Čo je tlač na PCB?

Komplexný prehľad tlače na publikovanej základnej doske (motherboard), jej výstavby a montáže

Úvod

Svet elektronických zariadení spočíva na integrite, kvalite a presnosti publikovaných dosiek plošných spojov (PCB). Medzi vrstvami a zložitými sieťami medených dráh sa nachádza dôležitý, avšak často opomínaný prvok – tlač na PCB. Tlač na PCB nepatrí do elektrických vlastností, no hlboko je zapojená do procesu výroby PCB, montáže PCB a dlhodobej údržby PCB.

Prečo sa sústrediť na tlač

Štampovanie cez sitovú formu, niekedy označované ako označovanie dosiek plošných spojov (PCB), je viac než len povrchová informácia. Je to výrazný opis, ktorý využíva nevodivú epoxidovú farbu a pomáha montérom dosiek plošných spojov, vývojárom a odborníkom na opravy rýchlo identifikovať referenčné označenia súčiastok, meracie parametre, označenia polarity, upozornenia a sady súčiastok. Keďže sa technológia vyvíja a dosky plošných spojov sa stávajú výrazne hustejšie osadené, zvyšuje sa aj význam správne aplikovanej štampovacej vrstvy cez sitovú formu. Bez nej by montáž bola zložitá, ladenie by bolo veľmi pomalé a úpravy by mohli mať ničivé následky.

Prečo by vás to malo zaujímať?

Či už vyvíjate jediný prototyp dosky plošných spojov, malé množstvo dosiek plošných spojov alebo veľké sériové výrobné dávky, pochopenie funkcie, materiálov a aplikácie štampovacej vrstvy cez sitovú formu pomáha vývojárom a výrobcom znížiť náklady, znížiť počet chýb a vytvárať ľahko použiteľné výrobky.

Čo je štampovacia vrstva cez sitovú formu na tlačených obvodoch doska ?

Štikovanie na DPS opisuje kľúčovú, ale často podceňovanú vrstvu pri výrobe a montáži DPS. Technicky vzaté, štikovanie je nevodivá vrstva epoxidovej alebo akrylovej farby nanášaná priamo na povrch DPS – zvyčajne na strane komponentov (vrchná vrstva) a niekedy aj na strane pájkovania pre zvýšenú kvalitu. Táto vrstva poskytuje všetky dôležité textové a grafické informácie potrebné na presnú identifikáciu súčiastok, ich montáž a dlhodobú údržbu.

Analýza a zloženie

Štikovanie, nazývané tiež štikovanie na DPS, sa skladá zo špeciálnych farieb odolných voči procesu pájkovania a dlhodobej manipulácii. Tieto farby sú zvyčajne vyrobené z epoxidových alebo akrylových látok a sú prirodzene nevodivé, čím sa zabezpečuje, že označenia nikdy neovplyvnia vodivé dráhy ani pájkovú masku pod nimi. Odborní výrobcovia používajú farby formulované tak, aby boli odolné voči mechanickému namáhaniu, chemikáliám a teplu.

Kde sa štikovanie aplikuje?

Strana súčiastok (vrchná vrstva): Jedna z najbežnejších – vrchný tlačový nápis označuje každú viditeľnú súčiastku bežnej dosky, vrátane označení odkazov, značiek polarity a kontrolných údajov pri jednotlivých súčiastkach.

Strana pájkovania (spodná vrstva): Niektoré vysoko komplexné alebo dvojstranné dosky využívajú tlačový nápis na spodnej vrstve. Zahrnutie tlačového nápisu tu je niekoľko viac nákladné kvôli dodatočným výrobným krokom, avšak výrazne uľahčuje montáž a opravu DPS.

Funkcia tlačového nápisu na DPS

Aj keď nemá žiadnu elektrickú funkciu, tlačový nápis na DPS je jednou z najdôležitejších zložiek označovania DPS, pretože:

Jasne určuje umiestnenie každej súčiastky.

Označuje dôležité elektrické parametre, napríklad meracie body a spojenia so zemou.

Zdôrazňuje dôležité upozornenia a značky polarity.

Obsahuje informácie výrobcu, ako napríklad logotyp DPS, identifikačné čísla dosky a dokonca aj údaje o zhode s daňovými požiadavkami pri väčších výrobných sériách.

Umiestnenie a pokrytie tlačového nápisu

Tlačový nápis sa nikdy neumiestňuje priamo na pájkové plošky alebo vodivé dráhy, pretože to môže spôsobiť problémy s pájkou alebo nerovnováhu súčiastok, čo je rizikový faktor pre jav tzv. „hrobové stánie“ (tombstoning). Nasledujúca tabuľka zhrňuje správne normy umiestňovania tlačového nápisu:

Prečo je potlač na povrchu (silkscreen) dôležitá pri výrobe a montáži dosiek plošných spojov (PCB)?

