Descripción del proceso detallado del puente de máscara de soldadura en PCB
La superficie de una PCB está recubierta con una capa de laca conocida como tinta de máscara de soldadura.. Este es uno de los tipos de tinta más comunes y esenciales utilizados en Fabricación de PCB. Mientras que aproximadamente 90% de máscara de soldadura es verde, otros colores como el rojo, azul, negro, blanco, y amarillo también están disponibles.
La función principal de la tinta para máscara de soldadura es el aislamiento.. Durante el proceso de soldadura, Ayuda a prevenir cortocircuitos causados por puentes de soldadura y daños físicos a las pistas conductoras.. También protege contra la degradación del aislamiento o la corrosión causada por factores ambientales como el polvo y la humedad..
Un puente de máscara de soldadura se refiere a la sección de la máscara de soldadura entre las aberturas de la almohadilla de soldadura de los cables de los componentes estrechamente espaciados, generalmente circuitos integrados con clavijas de paso fino.. La función del puente de máscara de soldadura es evitar el flujo de soldadura y la formación de puentes entre las almohadillas durante la soldadura.. Para garantizar uniones de soldadura confiables y evitar cortocircuitos, Es esencial mantener los puentes de máscara de soldadura entre las almohadillas adyacentes siempre que sea posible..
Tipos de puentes de máscara de soldadura
Cada diseño de PCB y densidad de componentes impone requisitos específicos. Los diseñadores de PCB deben elegir el tipo apropiado de dique de soldadura en función de estas necesidades.. Los diferentes tipos de puentes de máscara de soldadura ofrecen diversas ventajas, mejorando la confiabilidad y reduciendo el riesgo de puentes de soldadura.
1. Puente de máscara de soldadura abierto
Un puente de máscara de soldadura abierto expone áreas designadas de cobre en la PCB. Proporciona un espacio controlado entre los componentes para permitir una conexión eléctrica selectiva.. Esta técnica evita que la soldadura migre a través de la estructura y al mismo tiempo mantiene una conductividad eléctrica estable.. Los diques de soldadura abiertos son especialmente adecuados para alta frecuencia y RF. (radiofrecuencia) aplicaciones, donde el control preciso del flujo de soldadura es fundamental debido a la sensibilidad del rendimiento de los circuitos.
2. Malla (Red) Puente de máscara de soldadura
El puente de máscara de soldadura de malla emplea una estructura similar a una rejilla en su diseño.. Esta configuración ayuda a minimizar el estrés térmico durante la soldadura.. El diseño de la malla mejora la fuerza de adhesión y evita el agrietamiento del material de la máscara de soldadura.. Los diques de soldadura de tipo malla son particularmente efectivos para grandes áreas de cobre.. Al incorporar estas mejoras de diseño, La fiabilidad mecánica y la estabilidad de la placa de circuito aumentan significativamente..
3.Puente de máscara de soldadura circular
Cuando se utiliza un puente de máscara de soldadura circular, se forma un patrón en forma de anillo alrededor de la almohadilla. Este diseño ayuda a evitar puentes entre componentes en áreas muy compactas de la placa de circuito.. Por su disposición estructural, Los puentes de máscara de soldadura circulares permiten operaciones de soldadura más precisas y eficientes., minimizando al mismo tiempo el riesgo de cortocircuitos.
Las presas circulares son especialmente adecuadas para PCB de paso fino y alta densidad., donde mantener la integridad de la unión soldada es crucial. Con este diseño, las uniones de soldadura se mantienen limpias y uniformes, contribuyendo a una calidad general consistente de la junta directiva.
Reglas y estándares de diseño para puentes de máscara de soldadura
1. Requisitos de ancho mínimo
Diseño estándar:
El ancho mínimo típico de un puente de máscara de soldadura es ≥ 6 mil (0.152 mm), adecuado para electrónica de consumo general y PCB de control industrial.PCB de alta densidad (P.EJ., tableros idh):
El ancho se puede reducir a 3.2 mil (0.08 mm) o incluso más pequeño, dependiendo de las capacidades del fabricante. Por ejemplo:JLCPCB, usando LDI (Imagen directa con láser) tecnología, puede alcanzar un ancho mínimo de dique de soldadura de 2 mil (0.05 mm).
Embalaje de ultra alta densidad (P.EJ., FC-BGA):
Se utiliza un rango de ancho de 0,05 a 0,08 mm., adecuado para placas de servidor de alta gama y procesadores AI.
