Compreendendo o papel dos materiais de máscara de solda na fabricação de PCBs

A máscara de solda, também conhecida como máscara de solda, sim, são a mesma coisa. Novamente, dois nomes diferentes para a mesma coisa, mas o termo "máscara de solda" é o adotado globalmente. O revestimento protetor usado em PCBs para impedir que a solda crie pontes em locais indesejados é referido por ambas as designações. Embora o termo "máscara de solda" seja frequentemente usado, "resistência de solda" é tecnicamente mais correto, pois o material de resistência se opõe à solda durante a montagem. No entanto, no setor, ambas as frases são frequentemente usadas de forma intercambiável.

Os materiais de resistência de solda são essenciais para prevenir curtos-circuitos, embora sejam frequentemente negligenciados em favor das trilhas de cobre e dos substratos. Ela está localizada sob as camadas de serigrafia e é referida como a segunda camada superior em PCBs. Normalmente, ela define a cor do PCB, que pode ser vista como verde, vermelho, azul e preto. Essas tonalidades são precisamente do que esta camada de resistência de solda é feita. Durante o processo de montagem, esta camada garante que a solda só adira aos locais designados. PCBs podem ter conexões fracas, curtos-circuitos e problemas gerais de desempenho se a resistência de solda não for usada. A definição, tipos, materiais, técnica de aplicação e as razões pelas quais a resistência de solda é essencial para a fabricação contemporânea de PCBs serão abordados neste artigo.

O que é Exatamente uma Resistência de Solda?

Com exceção de pads ou vias onde a solda é necessária, uma fina camada de revestimento polimérico protetor conhecida como resistência de solda é aplicada sobre as trilhas de cobre na PCB. Durante o processo de soldagem, sua principal função é impedir que a solda fundida crie pontes entre condutores adjacentes.

Funções Principais da Resistência de Solda:

● Previne Curtos-Circuitos

● Protege os Padrões do Circuito contra Poeira, Calor e Umidade

● Auxilia na Fabricação / Processo de Fabricação Suave

● Mantém o Isolamento Elétrico Entre os Padrões do Circuito

Processo de Aplicação da Resistência de Solda:

1. Preparação da Superfície: Limpe a PCB nua; PCB nua significa aquela que tem trilhas e furos. A limpeza é necessária para remover poeira, oxidação ou outros contaminantes.

2. Aplicação da Máscara de Solda: É basicamente um processo de serigrafia. No qual precisamos de uma máscara sobre a qual a solda é pulverizada ou revestida por compressão. Com base em diferentes máscaras de solda, a aplicação também varia, como:

● Epóxi: Serigrafada.

● LPI (Fotoimageável Líquida): Pulverizada ou revestida por cortina

● Filme Seco: Laminado

3. Exposição UV (Para LPI e Filme Seco): Para curar a resistência de solda, esta etapa é realizada, na qual um filme fotográfico (com a imagem do circuito) é sobreposto. A exposição UV polimeriza as áreas expostas, definindo as aberturas da máscara de solda.

4. Revelação: Consiste basicamente em uma solução reveladora; após a exposição UV, a camada de máscara de solda cura adequadamente. Mas em algumas regiões, que não foram expostas aos raios UV, são removidas por lavagem, revelando pads e vias.

5. Cura Térmica: É a etapa final de cozimento e cura. A PCB passa por um cozimento para endurecer a máscara. Nesta etapa, a PCB atinge a cura completa, tornando-a pronta para o mercado.

Tipo de Materiais Usados na Camada de Resistência de Solda:

Os materiais de resistência de solda vêm em uma variedade de formas, cada uma com vantagens únicas para certos procedimentos de produção. Os tipos de resistências de solda:

Resistência de Solda Líquida: A forma mais comum, é fácil de aplicar e pode ser aplicada por pulverização ou serigrafia tradicional. De modo geral, se os clientes não têm necessidades específicas, este tipo de resistência de solda é usado por padrão. Não é apropriada para SMT de passo fino e tem uma resolução reduzida.

