Después de fabricar una placa de circuito impreso, las trazas de cobre en la placa son vulnerables a la oxidación y la corrosión cuando se exponen al medio ambiente. Para mejorar la vida útil de la PCB y proteger las trazas de cobre, se aplica una capa protectora llamada capa de máscara de soldadura. En este artículo, profundizamos en el mundo de las máscaras de soldadura de PCB, explorando su importancia, aplicaciones y los beneficios clave que aportan a la Proceso de fabricación de PCB.
¿Qué es la máscara de soldadura?
La máscara de soldadura es una capa protectora aplicada a una placa de circuito impreso. Por lo general, es una capa delgada de material polimérico que cubre los rastros de cobre y evita que la soldadura se adhiera a áreas donde no está destinada. El máscara para soldar protege la placa de circuito impreso de las influencias ambientales, como el polvo y varios otros contaminantes que pueden provocar cortocircuitos a largo plazo.
Tipos de máscara de soldadura de PCB
Hay cuatro tipos principales de máscaras de soldadura comúnmente utilizadas en Fabricación de PCB como epoxi líquido, líquido fotoimagen, película seca fotoimagen, máscaras laterales superior e inferior.
Máscaras laterales superior e inferior
Una máscara de soldadura en la parte superior permite al ingeniero electrónico identificar las aberturas en la capa de máscara de soldadura verde ya agregada a la PCB mediante una de las técnicas de epoxi, tinta o película. Luego, los pines de los componentes se pueden soldar en la placa utilizando los lugares identificados. El patrón de pistas conductoras en la parte superior de la placa de circuito se llama pistas superiores y la máscara del lado inferior especifica las aberturas en la superficie inferior.
Máscaras de soldadura líquida epoxi
Las máscaras de soldadura de líquido epoxi son el tipo de máscara de soldadura más rentable y de uso común en la industria de PCB. Se aplican a los PCB mediante un proceso de serigrafía. La serigrafía implica el uso de una pantalla de malla con patrones de bloqueo de tinta para transferir la tinta de la máscara de soldadura a la PCB, dejando atrás el patrón de máscara de soldadura deseado.
Una vez aplicadas, las máscaras de soldadura de líquido epoxi se someten a un proceso de curado. Esto puede implicar el curado térmico, en el que la PCB se somete a calor para iniciar una reacción química en el epoxi. El calor hace que el epoxi se entrecruce y se endurezca, creando una capa protectora y aislante sobre las huellas de PCB. En algunos casos, la exposición a la luz ultravioleta también se puede usar como parte del proceso de curado, según la formulación específica de la máscara de soldadura epoxi.
Máscara de soldadura fotoimagen líquida (LPI)
Las máscaras de soldadura Liquid Photoimageable (LPI) son una opción popular en la industria de PCB debido a sus características únicas y rentabilidad. Las máscaras de soldadura LPI consisten en dos componentes líquidos separados que se mezclan justo antes de la aplicación. Esto asegura una vida útil más larga para los materiales, ya que mantenerlos separados evita el curado o la degradación prematura.
Las máscaras de soldadura LPI se pueden aplicar utilizando diferentes métodos, incluido el recubrimiento de cortina, la serigrafía y las aplicaciones de rociado. Estas máscaras se formulan combinando varios polímeros y solventes, lo que da como resultado una mezcla que puede formar una capa delgada que se adhiere a la superficie del área objetivo en la PCB. Una ventaja notable de las máscaras de soldadura LPI es que a menudo eliminan la necesidad de acabados superficiales adicionales, lo que puede ahorrar tiempo y costos durante el proceso de fabricación de PCB.
A diferencia de las tintas epoxi convencionales, las máscaras de soldadura LPI son sensibles a la luz ultravioleta. Después de aplicar la máscara a la placa de circuito impreso, se realiza un "ciclo de curado por pegajosidad" corto para curar parcialmente la máscara. Posteriormente, el panel se expone a la luz ultravioleta usando un láser ultravioleta o un proceso de fotolitografía. Esta exposición a la luz ultravioleta cura aún más la máscara LPI, haciéndola duradera y resistente a los grabadores y solventes.
