¿Cómo funciona el electropulido en plantillas PCB?

Para garantizar una liberación óptima de la pasta de soldadura, los fabricantes de plantillas PCB deben ofrecer acabados de alta calidad. Un método para mejorar la funcionalidad de las plantillas es el electropulido. En este artículo se explica cómo el electropulido mejora las plantillas PCB y qué es exactamente.

Durante el proceso de fabricación de plantillas PCB, la aplicación continua de haces láser causa rugosidad en las paredes de las aperturas. Esto ocurre debido a que el material de la lámina se funde con el láser, lo que genera irregularidades superficiales. El electropulido se utiliza para suavizar las paredes de las aperturas y corregir este problema. Este artículo cubre los beneficios del electropulido para el ensamblaje SMT, su función en la fabricación de plantillas de PCB y su modo de operación.

JLCPCB ofrece plantillas electropulidas como parte de sus servicios, garantizando paredes de aperturas más suaves para una mejor liberación de la pasta de soldadura y una mayor calidad en el ensamblaje.

¿Qué es el Electropulido?

El electropulido es una técnica de acabado superficial electroquímico que suaviza, elimina micro-burrs y otras imperfecciones superficiales de un material conductor al disolver una capa delgada de metal. Se le conoce también como el "opuesto del galvanizado", ya que disuelve el metal en niveles microscópicos.

Principio básico del electropulido:

• Proceso Anódico: En un baño electrolítico, la plantilla se conecta como el ánodo (+)
• Cátodo (-): Normalmente hecho de plomo o acero inoxidable.
• Electrólito: Líquido ácido, frecuentemente una combinación de ácidos sulfúrico y fosfórico.
• Voltaje aplicado: Cuando los iones metálicos se exponen a una corriente continua (DC), se disuelven preferentemente desde los picos de la superficie. Esto da como resultado una superficie más suave y uniforme, con las imperfecciones microscópicas niveladas.

¿Por Qué es necesario el electropulido?

El electropulido es una de las tecnologías más recientes diseñadas para crear plantillas de alta calidad. Tradicionalmente, se utilizaban láseres para cortar el acero inoxidable, lo que provocaba que el material se disolviera debido a la alta intensidad del láser. Esto se utilizaba para crear agujeros y aperturas en las plantillas por corte láser. Sin embargo, debido a este proceso, la plantilla láser tenía escoria metálica en los bordes de la apertura, y las paredes de los agujeros no eran rectas ni lisas, lo que dificultaba la aplicación precisa de la pasta de soldadura.

La calidad de la impresión de pasta de soldadura se ve directamente afectada por el rendimiento de la plantilla, especialmente para componentes de alta densidad (de 0.4 mm o menores). Las plantillas cortadas por láser a menudo dejan burrs microscópicos o rugosidad en los bordes de las aperturas, lo que puede:

El rendimiento de la plantilla afecta directamente la calidad de la impresión de pasta de soldadura, especialmente para componentes de alta densidad (de 0.4 mm o menos). Las plantillas cortadas por láser a menudo dejan burrs microscópicos o rugosidad en los bordes de las aperturas, lo que puede:

• Atrapar la pasta de soldadura
• Causar una liberación inconsistente de la pasta
• Generar defectos como soldaduras insuficientes o puentes de soldadura

Al emplear el electropulido, los fabricantes pueden garantizar una impresión consistente y perfecta, lo cual es esencial para el ensamblaje SMT de alta precisión o en volúmenes altos.

Proceso de fabricación de plantillas electropulidas:

1. Utilizando un proceso sencillo con material de acero inoxidable, se crea una plantilla.

2. Para hacerla electropulida, debe sumergirse en una solución electrolítica, lo cual ocurre dentro de una celda electroquímica.

3. Se aplica una corriente continua (DC) a la plantilla, lo que provoca que los iones metálicos se disuelvan de la superficie de la plantilla.

4. Después de que estos iones metálicos se disuelven, se puede decir que se elimina una capa rugosa superior, la cual causaba inestabilidad en la aplicación de la pasta. Ahora se obtiene una superficie lisa y pulida.

