솔더 마스크 LDI: 최신 PCB 생산에서 더 작은 브릿지 제거

PCB 제조의 급속한 세계에서 부품의 크기가 0.4mm로 줄어들고 흔적의 폭이 0.1mm 이하로 떨어지는 경우, 용접 마스크 적용에 있어서 가장 작은 결함이라도 재앙을 초래할 수 있습니다.인접한 패드 사이의 원치 않는 연결은 주요 죄수입니다., 단회로, 재작업 비용, 그리고 실패한 제품을 유발합니다. 사진 마스크와 수동 정렬에 의존하는 전통적인 용접 마스크 이미지 메소드, 오늘날의 고밀도 디자인과 함께 유지하기 위해 투쟁.용접 마스크를 위한 레이저 다이렉트 이미징 (LDI) 을 입력합니다. 더 엄격한 설계 규칙을 허용하면서 브리지 결함을 최대 70%까지 줄이는 정밀 기술입니다.

이 가이드는 용접 마스크 LDI가 어떻게 작동하는지, 작은 브릿지를 줄이는 데 미치는 전환적 영향과 5G, 의료 장치,항공 및 우주100개의 프로토타입이나 10만개의 유닛을 생산하든, 용접 마스크 적용에 있어서 LDI의 역할을 이해하는 것은 더 깨끗하고 더 신뢰할 수 있는 보드를 만드는 데 도움이 될 것입니다.

주요 내용
1용접 마스크 LDI는 레이저 정밀도를 사용하여 용접 마스크를 이미지화하여 전통적인 사진 마스크 방법으로 가능한 크기의 절반에 불과한 25μm의 특징 크기를 달성합니다.
2그것은 고밀도 PCB (0.4mm pitch BGA) 에서 용접 브릿지 결함을 50~70% 감소시켜 보드당 재작업 비용을 0.50~2.00 절감합니다.
3.LDI는 사진 마스크 정렬 오류를 제거하여 전통적인 방법과 비교하여 ±5μm에 ±25μm까지 등록 정확도를 향상시킵니다.
4이 기술은 HDI PCB, 플렉스 회로 및 5G mmWave 보드와 같은 고급 디자인을 지원합니다. 작은 브리지는 성능을 손상시킬 수 있습니다.

솔더 마스크 LDI 는 무엇입니까?
솔더 마스크 레이저 다이렉트 이미징 (LDI) 은 디지털 영상 처리 과정으로, 자외선 (UV) 레이저를 사용하여 PCB의 솔더 마스크 패턴을 정의합니다.물리적인 사진 마스크 (마스크 패턴을 가진 스텐실) 에 의존하는 전통적인 방법과 달리, LDI는 컴퓨터 제어 레이저를 사용하여 솔더 마스크 층에 직접 패턴을 기록합니다.

솔더 마스크 LDI 가 전통적인 방법과 어떻게 다른지

솔더 마스크 LDI 프로세스
1. 솔더 마스크 적용: PCB는 롤러 코팅 또는 커튼 코팅을 통해 액체 사진이 가능한 솔더 마스크 (LPSM) 로 코팅되어 균일한 두께 (10 ∼ 30μm) 를 보장합니다.
2조리: 가루 된 판은 용매를 제거하기 위해 열 (70 ~ 90 ° C 20 ~ 30 분 동안) 을 가리고 건조하고 접착이없는 필름을 남깁니다.
3레이저 이미징: PCB는 LDI 기계에 로드되며, UV 레이저 (일반적으로 355nm) 가 표면을 스캔합니다. 레이저는 유료 마스크를 선택적으로 노출합니다.남아있는 부위를 단단히하고 (패드 사이의 마스크 대) 노출되지 않은 부위를 남겨두고 (패드 개척) 나중에 제거합니다..
4개발: 판은 노출되지 않은 용접 마스크를 녹여 노출 된 마스크를 손상시키지 않고 구리 패드를 드러내는 개발 솔루션 (알칼리) 으로 스프레이됩니다.
5.후 경화: 보드는 용매 마스크를 완전히 경화시키기 위해 150~160°C에서 60~90 분 동안 구워 화학 및 열 저항성을 향상시킵니다.

