La sérigraphie, également connue sous le nom de légende du masque de soudure, est un texte ou des symboles imprimés sur le PCB à l'aide d'une encre spéciale pour identifier les composants, les contacts, les logos de marque ainsi que pour faciliter l'assemblage automatisé. Agissant comme une carte pour guider la population de PCB et le débogage, cette couche supérieure joue un rôle étonnamment important en termes de fonctionnalité, de marque, de normes réglementaires et d'esthétique.
Fonctions clés.
Sur des circuits imprimés denses abritant des centaines de composants minuscules, la légende aide à donner un sens aux connexions sous-jacentes qui sous-tendent les dispositifs.
1. Identification des composants
Les numéros de pièces, les valeurs (10 K, 0,1 uF) et les marquages de polarité (-, +) sont étiquetés à côté des pastilles de composants facilitant une reconnaissance visuelle rapide lors de l'assemblage manuel, de l'inspection et du débogage.
2. Informations sur le conseil d'administration
Les détails tels que le numéro du PCB, la version, le fabricant, la fonction de la carte (amplificateur audio, alimentation) sont souvent sérigraphiés pour le suivi et l'entretien des cartes placées.
3. Brochage des connecteurs
La numérotation des broches médiée par la légende facilite l'insertion des connecteurs de câble pour s'interfacer avec les interfaces intégrées (USB, HDMI).
4. Aperçus du conseil d'administration
Les lignes de coupe des bords, gravées de manière bien visible, indiquent les dimensions, l'orientation et les bordures facilitant la mise en panneaux et le dépannage.
5. Aides à l'assemblage Les marqueurs Fiducials à côté des trous d'outillage servent de points de référence zéro pour les machines optiques automatisées de prélèvement et de placement afin de remplir avec précision les composants.
6. Indicateurs thermiques Les légendes sensibles à la température qui changent de couleur peuvent signaler visuellement les problèmes de surchauffe sur les marchepieds.
7. Éléments de marque Les logos, les slogans et les symboles graphiques aident à identifier les fabricants d'appareils et améliorent ainsi la reconnaissance de la marque. Les légendes artistiques personnalisées ajoutent également une richesse esthétique.
Grâce à la miniaturisation permettant une plus grande fonctionnalité par pouce carré, les indices sérigraphiés guident les utilisateurs et les ingénieurs tout au long du cycle de vie des PCB.
Construction et matériaux
La sérigraphie comprend de l'encre à base d'époxy imprimée sur la couche de masque de soudure permettant à la base verte du PCB de fournir un contraste en dessous. Pour fournir une résolution nette à partir de données Gerber converties en CAO, des techniques spécialisées de sérigraphie, de jet d'encre ou de photolithographie impriment des légendes.
Des propriétés telles que la résistance aux produits chimiques/à l’abrasion, la stabilité des couleurs, l’adhérence et la flexibilité déterminent l’adéquation du matériau :
Époxy - Le plus courant pour le coût et la compatibilité des processus
Silicone - Résiste à la chaleur élevée
Polyuréthane - Flexible, résistant aux UV
Époxy-Polyester – Combinez les atouts de l’époxy et du polyester
Le blanc est la couleur standard de la légende, le noir, le bleu, le rouge et le jaune étant également populaires. Les machines de transfert équipées de caméras orientées vers le bas préfèrent toutefois les masques blancs ou jaune pâle en dessous pour un contraste suffisant pour identifier les pièces.
Les technologies avancées de PCB renforcent encore les capacités de légende :
Encres intégrées : les encres infusées dans le substrat fournissent des marquages résistants à l'usure de la surface.
Encre surélevée : crée une légende tactile durable, idéale pour les étiquettes sur les connecteurs, les commutateurs, etc.
Glow Legends - Contient de la poudre luminescente rechargeable par la lumière pour briller dans l'obscurité, facilitant la visibilité
Légendes cachées - L'encre visible uniquement sous un rétroéclairage UV préserve la confidentialité
Peel-off – Les légendes réversibles multicouches révèlent les informations nécessaires à travers chaque couche d'autocollant
Bien au-delà des marquages de base, les encres de légende polyvalentes offrent des fonctionnalités supplémentaires.
Importance dans la fabrication
La sérigraphie PCB facilite l'automatisation en conduisant un assemblage de masse rapide de cartes. Les machines de prélèvement et de placement s'appuient sur les contours des composants et les repères dans la légende pour :
Planches de centrage
Identification des numéros/valeurs de pièces grâce à la reconnaissance optique de caractères
Confirmation de la présence/absence de pièces
Vérification de l'alignement de la polarité
Précision du placement des rapports
Cela accélère le chargement sans erreur de minuscules composants de puce aussi petits que 0201 (0,6 mm x 0,3 mm) !
