Una máscara de soldadura es un recubrimiento que se utiliza para proteger las zonas no utilizadas de las pistas de cobre en una placa de circuito impreso (PCB) de la adhesión de la soldadura durante el proceso de soldadura. Sin esta capa, la soldadura puede fluir a lugares no autorizados, lo que provoca cortocircuitos y reduce la fiabilidad del dispositivo. Este recubrimiento mantiene la soldadura en su lugar durante el ensamblaje, lo que también prolonga la vida útil de la placa.
Además de prevenir los puentes de soldadura, también aísla las almohadillas y sus contactos de la oxidación. Protege la placa de la humedad, el polvo y otros contaminantes, como los epoxi líquidos fotoimprimibles (LPI) y de película seca.
Hoy, en nuestro blog, lo guiaremos a través de las máscaras de soldadura, dónde se utilizan en el diseño de PCB y algunos puntos sobre la selección de máscaras de soldadura, como el grosor, la expansión y los materiales utilizados.
¿Qué es una máscara de soldadura?
Una máscara de soldadura es una fina capa de polímero sobre la superficie de la PCB. Su función principal es inhibir la soldadura no deseada de las pistas de cobre durante el montaje de los componentes. También protege la placa de la humedad, la oxidación y el polvo, factores que, en última instancia, perjudican su rendimiento.
Capa de máscara de soldadura en el diseño de PCB
La capa de máscara de soldadura se coloca sobre las pistas de cobre, dejando expuestos solo los puntos de contacto. Las aberturas de la máscara de soldadura, o agujeros, permiten soldar los componentes con precisión. El color de la máscara es verde, pero también se pueden usar rojo, azul, negro y blanco según los requisitos de diseño y fabricación.
La máscara de soldadura adecuada mejora la confiabilidad de la PCB con una mínima posibilidad de defectos de soldadura y fallas eléctricas.
¿De qué está hecha una máscara de soldadura?
Una máscara de soldadura consiste en materiales que aíslan y protegen las líneas de cobre de una PCB. Estos materiales deben soportar altas temperaturas, ser resistentes a los productos químicos utilizados en la fabricación y tener una larga vida útil. Los tipos más utilizados son el epoxi, el fotoimpresión líquida (LPI) y la película seca.
● Materiales de máscara de soldadura utilizados
● Materiales comunes para máscaras de soldadura
● Máscara de soldadura a base de epoxi
● Una de las opciones más rentables.
● Se aplica en forma líquida y luego se endurece para crear una capa protectora sólida.
● Ofrece suficiente aislamiento pero es menos preciso que otros.
Máscara de soldadura fotoimagen líquida (LPI)
● Más utilizado en la fabricación de PCB contemporánea.
● Se aplica en forma líquida, luego se expone a la luz ultravioleta con una máscara aplicada para crear agujeros.
● Ofrece alta precisión, adecuado para componentes de paso fino.
Máscara de soldadura de película seca
● Se vende en láminas prefabricadas laminadas al PCB.
● Ofrece alta cobertura y precisión pero es menos utilizado que LPI.
● Se utiliza en aplicaciones especializadas donde se requiere alta precisión.
Resistencia al calor y a los productos químicos
Las máscaras de soldadura deben resistir entornos hostiles durante los procesos de soldadura por ola y reflujo. Los materiales utilizados están formulados para:
● Soporta altas temperaturas sin degradarse.
● Resiste fundentes, solventes y productos químicos de limpieza utilizados para ensamblar la PCB.
● Soporta aislamiento eléctrico en condiciones adversas.
La elección del material de la máscara de soldadura depende de la aplicación de la PCB, la fabricación y el nivel de durabilidad.
¿Cómo se aplica la máscara de soldadura a una PCB?
La aplicación de máscara de soldadura en una placa de circuito impreso (PCB) requiere unos pocos pasos para depositar la cantidad adecuada y cubrir las áreas correspondientes. El proceso debe ser preciso para proporcionar el aislamiento eléctrico adecuado con contactos de soldadura uniformes.
