Miten PCB-silkkipainatukset valmistetaan?

1. Mikä on PCB-silkkipainatus?

PCB-silkkipainatus on piirilevyn tekstiä ja symbolimerkintöjä sisältävä kerros, joka on painettu silkkipainotekniikalla epoksihartsivärillä piirilevyn pinnalle. Nämä merkinnät sisältävät tärkeitä tietoja, kuten komponenttien tunnisteet, napaisuusmerkit ja versiotiedot, jotka tarjoavat olennaisia viitteitä PCB-kokoonpano, testaus ja korjaus.

2. PCB-silkkipainatuksen ydinarvo

• Parantaa kokoonpanon tehokkuutta: Selkeät komponenttien tunnisteet ja napaisuusmerkinnät vähentävät juotosvirheitä.
• Helpottaa vianetsintää ja korjausta: Selkeät tunnisteet nopeuttavat vianmääritysprosessia.
• Parantaa tuotteiden jäljitettävyyttä: Versiotunnukset, päivämäärämerkinnät ja muut tiedot parantavat laadunhallintajärjestelmää.
• Brändin imagon esittely: Yrityksen logot ja sertifiointimerkit lisäävät tuotteen ammattimaisuutta.

3. PCB-silkkipainatuksessa olevat tärkeät tiedot

3.1 Pakolliset merkinnät

1. Komponenttien viitemerkinnät: Kuten R1, C5, U3 jne.
2. Polariteettimerkinnät: Anodi-/katodimerkit komponentteja kuten diodeja ja elektrolyyttikondensaattoreita varten.
3. Nasta 1 Merkki: Ilmaisee integroitujen piirien lähtöpinnin.
4. Komponenttien yleiskuvaus: Monimutkaisten komponenttien rajaava laatikko
5. Testipisteiden tunnisteet: Merkitse avainsignaalin testauspaikat.

3.2 Tiedotustarrat

1. Yrityksen logo ja tekijänoikeustiedot
2. PCB-versionumero ja päivämäärämerkki
3. Valmistajan tiedot ja sarjanumero
4. Turvallisuussertifiointimerkit (UL, CE, RoHS jne.)
5. Varoitusmerkit ja erityiset käyttöohjeet

4. PCB-silkkipainon tuotantoprosessin kulku

4.1 Suunnitteluvaihe

EDA-työkalun asetusten tekniset tiedot:

• Aseta silkkipainokerros erikseen ylä-/alareunan silkkipainokerrokseksi.
• Fontin valinta: Käytä tavallisia sans-serif-fontteja.
• Vakiokoot: Korkeus 25–35 mil, viivan leveys 5 mil.
• Värikokoonpano: Valkoinen on ensisijainen väri; keltainen, musta tai punainen erityistarpeisiin.

Suunnittelun avainkohdat:

• Vältä silkkipainatuksen päällekkäisyyttä tyynyjen tai läpivientien kanssa.
• Säilytä yhtenäinen merkkien suunta (vasemmalta oikealle, alhaalta ylös).
• Käytä apuviivoja merkintöihin tiheästi asutuilla alueilla.
• Varmista, että komponenttien napaisuusmerkinnät ovat selkeät ja näkyvät.

4.2 Kolmen pääasiallisen tuotantoprosessin vertailu

4.2.1 Perinteinen silkkipaino

Prosessin kulku:
Kehyksen valmistelu → Verkon venyttäminen → Valoherkän emulsion levitys → Valotus → Kehitys → Tulostus → Kovettaminen

Edut: Edullinen, tehokas, sopii suurten tuotantomäärien valmistukseen.
Rajoitukset: Rajoitettu tarkkuus (minimi viivan leveys > 0,15 mm), ei sovellu tiheästi asennetuille levyille.

4.2.2 Nestemäinen valokuvaus (LPI)

Prosessin kulku:
Pinnoitusnestemäinen valoherkkä juotosmaski → UV-valotus → Kehitys → Kovettuminen

Edut: Korkea resoluutio (jopa 0,1 mm), hyvä tasaisuus.
Sovellukset: PCB-levyt, joille asetetaan keskitason tarkkuusvaatimukset.

4.2.3 Suora tekstin tulostus (DLP)

Prosessin kulku:
Suora siirto CAD-tiedoista → Mustesuihkutulostus → UV-kovetus

Edut: Korkein tarkkuus (jopa 0,05 mm), digitaalinen työnkulku, sopii prototyypeille ja pienille erille.
Rajoitukset: Korkeammat kustannukset, tiukat vaatimukset pinnan viimeistelylle.

