برای محافظت موقت از قطعاتی نظیر برد مدارچاپی (PCB)، حفره‌های دارای روکش فلزی، کنتاکت‌ها، پین‌ها، پایه‌ها، ترمینال‌ها و طلاکاری‌ها در طول فرایند ساخت، از مواد ماسک موقت استفاده می‌شود. این مواد به‌عنوان‌مثال می‌توانند در برابر دمای بالا و لحیم مذاب تا ۲۶۸ درجه سلسیوس، محافظت کوتاه‌مدت فراهم کنند. ماسک‌های لحیم‌کاری قابل‌اعتماد، غیرقابل‌اشتعال بوده، آلودگی ایجاد نمی‌کنند و هیچ‌گونه باقیمانده یونی یا خورنده به‌جا نمی‌گذارند.
کاربردهای رایج ماسک موقت
ماسک‌گذاری سوراخ‌های عبوری (Thru-Hole) باز در فرایند لحیم‌کاری موجی
بردهای مدارچاپی (PCB) اغلب به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که در مدل‌های مختلف محصولات قابل‌استفاده باشند؛ بنابراین ممکن است برخی قسمت‌ها باید با قطعات مونتاژ شده و برخی دیگر بدون قطعه باقی بمانند. برای اطمینان از باز ماندن این سوراخ‌ها (و جلوگیری از لحیم‌شدن آن‌ها در فرایند لحیم‌کاری موجی)، ماسک بر روی نواحی باز اعمال می‌شود. فرایند لحیم‌کاری موجی تفاوتی بین نواحی مختلف قائل نمی‌شود و هر بخشی که فلزی و حاوی فلاکس باشد را لحیم می‌کند. بااین‌حال، لحیم به ماسک نمی‌چسبد؛ بنابراین ناحیه زیرین ماسک از تأثیر لحیم‌کاری مصون خواهد ماند.
پوشش نواحی تماس یا اجزای حساس به حلال
زمانی که پوشش‌های هم‌فرمی بر روی یک برد مدار چاپی اعمال می‌شود، مهم است که از نواحی تماس پرهیز شود. پوشش‌ها معمولاً عایق هستند و بنابراین عملکرد نواحی تماس، کلیدها و هر چیزی که به تماس فلز به فلز وابسته است را مختل می‌کنند. همچنین ممکن است نیاز باشد که اجزای حساس به حلال یا آن‌هایی که دارای عناصر متحرک هستند، ماسک‌گذاری شوند. این امر در سیستم‌های پاشش انتخابی کمتر ضروری است، اما اگر پوشش از قوطی اسپری، یا از طریق اسپری دستی یا فرایند غوطه‌وری اعمال شود، معمولاً نیاز به ماسک‌گذاری وجود دارد.
کاهش لرزش در اجزای با فاصله کم
اجزای تکنولوژی نصب سطحی (SMT) و آرایه شبکه توپکی (BGA) معمولاً دارای مناطق فاصله بسیار کمی هستند که فاصله بین جزء و سطح برد را تشکیل می‌دهد. حتی زمانی که پوشش همگن با استفاده از سیستم اسپری انتخابی اعمال می‌شود، خطر کشیده‌شدن مواد به زیر جزء از طریق عمل مویینگی وجود دارد. برای برخی طراحی‌ها، این موضوع می‌تواند مشکل‌ساز باشد و یکی از راه‌حل‌ها این است که اطراف جزء را با نوار پوشش‌دهنده بپوشانیم تا یک سد ایجاد کنیم.
چسب موقت برای لحیم‌کاری PCBهای SMT دوطرفه
چالش قابل‌توجهی در مونتاژ بردهای مدارچاپی SMT دوطرفه، نحوه لحیم‌کاری اجزا در سمت پایینی برد است. عبوردادن سمت بالای برد از کوره ریفلاو مشکلی ندارد، زیرا نیروی جاذبه به نگه‌داشتن اجزا در مکان خود هنگام ذوب و سپس جامد شدن لحیم کمک می‌کند. اما وقتی برد برای عبور از سمت پایین برعکس می‌شود، شما به کشش سطحی لحیم برای نگه‌داشتن اجزا در جای خود متکی هستید. هرچند این روش برای اجزای کوچک ممکن است کار کند، اما برای اجزای بزرگ‌تر و گوشه‌های BGA ممکن است نیاز به استفاده از نوار پوشش‌دهنده به‌عنوان چسب داشته باشید.
حفاظت از قطعات حساس به دما در فرآیند ریفلو
به دلیل اینکه ماسک لاتکس عایق حرارتی است، مهندسان خلاق از آن برای حفاظت از قطعات حساس به حرارت در فرایند ریفلو استفاده می‌کنند. بااین‌حال، ازآنجاکه این کاربرد فراتر از هدف اصلی ماسک موقت لحیم است، تولیدکنندگان ماسک لحیم احتمالاً کمکی به تأیید صلاحیت محصول برای این کاربرد نخواهند کرد.
پوشش‌گذاری نواحی در فرایند رنگ‌آمیزی، پوشش پودری یا آبکاری
با درنظرگرفتن ماسک لحیم موقت به‌عنوان یک پوشش مایع موقت، می‌توان کاربردهای متنوعی را در فرایندهای مختلف صنعتی تصور کرد. بااین‌حال، به دلیل خارج بودن این کاربرد از هدف اصلی محصول، لازم است آزمایش‌ها و ارزیابی‌های لازم برای اطمینان از عملکرد و ایمنی آن انجام شود.
