PCB뉴스 - 솔더 마스크: PCB 제조의 중요한 보호층

솔더 마스크(Soder mask)는 녹색 페인트로 덮여 있는 인쇄 회로 기판의 부분을 말합니다. 실제로 이 솔더 마스크 층은 음극 필름 출력을 사용하므로 솔더 마스크 층의 모양이 보드에 매핑된 후에는 녹색 오일 솔더 마스크가 적용되지 않고 구리 표면이 노출됩니다. 인쇄 회로 기판은 기본적으로 패드, 비아, 솔더 레지스트 층, 실크 스크린 층, 구리선 및 다양한 구성 요소로 구성됩니다. 일반적으로 구리 호일의 두께를 늘리려면 솔더 마스크 층을 긁어 녹색 오일을 제거한 다음 주석을 첨가하여 구리선의 두께를 늘립니다.

솔더 마스크는 주로 납땜 공정 중 솔더 단락을 방지하고, 환경 요인(습기, 먼지 등)으로부터 회로를 보호하고, 전기 절연을 제공하는 데 사용됩니다. 또한 PCB 제조, 용접, 운송 중 다양한 인적 요인으로 인한 긁힘이나 흠집으로 인한 전기적 단선을 방지할 수 있습니다.

솔더 마스크 층과 솔더 어시스트 층의 차이점은 두 층 모두 주석 도금과 용접에 사용되지만, 이는 하나는 주석 도금용이고 다른 하나는 그린 오일용이라는 것을 의미하지 않습니다. 솔더 마스크 층은 용접을 허용하기 위해 전체 솔더 마스크의 그린 오일에 창을 여는 것을 의미합니다. 기본적으로 그린 오일은 솔더 마스크 층이 없는 영역에 적용해야 합니다. 솔더 마스크 층은 칩 패키징에 사용됩니다.

기능: 페이스트 납땜 층은 강철 메시 공장에서 강철 메시를 만드는 데 사용되며, 강철 메시는 주석 도금 시 납땜이 필요한 패치 패드에 납땜 페이스트를 정확하게 놓을 수 있습니다. 솔더 마스크 층은 주로 PCB 구리 호일이 공기에 직접 노출되는 것을 방지하고 보호 역할을 하는 데 사용됩니다. 인쇄 회로 기판의 솔더 레지스트가 적용되는 부분입니다. 실제 솔더 마스크 층은 음극 필름 출력을 사용하므로 솔더 마스크 층의 모양이 보드에 매핑된 후에는 녹색 오일 솔더 마스크가 적용되지 않지만 기본 소재/구리 표면 또는 와이어가 노출됩니다.

솔더 마스크의 색상은 일반적으로 녹색, 빨간색, 파란색, 검정색, 흰색 등입니다. 녹색은 보기에도 좋고 비교적 저렴하기 때문에 가장 흔한 색입니다. 빨간색, 파란색, 검은색과 같은 다른 색상은 주로 미학적인 측면, 브랜드 식별 또는 향상된 열전도도와 같은 특정 요구 사항에 사용됩니다. 다양한 색상의 솔더 마스크는 PCB의 기능적 성능에 영향을 미치지 않으며 주로 고객 요구 사항이나 설계 요구 사항에 따라 선택됩니다.

