La máscara de soldadura es el recubrimiento polimérico permanente que cubre gran parte de una PCB y deja expuestos los pads y otros elementos seleccionados. Una buena especificación va más allá de elegir verde o negro: define qué cobre debe quedar accesible, cómo se absorbe la tolerancia de registro, dónde hacen falta diques de máscara, cómo se tratan las vías y qué norma de prestaciones se aplica.
Esta guía convierte esos requisitos en reglas de diseño y notas de fabricación prácticas. Los mínimos exactos siguen dependiendo del material, el equipo de formación de imagen, el espesor de cobre y la capacidad de registro del fabricante. Use estas indicaciones como marco para unas reglas aprobadas por fábrica, no como una tabla universal de capacidades.
Qué hace la máscara de soldadura#
La máscara limita dónde puede humectar la soldadura durante el montaje, protege los conductores frente a manipulación y contaminación y proporciona aislamiento entre zonas expuestas. El manual de máscaras de IPC también describe la protección del laminado, los taladros y las pistas durante fabricación, montaje y servicio.
No es lo mismo que un recubrimiento conformal. La máscara se aplica durante la fabricación de la placa desnuda y forma parte de la PCB. El recubrimiento conformal suele aplicarse después del montaje para proteger componentes y conductores expuestos. Ninguno sustituye las distancias de fuga, separaciones en aire o sellado ambiental exigidos.
Tipos de máscara y materiales de cobertura#
| Tipo | Uso habitual | Implicación para el diseño |
|---|---|---|
| Líquida fotoimageable (LPI) | La mayoría de PCB rígidas y multicapa | Permite aperturas finas e imagen precisa con un proceso controlado |
| Película seca fotoimageable | Algunos procesos de detalle fino o especializados | Espesor y laminación influyen en la cobertura alrededor del relieve de cobre |
| Máscara flexible | Zonas dinámicas o sometidas a flexión de circuitos flexibles | El material debe cualificarse para flexión; una máscara rígida puede agrietarse |
| Coverlay | Circuitos flexibles tradicionales | Las aperturas mecánicas necesitan más tolerancia que una máscara fotoimageable |
| Máscara especial | Entornos de alta temperatura, alta tensión, ópticos o químicos | Acordar cualificación y ensayos específicos antes de liberar el diseño |
En placas rígidas corrientes suele suponerse LPI, pero el plano debe indicar cualificación, color y acabado. En flexibles y rígido-flexibles hay que distinguir máscara flexible y coverlay e identificar las zonas de doblado.
IPC-SM-840 y aceptación de la placa#
IPC-SM-840 es la especificación de cualificación y prestaciones de máscaras permanentes y materiales de cobertura flexibles. El estado actual de normalización de IPC enumera la revisión F. Trata el material y su sistema de prestaciones; no define automáticamente todas las aperturas ni tolerancias de imagen de una placa concreta.
La aceptación final también depende de la especificación de prestaciones de PCB aplicable, el plano y la clase acordada. Una nota útil identifica la cualificación del material y define por separado imagen, registro, cobertura y aceptación visual. Evite escribir «máscara IPC Clase 2» como si esa frase especificara por completo el recubrimiento.
Para productos de alta fiabilidad, alta tensión, médicos, automotrices o de entornos agresivos, confirme si se requieren ensayos adicionales de adherencia, resistencia de aislamiento, resistencia química, ciclos térmicos o migración electroquímica. IPC-HDBK-840 explica por qué la cualificación general no cubre todas las propiedades de cada aplicación.
Expansión de la máscara de soldadura#
La expansión es el desplazamiento entre el borde del pad de cobre y el borde de la apertura. Una expansión positiva hace la apertura mayor que el pad. Una negativa permite que la máscara se solape con el cobre y se usa solo para pads definidos por máscara controlados o elementos especiales.
La expansión positiva compensa errores de registro para evitar que la máscara invada el pad soldable. Debe cubrir las tolerancias de imagen y alineación entre capas del fabricante y conservar suficiente máscara entre pads contiguos.
Defina la expansión en CAD por clase de pad o tipo de componente. No aplique sin revisar un único valor heredado a BGA, conectores, puntos de prueba y pads mecánicos grandes. Altium, por ejemplo, permite definirla como regla de fabricación limitada a pads o clases de componentes seleccionados.
Pads definidos y no definidos por máscara#
Pads no definidos por máscara
En un pad NSMD, la apertura es mayor que el land de cobre. El borde del cobre determina el área soldable. Se usa mucho en BGA porque la soldadura puede humectar la cara superior y los laterales del pad, mientras el grabado controla sus dimensiones.
Pads definidos por máscara
En un pad SMD, la máscara se solapa con el cobre y su apertura determina el área expuesta. Puede ayudar a sujetar pads mecánicamente vulnerables o cumplir la recomendación de un encapsulado, pero vuelve más críticos el registro y la adherencia de la máscara.
Siga el patrón de pads del fabricante del componente y la recomendación del montador. Mezclar SMD y NSMD dentro del mismo BGA sin una razón documentada puede producir volúmenes de soldadura y geometrías de unión inconsistentes.
