Паяльная маска и шелкография
Типы и цвета маски (LPI/плёночная), толщина, вскрытие NSMD/SMD, шрифт легенды.
Паяльная маска изолирует медь, защищает её от окисления и предотвращает замыкания припоем, оставляя открытыми только площадки. Шелкография (легенда) наносит обозначения компонентов, полярность, логотипы. От параметров маски и легенды зависят паяемость мелкого шага, надёжность BGA и читаемость платы.
Типы паяльной маски
LPI — жидкая фотопроявляемая маска (Liquid Photo-Imageable) — стандарт отрасли. Наносится поливом/распылением/трафаретом, экспонируется через фотошаблон, проявляется. Сухая плёночная маска (Dry Film) ламинируется под давлением, даёт равномерную толщину.
- LPI: толщина 15–25 мкм на площадке, 8–12 мкм поверх проводника; оптимум 15–20 мкм.
- LPI — подавляющее большинство плат, мелкий шаг, BGA.
- Сухая плёнка: 75–100 мкм (3–4 mil), заметно толще LPI.
- Сухая плёнка — платы с большими перепадами рельефа, защита глубоких канавок; для тонкого шага уступает LPI.
Цвета маски
| Цвет | Особенности | Применение |
|---|---|---|
| Зелёный | стандарт, лучший контраст для контроля, наибольшее разрешение, дешевле | по умолчанию, мелкий шаг |
| Чёрный | плохой контраст при инспекции, скрывает дорожки, греется на солнце | премиум-вид, светотехника |
| Белый | желтеет при пайке, маркость, низкий контраст | LED-платы (отражение света) |
| Синий | хороший вид, чуть дороже зелёного | дисплеи, потребительские |
| Красный | хороший контраст | акцентные/брендовые платы |
| Жёлтый | средний контраст | брендовые платы |
| Матовая (любой цвет) | без бликов, маркая к отпечаткам | премиум-корпуса, фото/видеотехника |
Зелёная глянцевая — самая дешёвая и технологичная (тоньше вскрытия, лучший выход годных). Прочие цвета и матовое исполнение обычно дороже и могут иметь чуть более грубые допуски на вскрытие.
Вскрытие маски: NSMD vs SMD (для BGA)
Для площадок BGA два подхода к зазору между маской и медью.
- NSMD (pad defined): маска отстоит от меди (зазор 50–75 мкм), геометрию шарика задаёт медь. Лучше для мелкого шага BGA — точнее форма, прочнее соединение. Предпочтительный вариант.
- SMD (mask defined): маска перекрывает край меди, окно меньше площадки. Применяют для крупного шага BGA и силовых, где важна площадь адгезии.
- Типовое вскрытие (expansion) от края площадки: 50–75 мкм на сторону для обычных SMD-площадок.
Перемычки маски (min web / solder mask dam)
Перемычка — полоска маски между двумя соседними вскрытиями (например, между выводами QFP/QFN), предотвращающая мостики припоя.
- Минимальная ширина перемычки: 75–100 мкм для зелёной LPI; для тонкого шага — 60–75 мкм.
- Для прочих цветов нередко ≥ 100 мкм.
- Если перемычка тоньше минимума, завод её убирает — повышается риск мостиков. Учитывать при шаге выводов ≤ 0,5 мм.
Шелкография (маркировка, легенда)
Наносится трафаретной печатью или струйно (DLP/inkjet). Стандартные цвета — белый (на тёмной маске) и чёрный (на светлой). Не должна заходить на площадки.
- Минимальная высота шрифта: ≥ 1,0 мм (0,040″); высокоточная печать — 0,8 мм.
- Минимальная ширина линии шрифта: 0,15 мм (6 mil); высокоточная — до 0,10 мм.
- Соотношение высота/толщина линии: ~5:1, иначе символы «слипаются».
- Отступ маркировки от вскрытия маски: ≥ 0,10–0,15 мм.
Сводка параметров
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Толщина LPI на площадке | 15–25 мкм | оптимум 15–20 мкм |
| Толщина LPI поверх проводника | 8–12 мкм | тоньше на углах меди |
| Толщина сухой плёнки | 75–100 мкм (3–4 mil) | для рельефа/канавок |
| Вскрытие маски от площадки | 50–75 мкм/сторона | стандартное SMD |
| Зазор маски при NSMD (BGA) | 50–75 мкм | геометрию задаёт медь |
| Мин. перемычка маски (web/dam) | 75–100 мкм (зелёная) | тонкий шаг до 60–75 мкм |
| Мин. высота шрифта легенды | 1,0 мм (0,8 мм точная) | читаемость |
| Мин. ширина линии легенды | 0,15 мм (0,10 мм точная) | трафарет/inkjet |
| Соотношение высота/линия шрифта | ~5:1 | против «слипания» |
| Отступ легенды от вскрытия | ≥ 0,10–0,15 мм | чтобы не попасть на площадку |
Рекомендации «что выбрать»
- По умолчанию — зелёная глянцевая LPI: дешевле, тоньше вскрытия, лучший выход годных.
- BGA с шагом 0,4–0,8 мм — NSMD (pad defined), вскрытие 50–75 мкм.
- Крупный шаг BGA / силовые площадки — допустимо SMD (mask defined) ради адгезии.
- Глубокие канавки, большой перепад рельефа — сухая плёночная маска.
- LED-платы — белая маска для отражения; учитывать пожелтение после пайки.
- Легенда: шрифт ≥ 1,0 мм, линия ≥ 0,15 мм, не заводить маркировку на площадки.
Частые вопросы
В чём разница между NSMD и SMD для BGA?
NSMD (pad defined) — маска не касается меди, форму шарика задаёт медный пятак; лучше для мелкого шага и прочности. SMD (mask defined) — маска перекрывает край меди, форму задаёт окно; применяют на крупном шаге и силовых, где важна площадь адгезии.
Почему зелёная маска дешевле и точнее?
Зелёный фоторезист отрабатывался десятилетиями: даёт самое тонкое вскрытие, лучший контраст при автоматическом оптическом контроле и наибольший выход годных. Другие цвета и матовое исполнение технологичнее не стали, поэтому дороже.
Что будет, если перемычка маски слишком тонкая?
Если ширина перемычки меньше минимума (~75–100 мкм), завод её не нанесёт — два соседних вскрытия сольются в одно окно, и при пайке вырастет риск мостика припоя. На шаге ≤ 0,5 мм это надо учитывать заранее.
Можно ли наносить маркировку прямо на площадки?
Нет. Шелкография на площадке мешает пайке (краска — диэлектрик и загрязнение). Маркировку держат на отступе ≥ 0,10–0,15 мм от вскрытия маски; завод автоматически обрезает легенду, заходящую на медь.
Какую минимальную высоту шрифта закладывать?
1,0 мм для надёжной читаемости при стандартной печати; высокоточные процессы (inkjet) позволяют 0,8 мм. Меньше — символы сливаются, особенно на тёмной маске. Толщину линии шрифта держать ≥ 0,15 мм.
Значения хранятся в ссылке — отправьте её коллеге или сохраните расчёт в браузере.