V pokročilom svete výroby dosiek plošných spojov (PCB) a montáže PCB hrá vrstva potlače na povrchu (silkscreen) nezastupiteľnú úlohu, ktorá sa rozširuje ďaleko za bežné označovanie. Jej užitočnosť, bezpečnostné a procesne orientované výhody zabezpečujú efektívnosť výroby aj pohodlie používania pre technické tímy počas celého životného cyklu výrobku. Pozrime sa podrobnejšie na to, prečo je potlač na povrchu na doske PCB tak dôležitá.

1. Zabezpečenie presnej identifikácie súčiastok

Počas montáže môže dobre navrhnutá doska PCB obsahovať stovky, prípadne aj tisíce súčiastok PCB – každá z nich vyžaduje presné umiestnenie, orientáciu a spájkovanie. Potlač na povrchu poskytuje priamo na doske referenčné označenia súčiastok a jasné obrysy súčiastok, čím odstraňuje akúkoľvek nejasnosť.

2. Zlepšenie montáže a odstraňovania porúch na doskách PCB

PCB sa významne vyrábajú pomocou automatických postupov, ako sú zariadenia na výber a umiestnenie (pick-and-place) a AOI (automatizovaná optická kontrola). Títo výrobcovia sa spoliehajú na presné umiestnenie, ktoré je určené označeniami na potlačovej vrstve (silkscreen) a popismi. Pri manuálnom nastavovaní alebo ručných úpravách zabezpečuje potlačová vrstva, že odborníci môžu bez problémov nasledovať inštalačné obrázky.

Ak dôjde k chybám, potlačová vrstva umožňuje odborníkom rýchlo lokalizovať a analyzovať body, overiť orientáciu súčiastok, a určiť oblasti, ktoré vyžadujú opravu, čím sa ušetrí čas a znížia sa nákladné chyby.

3. Zlepšenie dokumentácie a údržby PCB

Výborný dizajn hodvábnej obrazovky slúži ako dokumentácia na palube. Zhoduje schematické označenia odkazov so skutočným štýlom, čím prekonáva priepasť medzi rozložením a fyzickým produktom. Pre odborníkov na poli alebo asistenčných vývojárov, ktorí sa starajú o údržbu, rýchly prístup na pohľad na aspekty, odkaz na napätie alebo úpravy je uskutočniteľný priamo na doske - nie sú potrebné žiadne tabuľky údajov alebo plány.

Platby pre súbory:

Mapovanie prístavov pomocou pinov

Identifikátory poistky a skúšobného faktoru

Problémy a čísla návrhov na revíziu

4. Poďme. Zlepšenie individuálnej skúsenosti a bezpečnosti výrobkov

Keďže elektronické zariadenia dosahujú širšie publikum, jasné označenia - umožnené na hodvábnej obrazovke - zvyšujú zážitok koncového používateľa. Značky pre prepínače, indikátory LED alebo hlavičky odkazov robia veci oveľa užívateľsky priateľskejšie. Informácie o indikáciách a označeniach bezrizikového zaobchádzania priamo na PCB výrazne znížili hrozbu nesprávneho použitia alebo výskytu elektrostatických výbojov (ESD).

5. Udržiavanie záruky kvality a zhody

Niektoré trhy vyžadujú jasné označenie na doske pre účely sledovateľnosti, potvrdenia použitia bezolovových postupov alebo overenia kvalifikácií spoločnosti (UL, CE). Tlač na povrchu (silkscreen) poskytuje priestor na uvedenie týchto informácií o zhode bez narušenia vedenia. Napríklad čísla zmien dosky alebo identifikátory výrobných šarží sa tlačia na povrch dosky (silkscreen) za účelom zodpovednosti.

Tabuľka: Tajné výhody tlače na povrchu (silkscreen) v rôznych fázach výroby DPS

Proces tlače silkscreenu na DPS

Cesta tlače silkscreenu na DPS od elektronických súborov po fyzický doskový obvod je komplexný proces, ktorý vyžaduje presnosť, špecializované výrobky a prísne dodržiavanie štýlových noriem. Stabilita, čitateľnosť a trvanlivosť tlače silkscreenu sú dôležité nielen pre výrobu DPS, ale aj pre montáž DPS. Vysvetlime podrobnosti procesu tlače silkscreenu.

