Tras el grabado, los cables de cobre del sustrato de la placa de circuito impreso (PCB) quedan expuestos al aire, y contaminantes como polvo y residuos pueden depositarse en la placa, provocando cortocircuitos. Además, el cobre, al ser un metal, es propenso a reacciones químicas al exponerse al aire, lo que puede afectar su conductividad y, en última instancia, la vida útil de la PCB. Por lo tanto, es necesario aplicar una capa protectora, denominada máscara de soldadura, sobre la superficie de la PCB durante el proceso de fabricación.

A continuación se ofrece una introducción detallada sobre qué es la máscara de soldadura, incluyendo sus usos, tipos y la diferencia entre esta y la máscara de pasta.

¿Qué es la máscara de soldadura?

La máscara de soldadura (también conocida como máscara de soldadura) es una fina capa de material polimérico que se aplica a la superficie de la placa de circuito impreso (PCB). Su función es proteger el circuito de cobre e impedir que la soldadura penetre en zonas que no requieren soldadura durante el proceso. Toda la placa de circuito impreso, excepto las almohadillas de soldadura, está recubierta con máscara de soldadura.

La máscara de soldadura se aplica tanto en la parte superior como en la inferior de la placa de circuito impreso (PCB). La resina es el componente principal de la máscara de soldadura, ya que proporciona una buena resistencia a la humedad y la temperatura, y, lo que es más importante, es no conductora. Inicialmente, la mayoría de las PCB utilizaban máscara de soldadura verde, por lo que se la conoce comúnmente como "aceite verde". Sin embargo, la máscara de soldadura está disponible en varios colores, como verde, azul, negro, blanco, amarillo, rojo, etc. El color específico utilizado depende de diversos factores.

En PCBAndAssembly hay un total de 9 colores habituales de máscara de soldadura; aquí tienes un ejemplo de la regla de PCBAndAssembly:

Mientras tanto, las opciones rosa, gris, naranja, transparente, azul mate y rojo mate están disponibles en la placa de circuito impreso avanzada.

En la automatización del diseño electrónico, la máscara de soldadura se trata como una capa de la placa de circuito impreso y se describe como un archivo Gerber, al igual que cualquier otra capa, como las capas de cobre y serigrafía. Los nombres típicos para estas capas incluyen tStop/bStop (EAGLE), LSMVS/LSMRS (WEdirekt) o GTS/GBS (Gerber y muchos otros).

¿Cuál es la función de la máscara de soldadura?

Se muestran las funciones de la capa de máscara de soldadura en la placa PCB:

• Evitar la rotura física de un circuito conductor.

• Evita cortocircuitos por conexiones puente durante el proceso de soldadura.

• Evitar la oxidación de la capa de cobre.

• Evite cortocircuitos entre las líneas conductoras y las uniones de soldadura al realizar soldadura por reflujo, soldadura por ola y soldadura manual.

• Su alto poder aislante posibilita la fabricación de placas de circuito impreso de alta densidad.

La máscara de soldadura se compone principalmente de tinta fotoimprimible UV líquida en colores verde, rojo, azul, amarillo, blanco, negro, morado, rosa, gris, naranja, negro mate, verde mate y transparente. El verde es el color más utilizado. A continuación, se detallan algunos aspectos de nuestros requisitos de producción para su referencia.

El precio para los colores verde, azul, rojo, azul, amarillo, blanco y negro es el mismo sin cargo adicional, y se requiere un cargo adicional para el morado, rosa, gris, naranja, negro mate, verde mate y transparente/claro.

PCB estándar:

• Espesor exterior de cobre de 1 oz. Para el puente de soldadura, el espacio entre las almohadillas del circuito integrado debe ser de al menos 0.19 mm (7.5 mil) para los colores verde, azul, rojo y morado; los demás requieren un mínimo de 0.22 mm (9 mil).

• Espesor exterior de cobre de 2 oz. Para el puente de soldadura, el espacio entre las almohadillas del circuito integrado debe ser de al menos 0.2 mm (8 mil) para los colores verde, azul, rojo y morado; los demás requieren un mínimo de 0.22 mm (9 mil).

• Espesor exterior de cobre de 3 oz. Para el puente de soldadura, el espacio entre las almohadillas del circuito integrado debe ser de al menos 0.25 mm (9.8 mil) para los colores verde, azul, rojo y morado; el blanco y el negro requieren un mínimo de 0.3 mm (11.8 mil); el negro mate requiere un mínimo de 0.35 mm (13.8 mil).

