Ochrona PCB z użyciem soldermasek – część 2
W pierwszym arktykule z tej serii poruszyłem temat nanoszenia soldermasek wykonywanych farbami do szkła i ceramiki, w tej części pozwolę sobie dość zwięźle przedstawić półprofesjonalną metodę nakładania soldermasek przez laminowanie, do których wykonania potrzebny jest laminator oraz specjalna światłoczuła folia. Folie takie oferuje przynajmniej kilku producentów, do tych najpoularniejszych produktów zaliczyć możemy BUNGARD Laminat Solder Mask, DYNAMASK 5000, czy tanią folię z Chin.
Soldermaska w folii nakładana przez laminowanie
Rozwiązanie polegające na nanoszeniu cienkiej folii na powierzchnię PCB przez laminowanie, stosowanie jest bardzo często w przemyśle do szybkiego prototypowania płytek drukowanych. Laminowanie możliwe jest po zerwaniu jednej z dwóch warstw ochronnych, a powstałą powłokę naświetlamy określony czas, promieniami UV przez maskę negatywową. Następnie usuwamy drugą warstwę ochronną z folii i pozostawiamy na kilka minut. W tej technologicznej przerwie, naświetlona promieniami UV cienka warstwa soldermaski polimeruzuje, zyskując odporność na dzialanie łagodnej kąpieli wywołującej. Do wywołania wzoru soldermaski służy 1% roztwór Lekkiego Węglanu Sodu - Na2CO3 - tego samego jakiego używa się do wywołania maski trawieniowej (również nakładanej przez laminowanie). Do procesu wywoływanie nie jest konieczna duża siła ani ostre narzędzia wystarczy delikatne opłukiwanie płytki i "masowanie" padów lutowniczych. Po kilku chwilach, gdy z padów spłynie nieutrwalona warstwa folii otrzymujemy prawie gotową soldermaskę, pozostaje jedynie jej wypłukanie, wysuszenie i ostateczne utwardzenie. Proces utwardzania, w zależności od producenta, może zachodzić różnie. Czasem jest to jedynie wypalanie w temeraturze z okolic 120-170OC, niejednokrotnie producent wymaga, przed wypalaniem, dodatkowego naświetlania promieniami UV przez okres 30-60 minut.
Metoda wywodzi się z rozwiązań przemysłowych, gdzie na porządku dziennym stosuje się laminatory próżniowe. W domowych warunkach, gdzie laminatory próżniowe zostały wyparte przez zwykłe laminatory biurowe, istnieje spore prawdopodobieństwo, że pomiędzy laminatem a laminowana folią uwięzimy pechęrzyki powietrza. Zjawisko to jest tym bardziej prawdopodobne im gęstszą mamy sieć ścieżek i im większa jest grubość miedzi na laminacie szklanym. Pod względem elektrycznym i mechanicznym, metoda ta przerwyższa niemalże pod każdym względem, wymienione do tej pory metody.
Do jej stosowania zniechęca jedynie, bardzo wysoka cena. Najtańszy produkt tego typu, folia polimerowa DYNAMASK, to koszt 14 złotych za jeden arkusz A4 (przy zakupie 1 metra), natomiast za produkt pierwszej jakości, promowany logiem BUNGARD, to koszt 18 złotych za Arkusz A4 (o ile zakupi się całą 25 metrową rolkę). Finalna powłoka jest bardzo estetyczna, ma bardzo dobre własności izolacyjne oraz mechaniczne, lecz nie jest tak odporna na zarysowania jak "rasowe" soldermaski nakładane metodą sitodruku.
- łatwy sposób nanoszenia maski na powierzchnię PCB (laminowanie)
- standartowy sposób przenoszenia wzoru na emulsję (naświetlanie UV)
- łatwo dostępne materiały do wywoływania po naświetlaniu
- podczas nalaminowywania maski na powierzchnię PCB, istnieje spore prawdopodobieństwo uwięzienia pęcheżyków powietrza pomiędzy folią a laminatem
- dwustronne nanoszenie soldermaski z powierconymi otworami jest kłopotliwe
- wysoka cena
- podczas lutowania, soldermaska ma tendencje do odwarstwiania się od powierzchni miedzi
- gotowa powłoka jest stosunkowo miękka, i podatna na zadrapania