Prípravná práca pre tlač silkscreenu na DPS

Každá úspešná aplikácia silkscreenu začína v návrhovej fáze DPS. Pomocou špeciálneho softvéru CAD navrhovateľ veľmi starostlivo zakreslí všetky prvky silkscreenu, pričom zabezpečí, že označenia súčiastok, obrysy súčiastok, označenia polarity a kontrolné body budú jasné a konzistentné. V tejto fáze je nevyhnutné:

Vybrať správne písma a veľkosti.

Overiť dostatočné medzery medzi textom, symbolmi a kontaktovými ploškami DPS.

Zabráňte prekrývaniu tlačeného nápisu (silkscreen) s ploškami, spojmi alebo priechodmi, aby ste znížili problémy s výrobou a chránili sa pred nesprávnym umiestnením súčiastok alebo problémami so spájkovaním.

Dvojnásobne skontrolujte chyby pomocou kontroly návrhových pravidiel (DRC), aby ste odhalili problémy, ktoré by mohli viesť k vynechaniu tlačeného nápisu (silkscreen) počas výroby.

Exportujte vrstvu tlačeného nápisu (silkscreen) ako súčasť súboru Gerber – ide o priemyslový štandard, ktorý zhrňuje údaje pre výrobné zariadenia.

Vytvorenie šablóny

Pri tlačení nápisu (silkscreen) sa často používa šablóna – tvarovaná sieť, na ktorú sa farba aplikuje na dosku. Pri súčasnej automatizácii sa táto šablóna vyrába pomocou laserového fotoplotera, ktorý expozíciou prenáša rozloženie tlačeného nápisu (silkscreen) na fotosenzitívnu vrstvu pripevnenej na sieť.

Tajné kroky:

Fotovýroba: Súbory Gerber pre vrstvu tlačeného nápisu (silkscreen) sa použijú na vytvorenie fotografickej fólie alebo priamej digitálnej expozície na sieť.

Inovácia šablóny: Zobrazenie je chemicky vytvorené odstránením nevystavených častí, čím sa vytvorí vzor, cez ktorý môže pretekať farba.

Umiestnenie: Šablóna je presne zarovnaná so vrstvou pájky na DPS, aby sa zabezpečila presná registrácia, najmä pri doskách s jemným rozostupom kontaktov.

Aplikácia farby a vytvrdenie

Táto fáza sa líši v závislosti od použitej techniky tlače cez sieť, základný postup je však nasledovný:

1. Aplikácia farby: Na vzor sa rovnomerne aplikuje špeciálna nevodivá epoxidová farba alebo akrylová farba a pomocou gumového škrabania sa pretlačí cez sieť na DPS.

Farba úplne pokrýva všetky odhalené oblasti vytvorené šablónou.

Automatické tlačiarne zabezpečujú rovnomerný tlak a konzistentnú kvalitu ochrany, čo je ideálne pre stredné a veľké výrobné objemy DPS.

Pre malé výrobné dávky DPS alebo prototypové výroby sa stále bežne používa manuálna aplikácia.

2. Spracovanie farby: Na zabezpečenie odolnosti musí byť nateraná sieťotlač vystavená tepelnému spracovaniu, aby sa pevne prichytila k doske a odolala teplu alebo priamej expozícii chemikáliám.

Tepelné spracovanie: Dosky sa umiestnia do pece pri stanovenej teplote.

UV spracovanie: Moderné farby môžu na okamžité utvrdenie sieťotlače využívať ultrafialové svetlo.

Porovnávacia tabuľka postupov: Ručná sieťotlač vs. LPI a DLP

Typické techniky tlače silkscreen na DPS.

V závislosti od množstva, zložitosti a nákladových úvah danej úlohy si distribútori vyberajú medzi tromi hlavnými metódami tlače silkscreen na DPS: ručnou tlačou, kvapalinovým obrazovým zobrazovaním (LPI) a priamou digitálnou tlačou (DLP). Každá z týchto metód má svoje jedinečné výhody a je vhodná pre konkrétne fázy výroby DPS – od výroby prototypov až po sériovú výrobu vysokého objemu.

1. Ručná tlač silkscreen na DPS.

Ručná tlač obrazu na DPS je tradičná metóda, ktorá sa stále bežne používa pri výrobe prototypov DPS, DPS malého objemu alebo v prípadoch, keď je citlivosť na náklady dôležitejšia ako rozlíšenie alebo rýchlosť. Pri tejto metóde sa tlačová farba silkscreen nanáša fyzicky cez predtlačenú sieť (šablónu) na DPS pomocou gumového škrabania.

