Masque de soudure

Qu'est-ce qu'un masque à souder ?

Le masque à souder (également appelé masque à souder) est une couche mince de matériau polymère appliquée sur la surface du PCB (circuit imprimé). Sa fonction principale est de protéger les pistes en cuivre et d'empêcher le flux de soudure de pénétrer dans les zones où la soudure n'est pas requise pendant le processus de soudage. Afin de rendre la soudure plus parfaite, l'ensemble de la carte de circuit, à l'exception de la zone de soudure, sera recouvert d'un masque à souder.

Le masque à souder est appliqué des deux côtés de la carte PCB. La résine est le composant principal du masque à souder car elle présente une bonne résistance à l'humidité et aux hautes températures et est non conductrice. Initialement, la plupart des PCB utilisaient un masque à souder vert, c'est pourquoi il est souvent appelé « huile verte ». Cependant, le masque à souder existe en de nombreuses couleurs telles que le vert, le blanc, le jaune, le rouge, le bleu, le noir, etc. La couleur spécifique à utiliser dépend des besoins différents des clients.

Fonction du masque de soudure

Le masque de soudure sur le PCB remplit les fonctions suivantes :

• Prévenir l'oxydation de la couche de cuivre ;
  
• Prévenir les courts-circuits causés par des ponts lors de la soudure ;
  
• Prévenir les ruptures physiques dans les lignes conductrices ;
  
• Le masque de soudure possède d'excellentes propriétés d'isolation, ce qui permet de concevoir des PCB à haute densité.
  
• Prévenir les courts-circuits entre les lignes conductrices et les points de soudure lors de la soudure par refusion, soudure à l'onde et soudure manuelle ;

Types de masque de soudure

Il existe différents types de masque de soudure sur les PCB. Quel que soit le type, il doit être durci par la chaleur une fois le motif déterminé. Les types courants de masque de soudure sont les suivants :

• Masque de soudure photosensible en film sec :

  DFSM est collé sous vide sur le PCB, puis exposé et développé.
  

• Époxy liquide :

  En fonction des exigences de l'application, le masque à souder peut être réalisé avec différents matériaux. Le type en époxy liquide est le plus économique ; il permet d'imprimer le motif du masque à souder sur le PCB par sérigraphie.
  

• Masque à souder photosensible liquide :

  Le LPSM peut être appliqué par sérigraphie ou pulvérisation sur le PCB, puis exposé et développé pour créer des ouvertures, permettant ainsi le soudage des composants sur les pistes en cuivre.

Masque à souder vs. Stencil

Le masque à souder est une étape essentielle dans la fabrication des PCB. La couche de surface colorée sur le PCB est le masque à souder. Ce masque est une "sortie négative", donc lorsque le motif du masque à souder est appliqué sur la carte, le cuivre reste exposé dans les ouvertures du motif, au lieu d'être recouvert d'encre de masque à souder.

La couche de treillis métallique est en réalité un gabarit pour l'encapsulation des composants SMD, correspondant aux pistes des composants SMD. On peut la comprendre directement comme un moule en tôle d'acier conçu et fabriqué selon la couche de treillis métallique. Lors du processus de montage SMT, un treillis métallique est généralement utilisé pour percer des trous à l'emplacement correspondant des pistes du circuit imprimé (PCB), et la pâte à souder est appliquée sur le treillis métallique. Lorsque le PCB est placé sous le treillis métallique, la pâte à souder s'écoule à travers les trous et recouvre uniformément les pistes. Par conséquent, l'ouverture de la couche de treillis métallique ne devrait pas être plus grande que la taille réelle des pistes, et il est préférable qu'elle soit légèrement plus petite ou égale aux pistes.

Les différences fondamentales entre la couche de résine de soudure (solder mask) et la couche de treillis métallique sont les suivantes :

Limite de couches

Généralement, nous ne pouvons fabriquer que des substrats en aluminium monocouche et des substrats en aluminium bicouche. En raison des limites du procédé de fabrication, les substrats en aluminium multicouches sont difficiles à produire, ils ne peuvent donc pas répondre aux exigences des conceptions multicouches complexes.

Faible flexibilité

Les matériaux en aluminium possèdent une grande rigidité et peu de souplesse, ils ne sont pas aussi flexibles que les substrats en polyimide ou en polyester. Par conséquent, ils ne conviennent pas aux applications nécessitant des pliages répétés.

Coefficients de dilatation thermique incompatibles

Le coefficient de dilatation thermique des substrats en aluminium est relativement élevé et diffère de certains composants et matériaux de soudure. Cette incompatibilité des coefficients de dilatation thermique peut facilement entraîner des dommages aux soudures ou un délaminage, affectant ainsi la fiabilité globale.

Les substrats en aluminium imposent des exigences supplémentaires en matière de procédés

Par rapport aux substrats ordinaires, les propriétés métalliques des substrats en aluminium nécessitent davantage de temps pour être prises en compte lors de la fabrication et de l'assemblage, ce qui augmentera la complexité du processus et le coût.

Coût élevé

Bien que les substrats en aluminium présentent des avantages significatifs en matière de gestion thermique, par rapport aux matériaux traditionnels FR4, les circuits imprimés à base d'aluminium ont un coût matériel plus élevé, nécessitent des processus de fabrication spécifiques et des exigences en matière de traitement de surface, ce qui entraîne un coût global de fabrication accru.

Domaines d'application des circuits imprimés à base d'aluminium

• Les ouvertures de la couche de résine de soudure sont dépourvues d'encre de résine de soudure, tandis que les ouvertures de la couche de treillis métallique sont destinées au dépôt de pâte à souder ;
  
• La couche de masque à souder sert à appliquer l'encre de masquage, tandis que la couche de tamis métallique sert à appliquer la pâte à souder ;
  
• La couche de masque à souder appartient à la phase de fabrication du PCB, tandis que la couche de tamis métallique appartient à la phase d'assemblage du PCB ;
  
• La couche de masque à souder est disponible en plusieurs couleurs, tandis que la couche de tamis métallique est généralement grise.
  
• La couche de masque à souder fait partie du PCB, tandis que la couche de tamis métallique n'en fait pas partie, elle est simplement un gabarit utilisé pour le placement des composants ;