Guía Fundamental Para el Enmascarador de Soldadura Temporal

¿Qué es el Enmascarador de Soldadura Temporal?

El Enmascarador de Soldadura Temporal (también llamado “spot mask”) se usa para el ensamblaje de tarjetas de circuitos electrónicos. El enmascarador de soldadura está diseñado para proteger orificios o “vías” en soldadura por ola. Tiene que soportar temperaturas extremas de soldadura y aun así ser removido fácil y eficientemente al final del proceso de ensamblaje de la PCB (Tarjeta de Circuito Impreso).

Si está rociando o sumergiendo un revestimiento de conformal, el enmascarador se puede usar para proteger los conectores y otras áreas que no se pueden revestir.

Evite confundir el enmascarador de soldadura “permanente”, comúnmente conocido como soldadura de resistencia, el Enmascarador de Soldadura Temporal está diseñado para ser desprendido. El Enmascarador de Soldadura Temporal es una herramienta esencial para los procesos de soldadura automatizados.

El Enmascarador de Soldadura Chemask® protege las tarjetas del PC, los orificios enchapados, contactos, pins, postes, terminales y ranuras durante la soldadura por ola. Proporcionan protección a altas temperaturas a corto plazo contra la soldadura fundida. Todos los enmascaradores de soldadura Chemtronics son no inflamables, no contaminantes y no dejarán residuos iónicos o corrosivos. Los enmascaradores de soldadura Chemask® están disponibles en cómodas botellas exprimibles para una aplicación de precisión o en galones para aplicaciones automatizadas.

¿Cuáles Son los Usos Comunes del Enmascarador de Soldadura Temporal?

1. El enmascaramiento de los orificios de las PCB abiertas en el proceso de soldadura por ola y; este es el uso más común del enmascarador localizada. Las tarjetas de circuito a menudo están diseñadas para funcionar con varios modelos de productos diferentes, por lo que diferentes conjuntos de características pueden requerir que algunas áreas se llenen y otras no. Para asegurarse de que estas vías abiertas permanezcan abiertas y no soldadas en el proceso de soldadura por ola, se aplica un enmascarador sobre las áreas abiertas. Esto es necesario porque el proceso de soldadura por ola no es discriminatorio, por lo que soldará todo lo que sea de metal y flux. Sin embargo, la soldadura no se adhiere al enmascarador, por lo que el área debajo no se verá afectada.
2. El enmascaramiento de áreas de contacto o componentes sensibles a solventes, al aplicar revestimiento de conformal a una tarjeta de circuito, es importante evitar áreas de contacto. Los revestimientos son generalmente aislantes, por lo que impedirán el funcionamiento de contactos, interruptores y cualquier otra cosa que requiera contacto de metal con metal. Es posible que también sea necesario enmascarar los componentes que son sensibles a los solventes o que tienen elementos móviles. Esto es un problema menor cuando se usa un sistema de rociado selectivo, pero si se aplica el revestimiento desde una lata de aerosol, o mediante un rociador manual o un proceso de inmersión, a menudo se requiere enmascarar.
3. Cubrir alrededor de los componentes de separación baja; los componentes de la SMT (tecnología de montaje en superficie) y BGA (matriz de rejilla de bola) a menudo tienen áreas de separación muy bajas, el espacio entre el componente y la superficie de la tarjeta. Incluso cuando se aplica un revestimiento de conformal con un sistema de aerosol selectivo, se corre el riesgo de que el material se mueva debajo del componente a través de la acción capilar. Para algunos diseños, esto puede ser problemático, por lo que se puede usar un enmascarador para rodear el componente, creando una presa.
4. Adhesivo temporal para soldar la SMT de doble cara de la PCB, un desafío importante de ensamblar tarjetas de circuito de SMT de doble cara es cómo soldar componentes en la parte inferior de la tarjeta. Pasar la parte superior de la tarjeta a través del horno de reflujo no es un problema porque la gravedad ayuda a mantener los componentes en su lugar mientras la soldadura se derrite y luego se solidifica. Cuando la tarjeta se voltea para ejecutar el lado inferior, está contando con la tensión superficial de la soldadura para mantener los componentes en su lugar. Eso puede funcionar para componentes más pequeños, pero es posible que se necesite algún tipo de adhesivo para mantener los componentes más grandes en su lugar. El enmascarador temporal se aplica a menudo en las esquinas de las BGA y otros componentes grandes.
5. Protección de componentes sensibles a la temperatura en el proceso de reflujo y; debido a que el enmascarador de látex es térmicamente aislante, los ingenieros han encontrado una forma creativa de usarla para proteger los componentes sensibles al calor mientras pasan por el proceso de reflujo. Dado que esto va mucho más allá del propósito previsto del Enmascarador de Soldadura Temporal, los fabricantes del material probablemente serán de poca ayuda para calificar el producto.
6. Enmascaramiento de áreas en procesos de pintura, revestimiento en polvo o chapado. Si piensa en el Enmascarador de Soldadura Temporal como una cinta adhesiva líquida, se abre un mundo de aplicaciones potenciales. Nuevamente, fuera del propósito previsto, por lo que deberá probar y determinar por sí mismo.