왜 솔더 마스크 LDI 가 작은 다리를 줄이는가
용매 브리지 (solder bridge) 는 인접한 패드 사이에 녹은 용매가 흐르면서 원치 않는 연결을 생성하는 경우에 발생합니다. 고밀도 PCB (예를 들어, 0.4mm pitch BGA) 에서는 패드 사이의 25μm 간격조차도 브리지링으로 이어질 수 있습니다.솔더 마스크 LDI는 세 가지 주요 장점으로 이것을 방지합니다.:

1. 패드 사이에 더 단단한 마스크 대
마스크 덤은 인접한 패드를 분리하는 용접 마스크 스트립으로, 녹은 용접에 대한 물리적 장벽으로 작용합니다. LDI의 정밀도는 마스크 덤이 25μm까지 좁을 수 있습니다.전통적인 방법과 비교하여 50 ∼ 75μm이쪽:
패드 사이를 더 작고 일관성 있는 틈으로 만듭니다.
다시 흐르는 동안 패드 가장자리를 통해 용접이 퍼지는 것을 방지합니다.
예제: 0.4mm pitch BGA (pads 0.2mm wide, spaced 0.2mm apart) 에서, LDI는 25μm 마스크 덤브를 만들 수 있으며, 175μm의 패드가 브릿지 없이 신뢰할 수 있는 용접에 충분합니다.50μm 대역으로 제한됩니다., 노출 된 패드 영역을 150μm로 줄이고 약한 관절을 위험합니다.

2. 우수한 등록 정확성
등록은 용매 마스크가 하위 구리 패드와 얼마나 잘 정렬되는지 나타냅니다.
구리를 노출시켜라 (단기 위험 증가)
패드의 일부를 덮어 (약해지는 용접 관절).
LDI는 ±5μm의 레지스트레이션을 달성하여 PCB의 도구 구멍과 피투셜을 사용하여 라인업을 달성합니다.
영향: 10,000개의 고밀도 PCB를 대상으로 한 연구에 따르면, LDI는 전통적인 영상 촬영에 비해 등록 관련 브릿지를 62% 감소시켰다.

3. 청소기 패드 열기
전통적인 사진 마스크는 빛 분광으로 인해 ′′edge blur′′ (불명 마스크 가장자리) 를 앓고 불규칙한 패드 개척으로 이어질 수 있습니다. LDI의 집중 레이저 빔은 패드 개척에 날카롭고 깨끗한 가장자리를 만듭니다.보장:
펌프가 펌프 전체에 젖어 있습니다.
패드 가장자리에 잔류 마스크가 없습니다.
현미경 데이터: LDI 패드 오프닝은 0201 패시브 및 얇은 피치 BGA를 위해 중요한 광 마스크와 15 ∼ 20 μm에 비해 가장자리의 거칠기가 < 5μm입니다.

로더 마스크 LDI 의 추가 이점
다리를 줄이는 것 외에도 LDI는 전체 PCB 품질과 제조 효율성을 향상시킵니다.
1프로토타입 및 소량 대량 생산에 더 빠른 처리
전통적인 사진 마스크 영상 촬영은 물리적 마스크를 생산하고 PCB에 맞추는 것을 요구합니다. LDI는 사진 마스크 비용과 설치 시간을 제거합니다.프로토타입 제작 기간을 1~2일 줄이는 것소량 (10~100판) 의 경우 전체 생산 시간을 30% 줄입니다.

2설계 반복에 대한 유연성
제품 개발에서는 디자인 변경이 일반적입니다. LDI에서는 용접 마스크 패턴을 업데이트하는 데 며칠이 걸리지 않고 몇 분 (디지털 파일 편집을 통해) 소요됩니다.이것은 소비자 전자제품과 같은 산업에 귀중합니다.시장에 출시되는 시간이 매우 중요합니다.

3복잡한 디자인 지원
LDI는 비전통적인 PCB 모양과 고급 구조로 우수합니다.
플렉스 PCB: 레이저 영상은 딱딱한 사진 마스크보다 곡선 표면에 더 잘 적응하여 접이 가능한 전화 힌지의 마스크 결함을 줄입니다.
HDI PCB: 마이크로 비아 (50 ∼ 100μm) 와 쌓인 비아를 지원하여 작은 특징을 둘러싼 마스크 커버링을 보장합니다.
불규칙한 모양: 사진 마스크는 비싼 사용자 정의 도구가 필요할 때 원형 또는 사용자 정의 모양의 PCB (예: 센서 하우스) 에 쉽게 이미지 용접 마스크를 만듭니다.

