을 생성하는 과정에서 SprintPCB는 PCB 생산에 필요한 솔더 마스크 개구부를 자동으로 조정합니다. 일반적으로 솔더 마스크 개구부는 노출되는 구리 패드(양쪽 모두 2밀)보다 4밀 크게 조정됩니다. 이 조정은 마스크가 패드 중앙에 오도록 하고 솔더 마스크가 구리 패드를 덮는 것을 방지합니다.솔더 마스크 등록 허용 오차는 일반적으로 +/-2밀이므로 구리 피처 주변의 개구부를 2밀 더 크게 조정하여 패드 전체를 납땜할 수 있도록 합니다.솔더 마스크 정의(SMD) 패드가 필요한 상황이 있습니다.SMD 패드는 솔더 마스크 릴리프가 노출되는 구리 패드와 크기가 같거나 더 작은 경우입니다.이러한 패드는 표면 실장 장치 패드 사이에 솔더 마스크 댐이 필요하지만 댐을 인쇄하고 표준 솔더 마스크 팽창을 따를 공간이 충분하지 않을 때 일반적으로 사용됩니다.솔더 마스크 정의 패드가 필요하고 솔더 마스크 클리어런스를 수정하지 않으려는 경우 조정해서는 안 되는 패드를 명시한 제작 노트를 포함하는 것이 중요합니다.인쇄 기판에 LPI 솔더마스크를 적용하는 방법은?
LPI 솔더 마스크는 실크스크린 공정을 통해 PCB에 도포할 수 있습니다. 그런 다음 원하는 패턴에 노광하고 현상하여, 구리 패드에 부품을 납땜할 수 있도록 패턴에 윈도우 개구부를 만듭니다. 반면, 건식 필름 솔더 마스크(DFSM)는 PCB에 진공 라미네이션한 후 노광 및 현상합니다. 두 공정 모두 일반적으로 열 경화를 거쳐 패턴을 완성합니다. 그러나 LPI 솔더 마스크는 자외선(UV) 경화 방식도 있습니다. 과거에는 솔더 마스크를 일반적으로 건식 필름 시트를 사용하여 도포했습니다. 그러나 LPI 솔더 마스크 및 관련 기술의 발전으로 DFSM은 오늘날 거의 사용되지 않습니다. SprintPCB는 주로 LPI(Liquid Photo Imageable) 솔더 마스크를 사용하며, 이는 널리 사용되는 선택이 되었습니다. LPI 마스크는 향상된 신뢰성, 정밀한 인쇄 성능, 그리고 기판 표면 및 구리 피처와의 접촉 개선을 통해 탁월한 보호 기능을 제공합니다. 이러한 솔더 마스크는 에폭시 기반 소재로 제작되어 내구성이 뛰어나고 완전히 경화되면 제거하기가 거의 불가능합니다. 인쇄 기판에 LPI 솔더 마스크를 적용하는 단계별 프로세스는 다음과 같습니다.- 철저한 세척: PCB 생산 패널은 솔더 마스크 도포에 영향을 줄 수 있는 먼지 입자나 오염 물질을 제거하기 위해 꼼꼼한 세척 공정을 거칩니다. 이 단계를 통해 최적의 접착력을 위한 깨끗한 표면이 확보됩니다.
- 전체 커버리지: 패널은 LPI 솔더마스크로 단면 또는 양면을 완전히 코팅합니다. 이를 통해 보드 표면을 완벽하게 커버할 수 있습니다.
- 점착 건조: 코팅된 패널을 오븐에 넣어 점착 건조합니다. 이 과정을 통해 솔더 마스크가 부분적으로 경화되어 점착성이 생겨 추가 공정이 용이해집니다.
- 필름 준비: 솔더 마스크 거버 파일을 기반으로 기판의 각 면에 별도의 필름을 사용하여 필름을 준비합니다. 필름에서 솔더 마스크가 부착되어야 하는 부분은 투명하고, 제거되어야 하는 부분은 검은색으로 표시됩니다.
- UV 노출 및 현상: 점착 건조된 기판을 UV 현상기에 넣습니다. 필름은 기판 위에 정밀하게 정렬되어 정확한 위치를 보장합니다. 필름의 검은색 부분은 UV 광선이 해당 영역의 솔더 마스크를 경화시키는 것을 방지하여 원치 않는 마스크 물질을 정확하게 제거할 수 있도록 합니다.
