Lötmaske und ihre Designtipps

Was ist Lötstopplack?

Lötstoppmaske, auch Lötstopplack oder Lötstoppmaske/-beschichtung genannt, ist eine dünne Schicht, die Kupferspuren bedeckt, ohne dass auf einer Leiterplatte (PCB) sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite gelötet werden muss, um die Zuverlässigkeit und hohe Leistung der Leiterplatte zu gewährleisten. Harz wird normalerweise als führendes Material für Lötmasken ausgewählt, da es in Bezug auf Feuchtigkeitsbeständigkeit, Isolierung, Lötbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit sowie Ästhetik hervorragend funktioniert.

Es wird angenommen, dass die meisten Leiterplatten grün sind, was eigentlich die Farbe von Lötstopplack-Grünöl ist. Der Lötstopplack kann jedoch in verschiedenen Farben angezeigt werden, einschließlich Grün, Weiß, Blau, Schwarz, Rot, Gelb usw. Je nach Anforderung werden unterschiedliche Farben angewendet. z.B. Einige RDs neigen dazu, rote Lötstoppmasken für Prototypen in der NPI-Phase (New Production Introduction) zu verwenden, um sie von Massenproduktionsplatinen zu unterscheiden. Der schwarze Lötstopplack wird nur so ausgewählt, dass er mit der Farbe des Endproduktgehäuses kompatibel ist, wenn diese Platinen teilweise oder vollständig freigelegt werden müssen.

Sogar zwei Seiten derselben Platine enthalten möglicherweise Lötstopplack mit unterschiedlichen Farben. Nehmen Sie das Beispiel eines Arduino Uno-Board-Feinds:

Funktionen der Lötstoppmaske

Lötstoppmasken werden immer beliebter und wichtiger für Leiterplatten, da die Dichte der Leiterplatten in die Höhe schnellt und SMT (Surface Mount Technology) aufgrund der Marktnachfrage nach Volumen und Effizienz zur führenden Wahl wird.

Wie der Name schon sagt, soll Lötstopplack verhindern, dass Lötbrücken auf abgedeckten Flächen entstehen. Das Reflow-Löten spielt eine Schlüsselrolle in der SMT-Montage, da es elektronische Komponenten vollständig und präzise durch Lötpaste auf Leiterplatten montiert. Wenn kein Lötstopplack aufgetragen wird, neigen Kupferspuren dazu, mit Lötpaste verbunden zu werden, was wahrscheinlich zu Kurzschlüssen führen wird. Dadurch werden die Zuverlässigkeit und Leistung der bestückten Leiterplatten beeinträchtigt.

Neben seiner Hauptaufgabe ist der Lötstopplack auch in der Lage, Kupferspuren vor Oxidation, Korrosion und Verschmutzung zu schützen.

Lötmasken-Herstellungsprozess

Einige Leute denken, dass es keine Spitzentechnologie ist, Lötstoppmasken herzustellen, und viele Ingenieure können zu Hause selbst basteln. Es ist nie zu spät, sich bewusst zu machen, dass es sich um einen kompletten Mythos handelt. Lötmasken-DIY funktioniert nur für einfach gestaltete Platinen und es ist etwas schwierig, die Zuverlässigkeit von Produkten sicherzustellen, es sei denn, sie werden offiziell im endgültigen Projekt angewendet.

Für professionelle Leiterplattenhersteller ist die Herstellung von Lötmasken noch nie so einfach. Einerseits müssen strenge Vorschriften wie ISO9001, UL oder RoHS etc. eingehalten werden. Auf der anderen Seite besteht die Herstellung von Lötmasken aus mehreren Phasen, von denen jede eine hohe Genauigkeit erfordert, die sich aus ausgereiften Technologien, umfassender Erfahrung in der Herstellung und modernster Ausrüstung ergibt.

Der übliche Ablauf der Lötmaskenherstellung verläuft gemäß der Darstellung in der folgenden Abbildung.

Schritt 1:Platinenreinigung. Dieser Schritt zielt darauf ab, die Plattenoberfläche zu reinigen, sodass Anlauffarben oder Schmutz entfernt werden können, während die Oberfläche trocken bleibt.

