Técnicas de protección y acabado final de las pcb's

INTRODUCCIÓN:

Una vez creada la placa del circuito impreso o PCB (PRINTER CIRCUIT BROAD) tras su grabado químico, terminamos de amoldar el tamaño recortándola por medio de herramientas como sierras o fresadores y limando las asperezas de los bordes con una lima. Y la limpiamos bien con algún disolvente.

A continuación procedemos a proteger y al acabado final de la PCB. Esto no solo nos proporciona un sentido estético profesional, sino que además nos proporciona una protección de las pistas del circuito frente a la oxidación por motivos del paso del tiempo entre otras agresiones medioambientales o del entorno que le pueden afectar.

TÉCNICAS DE PROTECCIÓN:

Para proteger los circuitos impresos existen varios productos en el mercado como:

PLASTIK 70:
Se trata de un revestimiento transparente de gran poder aislante que proporciona una fina película resistente protectora a las tarjetas de circuitos impresos, componentes, de fugas de corriente y cortocircuitos. Consiste en una resina acrílica que presenta resistencia a ácidos disueltos, álcalis y agresiones atmosféricas.

CARACTERÍSTICAS:

- Proporciona una protección segura contra las influencias atmosféricas como la humedad, la oxidación, el polvo o los vapores corrosivos.
- Se puede soldar a través de la película.
- Buena adherencia en metales, madera, cristal,...
- Evita las descargas disruptivas.
- Elimina el efecto corona.
- Margen de temperatura: entre -70ºC y +100ºC
- Se mantiene transparente como el cristal incluso tras largos periodos de tiempo.




APLICACIONES: 
Aislamiento y protección para:
- Productos electrónicos en general.
- Tarjetas de circuitos impresos.
- Cables y alambres.
- Transformadores de alto voltaje.
- Bobinas de motores eléctricos.
- Se utiliza como revestimiento protector en ingeniería electrónica.
- Para evitar cortocircuitos en sistemas eléctricos de automóviles.
- Para sellar las tapas de plástico de enchufes y tomas de corriente.


FLUS SK 10:
Es un protector intermedio excelente tanto para la soldadura en circuitos impresos, como para evitar la oxidación de los propios circuitos. Es indicado tanto para procesos de fabricación, reparación y mantenimiento.

CARACTERÍSTICAS:

- Una laca protectora intermedia que puede ser soldada.
- Cumple los requisitos de la norma DIN 8511 F-SW31.
- Contribuye a una rápida soldadura.
- Previene el enfriamiento parcial y detecta el recalentamiento durante la soldadura.
- Protege las tarjetas de circuitos contra la corrosión durante el almacenamiento entre procesos.
- Se aplica fácil y rápidamente.

APLICACIONES:

- Se pueden aplicar durante la fabricación de tarjetas de circuitos impresos, justo después del grabado. Esto previene la oxidación conductores, la acumulación de suciedad causada por el sudor de las manos o restos de grasa, que puede tener lugar durante el ensamblaje.
- Asegura un buen flujo de soldadura.
- Se utiliza para la soldadura de conductores muy oxidados.
- Protege con seguridad la soldabilidad de las piezas de plomo fundido de las baterías de plomo.

MÁSCARA ANTISOLDANTE PARA PCBS:

CARACTERÍSTICAS:

- Proporciona  una protección contra agentes externos que favorecen la corrosión, además de lograr que adquiera una terminación destacada y elegante.
- Es un tipo especial de polímero que se aplica en forma de pintura como una capa de laca.
- Ofrece una cobertura protectora permanente a las trazas de cobre.
 
- Previene los cortocircuitos entre vías contiguas próximas entre sí. 
- Facilita el proceso de soldadura.  Ya que el estaño no se propaga por todas partes y se limita a los pads (lagunas donde soldamos los terminales de los componentes) donde la laca no se adhiere.
- Varios colores: Verde clásico, azul y rojo.  

EL RECUBRIMIENTO PARA CIRCUITOS: GREEN COAT. 

CARACTERÍSTICAS:

- un spray para recubrir todos los Circuitos Impresos con soldadura manual.
- Facilita una buena soldabilidad en los PAD’s.
- Le da un buen aspecto sin crear costes extras.
- Está disponible en spray de 150 ml.
 


