Sitodruk, zwany także legendą maski lutowniczej, to tekst lub symbole wydrukowane na płytce drukowanej przy użyciu specjalnego atramentu w celu identyfikacji komponentów, styków, logo marki, a także ułatwienia zautomatyzowanego montażu. Działając jak mapa wskazująca populację PCB i debugowanie, ta najwyższa warstwa odgrywa zaskakująco znaczącą rolę obejmującą funkcjonalność, branding, normy regulacyjne i estetykę.
Kluczowe funkcje.
Na gęstych płytkach drukowanych zawierających setki drobnych elementów legenda pomaga zrozumieć podstawowe połączenia leżące u podstaw urządzeń.
1. Identyfikacja komponentów
Numery części, wartości (10K, 0,1uF) i oznaczenia biegunowości (-,+) są oznaczone obok podkładek komponentów, co ułatwia szybkie rozpoznanie wizualne podczas ręcznego montażu, kontroli i debugowania.
2. Informacje o zarządzie
Szczegóły, takie jak numer PCB, wersja, producent, funkcja płytki (wzmacniacz audio, zasilacz) są często poddawane sitodrukowi w celu śledzenia i serwisowania umieszczonych płytek.
3. Układ pinów złącza
Numeracja pinów za pośrednictwem legendy ułatwia wkładanie złączy kablowych do interfejsu z wbudowanymi interfejsami (USB, HDMI).
4. Kontury planszy
Wyraźnie wytrawione linie cięcia krawędzi wskazują wymiary, orientację i krawędzie pomagające w panelowaniu i usuwaniu paneli.
5. Pomoce montażowe Znaczniki odniesienia obok otworów narzędziowych służą jako zerowe punkty odniesienia dla zautomatyzowanych optycznych maszyn typu pick-and-place w celu dokładnego umieszczania komponentów.
6. Wskaźniki termiczne Zmieniające kolor legendy wrażliwe na temperaturę mogą wizualnie sygnalizować problemy z przegrzaniem stopni.
7. Elementy marki Logo, slogany i symbole graficzne pomagają zidentyfikować producentów OEM urządzeń, co służy zwiększeniu rozpoznawalności marki. Bogactwa estetycznego dodają także niestandardowe legendy artystyczne.
Dzięki miniaturyzacji umożliwiającej większą funkcjonalność na cal kwadratowy, wskazówki wykonane metodą sitodruku prowadzą użytkowników i inżynierów przez cały cykl życia PCB.
Konstrukcja i materiały
Sitodruk składa się z atramentu na bazie żywicy epoksydowej nadrukowanego na warstwie maski lutowniczej, dzięki czemu zielona podstawa PCB zapewnia kontrast pod spodem. Aby zapewnić ostrą rozdzielczość danych gerbera przekonwertowanych w formacie CAD, można drukować legendy za pomocą specjalistycznych technik sitodruku, drukarek atramentowych lub fotolitografii.
Właściwości takie jak odporność chemiczna/na ścieranie, stabilność koloru, przyczepność i elastyczność określają przydatność materiału:
Żywica epoksydowa – najczęstsza ze względu na koszt i zgodność procesu
Silikon - wytrzymuje wysokie temperatury
Poliuretan - elastyczny, odporny na promieniowanie UV
Epoksyd-Poliester – Połącz mocne strony żywicy epoksydowej i poliestru
Standardowym kolorem legendy jest biały, popularne są również czarny, niebieski, czerwony i żółty. Maszyny typu pick-and-place z kamerami skierowanymi w dół preferują jednak białe lub jasnożółte maski znajdujące się pod spodem, aby zapewnić wystarczający kontrast w celu identyfikacji części.
Zaawansowane technologie PCB dodatkowo zwiększają możliwości legendy:
Atramenty osadzone — atramenty wprowadzone do podłoża zapewniają oznaczenia odporne na zużycie/rozdarcie powierzchni
Podniesiony atrament — tworzy trwałą legendę dotykową, idealną do etykiet na złączach, przełącznikach itp.
