PCB およびソリューションのビア銅に対するはんだマスクで差し込まれた不適切なビアの影響

はんだマスクで差し込まれた PCB (プリント回路基板) のビアと銅のビアの間に直接的な相関関係はないようです。ただし、はんだマスクの差し込みが不適切な場合、PCB に破壊的な結果をもたらす可能性があります。型紙印刷の特殊技術の一種として、SMT（表面実装技術）の応用と絶え間ない進歩とともに、PCB製造用のはんだマスクプラグ技術が発展しています。ビア プラギングには次の特徴があります。
• PCB ボード上のすべてのビアの中で、コンポーネント プラグ ビア、熱放散ビア、およびテスト ビアを除いて、大部分は露出する必要がありません。はんだマスクのプラグは、回路の短絡につながる可能性があるため、コンポーネントの組み立て後の段階でビアを通してコンポーネント側にフラックスまたははんだペーストが露出するのを防ぎます。さらに、はんだマスクプラグ技術の適用により、はんだペーストを節約できます。
• はんだマスクプラグビアは、SMT で要求される要件に対応しており、IC (集積回路) などのコンポーネントの表面に接着剤が付着するのを防ぎます。
• ソルダー マスク プラギング技術により、BGA コンポーネントと回路基板の間の狭いスペースにフラックス、化学薬品、または湿気が侵入するのを防ぎ、クリーニングの難しさによる信頼性リスクを軽減します。
• 場合によっては、自動化された組立ラインの要求を満たすには、輸送または検査のために PCB を吸着するために真空を活用する必要があります。したがって、保持が緩む原因となる可能性のある真空漏れを防ぐために、ビアをはんだマスクで塞ぐ必要があります。

はんだマスクの詰まりの原因

はんだマスクの差し込みがうまくいかない原因の 1 つは、はんだマスクの差し込みが不完全または不十分であることです。

不完全または不十分なソルダー マスク プラギングとは、ビアの上部にはソルダー レジスト オイルがなく、下部にはソルダー レジスト オイルが少ししか残っていない状況を指します。

不完全または不十分なソルダー マスク プラギングのもう 1 つの例は、ビアの左側にソルダー マスクがあり、いわゆるエア ホールがビアの右側のビア開口部から穴の壁に沿って下方に広がっていることを示します。その後、断面が生成されたビアの中央部に近づくと、ビア壁の左側に向かって拡張します。ビア銅は、断面とビア壁銅との交差点でほとんど壊れます。

ビア銅の破損または薄さの原因

はんだマスクのプラギングが不完全または不十分になると、後の PCB 製造プロセスでマイクロ エッチング液または酸溶液がビアに流れ込む可能性があります。ビアは通常、直径が 0.35mm 未満の小さいものです。はんだマスクのプラギングが発生すると、ビア開口部にテンティングするためのはんだマスク オイルがまったくまたはほとんど残りませんが、ビアの中央またはビアの下部にはんだマスクがあり、ビア内のソリューションが通過する方法がありません。解決策はソルダー マスクとビア壁の交点にのみ隠され、除去することはできず、最終的にビア銅の破損または薄さの原因となります。

不適切なはんだマスク プラギングによるビア銅の破損または薄さによる損傷

を。ビアの内側で銅が非常に薄くなると、抵抗はミリオームレベルに達します。不良品が露呈しないように、2 線式測定法を適用したテストを行っていません。

電気的テストで銅の薄さの問題が明らかにならない場合、はんだ付けを含む PCBA (プリント回路基板アセンブリ) 段階での高温動作と Z 軸の膨張により、薄い銅が剥がれます。その結果、電子製品は機能の実装が不十分になったり、お客様が長期間使用していると機能が不安定になったりする可能性があります。完全に断線しない薄いビア銅になると、AOI、AXI、外観検査などの通常の検査方法ではわかりません。発見されると、同じ生産バッチに属するすべての製品をスクラップする必要があり、大きな損失が発生します。

b.ビア銅の破損または円形の破損に関する限り、PCB メーカーは電気的テストを通じてそれを見つけることができます。とはいえ、マイクロエッチング液による銅のエッチングは、お客様の段階に至るまでは発生しない長いプロセスであるという課題があります。電気製品の不安定な動作状態を感じるだけのお客様だけがビア銅切れを発見できるということです。たとえば、顧客が電子製品にブラック スクリーンやスタックが発生しているのを見つけた場合、それは銅の破損によるものである可能性があります。

