Kaj je tisk na PCB?

Popoln pregled oznak silk-screen na objavljenih matičnih ploščah, gradnji in izdelavi ter sestavi

Uvod

Svet elektronskih naprav temelji na nespremenljivosti, kakovosti in natančnosti objavljenih vezjev (tiskanih ploščic). Med plastmi in zapletenimi omrežji bakrenih sledi obstaja pomemben, a pogosto preziran element – silk-screen na tiskani ploščici. Silk-screen na tiskani ploščici ni del električne lastnosti, vendar je globoko vpleten v proces izdelave in gradnje tiskanih ploščic, sestave tiskanih ploščic ter dolgoročnega vzdrževanja tiskanih ploščic.

Zakaj se osredotočiti na silk-screen

Tiskanje s sitom, ki se včasih imenuje tudi označevanje PCB, je več kot le površinska informacija. Gre za izvirno povedano zgodbo, ki uporablja neprevodno epoksidno barvno smolo in pomaga sestavljalcem PCB, razvijalcem ter strokovnjakom za popravke hitro določiti referenčne oznake, preskusne parametre, oznake polaritete, opozorila in nabor komponent. Ko se tehnologija razvija in postanejo plošče PCB vedno bolj gosto naseljene, narašča tudi pomembnost pravilno nanesenega tiska s sitom. Brez njega bi bila namestitev zapletena, odpravljanje napak izjemno počasno, spremembe pa bi lahko povzročile katastrofalne posledice.

Zakaj naj vas to zanima?

Ali razvijate posamezno različico PCB, majhno serijo plošč PCB ali veliko količino serijskih plošč – razumevanje funkcije, materialov in načina uporabe tiska s sitom na ploščah PCB pomaga razvijalcem in proizvajalcem zmanjšati stroške, zmanjšati napake in ustvariti enostavne za uporabo izdelke.

Kaj je tisk s sitom na tiskanih vezjih plošča ?

Tisk na PCB (silkscreen) opisuje ključno, a pogosto podcenjeno plast pri izdelavi in namestitvi plošč za tiskane vezje (PCB). Tehnično gledano je tisk na PCB neprevodna epoksidna ali akrilna barvna plast, ki se neposredno natisne na površino plošče za tiskana vezja – običajno na strani sestavnih elementov (zgornja plast) in včasih tudi na strani za lotanje za dodatno kakovost. Ta plast vsebuje vso ključno besedilno in grafično informacijo, potrebno za natančno prepoznavo sestavnih elementov, njihovo namestitev ter dolgoročno vzdrževanje.

Analiza in sestava

Tisk na PCB, imenovan tudi tisk na ploščah za tiskana vezja (PCB silkscreen), je sestavljen iz posebnih barv, ki so zasnovane tako, da prenesejo postopek lotanja in nadaljnje rokovanje. Te barve so običajno izdelane iz epoksidnih ali akrilnih materialov in so naravno neprevodne, kar zagotavlja, da oznake nikoli ne ovirajo prevodnih sledi ali zaščitne plasti za lotanje pod njimi. Strokovni proizvajalci uporabljajo barve, ki so formulirane za trdnost, odpornost proti kemikalijam in toploti.

Kje se uporablja tisk na PCB?

Stran sestavnih delov (zgornji sloj): Brez vsakega dvoma ena najpogostejših; zgornji tisk silkscreen označuje vsak vidni del običajne ploščice, vključno z oznakami za identifikacijo sestavnih delov, oznakami polaritete in preskusnimi parametri ob elementih.

Stran za lotanje (spodnji sloj): Nekatere ploščice z visoko stopnjo zapletenosti ali dvostranske ploščice uporabljajo tisk silkscreen na spodnjem sloju. Vključitev tiska silkscreen na tej strani je nekoliko dražja zaradi dodatnih proizvodnih korakov, vendar pomembno olajša montažo in popravke PCB-jev.

Funkcija tiska silkscreen na PCB-ju

Čeprav nima električne funkcije, ima tisk silkscreen na PCB-ju eno najpomembnejših vlog pri označevanju ploščic, saj:

Jasno določa, kje naj bo vsak sestavni del nameščen.

Označuje ključne električne parametre, kot so točke za preskus in povezave z ozemljitvijo.

Poudarja pomembna opozorila in oznake polaritete.

Vključuje podatke proizvajalca, kot so logotip PCB-ja, identifikacijske številke ploščice in celo podatki o skladnosti z davčnimi zahtevami pri večjih serijah proizvodnje.

