Le masque de soudure, aussi appelé masque de blocage de soudure, est une fine couche de polymère utilisée sur les circuits imprimés pour empêcher la formation de ponts entre les soudures. Il prévient également l’oxydation et est appliqué sur les pistes de cuivre du circuit imprimé.
Voici une réponse rapide, puis nous approfondirons les détails, car tous les masques de soudure ne se valent pas !
Quels sont les types de masques de soudure pour circuits imprimés ? Ils agissent comme un revêtement protecteur sur les pistes de cuivre, empêchant la rouille et empêchant la soudure de former des ponts susceptibles de provoquer des courts-circuits. Il existe quatre principaux types de masques de soudure pour circuits imprimés : époxy liquide, photo-imageable liquide, photo-imageable film sec, et masques supérieur et inférieur.
Mais quel type de masque de soudure pour circuits imprimés utiliser ? En effet, il existe différents types pour différentes applications… découvrons-les.
4 Types de masques de soudure
Les masques de soudure varient en termes de fabrication et de matériaux. Le choix du masque et de la méthode d’utilisation dépend de l’application.
- Masques de soudure supérieurs et inférieurs
Les ingénieurs électroniciens utilisent couramment les masques de soudure supérieurs et inférieurs pour identifier les ouvertures dans la couche verte de masque de soudure. Cette couche est pré-appliquée à l’aide d’époxy ou d’un film. Les broches des composants sont ensuite soudées à la carte grâce aux ouvertures enregistrées à l’aide d’un masque.
Le motif de piste conductrice sur le dessus de la carte est appelé « piste supérieure ». Tout comme le masque supérieur, le masque inférieur est utilisé sur la face arrière de la carte.
- Masque de soudure liquide époxy
L’époxy est l’alternative la plus économique au masque de soudure. L’époxy est un polymère sérigraphié sur le circuit imprimé. La sérigraphie est une méthode d’impression qui utilise un maillage en tissu pour soutenir le motif de blocage de l’encre. Ce maillage permet d’identifier les zones ouvertes pour le transfert d’encre. La chaleur est utilisée lors de la dernière étape du processus.
- Masque de soudure liquide photo-imageable
Le masque de soudure liquide photo-imageable, également appelé LPI, est en fait un mélange de deux liquides différents. Les composants liquides sont mélangés avant l’application pour garantir une durée de conservation plus longue. C’est également l’un des quatre types de masques de soudure pour PCB les plus économiques.
Le LPI peut être appliqué par sérigraphie, par enduction au rideau ou par pulvérisation. Le masque est un mélange de différents solvants et polymères. Il permet d’appliquer une fine couche qui adhère à la surface de la zone cible. Ce masque remplit la fonction initiale d’un masque de soudure, mais le PCB ne nécessite aucun des revêtements de placage final couramment utilisés aujourd’hui.
Contrairement aux anciennes encres époxy, le LPI est sensible aux UV. Le panneau doit être recouvert d’un masque. Après un court cycle de polymérisation, la carte est exposée aux UV à l’aide d’une résine photosensible ou d’un laser UV.
Avant l’application du masque, le panneau doit être nettoyé et exempt d’oxydation. Cette opération est réalisée à l’aide de solutions chimiques spéciales. On peut également utiliser une solution d’oxyde d’aluminium ou frotter le panneau avec une pierre ponce suspendue.
L’une des méthodes les plus courantes pour exposer la surface du panneau aux UV consiste à utiliser une imprimante par contact et un outil pour film. Les feuilles de film supérieure et inférieure sont imprimées avec une émulsion pour bloquer les zones à souder. Un outil sur l’imprimante fixe le panneau de production et le film en place. Les panneaux sont ensuite exposés simultanément à une source de lumière UV.
Une autre technique utilise l’imagerie laser directe. Cependant, aucun film ni outil n’est requis, le laser étant contrôlé par des repères sur le pochoir en cuivre du panneau.
Les masques LPI sont disponibles dans une variété de couleurs, notamment le vert (mat ou semi-brillant), le blanc, le bleu, le rouge, le jaune, le noir, etc. L’industrie des LED et les applications laser dans l’électronique incitent les fabricants et les concepteurs à développer des matériaux blancs et noirs plus durables.
- Masque de soudure photo-imageable à film sec
Le masque de soudure photo-imageable à film sec utilise un laminage sous vide. Le film sec est ensuite exposé et développé. Après le développement, les ouvertures sont positionnées pour créer un motif. Les composants sont ensuite soudés aux pastilles de cuivre. Le cuivre est ensuite laminé sur la carte par procédé électrochimique.
Le cuivre est déposé en couches à l’intérieur des trous et des pistes. L’étain est utilisé pour protéger les circuits en cuivre. Lors de l’étape finale, le film est retiré et les marques de gravure sont exposées. Ce procédé utilise également un durcissement thermique.
Le masque de soudure à film sec est souvent utilisé pour les cartes de câblage haute densité. De ce fait, il ne pénètre pas dans les trous traversants. Voici quelques-uns des avantages de l’utilisation du masque de soudure à film sec.
Le choix du masque de soudure à utiliser dépend de plusieurs facteurs, notamment la taille du circuit imprimé, l’application finale prévue, les trous, les composants à utiliser, les conducteurs et la disposition de la surface. La plupart des conceptions de circuits imprimés modernes disposent d’un masque de soudure photo-imageable. Il s’agira donc soit d’un masque LPI, soit d’un masque à film sec. La disposition de la surface du circuit imprimé déterminera le choix final. Si la topographie de la surface est irrégulière, un masque LPI est préférable. L’utilisation d’un film sec sur une topographie irrégulière peut piéger des gaz dans les espaces formés entre le film et la surface. Le LPI est donc plus adapté.
Cependant, l’utilisation du LPI présente également des inconvénients. Il n’est pas uniforme sur toute la carte. Vous pouvez également obtenir différentes finitions sur la couche de masque, chacune ayant sa propre application. Par exemple, une finition mate réduira le boulochage de la soudure lors de la refusion.
Comment intégrer un masque de soudure à votre conception ?
L’intégration d’un masque de soudure à votre conception est essentielle pour garantir une application optimale. Lors de la conception de la carte, le masque de soudure doit avoir son propre calque dans le fichier Gerber. En général, une bordure de 2 mm autour des éléments est recommandée pour éviter un centrage parfait du masque. Il est également conseillé de laisser au moins 8 mm entre les pastilles de cuivre afin d’éviter la formation de ponts de soudure.
Quelle est l’épaisseur appropriée du masque de soudure ?
L’épaisseur du masque de soudure dépend de l’épaisseur des pistes de cuivre sur le circuit imprimé. En général, un masque de soudure de 0,5 mm est préférable pour masquer les pistes. Si vous utilisez un masque liquide, vous devrez utiliser différentes épaisseurs selon les éléments. Les zones laminées vides peuvent avoir une épaisseur de 0,8 à 1,2 mm, tandis que les zones présentant des éléments complexes (comme les coudes) auront des extensions fines (environ 0,3 mm).
Conclusion
En résumé, la conception du masque de soudure a un impact significatif sur la fonctionnalité de votre application. Il joue un rôle crucial dans la prévention de la rouille et des ponts de soudure (risques de courts-circuits). Par conséquent, votre choix doit tenir compte des différents facteurs mentionnés dans cet article. Nous espérons que cet article vous a aidé à mieux comprendre les différents types de masques de soudure pour circuits imprimés. Pour toute question ou pour nous contacter, nous sommes à votre disposition.