PWB avanzado:

• Espesor exterior de cobre de 1 oz. Para el puente de soldadura, el espaciado entre las almohadillas del circuito integrado debe ser de al menos 7 mil para el color verde, el negro requiere un mínimo de 9 mil (PCB prototipo verde mínimo 6 mil, negro mínimo 8 mil).

• Espesor exterior de cobre de 2 oz. Para el puente de soldadura, el espaciado entre las almohadillas del circuito integrado debe ser de al menos 8 mil para el color verde (puente de soldadura de 4 mil), el color negro (puente de soldadura de 5-6 mil) requiere un mínimo de 10 mil.

En condiciones normales, el plazo de entrega de las mascarillas verdes debería ser más corto que el de las demás.

Dado que anteriormente nos referimos al puente de soldadura, ahora viene una breve explicación al respecto: 

El puente de soldadura es la capa de aceite verde que se encuentra entre las dos almohadillas o los pines del circuito integrado. Debido a su estrechez, se le denomina puente de resistencia de soldadura. Si la distancia entre los pines es demasiado pequeña para cumplir con los requisitos del proceso de fábrica, se recomienda omitirlo y proceder con la apertura completa de la máscara.

Abertura de máscara: cualquier área sin impresión de máscara puede denominarse abertura de ventana; incluye áreas para almohadillas de soldadura, almohadillas de pasta, ranuras, etc.

Espacio libre para la máscara de soldadura: el espacio libre sugerido para la máscara de soldadura en GERBER es de 2 a 4 milésimas de pulgada.

Tipos de máscara de soldadura

Las placas de circuito impreso (PCB) tienen diferentes tipos de máscaras de soldadura. Independientemente del tipo, todas se someten a un proceso de termofijación una vez que se determina el patrón. Los tipos de máscara de soldadura se muestran a continuación:

Líquido epoxi

La máscara de soldadura se presenta en diferentes materiales según las necesidades de la aplicación. La máscara de soldadura más económica es un líquido epoxi que se imprime mediante serigrafía sobre la placa de circuito impreso (PCB).

LPSM (máscara de soldadura fotoimprimible líquida)

El LPSM se puede serigrafiar o pulverizar sobre la placa de circuito impreso, exponer al patrón y revelar para crear aberturas en el patrón para soldar componentes a las almohadillas de cobre. 

DFSM (máscara de soldadura fotoimprimible de película seca)

El DFSM se lamina al vacío sobre la placa de circuito impreso y luego se expone y se revela.

Máscara de soldadura vs. máscara de pasta

La máscara de soldadura es un proceso esencial en la fabricación de placas de circuito impreso (PCB). Cuando veas una capa de color en la PCB, esa es la máscara de soldadura. La máscara de soldadura es un proceso negativo, por lo que, después de que la forma de la capa de fotorresina se mapea sobre la placa, queda expuesto el cobre en lugar de aplicarse la máscara de soldadura.

La máscara de soldadura es una plantilla que se utiliza para el encapsulado de componentes de montaje superficial y se corresponde con las almohadillas de los componentes SMD. Se puede entender directamente como una plantilla creada con la capa de máscara de soldadura. Durante el proceso SMT, se suele utilizar una placa de acero para perforar agujeros en las posiciones correspondientes a las almohadillas de los componentes de la PCB y, a continuación, se aplica pasta de soldadura sobre la placa. Cuando la PCB se coloca debajo de la placa de acero, la pasta de soldadura fluye hacia abajo y cubre uniformemente cada almohadilla. Por lo tanto, la máscara de soldadura no debe ser mayor que el tamaño real de la almohadilla, y lo ideal es que sea menor o igual a dicho tamaño.

A continuación se muestran algunas diferencias esenciales entre la máscara de soldadura y la máscara de pasta:

• Las aberturas en la capa de máscara de soldadura no tienen tinta de máscara de soldadura, pero las aberturas en la capa de máscara de pasta sí tienen pasta.

• La capa de máscara de soldadura forma parte de la placa de circuito impreso, pero la capa de máscara de pasta no. La capa de máscara de pasta solo sirve para la plantilla.

• La máscara de soldadura se utiliza para aplicar la tinta de la máscara de soldadura, mientras que la máscara de pasta se utiliza para aplicar la pasta.

• La máscara de soldadura se utiliza en el proceso de fabricación de PCB, mientras que la máscara de pasta se utiliza en la fase de ensamblaje de PCB.

• La máscara de soldadura está disponible en muchos colores, mientras que la máscara de pasta suele ser gris.