1980 年代に、液体写真で画像化可能な LPI はんだマスクが導入されました。 LPI は、プリント基板で使用されるはんだマスクの一種です。 このソルダー マスク タイプが導入されて以来、PCB メーカーはフレキシブル ボード、リジッドまたはリジッド フレックス ボードなどの回路基板にソルダー マスク タイプを適用してきました。 現在、PCB で使用される最も一般的なソルダー レジストは LPI ソルダー マスクです。 これは、LPI が回路基板に印刷する際に、より高い信頼性と精度を提供するためです。 また、このソルダー レジストにより、PCB の表面と保護される銅の部分との接触が向上します。

回路基板用のソルダーマスクにはさまざまな種類があります。 ただし、LPI ソルダー マスクは、それが提供する機能と利点により際立っています。 LPI ソルダー マスクは、優れたレベルの耐久性を提供するエポキシ ベースの材料です。 硬化後にこのソルダーマスクを除去するのは非常に困難です。 LPI PCB (液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスク) について理解し、さらに知識を獲得したい場合は、さらに読んでください。

LPI PCB (液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスクとは何ですか?

液体フォトイメージャブル LPI ソルダーマスクは、PCB メーカーが回路基板上にスプレー コートまたはシルクスクリーンを塗布する 2 つの成分からなる液体インクです。 このソルダーマスクはポリマーと溶剤を含む経済的な製品です。 ポリマーと溶剤を組み合わせると、PCB 表面に残る薄いコーティングが生成されます。

マスクは回路基板の領域をコーティングするため、一般的にはんだマスクの目的を果たします。 コーティングされた領域には最終的なメッキ仕上げは必要ありません。

LPI インクは、紫外線に敏感であることで知られています。 これらは、はんだやその他の仕上げが必要なパッドをシールドするスクリーンを利用して塗布される他のエポキシ インクとは異なります。

しばらくすると、マスクがパネルを完全に覆います。 パネルは、フォトリソグラフィーまたは UV レーザーを使用したレーザー ダイレクト イメージングによって UV 光源に露光されます。 LPI ソルダー マスク技術は通常、イマージョン ゴールドやホット エア ソルダー レベリング (HASL) 表面仕上げなどの PCB 表面仕上げと統合されています。 このはんだマスクの塗布プロセスには粒子が含まれていない必要があり、非常に清潔な環境で実行する必要があります。

LPI PCB の詳細

LPI ソルダーマスクを適用した後、メーカーはソルダーマスクを使用して PCB の両面をカバーします。 通常、次のステップは硬化です。 液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスクを適用するにはさまざまな方法があります。 これには、静電スプレー、スクリーン印刷、エアスプレー、カーテンコーティングなどが含まれます。

硬化は、液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスクにとって重要なプロセスです。 このプロセスでは、はんだマスクが所定の位置に永久的に保持されるため、取り除くのが非常に困難になります。 したがって、これにより LPI ソルダー マスクの保存寿命が長くなります。

LPI マスクが適切な場所で適切に硬化されることが非常に重要です。 これを実現するために、コンタクト プリンターで下部および上部のソルダー マスクのネガ フィルム ステンシルを印刷します。 フィルムシートの印刷には、コーティングされていない PCB 領域と一致する黒い部分が使用されます。

LPI PCB 液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスク アプリケーション

 

LPI ソルダーマスクの塗布プロセスは多くを決定します。 それはその性能と保存期間を決定します。 ここでは、このソルダーマスクの塗布プロセスを詳しく説明します。 以下は、LPI はんだマスク塗布プロセスに含まれる手順です。

クリーニング

プリント基板を徹底的に洗浄して酸化物や汚染物質を取り除く必要があります。 基板が適切に洗浄されていないと、はんだマスクの塗布が台無しになります。 ボードは洗浄液に浸したり、物理的にこすったりすることができます。 洗浄後は、ボードが乾燥していることを確認してください。

LPI アプリケーション

LPI ソルダーマスクを適用するにはいくつかの方法があります。 ただし、これはソルダーマスクの材質によって異なります。

真空ラミネートでは、乾燥した写真でイメージ可能なはんだマスクを適用できます。 LPI インクの性質により、より多用途なオプションになります。

シルクスクリーン印刷、カーテンコーティング、エアスプレー、静電スプレーの4種類のオプションがあります。

シルク スクリーン印刷オプションでは、スキージ ブレードを使用して回路基板上にインクを塗布します。 シルク スクリーン プリンターは優れたパフォーマンスを発揮しますが、圧力や速度などの設定を制御することが、アプリケーションの成功を左右します。

カーテン コーティング オプションでは、回路基板がインクの「カーテン」を通過します。 これは、インクをほとんど損失せずに簡単に塗布できるため、複雑なボードに適したオプションです。

エアスプレー法は非常に簡単に行えます。 スプレー ノズルは、LPI ソルダー マスクの塗布に使用されます。 この方法の大きな欠点の 1 つは、複数のスプレーガンを使用すると余分な廃棄物が発生する可能性があることです。