Antes de la aplicación de la máscara, los paneles se someten a una limpieza y se comprueba que no presente ningún signo de oxidación. Esto se hace usando una solución química, una solución de óxido de aluminio o utilizando piedra pómez suspendida para fregar los paneles.
Máscara de soldadura de película seca
La máscara de soldadura de película seca es una película prefabricada que se aplica a la superficie de las placas de circuito impreso para proteger áreas específicas durante la soldadura. Está hecho de un material de polímero fotosensible y se lamina sobre la PCB, exponiéndola a la luz ultravioleta para definir el patrón deseado. El patrón de máscara de soldadura restante evita la formación de puentes de soldadura y protege la PCB. La máscara de soldadura de película seca ofrece uniformidad, resolución precisa, buena adhesión, resistencia química y estabilidad térmica. Es compatible con varios procesos de fabricación y contribuye a la confiabilidad y durabilidad de las PCB.
La elección de la máscara de soldadura depende de factores como los requisitos de la aplicación, el proceso de fabricación y las características de rendimiento deseadas de la PCB.
Cómo aplicar máscara de soldadura en PCB
La mayoría de las placas tienen una máscara de soldadura de tinta epoxi impresa en cada lado para proteger la superficie de cobre y evitar cortocircuitos de soldadura entre los componentes durante el montaje.
Los paneles primero se limpian y cepillan para eliminar cualquier deslustre de la superficie y luego se transportan a la sala amarilla.
Cada panel recibe una limpieza final para eliminar el polvo de la superficie y se carga en la recubridora vertical. La máquina de recubrimiento cubre simultáneamente ambos lados del panel con la tinta de máscara de soldadura epoxi. La doble acción garantiza que la tinta encapsule por completo el seguimiento de cobre, normalmente ahora entre 35 y 40 micrones más alto que la superficie del panel.
Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=bjhBa7VdTEM
Pautas de diseño de máscara de soldadura
Al diseñar una PCB, es fundamental seguir ciertas pautas para garantizar que la máscara de soldadura se aplique correctamente y funcione según lo previsto. Aquí hay algunas pautas generales de diseño de máscaras de soldadura:
Especificaciones de liquidación: Defina un espacio suficiente entre las aberturas de la máscara de soldadura y las almohadillas o pistas adyacentes. Este espacio, conocido como espacio libre, debe ser de al menos 0.2 mm o más, dependiendo de la precisión del registro del proceso de fabricación, para evitar posibles cortocircuitos.
Liquidación consistente: Asegúrese de que el espacio libre alrededor de las pastillas sea uniforme. Un espacio libre inconsistente puede provocar cortocircuitos si la máscara de soldadura se acerca demasiado a las almohadillas o a los rastros en algunas áreas.
Evitación de ángulos agudos: Manténgase alejado de los ángulos agudos entre la máscara de soldadura y las almohadillas. Los ángulos agudos pueden hacer que la máscara de soldadura se desprenda de la placa durante el ciclo térmico, lo que puede provocar rastros expuestos y posibles puntos de falla.
Tamaño de apertura: Dimensione correctamente las aberturas de la máscara para permitir la cantidad adecuada de soldadura en pasta durante el montaje. Una práctica común es tener un dique de máscara de soldadura (el espacio entre dos aberturas) de aproximadamente 0.1 mm para garantizar la deposición adecuada de la pasta de soldadura.
Marcas fiduciales: Incluya marcas fiduciales tanto en las capas de cobre como en las capas de máscara de soldadura. Estas marcas son fundamentales para alinear las capas durante el proceso de fabricación y para colocar los componentes durante el montaje.
Reglas mínimas de pista/espacio: Tenga en cuenta las reglas mínimas de pista y espacio, que están dictadas por los límites de resolución del proceso de máscara de soldadura. El cumplimiento de estas reglas garantiza que la máscara se pueda aplicar sin puentes entre trazos muy espaciados.
