Desain Solder Mask: Tips Teruji untuk Keandalan dan Performa PCB

Apa itu Solder Mask?

Solder mask, juga disebut solder resist atau solder-stop mask/coating, adalah lapis tipis yang menutupi kawat tembaga tanpa kebutuhan solder pada papan sirkuit cetak (PCB) di kedua sisi atas dan bawah untuk membantu memastikan keandalan dan performa PCB yang tinggi. Resin biasanya dipilih sebagai bahan utama solder mask karena bekerja dengan baik dalam hal resistensi kelembaban, insulasi, resistensi solder dan resistensi suhu tinggi ditambah estetika.

Dipercaya bahwa sebagian besar PCB dianggap berwarna hijau yang sebenarnya adalah warna green oil solder mask. Namun, solder mask dapat ditampilkan dalam berbagai warna termasuk hijau, putih, biru, hitam, merah, kuning dll. Warna berbeda diterapkan berdasarkan permintaan yang berbeda. Contohnya, beberapa R&D cenderung memilih solder mask merah untuk prototipe dalam tahap NPI (New Production Introduction) agar dapat dibedakan dari papan yang diproduksi massal. Solder mask hitam dipilih hanya untuk kompatibel dengan warna enclosure produk akhir ketika papan tersebut perlu terpapar sebagian atau sepenuhnya.

Bahkan dua sisi dari papan yang sama mungkin mengandung solder mask dengan warna yang berbeda. Ambil papan Arduino Uno sebagai contoh:

Fungsi Solder Mask

Solder mask semakin populer dan signifikan untuk papan sirkuit seiring dengan meningkatnya kepadatan papan dan SMT (Surface Mount Technology) mulai menjadi pilihan utama karena permintaan pasar terhadap volume dan efisiensi.

Seperti yang namanya menunjukkan, solder mask bertujuan untuk mencegah jembatan solder terjadi pada area yang tertutup. Reflow soldering memainkan peran kunci dalam assembly SMT karena membuat komponen elektronik dipasang sepenuhnya dan akurat pada papan sirkuit melalui pasta solder. Jika solder mask tidak diterapkan, kawat tembaga cenderung terhubung dengan pasta solder yang akan kemungkinan menyebabkan short circuit. Akibatnya, keandalan dan performa PCB yang diassemble akan terpengaruhi.

Selain tanggung jawab utamanya, solder mask juga mampu mencegah kawat tembaga dari oksidasi, korosi dan kotoran.

Proses Manufaktur Solder Mask

Beberapa orang berpikir bahwa pembuatan solder mask bukan merupakan teknologi terdepan dan banyak insinyur mampu DIY di rumah. Tidak pernah terlambat untuk sadar bahwa itu adalah mitos yang sama sekali tidak benar. Solder mask DIY hanya bekerja untuk papan dengan desain sederhana dan sedikit sulit untuk memastikan keandalan produk kecuali diterapkan secara formal dalam proyek akhir.

Saat berbicara tentang pembuat PCB profesional, pembuatan solder mask tidak pernah mudah. Salah satu, regulasi ketat seperti ISO9001, UL atau RoHS dll harus dipatuhi. Di sisi lain, pembuatan solder mask terdiri dari beberapa tahap masing-masing memerlukan akurasi tinggi yang berasal dari teknologi matang, pengalaman manufaktur yang kaya dan peralatan terkini.

Prosedur biasa pembuatan solder mask berlangsung sesuai dengan gambaran dalam gambar di bawah ini.

Step 1: Board Cleaning. Langkah ini bertujuan untuk membersihkan permukaan papan sehingga noda atau kotoran dapat dihilangkan dengan permukaan tetap kering.

