Первая маскирующая лента была изобретена в 1925 году сотрудником компании 3М. Она имела слабые адгезивные свойства и помогла избежать дополнительных затрат при покраске автомобильного кузова, который приходилось перекрашивать мастерам по несколько раз.
Самая популярная маскирующая лента для электроники – это 5413. Лента 5413 3М производится из полиимидной пленки марки Kapton (производства DuPont) с нанесенным на нее силиконовым адгезивом. Эти два материала составляют основу всех преимуществ маскирующей ленты 5413.
Полиимидная основа Kapton (или как ее еще называют «янтарный скотч») устойчива к воздействию высоких температур, негорюча, нечувствительна к воздействию химикатов и излучений. Как дополнительный «бонус» материал является отличным изолятором, выдерживая напряжение пробоя до 7кВ.
Выбор силиконового адгезива не случаен. При производстве лент используется три типа клея: акриловый, каучуковый и силиконовый. Самые сильные адгезивные свойства при низкой термостойкости демонстрирует каучуковый клей, поэтому его использование в маскирующих лентах не оправдано. Акриловый клей имеет широкий температурный диапазон, от минусовых температур до 150С. Силиконовый же клей работает даже при 260С.
У силиконового адгезива в ленте 5413 две задачи. С одной стороны, он должен плотно прилегать к защищаемому участку платы, с другой стороны, не должен оставлять следов после удаления ленты. Силиконовый адгезив ленты 5413 характеризуется прочным соединением с пленкой, поэтому после ее удаления очистка не требуется.
Технические характеристики ленты 5413
Тип адгезива: силиконовый
Основа: полиимидная пленка каптон
Толщина: 0.07мм
Толщина основы: 0.03мм
Цвет основы: янтарный
Усадка: 0.03% при 250оС
Адгезия к нержавеющей стали: 2.2Н/10мм
Прочность на разрыв: 58 Н/10мм (578 Н/100мм)
Диэлектрическая прочность ленты толщиной 0,07 мм: 7000 В.
Рабочая температура: -73…+260°С
Срок хранения: 36 месяцев
Преимущества маскирующей ленты 5413
Высокая температурная стойкость, до 260 градусов, кратковременно до 370оС
Достаточная толщина клеевого слоя, не допускающая подтекания под ленту
Не оставляет следов после удаления, не требует очистки
Удобство нанесения и монтажа, прозрачность ленты обеспечивает визуализацию покрытия
Высокая стойкость к сдвигу, не деформируется при попадании потока под высоким давлением
Механическая прочность предотвращает проколы и царапины
Защита от электрического заряда до 7кВ
Основные задачи, для решения которых применяются полиимидные ленты, – это маскирование, механическая защита проводников от проколов и трения, защита от электростатики. В таблице приведены различные типы лент 3М для электронной промышленности.
Наименование | Толщина, мкм | Цвет | Преимущества |
---|---|---|---|
7413, 5413 |
70 |
Янтарный |
Высокая температурная стойкость |
5414 |
60 |
Белый |
Основа из поливинилового спирта (ПВС) (водорастворимая) и синтетический водорастворимый адгезив для маскирования золотых штифтов на печатных платах во время пайки волной припоя. Полностью растворяется во время промывки водой. Доступна в высеченной форме. Не производит статического разряда. Поставляется во влагозащитных пакетах. |
5419 |
70 |
Янтарный |
Антистатическая лента на основе 0,025 мм полиимидной пленки с низкостатическим силиконовым адгезивом для пайки волной припоя и оплавлением припоя. Отсутствие статического электрического разряда при размотке и высокая температурная стойкость. |
5433 |
70 |
Янтарный |
Аналог антистатической ленты 5419 на защитном лайнере. Упрощает производство высечки. |
9703 |
50 |
Бежевый |
Токопроводящая лента без растворителя на подложке, характеризующейся анизотропной электропроводностью при однородной толщине и высокой конечной силе сцепления, с умеренной термостойкостью. |
891 |
Синий |
Термостойкая лента с силиконовым адгезивом для использования при композитном склеивании или для удаления капель после склеивания, Прекрасно подходит для использования в качестве маскировочной ленты при конформном покрытии печатных плат |
Примеры применения ленты 5413 в электронике
1. Один из этапов производства печатной платы – процесс SMOBC (solder mask over bare copper - маска поверх необработанной меди), в результате которого металлорезист олово-свинец удаляется с поверхности меди в специальном растворе. Лента надежно защищает участки платы от подтекания раствора электролита под ленту.
2. Лента может защищать медные дорожки, которые не покрыты паяльной маской. Она плотно покрывает участки между проводящими дорожками.
3. В процессе осаждения проводящего золота на ламели необходимо защитить участок печатной платы над их выводами. Лента наносится на участок платы, прижимается, затем плата пропускается через ванну с раствором для удаления паяльной маски. После этого происходит нанесение золота, лента удаляется и плата промывается.
4. Защита чувствительных компонентов и ламелей при волновой пайке и ИК пайке. Лента выдерживает нагрев до 260 градусов без трансформации с кратковременным повышением температуры до 370оС. Кроме того, лент 5413 имеет большое усилие на разрыв, поэтому не сдвигается и не деформируется при воздействии потоков высокого давления.
5. Защита компонентов от статического электричества при хранении.
6. Защита этикеток и бар-кодов на печатных платах и других устройствах. Защита любых поверхностей от воздействия химически активных веществ.
7. Работа с гибкими печатными платами-шлейфами
8. Ручная пайка и выпайка: любая работа термофена, пайка и выпайка горячим воздухом связаны с неконтролируемым потоком нагретого воздуха, который может расплавить пластиковые корпуса или повредить BGA шарики.
9. Лента Kapton является идеальным изоляционным материалом и широко используется для изоляции проводов и кабелей. Здесь используются такие преимущества ленты, как теплостойкость до 300 градусов, устойчивость к воздействию растворителей, устойчивость к УФ излучению, негорючесть и огнестойкость. Лента применяется для изоляции сердцевины кабеля, тяговых двигателей, межслойной изоляции в трансформаторах и обмотках катушек.
Например, в авиационной промышленности каптоновая лента используется в качестве изоляции для электропроводки, а легкость ленты служит дополнительным преимуществом.
10. Высоковольтная и высокотемпературная изоляция электрических цепей, фиксация подвижных проводников в электронных устройствах.
11. Маскирующая лента при порошковом покрытии, при производстве трансформаторов и конденсаторов