Kattava opas PCB-seulapainotekniikkaan

1.Silkkipainotekniikan yleiskatsaus

Piirilevyjen silkkipainatus on kriittinen vaihe painetun piirilevyn valmistusprosessissa, joka viittaa tekniseen kerrokseen, jossa teksti, symbolit ja merkinnät painetaan piirilevyn pinnalle. Nämä merkinnät antavat olennaisia tietoja, kuten komponenttien sijoittelun, napaisuuden, testipisteiden ja tuotetietojen, jotka ovat ratkaisevia piirilevyn kokoonpanon, testauksen ja huollon kannalta.

1.1 Perustoiminnot ja roolit

• Komponentin tunnistaminen: Displays component designators (R1, C5, U3, etc.) and values (10kΩ, 100μF)
• Suuntausindikaattorit: Merkit polaroitujen komponenttien ja integroitujen piirien asennussuuntaus
• Tuotetiedot: Sisältää tuotteen mallinumerot, tarkistuskoodit, valmistajan tiedot ja päivämääräkoodit.
• Turvallisuusvaroitukset: Korkeajännitealue, sähköstaattisesti herkkä alue - varoitusmerkit.
• Testipisteet: Määrittää testauspaikat ja mittauspisteet

1.2 Teknologian kehityshistoria

Perinteisessä silkkipainossa käytettiin verkkokankaita kaavamalleina, kun taas nykyaikainen tekniikka on kehittynyt erilaisiin tarkkuusprosesseihin:

• Nestemäinen kuvantaminen (valtavirtaprosessi)
• Kuivakalvolaminointitekniikka
• Suora mustesuihkutulostus
• Laser Direct Imaging

2. Prosessimenetelmät ja tekniset vertailut

2.1 Tärkeimmät tulostusprosessit

(1) Nestemäinen valokuvantaminen (LPI)

Yleisimmin käytetty silkkipainomenetelmä, jossa käytetään valoherkkää mustetta ja valomaskitekniikkaa:

Ominaisuudet:

• Korkea resoluutio: Viivanleveys jopa 0,1 mm
• Tasainen paksuus: 0.35-0.85mil
• Kustannustehokas
• Soveltuu massatuotantoon

(2) Kuivakalvoprosessi

Käytetään laminoituja fotoresistikerroksia, joiden valotus ja kehittäminen on samanlaista kuin LPI:ssä:

• Erinomainen kulutuskestävyys
• Laaja paksuusalue: 0,5-5,0mil
• Korkeammat kustannukset
• Soveltuu korkean luotettavuuden sovelluksiin

(3) Mustesuihkutulostus

Suora mustekerroskuviointi, maskia ei tarvita:

• Ei naamareita tai kemiallista kehitysprosessia
• Joustavat suunnittelumuutokset
• Pienempi kestävyys (0,1-0,3mil)
• Sopii pienten erien prototyyppien valmistukseen

(4) Laser Direct Imaging

Laserablaatio merkitsee substraatin suoraan:

• Ei tarvita mustetta tai maskia
• Tarkka paikannus
• Suuret laiteinvestoinnit
• Soveltuu korkean sekoituksen tuotantoympäristöihin

2.2 Prosessien vertailutaulukko

Hanki Professional PCB valmistus ja kokoonpano lainaus

3. Suunnittelustandardit ja eritelmät

3.1 Tekstin suunnittelustandardit

IPC-2221A-standardien mukaan silkkipainatusmallien tulisi noudattaa seuraavia ohjeita:

• Tekstin koko: Vähimmäiskorkeus 1,5 mm, mikä varmistaa luettavuuden
• Sijoitus: Samalla puolella kuin komponentit, lähellä vastaavia osia.
• Suuntautumisen johdonmukaisuus: Enintään kaksi lukusuuntaa laudan kiertymisen minimoimiseksi.
• Vältä esteet: Ei saa peittää tyynyjä, läpivientejä tai testipisteitä.
• Välysvaatimukset: Vähintään 0,2 mm johtimista

3.2 Komponenttien tunnistussäännöt

Parhaat suunnittelukäytännöt:

1. Selkeät positiiviset/negatiiviset merkinnät polarisoituja komponentteja varten
2. Integroitujen piirien ensimmäinen nastojen tunnistus
3. BGA-komponenttien ääriviivamerkinnät
4. Liittimien nastojen numerointi
5. Korkeajännitetilojen turvallisuusvaroitussymbolit

3.3 Asettelun optimointisuositukset

• Tiheät alueet: Käytä nuolia viitataksesi läheisiin tyhjiin tiloihin, kun tilaa on rajoitetusti.
• Asennusreiät: Etikettiruuvin tekniset tiedot ja vääntömomenttivaatimukset
• Versiotiedot: Merkitse versionumerot ja päivämäärät selvästi
• Tuotemerkin tunnistaminen: Yrityksen logojen ja tuotemallien johdonmukainen sijoittelu

4. Materiaalin valinta ja suorituskykyvaatimukset

4.1 Näytön materiaalin valinta

4.2 Musteen suorituskykyvaatimukset

Fysikaaliset perusominaisuudet

• Adheesio: Ei kuoriutumista 3M:n teippitesteissä
• Kovuus: Pencil hardness ≥2H
• Kulutuskestävyys: Ei merkittävää kulumista 100 000 kitkatestin jälkeen.
• Viskositeetti: 15-25 poise (25℃)

Ympäristön kestävyys

• Lämmönkestävyys: Withstands 260℃ reflow soldering (lead-free)
• Kemiallinen kestävyys: Kestää liuottimia, fluksia ja puhdistusaineita.
• Säänkestävyys: Ei hajoa UV-altistuksessa ja kosteissa olosuhteissa.