Paso 1: Limpieza de PCB
Es necesario limpiar la superficie de la PCB antes de aplicar la máscara de soldadura. Los problemas de adhesión se deben al polvo, el aceite o la oxidación. El proceso suele implicar:
● Limpieza química para eliminar residuos.
● Cepillado y enjuague para alisar la superficie.
● Secado para evitar defectos derivados de la humedad.
Paso 2: Aplicación de la capa de máscara de soldadura
El material de máscara de soldadura seleccionado (epoxi, fotoimpresión líquida (LPI) o película seca) se aplica mediante uno de los siguientes métodos:
● Serigrafía para mascarillas base epoxi.
● Recubrimiento por pulverización o cortina para mascarillas LPI.
● Laminación al vacío para máscaras de película seca.
● La aplicación debe ser uniforme para evitar puntos débiles o acumulación excesiva.
Paso 3: Exposición y desarrollo del patrón
Después de aplicar la máscara de soldadura, se debe darle la forma que mejor se adapte al diseño de la PCB:
● Exposición a la luz ultravioleta: se coloca una máscara del diseño de PCB sobre la placa y la luz ultravioleta endurece las áreas que quedan intactas.
● Revelado: las áreas expuestas se eliminan, dejando aberturas precisas para soldar.
Paso 4: Curado para mayor dureza
Para endurecer la máscara de soldadura, la PCB se cura, generalmente en un horno o con luz ultravioleta. Esto endurece el material, resistiendo el calor, los productos químicos y la tensión mecánica.
Precisión de las aberturas de la máscara de soldadura
Las aberturas de la máscara de soldadura deben estar alineadas con precisión con los pads de los componentes para facilitar una soldadura adecuada. Una abertura demasiado grande provocará puentes de soldadura. Una abertura demasiado pequeña provocará una soldadura incompleta.
Una máscara de soldadura aplicada correctamente mejora la confiabilidad de la PCB y facilita el ensamblaje.
¿Qué máscara de soldadura deberías utilizar?
La selección de máscaras de soldadura varía según el proceso de fabricación, los requisitos de durabilidad y las condiciones ambientales. Todos los tipos ofrecen diversas ventajas según la aplicación.
Tipos de máscaras de soldadura
Máscara de soldadura a base de epoxi
● Aplicación: Serigrafía
● Durabilidad: Resistencia justa al calor y a los productos químicos.
● Ideal para: métodos económicos y de alta tasa
● Máscara de soldadura fotoimagen líquida (LPI)
● Información técnica: Recubrimiento por pulverización o cortina, seguido de exposición a rayos UV
● Durabilidad: Mayor precisión, mayor adhesión.
● Ideal para: Componentes de paso fino, placas multicapa
Máscara de soldadura de película seca
● Dispositivo: Laminación al vacío, exposición posterior a rayos UV.
● Durabilidad: Grosor uniforme, ideal para diseños regulados
● Más adecuado para circuitos de alta densidad y diseños de PCB complejos.
Colores de máscara de soldadura estándar y personalizados
● Verde: Estándar, el mayor contraste para verificación
● Transparente: Inspección de seguimiento interno simplificada
Clasificación de máscaras de soldadura y cómo seleccionar la correcta
● Producción de bajo costo y alto volumen: ideal para máscaras a base de epoxi
● LPI o película seca: Circuitos de alta precisión o alta densidad
● Para entornos hostiles: seleccione material con alta resistencia química y térmica.
● Para necesidades estéticas o de marca: colores personalizados y fondos transparentes
El uso de la máscara de soldadura adecuada promueve la confiabilidad y simplifica el montaje.
Versión básica del diseño de la máscara de soldadura
Un diseño adecuado de máscara de soldadura puede mejorar la robustez de la PCB, la precisión de la soldadura y el rendimiento eléctrico. La máscara protegerá las pistas y los dispositivos hasta cierto punto, dependiendo de su eficacia.