Les caméras d'inspection optique automatisée (AOI) de post-population font à nouveau référence à la légende pour valider :
Type/valeur de composant correct
Bonne orientation
Correspondance des spécifications (tolérance de résistance de 5 %, etc.)
Qualité de finition des panneaux par rapport aux repères
Les codes-barres matriciels lisibles par machine et les codes QR gravés dans la légende aident en outre à sérialiser les cartes les reliant aux données de test pertinentes.
Loin d’être superficiels, les indices sérigraphiés stimulent l’automatisation, la traçabilité et la qualité tout au long de la production.
Normes relatives aux PCB
Les normes de l'industrie régissent certains éléments de sérigraphie obligatoires pour faciliter l'interopérabilité et la maintenance sur le terrain de l'électronique.
IPC-7351 – Exigences génériques pour la conception de montage en surface et la norme de configuration du terrain
ID de composant obligatoire avec indicatif de référence (R8,C3), type (RES,CAP) et valeur (10K, 2u2).
Nom du tableau, informations sur le cartouche
Symboles spéciaux comme le sol
IPC-6012 – Qualification et performances des cartes imprimées rigides
Type de matériau (FR4)
Code de date (AAAA-MM-JJ)
Détails des panneaux
Origine du pays/de l'entreprise
Code à barres/code 2D
ANSI Y32.16 – Symboles graphiques pour les schémas électriques et électroniques
Symboles de tension
Symboles de terre protectrice
Logos d'avertissement électrostatiques
Les identifiants visuels standardisés accélèrent le dépannage et les mises à niveau sur le terrain.
Symboles d'empreinte courants
La réutilisation de marqueurs sérigraphiés à empreinte éprouvée pour les composants fréquents maintient la cohérence entre les conceptions de circuits imprimés, facilitant ainsi l'assemblage.
| Composant | Symbole | Descriptif | |———–|—————| | Résistance |
| Le contour rectangulaire indique le type de matériau, la valeur, la tolérance et la puissance | | Condensateur |
| Disposition radiale/empilée semi-circulaire avec valeur de capacité | | Diodes |
| La ligne fléchée indique la direction du flux de courant conventionnel | | LED |
| Correspond à la forme du boîtier LED ; indique cathode/anode | | Cristal |
| Cristal de quartz stylisé hexagonal/parallélogramme avec broches de terre | | Connecteur |
| Silhouette de famille de composants (USB, HDMI) avec broches numérotées | | Point de test |
| Palpeurs circulaires pour validation et diagnostic | | Tampon |
| Marqueur de bord pour appareil à montage en surface, empreinte neutre | | Fiduciaire |
| Le réticule d'enregistrement prend en charge l'alignement optique automatisé |
En fonction du contexte, des marqueurs appropriés facilitent la reconnaissance.
Importance de la qualité de la sérigraphie
Avec la densification des PCB, la reproduction fiable des détails les plus fins pose des défis. Une impression de légende haute performance doit offrir :
1. Symboles de précision alignés avec précision sur les aires d'atterrissage, les bords, etc. pertinents, maintenant une correspondance 1:1 avec les caractéristiques sous-jacentes.
2. Lisibilité Marquages nets et à contraste élevé, facilement lisibles ; Petit texte ≥1,0 mm de hauteur, lignes fines ≥0,15 mm de largeur.
3. Durabilité Adhère parfaitement à divers matériaux de base ; résiste aux contraintes de traitement/opérationnelles.
4. Les dimensions d'enregistrement correspondent à la CAO originale, permettant une transparence superposée pour une inspection automatisée.
Une légende imparfaite avec des marquages flous, un alignement asymétrique ou une liaison inadéquate entraîne des problèmes de production ou des échecs sur le terrain. Par conséquent, la qualité constante de la sérigraphie souligne la fiabilité des PCB.
Même les plus petits identifiants revêtent une grande importance pour guider le fonctionnement ciblé du système.
Tendances émergentes
Des améliorations significatives en matière d'impression de précision élargissent les capacités de sérigraphie :
Encre intégrée : soigneusement enfouies entre les couches, les légendes intégrées évitent l'usure, améliorant ainsi la robustesse nécessaire dans l'électronique aérospatiale, de défense et automobile.
Légendes cachées : les marques fluorescentes ultraviolettes invisibles uniquement visibles sous un rétroéclairage UV aident à masquer les informations d'accès privilégiées sensibles telles que les mots de passe sur les systèmes sécurisés.
Couches de décollement : prend en charge les autocollants superposés permettant aux utilisateurs de révéler de manière sélective des détails supplémentaires à la demande.