Resistência de Solda de Filme Seco: Antes de a placa ser exposta à radiação ultravioleta (UV), uma substância laminada chamada resistência de solda de filme seco é colocada. Os componentes indesejáveis da resistência são removidos por lavagem após a exposição. É utilizada em PCBs de alta frequência, ou RF, e oferece excelente definição de borda.

Resistência de Solda Fotossensível: Este tipo único responde à luz UV, o que a torna perfeita para projetos de PCB intrincados e de pequena escala. O procedimento consiste em pulverização de exposição UV ou solução reveladora de revestimento por cortina:

● Revestimento por cortina ou pulverização

● Exposição UV

● Solução reveladora

Exposição UV Negativa e Positiva:

Exposição UV Negativa:
A solda exposta à luz UV endurece na exposição UV negativa. Após a revelação, essas regiões endurecidas permanecem na PCB. Durante o processo de revelação, as porções não expostas são eliminadas. Por funcionar bem para traços finos e características delicadas, a resistência de solda do tipo negativa é a mais usada na fabricação de PCBs.

Exposição UV Positiva
Quando expostas à luz UV positiva, as porções expostas crescem e se tornam solúveis. Isso indica que as áreas expostas são decompostas pela radiação UV e são removidas por lavagem. As seções não expostas permanecem na placa. Em vez de serem utilizadas para máscaras de solda, as resistências positivas são frequentemente empregadas para fotolitografia de alta precisão, como padronização de circuitos.

Cor para Boa Aparência ou Desempenho:

Selecionar a cor certa não se trata apenas de boa aparência. Em algumas situações, pode auxiliar na condutividade térmica, o que é crucial para aplicações de circuitos de alta potência. Algumas tonalidades refletem melhor na luz UV, o que facilita o processo fotolitográfico. Por exemplo, a resistência de solda azul tende a tornar o processo de exposição à luz UV mais preciso, o que a torna útil para aplicações de alta resolução. Cobrimos as características específicas das cores de PCB em nossos blogs anteriores:

A disponibilidade historicamente verde a torna a opção preferida. No entanto, a grande visibilidade do verde, particularmente na luz ultravioleta (UV), é uma das principais razões pelas quais ele continua a dominar. A fotolitografia é usada no processo de fabricação de PCB para expor regiões específicas da placa à luz ultravioleta. Os inspetores de FQC (verificação final de qualidade) podem examinar a placa em busca de defeitos ou falhas no processo de soldagem, uma vez que a resistência de solda verde é bastante perceptível sob luz UV.

Espessura da Resistência de Solda?

É uma consideração importante? Mas como a espessura afeta o desempenho da PCB? A camada de resistência de solda normalmente varia em espessura de 16 a 30 micrômetros. A máscara de solda pode ser tão fina quanto 0,3 mils ou pode ser menor. Uma camada fina de resistência de solda é necessária porque não queremos nenhum desalinhamento de componentes. Se for muito fina, descascará facilmente; o mesmo acontece se for muito espessa. Agora temos uma grande lacuna entre o pad e os componentes, então mais pasta é necessária para a soldagem, o que pode causar erros de soldagem. Muitas vezes, é mais fina perto das bordas das trilhas devido aos processos de fabricação.

Considerações Ambientais

● RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas): As máscaras de solda modernas são livres de chumbo e feitas para funcionar com técnicas de soldagem sem chumbo. Devem seguir normas como: RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

● Conformidade com REACH: Verifica se os materiais da máscara de solda não contêm compostos perigosos. Está incluída na lista de materiais proibidos da União Europeia.

Conclusão:

Em conclusão, os compostos de resistência de solda são muito mais do que meros enfeites decorativos de PCB. Eles são essenciais para a funcionalidade e durabilidade dos dispositivos eletrônicos. A função da resistência de solda na fabricação de PCBs varia desde a proteção contra danos ambientais até a prevenção de pontes de solda durante o refluxo. Além disso, vimos uma variedade de tipos, materiais e muito mais. A percepção da cor por uma pessoa é sempre subjetiva. Alcançar alta confiabilidade e baixas taxas de falha na produção de eletrônicos dependerá da escolha da resistência de solda apropriada.