Wie werden PCB-Siebdrucke hergestellt?

1. Was ist PCB-Siebdruck?

PCB-Siebdruck ist die Schicht, die Text und symbolische Markierungen auf einer Leiterplatte enthält und mittels Siebdrucktechnologie mit Epoxidharztinte auf die Leiterplattenoberfläche aufgebracht wird. Diese Markierungen enthalten wichtige Informationen wie Komponentenbezeichnungen, Polaritätsangaben und Versionsinformationen und dienen als wichtige Referenz für PCB-Montage, Prüfung und Reparatur.

2. Kernwert des PCB-Siebdrucks

• Verbessert die Montageeffizienz: Eindeutige Bauteilbezeichnungen und Polaritätsmarkierungen reduzieren Lötfehler.
• Erleichtert die Fehlersuche und ReparaturEindeutige Kennungen beschleunigen den Fehlerbehebungsprozess.
• Verbessert die Rückverfolgbarkeit von ProduktenVersionsnummern, Datumscodes und andere Informationen verbessern das Qualitätsmanagementsystem.
• Markenimage-DarstellungFirmenlogos und Zertifizierungszeichen unterstreichen die Professionalität der Produkte.

3. Wichtige Informationen auf dem Siebdruck von Leiterplatten

3.1 Wesentliche Kennzeichnungen

1. Komponentenbezeichnungen: Wie beispielsweise R1, C5, U3 usw.
2. PolaritätskennzeichnungenAnoden-/Kathodenanzeigen für Bauteile wie Dioden und Elektrolytkondensatoren.
3. Pin 1 Markierung: Bezeichnet den Startpin für integrierte Schaltkreise.
4. KomponentenübersichtBegrenzungsrahmen komplexer Komponenten
5. TestpunktkennungenMarkieren Sie wichtige Signalprüfstellen.

3.2 Informationskennzeichnungen

1. Firmenlogo und Copyright-Informationen
2. PCB-Versionsnummer und Datumscode
3. Herstellerinformationen und Seriennummer
4. Sicherheitszertifizierungszeichen (UL, CE, RoHS usw.)
5. Warnsymbole und besondere Hinweise zum Betrieb

4. Produktionsablauf für den Siebdruck auf Leiterplatten

4.1 Entwurfsphase

EDA-Tool-Einrichtungsspezifikationen:

• Legen Sie die Siebdruckebene separat als obere/untere Siebdruckebene fest.
• Schriftartauswahl: Verwenden Sie standardmäßige serifenlose Schriftarten.
• Standardgrößen: Höhe 25–35 mil, Linienbreite 5 mil.
• Farbkonfiguration: Weiß ist die Grundfarbe; Gelb, Schwarz oder Rot für besondere Anforderungen.

Wichtige Punkte beim Design:

• Vermeiden Sie Überlappungen zwischen Siebdruck und Pads oder Durchkontaktierungen.
• Behalten Sie eine einheitliche Zeichenausrichtung bei (von links nach rechts, von unten nach oben).
• Verwenden Sie Führungslinien für Anmerkungen in Bereichen mit hoher Dichte.
• Stellen Sie sicher, dass die Polaritätskennzeichnungen der Komponenten deutlich und gut sichtbar sind.

4.2 Vergleich der drei wichtigsten Produktionsprozesse

4.2.1 Traditioneller Siebdruck

Prozessablauf:
Rahmenvorbereitung → Bespannen des Gewebes → Beschichtung mit lichtempfindlicher Emulsion → Belichtung → Entwicklung → Druck → Aushärtung

Vorteile: Niedrige Kosten, hohe Effizienz, geeignet für die Großserienfertigung.
Beschränkungen: Begrenzte Präzision (minimale Linienbreite > 0,15 mm), nicht für Leiterplatten mit hoher Dichte geeignet.

4.2.2 Flüssigkeitsbasierte Fotodrucktechnik (LPI)

Prozessablauf:
Beschichtung mit flüssiger, lichtempfindlicher Lötmaske → UV-Belichtung → Entwicklung → Aushärtung

Vorteile: Hohe Auflösung (bis zu 0,1 mm), gute Ebenheit.
Anwendungen: Leiterplatten mit mittleren Präzisionsanforderungen.

4.2.3 Direktes Beschriften (DLP)

Prozessablauf:
Direkter Antrieb von CAD-Daten → Tintenstrahldruck → UV-Härtung

VorteileHöchste Präzision (bis zu 0,05 mm), digitaler Workflow, geeignet für Prototypen und Kleinserien.
BeschränkungenHöhere Kosten, strenge Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit.