Položaj in pokritost srebrnega tiska

Srebrni tisk se nikoli ne postavi neposredno na lepljive ploščice ali prevodne sledi, saj to lahko povzroči težave z lepljivostjo ali neravnovesje komponent, kar predstavlja tveganje za pojav »nadgrobnih kamnov«. Spodnja tabela povzema pravilne standarde za postavitev srebrnega tiska:

Zakaj je tisk na površini pomemben pri izdelavi in sestavljanju tiskanih vezjev?

V napredni svetovni izdelavi tiskanih vezjev (PCB) in sestavljanju PCB-jev plast tiska na površini opravlja nepodmerno funkcijo, ki sega daleč čez običajno označevanje. Njene koristne, varnostne in procesno usmerjene prednosti zagotavljajo tako učinkovitost v proizvodnji kot tudi uporabnost za tehnične ekipe v celotnem življenjskem ciklu izdelka. Poglejmo podrobneje, zakaj je tisk na površini na PCB-ju tako pomemben.

1. Omogoča natančno identifikacijo komponent

Med sestavljanjem lahko dobro razviten PCB vsebuje stotine ali celo več sto komponent PCB – vsaka zahteva natančno postavitev, namestitev in spajkanje. Tisk na površini zagotavlja referenčne oznake in jasne konture komponent neposredno na plošči, s čimer odpravi kakršno koli dvoumnost.

2. Izboljšanje sestavljanja PCB-jev in odpravljanja napak

Tiskane vezje (PCB) se obsežno izdelujejo z avtomatiziranimi postopki, kot so naprave za izbiranje in namestitev ter AOI (avtomatizirana optična kontrola). Ti proizvajalci se zanašajo na natančno pozicioniranje, ki ga vodijo oznake in opisi na silkscreenu. Pri ročni namestitvi ali ročnih prilagoditvah silkscreen zagotavlja, da strokovnjaki brez težav sledijo namestitvenim slikam.

Ko pride do napak, silkscreen omogoča strokovnjakom hitro kartiranje in pregled točk, potrditev usmeritve komponent in določitev območij, ki zahtevajo ponovno obdelavo, kar prihrani čas in zmanjša stroške zaradi napak.

3. Izboljšanje dokumentacije in vzdrževanja tiskanih vezij (PCB)

Odličen tisk s sitovno metodo deluje kot lastnost notranje dokumentacije na plošči. Ujema oznake za sklic na shemi z dejanskimi elementi na plošči in tako premosti razliko med načrtovanjem in fizičnim izdelkom. Za strokovnjake na terenu ali razvijalce podpore, ki opravljajo vzdrževanje, je hitro ogledovanje komponent, napetostnih oznak ali nastavitev mogoče neposredno na plošči – ni potrebe po podatkovnih listih ali načrtih.

Oznake tiska s sitovno metodo v datotekah:

Ujemanje pinov za vrat

Identifikatorji varovalk in preskusnih točk

Številka revizije plošče in številka izdelave

4. Izboljšanje posamezne izkušnje in varnosti izdelka

Ko elektronski napravi dosežejo širše publike, jasne oznake – omogočene s tiskom s sitovno metodo – izboljšajo izkušnjo končnega uporabnika. Oznake za stikala, indikatorske LED-diode ali priključne glave naredijo napravo bolj prijazno za uporabo. Še pomembneje pa je, da neposredni tisk opozoril in oznak za varno ravnanje neposredno na tiskani plošči zmanjša tveganje napačne rabe ali dogodkov elektrostatičnega pranja (ESD).

5. Ohranjanje zagotavljanja kakovosti in skladnosti

Več trgov zahteva jasno prepoznavnost na plošči za sledljivost, potrditev brezsvinčnega postopka ali podjetneške kvalifikacije (UL, CE). Šiljska tiskana oznaka (silkscreen) omogoča vključitev teh podatkov o skladnosti brez motenja priključkov. Na primer številke spremembe plošče ali serija izdelave so natisnjene s šiljsko tiskano oznako za določitev odgovornosti.

Tabela: Skrite prednosti šiljske tiskane oznake v različnih fazah izdelave tiskanih vezjev (PCB)

Postopek tiskanja silkscreena na tiskanih vezjih

Pot tiskanja silkscreena na tiskanih vezjih – od elektronskih datotek do fizične plošče – je celovit postopek, ki zahteva natančnost, specializirane izdelke in strogo skladnost s stilskimi standardi. Stabilnost, berljivost in trdnost silkscreena so pomembne tako za izdelavo kot za montažo tiskanih vezij. Spodaj podrobneje razložimo postopek tiskanja silkscreena.

