Après avoir fabriqué un circuit imprimé, les traces de cuivre sur la carte sont vulnérables à l'oxydation et à la corrosion lorsqu'elles sont exposées à l'environnement. Pour prolonger la durée de vie du PCB et protéger les traces de cuivre, un revêtement protecteur appelé couche de masque de soudure est appliqué. Dans cet article, nous plongeons dans le monde des masques de soudure PCB, en explorant leur importance, leurs applications et les principaux avantages qu'ils apportent au Processus de fabrication de PCB.
Qu'est-ce qu'un masque de soudure
Le masque de soudure est une couche protectrice appliquée sur une carte de circuit imprimé. Il s'agit généralement d'une fine couche de matériau polymère qui recouvre les traces de cuivre et empêche la soudure d'adhérer aux zones où elle n'est pas destinée. Le masque de soudure protège le PCB des influences environnementales telles que la poussière et plusieurs autres contaminants qui peuvent entraîner des courts-circuits à long terme.
Types de masque de soudure PCB
Il existe quatre principaux types de masques de soudure couramment utilisés dans Fabrication de PCB tels que les masques époxy liquide, liquide photoimageable, film sec photoimageable, haut et bas.
Masques latéraux supérieur et inférieur
Un masque de soudure supérieur permet à l'ingénieur électronicien d'identifier les ouvertures dans la couche de masque de soudure verte déjà ajoutée au PCB par l'une des techniques époxy, encre ou film. Les broches des composants peuvent ensuite être soudées sur la carte en utilisant ces emplacements identifiés. Le motif de pistes conductrices sur la face supérieure de la carte de circuit imprimé est appelé pistes supérieures et le masque de la face inférieure spécifie des ouvertures sur la surface inférieure.
Masques de soudure liquide époxy
Les masques de soudure liquide époxy sont le type de masque de soudure le plus rentable et le plus couramment utilisé dans l'industrie des PCB. Ils sont appliqués sur les PCB à l'aide d'un processus de sérigraphie. La sérigraphie consiste à utiliser un écran maillé avec des motifs de blocage d'encre pour transférer l'encre du masque de soudure sur le PCB, laissant derrière lui le motif de masque de soudure souhaité.
Une fois appliqués, les masques de soudure liquide époxy subissent un processus de durcissement. Cela peut impliquer un durcissement thermique, où le PCB est soumis à la chaleur pour initier une réaction chimique dans l'époxy. La chaleur provoque la réticulation et le durcissement de l'époxy, créant une couche protectrice et isolante sur les traces de PCB. Dans certains cas, l'exposition à la lumière UV peut également être utilisée dans le cadre du processus de durcissement, en fonction de la formulation spécifique du masque de soudure époxy.
Masque de soudure liquide photo-imageable (LPI)
Les masques de soudure Liquid Photoimageable (LPI) sont un choix populaire dans l'industrie des PCB en raison de leurs caractéristiques uniques et de leur rentabilité. Les masques de soudure LPI sont constitués de deux composants liquides séparés qui sont mélangés juste avant l'application. Cela garantit une durée de conservation plus longue pour les matériaux, car les garder séparés empêche un durcissement prématuré ou une dégradation.
Les masques de soudure LPI peuvent être appliqués à l'aide de différentes méthodes, notamment le revêtement par rideau, la sérigraphie et les applications par pulvérisation. Ces masques sont formulés en combinant divers polymères et solvants, ce qui donne un mélange qui peut former un mince revêtement adhérant à la surface de la zone cible sur le PCB. Un avantage notable des masques de soudure LPI est qu'ils éliminent souvent le besoin de finitions de surface supplémentaires, ce qui peut faire gagner du temps et de l'argent pendant le processus de fabrication des PCB.
Contrairement aux encres époxy conventionnelles, les masques de soudure LPI sont sensibles à la lumière UV. Après avoir appliqué le masque sur le PCB, un court "cycle de durcissement par adhérence" est effectué pour durcir partiellement le masque. Ensuite, le panneau est exposé à la lumière UV à l'aide d'un laser UV ou d'un processus de photolithographie. Cette exposition à la lumière UV durcit davantage le masque LPI, le rendant durable et résistant aux décapants et aux solvants.