Encre en relief : créez des marquages tactiles durables, idéaux pour l'étiquetage des boutons, des bascules et des ports d'interface dans les applications centrées sur l'humain.
Touches artistiques : des couleurs vives et des graphismes personnalisés confèrent une richesse esthétique tout en préservant la fonctionnalité.
Tirant parti de ces avancées, la sérigraphie d'aujourd'hui permet aux PCB d'informer, de sécuriser, d'assister et même de divertir les utilisateurs tout en conservant leur identité fondamentale.
Exemples
Les innovations légendaires se manifestent dans tous les domaines :
SpaceTech – Le rover Mars Perseverance de la NASA en 2021 transportait des PCB avec des légendes intégrées robustes, résistantes aux conditions de fonctionnement difficiles.
AutoTech – Le fournisseur automobile allemand Bosch a dévoilé en 2019 des PCB intelligents avec des autocollants décollables révélant les données de diagnostic uniquement aux concessionnaires agréés.
MedTech – Les glucomètres continus FreeStyle Libre d'Abbott arborent des boutons tactiles surélevés permettant une saisie plus facile pour les patients diabétiques malvoyants.
5G Telecom – Le chipset mobile phare Kirin 9000 de Huawei comporte des légendes multicolores mettant en évidence des domaines tels que le processeur d'application, le modem 5G et la logique IA.
Jeux – La série de cartes graphiques GeForce RTX de Nvidia présente une sérigraphie argentée de qualité supérieure et des logos métalliques qui attirent les amateurs.
IoT Wearables – Le bracelet intelligent Fitbit Charge contient des PCB multi-capteurs avec des marquages de composants denses dans un profil mince.
En effet, la sérigraphie vibrante, aussi bien à l'aise dans les gadgets grand public que dans les systèmes spécialisés, continue de préserver l'expérience utilisateur dans tous les environnements.
Évolution des capacités
Poussée par les demandes inexorables de l’industrie, l’innovation légendaire persiste et ouvre de nouvelles opportunités.
Foire aux questions
T1. Pouvez-vous sérigraphier les deux faces d'un PCB ?
Oui, généralement la sérigraphie de la face supérieure porte des marquages principaux (pour les composants remplis), tandis que la face inférieure comprend des notes textuelles pertinentes pour la production, comme les bordures des panneaux ou les instructions de routage. Cela évite d'encombrer la vue supérieure de l'assemblage.
Q2. La couche de masque de soudure protège-t-elle la légende de la sérigraphie ?
Le masque de soudure déposé sur le cuivre nu avant la sérigraphie offre une résistance chimique et mécanique protégeant l'encre de légende fragile située en dessous des solvants de traitement et des contraintes d'assemblage. Par conséquent, les deux fonctionnent en synergie avec les pistes isolantes du masque et la population guidant la légende.
Q3. Quelle est l’épaisseur typique de la sérigraphie ?
Le film d'encre de sérigraphie durci mesure généralement entre 3 et 8 mils (75 à 200 microns). Des revêtements plus épais de plus de 10 mils peuvent affecter l'assise des composants, tandis qu'une couverture plus fine et insuffisante ne parvient pas à protéger la légende. L’optimisation de l’épaisseur garantit une résilience adéquate.
Q4. Pouvez-vous créer des panneaux dans la couche sérigraphiée ?
En effet, les fonctionnalités de panelisation telles que les contours de la carte, les languettes détachables ou les trous d'outillage aident à organiser les PCB en réseau pour le traitement/la manipulation par lots. Les détails du groupe sont mieux marqués dans la sérigraphie qui se trouve au sommet, permettant une meilleure visualisation que les couches internes.
Q5. Les sérigraphies vertes sont-elles préférées ?
Bien que toute couleur facilement visible fonctionne, les chaînes d'assemblage de masse préfèrent les légendes blanches ou vertes aux tableaux chargés ou de couleur sombre, facilitant la reconnaissance par les caméras orientées vers le bas. Cependant, les innovations émergentes en matière d’appareil photo surmontent les limites, ouvrant des options de personnalisation colorée.
S'adaptant aux complexités croissantes de fabrication et d'exploitation, la sérigraphie PCB sans prétention est à la hauteur en offrant l'élégance par la simplicité ! Il permet aux utilisateurs et aux ingénieurs, tout au long des cycles de production et de vie des produits, de façonner davantage les possibilités de l'électronique. En effet, pour faire taire les sceptiques, de petits identifiants imprimés disséminés sur les tableaux en disent long, permettant la cacophonie des merveilles technologiques modernes !
Heure de publication : 06 décembre 2023
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