Priprava za tiskanje silkscreena na tiskanih vezjih

Vsak uspešen postopek tiskanja silkscreena se začne že v fazi načrtovanja tiskanega vezja. Z uporabo prilagojenega CAD programskega orodja načrtovalec zelo natančno nariše vse elemente silkscreena, pri čemer zagotovi, da so oznake komponent, konture elementov, označbe polaritete ter preizkusne točke jasne in dosledne. V tej fazi je ključno:

Izbrati ustrezne pisave in velikosti.

Preveriti ustrezno razdaljo med besedilom, simboli in kontakti (padi) na tiskanem vezju.

Preprečite prekrývanje silkscreena z ploščicami, sledmi ali vodniki, da zmanjšate težave pri izdelavi in zaščitite pred napačno namestitvijo komponent ali težavami s spajkanjem.

Dvokratno preverite napake z uporabo preverjanja na podlagi načrtovne politike (DRC), da ujamete težave, ki bi lahko povzročile izpuščanje silkscreena med izdelavo.

Izvozite plast silkscreena kot del nabora Gerberjevih datotek – to so industrijski standardni podatki, ki jih uporabljajo oprema za izdelavo.

Ustvarjanje masko

Pri silkscreenu se pogosto uporablja predloga – oblikovana mreža, na katero se barvilo nanese na ploščo. Pri sodobni avtomatizaciji se ta predloga uporabi z laserskim fotoploterjem, ki izpostavi postavitev silkscreena na svetlobno občutljiv sloj, pritrjen na mrežo.

Skriti koraki:

Fotopriprava: Gerberjeve datoteke plasti silkscreena se uporabijo za izdelavo fotofilma ali neposredno digitalno izpostavitev na mrežo.

Inovacija s šablonami: Prikaže se s kemično obdelavo, pri čemer se odstrani neizpostavljena površina, da se ustvari vzorec, skozi katerega lahko teče barvilo.

Postavitev: Šablona se natančno poravna z zaščitnim slojem za lepljenje na tiskani vezni plošči (PCB), kar zagotavlja natančno poravnavo, zlasti pri ploščah z majhnim razmikom med kontakti.

Nanašanje barvila in utrjevanje

Ta stopnja se razlikuje glede na uporabljeno metodo tiskanja s šablonami, osnovni postopek pa je naslednji:

1. Nanašanje barvila: Na vzorec enakomerno nanašamo posebno nevodno epoksidno ali akrilno barvilo ter ga s gumičnim brisalnikom potiskamo skozi mrežo na tiskano vezno ploščo.

Barvilo popolnoma prekrije vse odkrite površine, ki jih določa šablona.

Avtomatizirani tiskalniki s šablonami zagotavljajo enakomeren tlak in konstantno kakovost, kar je idealno za serijsko in masovno proizvodnjo tiskanih veznih plošč.

Za majhne serije tiskanih veznih plošč ali prototipne izdelave se ročno nanašanje še naprej pogosto uporablja.

2. Obdelava črnila: Za zagotavljanje trdnosti mora biti natisnjena silkscreen plast zdravljena, da se prilepi na ploščo in vzdrži toploto ali neposreden stik s kemikalijami.

Tople obdelave: Plošče postavimo v peč pri določeni temperaturi.

UV obdelava: Sodobna črnila lahko uporabijo ultravijolično svetlobo za takojšnjo utrjevanje silkscreena na mestu.

Primerjalna tabela postopkov: Ročni silkscreen nasproti LPI in DLP

Tipične tehnike tiskanja silkscreen na PCB-jih.

Glede na količino, zapletenost in stroškovne dejavnike opravila izbirajo distributerji med tremi glavnimi metodami tiskanja silkscreen na PCB-jih: ročno tiskanje, tekočinsko slikovno obdelavo (LPI) in direktno lasersko tiskanje (DLP). Vsaka metoda ima svoje posebne prednosti in je primerna za določene faze izdelave PCB-jev – od izdelave prototipov do proizvodnje v velikih serijah.