Kľúčové funkcie:

Používa polyesterskú displejovú obrazovku natiahnutú cez ľahké hliníkové rámy, ktorá je vytvorená pomocou tlačového umenia štampovania cez sitá.

Neprevodná farba na báze epoxidu alebo akrylu sa aplikuje cez sieť, čím sa zabezpečí, že farba pokryje len oblasti definované v návrhu.

Orientačné značky sa používajú na zabezpečenie presného zarovnania vytlačených vzorov s podkladovou páskou pre spájkovanie.

Spracovanie sa zvyčajne vykonáva v peci, čím vznikne odolný tlačový nápis cez sitá.

Výhody a nevýhody:

2. Tekuté obrazové zobrazovanie (LPI)

Tekuté obrazové zobrazovanie (LPI) je trhovým štandardom pre mnoho nástrojov a výrobu PCB vo veľkom objeme v dôsledku vynikajúcej presnosti a opakovateľnosti. Pri LPI sa na dosky nanáša kvapalná fotoobrazovateľná akrylová farba rozstrekovaním alebo nanesením.

Kroky procesu:

Fotomaska sa umiestni nad dosku s nanesenou farbou.

Priame UV osvetlenie ztvrdzuje (polymerizuje) osvetlené oblasti, zatiaľ čo neosvetlené oblasti zostávajú mäkké.

Doska sa vyvíja (čistí), pričom sa odstráni netvrdnutá farba a odhalí sa vzorová potlač.

Záverečné UV ožiarenie alebo tepelné pečenie zabezpečuje zvýšenú odolnosť tvrdnutého materiálu.

Hlavné výhody:

Vysoké rozlíšenie: Dosiahnuteľné veľkosti čiar až 4 mil (0,10 mm) – kritické pre preplnené dosky.

Konštantný kontrast: Môže sa používať s bielymi, čiernymi alebo žltými farbami v závislosti od požiadaviek štýlu.

Úprimnosť: Umožňuje automatickú analýzu, čo je najvhodnejšie pre sériovú výrobu.

Veľmi malé vytekanie alebo rozostieranie farby, čo ho robí ideálnym pre malé dosky.

3. Priame tlačenie legendy (DLP).

DLP – niekedy označované ako priama inkjetová tlač – predstavuje najnovší stupeň vývoja tlače cez sitotlač a je výrazne uplatňované pre objednávky PCB so strednou aj vysokou rôznorodosťou a nízkym objemom.

Ako funguje:

Špeciálne inkjetové tlačiarne nanášajú akrylovú UV-vytvrdenú farbu priamo z elektronických údajov na povrch dosky plošných spojov.

Doska prechádza pod UV svetlom, ktoré okamžite vytvrdzuje farbu.

Nie je potrebný žiadny fyzický šablónový rámec, maska ani fototyp – plná prispôsobivosť rozmiestnenia.

Dôležité aspekty:

Ideálne pre:

Rýchle výrobné vzorky PCB a malé/stredne veľké objednávky.

Pokročilé dosky s mnohými jedinečnými alebo meniacimi sa označeniami súčiastok.

Rozloženia, kde je vyžadované značkovanie, kódy súprav alebo QR kódy.

Potenciálna nevýhoda:

Vyššie náklady na jednotku pri ultra veľkých šaržiach v porovnaní s LPI.

Niektoré farby môžu byť menej odolné v agresívnych bezolovových spájkovacích prostrediach, ak nie sú špeciálne vyvinuté.

Porovnávacia tabuľka: Techniky tlače popisov na DPS.

Aká je funkcia použitia vrstvy potlačovacej vrstvy (silkscreen)?

Potlačovacia vrstva (silkscreen) na DPS plní kľúčovú úlohu, ktorej význam sa výrazne rozširuje aj za rámec prvej identifikácie. Je to vizuálny a informačný most medzi elektronickým svetom návrhu a fyzickým svetom výroby, montáže, procesu a údržby. Tu preskúmame, prečo každá kvalitná DPS – od jednoduchej verzie až po výrobný panel s vysokou zložitosťou – musí neustále obsahovať dobre vykonanú potlačovaciu vrstvu.

1. Zjednodušenie umiestnenia a identifikácie súčiastok.

Počas montáže DPS, či už automatickej alebo manuálnej, je kľúčovou prioritou kvalita. Pri tisícoch údajov o súčiastkach, referenčných označeniach a označeniach pinu 1 potlačovacia vrstva:

Viedie zariadenia na výber a umiestnenie súčiastok (pick-and-place) pri správnom umiestnení súčiastok, čím sa zníži riziko chýb počas vysokorýchlostnej montáže.