Sähköiset ominaisuudet (juotosmaskin muste)

• Eristyksen kestävyys: ≥10¹²Ω
• Dielektrinen lujuus: ≥15kV/mm
• Valokaaren kestävyys: ≥60 seconds

Lisätietoja materiaalin teknisistä eritelmistä

5. Laadunvalvonta ja tarkastusmenetelmät

5.1 Tarkastusstandardit ja -menetelmät

Silmämääräinen tarkastus

• Täydellisyys: Kaikki tunnisteet ovat selvästi erotettavissa toisistaan
• Paikannustarkkuus: Alignment deviation with pads ≤0.1mm
• Värin johdonmukaisuus: Ei paikallisia värieroja tai saastumista
• Pinnan laatu: Ei kuplia, halkeamia tai ryppyjä.

Suorituskyvyn testaus

5.2 Automaattinen optinen tarkastus (AOI)

Nykyaikaisessa PCB-valmistuksessa käytetään laajalti AOI-järjestelmiä silkkipainatuksen laadunvalvontaan:

• Merkkien tunnistus: Tarkistaa sisällön oikeellisuuden ja luettavuuden
• Sijainti Poikkeama: Tunnistaa suhteellisen sijainnin tyynyihin nähden
• Vian havaitseminen: Tunnistaa puuttuvat, saastuneet tai vaurioituneet alueet.
• Vertaileva analyysi: Vertailu standardiin Gerber-tiedostoihin

Tarkastuksen tarkkuus: Jopa 0,15 mm, mikä takaa korkealaatuiset standardit.

6. Ympäristönormit ja alan suuntaukset

6.1 Ympäristölainsäädännön vaatimukset

Vaarallisia aineita koskevat rajoitukset

• RoHS-vaatimustenmukaisuus: Raskasmetallien, kuten lyijyn, elohopean ja kadmiumin, raja-arvot.
• Halogeenittomat vaatimukset: Bromi/klooripitoisuus kukin <900ppm, yhteensä <1500ppm.
• VOC-rajat: Liuotinpohjaiset musteet VOC <500g/L, vesipohjaiset musteet <50g/L.

Kansainväliset standardisertifikaatit

• UL-sertifiointi: Turvallisuussuorituskyvyn sertifiointi
• REACH-vaatimustenmukaisuus: Kemikaalien rekisteröinti, arviointi, lupamenettelyt ja rajoitukset.
• ISO14001Ympäristöjärjestelmän sertifiointi

6.2 Teollisuuden kehityssuuntaukset

Materiaali-innovaatiot

• Vesipohjaiset musteet: 90 prosentin vähennys VOC-päästöissä
• UV-LED-kovetus: Yli 60 % energiansäästö, ei otsonin muodostumista
• Biopohjaiset materiaalit: Uusiutuvat luonnonvarat korvaavat öljypohjaiset materiaalit

Prosessin edistysaskeleet

• Korkean tarkkuuden tulostus: Sopeutuminen hienojakoisiin komponentteihin ja miniatyrisointitarpeisiin
• Älykäs tarkastus: Tekoälyavusteinen vikojen tunnistaminen ja luokittelu
• Vihreä valmistusJätteiden ja energiankulutuksen vähentäminen

Konsultoi ympäristönsuojelun vaatimustenmukaisuusratkaisuja

7. Usein kysytyt kysymykset

Q1: Mikä on pienin viivan leveys PCB-silkkipainatukselle?

Vastaa: Nestemäisellä valokuvankäsittelyllä voidaan saavuttaa vähintään 0,1 mm:n viivanleveys, kuivakalvoprosessilla noin 0,15 mm ja mustesuihkutulostuksella tyypillisesti 0,3 mm. Korkean tarkkuuden sovelluksiin suositellaan LPI- tai laser-suorakuvaustekniikoita.

Q2: Kuinka paljon silkkipainatus vaikuttaa PCB-kustannuksiin?

VastaaSilkkipainatuksen osuus piirilevyjen valmistuskustannuksista on tyypillisesti 3-5 % prosessin monimutkaisuudesta ja erityisvaatimuksista riippuen.Yksinkertainen yksipuolinen silkkipainatus on halvempaa, kun taas erittäin tarkka kaksipuolinen tai monivärinen silkkipainatus nostaa kustannuksia.

Kysymys 3: Miten valita sopiva silkkipainoprosessi?

VastaaValintaperusteita ovat:

• Erän kokoLPI:lle sopiva massatuotanto, pienet erät
• Tarkkuusvaatimukset: Korkea tarkkuus edellyttää LPI:tä tai kuivaa kalvoa
• Kestävyystarpeet: Korkean luotettavuuden sovelluksissa suositellaan kuivaa kalvoa
• BudjettirajoituksetKustannusherkät hankkeet voivat harkita perus-LPI:tä.

Q4: Vaikuttaako silkkipainovärin väri suorituskykyyn?

VastaaVäri vaikuttaa lähinnä estetiikkaan ja kontrastiin, ja sillä on vain vähäinen vaikutus perussuorituskykyyn. Valkoinen ja keltainen antavat kuitenkin parhaan kontrastin, kun taas musta ja tummat värit saattavat peittää viat. Jotkin pigmentit voivat sisältää metallisia komponentteja, jolloin on varmistettava, että ne ovat ympäristövaatimusten mukaisia.

Q5: Miten ratkaista sumea tai epäselvä silkkipainoteksti?

VastaaYleiset syyt ja ratkaisut:

• Näytön ongelmat: Tarkista seulan kireys ja emulsion paksuus
• Musteen viskositeetti: Säädä viskositeetti sopivalle alueelle (15-25 poise).
• Puristimen paine: Optimoi puristimen kulma ja paine
• Kovettumisprosessi: Varmistetaan riittävä esi- ja loppukovettuminen.