PCBA技術 - はんだマスク定義パッド

半田マスク定義パッド（SMD）は、シールド銅箔ではなく、銅箔に半田パッドをコーティングすることによって形成されます。半田マスクの開口は、銅製パッドの開口よりも小さい。耐パッドは細ピッチ素子に適しており、通常BGAと組み合わせて使用されています。

はんだマスク定義パッド（SMD）と非はんだマスク定義パッド（NSMD）の違い

半田マスク定義パッドと非半田マスク限定パッドとは、銅箔半田パッドまたは回路基板上に見られる半田パッドの露出パッドレイアウト設計を指す。

はんだマスク定義パッドと非はんだマスク限定パッドは、PCB設計におけるはんだパッドの露出の2つの方法であり、これは電子部品のはんだスポットやはんだボールの小型化の業界傾向に現れている。この設計方法は、小型化デバイス、特に小型化BGAデバイスの溶接品質を確保するために特に重要である。

1.定義

1）半田マスク定義パッド

はんだマスク定義パッド設計は、大面積銅箔を緑色油で被覆し、その後、緑色塗料の開口部に銅箔（緑色塗料で被覆されていない）を暴露してパッドを形成する設計である。

半田マスクは半田パッドを定義し、抵抗層の開口は金属半田パッドの半田付けプロセスの開口より小さく、これは半田付けまたは半田付けプロセス中に半田板が脱落する可能性を低減する。しかし、この方法の欠点は、スポット接続に使用できる銅の表面積を減少させ、隣接するパッド間の空間を減少させることであり、パッド間のワイヤの厚さを制限し、スルーホールの使用に影響を与える可能性がある

2）非はんだマスク定義パッド

非はんだマスクで定義されたパッドは、銅箔をはんだマスクの開口部よりも小さく設計し、設計されたはんだパッドのサイズは銅箔のサイズに依存する。

非はんだマスク定義のパッド溶接プロセスでは、抵抗層の開口は溶接板の開口より大きく、溶接点の接続により大きな表面積を提供する。

また、パッド間の隙間がより大きくなり、より広い線幅とより大きな貫通孔の柔軟性が可能になります。しかし、非はんだマスクパッドは、はんだ付けと取り外しの過程でより脱落しやすい。しかし、非はんだマスクで定義されたパッドは、はんだシールガスケットに適している、より良いはんだ付け性能を維持しています。

2.特徴

はんだマスク定義パッドと非はんだマスク限定パッド設計にはそれぞれ長所と短所があり、パッドとPCB間の溶接強度と結合強度にもそれぞれ特徴がある

1）SMDパッドの実際の銅箔寸法はNSMDの銅箔寸法より相対的に大きく、パッド周囲もソルダーレジスト油で覆われている。そのため、パッドとFR 4との結合強度は比較的良好である。メンテナンスや再加工の過程では、加熱を繰り返すため、パッドが脱落しにくい。

2）NSMDのパッドは独立した銅箔で作られている。溶接中には、銅箔の正面だけでなく、銅箔の周囲の垂直側面にも錫を収容することができる。対照的に、NSMDは比較的大きなスズの喫食面積を有するため、溶接強度は比較的に良い。

NSMDにおける銅箔の実際の面積は比較的小さく、レイアウトエンジニアはパッドサイズが比較的小さいため、BGAパッド間をトレースが容易に通過できることを発見した。

Soldermaskパッド設計原則の定義

1.スペーサー寸法

スペーサの設計は、その片面が最小で0.25 mm以上、全体のスペーサの最大直径がデバイスの孔径の3倍以下であることを確保しなければならない。この原則の目的は、ほとんどの場合、溶接可能性と強度が良好であることを保証することです。

2.Soldermask開口部

はんだマスク開口部の設計は、緑のはんだマスクによってパッド領域が覆われないようにしなければならない。これは、PCB回路を溶接中に酸化や短絡の影響から保護するためである。また、プロセス公差によるソルダーレジスト膜がパッドに作用することを回避するために、通常はパッドよりも大きなソルダーレジスト開口面積を設計し、通常は0.1 mm（4 mil）拡張することを提案している。

3.スペーサ間隔

パッドを設計する際には、2つのパッドエッジ間の距離が0.4 mmよりも大きいことを確認することをお勧めします。この原則は、短絡や溶接材料の流れの問題を回避するのに役立ち、特に高密度レイアウトではより重要です。

4.外形寸法

パッドは一般的に円形、四角形、楕円形の設計であり、受動素子パッドの形状は異なる部品の需要を満たすために明確に設計されなければならない。合理的な形状設計は溶接とレイアウトの安定性に有利である。

5.ソルダーレジスト層の作用

ソルダーレジスト層の役割は錫の溶接を防止することであるため、設計はソルダーレジスト層がパッド外部の領域を正確にカバーできることを確保し、パッドに直接影響を与えないようにしなければならない。これにより、機械的または熱応力によるプレートからのパッドの脱落リスクが低減される。

6.スペーサ均一性

パッドの均一性を確保することも、パッドを設計する際の重要な原則である。これは、すべてのパッドが製造中の変化を防ぐために統一された基準に従って設計する必要があり、全体の半田品質に影響を与える可能性があることを意味します。

はんだマスクで定義されたパッドタイプでは、はんだマスクは金属ボールパッドよりも小さい。非はんだマスクで定義されたパッドタイプでは、はんだマスクは金属ボールパッドよりも大きい。はんだマスクで定義されたパッドタイプを選択して、表面実装組立時に発生する可能性のある問題を最小限に抑えます。

正しいPCBパッド設計は、コンポーネントを回路基板に効率的に溶接するために重要です。ベアパッドアセンブリには、2つの一般的な溶接方法があります。半田マスク定義半田パッドと非半田マスク限定半田パッドは、それぞれの方法に特徴と利点があります。