メタルマスク

メタルマスクとは?

メタルマスク(はんだ印刷ステンシル、SMTステンシルとも呼ばれます)とは、PCBの部品パッドに対応する開口を持つ精密加工された金属板――通常は厚さ0.1mm~0.2mmのステンレス鋼――です。SMT実装工程では、マスクを基板の上に位置合わせし、スキージではんだペーストを表面に伸ばします。ペーストは開口を満たし、厳密に管理された量でパッド上に印刷されます。その後マスクを持ち上げると、部品の搭載とリフローに備えたはんだペーストが残ります。

開口の設計は実装品質を左右します。開口の大きさ、形状、内壁の入った具合が、各パッドに印刷されるはんだペーストの量を決めます。ペーストが多すぎれば隣のパッドとブリッジし、少なすぎればはんだ不足やオープン不良になります。狭ピッチ部品(0.5mmピッチ以下)では、マスクからのペーストの抜けを確実にするため、開口幅と板厚の比、およびエリア比を丁寧に計算しなければなりません。同じ基板上で大型部品と小型部品の適正なペースト量が大きく違う場合には、狭ピッチ部を局所的に薄くした段差付きマスクが用いられます。

マスク設計に影響するレイアウトの判断

PCBレイアウトは、マスクの複雑さと実装良品率に直接影響します。パッドの寸法、形状、間隔が加工すべき開口形状を決め、パッド寸法の差が極端な設計(大型パワー部品のパッドの隣に0201の受動部品パッドが並ぶような場合)は、コストの上がる段差付きマスクを必要とすることがあります。パッド寸法の決定と部品配置の段階でマスク製造の制約を考慮できるAIレイアウトツールは、ペーストが均一に印刷されるよう設計を最適化でき、特殊なマスク加工の必要を減らし、基板上のあらゆる部品種別で初回の実装良品率を高めます。

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