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canvas II

 

Máscara Antisoldante por curado UV

 Por  Ing. Guillermo Redin              www.film-uv.com

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Copyright ©  2009 film-uv. Reservados todos los derechos. Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas por la ley, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, así como la distribución de ejemplares.

 

Se trata de una tinta líquida,  máscara antisoldante, de un componente.

Es adecuada para circuitos de alta densidad, donde se requiera excelente resolución y resistencia a las altas temperaturas de soldadura, y a distintos productos químicos, como también buena adherencia.

Estas tintas son fotosensibles a luz UV,  y por lo tanto se deben procesar, bajo una luz amarilla de lámpara de filamento, sin radiación UV.

En estado líquido se diluyen con alcohol puro, y se quitan fácilmente de cualquier tipo de superficies, también con alcohol.

No poseen solventes ni sustancias volátiles por lo tanto no generan gases y solo endurecen con UV-A ultravioleta de 350 a 400nm.

Usar guantes de protección descartables para el manejo y si accidentalmente entra en contacto con la piel, remover con un paño limpio, o algodón, humedecido en alcohol o acetona, y lavar con agua y jabón. En los ojos, dejar correr agua, durante 20 minutos y ver a un oculista para tratamiento médico.

Este material, debe ser almacenado en lugar fresco a temperatura menor de 20ºC, en la oscuridad.

 

Propiedades

  • Color   —————————————–     Verde Azul Rojo Blanco Negro
  • Viscocidad   ——————————–      60 – 150 PS
  • Tiempo de Vida   ————————       12 meses
  • Curado   ————————————-       1000 a 1500 mJ/cm2
  • Dureza   ————————————-       4H
  • Adhesión   ———————————-       100%
  • Resistencia Termica   ——————      260ºC x 10 seg
  • Aislación Eléctrica   ——————–       5 x 10 exp 11 ohm 

 

Limpieza de la Placa

Este paso es fundamental ya que la apariencia de nuestra placa dependerá del grado de limpieza.dscn6119

Limpiar la placa con alcohol, para retirar gracitud o elementos ajenos, usando un paño limpio o esponja.

Lavar la placa con agua y detergente, hasta que esté perfectamente limpia.

Con la placa seca, aplicar el limpiador industrial de cobre, hasta que la superficie se torne de color rosado, y libre de óxido, usar toallas absorbentes para retirar el limpiador.

Sin dejar que se seque el limpiador de cobre, enjuagar con agua y detergente, no dejando residuos en el proceso.

Secar la placa con pistola de calor o en horno no superando los 80ºC para eliminar totalmente la humedad.

 

Aplicación

La aplicación de la máscara se realizará mediante dos métodos; un método manual, y otro serigráfico.

Se debe lograr  uniformidad en el espesor de la cubierta.

Es importante, que la aplicación sea uniforme en toda la superficie, es decir, debemos tratar  que el espesor de la máscara, se mantenga uniforme en toda la placa, para que después del insolado, los resultados sean los deseados.

No se debe usar una cantidad excesiva de tinta, ya que esto hará que las capas profundas no se endurezcan y no se adhieran al cobre reduciendo la dureza y permanencia de esta.

La tinta no requiere de mezclas ni batidos, se utiliza directamente como se presenta en su envase y la que no se use se puede devolver al mismo para  reutilizarse.

En caso de pretender diluir esta tinta se puede hacer con unas gotas de alcohol y mezclando muy bien hasta obtener una masa homogénea, en este caso es imprescindible hacer un presecado previo a la insolación, para evaporar los alcoholes y el agua.

 

Método Manual

1. Se procede a limpiar la placa grabada, de la forma descrita anteriormente.

 

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2.  Se colocan unas gotas de tinta en el centro de la placa, y sobre esta se deposita, el film intermediario, (adjunto en el Kit), procediendo  a esparcir de forma  uniforme           la tinta con espátula para pintura al óleo, tarjeta plástica, regla con bordes redondeados, etc.  desde el centro hacia los lados.

Es importante en este punto que no queden globos de aire, ni lugares blancos, ya que esto se traducirá, en defectos de la máscara.

Este método requiere práctica, para lograr una buena uniformidad del espesor de la tinta en la placa, y debemos tratar  que así sea.