Anchura mínima del dique de máscara#
El dique, puente o franja de máscara es el material que queda entre dos aperturas adyacentes. Si es más estrecho de lo reproducible por el proceso, puede desprenderse o eliminarse durante la preparación de datos. Así pueden unirse aperturas que el diseñador esperaba separadas.
Solicite dos valores distintos:
- Franja mínima fabricable: la más estrecha que puede formarse y sobrevivir al procesado.
- Franja final mínima garantizada: anchura restante después de considerar tolerancias de registro y proceso.
No son intercambiables. En BGA de paso fino puede usarse deliberadamente una apertura común cuando no se garantizan diques individuales. Decídalo antes de liberar el diseño para revisar conjuntamente pasta, inspección y riesgo de puentes.
Registro y separación entre máscara y cobre#
El registro es la alineación de la imagen de máscara con el patrón de cobre y los taladros. El riesgo aumenta cuando una apertura pequeña rodea un pad pequeño o queda cerca de una pista ajena.
La revisión DFM debe cubrir ambos extremos de la acumulación de tolerancias. La apertura debe seguir descubriendo el pad funcional con el máximo desplazamiento, pero no exponer cobre vecino con el desplazamiento opuesto. Para detalles muy finos, facilite dimensiones reales de pad, apertura, separación y registro, no solo una expansión nominal.
Los recursos técnicos de IPC sobre encapsulados de ensayo ultrafinos señalan que el registro alrededor de lands de paso 0,4 mm es crítico y que la máscara no debe solaparse con la superficie funcional. Esto ilustra por qué la aceptación de paso fino debe vincularse al proceso verificado del fabricante elegido.
Vías cubiertas, obturadas, rellenas o expuestas#
Decir simplemente que una vía está «cubierta» puede describir varias estructuras. Use terminología y notas precisas:
- Tented: la máscara cubre la abertura de la vía por una o ambas caras.
- Plugged: el taladro se rellena o cierra mediante un material o proceso especificado.
- Rellena y metalizada: la vía se rellena, planariza y recubre de cobre para su uso como vía en pad.
- Expuesta: una apertura deja accesible el pad o el taladro para prueba, soldadura o conexión térmica.
Cubrir solo con máscara puede no sellar de forma fiable un taladro grande y puede atrapar productos químicos del proceso. En vía en pad, no confíe en la máscara para evitar la pérdida de soldadura: especifique un proceso cualificado de relleno y metalizado. Revise los datos finales en el visor Gerber en línea y compárelos con la tabla de taladros.
Aperturas para pruebas, conectores y elementos mecánicos#
Deje expuestos los puntos de prueba que necesitan contacto eléctrico y suficiente metal plano para la sonda tras aplicar la tolerancia de registro. Si el pad está próximo a una pista, amplíe la separación de cobre en vez de considerar la máscara como única barrera aislante.
Los conectores de borde y dedos dorados necesitan una retirada de máscara controlada para no contaminar el contacto ni interferir con el biselado. Pads mecánicos, contactos de chasis y lands de blindajes también requieren aperturas deliberadas. Los agujeros de montaje se exponen o cubren según estén conectados a masa, soldados, metalizados o aislados.
En conectores soldados selectivamente o a mano, revise la apertura con el proceso de montaje. Si es grande, puede exponer cobre cercano y favorecer puentes; si es demasiado estrecha, puede reducir la humectación o dejar máscara curada en el borde del pad.
Color, acabado e inspección óptica#
El verde es habitual porque muchas fábricas tienen procesos y ajustes de inspección maduros para él. Otros colores pueden responder a identidad de marca o comportamiento óptico. El color afecta al contraste, la opacidad y, a veces, a la resolución de detalles. Negro y blanco pueden ser más difíciles de inspeccionar, y el blanco puede decolorarse con calentamientos repetidos.
No suponga que todos los colores tienen el mismo dique mínimo, registro o plazo. Si importa la apariencia, defina una referencia o muestra aprobada y si se admite variación estética. Nuestra guía de PCB negras aborda las particularidades de inspección y materiales de la máscara negra.
Las descripciones mate y brillante también varían según proveedor. Trate el acabado como atributo de fabricación acordado, no como un grado visual universalmente normalizado.
Espesor de máscara y topografía del cobre#
El espesor final no es perfectamente uniforme. Puede variar sobre laminado, bordes de pistas y relieves altos de cobre porque el líquido fluye y cura sobre una superficie tridimensional. El cobre grueso complica la cobertura de esquinas y espacios entre pistas próximas.
Si importa el espesor aislante mínimo, indique dónde se exige y cómo se mide. Un espesor nominal general sin ubicación de medida es ambiguo. Confirme que la máscara y el proceso estén cualificados para el espesor de cobre liberado.
No utilice el espesor de máscara como único control de aislamiento de seguridad. Las distancias de fuga y en aire deben considerar la norma aplicable, grado de contaminación, tensión, grupo de material y cualificación del recubrimiento.
