PCB뉴스 - 솔더 마스크란?

솔더 마스크는 솔더 마스크(Solder Mask)로 인쇄회로기판에서 그린 오일을 코팅해야 하는 부분을 말한다. 실제로 솔더 마스크는 네거티브 출력을 사용하기 때문에 솔더 마스크의 모양을 기판에 매핑한 후 녹색 솔더 마스크는 적용되지 않고 구리만 노출됩니다. 주요 목적은 용접 공정 중 우발적인 솔더 브리지 형성을 방지하고 회로 연결의 신뢰성과 안정성을 보장하는 것입니다.

회로 기판의 솔더 마스크는 솔더 레지스트, 보호 기능, 절연 저항 향상 기능뿐만 아니라 회로 기판의 외관 품질에도 큰 영향을 미치는 영구 보호 층입니다. 솔더 마스크 인쇄 초기에는 솔더 마스크 필름을 사용하여 스크린 패턴을 만든 다음 UV 광 경화 솔더 마스크 잉크를 인쇄했습니다. 각 인쇄 후 화면 변형, 부정확한 위치 지정 및 기타 이유로 과도한 솔더 마스크가 패드에 남아 있어 긁어내는 데 오랜 시간이 걸리고 많은 인력과 시간이 소요됩니다. 액상 감광성 솔더 레지스트 잉크는 스크린 패턴 제작이 필요하지 않으며 빈 스크린 인쇄 및 접촉 노출을 사용합니다. 이 공정은 높은 정렬 정확도, 강력한 솔더 마스크 접착력, 우수한 솔더 저항성 및 높은 생산 효율성을 갖추고 있으며 점차 경질 잉크를 대체해 왔습니다.

인쇄회로기판은 기본적으로 솔더패드, 비아홀, 실크스크린층, 구리선, 각종 부품 등으로 구성된다. 일반적으로 동피의 굵기를 늘리기 위해서는 솔더마스크를 사용하여 녹색기름을 제거한 후 주석을 첨가하여 동선의 굵기를 늘리는 효과를 얻습니다.

주요 기능은 다음과 같습니다.

납땜 브리지 방지: 솔더 마스크는 절연층을 형성하여 납땜 과정에서 납땜이 실수로 직렬 연결되거나 납땜 과정에서 연결되어서는 안되는 전선 사이에 흐르는 것을 방지하여 단락이 발생하는 것을 방지합니다.

노출된 구리선 보호: 솔더 마스크는 노출된 구리선을 효과적으로 격리하고 산화, 부식 및 기타 환경 요인의 영향을 방지하여 PCB의 수명을 연장할 수 있습니다.

물리적 보호 제공: 코팅은 먼지, 오물, 긁힘 및 화학 물질에 효과적으로 저항하여 회로 기판에 일부 기계적 보호를 제공합니다.

미적 측면: 솔더 마스크의 색상과 외관은 PCB의 외관 디자인에 직접적인 영향을 미쳐 제품을 더욱 아름답게 만드는 동시에 특정 응용 분야의 요구 사항을 충족하기 위해 색상 선택도 사용할 수 있습니다.

솔더 마스크의 재료는 일반적으로 폴리머로 구성되며 가장 일반적으로 에폭시 수지입니다. 특정 응용 분야의 필요에 따라 액체 광학 이미징 솔더 마스크(LPSM) 및 건식 필름 광학 이미징 솔더 마스크(DFSM)와 같은 다른 유형의 재료도 사용할 수 있습니다. 재료마다 화학적, 물리적 특성이 다릅니다.

고온 저항성: 솔더 마스크는 고온 용접 공정의 영향을 견딜 수 있어야 합니다.

절연: 절연이 양호하면 회로의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않습니다.

내습성: 솔더 마스크는 습도가 높은 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있어야 합니다.

솔더 마스크를 설계할 때 기능과 성능이 회로 기판의 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 여러 요소를 고려해야 합니다. 이러한 요소에는 창 디자인, 재료 선택, 공정 흐름, 두께 제어 및 산화 저항이 포함됩니다. 합리적인 설계를 통해 용접 결함을 효과적으로 방지할 수 있으며 회로 기판의 신뢰성이 향상됩니다.

