AP169
LPIソルダー・マスク厚の変化に伴う
モデル・インピーダンス・バリエーション
Si8000フィールド・ソルバーを使用し、トレース間LPIソルダー・マスクの厚みの変化を再現
シルク・スクリーン印刷は、スキージ・ブレードと張力のあるメッシュを使ってLPIを基板に塗布する方法です。メッシュの大きさと印刷の設定、速度、および圧力を変化させることで、インク塗布量を調整できます。半自動スクリーン印刷手法を適用したLPISMは、今日最も広く用いられているマスク塗布方法です。但しスキージを一方向に動かすときに、トレースの前縁部にインクが「溜まり過ぎる」とコーティングが非均一になることがあります。また、トレースのクラウン部分のスクリーンが加圧されるため、その部分のコーティングが非常に薄くなります。差動トレースの場合は、トレース間に流れ込むインク量についても考慮しなければなりません。これらすべての要素が、結果として生じるインピーダンスに影響を与えます。
カーテン・コート
カーテン・コートは、粘着性の低いインクを小さな穴からカーテン状に落とし、そこに基盤を通過させるもので、基板製造業界で広く認識かつ使用されている方法です。カーテン・コート法では、"シャドーイング"と呼ばれる独特の現象により、コーティングに差異が発生します。シャドーイングとは、トレースの前縁と比べ、カーテン部分と平行したトレースの後縁のソルダー・マスクが低減する現象です。つまりカーテンを通過するトレースがダムのような影響を与えるため、トレース前縁のマスクは増加し、後縁が減少します。
静電スプレーは、回転ベルから圧縮空気でLPIをPCIに噴霧する方法です。LPIに負電荷を与え、PCBを接地することでLPIが基板に吸着します。但し静電効果により、LPIが銅部分に付着する傾向があるため、均一に塗布されません。
エア･スプレー
エア･スプレーは、単一または複数のスプレー･ノズルを使用し、インクを圧縮空気と混ぜてLPIを塗布する方法です。この方法では通常、均一にコーティングできますが、複数のノズルを使用した場合、塗布が重なる傾向にあることが報告されています。 この現象は「ストライプ」と呼ばれています。
最終製品の製造に、試作サンプルとは異なる方式を使用した場合、問題の悪化につながります。トレースによってLPIの塗布厚に著しい差あると、仕上がった基板のトレースの設計値と実際の差動インピーダンス値が数オーム異なることがあります。
下に示す、先端連結型のコーティング･マイクロストリップ構造では、コーティングの厚C3が増加するにつれて、最終的な差動インピーダンス値が減少します。
差動トレース間でのLPIの厚みを再現する
Polar Si8000では、デザイナーがC3の変化に応じてインピーダンスの変化を計算することができます。
Si8000m Quick Solver使って、コーティングの最小/最大値で構造を再現する例を下に示します。
トレース間でコーティング厚が異なる先端連結型のコーティング･マイクロストリップ構造におけるSi8000モデル
上に示すSi8000構造図では、トレース間のソルダー・マスクの厚みがC3となっています。下の例は、異なるLPI充填量を占めるトレース間のギャップ拡大図です。
最低充填量
最大充填量
Si8000 Excelインターフェースを使用することで、上記のパラメータ値範囲におけるインピーダンスの変化を再現できます。