Expansión de máscara de soldadura
Expansión de la máscara de soldadura: Cantidad de material que se adhiere a la almohadilla/trazador. Una expansión excesiva puede exponer más áreas de las necesarias, lo que tiende a la oxidación.
Directrices de expansión
● Evite que las almohadillas toquen otras almohadillas para evitar conexiones incorrectas.
● Siga las instrucciones del fabricante para evitar posibles problemas de adhesión de la mascarilla.
● Las herramientas de diseño automatizadas son útiles para asegurarse de que estén alineadas correctamente.
Espesor de la máscara de soldadura
Un grosor correcto previene cortocircuitos, oxidación y humectación de la soldadura. Los valores estándar típicos varían entre 0.7 milésimas y 1.5 milésimas, según el tipo de PCB.
Impacto de las capas delgadas en el rendimiento:
Mejoramos la precisión de los componentes de paso fino, pero también podrían desgastarse más rápido. Las capas más gruesas proporcionan un mayor potencial de aislamiento, lo que reduce el riesgo de soldaduras desiguales.
● Alto voltaje: se necesitan máscaras más gruesas para la carga eléctrica.
Material de la máscara de soldadura
La selección de materiales influye en la resistencia térmica, la estabilidad química y la durabilidad. En concreto, pueden ser:
● Epoxi: Barato, no duradero.
● Fotoimagen líquida (LPI): ofrece una cobertura más precisa, lo que es mejor para cualquier cosa que tenga un aspecto bonito.
● Película seca: tiene el mismo espesor y bordes afilados.
Apertura de la máscara de soldadura
Se crean aberturas para la máscara de soldadura donde se deben soldar las almohadillas de cobre y se prohíben otras conexiones no deseadas.
Medidas preventivas Mecanismo de prevención de cortocircuitos
● Asegúrese de que esté ubicado correctamente y no cubra las almohadillas de soldadura.
● Diseños de circuitos de rendimiento medio con almohadillas enmascaradas.
● Por lo tanto, se puede analizar aún más este comportamiento dividiendo el rastro aún más.
Una excelente máscara de soldadura ayuda a mejorar los defectos, le permite armar su PCB más fácilmente y prolonga su vida útil.
Máscara de soldadura vs. máscara de pasta
La gran mayoría de las funciones de enmascarado y grabado son propias del mecanizado de circuitos impresos. No se utilizan por separado, pero poseen características distintas a las de otros niveles de soldadura.
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Feature
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Máscara para soldar
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pegar máscara
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Propósito
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Evita que las trazas de cobre se oxiden y provoquen cortocircuitos.
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Regula la aplicación de pasta de soldadura para la colocación de componentes.
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Material
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Epoxi, líquido fotoimagenable (LPI) o película seca
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Se aplicaron aberturas de plantilla para colocar la pasta de soldadura.
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Solicitud
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Se aplica a toda la PCB con las almohadillas expuestas.
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Se aplica a una plantilla que está alineada con las almohadillas de los componentes.
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Efecto sobre la soldadura
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Previene la formación de puentes de soldadura y la contaminación por suciedad.
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Garantiza que la soldadura adecuada se deposite en las almohadillas.
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Conclusión
Literalmente, toda la resistencia y precisión de la producción de PCB se derivan de la máscara de soldadura. Además, previene la oxidación de las pistas de cobre, proporciona a la soldadura la posibilidad de evitar puentes y es un aislante que garantiza que la placa funcione correctamente. El grosor, la expansión y la selección del material estabilizan la colocación de los componentes y la soldadura. Máscara de soldadura: se utiliza para aislamiento y protección a largo plazo de una PCB. Máscara de pasta: se imprime durante el proceso de ensamblaje SMT para la pasta de soldadura. Conocer las diferencias y ventajas de cada una proporciona un mayor rendimiento y confiabilidad en las PCB. Una máscara de soldadura correctamente aplicada no solo mejora la eficiencia del ensamblaje, sino que también prolonga la vida útil de la placa de circuito impreso.
