Descrição detalhada do processo da ponte de máscara de solda em PCB
A superfície de um PCB é revestida com uma camada de laca conhecida como tinta de máscara de solda. Este é um dos tipos de tinta mais comuns e essenciais usados em Manufatura de PCB. Enquanto aproximadamente 90% da máscara de solda é verde, outras cores, como vermelho, azul, preto, branco, e amarelo também estão disponíveis.
A principal função da tinta para máscara de solda é o isolamento. Durante o processo de soldagem, ajuda a prevenir curtos-circuitos causados por pontes de solda e danos físicos a traços condutores. Também protege contra degradação do isolamento ou corrosão causada por fatores ambientais, como poeira e umidade..
Uma ponte de máscara de solda refere-se à seção da máscara de solda entre as aberturas da almofada de solda de terminais de componentes pouco espaçados - normalmente ICs com pinos de passo fino. A função da ponte da máscara de solda é evitar o fluxo de solda e a formação de ponte entre as almofadas durante a soldagem.. Para garantir juntas de solda confiáveis e evitar curtos, é essencial manter pontes de máscara de solda entre almofadas adjacentes sempre que possível.
Tipos de pontes de máscara de solda
Cada layout de PCB e densidade de componente impõe requisitos específicos. Os projetistas de PCB devem escolher o tipo apropriado de barragem de solda com base nessas necessidades. Diferentes tipos de pontes de máscara de solda oferecem diversas vantagens, melhorando a confiabilidade e reduzindo o risco de ponte de solda.
1. Ponte de máscara de solda aberta
Uma ponte de máscara de solda aberta expõe áreas designadas de cobre na PCB. Fornece espaçamento controlado entre componentes para permitir conexão elétrica seletiva. Esta técnica evita que a solda migre através da estrutura, mantendo ao mesmo tempo uma condutividade elétrica estável.. Barragens de solda abertas são especialmente adequadas para aplicações de alta frequência e RF (radiofrequência) Aplicações, onde o controle preciso do fluxo de solda é crítico devido à sensibilidade de desempenho dos circuitos.
2. Malha (Grade) Ponte de máscara de solda
A ponte de máscara de solda em malha emprega uma estrutura semelhante a uma grade em seu design. Esta configuração ajuda a minimizar o estresse térmico durante a soldagem. O layout da malha aumenta a resistência de adesão e evita rachaduras no material da máscara de solda. Barragens de solda tipo malha são particularmente eficazes para grandes áreas de cobre. Ao incorporar essas melhorias de design, a confiabilidade mecânica e a estabilidade da placa de circuito são aumentadas significativamente.
3.Ponte de máscara de solda circular
Ao usar uma ponte de máscara de solda circular, um padrão em forma de anel é formado ao redor da almofada. Este design ajuda a evitar pontes entre componentes em áreas compactadas da placa de circuito. Devido ao seu layout estrutural, pontes de máscara de solda circulares permitem operações de soldagem mais precisas e eficientes, ao mesmo tempo que minimiza o risco de curto-circuitos.
Barragens circulares são particularmente adequadas para PCBs de passo fino e de alta densidade, onde manter a integridade da junta de solda é crucial. Com este desenho, as juntas de solda são mantidas limpas e uniformes, contribuindo para uma qualidade geral consistente do conselho.
Regras e padrões de projeto para ponte de máscara de solda
1. Requisitos mínimos de largura
Projeto Padrão:
A largura mínima típica de uma ponte de máscara de solda é ≥ 6 mil (0.152 mm), adequado para eletrônicos de consumo em geral e PCBs de controle industrial.PCBs de alta densidade (Por exemplo, Quadros de IDH):
A largura pode ser reduzida para 3.2 mil (0.08 mm) ou até menor, dependendo das capacidades do fabricante. Por exemplo:JLCPCB, usando LDI (Imagem direta a laser) tecnologia, pode atingir uma largura mínima de barragem de solda de 2 mil (0.05 mm).
Embalagem de ultra-alta densidade (Por exemplo, FC-BGA):
Uma faixa de largura de 0,05–0,08 mm é usada, adequado para placas de servidor de última geração e processadores de IA.
