プリント基板（PCB）のソルダーマスク層とは、緑色のソルダーレジストインクで覆われた基板の部分を指します。ソルダーマスクの開口部がある部分はインクが塗布されず、銅が露出しているため、表面処理や部品のはんだ付けが可能です。開口部がない部分は、酸化や漏れを防ぐためにソルダーマスクインクで覆われています。
ソルダーマスク開口部の 3 つの理由:
1. スルーホールパッド開口部:
スルーホールパッドにはソルダーマスク用の開口部が必要です。この開口部がないと、はんだ付けポイントがインクで覆われてしまい、部品のリード線をはんだ付けできなくなります。
2. SMDパッド開口部:
SMDパッドのはんだ付けには、ソルダーマスクの開口部が必要です。はんだ付け領域に開口部がない場合、パッドはインクで覆われ、実質的に使用できなくなります。
3. 大きな銅面積の開口部:
配線パターンを広くせずに電流容量を増やすため、特定の領域に錫メッキを施します。錫メッキには、これらの領域にはソルダーマスク用の開口部が必要です。
はんだマスクの開口部がパッドよりも大きい理由
ソルダーマスクの開口部は、製造公差を考慮して、一般的にパッドよりも大きくなっています。ソルダーマスクの開口部がパッドと同じサイズの場合、製造上のばらつきによってソルダーマスクインクがパッドの一部を覆ってしまう可能性があります。これを防ぐため、標準的なPCB製造公差を考慮し、ソルダーマスクの開口部は通常、パッドの寸法より4～6ミル大きくなっています。
はんだマスク省略の原因
1. ガーバーファイルエラー:
レイアウトプロセスにおいて、設計者は誤った設定やミスにより、ガーバーファイルからソルダーマスクの開口部を誤って省略してしまうことがあります。ガーバー出力時にソルダーマスクレイヤーがパッド開口部を含むように適切に設定されていない場合、結果として得られるファイルには必要な開口部が欠落してしまいます。
2. パッケージデザインが不適切:
PCBパッケージ設計のエラーにより、ソルダーマスクの開口部が欠落する場合があります。解決策は、パッドのプロパティを正しく設定することです。パッドスタックマネージャで、ソルダーマスク（上側または下側）を追加し、ソルダーマスクの形状を調整して、目的の開口部を実現します。
3. ソフトウェアバージョンの非互換性:
EDAソフトウェアのバージョン間の違いにより、ソルダーマスクが欠落する場合があります。例えば、トラック機能を使用してパッドを定義する高バージョンのADソフトウェアを使用した場合、低バージョンのソフトウェアでガーバーファイルを開くと問題が発生する可能性があります。古いバージョンでは、トラックはソルダーマスクの開口部を生成しませんが、高バージョンのADソフトウェアでは、トラックに特別な属性が割り当てられます。
4. 不正な Via 属性:
ADソフトウェアでは、PADではなくVIAを使用してパッドを追加すると、ソルダーマスクの問題が発生する可能性があります。ビアは通常、手動で設定しない限り、デフォルトでソルダーマスクで覆われています。ソルダーマスクの開口部が必要なビアを誤って追加すると、製造時に覆われてしまう可能性があります。
5. ファイルの変更:
反復的な更新、再設計、またはボード ファイルのコピー中に、ユーザーのエラーによりソルダー マスクの開口部が誤って削除され、最終設計で開口部が欠落し、適切なはんだ付けができなくなる場合があります。
これらの一般的な原因に対処し、適切な設計手法に従うことで、PCB 設計におけるはんだマスクの省略を最小限に抑え、信頼性の高いはんだ付けと機能性を確保できます。