1. Ročno tiskanje silkscreen na PCB-jih.

Ročno tiskanje silkscreen na PCB-jih je tradicionalna metoda, ki se še naprej pogosto uporablja za prototipe PCB-jev, PCB-je v majhnih količinah ali v primerih, ko je občutljivost glede stroškov pomembnejša od ločljivosti ali hitrosti. Pri tej metodi se barvilo za silkscreen fizično potiska skozi predoblikovano mrežo (predlogo) na PCB z gumijastim brisalcem.

Prednosti:

Uporablja poliesterne prikazne zaslone, raztegnjene čez lahek aluminijast okvir, ki so oblikovani z umetniškim delom s šabloniranjem.

Preko mreže se nanese epoksidna ali akrilna nevodljiva barvna smesa, kar zagotavlja, da barvna smesa pokrije le območja, določena v obrazcu.

Za usklajevanje objavljenih vzorcev z osnovnim masko za lotanje se uporabljajo oznake za poravnavo.

Obdelava se običajno izvede v peči, kar ustvari odporno šablonirno plast.

Prednosti in slabosti:

2. Tekoče slikovno izvajanje (LPI)

Tekoče slikovno izvajanje (LPI) je tržni standard za mnoge orodne in visokozmogljive proizvodne postopke tiskanih vezjev zaradi izjemne natančnosti in ponovljivosti. Pri LPI se tekoče, fotografsko obdelovalno akrilno barvno sredstvo razprši ali nanese na plošče.

Koraki procesa:

Fotomaske se poravnajo nad PCB-ji, pokritimi z barvnim sredstvom.

Neposredna UV-svetlobna izpostavljenost utrdi (polimerizira) razkrite dele, medtem ko ostanejo neizpostavljeni deli mehki.

Ploščo razvijemo (očistimo), pri čemer odstranimo neutrdjeno barvno sredstvo in razkrijemo vzorec silkscreena.

Zadnja UV-obdelava ali toplotna peč utrdi barvno sredstvo za večjo odpornost.

Glavne prednosti:

Visoka ločljivost: dosegljive širine črt do 4 mil (0,10 mm) – ključno za gosto polnjene plošče.

Stalna kontrastnost: Ustrezen za belo, črno ali rumeno barvilo glede na potrebe po slogu.

Poštenost: Ohranja avtomatizirano analizo, najprimernejši za serijsko proizvodnjo.

Zelo majhno raztekanje ali razliv barvila, kar ga naredi idealnega za majhne plošče.

3. Neposredno tiskanje oznak (DLP).

DLP – včasih imenovan tudi neposredno inkjet tiskanje – predstavlja najnovejšo razvojno stopnjo razvoja šiljskega tiska in je zelo priljubljen tako za srednje kot tudi za visoko mešano, nizkoobsežno naročila PCB-jev.

Kako deluje:

Specializirani inkjet tiskalniki nanesejo akrilno UV-otrjivo barvilo neposredno iz elektronskih podatkov na površino PCB-ja.

Plošča preide pod UV-svetlobo, ki takoj utrdi barvilo.

Ni potrebe po fizični rešetki, maski ali fotoplošči – popolna prilagodljivost postavitve.

Poudarki:

Idealno za:

Hitro izdelava modelov tiskanih vezjev in majhne/ srednje velike naročilne količine.

Napredna vezja z več posebnimi ali spreminjajočimi se oznakami elementov.

Postavitve, kjer je zahtevana blagovna znamka, šifre naborov ali QR kode.

Možna negativna stran:

Višji strošek na enoto pri izjemno velikih serijah v primerjavi z LPI.

Nekatere barvne mase so lahko manj odporne v agresivnih brezsvinčnih lepljenjskih pogojih, razen če so posebej razvite.

Primerjalna tabela: tehnike tiskanja oznak na tiskanih vezjih.

Kakšna je funkcija uporabe sloja za šilkanje?

Sloj za šilkanje na tiskani ploščici opravlja ključno nalogo, ki sega daleč čez njegovo prvotno določitev. Je vizualni in informativni most med elektronskim svetom oblikovanja ter fizičnim svetom proizvodnje, namestitve, obratovanja in vzdrževanja. Spodaj bomo raziskali, zakaj mora vsaka kakovostna tiskana ploščica – od preproste različice do ploščice za visoko zapleteno proizvodnjo – vedno vključevati dobro izveden sloj za šilkanje.