Ciencia detrás de las plantillas electropulidas:

El voltaje utilizado durante el enjuague ácido regula la rugosidad de la pared de la apertura. En esencia, los iones metálicos se inyectan en el baño ácido durante un proceso de galvanización invertido.

Paso 1: Lo que hace la solución electrolítica cuando se aplica es que deja cargas positivas en la plantilla y transfiere la carga negativa a la solución.

Paso 2: La plantilla se somete a corriente continua (DC), lo que elimina los iones metálicos y los dirige hacia el polo negativo.

Toda la superficie, en particular las paredes de las aperturas cortadas por láser, se vuelve lisa y libre de irregularidades superficiales durante este procedimiento. También se utiliza ocasionalmente el niquelado para crear paredes de aperturas y aberturas suaves, aunque tiene la desventaja de reducir el tamaño total de la apertura y requiere modificaciones en el diseño del arte.

Proceso de electropulido de una plantilla:

1. Preparación de la plantilla PCB

• Para eliminar el polvo y la grasa, la plantilla de acero inoxidable cortada por láser se limpia a fondo.

• La plantilla se sumerge en la solución electrolítica ácida y se conecta como ánodo.

2. Eliminación electroquímica de material

• Al aplicar corriente continua, el metal se disuelve anódicamente bajo condiciones controladas.

• El alisado uniforme se obtiene al disolverse más rápidamente las asperidades de la superficie (picos) que las partes hundidas (valles).

3. Tratamiento post-electropulido

• La plantilla se electropulida y luego se limpia con agua desionizada.

• Después de secarse, se examina la superficie en busca de homogeneidad y suavidad.

Beneficios del electropulido:

Las plantillas electropulidas ofrecen una excelente precisión en la impresión, especialmente para pequeños pads PCB. La combinación de plantillas electropulidas y nano-recubiertas de JLCPCB mejora aún más estos beneficios, ofreciendo una liberación superior de la pasta de soldadura y un rendimiento duradero. A continuación, se enumeran algunos de los beneficios:

• Mejor liberación: Menor adherencia de la pasta a las paredes de las aperturas.
• Fomenta la transmisión confiable de la pasta de soldadura.
• Previene defectos y puentes de soldadura.
• Acelera y mejora la exhaustividad de la limpieza post-uso de la plantilla.
• Aumenta la longevidad de las plantillas, especialmente en entornos de alta humedad.

Electropulido vs. Otros métodos de acabado de plantillas

Estándares y mejores prácticas:

Guías IPC:

• IPC-7525C: Las guías de diseño de plantillas recomiendan un acabado de aperturas de alta calidad para una transferencia confiable de la pasta de soldadura.

• IPC-A-610: Los estándares de aceptación destacan la importancia de una deposición consistente de soldadura para productos de Clase 2 (comercial) y Clase 3 (alta confiabilidad).

Conclusión:

Este método aplica una solución electrolítica sobre la superficie del material de la plantilla para refinar su planitud. Esto puede mejorar la consistencia de la aplicación de la pasta de soldadura, aunque no es esencial en todos los casos.

(Este proceso de electropulido es realizado por JLCPCB.)

Cuando se trata de plantillas SMT, el corte láser es generalmente preferido debido a su precisión. Tienen un tiempo de respuesta rápido y se adaptan a diferentes diseños. Si la precisión es un aspecto crítico, las plantillas PCB electropulidas son una excelente opción. El paso de electropulido en los procesos de fabricación de plantillas se vuelve imprescindible al crear plantillas para PCBs que contienen componentes de alta densidad. Las plantillas electropulidas mejoran los rendimientos de producción SMT y disminuyen las tasas de defectos al mejorar la liberación de la pasta mediante paredes de aperturas más suaves, lo que facilita una mejor aplicación de la pasta de soldadura durante el proceso de inyección. Con producción rápida y envío global, puede confiar en que JLCPCB apoyará su próximo proyecto con herramientas de calidad profesional.