- Se puede aplicar después el recubrimiento de estaño sobre las pistas ya que además de permitir la soldadura la facilita.
 
OTRA TÉCNICAS DE PROTECCIÓN CASERAS:





 - Barniz en aerosol para madera: Permite que el cobre no se sulfate. Pero no aísla eléctricamente.
- Resina de pino: Disuelta en disolvente como acetona o alcohol aplicada con un pincel.






ACABADO FINAL DE LA PCB:

Se puede recurrir a dos métodos de acabado para la PCB: El profesional y el semi-profesional (casero).

ACABADO PROFESIONAL:
Este acabado profesional es un servicio que proporcionan empresas especializadas en esta tarea. Ofrecen dos tipos de acabados con diferentes técnicas que se exponen a continuación:

1.- ACABADOS SUPERFICIALES:  (Acabados soldables)

Estaño-Plomo (HAL):



El estaño-plomo selectivo (63% Sn, 37% Pb). El espesor puede variar de 1 a 30 micras.

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Muy conocido en la Industria. Es el acabado más común y de más tradición. - Larga vida en almacén: Más de 18 meses. - Admite 6 pasadas por la ola. - Excelente soldadibilidad. - La unión de soldadura se genera entre cobre y estaño. - Permite múltiples ciclos de soldadura. - Es barato. - Es válido para usos de press-fit. - Poco sensible a rayaduras.	- Falta de planitud que dificulta la soldadura de algunos componentes. -Diferencia en espesor y topografía entre pads grandes y pequeños. -No es adecuado para SMD y BGA más finos que 20 mm. - Puede hacerse cortos en pasos finos. - Contiene plomo. - Para su aplicación, el circuito sufre un choque térmico fuerte: varios segundos a 250 °C .

 


Protectores Orgánicos (OSP):



Es una capa orgánica muy fina (0,1µ / 0,6µ) depositada sobre los pads de cobre. Incoloro. Se utiliza normalmente en electrónica de consumo.

VENTAJAS

INCONVENIENTES

- Planitud de la superficie a soldar. - Muy barato - Proceso de aplicación simple.   - Reprocesable. - La unión de la soldadura se genera entre cobre y estaño. - Adecuado para paso fino /BGA/ componentes pequeños. - Proceso limpio y respetuoso con el medioambiente

- Vida máxima en almacén: 6 meses. (Caducidad limitada). - Muy sensible a la manipulación (necesidad de guantes para evitar arañazos) - No adecuados para ciertos medios de transporte ni almacenamientos largos. - No es posible controlarlo visualmente, al ser transparente. - Sólo admite 2 pasadas por el horno de soldadura o la ola. - Muy difícil de inspeccionar. - La limpieza de la máscara de soldadura sobrante puede tener efectos negativos. - Hornearlo antes de su uso puede tener efectos negativos. - Numero de ciclos de soldadura a 2 ó 3. - No es recomendable para conectores press-fit. - Muy sensible a la manipulación. - Sensible a temperatura/tiempo.

 
Níquel-Oro químico (ENIG):



 Es una capa de 4-5 um de níquel, recubierta con 0,08 um de oro, que se depositan químicamente en las zonas con cobre descubierto.

VENTAJAS

INCONVENIENTES

- Es el mejor acabado, ya que no se oxida. - Excelente mojabilidad en la soldadura. - Acabado por inmersión. - Proceso conocido. - Planitud de la superficie a soldar. - Válido para contactos aparatosos. - Larga vida en almacén: + de 2 años. - Admite 6 pasadas por el horno de soldadura o la ola. - Poco sensible a rayaduras. - Acabado ya consolidado (mas de 10 años). - Mojabilidad soldadura. - Bueno para paso fino de componentes pequeños. - Permite la soldadura por hilo.

- Agresivo con la mascarilla de soldadura. - Unión Ni/Sn. - Los fluxes y parámetros de soldadura pueden diferir de los empleados con el HAL. - No es recomendable para conectores press-fit. - Alto coste. - No reprocesable. - Proceso complejo. - Se deben cubrir los taladros en ambas caras.