1. Poenostavitev postavitve in prepoznavanja komponent.

Med sestavo tiskane ploščice, ne glede na to, ali je avtomatizirana ali ročna, je najvišja prioriteta kakovost. Z tisoči podatkov o komponentah, referenčnimi oznakami in označbami za prvi kontakt (pin 1) sloj za šilkanje:

Vodi orodja za izbiro in postavitev komponent pri pravilni postavitvi komponent ter zmanjšuje tveganje napak med hitro sestavo.

Pomaga pri ročnem lotkanju in izboljša videz z jasnimi, ravnimi estetskimi oznakami za voznike.

Zmanjšuje dragocene napake, ki lahko povzročijo pojav 'nadgrobnikov' (tombstoning) ali izgubo sestavnih delov, kar zagotavlja želene lastnosti in stabilnost vezja.

2. Podajanje priporočil za namestitev, preverjanje in vzdrževanje.

Odličen sloj silkscreena neposredno na tiskani vezji plošči (PCB) prikaže potrebna navodila, kar je ključno za vse deležnike.

Ustanavljanje skupin omogoča najboljšo izkoriščenost jasno označenih elementov, še posebej na proizvodnih linijah z visoko prostornino ali mešanimi modeli.

Inženirji za preverjanje in kakovostno zagotavljanje (QA) lahko hitro najdejo točke preverjanja, napetostne vozlišča in koristne območja z natančnimi oznakami.

Osebje za popravke in vzdrževanje ima takojšen dostop do razporeditve priključkov (pinouts), številk delov in stanja spremembe – tudi leta kasneje, ko so prvotni dokumenti o namestitvi že izgubljeni.

3. Priporočanje polaritete in usmeritve.

Ena od najpomembnejših funkcij silkscreena je natančna predstavitev oznak polaritete in položajev za polarizirane komponente.

Preprečuje grozljive napake, kot je obrnjena napetost, ki lahko povzroči popolno poškodbo občutljivih komponent in odpoved ploščice.

Zagotavlja pravilen položaj večpinovih naprav – zlasti pomembno za priključke in integrirana vezja (IC) z velikim številom podobnih priključkov.

4. Varnost in skladnost.

Silkscreen deluje kot varnostni sistem prvega reda neposredno na ploščici:

Opozorilne ikone izboljšajo varnost tako pri proizvodnji kot tudi pri postopkih izbire komponent.

Oznake za tržne certifikate (UL, CE) in ekološke oznake (RoHS, WEEE) se lahko dodajo, s čimer se izpolnijo zahteve glede skladnosti brez prekomernega zasedanja dokumentacije.

Oblikovanje logotipa proizvajalca, oznake spremembe izdelka ter edinstvene identifikacijske številke omogočajo hitro sledljivost, kar je nujno za nadzore kakovosti in nadzor jamstva za rešitve.

5. Izboljšan vmesnik za končnega uporabnika.

Za tiskane vezje (PCB), ki jih končni uporabniki vidijo ali nameščajo, na primer analizne plošče, kompletne naborje za razvoj ali izdelke, ki jih lahko sami vzdržujejo uporabniki:

Silk-screen (slikovna oznaka) omogoča oznake priključkov, funkcije preklopa in indikacije stanja LED-diode, kar izboljša uporabnost brez potrebe po sklicevanju na navodila.

Povečuje prepoznavnost blagovne znamke ter dojemanje profesionalnosti in zanesljivosti z jasno obliko logotipov in oznak različic.

6. Omogoča učinkovito odpravo napak in spremembo.

Ko so potrebne spremembe oblike, testiranje ali rešitve za popravke na terenu, lahko trdna silk-screen plast prihrani ure:

Razvijalci in strokovnjaki lahko z jasno označenimi oznakami hitro najdejo najprimernejše točke za testiranje, ponastavijo skakalce ali zamenjajo komponente.

Zmanjšuje odvisnost od zunanjih shem ali sestavnih risb – ki se lahko izgubijo ali postanejo zastarele po letih v uporabi na terenu.

7. Brez električnega ali konstrukcijskega vpliva.

Ena ključnih prednosti silk-screena je, da je:

Nesprejemljiv za električni tok in kemično inerten, zato ne predstavlja nevarnosti kratkih stikov ali poškodb.

Lahka in ne vpliva na debelino ploščice ali električne hiše.

Uporablja se kot končni estetski/funkcionalni sloj, pri čemer se zagotovi, da ne pride do motenj s plastjo za lepljenje ali bakrenimi vezmi.

Kako pravilno izdelati oznake na tiskani ploščici (silkscreen)?