LPI 솔더 마스크는 뛰어난 신뢰성과 내구성을 제공하므로 현대 PCB 제조에서 선호되는 선택이라는 점을 알아두는 것이 중요합니다.솔더 마스크 vs. 페이스트 마스크
솔더 마스크와 페이스트 마스크는 종종 같은 맥락에서 언급되기 때문에 초보자가 두 가지를 구분하기 어렵습니다. PCB를 본 적이 있다면 대부분 녹색으로 칠해진 PCB의 색상에 익숙할 것입니다. 기판의 상단과 하단에 있는 이 얇은 녹색 보호 코팅이 솔더 마스크입니다. 솔더 마스크는 중요하지만 모든 PCB에 필수적인 것은 아닙니다. 상단에는 마스크가 필요하지만 하단에는 필요하지 않거나, 그 반대의 경우도 있습니다. 솔더 마스크는 기본적으로 상단 또는 하단 표면 전체를 덮으며, 부품이 회로 기판을 구매해야 하는 부분만 제외합니다. 여러 가지 이유로 혼동될 수 있습니다. 단면 PCB, 양면 PCB 또는 기타 유형의 PCB를 선택하든 기판의 구리 트레이스에 접촉할 수 있습니다. 반면 페이스트 마스크는 솔더 마스크로 덮이지 않은 부분에 도포되어 납땜 과정을 돕는 재료입니다. 페이스트는 일반적으로 납땜 중에 표면 실장 부품을 PCB의 패드에 연결하는 데 사용됩니다. 그럼에도 불구하고, 스텐실, 주사기 또는 제트 프린팅을 사용하여 마스크를 구멍 안이나 위에 도포함으로써 관통 구멍 핀-인-페이스트(Pin-in-Paste) 디테일에도 적용할 수 있습니다. 솔더 페이스트의 접착력 덕분에 부품을 제자리에 고정한 후, 기판을 가열하면 마스크가 녹고 부품과 표면 사이에 전기적, 기계적 접합이 형성됩니다. 따라서 제조 과정에서 구리 트레이스의 산화 및 솔더 브릿지 형성을 방지하기 위해 솔더 마스크를 사용하는 반면, 조립 과정에서는 부품 핀이 PCB와 접촉하는 지점에 페이스트 마스크를 도포하여 핀과 부품 사이의 견고하고 안정적인 접합을 촉진합니다. 솔더 마스크 적용용으로 제작된 스텐실은 페이스트 마스크용으로 제작된 스텐실과 다릅니다. 페이스트 마스크는 기판의 영역을 덮지 않고 솔더 마스크로 덮는 반면, 페이스트 마스크는 솔더 마스크로 덮는 영역을 덮지 않습니다. 페이스트 마스크는 일반적으로 회색이지만, 다음 장에서 살펴보겠지만 솔더 마스크는 다양한 색상으로 제공됩니다.솔더마스크 색상
솔더 마스크는 한동안 녹색으로만 사용되었지만, 특정 색상 요구 사항이 있는 설계에 맞춰 더 다양한 색상이 등장하고 있습니다. 시제품 제작과 수정 사항을 더 쉽게 식별할 수 있도록 투명 케이스에 PCB를 넣어 트렌디하게 보이도록 하면 됩니다. OEM 업체들이 투명 전자기기와 가전제품을 점점 더 선호함에 따라, 회로 기판 제조업체들은 기판에 개성을 부여하기 위해 유색 솔더 마스크를 도입하고 있습니다.일반적으로 사용되는 솔더 마스크 색상
오늘날 가장 널리 사용되는 색상은 빨간색, 파란색, 검은색, 흰색, 노란색입니다. 엄밀히 말하면 색상은 아니지만, 투명색 또한 디자이너들이 선호하는 색조입니다. 제조업체는 빨간색, 파란색, 노란색의 세 가지 기본색에서 보라색, 주황색, 심지어 분홍색과 같은 다른 색상을 합성할 수도 있습니다.