Avant l'application du masque, les panneaux sont soumis à un nettoyage et sont vérifiés pour tout signe d'oxydation. Cela se fait à l'aide d'une solution chimique, d'une solution d'oxyde d'aluminium ou de pierre ponce en suspension pour frotter les panneaux.
Masque de soudure à film sec
Le masque de soudure à film sec est un film préfabriqué appliqué à la surface des cartes de circuits imprimés pour protéger des zones spécifiques pendant la soudure. Il est fait d'un matériau polymère photosensible et est laminé sur le PCB, l'exposant à la lumière UV pour définir le motif souhaité. Le motif de masque de soudure restant empêche les ponts de soudure et protège le PCB. Le masque de soudure à film sec offre une uniformité, une résolution précise, une bonne adhérence, une résistance chimique et une stabilité thermique. Il est compatible avec divers procédés de fabrication et contribue à la fiabilité et à la durabilité des PCB.
Le choix du masque de soudure dépend de facteurs tels que les exigences de l'application, le processus de fabrication et les caractéristiques de performance souhaitées du PCB.
Comment appliquer un masque de soudure sur PCB
La plupart des cartes ont un masque de soudure à encre époxy imprimé sur chaque face pour protéger la surface en cuivre et éviter les courts-circuits de soudure entre les composants lors de l'assemblage.
Les panneaux sont d'abord nettoyés et brossés pour éliminer toute ternissure de surface, puis sont transportés dans la salle jaune.
Chaque panneau reçoit un nettoyage final pour éliminer toute poussière de la surface et chargé dans la coucheuse verticale. La machine de revêtement recouvre simultanément les deux côtés du panneau avec l'encre époxy pour masque de soudure. La double action garantit que l'encre encapsule complètement le suivi du cuivre, généralement maintenant 35 à 40 microns plus haut que la surface du panneau.
La source: https://www.youtube.com/watch?v=bjhBa7VdTEM
Directives de conception des masques de soudure
Lors de la conception d'un PCB, il est essentiel de suivre certaines directives pour garantir que le masque de soudure est appliqué correctement et fonctionne comme prévu. Voici quelques directives générales de conception de masques de soudure :
Spécifications de dégagement : Définissez un espace suffisant entre les ouvertures du masque de soudure et les plages ou traces adjacentes. Cet écart, appelé jeu, doit être d'au moins 0.2 mm ou plus, en fonction de la précision de l'enregistrement du processus de fabrication, pour éviter tout court-circuit potentiel.
Dégagement cohérent : Assurez-vous que l'espace libre autour des patins est uniforme. Un jeu incohérent peut entraîner des courts-circuits si le masque de soudure empiète trop près des pastilles ou des traces dans certaines zones.
Évitement d’angle aigu : Évitez les angles vifs entre le masque de soudure et les pastilles. Les angles vifs peuvent provoquer le décollement du masque de soudure de la carte pendant le cycle thermique, ce qui peut entraîner des traces exposées et des points de défaillance potentiels.
Dimensionnement de l'ouverture : Dimensionnez correctement les ouvertures du masque pour permettre la bonne quantité de pâte à souder lors de l'assemblage. Une pratique courante consiste à avoir un barrage sur le masque de soudure (l'espace entre deux ouvertures) d'environ 0.1 mm pour garantir un dépôt correct de la pâte à souder.
Marques de référence : Incluez des marques de repère sur les couches de cuivre et les couches de masque de soudure. Ces repères sont essentiels pour aligner les couches lors du processus de fabrication et pour placer les composants lors de l'assemblage.
Règles minimales de suivi/espace : Soyez conscient des règles minimales de piste et d'espace, qui sont dictées par les limites de résolution du processus de masque de soudure. Le respect de ces règles garantit que le masque peut être appliqué sans créer de pont entre des traces rapprochées.