4용접 마스크 내구성 향상
LDI의 정밀한 노출 조절은 용접 마스크의 균일한 완화를 보장하고 다음과 같은 저항성을 향상시킵니다.
화학물질 (흐름, 청소 용매)
열순환 (-40°C ~ 125°C)
기계적 마찰 (모집 중에)
테스트: LDI 이미지화 용접 마스크는 광 마스크 이미지화 마스크의 700 주기와 비교하여 균열없이 1,000 + 열 주기를 생존합니다.

실제 세계 에 미치는 영향: 사례 연구
15G 기지국 PCB
주요 통신 제조업체는 5G mmWave PCB (28GHz) 를 위해 용접 마스크 LDI로 전환했습니다. 0.4mm pitch BGA와 0.1mm 흔적을 가지고 있습니다. 결과:
용접대교는 1판당 12개에서 3개로 줄었습니다.
재작업 비용은 단위당 1.80 (년당 100,000 단위 = 180,000 절감) 로 감소합니다.
신호 무결성 향상: 단단한 마스크 덤비는 고주파 경로에서 EMI를 15% 감소 시켰습니다.

2의료기기 PCB
한 의료 장비 제조업체 는 비생성 하고 신뢰할 수 있는 연결 을 필요로 하는 휴대용 초음파 기계 의 PCB 를 위해 LDI 를 사용 합니다. 이점:
5,000개 이상의 단위에서 교량 결함이 없습니다 (전통 영상 촬영에서 8% 감소했습니다).
ISO 13485: LDI의 추적성 (레이저 매개 변수의 디지털 로그)
크기가 작다: 더 단단한 마스크 덤비는 10% 더 작은 PCB를 허용하여 장치를 더 휴대 할 수있게 만들었습니다.

3자동차 ADAS PCB
자동차 공급 업체는 가혹한 하우드 환경에서 작동하는 ADAS 시스템에서 레이더 PCB에 대한 LDI를 채택했습니다. 결과:
0.5mm 피치 커넥터의 브릿지는 70% 감소했습니다.
용매 마스크 접착력이 향상되었으며, 소금 스프레이 테스트 (ASTM B117) 2,000 시간 동안 견딜 수 있습니다.
보증 요건을 줄여주었습니다. 유닛의 98%가 5년 현장 테스트를 통과했고, 사진 마스크 영상 촬영의 92%에서 증가했습니다.

용접 마스크 LDI의 한계 및 이를 완화하는 방법
LDI는 상당한 이점을 제공하지만, 도전도 없습니다:
1더 높은 장비 비용
LDI 기계의 비용은 (300,000 ₹) 1 백만, (50,000 ₹) 150,000 전통적인 사진 마스크 노출 시스템. 이것은 작은 제조업체에 장애물이 될 수 있습니다.
감축: 소량 생산자들에겐 LDI 서비스를 제공하는 계약 제조업체 (CM) 와 파트너십을 맺는 것은 초기 자본 비용을 피합니다.

2. 큰 대량에 대한 느린 처리량
LDI 기계는 2~5 분의 회전 시간으로 한 번에 하나의 보드를 이미지화한다. 큰 팩 (10,000개 이상) 에 대해서는 사진 마스크 이미지화 (시간에 여러 보드를 노출시키는) 이 더 빠를 수 있다.
완화: 멀티 헤드 레이저를 가진 고급 LDI 시스템은 시당 20~30 개의 보드를 이미지화 할 수 있으며, 중간 크기의 대량에 대한 격차를 좁힌다.

3표면 불규칙에 민감함
LDI 레이저는 PCB 표면이 매우 불균형 (예를 들어, 두꺼운 구리 기능 또는 내장 된 부품) 으로 어려움을 겪으며 일관성 없는 노출로 이어집니다.
완화: 경색 (> 50μm) 을 위한 사전 검사 보드와 자동 초점 (면적 변동에 대한 조정) 을 갖춘 LDI 기계를 사용하면 이 위험을 최소화 할 수 있다.