녹색
최근 몇 년 동안 솔더 마스크의 색상 스펙트럼이 크게 확장되었지만 대부분의 PCB는 여전히 녹색 마스크로 덮여 있습니다. 많은 설계자가 녹색을 선호하는 주된 이유 중 하나는 검사에 도움이 되기 때문입니다. 연구에 따르면 눈은 노란색, 흰색 또는 검은색과 같은 색상보다 녹색에 더 민감하여 구리 패드, 트레이스 및 빈 공간 사이의 대비를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 또한 녹색 마스크는 비교적 균일하게 접착되고 적절하게 경화되며 대부분의 색상보다 해상도가 높습니다. 즉, 공간 효율적인 회로를 위해 더 작은 마스크 댐을 만들 수 있습니다. 빨간색 특히 인공 지능 및 사물 인터넷과 같은 현대 틈새 시장의 설계자는 미적 목적으로 빨간색 솔더 마스크를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 일부 회로에서 빨간색은 보드의 구성 요소와 트레이스 및 실크스크린 사이에 더욱 눈에 띄는 색상 대비를 제공할 수도 있습니다.
파란색
파란색과 녹색 솔더 마스크는 기능 면에서 매우 유사하지만, 일부 PCB 사용자에게는 파란색이 그 독특함 때문에 더 선호됩니다. 파란색 전면으로 덮인 보드는 시중에서 매우 드뭅니다. 하지만 프로젝트에 필요하다면 SprintPCB와 같은 제조업체에서 구입할 수 있습니다.
검은색
검은색 솔더마스크는 가장 눈길을 끄는 것은 아니지만, 빛 반사가 필요한 응용 분야에서 유리할 수 있습니다. 또한 다른 색상보다 열을 더 쉽게 흡수하기 때문에 리플로우 공정에서 열이 덜 필요합니다.
하얀색
흰색은 가시성이 매우 낮기 때문에 가장 인기 없는 PCB 솔더 마스크 색상입니다. 게다가 일부 저품질 마스크는 특히 열에 지속적으로 노출될 경우 시간이 지나면서 노랗게 변하기 시작합니다. 그럼에도 불구하고 흰색 마스크는 다른 PCB 색상보다 밝아서 LED 시스템에 가장 먼저 선택되는 경우가 많습니다.
다른 색상 위의 색상 중 어떤 것도 마음에 들지 않는다면 노란색, 주황색, 보라색처럼 흔하지 않지만 독특한 매력을 지닌 솔더 마스크 색상을 고려해 볼 수 있습니다. 이러한 색상은 틈새 전자 제품을 만드는 회사와 신제품을 시장에서 돋보이게 만들고자 하는 디자이너들에게 인기가 많습니다. 매우 컴팩트한 회로를 원한다면 투명 마스크를 사용하면 다른 색상에 비해 마스크 댐과 마스크 릴리프를 최소화할 수 있습니다. 적절한 색상 선택하기 다양한 색상을 실험해 보면 일반적인 녹색보다 프로젝트가 훨씬 더 흥미로워 보일 수 있지만, 선택하는 색상이 솔더 마스크의 성능에 어느 정도 영향을 미친다는 점을 알아두는 것이 좋습니다.
우선, 검정, 흰색, 노란색은 자외선이 코팅 전체에 항상 투과되는 것은 아니기 때문에 해상도가 낮은 것으로 알려져 있습니다. 이러한 색상으로 마스킹된 PCB는 녹색, 빨간색 또는 파란색 마스크를 사용한 비슷한 크기의 보드보다 트랙 수가 적습니다. 반면, 투명 솔더 마스크는 가장 높은 해상도를 제공하지만, PCB가 겪는 여러 가지 열 변화와 화학 처리 과정에서 색상이 변하기 쉽습니다.
색상 유형의 성능은 솔더 마스크 자체의 품질에 따라 결정됩니다. 주요 공급업체는 일반적으로 고해상도, 내열성 및 내화학성을 제공하는 맞춤형 색상을 제공합니다. 설계자는 단순한 미적인 요소 때문에 다양한 색상의 솔더 마스크를 사용하는 경우가 많습니다. 하지만 특정 색상을 고려하지 않더라도 다양한 색상을 사용하면 조립 중 및 이후에도 보드를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 빨간색, 파란색, 검은색을 사용하여 설계의 각 프로토타입 단계를 표시한 후 최종 제품에는 녹색이나 흰색을 사용할 수 있습니다.
솔더마스크 두께를 측정하는 방법은?
