1. Che cos'è la serigrafia su PCB?
La serigrafia PCB è lo strato contenente testo e simboli su un circuito stampato, applicato utilizzando la tecnologia di serigrafia con inchiostro a base di resina epossidica sulla superficie del PCB. Questi simboli includono informazioni cruciali quali identificatori dei componenti, indicatori di polarità e informazioni sulla versione, fornendo riferimenti essenziali per Gruppo PCB, collaudo e riparazione.
2. Valore fondamentale della serigrafia PCB
- Migliora l'efficienza dell'assemblaggio: Indicatori chiari dei componenti e marcature di polarità riducono gli errori di saldatura.
- Facilita il debug e la riparazione: Identificatori chiari accelerano il processo di risoluzione dei problemi.
- Migliora la tracciabilità dei prodotti: I numeri di versione, i codici data e altre informazioni migliorano il sistema di gestione della qualità.
- Visualizzazione dell'immagine del marchio: I loghi aziendali e i marchi di certificazione migliorano la professionalità del prodotto.
3. Informazioni chiave contenute nella serigrafia dei PCB
3.1 Marcature essenziali
- Designatori di riferimento dei componenti: Ad esempio R1, C5, U3, ecc.
- Indicazioni di polarità: Indicatori di polo positivo/negativo per componenti quali diodi e condensatori elettrolitici.
- Pin 1 Indicatore: Indica il pin di partenza per i circuiti integrati.
- Schema dei componenti: Riquadro di delimitazione di componenti complessi
- Identificatori dei punti di test: Contrassegnare i punti di prova dei segnali chiave.
3.2 Marcature informative
- Logo aziendale e informazioni sul copyright
- Numero di versione PCB e codice data
- Informazioni sul produttore e numero di serie
- Marchi di certificazione di sicurezza (UL, CE, RoHS, ecc.)
- Simboli di avvertenza e note operative speciali
4. Flusso del processo di produzione serigrafica dei PCB
4.1 Fase di progettazione
Specifiche di configurazione dello strumento EDA:
- Imposta il livello serigrafico separatamente come livello serigrafico superiore/inferiore.
- Selezione dei caratteri: utilizzare caratteri Sans-serif standard.
- Dimensioni standard: altezza 25-35 mil, larghezza linea 5 mil.
- Configurazione dei colori: il bianco è il colore principale; giallo, nero o rosso per esigenze particolari.
Punti chiave del design:
- Evitare la sovrapposizione della serigrafia con i pad o i via.
- Mantenere un orientamento uniforme dei caratteri (da sinistra a destra, dal basso verso l'alto).
- Utilizza linee guida per le annotazioni nelle aree ad alta densità.
- Assicurarsi che i contrassegni di polarità dei componenti siano chiari e ben visibili.
4.2 Confronto tra i tre principali processi produttivi
4.2.1 Serigrafia tradizionale
Flusso di processo:
Preparazione del telaio → Tensionamento della rete → Rivestimento con emulsione fotosensibile → Esposizione → Sviluppo → Stampa → Polimerizzazione
vantaggi: Basso costo, alta efficienza, adatto alla produzione di grandi volumi.
Limitazioni: Precisione limitata (larghezza minima della linea > 0,15 mm), non adatto per schede ad alta densità.
4.2.2 Imaging fotografico a liquido (LPI)
Flusso di processo:
Rivestimento liquido maschera di saldatura fotoimmaginabile → Esposizione ai raggi UV → Sviluppo → Polimerizzazione
vantaggi: Alta risoluzione (fino a 0,1 mm), buona planarità.
domande: Schede PCB con requisiti di precisione medi.
4.2.3 Stampa diretta delle legende (DLP)
Flusso di processo:
Trasferimento diretto dai dati CAD → Stampa a getto d'inchiostro → Polimerizzazione UV
vantaggi: Massima precisione (fino a 0,05 mm), flusso di lavoro digitale, adatto per prototipi e piccoli lotti.