Níquel Electrolítico:

 


Tras la deposición de cobre en la línea electrolítica, se pasa a depositar níquel, también por electrolisis.
El espesor es de 6µ / 7µ. Este acabado se utiliza especialmente en teclados o conectores, por tener gran resistencia a la abrasión. No es selectivo ya que se aplica antes de la máscara soldadora.

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Indicado pra teclas/conectores. - Metalizado PTH resistente.	- Unión Ni/Sn. - No reprocesable . - Níquel negro en pad/pista. - No es selectivo.

Estaño Químico (lmm. Sn): 



El estaño químico es un acabado relativamente reciente, pero que se está implantando con rapidez.
Es un depósito químico de entre 0,6 i 1,2 um de estaño puro aplicado sobre el cobre. Su espesor habitual es de 1 a 40 micras por inmersión.

VENTAJAS

INCONVENIENTES

- Acabado por inmersión. - Planitud de la superficie a soldar. - Buena soldabilidad - Óptimo para inserción de conectores press-fit. - Poco sensible a rayaduras. - El fabricante de circuitos puede reprocesar este acabado si es necesario. - La unión de la soldadura se genera entre cobre y estaño. - Bajo coste relativo. - Mojabilidad soldadura. - Reprocesable. - Unión Cu/Sn. - Adecuado para paso fino / BGA / componentes pequeños. - Buena soldabilidad después de múltiples ciclos de soldadura.

- Unión Ni/Sn. - No reprocesable. - Níquel negro en pad/pista . - No es selectivo. - Vida máxima en almacén: de 6 a 8 meses. - Muy sensible a la temperatura de almacenaje. - El tiempo con el circuito a "medio soldar" solo puede ser de algunos días. -  Solo admite 2 ó 3 pasadas por el homo de soldadura o por la ola. - No es válido para contactos (teclados) ni wirebonding. - El proceso de aplicación sobre el circuito es complejo. - Dificultad para medir el espesor del depósito de Sn aplicado al circuito impreso. - Se aplica estaño puro con un espesor. - Sensible a la manipulación. - Sensible a temperatura/tiempo. - Vida útil 12 meses. - Muy sensible a la manipulación. Es necesario usar guantes. - Problemas con los residuos de estaño. - Hornearlo antes del uso puede tener efectos negativos. - No recomendado su uso con máscaras pelables. Su proceso de aplicación es muy agresivo con las máscaras antisoldantes. - Se deben cubrir los taladros en ambas caras.

 

HAL LF (libre de plomo):





En este proceso se trata de introducir el circuito, en un baño de estaño fundido. La deposición tiene un espesor de 2µ a 40µ o más.

VENTAJAS

INCONVENIENTES

- Bajo coste relativo. - Unión Cu/Sn. - Reprocesable. - Larga vida útil. - Excelente soldabilidad durante más de un año.. - Relativamente económico. - Permite períodos de procesado largos. - Muy conocido en la industria. - Caducidad superior a 12 meses. - Permite múltiples ciclos de soldadura

- No es plano. - Dificultad aplicación de pasta. - Intermetálico espeso. - Elevado shock térmico. - Alabeo torsión. - Puentes de estaño. - Bloqueo PTH. - Diferencia en espesor y topografía entre pads grandes y pequeños, pero menores que cuando tiene plomo. - Alta temperatura de soldadura 260/270 grados ºC. - No es adecuado para SMD y BGA más finos que 20 mm. - Pueden hacerse cortos en pasos finos. - No es la mejor solución para HDI.

Plata Química (lmm.Ag):




La plata química es otro acabado relativamente nuevo, y que está muy extendido principalmente en Asia y en USA. Es un depósito químico de entre 0,20 y 0,3 um de plata, más un componente orgánico que retrasa la oxidación y la electromigración. Se produce por inmersión. Su espesor habitual es de 0,12 a 0,40 micras.


