Comment le masque de soudure est-il appliqué sur les PCB ?

Un masque de soudure est un revêtement utilisé pour protéger les zones inutilisées des pistes de cuivre d'un circuit imprimé (PCB) de la soudure qui pourrait s'y fixer pendant le processus de soudure. Sans cette couche, la soudure peut s'infiltrer à des endroits non prévus, créant des courts-circuits et réduisant la fiabilité du dispositif. Ce revêtement maintient la soudure en place pendant l'assemblage, ce qui augmente également la durée de vie de la carte.

En plus d'empêcher les ponts de soudure, il isole les pastilles et leurs contacts de l'oxydation. Il protège la carte de l'humidité, de la poussière et d'autres contaminants, tels que les époxydes photo-imageables liquides (LPI) et les époxydes à film sec.

Aujourd'hui, dans notre blog, nous vous présenterons les masques de soudure, où ils sont utilisés dans la conception de PCB, et quelques points concernant la sélection des masques de soudure, comme l'épaisseur, l'expansion et les matériaux utilisés.

Qu'est-ce qu'un masque de soudure ?

Un masque de soudure est une fine couche de polymère appliquée à la surface du circuit imprimé. Son objectif principal est d'empêcher la soudure indésirable des pistes de cuivre lors du montage des composants. Il protège également la carte de l'humidité, de l'oxydation et de la poussière, qui nuisent à ses performances.

Couche de masque de soudure dans la conception de circuits imprimés

La couche de masque de soudure est placée sur les pistes de cuivre, laissant apparaître uniquement les points de contact. Les ouvertures, ou trous, permettent une soudure précise des composants. Le masque est vert, mais le rouge, le bleu, le noir et le blanc peuvent également être utilisés selon les exigences de conception et de fabrication.

Le masque de soudure approprié améliore la fiabilité du PCB avec un risque minimal de défauts de soudure et de panne électrique.

De quoi est fait un masque de soudure ?

Un masque de soudure est composé de matériaux qui isolent et protègent les lignes de cuivre d'un circuit imprimé. Ces matériaux doivent supporter des températures élevées, résister aux produits chimiques utilisés en fabrication et être durables dans le temps. Les types les plus utilisés sont l'époxy, le liquide photo-imageable (LPI) et le film sec.

● Matériaux de masque de soudure utilisés

● Matériaux de masque de soudure courants

● Masque de soudure à base d'époxy

● L’une des options les plus rentables.

● Appliqué sous forme liquide puis durci pour créer une couche protectrice solide.

● Offre une isolation suffisante mais est moins précis que les autres.

Masque de soudure photo-imageable liquide (LPI)

● Le plus largement utilisé dans la fabrication contemporaine de circuits imprimés.

● Appliqué sous forme liquide, puis exposé à la lumière ultraviolette avec un masque appliqué pour créer des trous.

● Offre une haute précision, adaptée aux composants à pas fin.

Masque de soudure à film sec

● Vendu en feuilles préfabriquées laminées sur le PCB.

● Offre une couverture et une précision élevées, mais est moins utilisé que le LPI.

● Utilisé dans les applications spécialisées où une haute précision est requise.

Résistance à la chaleur et aux produits chimiques

Les masques de soudure doivent résister aux environnements difficiles lors des procédés de soudage à la vague et de refusion. Les matériaux utilisés sont formulés pour :

● Résiste aux températures élevées sans se dégrader.

● Résiste aux flux, aux solvants et aux produits chimiques de nettoyage utilisés pour assembler le PCB.

● Résiste à l'isolation électrique dans des conditions difficiles.

Le choix du matériau du masque de soudure dépend de l'application du PCB, de la fabrication et du niveau de durabilité.

Comment le masque de soudure est-il appliqué sur un PCB ?

L'application d'un masque de soudure sur un circuit imprimé nécessite quelques étapes pour déposer la quantité appropriée et couvrir les zones souhaitées. Le processus doit être précis pour assurer une isolation électrique adéquate et des contacts de soudure uniformes.

Étape 1 : Nettoyage du PCB

La surface du circuit imprimé doit être nettoyée avant l'application du masque de soudure. Les problèmes d'adhérence sont dus à la poussière, à l'huile ou à l'oxydation. Le processus comprend généralement :

● Nettoyage chimique pour éliminer les résidus.

● Brossage et rinçage pour lisser la surface.

● Séchage pour éviter les défauts liés à l’humidité.

Étape 2 : Application de la couche de masque de soudure

Le matériau du masque de soudure sélectionné (époxy, liquide photo-imageable (LPI) ou film sec) est appliqué par l'une des méthodes suivantes :

● Sérigraphie pour masques à base d'époxy.

● Pulvérisation ou revêtement au rideau pour masques LPI.

● Laminage sous vide pour masques à film sec.

● L'application doit être uniforme pour éviter les points faibles ou les accumulations excessives.

Étape 3 : Exposer et développer le modèle

Après l'application du masque de soudure, il doit être façonné selon la conception du PCB :

● Exposition à la lumière UV – Un masque de la conception du PCB est placé sur la carte et la lumière UV durcit les zones à laisser intactes.

● Développement – ​​Les zones exposées sont éliminées, laissant des ouvertures précises pour la soudure.

Étape 4 : Durcissement pour la résistance

Pour que le masque de soudure durcisse, le circuit imprimé est polymérisé, généralement au four ou sous lumière UV. Cela durcit le matériau, le rendant ainsi résistant à la chaleur, aux produits chimiques et aux contraintes mécaniques.