2. Consideración del espaciado de las almohadillas
El ancho del puente de la máscara de soldadura debe calcularse en función del espacio entre las almohadillas.. Una fórmula empírica típica es:
Ancho del puente de máscara de soldadura = Espaciado de almohadillas − 2 × Ancho de la almohadilla − 2 × Tolerancia de fabricación
Ejemplo:
Si el espaciado de las almohadillas = 0.5 mm, ancho de la almohadilla = 0.25 mm, tolerancia = 0.05 mm, entonces:
Ancho del puente de máscara de soldadura ≥ 0.05 mm
3. Requisitos de espesor
Espesor estándar:
La capa de máscara de soldadura suele tener un espesor de 8 a 15 μm..Si es demasiado delgado: Riesgos de fallo de soldadura debido a un aislamiento insuficiente..
Si es demasiado grueso: puede afectar negativamente a la precisión del montaje.
Práctica recomendada:
Utilice múltiples pasadas de serigrafía o recubrimiento por pulverización para lograr un espesor ≥ 15 µm, especialmente para aplicaciones de alta confiabilidad.
Consideraciones de fabricación para puentes de máscara de soldadura
La capacidad de proceso de los puentes de máscara de soldadura se ve afectada por el color de la tinta., espesor de cobre, y diseño del tablero:
La tinta de máscara de soldadura verde ofrece un mejor control del proceso y puede acomodar diques de soldadura más pequeños en comparación con las tintas de colores..
El cobre más grueso requiere puentes de máscara de soldadura más anchos, mientras que el cobre más delgado permite diques de soldadura más estrechos y estables..
1. Para espesor de cobre base ≤ 1 onz:
Verde & Verde Mate: Puente de máscara de soldadura ≥ 4 mil
Otros colores: Puente de máscara de soldadura ≥ 5 mil
En grandes áreas de vertido de cobre: Puente de máscara de soldadura ≥ 8 mil
2. Para base de cobre con un espesor de 2 a 4 oz:
Negro brillante, Negro mate, Blanco: Puente de máscara de soldadura ≥ 6 mil
En grandes áreas de vertido de cobre: Puente de máscara de soldadura ≥ 8 mil
3. Puentes de máscara de soldadura entre grandes áreas de cobre (Superficies HASL):
Para evitar puentes de soldadura entre grandes zonas de cobre (especialmente con acabado HASL), El ancho del dique de soldadura debe ser ≥ 8 mil.
Principales escenarios de aplicación del puente de máscara de soldadura
1. Paquetes de tono fino
Para circuitos integrados con empaque de paso fino como QFP (Paquete Cuádruple Plano), LGA (Matriz de cuadrícula terrestre), y BGA (Matriz de rejilla de bolas), el espacio entre las almohadillas suele ser menor que 0.5 mm.
Los puentes de máscara de soldadura son esenciales para evitar puentes de soldadura entre almohadillas adyacentes., que de lo contrario podría provocar cortocircuitos.
Esto es especialmente crítico en procesos de soldadura automatizados., donde la pasta de soldadura tiende a extenderse con el calor; sin puentes de máscara de soldadura, Los puentes de soldadura se vuelven más probables..
2. Áreas de enrutamiento de alta densidad
En el IDH (Interconexión de alta densidad) PCBS, donde el enrutamiento es denso, la soldadura puede fluir fácilmente entre pads adyacentes si no se implementan puentes de máscara de soldadura.
Los diques de soldadura actúan como barreras físicas, mejorar el aislamiento eléctrico y garantizar la fiabilidad y seguridad del circuito.
3. Prevención de salpicaduras de bolas de soldadura
Los puentes de máscara de soldadura ayudan a sellar los espacios entre las almohadillas, reducir la probabilidad de que las bolas de soldadura salpiquen áreas no deseadas durante la soldadura por reflujo.
Esto mejora significativamente la calidad de la soldadura y reduce los posibles defectos posteriores a la soldadura..
4. Tableros multicapa o soldadura por la parte inferior
En conjuntos de PCB de doble cara, cuando los componentes están soldados en la capa inferior, Se pueden aplicar puentes de máscara de soldadura entre las almohadillas de la capa superior para evitar la contaminación por flujo o soldadura de áreas que no deben soldarse..
Esto es particularmente útil en soldadura de ondas o aplicaciones de soldadura selectiva.
Conclusión
Los puentes de máscara de soldadura son una estructura crítica para garantizar la confiabilidad de la soldadura de PCB. Su diseño debe tener en cuenta el espaciado de las pastillas., capacidad de fabricación, y proceso de soldadura.
Seleccionando anchos de dique de soldadura apropiados, optimización de las propiedades del material de la máscara de soldadura, y colaborando estrechamente con los fabricantes de PCB, se puede mejorar significativamente el rendimiento de la PCB y la confiabilidad a largo plazo.
A medida que los productos electrónicos continúan evolucionando hacia diseños de mayor densidad y paso más fino, Las tecnologías de máscaras de soldadura seguirán avanzando para satisfacer las crecientes demandas de miniaturización y rendimiento..