Pomáha pri ručnom spájkovaní a zlepšuje vzhľad poskytovaním jasných, priamych estetických značiek pre vodičov.

Minimalizuje nákladné chyby, ktoré môžu viesť k javu „náhrobného kameňa“ (tombstoning) alebo strate súčiastok, čím sa zabezpečuje požadovaná funkcia a stabilita obvodu.

2. Poskytovanie odporúčaní týkajúcich sa montáže, kontroly a údržby.

Vynikajúca vrstva potlačených označení (silkscreen) zobrazuje potrebné pokyny priamo na DPS, čo je dôležité pre všetkých zainteresovaných strán:

Vytváranie skupín využíva jasné označenia, najmä v linkách s vysokým výstupom alebo v prípade výroby viacerých modelov.

Kontrolní a QA technici môžu rýchlo nájsť kontrolné body, uzly napätia a užitočné oblasti vďaka špecifickému označeniu.

Zamestnanci zodpovední za opravy a údržbu majú okamžitý prístup k zapojeniam (pinout), číslam súčiastok a stavu úprav – aj roky po prvotnej montáži, keď už pôvodné montážne dokumenty nie sú k dispozícii.

3. Odporúčanie polarity a orientácie.

Jednou z najdôležitejších funkcií tlačového nápisu (silkscreen) je presné znázornenie označení polarity a umiestnenia polarizovaných súčiastok.

Zabraňuje závažným chybám, ako je napríklad obrátené pripojenie napájania, ktoré môže úplne poškodiť citlivé súčiastky a spôsobiť poruchu dosky.

Zaisťuje správne umiestnenie viacpinových zariadení – čo je obzvlášť dôležité pre konektory a integrované obvody (IC) s mnohými podobnými vývodmi.

4. Bezpečnosť a konzistentnosť.

Tlačový nápis (silkscreen) funguje ako systém varovania prvej línie priamo na doske:

Varovné ikony zvyšujú bezpečnosť tým, že usmerňujú výrobné procesy aj postupy výberu miest.

Certifikáty pre trh (UL, CE) a ekologické označenia (RoHS, WEEE) je možné pridať tak, aby sa splnili požiadavky na konzistentnosť bez preťaženia dokumentácie.

Výrobné logá, označenia verzií výrobku a jedinečné identifikačné čísla umožňujú rýchlu sledovateľnosť, čo je nevyhnutné pre audity kvality a dohľad nad zárukou výrobkov.

5. Zlepšené rozhranie pre koncového používateľa.

Pre tlačené spojovacie dosky (PCB), ktoré sa zobrazujú alebo montujú koncovými používateľmi, napríklad analytické dosky, sady na rozvoj alebo výrobky, ktoré môžu používateľ samostatne opraviť:

Silk-screen vrstva poskytuje označenia prípojok, funkcie prepínačov a indikácie stavu LED, čím zvyšuje pohodlie používania bez nutnosti konzultovať návod na obsluhu.

Zvyšuje viditeľnosť značky a vnímanú profesionálnosť a spoľahlivosť prostredníctvom jasných návrhov loga a označení verzií.

6. Umožňuje účinnú diagnostiku porúch a úpravy.

Ak sú potrebné zmeny formátu, testovanie alebo riešenia opravy priamo v prevádzke, robustná silk-screen vrstva môže ušetriť hodiny práce:

Vývojári a odborníci môžu využiť jasné označenia na identifikáciu najvhodnejších testovacích bodov, resetovanie skokov (jumpers) alebo výmenu komponentov.

Znižuje závislosť od vonkajších schém alebo montážnych nákresov – ktoré sa po niekoľkých rokoch v prevádzke môžu stratiť alebo stať sa zastaranými.

7. Žiadny elektrický ani konštrukčný vplyv.

Dôležitou výhodou silk-screen vrstvy je to, že je:

Nevodivá a chemicky neutrálne látka, čo nepredstavuje žiadne nebezpečenstvo skratov alebo poškodenia.

Ľahká a neovplyvňuje hrúbku dosky ani elektrické domácnosti.

Aplikuje sa ako finálna estetická/technická vrstva, čím sa zabezpečí, že nedôjde k narušeniu lúčovej masky alebo medienej obvodovej dráhy.

Ako vytvoriť tlač na potlačovaciu vrstvu (silkscreen) pre DPS?