1. 창 디자인

창문 디자인은 솔더마스크 디자인에 있어서 매우 중요한 연결고리입니다. 창의 위치는 일반적으로 구성요소가 납땜되는 위치입니다. 이러한 영역은 납땜을 위해 납땜이 금속 패드에 직접 접촉할 수 있도록 납땜 저항 재료로 코팅되어서는 안 됩니다. 창 열림 위치가 잘못 설계되면 패드가 솔더 마스크 오일로 덮여 부품의 성공적인 솔더링이 불가능해질 수 있습니다.

2. 재료 선택

올바른 솔더 마스크 재료를 선택하는 것도 중요합니다. 솔더 레지스트 재료는 일반적으로 고온, 습기 및 납땜에 대한 내성이 뛰어난 수지를 사용합니다. 재료를 선택할 때 회로 기판이 실제 응용 분야에서 우수한 성능과 신뢰성을 갖도록 내부식성 및 절연성도 고려해야 합니다.

3. 프로세스 흐름

솔더 마스크를 설계할 때 프로세스 흐름을 제어하는 것도 중요합니다. 솔더 마스크 재료는 스크린 인쇄 또는 감광 공정을 통해 회로 기판에 적용할 수 있습니다. 어떤 공정을 사용하든 최종 효과에 영향을 미치는 기포나 결함을 방지하기 위해 재료가 균일하게 도포되도록 해야 합니다. 이미징 및 현상 과정에서는 과도한 솔더 마스크 재료를 제거하기 위해 정확한 노출 시간과 적절한 세척 방법을 유지하는 것이 매우 중요합니다.

4. 두께 조절

솔더마스크의 두께도 디자인에 있어서 중요한 요소입니다. 솔더 마스크 재료를 도포할 때, 최상의 경화 효과를 얻기 위해서는 두께를 적절한 범위 내로 제어해야 합니다. 지나치게 두꺼운 솔더 마스크는 용접 시 열이 축적되어 용접 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 일반적으로 설계자는 솔더 마스크의 두께에 대해 제조 공장의 표준을 준수하여 제조 가능성을 유지하는 것이 좋습니다.

5. 항산화 능력

마지막으로 솔더 마스크 디자인은 항산화 능력도 고려해야 합니다. 솔더 마스크는 회로 기판 사용 중 회로 산화로 인한 단락 및 전기적 고장을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 따라서 항산화 특성이 우수한 솔더 마스크 재료를 선택하면 회로 기판의 수명과 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 과학적이고 합리적인 항산화 설계를 통해 전자 부품의 안정적인 작동 시간을 효과적으로 연장할 수 있습니다.

솔더 마스크는 회로 기판(PCB)에서 중요한 역할을 하며, 그 응용 분야는 가전제품, 산업 제어, 의료 장비 등 다양한 분야에 적용됩니다. 주요 기능은 동박의 산화를 방지하고 전기 절연 및 물리적 보호를 제공하며 생산 비용을 절감하는 것입니다.

1. 가전제품

스마트폰, 태블릿 등 가전제품에서 솔더 마스크는 납땜 시 단락을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 복잡한 회로의 제조 비용을 절감할 수 있습니다. 솔더 마스크를 사용하면 회로를 습기와 오염으로부터 보호하여 전자 제품의 수명을 연장할 수 있습니다.

2. 산업 제어

산업용 제어 시스템에서는 솔더 마스크의 안정성이 특히 중요합니다. 전기 간섭 및 환경 영향에 효과적으로 저항하고 장비의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 이는 열악한 환경에서 작동하는 장비에 특히 중요합니다.

3. 의료기기

의료기기용 PCB는 일반적으로 더 높은 안정성과 절연보호가 요구되는데 솔더마스크는 이러한 기기에서 핵심적인 보호 역할을 한다. 고품질 솔더 마스크는 장기간 사용 시 의료 장비의 안정적인 성능을 보장하고 환자의 안전을 유지할 수 있습니다.

솔더 마스크의 디자인과 적용은 기능의 효율성과 전반적인 장치 신뢰성을 보장하기 위해 특정 요구 사항에 맞게 최적화되어야 합니다.

실제 응용 분야에서 솔더 마스크는 PCB의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 용접 결함 발생률을 효과적으로 줄여 제조업체의 비용을 절감할 수 있습니다. 솔더 마스크에 대한 요구 사항은 다양한 분야(예: 가전제품, 산업 제어, 의료 장비)에 따라 다를 수 있지만 기본 기능은 항상 회로 기판을 보호하고 성능을 향상시키는 것입니다. 솔더 마스크는 다양한 색상 옵션이 가능해 시각적으로 제품 개인화도 강화됩니다.