Izdelava trajnega sloja oznak na tiskani ploščici je hkrati umetnost in znanost. Pravilno izdelane oznake lahko znatno poenostavijo sestavo tiskane ploščice, njeno preskušanje, odpravo napak ter komunikacijo z uporabniki vašega digitalnega izdelka. Neodgovorno oblikovanje oznak pa lahko povzroči težave pri proizvodnji, zmanjša berljivost ali celo vodi do nepredelovnih ploščic. Spodaj so osnovna načela in praktične strategije za ustvarjanje učinkovitih oznak na tiskani ploščici.

1. Začnite z jasno strategijo

Začnite postopek oblikovanja oznak z popolnim razumevanjem namena vaše tiskane ploščice, stopnje gostote in predvidenih metod sestave.

2. Izberite berljive pisave in velikosti

Za največjo berljivost uporabite preproste, brezserifske pisave, kot so Arial, Helvetica ali OCRA.

Ohranite minimalno višino sporočila 1,0 mm in najmanjšo dimenzijo črte 0,15 mm. Nekatere visokokakovostne obdelave omogočajo tudi bistveno boljše črte, vendar vedno preverite omejitve svojega proizvajalca.

Izogibajte se prekomerno izvirnim, poševnim ali dekorativnim pisavam; na tiskanih vezjih (PCB) je vedno najpomembnejša visoka kakovost tiskanja na silkscreenu.

3. Strategično razporedite elemente silkscreena.

Oznake za sestavne dele naj bodo postavljene poleg ali znotraj konture sestavnega dela, nikoli pa neposredno nad kontakti ali vrtinami.

Oznake polaritete in oznaka za kontakt 1 morajo biti skladne in intuitivne: uporabite piko, žlebček ali trikotnik, kot je primerno, in jih postavite tako, da so vidne po namestitvi sestavnega dela.

Predvidite prostor za testne točke na enostavno dostopnih mestih.

Opozorilne oznake postavite v bližini območij, ki so občutljiva na elektrostatični razboj (ESD), točk z visokim napetostnim obremenitvijo ali posebnih sestavnih delov.

4. Ohranjajte ustrezne razdalje in razmike.

Ohranite oznake za tiskanje na površini (silkscreen) vsaj 0,2 mm (8 mil) oddaljene od vseh ploščic, vrtin in izpostavljenih bakrenih sledi. Številna sodobna orodja za načrtovanje tiskanih vezjev (PCB CAD) lahko takoj »odrežejo« ali »odstranijo« oznake za tiskanje na površini tam, kjer se prekrivajo z drugimi elementi.

Na mobilnih lokacijah, če je to mogoče, se osredotočite na najpomembnejše oznake namesto na manj pomembne.

5. Izberite ustrezno barvo oznak za tiskanje na površini glede na primerjavo z masko za lepljenje.

Pri okolju prijaznih maskah za lepljenje bela barva oznak za tiskanje na površini zagotavlja najboljšo berljivost.

Na črnih ali temnih maskah za lepljenje se priporoča bela ali rumena barva oznak za tiskanje na površini.

Bela maska za lepljenje običajno najbolje deluje z belo ali rumeno barvo oznak za tiskanje na površini.

Za še bolj napredne ali visokokakovostne plošče se v nekaterih primerih več barv lahko ohrani z uporabo inovativne tehnologije DLP.

6. Pojasnite uporabo plastmi.

Uporabite različne plasti za vodilni silkscreen in osnovni silkscreen (stran za lotanje) v vaših izvozih Gerber. Preprosto priporočite, katere oznake so namenjene kateri strani – zlasti pomembno pri dvoslojnih sestavah, da se izognete napakam in težavam.

Preverite, ali vaš proizvajalec podpira silkscreen na strani za lotanje, ter prepoznajte morebitno povečano možnost uporabe pri dvoslojnih ploščah.

7. Razmislite o prihodnjih spremembah.

Vključite oznake za spremembe in številke različic plošče za sledenje in prihodnje posodobitve.

Omogočite prostor za dodatne elemente, kot so dnevni kodirani zapisi, številke serij ali celo črtne kode/QR kode – zlasti koristno pri visokovrednih ali reguliranih izdelkih.

8. Potrdite z dejanskimi preverjanji.

Pred dokončanjem silkscreena objavite prekrivno razporeditev v merilu 1:1 ali uporabite 3D ogledovalnik v vašem CAD programu, da preverite:

Prekrivanja tiskane oznake z napravami ali območji, kjer ni dovoljena tiskana oznaka.