静電スプレー法では、回転ベル内でインクを霧化します。 LPI は負の電荷を生成するため、回路基板に引き寄せられます。 この技術の欠点は、コーティングが均一でなくなる可能性があることです。

タックドライ
このステップでは、すでにコーティングされた回路基板をオーブンに入れて乾燥させます。 トラック乾燥により取り扱いが容易になります。

保護フィルムの追加

すぐに基板が乾燥します。 はんだマスクを除去する領域を覆うためにフィルムが使用されます。 こうすることで、マスクがはんだパッドに付着するのを防ぎます。

また、はんだマスクを残す必要がある領域を明らかにする透明なフィルムもあります。 一方、黒いフィルムはマスキングしたくない部分を保護します。

LPIを治す

この段階では、ほぼ完了です。 硬化プロセスは最後から 2 番目のステップです。 これには、UV 光を使用してソルダーマスクを回路基板に貼り付けることが含まれます。

また、DIY プロセスに挑戦している場合は、UV ソルダーマスクを組み込む方法に興味があるかもしれません。 UV 光硬化の場合も同じ方法で行うことができます。 アプリケーターで LPI はんだマスクを基板に塗り、一定期間硬化させます。

余分なインクを取り除く

LPI ソルダー マスクは回路基板に永久的に接着されているため、残った未現像のインクを取り除く必要があります。 洗濯することでこれを実現できます。

PCB 上の LPI ソルダーマスクの重要性

ソルダーマスクは回路基板において非常に重要です。 これは、あらゆる形態の腐食や酸化に対する保護を提供する重要な層です。 このレイヤーは通常、シルクスクリーンの前に追加されます。 前述したように、ソルダーマスクにはさまざまなタイプがあります。 ここでは、LPI PCB ソルダーマスクの利点を見ていきます。

LPI はんだマスクのもう 1 つの重要性は、はんだブリッジの防止です。 はんだブリッジは、回路基板上のはんだ接合部が接続されるときに発生します。 これにより、短絡や PCB の損傷が発生する可能性があります。 はんだマスクは、基板の他の導電性部分とはんだ接合部の間にダムを形成し、基板のコンポーネントの絶縁を可能にするのに役立ちます。

また、PCB 上に金属ウィスカーが形成され、回路基板の短絡や誤動作が発生する可能性があります。 LPI はんだマスクは、基板上に金属ウィスカが形成されるのを防ぎます。 金属ウィスカーは回路から発生する細いフィラメントであり、システム障害の原因となります。 通常は錫メッキに見られます。

LPI ソルダー マスクのもう 1 つの利点は、他のタイプのソルダー マスクよりも精度と信頼性が高いことです。 さらに、液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスクにより、回路基板の表面との接触が確実になります。

一般に、LPI ソルダー マスクは保存寿命を維持するために非常に重要です。 一部のはんだマスク オプションは様式的なものですが、このはんだマスク オプションを選択する前に、PCB のニーズと用途を理解する必要があります。 LPI ソルダーマスクは長持ちします。 このはんだマスクの厚さにより、ほとんどの設計では、はんだマスクの破壊が問題になりません。

LPI はんだマスクは、SMT パッドの近くにビアを差し込むことで、はんだの枯渇を防ぐこともできます。

LPI ソルダーマスクのその他の要件

今日のプリント基板で使用されている LPI はんだマスクは、はんだ付け可能な表面が露出する場所を指定するだけでなく、さらに多くの利点を提供するように作られています。 IPC 要件を満たしていることを確認するには、厳格なテストを受ける必要があります。

また、LPI ソルダーマスクは、浸漬銀、ENIG、浸漬錫などのさまざまな表面仕上げのメッキに使用されるプロセスや化学物質に耐える必要があります。 液体フォトイメージャブル (LPI) はんだマスクを構成する材料は、可燃性テストに合格する必要があります。 UL から 94-V0 定格を取得する必要があります。

さらに、さまざまな色が用意されている他のソルダー マスクと同様に、LPI ソルダー マスクには幅広い色と仕上げが用意されています。 緑色は最もよく使われる色です。 ただし、黄色、白、黒、赤、青などの他の色も利用できます。 LED と回路基板の使用は、より弾力性のある白と黒の材料を作るためのはんだマスク市場に影響を与えました。

また、LPI ソルダー マスクは、当初の機能要件を超えて実際に開発されており、PCB メーカーの間で非常に好まれるソルダー マスクとなっています。

結論

液体フォトイメージャブル (LPI) ソルダー マスクは、PCB 製造で一般的に使用されるソルダー マスク タイプです。 また、このはんだマスク オプションは、より高度であるため、他のはんだマスク タイプよりも優先されます。 ただし、このソルダーマスクをプリント基板に貼り付けるには、専門的な専門知識とスキルが必要です。