Schritt 2:Lötstopplack-Tintenbeschichtung. Die saubere Platine wird dann in einen vertikalen Beschichter zum Beschichten mit Lötmaskentinte geladen. Die Dicke der Beschichtung wird durch Elemente wie Zuverlässigkeitsanforderungen an Leiterplatten, Einsatzgebiete von Leiterplatten und Leiterplattendicke bestimmt. Was noch schlimmer ist, die Platinenoberfläche ist nicht so glatt wie gedacht. Die Dicke der Lötstopplacktinte ist unterschiedlich, je nachdem, ob sie sich in verschiedenen Abschnitten der Platine befindet, z. B. auf den Leiterbahnen, auf dem Substrat oder auf der Kupferfolie. Erfahrene Leiterplattenhersteller schreiben normalerweise eine bestimmte Beschichtungsdicke aufgrund von Überlegungen zur Anlagenkapazität und ihrer Fertigungserfahrung vor.

Schritt 3:Vorhärten. Weit entfernt von einer vollständigen Aushärtung zielt die Vorhärtung darauf ab, die Beschichtung auf der Platte relativ fest zu machen, so dass unerwünschte Beschichtungen in der Entwicklungsphase leicht von der Platte entfernt werden können.

Schritt 4:Bildgebung und Härtung. In dieser Phase wird ein transparenter Film mit einigen Schaltungsbildern auf die Platine montiert und dann einer UV-Belichtung unterzogen. Dieses Verfahren bewirkt, dass die Lötstoppmaske, die durch einen transparenten Filmabschnitt bedeckt ist, gehärtet wird, während der mit Schaltungsbildern bedeckte Filmabschnitt vorgehärtet bleibt. Daher muss beim Härten eine korrekte Ausrichtung sichergestellt werden, um zu verhindern, dass freiliegende Kupferfolie Kurzschlüsse erzeugt oder die endgültige Leistung der Leiterplatte weiter beeinträchtigt.

Schritt 5:Entwickeln. Danach wird die Leiterplatte in den Entwickler gegeben, um unerwünschte Lötmasken zu entfernen, damit die vorgesehene Kupferfolie korrekt freigelegt werden kann.

Schritt 6:Abschließende Aushärtung und Reinigung. Implementieren Sie die endgültige Aushärtung, um Lötmaskentinte verfügbar zu machen, die vollständig auf der Leiterplattenoberfläche aufgebracht ist. Anschließend müssen mit Lötstopplack bedeckte Platinen vor der weiteren Bearbeitung wie Oberflächenfinish, Bestückung etc. gereinigt werden.

Designtipps für Lötstoppmasken

Tatsächlich ist der Lötstopplack optional, unabhängig davon, welche Art von PCB-Designsoftware Sie verwenden möchten. Die Lötmaske kann einfach entworfen werden, indem einige Parameter ausgefüllt werden. Manche Software kann sogar einen automatisierten Lötstopplack bereitstellen.

Vor dem eigentlichen Design ist es unbedingt erforderlich, sich mit dem beauftragten Leiterplattenhersteller in Verbindung zu setzen, um sich seiner Fähigkeiten in Bezug auf die Dicke der Lötmaske und den minimierten Abstand zwischen den Kupferpads genau bewusst zu sein, von denen keines das Allheilmittel für jedes Stück Leiterplatte ist.

Die Leiterplatte wird aufgrund dummer Probleme mit der Lötmaske ausfallen, wie z. B. unzureichende Lötmaskenöffnung, übermäßige Öffnungen, Nichtübereinstimmung zwischen der Anzahl der Öffnungen und der Anzahl der Kupferpads in der Schaltungsebene. Diese Probleme sind möglicherweise auf Nachlässigkeit oder Änderung der Konstruktionsdatei zurückzuführen, benötigen jedoch viel Zeit zur Bestätigung. Und einige lösen sogar Katastrophen aus. Daher sind Ihre Designdateien Ihre sorgfältige Prüfung auf jeden Fall wert.

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