PCB Blog - ソルダーレジスト層について

ソルダーレジスト層とはsolder maskのことで、プリント配線板に緑の油を塗らなければならない部分のことです。実際にこのソルダーレジスト層はネガ出力を使用しているので、ソルダーレジスト層の形状がプレートにマッピングされた後、グリースソルダーレジストが施されたわけではなく、むしろ銅の皮が露出しています。その主な目的は、溶接中に予期せぬ溶接ブリッジの形成を防止し、回路接続の信頼性と安定性を確保することである。

回路基板のソルダーレジスト膜は永久的な保護層であり、機能的にソルダーレジスト、保護、絶縁抵抗の向上などの作用を持つだけでなく、回路基板の外観品質にも大きな影響を与える。初期ソルダーレジスト膜印刷は、まずソルダーレジスト基板を用いてスクリーンパターンを作成し、それからUV光硬化型ソルダーレジストインクを印刷する。印刷するたびに、スクリーンが変形し、位置決めが不正確であるなどの原因で、パッドに余分なソルダーレジスト膜が残留し、掻き取りに長い時間がかかり、大量の人力と時間を消費する。液状感光抵抗溶接インキはスクリーンパターンを作成する必要はなく、空スクリーン印刷、接触式露光を採用している。この技術は位置合わせ精度が高く、ソルダーレジスト膜の付着力が強く、耐溶接性が良く、生産効率が高く、現在では光硬化型インクの代わりになりつつある。

プリント基板は基本的にパッド、ビア、ソルダーレジスト層、シルクプリント層、銅線、各種素子などの部分から構成されている。通常、銅の皮の厚さを大きくするために、ソルダーレジスト層の上に線を引いて緑油を除去し、その後、錫を加えて銅の線の厚さを増やす効果がある。

主な機能は次のとおりです。

溶接ブリッジの防止：溶接抵抗層は分離層を形成し、溶接中に溶接材料が意外にも接続されたり、接続されていない導線の間に流れたりしないようにして、短絡現象の発生を防止します。

露出した銅線を保護する：ソルダーレジスト層は露出した銅線路を効果的に隔離し、それが酸化、腐食とその他の環境要素の影響を受けることを防止し、それによってPCBの寿命を延長することができる。

物理的保護を提供する：このコーティングはほこり、汚れ、傷、化学品の侵害に効果的に抵抗でき、回路基板に一定の機械的保護を提供する。

美観性：ソルダーレジスト層の色と外観はPCBの外観設計に直接影響し、製品をより美観にすると同時に、色選択によって特定の応用の需要を満たすことができる。

ソルダーレジスト層の材料は通常ポリマーからなり、最も一般的なのはエポキシ樹脂である。液体光イメージングソルダーレジスト層（LPSM）やドライフィルム光イメージングソルダーレジスト層（DFSM）など、特定の用途のニーズに応じて、他のタイプの材料を選択することもできます。異なる材料は異なる化学的および物理的特性を有する：

耐高温性：ソルダーレジスト層は高温溶接過程の影響に耐えられる必要がある。

絶縁性：良好な絶縁性は回路の正常な動作に影響しないことを確保する。

耐湿性：高湿環境下では、ソルダーレジスト層は安定した性能を維持することができなければならない。

ソルダーレジスト層を設計する際には、その機能と性能が回路基板の要求を満たすことを確保するために、複数の要素を総合的に考慮する必要があります。これらの要素には、窓開け設計、材料選択、プロセスフロー、厚さ制御、抗酸化能力などが含まれる。合理的な設計により、溶接欠陥を効果的に回避し、回路基板の信頼性を高めることができる。

1.窓開け設計

窓開け設計は溶接抵抗層設計において非常に重要な一環である。窓を開ける位置は通常、溶接部品の場所であり、これらの領域はソルダーレジスト材料を塗布して、溶接材料が金属パッドに直接接触して溶接できるようにするべきではありません。窓開け位置の設計が適切でないと、溶接パッドがソルダーレジスト油で覆われ、部品の溶接に成功できない可能性があります。

2.材料選択

適切なソルダーレジスト材料を選択することも重要です。ソルダーレジスト材料には、通常、高温、湿気及び半田に対する抵抗力が強い樹脂類が用いる.材料を選択する際には、実際の用途における回路基板の性能と信頼性を確保するために、耐食性と絶縁性も考慮する必要があります。

3.プロセスフロー

溶接抵抗層を設計する際には、プロセスフローの制御も重要である。ソルダーレジスト材料は、スクリーン印刷または感光プロセスによって回路基板上に塗布することができる。いずれのプロセスを採用しても、材料のコーティングが均一であることを確保し、気泡や欠陥が発生しないようにして、最終的な効果に影響を与える必要があります。イメージングと開発の過程では、余分なソルダーレジスト材料を除去するために、正確な露光時間と適切な洗浄方法を維持することが極めて重要である。

4.厚さ制御

ソルダーレジスト層の厚さも設計上の重要な要素である。ソルダーレジスト材料を塗布する場合、最適な硬化効果を達成するためには、厚さを適切な範囲に制御しなければならない。厚すぎるソルダーレジスト層は溶接時の熱蓄積を招き、溶接品質に影響を与える可能性がある。通常、設計者は製造可能性を維持するために、溶接抵抗層の厚さについて製造工場の基準に従うことを推奨します。

5.抗酸化能力

最後に、ソルダーレジスト層の設計はまたその抗酸化能力を考慮しなければならない。回路基板の使用中、ソルダーレジスト層は、酸化による回路の短絡や電気的故障を効果的に防止することができる。そのため、良好な抗酸化特性を有するソルダーレジスト材料を選択することで、回路基板の使用寿命と性能を著しく向上させることができる。科学的で合理的な抗酸化設計により、電子部品の安定運転時間を効果的に延長することができる。

ソルダーレジスト層は回路基板（PCB）において極めて重要な役割を果たし、その応用は消費電子、工業制御、医療設備などの多くの分野をカバーしている。その主な機能は銅箔の酸化を防止し、電気絶縁と物理保護を提供し、同時に生産コストを削減することである。

1.家電製品

スマートフォンやタブレットなどの消費電子において、ソルダーレジスト層は溶接時の短絡を効果的に防止するだけでなく、複雑な回路の製造コストを削減することができる。ソルダーレジスト層を使用することで、電気回路を湿気や汚染から保護し、電子製品の使用寿命を延長することができます。

2.工業制御

工業制御システムにおいて、ソルダーレジスト層の安定性は特に重要である。電気的干渉や環境影響を効果的に防ぎ、設備の信頼性を高めることができる。これは、劣悪な環境で動作するデバイスにとって特に重要です。

3.医療設備

医療機器のPCBは通常、より高い安定性と絶縁保護が要求され、ソルダーレジスト層はこれらの機器の中で重要な保護作用を発揮している。高品質のソルダーレジスト層は、長時間の使用における医療機器の信頼性を確保し、患者の安全を維持することができる。

ソルダーレジスト層の設計と応用は、その機能の有効性と設備全体の信頼性を確保するために、具体的な要求に対して最適化しなければならない。

実際の応用において、ソルダーレジスト層はPCBの信頼性を高めるだけでなく、溶接欠陥の発生率を効果的に低減し、メーカーのコストを節約することができる。消費電子、工業制御、医療機器などの分野によっては溶接抵抗層に対する要求が異なる場合がありますが、基本的な機能は常に回路基板を保護し、性能を向上させることです。ソルダーレジスト層は複数の色選択を提供できるため、視覚的に製品の個性化を強化することもできます。