 

VENTAJAS

INCONVENIENTES

-  Muy conductiva y precioso metal. - Gran resistencia a la oxidación. - Planitud de la superficie a soldar. - Válido para contactos (teclados) y wirebonding - Larga vida en almacén: mas de 1 año como mínimo. - Admite 6 pasadas por el horno de soldadura o la ola - Excelente soldabilidad - El tiempo a "medio soldar" puede ser de 2 meses. - La unión de la soldadura se genera entre cobre y estaño - Apto para conectores press-fit. - Este acabado es reprocesable por parte del fabricante de circuitos. - El proceso de aplicación al circuito es sencillo. - Bajo coste relativo. - Mojabilidad soldadura. - Múltiples reflows. - Acabado por inmersión. - Adecuado para paso fino / BGA / componentes pequeños. - Susceptible de ser retrabajado. - Caducidad media si está bien empaquetada.

- Es sensible a los sulfitos, que provocan oxidaciones de la plata. - Menos resistente a rayadas y marcas que otros acabados. -  Muy sensible a la manipulación. -  Tarnish. - Vida útil 12 meses. - Muy sensible a la manipulación / suciedad / aspecto – es necesario usar guantes. - Necesita un empaquetado especial – si se abre el empaquetado y no se van a consumir todos los circuitos, debe ser sellado rápidamente. - Reducida ventana de trabajo entre fases de montaje. - No recomendado su uso con máscaras pelables. Puede ser agresivo con las máscaras de soldar. - Se deben cubrir los taladros en ambas caras. - No todas las fábricas ofrecen este acabado.

 

2.- ACABADOS ESPECIALES:

Tinta Pelable:

La tinta pelable está pensada para cubrir aquellas partes del circuito impreso donde no queremos que el proceso de soldadura llegue a mojar. Además, buscamos que posteriormente se elimine lo más fácilmente posible, sin dejar ningún tipo de residuo. Tanto el producto, como el proceso, están dirigidos a todo tipo de montajes sin plomo ″de alta temperatura″, desde convencional por ola, hasta múltiples ″reflows″:

Parámetros de aplicación
Designación	Estándar	Especiales
Espesor capa tinta	300µ	300µ
Margen mínimo	0,50 mm	0,30 mm
Distancia a pad	1,00 mm	0,80 mm
Distancia a contorno	1,00 mm	0,80 mm
Taladro máximo a cubrir	1,30 mm	1,50 mm

Tinta de Grafito:

Consiste en depositar por métodos serigráficos, grafito en los puntos que el cliente solicite.El grafito tiene una muy buena conductividad y una gran resistencia a la abrasión, por lo que puede sustituir al oro en muchas aplicaciones.
Es posible hacer hasta 25.000.000 de contactos en dichos puntos.
En la actualidad muchos productos de telefonía, utilizan este acabado, por su fiabilidad y bajo coste relativo.

Parámetros de aplicación
Designación	Estándar	Especiales
Margen mínimo	0,25 mm	0,20 mm
Distancia a pad	0,40 mm	0,30 mm
Distancia entre grafitos	0,50 mm	0,40 mm

 

 ACABADO SEMI-PROFESIONAL:

Se puede estañar toda la superficie de cobre de forma casera. viene Esto se hace para aumentar la sección del conductor que forma la pista del PCB, y con ello permitir que circule más corriente por ellos y evitar que se quemen. Además de protegerla de la oxidación.

http://youtu.be/KYTQEio7a9c



Procedimiento:

1.- Se le echa FLUX bien esparcido por la placa. (Ayuda a que el estaño se fije.)
Nota: Se puede conseguir en cualquier tienda de fontanería. Ya que se suele usar para soldar tuberías.

2.- Se calienta la punta del soldador y se le añade estaño. Y se va esparciendo por todas las zonas de cobre de la placa.
Nota: El estaño es recomendable usar 0,5 mm para soldar y de 1 mm para tatar con estaño la placa.

3.- Se retira el estaño sobrante usando una cinta desoldante colocando el soldador sobre la cinta para calentar y arrastrando la cinta con el soldador para aplanar  el estaño sobre la placa.
Nota importante: No dar mucho calor a la placa con el soldador para que no se estropeen las pistas de cobre.

4.- Se taladran los agujeros dónde van a ir los componentes y se sueldan.
Nota: Para taladrar los componentes se usa una broca de 0,75 mm, 0,5 mm y 1 mm para componentes más grandes.Es importante que no sean muy grandes los agujeros o no quedará bien la soldadura.