¿Por Qué Debería Usar Spot Mask en Lugar de La Cinta Kapton o una Cubierta de Enmascaramiento?

Además del Enmascarador de Soldadura Temporal, la cinta Kapton (la popular marca E.I. du Pont de Nemours de cinta de poliimida resistente al calor) o las fundas de enmascaramiento de silicona preformadas se utilizan comúnmente para cubrir áreas seleccionadas de la tarjeta de circuito. La cinta de poliimida es popular porque está disponible y se aplica rápidamente, sin preocuparse por el tiempo de curado. Una cubierta simplemente encaja en el área que se va a enmascarar. La ventaja principal del enmascarador de soldadura sobre estos otros métodos es la flexibilidad. La cinta generalmente viene en rollos o formas troqueladas, que pueden funcionar perfectamente para la mayoría de las áreas, pero siempre existen esas circunstancias especiales. Además, el adhesivo en la cinta puede dejar residuos que pueden crear problemas de humectación para el revestimiento de conformal. Las cubiertas de enmascaramiento están preformadas, lo que requiere más planificación y tiempo de entrega de lo que pueden permitirse muchos fabricantes contratados. Las cubiertas también deben limpiarse o debe ser desechadas, ya que están cubiertas con flux horneado.

¿Cómo se Aplica el Enmascarador de Soldadura Temporal?

Los principales métodos para aplicar el Enmascarador de Soldadura Temporal son a mano, generalmente con una botella o tubo exprimidor, con sistema neumático o estarcido.

Manualmente/Aplicación Manual

Este método de aplicación es tan simple como parece. Apriete el frasco para aplicar el enmascarador en las áreas que necesitan protección. Lo crea o no, la forma en que sostiene la botella puede marcar una gran diferencia en la facilidad con la que se quita el enmascarador curado.

Muchos operadores sostienen la botella a un ángulo de 90° mientras arrastran la punta dispensadora por el área que están enmascarando. Esto tiende a forzar el enmascarador a través de las vías y causa 3 problemas potenciales:

1. El enmascarador tiende a adherirse al interior de los orificios y puede ser empujado al otro lado y salir como un hongo. Esto crea un tapón en el otro lado, lo que aumenta la posibilidad de rotura al despegar el enmascarador curado.
2. El material dentro de los orificios es menos accesible si se lava el enmascarador en un sistema de limpieza acuoso.

La gota del enmascarador es más delgada cuando se sostiene la botella a 90°. Cuando se usa un enmascarador desprendible, esta gota actúa como un cordón, por lo que una tira más delgada tiene más tendencia a volverse quebradiza a altas temperaturas de soldadura y es más probable que se rompa al quitar el enmascarador curado.

Dispensación Neumática

En un sistema de dispensación neumática, el enmascarador se presuriza con aire comprimido o nitrógeno y se expulsa por una punta dispensadora o una aguja. Tenga cuidado de usar un enmascarador con un curado de bajo cizallamiento. Un enmascarador de curado de alto cizallamiento experimenta un curado acelerado cuando se aplica presión. A medida que se fuerza el enmascarador a través del dispensador, la presión aumentará, lo que tenderá a obstruir la punta o aguja.

Otra posible área de preocupación es si el enmascarador se está curando o no en el tanque. Si el enmascarador se cae en el tanque y las piezas curadas se extraen, podría obstruir la punta dispensadora. Presurizar con nitrógeno puede ayudar a resolver este problema. Si hay desechos en el tanque o en el recipiente del enmascarador original antes de que se transfiera el material, es importante quitar el material curado y no mezclarlo con el enmascarador.

La mayoría de los enmascaradores de soldadura se pueden diluir con agua DI (desionizada) para alcanzar la viscosidad óptima. Mézclelo con cuidado para evitar batir e introducir burbujas de aire en la mezcla. Si lo hace, se arrepentirá una vez que el enmascarador alcance la temperatura de soldadura y el gas atrapado quiera escapar.