Glow Legends – zawiera proszek luminescencyjny, który ładuje się światłem, aby świecić w ciemności, poprawiając widoczność
Ukryte legendy – atrament widoczny tylko przy podświetleniu UV zapewnia poufność
Odklejanie – wielowarstwowe, odwracalne legendy ujawniają potrzebne informacje w każdej warstwie naklejki
Wszechstronne atramenty legendarne, wykraczające poza podstawowe oznaczenia, zapewniają dodatkową funkcjonalność.
Znaczenie w produkcji
Sitodruk PCB ułatwia automatyzację, umożliwiając szybki masowy montaż płytek. Maszyny typu pick and place opierają się na konturach komponentów i odnośnikach w legendzie w przypadku:
Deski centrujące
Identyfikacja numerów/wartości części poprzez optyczne rozpoznawanie znaków
Potwierdzenie obecności/braku części
Sprawdzanie wyrównania polaryzacji
Raportowanie dokładności rozmieszczenia
Przyspiesza to bezbłędne ładowanie drobnych elementów chipowych o wielkości zaledwie 0201 (0,6 mm x 0,3 mm)!
Kamery z automatyczną inspekcją optyczną (AOI) po zasiedleniu ponownie odwołują się do legendy w celu sprawdzenia:
Popraw typ/wartość komponentu
Właściwa orientacja
Dopasowanie specyfikacji (tolerancja rezystora 5% itp.)
Jakość wykończenia płyty w porównaniu z danymi referencyjnymi
Matrycowe kody kreskowe czytelne maszynowo i kody QR wyryte w legendzie dodatkowo pomagają serializować płytki, łącząc je z odpowiednimi danymi testowymi.
Wskazówki, które nie są powierzchowne, zapewniają automatyzację, identyfikowalność i jakość w całej produkcji.
Standardy PCB
Normy branżowe regulują niektóre obowiązkowe elementy sitodruku, aby ułatwić interoperacyjność i konserwację elektroniki w terenie.
IPC-7351 – Ogólne wymagania dotyczące projektu montażu powierzchniowego i standardu ukształtowania terenu
Obowiązkowy identyfikator komponentu z oznaczeniem referencyjnym (R8,C3), typem (RES,CAP) i wartością (10K, 2u2).
Nazwa tablicy, informacje o bloku tytułowym
Symbole specjalne, takie jak masa
IPC-6012 – Kwalifikacja i działanie sztywnych płytek drukowanych
Rodzaj materiału (FR4)
Kod daty (RRRR-MM-DD)
Szczegóły paneli
Kraj/pochodzenie firmy
Kod kreskowy/kod 2D
ANSI Y32.16 – Symbole graficzne na schematach elektrycznych i elektronicznych
Symbole napięcia
Symbole ziemi ochronnej
Logo ostrzegawcze dotyczące wyładowań elektrostatycznych
Standaryzowane identyfikatory wizualne przyspieszają rozwiązywanie problemów i aktualizacje w terenie.
Typowe symbole śladów
Ponowne wykorzystanie sprawdzonych znaczników do sitodruku w przypadku częstych komponentów pozwala zachować spójność projektów PCB, ułatwiając montaż.
| Składnik | Symbol | Opis | |———–|—————| | Rezystor |
| Prostokątny kontur pokazuje rodzaj materiału, wartość, tolerancję i moc | | Kondensator |
| Półkolisty układ promieniowy/ułożony z wartością pojemności | | dioda |
| Linia strzałki wskazuje kierunek konwencjonalnego przepływu prądu | | dioda |
| Pasuje do kształtu opakowania LED; wskazuje katodę/anodę | | Kryształ |
| Stylizowany sześciokątny/równoległy kryształ kwarcowy ze szlifowanymi kołkami | | Złącze |
| Sylwetka rodziny komponentów (USB, HDMI) z numerowanymi pinami | | Punkt testowy |
| Okrągłe podkładki pomiarowe do walidacji i diagnostyki | | Podkładka |
| Znacznik krawędziowy do neutralnego śladu urządzenia do montażu powierzchniowego | | Fiducial |
| Krzyżyk rejestracyjny obsługuje automatyczne wyrównanie optyczne |
W zależności od kontekstu odpowiednie znaczniki ułatwiają rozpoznanie.