Defectos habituales de máscara#
| Defecto | Posible problema | Prevención o control |
|---|---|---|
| Máscara sobre el pad | Menor soldabilidad o superficie de contacto | Expansión correcta y tolerancia de registro verificada |
| Cobre vecino expuesto | Riesgo de puentes, corrosión o aislamiento | Aumentar separación o reducir apertura dentro de la capacidad del proceso |
| Dique ausente | Aperturas unidas y mayor riesgo de puentes | Cumplir anchura garantizada o aprobar una apertura común |
| Ampollas o levantamiento | Mala adherencia, contaminación o curado insuficiente | Limpieza, formación de imagen y curado cualificados |
| Poros y huecos | Exposición local de cobre | Controlar recubrimiento, limpieza y criterios de inspección |
| Grietas en bordes de pistas | Pérdida de protección, especialmente con cobre grueso | Material compatible, cobertura suficiente y curado validado |
| Rotura de la cobertura de una vía | Taladro expuesto inesperadamente o residuos atrapados | Ajustar diámetro a capacidad de cobertura o especificar obturación |
Qué incluir en los datos de fabricación#
Exporte capas de máscara superior e inferior separadas y con polaridad clara. En Gerber estándar, los elementos dibujados suelen representar aperturas, pero nombres e información del trabajo deben eliminar dudas. Incluya los requisitos en el plano controlado y en el README, no solo en los nombres de archivo.
Un conjunto práctico de notas debe identificar:
- tipo, color y acabado de máscara exigidos;
- cualificación según la revisión indicada de IPC-SM-840 o equivalente aprobado;
- si se permite modificar la imagen para fabricar y cuándo hace falta aprobación;
- dique mínimo garantizado y registro esperado en zonas críticas;
- requisitos especiales de lands SMD o NSMD;
- cobertura, obturación, relleno y metalizado por clase de vía;
- zonas donde no puede haber máscara, incluidos contactos, pruebas y elementos de utillaje;
- requisitos adicionales de espesor, aislamiento, correspondencia de color o aceptación estética.
Mantenga estos requisitos sincronizados con el paquete de fabricación, el plano de montaje y la revisión controlada del producto.
Lista DFM para máscara de soldadura#
- Confirme que fabricante y montador acuerdan material y proceso.
- Establezca expansión por clase de pad o componente, no con un único valor sin revisar.
- Verifique diques finales mínimos entre pads de paso fino.
- Compruebe invasión de pads y exposición accidental de cobre con el máximo desregistro.
- Revise SMD o NSMD en BGA frente a la recomendación del componente.
- Especifique cuando proceda cada vía como expuesta, cubierta, obturada, rellena o metalizada.
- Exponga deliberadamente puntos de prueba, contactos y lands de chasis.
- Revise la cobertura de bordes de cobre grueso y pistas densas.
- Confirme que los colores distintos del verde mantienen la capacidad de detalle requerida.
- Inspeccione ambas máscaras superpuestas a cobre, pasta y taladros.
- Indique cualificación aplicable y aceptación de placa terminada.
- Apruebe antes de producir las modificaciones de máscara que afecten elementos funcionales.
Referencias técnicas oficiales#
- Estado de normalización de IPC
- IPC-HDBK-840: manual de máscara de soldadura
- IPC TM-650: manual de métodos de ensayo
- Altium: introducción a las reglas de diseño de PCB
Conclusión#
Una especificación sólida conecta las reglas CAD con un proceso de fabricación verificado. Define aperturas, expansión, diques finales, registro, tratamiento de vías, cualificación del material y áreas expuestas especiales sin suponer que el recubrimiento corrige un layout de cobre inseguro.
Solicite valores garantizados al fabricante, aplíquelos por clase de elemento e inspeccione los archivos de máscara liberados junto con cobre y taladros. Así evita que pequeñas suposiciones de diseño se conviertan en problemas de soldadura, aislamiento o inspección.
Preguntas frecuentes sobre máscara de soldadura#
¿Cuál es una expansión habitual?
No hay un valor universal. Debe absorber la tolerancia de registro y conservar máscara suficiente entre pads. Use las reglas aprobadas por el fabricante para la tecnología elegida.
¿Los pads BGA deben ser SMD o NSMD?
Muchos usan NSMD, pero algunos encapsulados o estrategias de fiabilidad requieren SMD. Siga la recomendación del fabricante del componente y confírmela con fábrica y montador.
¿La máscara puede cubrir completamente una vía?
Las pequeñas suelen poder cubrirse, pero hacerlo no equivale a obturar o rellenar y puede no sellar agujeros grandes. Especifique explícitamente la estructura de protección requerida.
¿IPC-SM-840 define mis aperturas?
No. Cualifica materiales y prestaciones de máscaras permanentes. Las aperturas y tolerancias reales las definen las reglas, el plano y los requisitos de aceptación.
¿La máscara negra es más difícil de fabricar?
Puede reducir el contraste de inspección y tener otra capacidad mínima de detalle o plazo. Confirme el proceso exacto antes de aplicar reglas estándar de máscara verde.
¿La máscara es un recubrimiento de seguridad eléctrica?
Aporta aislamiento, pero no debe ser la única base de distancias de seguridad salvo que la norma aplicable y el sistema de recubrimiento cualificado lo permitan expresamente.