Vytvorenie trvanlivej potlačovej vrstvy je zároveň umenie aj veda. Kvalitná potlačová vrstva môže výrazne zjednodušiť montáž DPS, kontrolu, odstraňovanie porúch a komunikáciu so spotrebiteľmi vášho digitálneho výrobku. Napriek tomu nezodpovedné navrhovanie potlačovej vrstvy môže spôsobiť výrobné problémy, znížiť čitateľnosť alebo dokonca viesť k nefunkčným doskám. Nižšie sú uvedené základné princípy a prakticky uplatniteľné stratégie pre vytváranie účinnej potlačovej vrstvy na DPS.

1. Začnite s jasnou stratégiou

Začnite proces návrhu potlačovej vrstvy úplným pochopením účelu vašej DPS, stupňa jej hustoty a plánovaných montážnych postupov.

2. Vyberte čitateľné písma a veľkosti

Na dosiahnutie maximálnej čitateľnosti používajte jednoduché písma bez ozdobných prvkov (sans-serif), napríklad Arial, Helvetica alebo OCRA.

Udržiavajte minimálnu výšku textu 1,0 mm a minimálny rozmer čiary 0,15 mm. Niektoré vyššie kvalitatívne úpravy umožňujú aj výrazne jemnejšie čiary; napriek tomu vždy overte obmedzenia svojho výrobcu.

Vyhnite sa nadmierne tuhým, kurzívnym alebo dekoratívnym písmovým typom; na tlačených spojovacích doskách (PCB) má vždy prednosť najvyššia kvalita tlače na silkscreen.

3. Strategicky umiestnite prvky silkscreenu.

Označenia súčiastok by mali byť umiestnené priamo vedľa alebo vnútri obrysu súčiastky, nikdy však nad pájkovými ploškami alebo otvormi pre prechodové kontaktové body (via).

Značky polarity a označenie vývodu 1 musia byť konzistentné a intuitívne: použite bodku, zárez alebo trojuholník podľa vhodnosti a umiestnite ich tak, aby boli viditeľné po montáži súčiastky.

Umožnite priestor pre testovacie body v ľahko prístupných miestach.

Umiestnite varovné značky v blízkosti miest náchylných na elektrostatické výboje (ESD), bodov s vysokým napätím alebo špeciálne určených súčiastok.

4. Udržiavajte správne vzdialenosti a odstupy.

Udržiavajte označenia tlačeného obvodu (silkscreen) vo vzdialenosti najmenej 0,2 mm (8 mil) od všetkých pádov, priechodov (vias) a vystavených medených dráh. Mnohé súčasné softvérové nástroje pre návrh PCB dokážu okamžite „orezať“ alebo „odstrániť“ označenia tlačeného obvodu v miestach, kde sa prekrývajú s inými prvkami.

V mobilných zariadeniach, ak je to možné, zamerajte sa na najdôležitejšie označenia a vynechajte menej dôležité.

5. Vyberte vhodnú farbu označení tlačeného obvodu (silkscreen) vzhľadom na farbu pájkovej masky.

Pri ekologických pájkových maskách poskytuje biela farba označení tlačeného obvodu najlepšiu čitateľnosť.

Na čiernych alebo tmavých pájkových maskách sa odporúča biela alebo žltá farba označení tlačeného obvodu.

Biela pájková maska zvyčajne najlepšie spolupôsobí s čiernou alebo žltou farbou označení tlačeného obvodu.

Pre ešte technologickejšie alebo vysokej kvality dosky môžu byť prostredníctvom inovatívnej technológie DLP niekedy udržané viaceré farby.

6. Vysvetlite použitie vrstiev.

Použite rôzne vrstvy pre vodidlá tlačeného obvodu (silkscreen) na hornú stranu a základnú tlačenú vrstvu (strana pre pájkovanie) vo vašich exportoch Gerber. Jednoducho odporučte, ktoré označenia patria ktorej strane – najmä pri dvojstrannom montážnom procese, aby sa predišlo chybám a problémom.

Overte, či váš výrobca podporuje tlačené označenia (silkscreen) na strane pre pájkovanie a uvedomte si možné zvýšenie nákladov pri dvojstrannom použití.

7. Zamyslite sa nad budúcimi zmenami.

Zahrňte označenia zmien a čísla variantov dosky na sledovanie a budúce aktualizácie.

Umožnite priestor pre ďalšie údaje – napríklad miesta pre dátumové kódy, čísla šarží alebo dokonca čiarové kódy/QR kódy – najmä pri výrobkoch s vysokou hodnotou alebo regulovaných výrobkoch.

8. Potvrďte pomocou reálnych kontrol.

Pred dokončením tlačového nápisu (silkscreen) publikujte prekrytie mriežky v pomere 1:1 alebo použite 3D zákazníka svojho softvéru CAD na vyhľadanie:

Prekrývania tlačového nápisu (silkscreen) s ploškami (pads) alebo oblasťami, kde nie je povolené umiestnenie prvkov (keep-out areas).

