masque de soudure

Le masque de soudure est un revêtement polymère mince appliqué sélectivement sur les cartes de circuits imprimés (PCB) pour couvrir les pistes en cuivre, les vias et la majeure partie de la surface de la carte, ne laissant exposés que les plots de soudure. Il remplit deux fonctions essentielles: il empêche l'oxydation du cuivre sous-jacent, ce qui dégrade la conductivité électrique et la soudabilité au fil du temps, et il agit comme une barrière physique pendant le brasage pour empêcher la soudure de couler là où elle ne devrait pas, un mode de défaillance appelé pont de soudure.

Le matériau est généralement un polymère photorésistif à base d'époxy ou d'acrylique, appliqué sous forme liquide puis durci aux UV à travers un photomasque qui définit les zones qui restent exposées. Le masque est généralement vert, mais des variantes rouges, bleues, blanches et noires sont utilisées à des fins d'identification ou esthétiques. L'épaisseur varie de 15 à 50 micromètres. Certains fabricants utilisent des masques liquides photogravables (LPI), tandis que d'autres appliquent des photorésists en film sec ou utilisent un processus de sérigraphie pour des volumes de lots plus petits.

Pendant le brasage à la vague ou le brasage par refusion, les plots de soudure exposés fondent et forment des joints avec les broches ou les plots des composants, tandis que le cuivre masqué en dessous reste sec et protégé. Sans masque, la soudure fondue s'écoulerait sur les pistes de cuivre non masquées, créant des courts-circuits entre les lignes de signal et les plans d'alimentation. Le masque réduit également le risque de croissance dendritique du cuivre, un mécanisme de défaillance dans les environnements très humides où des moustaches métalliques se forment et pontent les pistes adjacentes.

Modes de défaillance courants et limites des matériaux

Les défauts de couverture du masque, tels que les piqûres ou les bords incomplets, rendent le cuivre vulnérable à la corrosion ou aux ponts de soudure. Le stress thermique pendant le brasage peut provoquer le cloquage ou la fissuration du masque si l'adhérence au substrat est mauvaise. Le masque doit également survivre aux processus de nettoyage, qu'ils soient à base d'eau ou de solvant. L'IPC-A-600 définit les critères d'acceptation pour la couverture du masque, la propreté de la surface et les tolérances dimensionnelles; la plupart des cartes de production sont inspectées pour les défauts de masque sous grossissement de 2x à 10x.

Le masque de soudure se situe entre le stratifié de base et le processus final de pâte à souder ou de vague. Sur les cartes multicouches, il couvre toutes les surfaces externes; les plans internes restent non masqués car ils ne sont jamais soudés. Le choix du type de masque et de la méthode de durcissement affecte le temps de production, le coût et la précision des conceptions à pas fin, où l'espacement entre les plots peut être de 0,15 mm ou plus serré et la définition des bords du masque devient critique pour le rendement.