Limitazioni: Costo più elevato, requisiti rigorosi in termini di finitura superficiale.
5. Specifiche dettagliate per la progettazione serigrafica dei circuiti stampati
5.1 Principi di progettazione del layout
- Principio di coerenza: Mantenere un orientamento uniforme dei caratteri sullo stesso lato.
- Principio di compensazione: Mantenere la serigrafia ad almeno 3 mil di distanza dai pad e dai via.
- Principio di chiarezza: Assicurarsi che il contrasto tra i caratteri e lo sfondo sia sufficiente.
- Principio di associazione: Posizionare gli identificatori a una distanza adeguata dai componenti corrispondenti.
5.2 Gestione della serigrafia per componenti speciali
Componenti BGA/QFN: Le dimensioni della serigrafia devono corrispondere esattamente alle dimensioni effettive del chip.
connettori: Contrassegnare chiaramente i PIN e l'orientamento dell'interfaccia.
Componenti polarizzati: Utilizzare i simboli “+/-” o gli indicatori della banda catodica.
Aree ad alta tensione: Aggiungere simboli di avvertimento e indicazioni sulla distanza di sicurezza.
5.3 Considerazioni relative alla progettazione per la producibilità (DFM)
- Selezione dei caratteri: Evita caratteri troppo complessi.
- Controllo delle dimensioni: L'altezza minima dei caratteri non deve essere inferiore a 20 mil.
- Ottimizzazione della posizione: Evitare di posizionare su superfici curve o irregolari.
- Compatibilità dei processi: Considerare le caratteristiche dei diversi processi di serigrafia.
6. Controllo qualità e risoluzione dei problemi comuni
6.1 Standard di controllo qualità della serigrafia
- Completezza: Tutti i contrassegni necessari sono completi senza omissioni.
- Chiarezza: I bordi dei caratteri sono nitidi, senza sbavature.
- Adesione: Supera il test di taglio trasversale, nessuna scrostatura.
- Accuratezza della registrazione: La deviazione dalla posizione del cuscinetto è < 0,1 mm.
6.2 Problemi comuni e soluzioni
Caratteri sfocati: Regolare la viscosità dell'inchiostro o i parametri di esposizione.
Scostamento di posizioneOttimizzare il processo di allineamento dello schermo.
Scarsa adesione: Migliorare la pre-pulizia del substrato.
Risoluzione insufficiente: Scegliere un processo di produzione più adeguato.
7. Tendenze nella tecnologia avanzata della serigrafia
7.1 Tecnologia serigrafica digitale
- Stampa serigrafica 3D: Si adatta alla stampa su superfici irregolari.
- Gestione intelligente del colore: Consente un controllo preciso della serigrafia multicolore.
- Stampa di dati variabili: Soddisfa esigenze di personalizzazione su misura.
7.2 Utilizzo di materiali ecocompatibili
- Inchiostri a base d'acqua: Ridurre le emissioni di COV.
- Tecnologia di polimerizzazione UV: Riduce il consumo energetico.
- Materiali biodegradabili: Rispettare i requisiti di produzione ecologica.
8. Raccomandazioni pratiche di progettazione
- Coinvolgimento precoce: Considerare la progettazione serigrafica durante la fase di layout del PCB.
- Consulenza sui processi: Verificare con il produttore le capacità e i limiti specifici del processo.
- Verifica del prototipo: I primi articoli devono confermare l'efficacia della serigrafia.
- Standard di documentazione: Fornire file Gerber completi per il livello serigrafico.
- Controllo della versione: Assicurarsi che le informazioni serigrafiche corrispondano alla lista BOM.
Aderendo alle specifiche e ai requisiti di processo sopra indicati, è possibile garantire che la serigrafia del PCB fornisca le informazioni necessarie senza compromettere le prestazioni e l'affidabilità della scheda a circuiti stampati, offrendo un valido supporto per le successive operazioni di assemblaggio, collaudo e manutenzione.