Aquí,  buscamos que la máscara cumpla su función de protección y las imperfecciones se suavizan con el insolado.

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3.  Se ubica sobre este film la transparencia con el diseño de la máscara, alineando las zonas negras, sobre el cobre que debe quedar libre de tinta, como se muestra en la figura.

4.  Se coloca un vidrio sobre todo el conjunto, para asegurar el contacto y la proximidad entre las partes , y se somete el conjunto  a  insolación durante un período, que dependerá de la fuente de luz usada.

5. Cumplido este tiempo, se retira de la luz el conjunto  y se separan las partes quedando la tinta blanda en las zonas cubiertas por los círculos negros de la  máscara, esta  tinta, se remueve con alcohol.

El  film intermediario,  se limpia de restos de tinta que pudieran quedar, para ser reutilizado  nuevamente.

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Exposición a radiación UV (Insolado)

El espectro de luz para esta máscara se encuentra en el rango de 350 – 400nm, y una lámpara UV adecuada debe tener un espectro de 200 – 500nm.

Como se trata de una tinta de química negativa  las zonas que se encuentran protegidas de la luz serán removidas en el lavado.Insoladora 1

La transparencia que debemos superponer, a la placa entintada, (previo a la exposición UV-A), es la obtenida directamente del programa de diseño, que nos muestra las zonas negras donde quiero remover la máscara, quedando el cobre desnudo.

Es aconsejable que la luz provenga desde arriba, para facilitar la alineación.

El rango de energía por centímetro cuadrado es: 1000 a 1500mJ/cm2

Tiempo de exposición 1Hora con tubos BLB UV 8W

 

 

 

Exposición Insuficiente

 Áreas expuestas se disuelven en alcohol al limpiar.

 Resolución pobre y daños en pistas angostas        

 Propiedades eléctricas pobresSolder mask III

 Los tiempos de insolado varían con las distintas fuentes de luz  y para lograr el tiempo óptimo, debemos realizar las pruebas de  tiempo, con la carta que se adjunta a este tutorial, de la misma forma que se realizó con la película fotosensible.

Como referencia y considerando 1000mJ/cm2 podemos iniciar con intervalos entre zonas de 10 minutos de tiempo de exposición. Esto variará con el tipo de fuente de luz, distancia, y energía por centímetro cuadrado sobre la PCB.

Si usamos tubos de luz UV-A como los Phillips, debemos colocarlos pegados unos a otros para lograr un nivel de energía  uniforme recomendado, y en un número del doble utilizado para la película fotosensible.tubo UV

 

Si uso 3 tubos BLB de 8W para la película, agrego 3 mas para la máscara. Total 6 tubos para máscara.

Es importante no exponerse a esta luz, dado que puede dañar tanto la vista como la piel.

Estas lámparas deben manejarse con sumo cuidado y ubicarse en un recinto cerrado, que impida que la luz nos afecte.

 

 

Video demostrativo del método

El video muestra este método, donde superpone dos fotolítos del mismo diseño, para aumentar la densidad de negro e impedir que la luz que es intensa, atraviese estos, y cure las partes que se deben remover. 

 

 

Método Serigráfico

Este método, surge a partir de la necesidad de mejorar el método manual, descrito anteriormente, sobre todo en la forma de aplicar la máscara, logrando buena uniformidad en toda la superficie, mejorar su apariencia y agilizar el proceso.

 

Serigrafía

La serigrafía es una técnica de impresión que utiliza una malla de seda tensada sobre un bastidor de madera, que carga una tinta bloqueadora para transferir  una imagen  sobre un papel o sustrato

Las zonas abiertas de malla permiten la transferencia de tinta u otros materiales imprimibles que es presionada a través de la malla como una imagen de bordes afilados sobre un sustrato.

Una espátula de goma o manigueta, como se ve en la figura, se mueve a través de la pantalla, forzando la tinta a través de las aberturas de la malla para mojar el sustrato durante su carrera. 

Básicamente, es el proceso de usar una plantilla impresa en la malla para aplicar la tinta sobre un sustrato, ya sea camisetas, carteles, adhesivos, vinilo, madera u otro material.

Un color se imprime a la vez, por lo que varias pantallas se pueden utilizar para producir una imagen o diseño multicolor.