Težko dostopne ali zaščitene oznake po digitalni sestavi.

Branljivost pisave in ustrezno poravnava vseh sporočil.

9. Priprava pravilnih Gerberjevih podatkov

Izvoz plastmi tiskane oznake z uporabo standardnih imen podatkov, ki jih proizvajalci prepoznajo:

. GTO (Gerber Top Overlay, tj. zgornja tiskana oznaka)

. GBO (Gerber Base Overlay). Te informacije posredujte skupaj z ilustracijo nastavitve (če je na sredini) ter potrdite proizvajalčev postopek in zahteve glede tiskane oznake.

Razvoj tiskane oznake na tiskanih vezjih: od tradicionalnih do sodobnih tehnik.

Uporaba šiljskega tiska na tiskanih vezjih je v resnici prešla dolgo pot, če upoštevamo zgodnja leta proizvodnje tiskanih vezij. Ko se je potreba po izdelavi tiskanih vezij povečevala in so se vezja postajala vedno gostejša, se je tehnologija šiljskega tiska razvijala, da bi ustrezala novim zahtevam natančnosti, hitrosti in prilagodljivosti. Razumevanje te razvojne poti ne samo prikazuje možnosti, ki jih imate danes, temveč tudi razkriva, zakaj so določene metode prednostno izbrane za specifične proizvodne obsege in zahteve.

Konvencionalna doba: Ročni šiljski tisk

V zgodnjih dneh proizvodnje elektronskih naprav je bil ročni šiljski tisk standardna metoda za nanos šiljskega tiska na tiskana vezja. Ta postopek je vključeval naslednje korake:

Poliestrno mrežno platno je bilo tesno napeto prek trdnih aluminijastih okvirjev.

Vzorec šiljskega tiska je bil na mrežo prenesen z uporabo svetlobno občutljive raztopine.

Neprevodljiva epoksidna barvna masa je bila nanesena na mrežo, pri čemer je bil za potiskovanje barvne mase skozi odprtine in nanos sporočil ter grafičnih elementov na površino tiskane ploščice (PCB) uporabljen gumek.

Ploščice so bile izpečene v peči za obnovitev, da se barvna masa strdila in izboljšala lepilna lastnost.

Čeprav je ta metoda zanesljiva in relativno ekonomična za proizvodnjo v majhnih do srednjih količinah, je imela tudi slabosti:

Minimalna ločljivost: najmanjše praktične dimenzije črt približno 0,15–0,20 mm (6–8 mil).

Težave z poravnavo: položaj rešetke glede na kontaktne ploščice/prevodne sledi se včasih ne ujema, še posebej pri formatih z majhnim razmikom med kontakti.

Zelo delovno intenzivna: primerna za prototipe ali majhne serije, saj je za vsako spremembo ploščice bilo treba izdelati novo rešetko.

Doba avtomatizacije: tekoči fotolitografski postopek (LPI).

Z gostejšimi ploščicami in naraščajočo potrebo po masovni izdelavi se je industrija preusmerila na tekoči fotolitografski postopek (LPI). Ta postopek LPI je prinesel več bistvenih izboljšav:

Fotografsko obdelovalna akrilna barvna smesa je bila naneta na površino ploščice.

Silk-screen »umetniško delo« je bilo natisnjeno na prozorno fotomasko, ki je nato bila popolnoma izravnana prek tiskanih vezjev (PCB).

Neposredna izpostavitev ultravijolični (UV) svetlobi je obdelala barvno smeso točno tam, kjer je bilo to potrebno, v skladu z izjemno natančnim vzorcem fotomaske.

Ploščica je bila obdelana v čistem postopku, pri čemer je bila odstranjena nezakriljena barvna smesa in so ostali ostri, kemikalijam odporni znaki.

Zadnja UV- ali pečna obdelava je zagotovila trdnost.

Digitalna sprememba: neposredni tisk legende.

Vstopite v dobo elektronske proizvodnje z DLP – tudi imenovano neposredni inkjetni tisk. Ta tehnika temelji na sodobni digitalni tiskalni tehnologiji in omogoča:

Ni potrebe po fizičnem zaslonu ali fotomaski. Umetniško delo se prenese neposredno iz digitalne datoteke na tiskano vezje (PCB).

Specializirane glave inkjet tiskalnika natančno izstreljujejo UV-zakriljivo akrilno barvno smeso na ploščico. Barvna smesa se takoj zakrije z integriranimi UV-svetlobnimi viri v tiskalniku.

