Solder mask هي الطبقة الواقية التي توضع فوق سطح النحاس في PCB. تساعد على منع جسور اللحام، وتحمي النحاس من الأكسدة، وتحسن العزل، وتعطي اللوحة لونها المعروف مثل الأخضر أو الأزرق أو الأحمر أو الأسود أو الأبيض.
رغم أن solder mask تبدو كطبقة سطحية بسيطة، إلا أنها مهمة جدا في تصنيع PCB وSMT Assembly. التصميم غير المناسب قد يسبب عيوب لحام، أو نحاس مكشوف، أو مشاكل تجميع، أو تأخير في الإنتاج.
ما هي PCB Solder Mask؟
PCB solder mask هي طبقة بوليمر عازلة تغطي معظم مسارات النحاس ومساحات النحاس. تبقى فقط المناطق التي تحتاج إلى لحام أو اتصال كهربائي أو اختبار مكشوفة من خلال فتحات solder mask.
طبقة solder mask تكون جزءا من ملفات Gerber. قبل الإنتاج، من المهم التأكد من أن فتحات solder mask، وpads، وvias، وfiducials، ونقاط الاختبار، والمناطق النحاسية الخاصة معرفة بشكل صحيح.
هل لون Solder Mask مهم؟
اللون الأخضر هو الأكثر استخداما لأنه مستقر وسهل الفحص وشائع جدا في إنتاج PCB. يمكن أيضا استخدام ألوان أخرى مثل الأزرق والأحمر والأسود والأبيض والأصفر والأسود المطفي لأسباب تتعلق بالهوية أو المظهر أو تفضيل المنتج.
يمكن أن يؤثر اللون على الفحص البصري والتباين. مثلا، تستخدم solder mask البيضاء كثيرا في لوحات LED لأنها تعكس الضوء، بينما تبدو السوداء أكثر فخامة لكنها قد تكون أصعب في الفحص. إذا كانت اللوحة تحتوي على SMT كثيف أو مكونات fine-pitch، فيجب مراعاة وضوح الفحص.
Solder Mask Clearance
Solder mask clearance هي الفتحة حول pad حيث تتم إزالة solder mask. إذا كانت الفتحة صغيرة جدا، فقد تغطي جزءا من pad وتؤثر على قابلية اللحام. وإذا كانت كبيرة جدا، فقد تكشف نحاسا أكثر من اللازم وتزيد خطر جسور اللحام.
للحصول على تصنيع موثوق، يجب أن تتوافق clearance مع قدرة المصنع. تساعد قائمة فحص ملفات Gerber على اكتشاف طبقات solder mask المفقودة أو الخاطئة قبل الطلب.
Mask Dam بين Pads
Mask dam هو الشريط الضيق من solder mask بين pads المتجاورة. يساعد على تقليل جسور اللحام، خصوصا في ICs والموصلات ومكونات SMT ذات fine-pitch.
إذا كانت pads قريبة جدا، فقد يكون mask dam ضيقا لدرجة يصعب تصنيعها بشكل موثوق. في هذه الحالة قد يحتاج المصنع إلى إزالة mask dam أو تعديل التصميم. هذه نقطة DFM شائعة في المكونات fine-pitch.
Via Tenting و Plugging و Filling
Via tenting يعني تغطية via بطبقة solder mask. يمكن أن يساعد على منع دخول اللحام إلى via أثناء التجميع وتقليل احتمال التلوث. غالبا يتم tenting للـ vias الصغيرة بشكل افتراضي حسب التصميم وقواعد المصنع.
في via-in-pad أو التجميعات عالية الموثوقية أو مناطق BGA، قد لا يكون tenting وحده كافيا. قد تكون plugged أو filled أو capped vias مطلوبة لمنع solder wicking وvoids. يجب توضيح هذه المتطلبات قبل الإنتاج.
Solder Mask والتشطيب السطحي
تحدد solder mask مناطق النحاس التي تبقى مكشوفة للتشطيب السطحي. يتم تطبيق ENIG وHASL وOSP وimmersion silver وimmersion tin فقط على المناطق القابلة للحام المكشوفة، وليس على النحاس المغطى بـ solder mask.
إذا كنت تختار التشطيب السطحي، راجع دليل تشطيبات سطح PCB. يجب مراجعة solder mask والتشطيب معا في pads ذات fine-pitch، ونقاط الاختبار، وedge connectors، وموثوقية التجميع.
مشاكل شائعة في Solder Mask
- فتحة solder mask تغطي جزءا من pad.
- Clearance كبيرة تكشف نحاسا أكثر من اللازم.
- غياب mask dam يسبب جسور لحام.
- Vias ليست tented أو plugged كما هو متوقع.
- Silkscreen يتداخل مع مناطق قابلة للحام.
- لون solder mask يجعل الفحص أكثر صعوبة.
نصائح DFM للـ Solder Mask
يجب مراجعة solder mask كجزء من عملية DFM العامة للـ PCB. افحص فتحات pads، والمناطق الضيقة من mask، ومناطق fine-pitch، وطريقة معالجة vias، والنحاس القابل للحام، وأي ملاحظات خاصة قبل الإنتاج.
تشرح قائمة فحص PCB DFM المزيد من النقاط التي يجب مراجعتها قبل التصنيع. وبالنسبة لتوقعات الجودة، تستخدم معايير IPC على نطاق واسع في تصنيع PCB، ويرتبط IPC-A-600 غالبا بمعايير قبول اللوحات المطبوعة.
جهز بيانات Solder Mask بعناية
تصميم solder mask الجيد يساعد على تحسين جودة اللحام، والفحص، والمظهر، والموثوقية طويلة المدى. وهو مهم بشكل خاص في fine-pitch SMT، وBGA، وvia-in-pad، وPCB عالي الكثافة، ومشاريع الإنتاج.
تدعم EazyPCB مشاريع النماذج الأولية والإنتاج مع مراجعة هندسية ومراقبة الجودة. إذا لم تكن متأكدا من solder mask clearance أو via tenting أو fine-pitch DFM، يمكنك التواصل مع فريقنا قبل إرسال الملفات للتصنيع.