2. Consideração sobre espaçamento de almofadas
A largura da ponte da máscara de solda deve ser calculada com base no espaçamento das almofadas. Uma fórmula empírica típica é:
Largura da ponte da máscara de solda = espaçamento das almofadas - 2 × Largura da almofada - 2 × Tolerância de Fabricação
Exemplo:
Se espaçamento entre almofadas = 0.5 mm, largura do bloco = 0.25 mm, tolerância = 0.05 mm, então:
Largura da ponte da máscara de solda ≥ 0.05 mm
3. Requisitos de espessura
Espessura Padrão:
A camada de máscara de solda tem normalmente 8–15 μm de espessura.Se muito magro: riscos de falha de soldagem devido a isolamento insuficiente.
Se for muito grosso: pode afetar negativamente a precisão da montagem.
Prática recomendada:
Use múltiplas passagens de serigrafia ou revestimento em spray para obter uma espessura ≥ 15 μm, especialmente para aplicações de alta confiabilidade.
Considerações de fabricação para pontes de máscara de solda
A capacidade do processo das pontes de máscara de solda é afetada pela cor da tinta, espessura do cobre, e layout do tabuleiro:
A tinta verde para máscara de solda oferece melhor controle do processo e pode acomodar barragens de solda menores em comparação com tintas coloridas.
Cobre mais espesso requer pontes de máscara de solda mais largas, enquanto o cobre mais fino permite barragens de solda mais estreitas e estáveis.
1. Para Espessura Base de Cobre ≤ 1 Oz:
Verde & Verde fosco: Ponte de máscara de solda ≥ 4 mil
Outras cores: Ponte de máscara de solda ≥ 5 mil
Em grandes áreas de vazamento de cobre: Ponte de máscara de solda ≥ 8 mil
2. Para base de cobre com espessura de 2–4 onças:
Preto brilhante, Preto fosco, Branco: Ponte de máscara de solda ≥ 6 mil
Em grandes áreas de vazamento de cobre: Ponte de máscara de solda ≥ 8 mil
3. Pontes de máscara de solda entre grandes áreas de cobre (Superfícies HASL):
Para evitar pontes de solda entre grandes zonas de cobre (especialmente com acabamento HASL), a largura da barragem de solda deve ser ≥ 8 mil.
Principais cenários de aplicação do Solder Mask Bridge
1. Pacotes finos
Para ICs com empacotamento fino, como QFP (Pacote Quad Flat), Lga (Matriz de grade terrestre), e BGA (Array da grade de bola), o espaçamento das almofadas é normalmente menor que 0.5 mm.
As pontes de máscara de solda são essenciais para evitar a formação de pontes de solda entre as almofadas adjacentes, que de outra forma poderia levar a curto-circuitos.
Isto é especialmente crítico em processos de soldagem automatizados, onde a pasta de solda tende a se espalhar sob o calor; sem pontes de máscara de solda, ponte de solda torna-se mais provável.
2. Áreas de roteamento de alta densidade
No IDH (Interconexão de alta densidade) PCBs, onde o roteamento é denso, a solda pode fluir facilmente entre as almofadas adjacentes se as pontes de máscara de solda não forem implementadas.
Barragens de solda atuam como barreiras físicas, melhorando o isolamento elétrico e garantindo a confiabilidade e segurança do circuito.
3. Prevenção de respingos de esferas de solda
As pontes de máscara de solda ajudam a vedar as lacunas entre as almofadas, reduzindo a probabilidade de bolas de solda respingarem em áreas indesejadas durante a soldagem por refluxo.
Isso melhora significativamente a qualidade da soldagem e reduz possíveis defeitos pós-soldagem.
4. Placas Multicamadas ou Solda na Parte Inferior
Em montagens de PCB de dupla face, quando os componentes são soldados na camada inferior, pontes de máscara de solda podem ser aplicadas entre as almofadas na camada superior para evitar fluxo ou contaminação por solda de áreas que não devem ser soldadas.
Isto é particularmente útil em solda de onda ou aplicações de soldagem seletiva.
Conclusão
As pontes de máscara de solda são uma estrutura crítica para garantir a confiabilidade da soldagem de PCB. Seu projeto deve levar em consideração o espaçamento entre as almofadas, capacidade de fabricação, e processo de soldagem.
Selecionando larguras apropriadas de barragens de solda, otimizando as propriedades do material da máscara de solda, e colaborando estreitamente com fabricantes de PCB, pode-se melhorar significativamente o rendimento do PCB e a confiabilidade a longo prazo.
À medida que os produtos eletrônicos continuam a evoluir em direção a designs de maior densidade e densidade mais fina, as tecnologias de máscara de solda continuarão a avançar para atender às crescentes demandas de miniaturização e desempenho.