5. Detaillierte Spezifikationen für das Siebdruckdesign von Leiterplatten

5.1 Grundsätze für das Layout-Design

1. Konsistenzprinzip: Behalten Sie eine einheitliche Zeichenausrichtung auf derselben Seite bei.
2. Freigabegrundsatz: Halten Sie den Siebdruck mindestens 3 mil von Pads und Durchkontaktierungen entfernt.
3. Klarheitsprinzip: Achten Sie auf einen ausreichenden Kontrast zwischen den Zeichen und dem Hintergrund.
4. Assoziationsprinzip: Platzieren Sie Kennungen in einem angemessenen Abstand zu den entsprechenden Komponenten.

5.2 Siebdruckbearbeitung für spezielle Komponenten

BGA/QFN-BauteileDie Größe des Siebdrucks muss genau der tatsächlichen Chipgröße entsprechen.
Steckverbinder: Kennzeichnen Sie PINs und die Ausrichtung der Schnittstelle deutlich.
Polarisierte KomponentenVerwenden Sie die Symbole „+/-“ oder Kathodenbandanzeigen.
HochspannungsbereicheWarnsymbole und Angaben zum Sicherheitsabstand hinzufügen.

5.3 Überlegungen zur Herstellbarkeit (DFM)

• SchriftartauswahlVermeiden Sie übermäßig komplexe Schriftarten.
• GrößenkontrolleDie Mindestzeichenhöhe sollte nicht weniger als 20 mil betragen.
• PositionsoptimierungVermeiden Sie es, das Gerät auf gekrümmten oder unebenen Flächen aufzustellen.
• Prozess-KompatibilitätBerücksichtigen Sie die Eigenschaften verschiedener Siebdruckverfahren.

6. Qualitätskontrolle und Lösung häufiger Probleme

6.1 Qualitätsprüfungsstandards für Siebdruck

1. VollständigkeitAlle erforderlichen Markierungen sind vollständig und ohne Auslassungen vorhanden.
2. KlarheitDie Kanten der Zeichen sind scharf und ohne Grate.
3. Haftung: Besteht den Kreuzschnitt-Test, kein Abblättern.
4. Genauigkeit der RegistrierungDie Abweichung von der Pad-Position beträgt weniger als 0,1 mm.

6.2 Häufige Probleme und Lösungen

Unscharfe Zeichen: Passen Sie die Tintenviskosität oder die Belichtungsparameter an.
Position AbweichungOptimieren Sie den Prozess der Bildschirmausrichtung.
Schlechte HaftungVerbessern Sie die Vorreinigung des Substrats.
Unzureichende AuflösungWählen Sie einen geeigneteren Produktionsprozess.

7. Trends in der modernen Siebdrucktechnologie

7.1 Digitale Siebdrucktechnologie

• 3D-Siebdruck: Passt sich dem Drucken auf unregelmäßigen Oberflächen an.
• Intelligentes FarbmanagementErmöglicht eine präzise Steuerung für den Mehrfarben-Siebdruck.
• Variabler DatendruckErfüllt individuelle Anpassungsanforderungen.

7.2 Verwendung umweltfreundlicher Materialien

• Tinten auf WasserbasisReduzieren Sie VOC-Emissionen.
• UV-HärtungstechnologieReduziert den Energieverbrauch.
• Biologisch abbaubare Materialien: Die Anforderungen an eine umweltfreundliche Fertigung erfüllen.

8. Praktische Designempfehlungen

1. Frühzeitige EinbindungBerücksichtigen Sie das Siebdruckdesign während der PCB-Layout-Phase.
2. Prozessberatung: Bestätigen Sie spezifische Prozessfähigkeiten und -beschränkungen mit dem Hersteller.
3. Prototyp-Verifizierung: Die ersten Artikel müssen die Wirksamkeit des Siebdrucks bestätigen.
4. Dokumentationsstandards: Stellen Sie vollständige Gerber-Dateien für die Siebdruckebene bereit.
5. VersionskontrolleStellen Sie sicher, dass die Siebdruckinformationen mit der Stückliste übereinstimmen.

Durch die Einhaltung der oben genannten Spezifikationen und Prozessanforderungen können Sie sicherstellen, dass der Siebdruck auf der Leiterplatte die erforderlichen Informationen liefert, ohne die Leistung und Zuverlässigkeit der Leiterplatte zu beeinträchtigen, und somit eine wichtige Unterstützung für die nachfolgenden Montage-, Test- und Wartungsarbeiten bietet.