Importancia de la máscara de soldadura en su PCB
Prevención de la Oxidación: La máscara de soldadura actúa como una barrera protectora que evita que los rastros de cobre en la PCB se oxiden. La exposición al aire y la humedad puede provocar la oxidación del cobre, lo que puede deteriorar la conductividad eléctrica y afectar el rendimiento general de la PCB. La capa de máscara de soldadura protege las trazas de cobre de estos factores ambientales, asegurando su confiabilidad a largo plazo.
Prevención de conexiones no deseadas: El uso de interconectores de PCB especiales, como vías y placas de orificio pasante, es común para establecer conexiones entre diferentes capas de una PCB. La máscara de soldadura juega un papel vital en la prevención de conexiones no deseadas entre estas capas. Al cubrir las áreas no deseadas, la máscara de soldadura evita que la soldadura cree puentes o cree conexiones eléctricas no deseadas, lo que garantiza la integridad del diseño del circuito.
Protección contra el polvo y la suciedad: La capa de máscara de soldadura proporciona una barrera física que ayuda a mantener el polvo, la suciedad y otros contaminantes alejados de las conexiones eléctricas y el sustrato de la placa de circuito impreso. Estos contaminantes pueden provocar cortocircuitos, interferencias en la señal o degradación del rendimiento eléctrico de la placa de circuito impreso. La máscara de soldadura actúa como escudo protector, manteniendo la limpieza y confiabilidad de la PCB.
Prevención de la corrosión: La máscara de soldadura también ayuda a evitar que las conexiones eléctricas se corroan. La exposición a la humedad o ambientes corrosivos puede provocar la formación de corrosión en las superficies metálicas expuestas. La máscara de soldadura actúa como una barrera, protegiendo las trazas de cobre subyacentes y las juntas de soldadura de la corrosión, asegurando así la funcionalidad y confiabilidad a largo plazo de la PCB.
¿Qué grosor debe tener la máscara de soldadura en la PCB?
Los requisitos de espesor específicos para la máscara de soldadura pueden variar según el diseño de PCB específico, el proceso de fabricación y los estándares de la industria. Aquí hay algunos puntos adicionales a considerar:
Espesor mínimo de máscara de soldadura
El grosor mínimo aceptable de la máscara de soldadura a menudo se especifica según los estándares de la industria o el Fabricante de PCB. En general, el espesor mínimo para la aplicación de la máscara de soldadura es de alrededor de 0.3 micrómetros (7.6 mils) o menos. Normalmente, las capas de máscara de soldadura más delgadas se aplican cerca de los bordes de las pistas o en áreas con poco espacio entre los componentes o las pistas.
Grosor deseado de la máscara de soldadura
Si bien se define un grosor mínimo, generalmente se recomienda tener una capa de máscara de soldadura ligeramente más gruesa para garantizar una cobertura y protección adecuadas. Una pauta típica es apuntar a aproximadamente 0.5 micrómetros (12.7 mils) de máscara de soldadura sobre las huellas. Esto proporciona una capa suficiente para el aislamiento, la protección y la prevención de puentes de soldadura.
Variación de espesor
El grosor de la máscara de soldadura puede variar en la PCB, especialmente en áreas con geometrías complejas, trazas finas o componentes de alta densidad. El espesor puede estar influenciado por factores tales como el método de aplicación (p. ej., serigrafía, recubrimiento por cortina o aplicación por rociado) y el material de máscara de soldadura específico utilizado.
Colores y acabados de las máscaras de soldadura de PCB en VictoryPCB
Las máscaras de soldadura para PCB están disponibles en una variedad de colores y acabados, lo que brinda flexibilidad en el diseño y la personalización. La elección del color y el acabado de la máscara de soldadura puede tener implicaciones tanto funcionales como estéticas. Aquí hay algunas opciones comunes que proporciona VictoryPCB:
Acabado brillante
Acabado mate
VictoryPCB es un fabricante profesional de PCB para fabricar sus PCB con máscara de soldadura con la más alta calidad para satisfacer sus demandas. Si tiene alguna pregunta, no dude en contactarnos con ventas@victorypcb.com, Estaremos encantados de ayudarte.