Ťažko prístupné alebo chránené označenia po digitálnej montáži.

Čitateľnosť písma a správne zarovnanie všetkých správ.

9. Pripravte správne údaje Gerber

Exportujte vrstvy tlačového nápisu (silkscreen) pomocou štandardných názvov údajov, ktoré výrobcovia rozpoznávajú:

. GTO (Gerber Top Overlay, t. j. horný tlačový nápis)

. GBO (Gerber Base Overlay). Tieto údaje poskytnite spolu s návodovým obrázkom (ak je k dispozícii) a overte výrobný proces a požiadavky výrobcu týkajúce sa tlačového nápisu (silkscreen).

Vývoj tlačového nápisu na DPS: od tradičných po moderné techniky.

Použitie tlače cez sitovú formu na DPS sa v skutočnosti veľmi vyvinulo, ak vezmeme do úvahy najstaršie obdobia výroby tištěných spojovacích dosiek. Keďže potreba výroby DPS stúpala a obvody sa stávali čoraz hustejšími, technológia tlače cez sitovú formu sa vyvíjala tak, aby spĺňala nové požiadavky na presnosť, rýchlosť a prispôsobiteľnosť. Porozumenie tejto vývojovej cesty nielen ukazuje možnosti, ktoré máte dnes k dispozícii, ale zároveň zdôrazňuje, prečo sú určité metódy uprednostňované pre konkrétne rozsahy a požiadavky výroby.

Tradičná éra: Ručná tlač cez sitovú formu

V najrannejších dňoch výroby elektronických zariadení bola ručná tlač cez sitovú formu štandardnou metódou pre aplikáciu tlače cez sitovú formu na DPS. Tento postup zahŕňal nasledovné kroky:

Polyesterová sieťová forma bola pevne natiahnutá na pevné hliníkové rámy.

Vzor tlače cez sitovú formu sa naniesol na sieť pomocou svetlo citlivej látky.

Neprevodná epoxidová farba sa naniesla cez sitový tlačový rám a gumový škrabák sa použil na vtlačenie farby cez otvory, čím sa správy a grafiky umiestnili na povrch DPS.

Dosky sa vypaľovali v regeneračnej peci, aby sa farba zafixovala a zlepšila sa adhézia.

Hoci je táto metóda spoľahlivá a relatívne ekonomická pre výrobu malých a stredných sérií, mala aj niekoľko nevýhod:

Minimálna rozlíšiteľnosť: minimálne praktické rozmery čiar približne 0,15–0,20 mm (6–8 mil).

Problémy s zarovnaním: umiestnenie šablóny voči pádom/trasám sa niekedy môže odchyliť, najmä pri formátoch s jemným rozostupom.

Práce náročné: vhodná pre prototypy alebo malé série, keďže pre každú zmenu dosky bolo potrebné vyrobiť nové šablóny.

Era automatizácie: kvapalné fotoobrazovanie (LPI).

S rastúcim počtom komplikovanejších dosiek a zvyšujúcimi sa požiadavkami na hromadnú výrobu sa odvetvie presunulo k technológii kvapalného fotoobrazovania (LPI). Postup LPI priniesol niekoľko dôležitých vylepšení:

Fotocitlivá akrylová farba bola nanášaná vrstvou na plochu dosky.

Silkscreenový „umelocký náčrt“ bol vytlačený na priehľadnú fotomasku, ktorá bola následne presne vyrovnaná nad doskami PCB.

Priame vystavenie ultrafialovému (UV) žiareniu spôsobilo vytvrdenie farby len v miestach, kde to vyžadoval presný maskový vzor.

Doska bola umiestnená do čistej úpravy, pri ktorej sa odstránila nevytvrdená farba a zostali ostré, chemicky odolné označenia.

Záverečná UV alebo pecná úprava zabezpečila trvanlivosť.

Digitálna zmena: Priame tlačenie legendy.

Vstúpte do veku elektronického výrobného procesu s technológiou DLP – tiež známou ako priama inkjetová tlač. Táto technika vychádza z moderných digitálnych tlačových inovácií a ponúka:

Žiadna fyzická platňa ani fotomaska nie je potrebná. Umelocký náčrt sa prenáša priamo z elektronického súboru na dosku PCB.

Špeciálne hlavy inkjetovej tlačiarne presne vystrekujú UV-vytvrdzovateľnú akrylovú farbu na dosku. Farba sa okamžite vytvrdzuje pomocou UV žiarenia integrovaného do tlačiarne.