Précision des ouvertures du masque de soudure

Les ouvertures du masque de soudure doivent être parfaitement alignées avec les pastilles des composants afin de faciliter la soudure. Une ouverture trop grande entraînera des ponts de soudure. Une ouverture trop petite entraînera une soudure incomplète.

Un masque de soudure correctement appliqué améliore la fiabilité du PCB et facilite l'assemblage.

Quel masque de soudure devez-vous utiliser ?

Le choix du masque de soudure varie en fonction du procédé de fabrication, des exigences de durabilité et des conditions environnementales. Chaque type offre des avantages variés selon l'application.

Types de masques de soudure

Masque de soudure à base d'époxy

● Application : Sérigraphie

● Durabilité : Bonne résistance à la chaleur et aux produits chimiques

● Idéal pour : les méthodes économiques et à taux élevé

● Masque de soudure photoimageable liquide (LPI)

● Informations techniques : Revêtement par pulvérisation ou par rideau, suivi d'une exposition aux UV

● Durabilité : Plus grande précision, adhérence plus forte

● Idéal pour : composants à pas fin, cartes multicouches

Masque de soudure à film sec

● Dispositif : Laminage sous vide, puis exposition aux UV

● Durabilité : épaisseur uniforme, idéale pour les conceptions réglementées

● Idéal pour les circuits haute densité et les conceptions de circuits imprimés complexes

Couleurs de masque de soudure standard et personnalisées

● Vert : Standard, contraste le plus élevé pour la vérification

● Transparent : Inspection simplifiée des traces internes

Classification des masques de soudure et comment choisir le bon

● Production à faible coût et à grand volume : idéal pour les masques à base d'époxy

● LPI ou film sec : Circuits de haute précision ou de haute densité

● Pour les environnements difficiles : sélectionnez un matériau hautement résistant aux produits chimiques et à la chaleur.

● Pour des besoins esthétiques ou de marque : couleurs personnalisées et arrière-plans transparents

L’utilisation d’un masque de soudure approprié favorise la fiabilité et simplifie l’assemblage.

Version de base de la disposition du masque de soudure

Une conception adéquate du masque de soudure peut améliorer la robustesse du circuit imprimé, la précision de la soudure et les performances électriques. Le masque protégera les pistes et les composants dans une certaine mesure, selon sa qualité.

Extension du masque de soudure

Expansion du masque de soudure : l'épaisseur du masque sur une pastille/un traceur. Une expansion trop importante peut exposer plus de zones que nécessaire, ce qui favorise l'oxydation.

Directives d'extension

● Évitez que les pads ne touchent d’autres pads pour éviter les mauvaises connexions.

● Suivez les directives du fabricant pour éviter d’éventuels problèmes d’adhérence du masque.

● Les outils de conception automatisés sont utiles pour garantir qu'ils sont correctement alignés.

Épaisseur du masque de soudure

Une épaisseur correcte évite les courts-circuits, l'oxydation et le mouillage de la soudure. Les valeurs standard varient généralement de 0.7 à 1.5 mil selon le type de circuit imprimé.

Impact des couches minces sur les performances :

Nous améliorons la précision des composants à pas fin, mais ils peuvent également s'user plus rapidement. Des couches plus épaisses offrent un meilleur potentiel d'isolation, ce qui risque d'entraîner des soudures irrégulières.

● Haute tension : Nécessite des masques plus épais pour la charge électrique.

Matériau du masque de soudure

Le choix des matériaux influence la résistance à la chaleur, la stabilité chimique et la durabilité. Plus précisément, il peut s'agir de :

● Époxy : bon marché, pas durable.

● Liquide photoimageable (LPI) : vous offre une couverture plus précise, ce qui est mieux pour tout ce qui est beau.

● Film sec : lui donne la même épaisseur et présente des bords tranchants.

Ouverture du masque de soudure

Des ouvertures de masque de soudure sont créées là où les pastilles de cuivre doivent être soudées, et d'autres connexions non intentionnelles sont interdites.

Mesures préventives Mécanisme de prévention des courts-circuits

● Assurez-vous qu'il est correctement placé et qu'il ne masque pas les pastilles de soudure.

● Conceptions de circuits à perforations moyennes avec pads masqués.

● On peut donc décortiquer davantage ce comportement en divisant encore plus la trace.

Un excellent masque de soudure aide à améliorer les défauts, vous permet d'assembler votre PCB plus facilement et prolonge sa durée de vie.

Masque de soudure VS masque en pâte

La grande majorité des fonctionnalités de placage et de gravure de masque sont accessibles à votre machiniste de circuits imprimés. Elles ne sont pas utilisées séparément, mais présentent des caractéristiques différentes de celles des autres types de niveaux de soudure.

Conclusion

La solidité et la précision de production d'un circuit imprimé dépendent entièrement du masque de soudure. Il prévient également l'oxydation des pistes de cuivre, assure une bonne résistance à la soudure et constitue un isolant garantissant que la carte fonctionnera comme prévu. L'épaisseur, la dilatation et le choix du matériau stabilisent le placement des composants et la soudure. Le masque de soudure, utilisé pour l'isolation et la protection à long terme d'un circuit imprimé, est imprimé lors de l'assemblage CMS. Connaître les différences et les avantages de chaque masque permet d'améliorer les performances et la fiabilité des circuits imprimés. Un masque de soudure correctement appliqué améliore non seulement l'efficacité de l'assemblage, mais prolonge également la durée de vie du circuit imprimé.