Cómo elegir la máscara antisoldante adecuada para tu PCB

Two people in costume for an All Souls Procession.

Con Halloween a la vuelta de la esquina, me he pasado horas pensando en disfraces. Este año, voy a necesitar bastante pintura facial, por lo que ya he estado investigando sobre cómo aplicarla correctamente. Y es que es todo un arte: las distintas capas, colores y tipos de pintura requieren herramientas y tiempos específicos para conseguir buenos resultados. Lo he constatado tras hacer una prueba rápida, sin instrucciones, que podría haber salido mejor... Mientras algunas áreas de mi pintura facial se estaban descascarando, otras permanecían perfectamente intactas. Es cierto que aplicar pintura facial no conlleva riesgos de cortocircuito, aunque esté muy mal puesta, pero he descubierto que el tema no se aleja mucho de las máscaras antisoldante que se usan en las PCB. De hecho, éstas últimas vienen incluso en varios colores. En otras palabras, seleccionar el tipo y espesor de la máscara antisoldante es tan importante para el éxito del producto como lo es para una buena pintura facial... si bien los errores son mucho más costosos en el primer caso.

¿Qué es la máscara antisoldante?

La máscara antisoldante se utiliza para proteger de la oxidación a los componentes metálicos de la PCB y para evitar que se adhieran pedacitos de soldadura donde no deberían y se formen "puentes" entre los pads. Se trata de una fase crítica en la fabricación de la PCB si se recurre al reflujo o al baño de soldadura, ya que estas técnicas no garantizan del todo que no se conecten puntos de soldadura en lugares no deseados. A veces nos referimos a la máscara antisoldante como "resistencia a la soldadura", que me parece una buena forma de llamarla, pues la verdad es que yo solía pensar que se trataba de una capa completa de soldadura aplicada sobre la placa.

¿Cómo aplicamos la máscara antisoldante a la placa?

La máscara antisoldante consiste en una capa de polímero que se aplica sobre las trazas metálicas de una PCB. Las hay de  distintos tipos de materiales, y la mejor opción depende del coste y de la aplicación. La opción más básica consiste en utilizar una serigrafía para imprimir un epoxi líquido sobre la placa de circuito impreso. Es como pintar la cara con una plantilla y un aerosol.

Algunas máscaras antisoldantes más sofisticadas utilizan la fotolitografía con película seca o bien una máscara antisoldante líquida. La máscara antisoldante de fotoimagen líquida (LPSM, por sus siglas en inglés) se puede serigrafiar como el epoxi, o incluso rociar sobre la superficie, que a menudo es un método de aplicación más económico. La de película seca (DFSM) se aplica al vacío sobre la placa, con el fin de evitar la formación de burbujas de aire. Ambas modalidades de fotoimagen se desarrollan para eliminar las secciones de la máscara en las que se soldarán los pads a los componentes y se curarán con un proceso de horneado o exposición a la luz ultravioleta (UV).

Solder resist thickness between LQFP pins

Las máscaras antisoldantes se aplican mediante pintura epoxi o con fotolitografía de polímero.

¿Qué máscara antisoldante debo usar?

La elección de la máscara antisoldante adecuada depende de factores como las dimensiones físicas de la placa, sus agujeros, componentes y conductores, la estructura de la superficie y la aplicación final del producto. 

Para empezar, si la PCB se va a utilizar para las industrias aeroespacial, de telecomunicaciones, médica u otras industrias con perfil de "alta fiabilidad", deberás comprobar los estándares de la industria en lo referente a máscaras antisoldante, así como la aplicación a la que vas a destinar el producto en general. Sin duda, estos requisitos específicos prevalecen sobre cualquier información que puedas leer en Internet. 

Para la mayoría de diseños modernos de PCB, se recomienda una máscara antisoldante de fotoimagen. La topografía de la superficie determinará si conviene más utilizar una aplicación líquida o seca. La máscara seca establece un espesor uniforme en toda la superficie, si bien se adhiere mejor cuando la superficie de la placa es muy lisa. En el caso de superficies más complejas, te dará mejores resultados una opción líquida (LPISM), pues logra un contacto más óptimo con las pistas de cobre y el laminado, si bien su desventaja es que el espesor no es perfectamente uniforme en toda la superficie.

Es importante hablar también de los diferentes acabados posibles para la capa de la máscara. Te recomendamos que hables con tu fabricante acerca de los productos disponibles y cómo afectarán a la fabricación. Un acabado mate, por ejemplo, reduce las bolas de soldadura cuando se lleva a cabo un proceso de reflujo de soldadura.

PCB loading into a SMT reflow oven.

Los PCBs fabricados mediante un proceso de reflujo de soldadura requieren máscaras antisoldantes. El acabado de la máscara puede afectar a la calidad del reflujo.

¿Qué espesor debe tener la máscara antisoldante?

El espesor de la máscara antisoldante dependerá principalmente del espesor de las pistas de cobre de tu placa. En general, necesitarás una máscara antisoldante de 0,5 milésimas de pulgada. Como te comentábamos, si utilizas una máscara líquida, el espesor será diferente según los componentes que cubras. Sobre áreas de laminado vacías, un espesor de 0,8-1,2 milésimas de pulgada será suficiente, mientras que para componentes más complejos, como la rodilla de un circuito, la máscara podrá llegar a ser tan fina como 0,3 milésimas de pulgada.

Como cualquier otro parámetro o proceso de fabricación, debes tomar en cuenta el grado de sensibilidad de tu aplicación final y planificar tu diseño de acuerdo a ello. Siempre es conveniente hablarlo con el fabricante,  que te podrá sugerir las opciones más adecuadas para cada caso.

¿Cómo incluyo la máscara antisoldante en mi diseño?

A la hora de diseñar la PCB, debes reservar una capa para la máscara antisoldante en los archivos gerber. Comprueba las reglas de diseño para la capa de la máscara antisoldante. Por lo general, será necesario un borde de 2 milésimas de pulgada alrededor de los componentes cuando la máscara antisoldante no esté perfectamente centrada. También debes considerar dejar una distancia mínima entre los pads, a menudo de 8 milésimas de pulgada, para garantizar suficiente cantidad de máscara como para evitar que se formen puentes de soldadura.

Si estás trabajando en la elaboración de diseños de PCB más complejos, es importante que elijas un software de diseño de PCB que te facilite ajustar estas reglas de diseño a tus necesidades. Altium Designer es una opción muy versátil. Te permite incluso eliminar por completo la capa de máscara antisoldante en caso de diseños especialmente inusuales. 

¿Quieres saber más sobre las posibilidades que te ofrece Altium? Ponte en contacto con un experto de Altium, a través de este enlace.

Acerca del autor

Altium Designer

PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

Visitar sitio web Más contenido por Altium Designer
Artículo anterior
Las baterías de fosfato de hierro y litio frente a las de ion de litio para sistemas integrados
Las baterías de fosfato de hierro y litio frente a las de ion de litio para sistemas integrados

Puede ser difícil elegir la batería perfecta para tu PCB. Este blog puede ayudarle a decidir entre baterías...

Artículo siguiente
 Diseño RF embebido: Antenas de chip de cerámica frente a las antenas integradas en el PCB
Diseño RF embebido: Antenas de chip de cerámica frente a las antenas integradas en el PCB

Conforme la tecnología avanza, los diseños se vuelven más complejos y la frecuencia con las que trabaja nue...