Струйные принтеры нового поколения позволяют избирательно наносить маски для пайки при производстве печатных плат. Это приводит к появлению новых областей применения и улучшению процесса проектирования. Паяльная маска чаще всего наносится на всю поверхность платы, а затем удаляется с выбранных участков в ходе фотохимического процесса. Это покрытие изначально было разработано для систем пайки волной припоя (волновая пайка), чтобы предотвратить короткое замыкание и снизить расход припоя. Кроме того, этот слой защищает медные токопроводящие дорожки от коррозии и механических повреждений. Также он влияет на сопротивление токопроводящих дорожек. Схема паяльной маски создается в инструментах EDA.
Струйная технология нанесения маски
Головка струйного принтера может использоваться для распыления лака вместо чернил. Можно использовать эту технологию для выборочного аддитивного цифрового нанесения материала на печатную плату. Исследовательская работа над этой идеей ведется уже несколько лет и результатом являются готовые к рынку устройства и материалы. Более того, эти решения уже используются в коммерческих проектах.
Компании производители постоянно инвестируют в решения, обеспечивающие минимизацию затрат и негативного воздействия на окружающую среду. В нынешнем «аналоговом» процессе фотохимического маскирования вся поверхность печатной платы покрывается цветной краской, а затем материал удаляется с участков подлежащих пайке. Это связано с потерей части лака и образованием отходов. Метод трафаретной печати позволяет покрыть печатную плату на выбранных участках, но качество получаемой поверхности маски неприемлемо в более продвинутых проектах и, конечно, предлагает гораздо меньшую точность, ограниченную размером микроотверстий, используемых в печатной плате.
Селективное (выборочное) нанесение паяльной маски имеет особое значение в процессе пайки встроенных компонентов печатной платы. Такие компоненты припаиваются к внутренним слоям платы, которые затем спрессовываются с последующими, образуя многослойную плату. На такие внутренние слои паяльная маска наносится только для предотвращения вытекания припоя за пределы необходимой площади, тогда достаточно использование очень ограниченного количества материала в виде своеобразной дамбы, а отсутствие лака в оставшейся площади обеспечивает нужную адгезию, необходимую в процессе прессования. Без него плита могла бы расслаиваться. Естественно, последовательные слои печатной платы обеспечивают достаточную защиту от коррозии для областей не закрытых маской.
Паяльная маска из эпоксидной смолы также обладает изолирующими свойствами. Поскольку в традиционном аналоговом процессе получаемый слой лака имеет небольшую толщину, хотя и способствует повышению диэлектрической прочности, его нельзя рассматривать как эффективный изолятор. Но если несколько слоев материала нанести в выбранных местах с помощью принтера, конечная толщина становится настолько большой, что изолирующий эффект является вполне удовлетворительным. Этот метод открывает новые возможности для обеспечения изоляции в области высокого напряжения и представляет особый интерес, поскольку высокое напряжение часто присутствует выборочно на разных участках печатной платы.
Серийный номер и штрих-код на плате
Как и при печати на бумаге, такие данные как индивидуальная маркировка, номера партий и продуктов, IP-адреса и так далее, могут быть напечатаны паяльной маской на каждой печатной плате. Такие возможности уже предоставляет программное обеспечение EDA для печатных плат, например OrCAD.
Интеграция с программным обеспечением EDA очень важна для этого типа печати, потому что только проектировщик печатных плат знает, какие области платы можно использовать для дополнительной информации, где нужно полностью покрыть место лаком, чтобы предотвратить прилипание припоя, или для защиты от воздействия окружающей среды. То же самое относится и к местам где дорожки находятся под высоким напряжением и толщина слоя должна быть больше. Более того, правильно подобранное программное обеспечение EDA позволит безошибочно передавать необходимую информацию в процесс CAM на заводе-изготовителе печатной платы, что снижает стоимость ошибок и улучшает коммуникацию.
Многие новые функции, разработанные для проектирования масок с использованием методов цифровой печати, можно найти в программах EDA, таких как OrCAD. Изображения слоев для цифровой паяльной маски могут генерироваться автоматически при соблюдении требований производителей печатных плат к минимальной ширине полей, минимальным расстояниям и смещениям.