Znaczenie jakości sitodruku
W przypadku zagęszczających się płytek PCB niezawodne odtwarzanie drobnych szczegółów stanowi wyzwanie. Wysokowydajny wydruk legendy musi zapewniać:
1. Symbole dokładności precyzyjnie dopasowane do odpowiednich lądowisk, krawędzi itp., przy zachowaniu proporcji 1:1 z podstawowymi cechami.
2. Czytelność Wyraźne, kontrastowe i łatwe do odczytania oznaczenia; Mały tekst o wysokości ≥1,0 mm, cienkie linie o szerokości ≥0,15 mm.
3. Trwałość Doskonale przylega do różnorodnych materiałów bazowych; jest odporny na obciążenia procesowe/operacyjne.
4. Wymiary rejestracyjne odpowiadają oryginalnemu CAD, co pozwala na przezroczystość nakładki w celu automatycznej kontroli.
Niedoskonała legenda z rozmytymi oznaczeniami, przekrzywionym wyrównaniem lub nieodpowiednim łączeniem prowadzi do usterek produkcyjnych lub awarii w terenie. Dlatego stała jakość sitodruku podkreśla niezawodność PCB.
Nawet drobne identyfikatory mają duże znaczenie w kierowaniu celowym funkcjonowaniem systemu.
Pojawiające się trendy
Znaczące ulepszenia w zakresie precyzyjnego druku rozszerzają możliwości sitodruku:
Wbudowany atrament: starannie ukryte pomiędzy warstwami, osadzone legendy zapobiegają ścieraniu się, zwiększając wytrzymałość niezbędną w lotnictwie, obronności i elektronice samochodowej.
Ukryte legendy: Niewidoczne, fluorescencyjne oznaczenia w ultrafiolecie, widoczne tylko przy podświetleniu UV, pomagają ukryć poufne informacje o dostępie uprzywilejowanym, takie jak hasła, w bezpiecznych systemach.
Odklejaj warstwy: obsługa naklejek warstwowych, umożliwiających użytkownikom selektywne ujawnianie dodatkowych szczegółów na żądanie.
Uniesiony atrament: Twórz trwałe, dotykowe oznaczenia, idealne do etykietowania przycisków, przełączników i portów interfejsów w zastosowaniach skupiających się na człowieku.
Artystyczne akcenty: żywe kolory i niestandardowa grafika zapewniają bogactwo estetyczne, zachowując jednocześnie funkcjonalność.
Wykorzystując takie osiągnięcia, dzisiejszy sitodruk umożliwia płytkom drukowanym informowanie, zabezpieczanie, pomaganie, a nawet zapewnianie rozrywki użytkownikom przy jednoczesnym zachowaniu podstawowej tożsamości.
Przykłady
Innowacje Legend przejawiają się w różnych domenach:
SpaceTech – łazik Mars Perseverance należący do NASA w 2021 r. zawierał płytki PCB z solidnymi osadzonymi legendami, odpornymi na trudne warunki pracy.
AutoTech – niemiecki dostawca samochodów Bosch w 2019 roku zaprezentował inteligentne płytki PCB z odklejanymi naklejkami, które ujawniają dane diagnostyczne tylko autoryzowanym dealerom.
MedTech — urządzenie Abbott FreeStyle Libre do ciągłego monitorowania poziomu glukozy w sporcie, z wypukłymi przyciskami dotykowymi, umożliwiającymi łatwiejsze wprowadzanie danych przez pacjentów z wadą wzroku i cukrzycą.