Takmer dokonalé zarovnanie s formátovými dokumentmi a základnými vlastnosťami dosky plošných spojov.

Moderný DLP poskytuje:

Mimoordinárne jemné prvky.

Okamžité zmeny návrhu; nulové oneskorenie pri zmene označení alebo pri výrobe krátkych, špeciálne prispôsobených výrobných dávok.

Podpora mnohých odtieňov pre logá, varovné označenia alebo špeciálne požiadavky.

Ekologickejšie postupy.

Čo prináša budúcnosť?

Stále sa zvyšujúca miniaturizácia elektronických zariadení, zavádzanie inovatívnej elektronickej výroby a rastúce využívanie automatizácie a robotiky podporujú ďalší vývoj súčasnej technológie tlače cez sitá.

Zvýšená odolnosť farieb vo veľmi náročných prostrediach (vysoké teploty, rozpúšťadlá).

Zlepšené ekologicky šetrné farby a postupy s nízkym množstvom odpadu.

Synchronizácia digitálnych operácií – priamo z návrhových dát na potlač silkscreen, čím sa uzatvára „posledná míľa“ v pružných elektronických nástrojoch na výrobu.

Poloha často kladených otázok (FAQ): Potlač silkscreen na DPS.

1. Aká je bežná farba potlače silkscreen na DPS?

Biela je trhový štandard pre potlač silkscreen na DPS s zelenou pájkovou maskou vzhľadom na jej vynikajúcu kontrastnosť a čitateľnosť. Napriek tomu súčasní výrobcovia ponúkajú aj ďalšie farby, napríklad čiernu a žltú. Niektoré pokročilé techniky tiež umožňujú viacfarebné možnosti pre špeciálne aplikácie.

2. Má potlač silkscreen vplyv na cenu DPS?

Áno, vývoj a zložitosť vrstiev potlače silkscreen môžu ovplyvniť celkovú výrobnú cenu DPS. Medzi faktory patria:

Počet strán: Potlač silkscreen na oboch stranách (vrchná – strana s komponentmi a spodná – strana s pájkou) je drahšia.

Možnosti farieb: Neklasické farby môžu spôsobiť dodatočné náklady.

Rozlíšenie a podrobnosť: Jemnejšie čiary alebo špeciálne grafiky môžu byť drahšie, najmä pri návrhoch alebo špeciálnych sériách.

Množstvo: Pri veľkých výrobných sériách sa vplyv nákladov znižuje v dôsledku ekonomických podmienok škály. Napriek tomu je presný nárast malý v porovnaní s kľúčovou úlohou, ktorú hrá tlač na mriežke (silkscreen) pri výrobe a sledovateľnosti.

3. Je možné tlačiť tlač na mriežke (silkscreen) na obe strany dosky plošných spojov (PCB)?

Určite áno. Mnoho profesionálnych výrobcov dosiek plošných spojov (PCB) podporuje tlač na mriežke (silkscreen) na oboch stranách – na strane obvodu (vrch) aj na strane pájkovania (spodok). Hoci tlač na mriežke (silkscreen) na oboch stranách prináša výhody, môže mierne predĺžiť výrobný čas a zvýšiť náklady. Vždy jasne uveďte požiadavky na tlač na mriežke (silkscreen) priamo vo svojej objednávke a v súboroch Gerber.

4. Prečo je tlač na mriežke (silkscreen) kritická pre dokumentáciu dosky plošných spojov (PCB)?

Tlač na mriežke (silkscreen) v podstate oživuje schému, pričom na dosku priamo premietne dôležité označenia, označenia súčiastok, značky polarity a upozornovacie ikony. Táto dokumentácia priamo na doske odstraňuje nejasnosti pri montáži, urýchľuje odstraňovanie porúch, uspeľuje pri lokálnych opravných riešeniach a spĺňa mnohé regulačné požiadavky.

5. Môže byť potlač na mriežke úplne prispôsobená pre každú jednotlivú úlohu?

Áno! Moderné techniky potlače na mriežke, najmä pri priamej svetelnej tlači (DLP), umožňujú personalizáciu pre každý jednotlivý doskový obvod – dokonca aj v prípade malých sérií alebo pri výrobe prototypov. Môžete zahrnúť dizajny logotipov, čiarové kódy, QR kódy a tiež špeciálne kódy na sledovanie. Táto flexibilita je u výrobkov s vysokou hodnotou alebo regulovaných výrobkov výhodná pre zabezpečenie, monitorovanie dodávok a označovanie špecifické pre zákazníka.