 

 

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En el diagrama siguiente vemos una descripción de los componentes  que se usan para esta técnica. La tinta de color rojo, que se deposita en el borde superior de la maya o pantalla.

Vemos una zona de color verde denominada zona de no impresión impermeable.serigrafia

Zona permeable de impresión de color blanco por donde la tinta pasa para imprimir el papel o sustrato,

Una regleta, manigueta o espátula de goma, que se usa para empujar la tinta a lo largo de la maya.

Para comenzar con nuestro proceso, podemos hacernos un bastidor de (30×30 cm), que cubre un tamaño de placa importante, (25×25 cm, el tamaño de la placa no debe superar el 80% de la superficie del bastidor ),  sobre el que tensamos, una maya de poliester de 77 a 120 hilos por cm2.

La cantidad de hilos determina el espesor de tinta que se aplica sobre la placa, entre 20 y 12 micrones respectivamente, una vez curada. 

Como debe estar perfectamente escuadrado y la maya sin arrugas, se puede encargar el trabajo, a una casa de serigrafía, que también provee los materiales necesarios.

 

rasqueta-manigueta-espatula-serigrafia

Silk-Screen-table

 

 

Para esparcir la tinta, usamos una manigueta para serigrafía como la que se muestra en la foto o similar, con un filo de goma.

Es conveniente montar el bastidor sobre bisagras, que permiten mantenerlo en posición, para aplicar la tinta.

La placa grabada con las pistas, limpia y seca, se coloca debajo del bastidor o maya, y se cubre la seda con cintas de embalar adhesiva,  marrón o transparente, dejando libre la superficie de la placa.

 Debemos pegar la placa por abajo, a la base de apoyo, con cinta o puntos de cemento con pistola de cemento Carga de tintacaliente para evitar  movimientos, al pasar la tint
a con la manigueta.

La maya, en posición de descanso sobre la placa, no debe tocarla debe existir, una separación de 3mm aproximadamente.

Angulo manigueta

 

Con la placa posicionada y sujeta a la base, la maya enmascarada y el bastidor suplementado, para que la maya no toque la placa, procedemos a aplicar la tinta en una línea recta sobre el lado superior del bastidor.

Con la manigueta formando un ángulo de 75 grados y aplicando presión, deslizamos la tinta hacia abajo paImpresionra cubrir la placa. El ángulo de la espátula también permite controlar la cantidad de tinta a depositar sobre la placa correspondiendo mas tinta a menor ángulo.

Para realizar varias pasadas, debemos llevar la tinta hacia arriba presionando, con la manigueta, manteniendo el ángulo. Podemos repetir el proceso varias veces.

 

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En la figura, vemos un bastidor enmascarado con cinta y una placa virgen entintada.

Varias pasadas, incrementan el espesor de la tinta.

El siguiente vídeo demuestra el método.

 

 

Precalentado en horno

Ya tenemos la placa, entintada y lista para el secado donde pierde la pegajosidad y liquidez que posee.

Este paso puede realizarse, en horno eléctrico o de gas. La temperatura del horno debe ser controlada, y el tiempo óptimo dentro del horno, depende del tipo de horno, la circulación de aire dentro del mismo, cantidad de placas, y tiempo de régimen permanente de la temperatura.

No es imprescindible que la superficie se encuentre totalmente seca, buscamos un grado de humedad, al punto que no se  pegue a la transparencia con el diseño de la máscara.

 

 Referencia: 100°C —-10 minutos                                           

 

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A partir de este punto, la placa, está lista para el insolado de la forma descrita en el método anterior.

Si al salir del horno, esta sufre algún daño que la inutilice, podemos limpiarla, con alcohol, retirando toda la tinta ya que no se ha endurecido, solo está seca.

 

 

Lavado de la Maya

El lavado de la maya, comienza retirando el papel o cinta de enmascarar, y se debe hacer antes de que la tinta se seque, de lo contrario, habremos perdido el bastidor.

Con un paño humedecido en alcohol frotamos de ambos lados, colocando papel absorbente debajo para retener la tinta disuelta.

También se puede usar acetona.

Cuando esté limpia, enjuagar con agua corriente.

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                        Placa terminada lista para recortar y perforar

 

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