Telekomunikacja 5G – flagowy chipset mobilny Huawei Kirin 9000 ma wielobarwne legendy podkreślające takie domeny, jak procesor aplikacji, modem 5G i logika AI.
Gry — seria kart graficznych GeForce RTX firmy Nvidia charakteryzuje się najwyższej jakości srebrnym sitodrukiem i metalowymi logo, co zapewnia atrakcyjność entuzjastom.
Urządzenia do noszenia IoT – inteligentna opaska Fitbit Charge zawiera wieloczujnikowe płytki drukowane z gęstymi oznaczeniami komponentów w wąskim profilu.
Rzeczywiście, żywy sitodruk równie dobrze sprawdza się w gadżetach konsumenckich, jak i w wyspecjalizowanych systemach, w dalszym ciągu zapewniając wygodę użytkownika w różnych środowiskach.
Ewolucja możliwości
Legendarna innowacja, napędzana nieubłaganymi wymaganiami branży, nieustannie odkrywa nowe możliwości.
Często zadawane pytania
Pytanie 1. Czy możesz wykonać sitodruk po obu stronach płytki drukowanej?
Tak, zazwyczaj na górnej stronie sitodruku znajdują się podstawowe oznaczenia (dla wypełnionych komponentów), podczas gdy na dolnej stronie znajdują się notatki tekstowe istotne dla produkcji, takie jak obramowania paneli lub instrukcje trasowania. Pozwala to uniknąć zaśmiecania widoku zespołu od góry.
Pytanie 2. Czy warstwa maski lutowniczej chroni legendę sitodruku?
Maska lutownicza nałożona na gołą miedź przed sitodrukiem zapewnia odporność chemiczną i mechaniczną, chroniąc delikatny atrament legendy pod spodem przed rozpuszczalnikami procesowymi i naprężeniami montażowymi. Dlatego oba działają synergistycznie z torami izolującymi maskę i populacją przewodnią legendy.
Pytanie 3. Jaka jest typowa grubość sitodruku?
Utwardzona warstwa farby do sitodruku ma zwykle grubość od 3 do 8 milicali (75–200 mikronów). Grubsze powłoki powyżej 10 milimetrów mogą mieć wpływ na osadzenie komponentów, natomiast cieńsze i niewystarczające pokrycie nie chroni legendy. Optymalizacja grubości zapewnia odpowiednią sprężystość.
Pytanie 4. Czy można panelować warstwę sitodruku?
Rzeczywiście funkcje panelizacji, takie jak kontury płytek, wyłamywane wypustki lub otwory na narzędzia, pomagają w rozmieszczaniu ułożonych płytek PCB w celu przetwarzania/obsługi wsadowej. Szczegóły grupy najlepiej uwypuklić na sitodruku umieszczonym na górze, co pozwala na lepszą wizualizację niż warstwy wewnętrzne.
Pytanie 5. Czy preferowane są zielone sitodruki?
Chociaż każdy łatwo widoczny kolor jest odpowiedni, linie masowej produkcji wolą białe lub zielone legendy od ruchliwych lub ciemno zabarwionych tablic, ułatwiających rozpoznanie przez kamery skierowane w dół. Jednak pojawiające się innowacje w aparatach pokonują ograniczenia, otwierając możliwości dostosowywania kolorów.
Dostosowując się do rosnącej złożoności produkcji i obsługi, niepozorny sitodruk PCB staje na wysokości zadania, zapewniając elegancję poprzez prostotę! Umożliwia użytkownikom i inżynierom na wszystkich etapach produkcji i cykli życia produktu dalsze kształtowanie możliwości elektroniki. Rzeczywiście, uciszając sceptyków, małe drukowane identyfikatory rozsiane po tablicach mówią wiele, umożliwiając kakofonię cudów współczesnej technologii!
Czas publikacji: 6 grudnia 2023 r
Z powrotem
