La resinatura e la mascheratura di saldatura sono processi molto comuni e importanti per il trattamento dei fori passanti nei circuiti stampati (PCB). Si tratta di due metodi diversi per il trattamento dei fori passanti sui PCB, con differenze significative in termini di scopo, processo e scenari applicativi.
Questo articolo fornirà un confronto dettagliato e una spiegazione da molteplici prospettive.
Concetti chiave:
● Via sigillate con resina: l'obiettivo principale è impedire che la pasta saldante fuoriesca dalle via durante la saldatura, il che potrebbe causare cortocircuiti, giunzioni di saldatura fredde o pad incavati all'apertura della via. Si tratta di un processo di riempimento interno funzionale. Tipicamente utilizzato per le via nelle aree di package BGA (Ball Grid Array).
● Mascheratura delle vie di saldatura: l'obiettivo principale è impedire che il flussante e altri contaminanti rimangano all'interno della via e mantenere una superficie piana del circuito stampato per facilitare il montaggio. Si tratta di un processo di trattamento superficiale e mascheratura della saldatura. Tipicamente utilizzato per fori per viti, fori di posizionamento o vie ordinarie in aree non cablate.
Confronto dettagliato:
Caratteristiche: Via con tappi in resina Via di mascheratura per saldatura
| Confronto | Tappo in resina | Mascheratura della saldatura |
| Scopo principale | Previene i cortocircuiti di saldatura ed evita che le sfere di stagno fluiscano verso il lato posteriore dell'area BGA attraverso il via. | Garantire l'affidabilità elettrica. Mantenere una superficie piana del circuito stampato per evitare contaminazioni e soddisfare i requisiti del cliente in termini di aspetto e pulizia. |
| Ubicazione del processo | Generalmente, questa operazione viene eseguita dopo la fabbricazione dei circuiti dello strato interno e prima della laminazione, oppure dopo la laminazione e prima della fabbricazione dei circuiti dello strato esterno. Si tratta di una fase intermedia del processo di produzione dei PCB. | Questa operazione va eseguita dopo l'incisione dei circuiti dello strato esterno e prima dei trattamenti superficiali (come la stagnatura o la doratura a immersione). Si tratta della fase finale della produzione di PCB. |
| Materiali | Resina epossidica specializzata con buona fluidità, basso ritiro dopo la polimerizzazione ed elevata stabilità termica. | L'inchiostro comune per maschere di saldatura, noto anche come "olio verde", è costituito dallo stesso materiale utilizzato per la maschera di saldatura sul circuito stampato. |
| Flusso di processo | 1. Foratura
2. Inserimento della resina (stampa o riempimento sottovuoto)
3. Cottura e polimerizzazione
4. Levigatura e lucidatura (rimozione della resina in eccesso per levigare la superficie)
5. Proseguimento con la successiva laminazione/fabbricazione del circuito | 1. Completare tutti i circuiti e le forature
2. Stampare l'inchiostro della maschera di saldatura (coprendo contemporaneamente sia i fori passanti che la superficie)
3. Pre-cottura
4. Esposizione e sviluppo (esposizione dei pad da saldare)
5. Polimerizzazione finale |
| Condizione di montaggio | Dopo la stuccatura e la levigatura, la superficie risulta perfettamente liscia e può essere completamente a filo con la superficie di rame, facilitando la successiva fabbricazione dei pad. | La superficie presenta lievi ammaccature (l'inchiostro si ritira durante l'asciugatura), apparendo concava. Non è possibile posizionare tamponi su questa superficie. |
| Impatto elettrico | Dopo il riempimento, i fori non sono più conduttivi (a meno che non siano stati specificamente progettati con resina conduttiva). | La conduttività dei fori passanti rimane invariata; le pareti interne dei fori passanti sono ancora placcate in rame, mantenendo la conduttività. |
| Costo | Molto elevato. A causa dell'aggiunta di due processi complessi, il riempimento con resina e la macinazione, i requisiti di processo sono estremamente elevati. | Molto basso. Si tratta semplicemente di una fase indiretta del processo standard di mascheratura per saldatura, che non comporta praticamente alcun costo aggiuntivo. |
| Principali scenari applicativi | 1. Via sotto BGA (cruciali)
2. Via che richiedono una progettazione da pad a pad
3. Schede di interconnessione ad alta densità, per prevenire cortocircuiti
4. Prodotti che richiedono elevata affidabilità: | 1. Fori per viti/fori di posizionamento non metallici
2. Fori passanti ordinari in cui i clienti richiedono esplicitamente protezione da contaminanti
3. Prodotti con requisiti rigorosi per la pulizia del circuito stampato |
Come scegliere?