Importance du masque de soudure sur votre circuit imprimé
Prévention de l'oxydation : Le masque de soudure agit comme une barrière protectrice qui empêche les traces de cuivre sur le PCB de s'oxyder. L'exposition à l'air et à l'humidité peut entraîner une oxydation du cuivre, ce qui peut détériorer la conductivité électrique et affecter les performances globales du PCB. La couche de masque de soudure protège les traces de cuivre de ces facteurs environnementaux, garantissant leur fiabilité à long terme.
Prévention des connexions indésirables : L'utilisation d'interconnecteurs PCB spéciaux, tels que les vias et le placage traversant, est courante pour établir des connexions entre différentes couches d'un PCB. Le masque de soudure joue un rôle essentiel dans la prévention des connexions involontaires entre ces couches. En couvrant les zones non prévues, le masque de soudure empêche la soudure de créer des ponts ou de créer des connexions électriques indésirables, garantissant ainsi l'intégrité de la conception du circuit.
Protection contre la poussière et la saleté : La couche de masque de soudure fournit une barrière physique qui aide à éloigner la poussière, la saleté et d'autres contaminants des connexions électriques et du substrat PCB. Ces contaminants peuvent provoquer des courts-circuits, des interférences de signal ou une dégradation des performances électriques du PCB. Le masque de soudure agit comme un bouclier protecteur, maintenant la propreté et la fiabilité du PCB.
Prévention de la corrosion : Le masque de soudure aide également à empêcher les connexions électriques de se corroder. L'exposition à l'humidité ou à des environnements corrosifs peut entraîner la formation de corrosion sur les surfaces métalliques exposées. Le masque de soudure agit comme une barrière, protégeant les traces de cuivre sous-jacentes et les joints de soudure de la corrosion, garantissant ainsi la fonctionnalité et la fiabilité à long terme du PCB.
Quelle doit être l'épaisseur du masque de soudure sur le PCB ?
Les exigences d'épaisseur spécifiques pour le masque de soudure peuvent varier en fonction de la conception spécifique du circuit imprimé, du processus de fabrication et des normes de l'industrie. Voici quelques points supplémentaires à considérer :
Épaisseur minimale du masque de soudure
L'épaisseur minimale acceptable du masque de soudure est souvent spécifiée par les normes de l'industrie ou Fabricant de PCB. En général, l'épaisseur minimale pour l'application du masque de soudure est d'environ 0.3 mils (7.6 micromètres) ou moins. Des couches de masque de soudure plus minces sont généralement appliquées près des bords des pistes ou dans des zones avec un espacement serré entre les composants ou les pistes.
Épaisseur de masque de soudure souhaitée
Bien qu'une épaisseur minimale soit définie, il est généralement recommandé d'avoir une couche de masque de soudure légèrement plus épaisse pour assurer une couverture et une protection adéquates. Une ligne directrice typique consiste à viser environ 0.5 mils (12.7 micromètres) de masque de soudure sur les traces. Cela fournit une couche suffisante pour l'isolation, la protection et la prévention des ponts de soudure.
Variation d'épaisseur
L'épaisseur du masque de soudure peut varier d'un PCB à l'autre, en particulier dans les zones présentant des géométries complexes, des traces fines ou des composants à haute densité. L'épaisseur peut être influencée par des facteurs tels que la méthode d'application (par exemple, sérigraphie, revêtement au rideau ou application par pulvérisation) et le matériau spécifique du masque de soudure utilisé.
Couleurs et finitions des masques de soudure PCB dans VictoryPCB
Les masques de soudure PCB sont disponibles dans une variété de couleurs et de finitions, offrant une flexibilité de conception et de personnalisation. Le choix de la couleur et de la finition du masque de soudure peut avoir des implications à la fois fonctionnelles et esthétiques. Voici quelques options courantes fournies par VictoryPCB :
Fini lustré
Fini mat
VictoryPCB est un fabricant professionnel de circuits imprimés pour fabriquer vos circuits imprimés avec un masque de soudure de la plus haute qualité pour répondre à vos demandes. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter avec sales@victorypcb.com, Nous serons heureux de pouvoir vous aider.