용접 마스크 LDI를 구현하는 최선의 방법
LDI 의 이점 을 극대화 하기 위해 다음 지침 을 따르십시오.
1. 솔더 마스크 설계 규칙을 최적화
제조사와 함께 LDI 친화적인 설계 규칙을 설정합니다.
a. 마스크의 최소 차단장치: 25μm (사진 마스크의 경우 50μm 대비).
b. 최소 패드 개방: 50μm (완전 소금 덮개를 보장한다).
c. 커버링 문제를 피하기 위해 마스크를 흔적 가장자리에서 5~10μm 떨어져 보관하십시오.

2. 솔더 마스크 두께를 확인
LDI 노출은 일관된 용매 마스크 두께 (10 ∼ 30μm) 에 달려 있습니다. 너무 두꺼면 레이저가 마스크를 완전히 치료하지 않을 수 있습니다. 너무 얇으면 개발 중에 마스크가 부진 할 수 있습니다.
동작: ±3μm의 두께 허용도를 지정하고 적용 후 측정을 요청합니다.

3. 고품질의 용접 마스크 재료를 사용
모든 용접 마스크가 LDI 호환이 아닙니다. 선명한 영상 및 좋은 접착을 보장하기 위해 자외선 레이저 노출 (예를 들어, 듀폰 PM-3300, Taiyo PSR-4000 시리즈) 를 위해 수립 된 LPSM를 선택하십시오.

4. 영상 검사 후 검사를 실행
a. 자동 광학 검사 (AOI) 를 이용하여 다음을 확인한다.
b.부단 (패드 주변에서 마스크를 과도하게 제거)
c. 오버컷 (마스크가 패드에 남아있다)
대장 파열 (패드 사이의 마스크 대장에서의 격차)
임계점: 브릿지 없는 조립을 보장하기 위해 평방인치 당 <0.1개의 결함을 목표로 한다.

자주 묻는 질문
Q: LDI는 용접 마스크와 저항 영상 (조각 발각) 모두에 사용할 수 있습니까?
A: 네, 많은 LDI 기계는 용접 마스크와 광 저항 영상을 처리하는 이중 용도입니다. 이것은 생산을 효율화하고 층 간 일관성 있는 등록을 보장합니다.

Q: LDI는 납 없는 용접 과정에 적합합니까?
A: 절대적으로. LDI 이미징 용접 마스크는 균일한 완화 덕분에 전통적인 마스크보다 납 없는 재공류의 더 높은 온도 (250~260°C) 를 더 잘 견딜 수 있습니다.

질문: LDI는 컬러 용접 마스크 (예를 들어, 빨간색, 파란색) 를 어떻게 처리합니까?
A: 대부분의 컬러 용매 마스크는 LDI와 호환되지만, 어두운 색 (검은) 은 더 긴 노출 시간이 필요할 수 있습니다.

Q: LDI가 처리할 수 있는 최소 PCB 크기는 무엇입니까?
A: LDI 기계는 작은 PCB (예를 들어, 웨어러블 기기 10mm × 10mm) 와 큰 패널 (예를 들어, 600mm × 600mm 대용량 생산) 을 이미지화 할 수 있으며, 모든 크기에 다재다능합니다.

Q: LDI는 각 보드에 대한 비용을 증가합니까?
A: 프로토타입 및 작은 팩의 경우 LDI는 종종 비용을 줄입니다. 큰 팩 (> 10,000 유닛) 의 경우, 팩의 이미지는 더 저렴할 수 있습니다.그러나 LDI의 낮은 결함 비율은 종종 차이를 보완합니다..

결론
용접 마스크 LDI는 현대 PCB 생산의 게임 변경자로 등장했습니다. 작은 다리와 엄격한 설계 규칙이 전례 없는 정밀도를 요구합니다.LDI는 다리 결함을 50~70% 감소시킵니다., 재작업 비용을 절감하고 이전에는 제조 불가능했던 디자인을 가능하게 합니다.

LDI는 더 많은 초기 투자가 필요하지만, 그것의 이점은 더 빠른 회수, 더 나은 품질, 복잡한 설계에 대한 지원은 5G, 의료기기,그리고 자동차PCB가 계속 축소되고 성능 요구 사항이 증가함에 따라 용접 마스크 LDI는 가장 작은 세부 사항이 가장 큰 혁신을 손상시키지 않도록 보장하는 중요한 기술로 남아있을 것입니다.

엔지니어와 제조업체의 경우, LDI를 채택하는 것은 단순히 브릿지를 줄이는 것이 아니라 고밀도 PCB 설계의 잠재력을 최대한 발휘하는 것입니다.