Impresión en Plantilla

El enmascarador se puede aplicar en una plantilla en un proceso similar al de la pasta de soldadura de impresión en un proceso de ensamblaje de montaje en la superficie. Por supuesto, este proceso solo es factible cuando hay una superficie plana. Al seleccionar un enmascarador para la impresión en plantilla, asegúrese de que la viscosidad sea lo suficientemente alta como para ser controlada y no dibujada debajo de una plantilla a través de la acción capilar. Piense también en cómo se limpiará la platilla. La elección de un enmascarador lavable hace que este sea un proceso más sencillo. Se puede usar un enmascarador desprendible, pero tendrá que limpiar la plantilla mientras el enmascarador aún está húmedo o tendrá que despegar físicamente el material curado. Esto es especialmente importante cuando se imprime a través de una plantilla (es decir, serigrafía). Se debe evitar la serigrafía con pantallas de malla muy fina debido a los desafíos de la limpieza.

¿Cómo Se Usa el Enmascarador de Soldadura Temporal (Spot Mask) para el Revestimiento de Conformal?

Si usa el enmascarador spot mask básicamente como una cinta adhesiva líquida, la aplicación se vuelve más intuitiva:

1. Aplique el enmascarador en las áreas de contacto que necesita proteger. Deje que el enmascarador se seque por completo.
2. Aplique el revestimiento de conformal.
3. Después de que el revestimiento esté seco al tacto, pero antes de que esté completamente curado, retire el enmascarador.

A continuación, se indican algunas cosas que debe de tener en cuenta:

• Se recomienda un enmascarador desprendible. Dado que el revestimiento de conformal es generalmente hidrofóbico (repele el agua), será difícil quitar el enmascarador debajo de una capa de revestimiento.
• Se recomienda el látex natural, porque el enmascarador sintético a veces puede interactuar con los solventes agresivos que se utilizan en el revestimiento de conformal.
• Para obtener el borde enmascarado más limpio, pele el enmascarador antes de que el revestimiento esté completamente curado. De lo contrario, podría crear un borde agrietado o irregular o incluso desprender el revestimiento.

¿Cómo Se Quita el Enmascarador Spot Mask?

El enmascarador desprendible generalmente se quita a mano o con pinzas. Algunos ingenieros han creado dispositivos con cepillos giratorios y otros métodos creativos, pero no existe ningún equipo disponible comercialmente para acelerar este proceso.

El enmascarador lavable está diseñado para quitarse en un sistema de lavado acuoso en línea o por lotes. Si está usando un sistema de circuito cerrado, que filtra y recircula el agua de lavado, asegúrese de usar un enmascarador que sea compatible con sus filtros físicos y lechos de iones. Si experimenta espuma, es una indicación de que se está devolviendo demasiado material del enmascarador al sistema de limpieza o que está interactuando con el flux disuelto en la misma agua de lavado. Esto generalmente se resuelve reemplazando el agua de lavado con agua desionizada fresca, pero se puede agregar un agente antiespumante como solución provisional.

¿Se Puede Dejar el Enmascarador de Soldadura en la Tarjeta de Circuito?

El Enmascarador de Soldadura Temporal está destinado a ser solo temporal. Los fabricantes de enmascaradores de soldadura, como Chemtronics, siempre recomiendan remover el enmascarador porque no hay pruebas que respalden hacer lo contrario. Si decide dejar el enmascarador de soldadura como parte permanente de la PCB, tendrá que hacer sus propias pruebas funcionales y de confiabilidad para asegurarse de que no cause ningún problema.

¿Cuánto Tiempo Debo Curar el Enmascarador de Soldadura Temporal?

El paso de curado es el cuello de botella del proceso de enmascaramiento, por lo que siempre será tentador empujar la PCB más temprano que tarde. El enmascarador cura de afuera hacia adentro, por lo que se pela y luego cura por dentro. Esto puede tardar entre 30 minutos y 24 horas, según el tipo de mascarilla y el grosor de la cuenta.

Cuando el enmascarador sin curar golpea la soldadura fundida, los componentes líquidos del enmascarador se vaporizan instantáneamente y, si la piel curada no es lo suficientemente gruesa, saldrá con fuerza. Esto creará vacíos en el enmascarador y, en casos extremos, sacará la tarjeta de la soldadura y arrojará perlas de soldadura por toda la PCB. ¡Lo cual no es algo bueno!

La zona de precalentamiento de la soldadura por ola proporciona un margen de error, pero no se recomienda para hacer todo el curado. Es posible que el enmascarador no necesite curarse por completo cuando se coloca en el transportador de ondas, pero debe curarse al tacto. Más allá de eso, deberá realizar la prueba dentro de su propio proceso porque depende del material del enmascarador, el grosor de la gota y el perfil térmico.