솔더 마스크는 반드시 부품을 손으로 납땜하는 데 사용되는 것은 아니지만, 리플로우나 웨이브 솔더링 기술을 사용하여 대량 생산되는 보드에는 필수적입니다. 일단 적용되면, 솔더 마스크에 노출 및 현상 또는 사진석판술을 통해 창을 열어서 부품을 납땜할 곳 어디에나 연결이 가능하도록 해야 합니다. 솔더 마스크는 특정 응용 분야의 요구 사항에 따라 다양한 유전체로 만들어집니다. 가장 저렴한 솔더 마스크는 패턴에 따라 PCB에 스크린 인쇄되는 액체 에폭시입니다. 다른 유형으로는 액상 광이미지화 솔더 마스크(LPSM)와 건식 필름 광이미지화 솔더 마스크(DFSM)가 있습니다. LPSM은 PCB에 스크린 인쇄하거나 분무한 다음, 원하는 패턴 영역에 노출시키고 구리 패드에 부품을 납땜할 수 있는 개구부를 제공할 수 있습니다. DFSM은 PCB에 진공 적층한 후 노출 및 현상됩니다. 세 가지 공정 모두 일반적으로 패터닝 후 어떤 유형의 열 경화 공정을 거치지만 LPI 솔더 마스크는 자외선(UV)으로 경화될 수도 있습니다. 전자 설계 자동화에서 솔더 마스크는 인쇄 회로 기판 레이어 스택의 일부로 간주되며 다른 레이어(구리 및 실크 레이어 등)와 마찬가지로 PCB 상단과 하단에 대한 별도의 Gerber 파일에 설명됩니다.

솔더 마스크가 PCB에 미치는 영향은 주로 다음과 같은 측면에 반영됩니다.

유전율(Dk) 및 소산율(Df)

솔더 마스크 층의 유전율과 소산 계수(Df)는 신호 전송 품질에 영향을 미칩니다. 유전율과 소산율이 낮은 솔더마스크는 신호 감쇠와 반사를 줄이는 데 도움이 됩니다. 고주파 회로에서는 솔더 마스크의 유전율(Dk)이 높을수록 신호 전파 속도가 느려져 신호 지연이 발생할 수 있습니다. 솔더 마스크의 소산인자(Df)가 높을수록 신호 전송 시 에너지 손실이 커지고 신호 감쇠도 커집니다.

절연 특성

솔더 마스크의 절연 성능은 PCB의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 솔더 마스크의 두께가 고르지 않거나 결함이 있는 등 품질이 좋지 않으면 절연 불량을 일으켜 단락이나 누출이 발생할 수 있습니다.

신호 무결성

고주파 또는 고속 신호 전송에서 솔더 마스크의 유전율은 신호의 전파 속도에 영향을 미칩니다. 솔더 마스크의 유전율이 기판 재료와 일치하지 않으면 신호 반사 및 왜곡이 발생할 수 있습니다. 솔더 마스크의 두께와 균일성은 임피던스 제어의 정확도에도 영향을 미치며, 이는 신호 무결성에 영향을 미칩니다.

열적 특성

솔더 마스크는 일정한 열전도도와 열팽창 계수를 가지고 있습니다. 솔더 마스크의 열팽창 계수가 기판 재료의 열팽창 계수와 일치하지 않으면 온도 변화 중에 발생하는 응력으로 인해 솔더 마스크가 균열되거나 떨어져 전기 연결의 신뢰성에 영향을 미칩니다.

용접 품질

솔더 마스크 층은 납땜 영역을 정의하고 납땜이 타깃 영역이 아닌 곳으로 흐르는 것을 방지하여 납땜 품질을 보장합니다. 솔더 마스크 층이 제대로 설계되지 않은 경우, 예를 들어 창이 너무 크거나 작거나 솔더 마스크를 사용하여 패드를 정의할 때 잉크 두께가 너무 두꺼우면 용접 불량이 발생할 수 있습니다. 솔더 마스크 층의 표면 매끄러움과 접착력도 용접 품질에 영향을 미쳐 전기적 성능에 영향을 미칩니다.

PCB 제조의 중요한 부분인 솔더 마스크는 회로 기판의 전기적 성능을 보호할 뿐만 아니라, 신뢰성과 미학적 측면도 향상합니다. 소비자용 전자제품, 산업용 장비, 항공우주 분야 등에서 솔더 마스크는 조용히 대체 불가능한 역할을 수행하고 있습니다. 솔더 마스크의 원리와 응용 분야를 이해하면 고품질 PCB 제품을 더 잘 설계하고 제조하는 데 도움이 됩니다.