회로를 보호하기 위해 솔더 마스크의 두께는 충분히 두꺼워야 하지만, 솔더 마스크의 두께를 측정하여 과도하지 않은지 확인하는 것이 중요합니다. 도체의 상단 및 측면 가장자리의 경우 7마이크론 이상의 두께가 권장됩니다. 35마이크로미터 이하의 완성된 구리 부품에 대한 솔더 마스크의 최대 두께는 40마이크로미터이며, 더 두꺼운 구리의 경우 최대 80마이크로미터까지 가능합니다. 솔더 마스크의 효과를 보장하려면 다음 지침을 따르는 것이 좋습니다.- 솔더 레지스트가 랜드와 접촉하는 경우 최소 환형 링 요구 사항을 충족합니다.
- 패드를 노출된 채로 두지 마세요.
- 솔더 레지스트는 솔더 채우기용으로 의도되지 않은 도금 관통 구멍에만 허용됩니다.
- 테스트 지점이나 커넥터 핑거에 솔더 레지스트를 바르지 마십시오.
솔더마스크 적용 시 적절한 두께를 확보하는 것은 섬세한 공정이며, 제조업체가 고품질 인쇄 회로 기판(PCB)을 생산할 때 직면하는 여러 과제 중 하나입니다. Sprintpcb는 우수한 설계의 PCB 제조 전반에 걸쳐 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 그 지식을 고객과 공유하게 되어 기쁩니다. 솔더마스크 두께 요건, 솔더마스크 두께 측정 방법, 또는 인쇄 회로 기판의 제조, 유통 또는 품질 평가와 관련된 기타 문제에 대한 자세한 정보가 필요하시면 언제든지 Sprintpcb에 문의해 주십시오. 지금 바로 Sprintpcb에 연락하여 숙련된 PCB 전문가와 상담해 보세요.우리가 허용하는 것과 허용하지 않는 것
- 최소 환형 링 요구 사항이 유지되는 한 솔더마스크는 토지를 침범할 수 있습니다.
- 솔더 마스크는 솔더 채우기용으로 의도되지 않은 PTH에 허용됩니다.
- 분리된 패드가 노출되지 않습니다.
- 가장자리 보드 커넥터 핑거나 테스트 지점에 솔더마스크가 침범하지 않습니다.
- 피치 1.25mm의 SMT 패드의 경우, 한쪽 면에만 침범이 허용되며 50마이크론(2밀)을 초과하지 않습니다.
- 피치가 1.25mm 미만인 SMT 패드의 경우, 한쪽 면에만 침범이 허용되며 25마이크론(1밀)을 초과하지 않습니다.
IPC-SM-840D | 영구 솔더 마스크의 적격성 및 성능 사양 이 사양서는 영구 솔더 마스크의 적격성 및 성능 요건을 설명합니다. T 등급과 H 등급으로 구분되며, 각 등급은 서로 다른 기능적 성능 요건과 시험 심각도를 나타냅니다. 솔더 마스크를 특정 등급으로 분류한 것을 다른 등급으로 확장 적용해서는 안 됩니다. T 등급 - 통신: 이 등급은 컴퓨터, 통신 장비, 정교한 사무 기기, 계측기, 그리고 특정 비핵심 군사용 기기 등 다양한 응용 분야를 포함합니다. 이 등급의 솔더 마스크는 긴 성능 수명이 요구되는 고성능 상업 및 산업 제품에 적합합니다. 서비스 중단이 발생할 수 있지만 생명에 위협이 되지는 않습니다. H 등급 - 고신뢰성/군사: 이 등급에는 지속적인 성능이 중요하거나, 장비 가동 중단이 용납될 수 없거나, 장비가 생명 유지 장치 역할을 하는 장비가 포함됩니다. 이 등급의 솔더 마스크는 높은 수준의 보증이 필요하고 중단 없는 서비스가 필수적인 응용 분야에 적합합니다.
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참고: 클래스 지정: 이 IPC 사양 및 기타 관련 사양의 이전 버전에서는 최종 제품 클래스를 "클래스 1", "클래스 2", "클래스 3"으로 지칭합니다. 그러나 실제적인 목적으로 클래스 1 솔더 마스크는 존재하지 않습니다. 본 사양에 명시된 요건은 클래스 1 최종 제품에 사용되는 솔더 마스크에는 적용되지 않습니다. 클래스 2는 클래스 T(통신)에 해당하며, 클래스 3은 클래스 H(군용/고신뢰성)에 해당합니다.
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