Step 2: Solder Mask Ink Coating. Papan yang bersih kemudian dimuat ke dalam vertical coater untuk solder mask ink coating. Ketebalan coating ditentukan oleh elemen seperti permintaan keandalan papan sirkuit, bidang yang dilayani PCB dan ketebalan papan. Yang lebih buruk, permukaan papan tidak sehalus yang dibayangkan. Ketebalan solder mask ink berbeda ketika berada di bagian yang berbeda dari papan seperti pada kabel, pada substrat atau pada foil tembaga. Produsen PCB berpengalaman biasanya menetapkan ketebalan coating spesifik karena pertimbangan kemampuan peralatan dan pengalaman manufaktur mereka.

Step 3: Pre-hardening. Jauh dari total hardening, pre-hardening bertujuan untuk membuat coating relatif padat pada papan sehingga coating yang tidak diinginkan dapat dengan mudah dihilangkan dari papan pada tahap developing.

Step 4: Imaging and Hardening. Pada tahap ini, film transparan dengan beberapa gambar sirkuit dipasang pada papan dan kemudian melalui UV exposure. Proses ini membuat solder mask yang ditutupi oleh bagian transparan film menjadi hard sementara bagian film yang ditutupi oleh gambar sirkuit maintained pre-hardening. Akibatnya, perataan yang benar harus dipastikan saat hardening dilakukan untuk mencegah paparan foil tembaga yang tidak ditetapkan dari menghasilkan short circuit atau lebih lanjut mempengaruhi performa akhir papan sirkuit.

Step 5: Developing. Setelah itu, PCB kemudian dimasukkan ke dalam developer untuk membersihkan solder mask yang tidak diinginkan sehingga foil tembaga yang ditetapkan dapat dengan benar terpapar.

Step 6: Final Hardening and Cleaning. Implement final hardening untuk membuat solder mask ink yang tersedia sepenuhnya terpasang pada permukaan PCB. Kemudian, papan yang ditutupi solder mask harus dibersihkan sebelum pemrosesan lebih lanjut seperti surface finish, assembly dll.

Desain Tips Solder Mask

Sebenarnya, solder mask adalah opsional terlepas dari jenis perangkat lunak desain PCB yang Anda pilih. Solder mask dapat dengan mudah dirancang melalui pengisian beberapa parameter. Beberapa perangkat lunak bahkan dapat memberikan automated solder mask.

Sebelum desain nyata, sangat perlu untuk menghubungi produsen PCB yang dihubungi untuk sadar dengan benar tentang kemampuan mereka dalam hal ketebalan solder mask dan jarak minimum antara pad tembaga yang tidak satu satunya obat ampuh untuk setiap papan.

Papan sirkuit akan gagal karena masalah konyol mengenai solder mask seperti opening yang tidak cukup, opening berlebih, ketidakcocokan antara jumlah opening dan jumlah pad tembaga pada plane sirkuit. Masalah tersebut mungkin berasal dari ketidakhati-hatian atau modifikasi berkas desain tetapi memakan banyak waktu untuk konfirmasi. Dan beberapa bahkan memicu bencana. Oleh karena itu, berkas desain Anda sangat layak untuk diperiksa dengan hati-hati.

Hubungi PCBCart untuk Dapatkan Saran Desain Solder Mask PCB Anda

Sebagai penyedia layanan manufaktur PCB yang melayani industri elektronik selama lebih dari 10 tahun, PCBCart telah kaya pengalaman dalam menawarkan saran warna dan desain solder mask. Hubungi kami di sini untuk saran desain PCB. Sudah punya desain jadi untuk prototipe atau produksi? Anda dapat klik tombol di bawah untuk mendapatkan instant PCB quote!

Sumber Manfaat
• Efek Solder Mask-Plugged Vias yang Buruk terhadap Via Copper PCB dan Solusi
• Pengaruh Uniformitas Ketebalan Soldermask oleh Silkscreen Printing Nail-Bed Design
• Langkah Efektif untuk Meningkatkan Teknologi Manufaktur Solder Mask Plugged Via
• Persyaratan Desain Solder Mask untuk PCB SMT
• Layanan Fabrikasi PCB Fitur Penuh
• Layanan Assembly PCB Turnkey Lanjutan