5. Yksityiskohtaiset PCB-silkkipainosuunnittelun tekniset tiedot

5.1 Layout-suunnittelun periaatteet

1. Johdonmukaisuusperiaate: Säilytä yhtenäinen merkkien suuntaus samalla puolella.
2. Selvitysperiaate: Pidä silkkipainatus vähintään 3 milin päässä tyynyistä ja läpivienneistä.
3. Selkeysperiaate: Varmista, että merkkien ja taustan välinen kontrasti on riittävä.
4. Yhdistämisperiaate: Sijoita tunnisteet sopivaan etäisyyteen vastaavista komponenteista.

5.2 Silkkipainatuksen käsittely erityiskomponenteille

BGA/QFN-komponentit: Silkkipainokoon on vastattava tarkasti sirun todellista kokoa.
Liittimet: Merkitse PIN-koodit ja liitännän suunta selvästi.
Polarisoidut komponentit: Käytä ”+/-” -symboleja tai katodikaistan osoittimia.
Korkeajännitealueet: Lisää varoitussymbolit ja turvallisen etäisyyden merkinnät.

5.3 Valmistettavuuden suunnittelu (DFM) -näkökohdat

• Fontin valinta: Vältä liian monimutkaisia fontteja.
• Koon säätö: Merkkien vähimmäiskorkeus ei saa olla alle 20 mil.
• Sijainnin optimointi: Vältä sijoittamista kaareville tai epätasaisille pinnoille.
• Prosessin yhteensopivuus: Harkitse eri silkkipainoprosessien ominaisuuksia.

6. Laadunvalvonta ja yleisten ongelmien ratkaiseminen

6.1 Silkkipainon laadun tarkastusstandardit

1. Täydellisyys: Kaikki tarvittavat merkinnät on tehty ilman puutteita.
2. Selkeys: Merkkien reunat ovat terävät, ilman purseita.
3. Adheesio: Läpäisee poikkileikkauskokeen, ei kuoriudu.
4. Rekisteröinnin tarkkuus: Poikkeama tyynyn sijainnista on < 0,1 mm.

6.2 Yleisiä ongelmia ja ratkaisuja

Epäselvät merkit: Säädä musteen viskositeettia tai valotusparametrejä.
Sijainti Poikkeama: Optimoi näytön kohdistusprosessi.
Huono tarttuvuus: Paranna substraatin esipuhdistusta.
Riittämätön resoluutio: Valitse sopivampi tuotantoprosessi.

7. Kehittyneen silkkipainoteknologian trendit

7.1 Digitaalinen silkkipainotekniikka

• 3D-silkkipainatus: Soveltuu epäsäännöllisten pintojen tulostukseen.
• Älykäs värinhallinta: Mahdollistaa tarkkaan hallittavan monivärisen silkkipainatuksen.
• Muuttuvien tietojen tulostus: Täyttää yksilölliset räätälöintitarpeet.

7.2 Ympäristöystävällisten materiaalien käyttö

• Vesipohjaiset musteet: Vähennä VOC-päästöjä.
• UV-kovettumistekniikka: Vähentää energiankulutusta.
• Biohajoavat materiaalit: Noudata vihreän tuotannon vaatimuksia.

8. Käytännön suunnittelusuositukset

1. Varhainen osallistuminen: Harkitse silkkipainosuunnittelua piirilevyn asetteluvaiheessa.
2. Prosessikonsultointi: Varmista valmistajalta prosessin ominaisuudet ja rajoitukset.
3. Prototyypin varmentaminen: Ensimmäisissä artikkeleissa on vahvistettava silkkipainon tehokkuus.
4. Dokumentointistandardit: Toimita täydelliset Gerber-tiedostot silkkipainokerrokselle.
5. Versionhallinta: Varmista, että silkkipainotiedot vastaavat BOM-luetteloa.

Noudattamalla edellä mainittuja spesifikaatioita ja prosessivaatimuksia voit varmistaa, että piirilevyn silkkipainatus tarjoaa tarvittavat tiedot vaikuttamatta piirilevyn suorituskykyyn ja luotettavuuteen, mikä tukee tehokkaasti myöhempiä kokoonpano-, testaus- ja huoltotöitä.