Skoraj popolna poravnava z obrazci dokumentov in osnovnimi lastnostmi tiskane ploščice (PCB).

Sodobna tehnologija DLP omogoča:

Izjemno drobne elemente.

Takojšnje spremembe načrta; ni zakasnitve pri spreminjanju označb ali izvajanju kratkih, prilagojenih proizvodnih serij.

Podpora za številne odtenke za logotipe, opozorilne oznake ali posebne zahteve.

Okolju bolj prijazne postopke.

Kaj prihodnost prinaša?

Neprekinjena miniaturizacija elektronskih naprav, uvedba izvirnih tehnologij elektronske proizvodnje ter naraščajoča uporaba avtomatizacije in robotike spodbujajo še več napredka v sodobni tehnologiji tiskanja s sitom.

Povečana trdnost barvnih sredstev za zahtevne okoljske razmere (visoke temperature, topila).

Izboljšana okolju prijazna barvna sredstva in postopki z nizko odpadno količino.

Sinhronizacija digitalnih operacij – neposredno iz podatkov o načrtovanju na šiljsko tiskano plast, s čimer se zapre »zadnji kilometer« pri gibkih elektronskih orodjih.

Pogosto zastavljena vprašanja: Šiljska tiskana plast na tiskani ploščici (PCB).

1. Kako je običajna barva šiljske tiskane plasti na tiskani ploščici (PCB)?

Bela barva je tržni standard za šiljsko tiskano plast na PCB-ih z zeleno masko za lepljenje zaradi izjemne kontrasta in berljivosti. Kljub temu sodobni proizvajalci ponujajo tudi druge barve, kot so črna in rumena. Nekatere naprednejše tehnike omogočajo tudi večbarvne možnosti za specializirane uporabe.

2. Ali vpliva šiljska tiskana plast na ceno tiskane ploščice (PCB)?

Da, razvoj in zapletenost plasti šiljske tiskane plasti lahko vplivata na splošno ceno izdelave tiskane ploščice (PCB). Dejavniki vključujejo:

Število strani: Šiljska tiskana plast na obeh straneh (zgornji – elementni – in spodnji – za lepljenje – strani) je veliko dražja.

Izbira barve: Neobičajne barve lahko povzročijo dodatne stroške.

Ločljivost in podrobnosti: Tanjše črte ali prilagojeni grafični elementi so lahko dražji, zlasti pri posebnih načrtih ali specializiranih serijah.

Količina: Pri velikih serijah proizvodnje se vpliv stroškov zmanjša zaradi ekonomskih prednosti obsega. Kljub temu je natančen poveček majhen v primerjavi z nujno vlogo, ki jo igra šiljska tiskana oznaka pri izdelovalnosti in sledljivosti.

3. Ali se šiljska tiskana oznaka lahko natisne na obeh straneh tiskane ploščice (PCB)?

Zelo verjetno. Številni profesionalni proizvajalci tiskanih ploščic podpirajo šiljsko tiskano oznako na obeh straneh: na strani sestavnih delov (zgoraj) in na strani za lotanje (spodaj). Čeprav ima šiljska tiskana oznaka na obeh straneh prednosti, lahko nekoliko podaljša čas in poveča stroške proizvodnje. Zahteve glede šiljske tiskane oznake vedno jasno navedite v vašem naročilu in Gerberjevih datotekah.

4. Zakaj je šiljska tiskana oznaka ključna za dokumentacijo tiskanih ploščic (PCB)?

Šiljska tiskana oznaka v bistvu oživi shemo, saj pomembne oznake, označbe sestavnih delov, oznake polaritete in opozorilne ikone neposredno preslika na ploščico. Ta dokumentacija na ploščici odpravi dvom pri namestitvi, pospeši odpravo napak, olajša lokalne popravke in izpolnjuje številne regulativne zahteve.

5. Ali je možna popolna prilagoditev šablonnega tiska za vsako posamezno nalogo?

Da! Sodobne tehnike šablonnega tiska, zlasti s tehniko neposrednega laserskega tiska (DLP), omogočajo prilagajanje za vsako ploščico – tudi pri majhnih serijah ali v fazah izdelave prototipov. Vključiti lahko logotipe, črtne kode, QR kode ter posebne kode za sledljivost. Pri visokovrednih ali reguliranih izdelkih ta fleksibilnost podpira varnost, spremljanje dobavnega veriga in označevanje po meri strank.