انواع ماسک‌های لحیم
ماسک‌های لحیم انواع مختلفی دارند که برای فرایندهای تولید متفاوت با الزامات گوناگون استفاده می‌شوند و می‌توانید باتوجه‌به مزایا و معایب هر نوع ماده ماسک، نوع مناسب را با هزینه معقول انتخاب کنید.
ماسک‌های لحیم را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:
- نوارچسب ماسکینگ: نوارچسب ماسکینگ نوعی نوارچسب حساس به فشار است که معمولاً از کاغذ یا فیلم پلاستیکی نازک با پوشش چسبنده تشکیل شده است. این نوارها در عرض‌ها و چسبندگی‌های مختلفی تولید می‌شوند تا برای کاربردهای متنوعی مناسب باشند.
- ماسک UV
- ماسک مایع
- ماسک قابل‌حل در آب
- ماسک لاتکس
- ماسک ذوب گرم
روش‌های اعمال ماسک لحیم موقت
برای پروژه‌های کوچک، روش‌های اصلی اعمال ماسک موقت لحیم به‌صورت دستی انجام می‌شود. به‌سادگی می‌توان بطری را فشار داد یا نوارچسب را قرارداد تا ماسک را به نواحی که نیاز به حفاظت دارند، اعمال کرد.
برای عملیات تولید در مقیاس بزرگ، ماسک لحیم می‌تواند به‌صورت چاپ سیلک بر روی نواحی وسیع‌تری از بورد مدارچاپی، مشابه فرایند چاپ خمیر لحیم، اعمال شود. البته این روش فقط برای ماسک‌های لحیم مایع کاربرد دارد. چاپ سیلک این پتانسیل را دارد که به طور چشمگیری تولید را افزایش دهد و صفحه چاپ می‌تواند چندین بار قبل از نیاز به تمیزکاری کامل، دوباره استفاده شود.
چاپ سیلک با ماسک لحیم شامل آزمایش با اندازه‌های مختلف توری است تا بهترین اندازه توری را برای درجه جزئیات موردنیاز در کاربرد خاص تعیین کند و درعین‌حال ویسکوزیته ماسک مورداستفاده را نیز مدنظر قرار دهد. اگر اندازه توری خیلی کوچک باشد، ویسکوزیته ماسک مانع از حرکت آن از طریق سوراخ‌های توری می‌شود. اگر اندازه توری خیلی بزرگ باشد، ماسک بیش از حد اعمال خواهد شد که ممکن است منجر به پخش‌شدن ماسک در نواحی برد شود که نباید ماسک شوند.
علاوه بر این، می‌توان از روش توزیع خودکار استفاده کرد. معمولاً از سیستم توزیع پنوماتیک استفاده می‌شود که در آن ماسک لحیم‌کاری با استفاده از هوای فشرده یا نیتروژن تحت‌فشار قرار گرفته و از طریق یک نازل یا سوزن توزیع می‌شود. از جمله نگرانی‌های این روش، احتمال گرفتگی نازل یا سوزن و همچنین احتمال پخت ماسک لحیم‌کاری درون مخزن است. ماسک لحیم‌کاری مورداستفاده باید ماده‌ای با پخت برشی کم باشد. درصورتی‌که ماسک لحیم‌کاری درون مخزن پخت شود، ابتدا باید ماده پخته شده را قبل از ادامه استفاده، از مخزن خارج کرد.
پاک‌کردن ماسک لحیم کاری موقت
- پس از اتمام فرایند لحیم کاری یا پوشش‌دهی مطابق شکل، ماده ماسک باید از قطعه برداشته شود.
ماسک‌های قابل‌جداشدن:
- معمولاً با دست یا ابزارهای مخصوص مانند موچین جدا می‌شوند.
ماسک‌های قابل شستشو:
- برای حذف در سیستم‌های شستشوی خطی یا غوطه‌وری آبی طراحی شده‌اند.
- در سیستم‌های بسته، اطمینان حاصل کنید که ماسک با فیلترهای فیزیکی و بسترهای یونی سیستم سازگار است.
- کف کردن نشان‌دهنده ورود بیش از حد مواد ماسک به سیستم شستشو یا واکنش آن با شار حل شده است.
- برای رفع این مشکل، آب شستشو با آب دیونیزه تازه تعویض شود. در صورت نیاز، از عوامل ضد کف به‌عنوان راه حل موقت استفاده کنید.
سخن پایانی
در پایان، ماسک لحیم به عنوان یک عنصر کلیدی در فرآیند ساخت بردهای مدار چاپی (PCB) شناخته می‌شود که نقش بسیار مهمی در بهبود کیفیت و قابلیت اطمینان این قطعات الکترونیکی ایفا می‌کند. این ابزار نه تنها به جلوگیری از مشکلاتی همچون اتصال کوتاه و چسبندگی ناخواسته کمک می‌کند، بلکه فرآیند لحیم‌کاری را نیز بهینه‌سازی می‌کند و باعث افزایش دقت و کارایی تولید می‌شود.
باتوجه‌به پیشرفت‌های مداوم در تکنولوژی و نیازهای روبه‌رشد صنعت الکترونیک، استفاده از ماسک لحیم باکیفیت و به‌روز، به یک ضرورت تبدیل شده است. این امر به طراحان و تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که با اطمینان بیشتری به تولید بردهای مدارچاپی بپردازند و در نتیجه به نوآوری‌های جدید و محصولات با کیفیت بالا دست یابند. در نهایت، سرمایه‌گذاری در انتخاب و استفاده صحیح از ماسک لحیم می‌تواند به بهبود عملکرد نهایی محصولات الکترونیکی و رضایت مشتریان کمک شایانی کند.
