Máscara de soldadura y sus consejos de diseño

¿Qué es la máscara de soldadura?

La máscara de soldadura, también llamada máscara de resistencia a la soldadura o recubrimiento/máscara de parada de soldadura, es una capa delgada que cubre las pistas de cobre donde no es necesario soldar en una placa de circuito impreso (PCB), tanto en la cara superior como en la inferior, para ayudar a garantizar la fiabilidad y el alto rendimiento de la PCB. La resina suele seleccionarse como el material principal de la máscara de soldadura porque funciona de manera excelente en cuanto a resistencia a la humedad, aislamiento, resistencia a la soldadura y resistencia a altas temperaturas, además de aportar estética.

Se cree que la mayoría de las PCB son de color verde, que en realidad es el color de la tinta verde de la máscara de soldadura. Sin embargo, la máscara de soldadura puede presentarse en diferentes colores, incluidos verde, blanco, azul, negro, rojo, amarillo, etc. Se aplican distintos colores según diferentes necesidades. Por ejemplo, algunos ingenieros de I+D tienden a elegir máscara de soldadura roja para los prototipos en la etapa de NPI (New Product Introduction, Introducción de Nuevos Productos) con el fin de diferenciarlos de las placas producidas en masa. La máscara de soldadura negra se selecciona simplemente para ser compatible con el color de la carcasa del producto final cuando esas placas necesitan quedar parcial o totalmente expuestas.

Incluso dos caras de la misma placa pueden tener máscara de soldadura de diferentes colores. Tomemos como ejemplo la placa Arduino Uno:

Funciones de la máscara de soldadura

La máscara de soldadura se vuelve cada vez más popular y significativa para las placas de circuito a medida que la densidad de las placas se dispara y la tecnología de montaje en superficie (SMT) comienza a convertirse en la opción principal debido a la demanda del mercado de volumen y eficiencia.

Como indica su nombre, la máscara de soldadura tiene como objetivo evitar que se formen puentes de soldadura en las áreas cubiertas. La soldadura por refusión desempeña un papel clave enEnsamblaje SMTya que hace que los componentes electrónicos queden totalmente y con precisión montados en las placas de circuito mediante la pasta de soldadura. Si no se aplica la máscara de soldadura, las pistas de cobre tienden a conectarse con la pasta de soldadura, lo que probablemente causará cortocircuitos. Como resultado, la fiabilidad y el rendimiento de las PCB ensambladas se verán comprometidos.

Además de su responsabilidad principal, la máscara de soldadura también puede evitar que las pistas de cobre se oxiden, se corroan y se ensucien.

Proceso de fabricación de la máscara de soldadura

Algunas personas piensan que la fabricación de la máscara de soldadura no es una tecnología de vanguardia y que muchos ingenieros pueden hacerla ellos mismos en casa. Nunca es tarde para darse cuenta de que eso es un mito completo. El bricolaje de la máscara de soldadura solo funciona para placas de diseño sencillo y es algo difícil garantizar la fiabilidad de los productos a menos que se aplique formalmente en el proyecto final.

Cuando se trata de fabricantes profesionales de PCB, la fabricación de la máscara de soldadura nunca es tan sencilla. Por un lado, deben cumplirse estrictas normativas como ISO9001, UL o RoHS, etc. Por otro lado, la fabricación de la máscara de soldadura consta de varias etapas, cada una de las cuales requiere una alta precisión derivada de tecnologías maduras, una amplia experiencia de fabricación y equipos actualizados.

El procedimiento ordinario defabricación de máscara de soldaduracontinúa de acuerdo con la representación en la figura siguiente.

Paso 1: Limpieza de la placaEste paso tiene como objetivo limpiar la superficie de la placa para que se eliminen el deslustre o la suciedad, manteniendo la superficie seca.

Paso 2: Recubrimiento de tinta de máscara de soldaduraA continuación, la placa limpia se carga en un recubridor vertical para la aplicación de la tinta de máscara de soldadura. El espesor del recubrimiento se determina por elementos como la exigencia de fiabilidad de las placas de circuito, los campos a los que sirven las PCB y el grosor de la placa. Además, la superficie de la placa no es tan lisa como se imagina. El espesor de la tinta de máscara de soldadura varía según la zona de la placa, como sobre las pistas, sobre el sustrato o sobre la lámina de cobre. Los fabricantes de PCB con experiencia suelen estipular espesores de recubrimiento específicos teniendo en cuenta la capacidad del equipo y su experiencia de fabricación.

Paso 3: PreendurecimientoLejos de un endurecimiento total, el preendurecimiento tiene como objetivo hacer que el recubrimiento sea relativamente sólido sobre la placa, de modo que el recubrimiento no deseado pueda eliminarse fácilmente de la placa en la etapa de revelado.

Paso 4: Imagen y EndurecimientoEn esta etapa, se monta en la placa una película transparente con algunas imágenes de circuitos y luego se somete a exposición UV. Este proceso hace que la máscara de soldadura cubierta por la sección transparente de la película se endurezca, mientras que la sección de la película cubierta con las imágenes del circuito se mantiene en estado previo al endurecimiento. Como resultado, es necesario garantizar una alineación correcta cuando se lleva a cabo el endurecimiento para evitar que la exposición del foil de cobre no designado genere cortocircuitos o afecte aún más el rendimiento final de la placa de circuito.

Paso 5: Desarrollo. Después de eso, la PCB se coloca en el revelador para eliminar la máscara de soldadura no deseada, de modo que el foil de cobre designado pueda quedar correctamente expuesto.

Paso 6: Endurecimiento y Limpieza Final. Implementar el endurecimiento final para que la tinta de la máscara de soldadura disponible quede completamente montada sobre la superficie de la PCB. Luego, las placas cubiertas con la máscara de soldadura deben limpiarse antes de su posterior procesamiento, como el acabado de superficie, el ensamblaje, etc.

Consejos de diseño para la máscara de soldadura

De hecho, la máscara de soldadura es opcional sin importar qué tipo de software de diseño de PCB prefieras usar. La máscara de soldadura puede diseñarse fácilmente simplemente completando algunos parámetros. Algunos programas incluso pueden proporcionar una máscara de soldadura automatizada.

Antes del diseño real, es muy necesario ponerse en contacto con el contratistaFabricante de PCBser plenamente conscientes de su capacidad en términos de espesor de la máscara de soldadura y del espaciado mínimo entre las almohadillas de cobre, ninguno de los cuales es una solución universal para cada placa.

La placa de circuito puede fallar debido a problemas simples relacionados con la máscara de soldadura, como una apertura insuficiente de la máscara de soldadura, aperturas excesivas o una falta de coincidencia entre el número de aperturas y el de pads de cobre en el plano del circuito. Estos problemas posiblemente se derivan de descuidos o de la modificación de los archivos de diseño, pero requieren mucho tiempo para su verificación. Y algunos incluso provocan catástrofes. Por lo tanto, sus archivos de diseño merecen enormemente un examen minucioso por su parte.

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