1. Ubicazione e funzione:
● Se il via si trova su un pad BGA o molto vicino ad esso, è obbligatorio utilizzare un tappo di resina; in caso contrario, potrebbe verificarsi un cortocircuito durante la saldatura SMT.
● Se il via si trova in un'area non destinata al passaggio dei cavi ed è solo per motivi estetici o per prevenire la contaminazione, è sufficiente utilizzare una maschera di saldatura.
2. Requisiti di progettazione:
● Se il progetto prevede vie tra i pad (ovvero, la via è centrata sul pad), è necessario utilizzare resina per riempire gli spazi vuoti e levigare i fori per consentire il posizionamento e la saldatura dei pad.
● Se si tratta di un semplice foro passante, non è necessaria alcuna saldatura e la mascheratura di saldatura è facoltativa (a seconda degli standard del produttore del PCB).
3. Budget dei costi:
● L'utilizzo di resina per l'otturazione aumenta significativamente i costi di produzione dei PCB e i tempi di consegna. Dovrebbe essere evitato a meno che non sia assolutamente necessario.
Idee sbagliate comuni:
Errore comune n. 1: La maschera di saldatura può prevenire i cortocircuiti nei BGA?
● No! La maschera di saldatura è un sottile strato all'interno del foro, la cui superficie è incavata. Durante la saldatura ad alta temperatura, la pasta saldante fusa può facilmente rompere questo strato e fluire nel foro, causando giunzioni di saldatura insufficienti o cortocircuiti dovuti alla penetrazione della saldatura sul lato posteriore.
Secondo equivoco: i fori passanti sigillati con resina possono ancora condurre elettricità?
● Dopo la sigillatura standard con resina, il foro passante viene riempito con resina isolante e non vi è più alcuna conduttività elettrica tra gli strati superiore e inferiore attraverso questo foro. Se questo foro viene utilizzato per la conduzione interstrato, è essenziale assicurarsi che le pareti del foro passante siano adeguatamente metallizzate prima della sigillatura e che la resina riempia solo il foro passante senza danneggiare la placcatura in rame. Talvolta si utilizza una configurazione "cap-via", in cui solo le due estremità del foro passante vengono sigillate con resina, lasciando la parte centrale cava e conduttiva. Tuttavia, questo processo è più complesso.
Errore comune n. 3: È possibile identificarli direttamente dall'aspetto?
Sulla tavola finita, l'osservazione potrebbe identificarli:
● Via sigillate con resina: l'apertura della via è piatta e il materiale in resina potrebbe essere visibile (il colore potrebbe differire dalla maschera di saldatura, oppure potrebbe apparire color rame se è stata eseguita una placcatura in rame dopo la molatura).
● Via di mascheratura per saldatura: al centro dell'apertura della via è presente una netta rientranza circolare, il cui colore corrisponde a quello della maschera di saldatura circostante.
Riepilogo:
● Vias sigillate con resina: riempimento funzionale, risoluzione dei problemi di affidabilità elettrica (prevenzione dei cortocircuiti), costo elevato, processo complesso.
● Mascheratura delle vie di saldatura: Mascheratura di saldatura superficiale, risolve i problemi di aspetto e pulizia, a basso costo, semplice e conveniente.
Nella progettazione di un PCB, è necessario comunicare con il produttore del PCB in merito alla posizione e alla funzione dei via, specificando chiaramente i requisiti di sigillatura o mascheratura dei via, al fine di garantire l'affidabilità del PCB e il controllo dei costi. Nell'ambito BGA, la sigillatura con resina è solitamente un requisito di processo obbligatorio.
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