解決策

を。工学設計の観点から

PCB 製造工場のエンジニアリング部門が顧客から PCB 設計ファイルを受け取った後、プラギング ビアの開口部とその要件に注目する必要があります。一般的に、プラギング ビアの開口部は 0.35 mm 未満である必要があり、開口部が大きすぎるとプラグが不完全または不十分になりやすくなるため、大きすぎないようにする必要があります。顧客はプラグ ビアに関する要件を提案しますが、通常、プラグ ビアの完全性に関する特定の規制は設定しません。 IPC の規則に従って、フルネスによるプラグも特に定義されていません。幅広い PCB メーカーによって設定された要件と、私の長年のエンジニアリング経験に基づいて、75% 以上の充填率を特徴とするビアのプラグが最適であると考えています。

b.ソルダーマスクプラグ技術向上の観点から

これまで、PCB 業界は次のようなソルダーマスク プラグの技術をマスターしています。
技術#1 ビア プラグ → ソルダー マスク印刷 (アルミ シートがビア プラグに関与し、排気プレートが使用されます)
テクノロジー#2ビアプラギングは、ソルダーレジストオイル印刷と同時に発生します。
技術#3 樹脂プラギング → ソルダーレジスト印刷
技術#4 表面仕上げ → ビアプラギング

ビアプラギングの充填性に関する限り、第 1 および第 3 のビアプラギング技術の適用が提案されています。これは、両方の方法が高い充填性に寄与するためです。しかし、アルミ板や排気プレートが必要なため、製造工程が煩雑です。さらに、同期印刷には 2 台以上のプリンターが必要であり、基板の焼き付けに時間がかかります。

Technology#2は製造効率が高いのが特徴ですが、充実度でコントロールするのはかなり難しいです。このタイプの技術は推奨されません。これは、この記事の前の部分で説明したように、ビアの充填率が低いと薄いビア銅またはビア銅の破損が発生するためです。

技術 4 は通常適用されないため、この記事の後半では説明しません。

c.電気的テストで公開されたオープニングの問題を介して

ビア開口部検査は、ビアの薄い銅または銅の破損が発生した状態で、不完全または不十分なビアプラグが発生していないかどうかを示します。

前述のように、電気的テストでは、銅を介して薄くすることはほとんどできませんが、円形の銅の破損の問題を調査することはできます。電気的テスト中に開いたビアが調査された場合、それが銅の無電解メッキ、メッキ、または不適切に実行されたはんだマスクによるプラグの結果であるかどうかを検証するために適用できます。問題の原因を調査した後、対応する対策を一覧表示できます。

d.ソルダーマスクやレジンの品質の観点から

新しいビアプラグソルダーマスクオイルとビアプラグ樹脂の品質を保証するために、技術テストを実施する必要があります。次に、それらを使用して小さなバッチ テストに参加し、その性能と品質をさらに検証する必要があります。この記事の前の部分で説明したように、ビア プラギング ソルダー マスクまたはビア プラギング レジンの品質が低いと、エア ホールなどの問題が発生します。マイクロエッチング溶液が空気穴に入ると、ビア銅は薄いビア銅またはビア銅の破損でゆっくりとエッチングされます。その品質は、低コストによって妥協することはできません。

はんだマスクの塗布は、PCB 製造において重要な役割を果たします。ビア プラグの充満は、製品の外観に関係し、不完全または不十分なビア プラグによるビア銅の品質問題と相関するため、非常に重要です。その結果、実際の管理には特別な注意を払う必要があります。具体的には、規制された手順に従う必要があります。製造管理を洗練する必要があります。ビアプラギングの完全性が完全に保証されるように、検査基準を明確にする必要があります。

役立つリソース
• ソルダー マスクとその設計のヒント
• SMT PCB の設計要件:パッド トレース接続、スルーホール、テスト ポイント、ソルダー マスク、シルクスクリーンの設定
• ソルダー マスクへの影響シルクスクリーン印刷のネイルベッド設計による厚さの均一性
• 製造技術によるはんだマスクプラグの有効な改善策