¿Qué Tan Alta Temperatura Puede Soportar el Enmascarador de Soldadura Temporal?

El enmascarador de soldadura está diseñado para resistir la temperatura de la soldadura fundida durante el tiempo muy breve (aproximadamente un segundo) que está expuesto en un proceso típico de soldadura por ola. La mayoría de los enmascaradores disponibles comercialmente deben poder soportar temperaturas de punto de fusión de soldadura a base de plomo y sin plomo, hasta 650°F (343°C). A medida que se alarga el tiempo de exposición, como en un horno de reflujo, hay más posibilidades de que el enmascarador burbujee, se carbonice y se vuelva quebradizo. El tiempo que un enmascarador puede soportar temperaturas extremas depende del grosor de la gota y del tipo de enmascarador.

¿Puede Pasar el Enmascarador Spot Mask A Través del Reflujo SMT?

Cuando el enmascarador se pasa por un proceso de soldadura por reflujo, no solo se expone a temperaturas extremas, sino también durante un período de tiempo más prolongado en comparación con la soldadura por ola. Esto aumenta el riesgo de que el enmascarador burbujee, se queme y se vuelva quebradizo. El tiempo que un enmascarador puede soportar temperaturas extremas depende del grosor de la gota y del tipo de enmascarador. Generalmente se recomienda el látex natural para el reflujo. Los materiales sintéticos tenderán a volverse quebradizos y los enmascaradores lavables serán muy difíciles de quitar.

¿Cómo Selecciono el Mejor Enmascarador de Soldadura Temporal Para Mi Aplicación?

Hay varios factores a considerar al seleccionar una enmascarador de soldadura:

Método de Eliminación

La primera decisión al seleccionar un enmascarador de soldadura es averiguar cómo se removerá.

Si actualmente procesa sus PCB a través de un sistema de lavado en línea o por lotes, tiene la opción de usar un enmascarador lavable con agua. Chemask® WF se puede remover en un sistema de limpieza por lotes o en línea, y no obstruirá los filtros ni dañará los lechos de los filtros de iones.

El agente enmascarador de soldadura Chemask® WF es un enmascarador temporal de alta temperatura que protege las áreas libres de componentes de la soldadura fundida durante la soldadura por ola. Es soluble en agua, diseñado para ser eliminado con sistemas de limpieza acuosos de circuito abierto y cerrado. Chemask WF genera poca espuma y no tiene ningún efecto sobre los lechos de resina del sistema de agua desionizada (DI). Esta formulación soluble en agua es estable a los flux de colofonia, orgánicos e inorgánicos.

Si usa limpiadores solventes, o no limpia sus tablas en absoluto, los enmascaradores desprendibles son su mejor opción.

Los enmascaradores de soldadura desprendibles se utilizan comúnmente en entornos de soldadura sin limpieza o por ensambladores de las PCB que limpian con solventes. Los enmascaradores desprendibles se usan comúnmente para enmascarar áreas de contacto y sobre componentes químicamente sensibles en procesos de revestimiento de conformal.

Metales Sensibles

Chemask® NA es un enmascarado sin amoniaco que tiene poco olor y es más seguro en metales sensibles como el cobre.

El Agente Enmascarador de Soldadura Sin Amoníaco Chemask NA es un enmascarador temporal desprendible, de curado rápido y libre de látex y amoníaco, formulada para un uso seguro en metales sensibles. Contiene compuestos resistentes a altas temperaturas que protegen las áreas libres de componentes durante la soldadura por ola. Chemask NA puede usarse para proteger pins, postes, contactos y conexiones de borde en el horno de reflujo de soldadura o durante los procesos de revestimiento de conformal.

Si está buscando un enmascarador fuerte desprendible que sea lo más fácil de quitar, consulte nuestros enmascaradores de látex natural como Chemask Peelable (desprendible), nuestro enmascarador más vendido.

Enmascarador para Revestimiento de Conformal

Chemask desprendible es ideal para enmascarar áreas de revestimiento de conformal.

Chemask es un agente enmascarador de soldadura desprendible de curado rápido. Contiene látex natural formulado con compuestos resistentes a altas temperaturas que protegen las áreas libres de componentes durante la soldadura por ola. Chemask se puede utilizar para proteger pins, postes, contactos y conexiones de borde durante los procesos de revestimiento de conformal.

Contáctenos al 770-424-4888 o askchemtronics@chemtronics.com y podemos ayudarlo a encontrar el mejor Enmascarador de Soldadura Temporal para sus necesidades.