Guía para la serigrafía de PCB

Todo PCB tiene serigrafías en la capa superficial, y podrás ver una serie de códigos alfanuméricos, números, marcas, y logos en lo que son las serigrafías de PCBs. ¿Qué es lo que significan exactamente? Y, ¿qué específicamente deberías incluir en tu capa de serigrafía de PCB? Todos los diseños de PCB son diferentes, pero hay algunos datos que aparecerán en cualquier serigrafía de PCB para poder ayudar en los procesos de ensamblado, testeo, depuración y trazabilidad.

Anatomía de la serigrafía de PCB

La capa de serigrafía de la PCB se define e imprime durante la fabricación, y será utilizada luego en el proceso de montaje para verificar el posicionamiento de los componentes y sus huellas. Los gráficos y textos que aparecen en la capa de serigrafía de PCB normalmente se imprimen con una tinta epoxy permanente no conductiva. Todas las placas impresas que he producido poseen serigrafías blancas, pero quizás encuentres placas que tengan su serigrafía en un color distinto. Las serigrafías de PCB pueden ser colocadas durante la fabricación utilizando un proceso de foto imagen líquida sensible al UV, el cual es similar al utilizado para la aplicación de máscaras de soldadura (LPI). Si requieres anchos de línea muy pequeños, tu fabricante quizás utilice un proceso alternativo de serigrafía para tu PCB denominado “Impresión directa de leyenda” con un tipo de tinta diferente.

Para los diseñadores de PCB, hay cierta información que será requerida para cualquier diseño a fines de poder llevarlo al montaje. Hay algunos casos en los que se pueden eliminar la máscara de soldadura y la serigrafía; me lo han pedido en algunas placas de RF experimentales, en cuyo caso elaboramos un plano de montaje detallado para que no haya confusión sobre dónde irán los distintos componentes. Otra información importante se utilizará para la trazabilidad, para indicar el cumplimiento de la normativa, para identificar el número de pieza de su PCBA (tu placa de PCB ya montada) e incluso para cosas tan sencillas como indicar la polaridad.

¿Qué debe ir en una serigrafía de PCB?

Aquí se muestra una parte de la información que debería ser incluida en la serigrafía de la PCB:

• Un designante de referencia para cada componente
• Valores de componentes para pasivos
• Un indicador de "Pin 1" para ICs
• Indicadores de polaridad para "power/GND" o para componentes dependientes de la polaridad (por ejemplo, capacitores polarizados o diodos)
• Contornos de componentes, donde corresponda
• Números de parte para el PCBA
• Logos de la compañía
• Logo del fabricante, número de serie, y número de lote
• Marcas regulatorias (ver más abajo)
• Disposición de los pines, particularmente para conectores de hilera de pines
• Otras aclaraciones con respecto al montaje, testeo, instalación u operación del PCB

Toda esta información puede quedar muy apretada en una placa de PCB densa; veremos algunas formas de organizar las marcas de serigrafía más adelante en este artículo. El siguiente ejemplo muestra un ejemplo de PCBA que contiene parte de la información de la lista anterior.

Las marcas reglamentarias se utilizan para indicar que el diseño ha superado ciertas inspecciones o cumple normativas específicas. Las marcas RoHS, FCC, CE y de eliminación de residuos electrónicos se suelen encontrar en productos comerciales y de consumo que han pasado la inspección pertinente. Otra marca que puede verse en los diseños que han sido inspeccionados en materia de seguridad es la marca UL. Esta marca indica que el diseño ha sido fabricado y montado por un fabricante con certificación UL, de acuerdo con las normas UL 796 y UL 94.

Serigrafía en componentes vs Serigrafía en el diseño de PCB

Dentro de tu software de diseño de PCB, la capa de serigrafía se define en la capa de superposición superior (para la serigrafía de la capa superior) o en la capa de superposición inferior (para la serigrafía de la capa inferior). Toda la serigrafía de tu PCB se colocará en una de estas dos capas, ya sea en el diseño de la PCB directamente o en sus componentes. Cuando escribo "en el diseño de la PCB", me refiero a cualquier serigrafía que se coloque en el diseño de la PCB manualmente, es decir, que no se coloque automáticamente cuando se importan los componentes a los diseños.

Algunas marcas de serigrafía de PCB deben colocarse siempre en la huella de un componente. La siguiente tabla muestra cuáles de las piezas de información serigráfica deben colocarse en un componente frente a colocarse manualmente en un diseño de PCB.

Para las marcas UL, FCC, CE u otras, la forma más fácil de colocarlas rápidamente es crear un componente que sólo incluya la marca correspondiente en la capa de serigrafía de PCB. De este modo, no tendrás que importarlas y colocarlas manualmente desde una imagen o un archivo DXF. Para ello, basta con crear un nuevo componente y colocar únicamente las imágenes que necesites en una capa superpuesta en la huella de la PCB; deja vacías todas las demás capas del componente. Lee este artículo para ver cómo crear un componente y colocar marcas de serigrafía en Altium Designer.

Cómo limpiar la serigrafía de la PCB

Cuando se trabaja en un diseño denso, existe la posibilidad de que los designadores de referencia y otras marcas serigráficas se solapen. Esto significa que probablemente tendrás que limpiar y reorganizar algunos designadores para que no se solapen, sean fáciles de leer e indiquen claramente las posiciones de los componentes. Un ejemplo en el que esto es necesario es en los grupos de pasivos para desacoplamiento o adaptación de impedancia, como en la parte posterior de un BGA grande.

Por ejemplo, mira la siguiente imagen. Aquí tenemos una disposición muy densa de condensadores en la parte trasera de un BGA. Obviamente, no podemos dejar cada designador de referencia junto a cada componente tal y como aparece una vez importado en la placa. En su lugar, es necesario espaciar estos designadores para que todos puedan leerse. Sin embargo, esto significa que algunos designadores se alejarán de los componentes.

En la capa de serigrafía, el grupo de capacitores de los recuadros blancos está dispuesto de forma que coincida con la colocación y orientación de los capacitores cercanos. He dibujado flechas para mostrar cuál de los designadores del recuadro blanco inferior corresponde a los distintos componentes. A ver si puedes descifrar la misma disposición para la caja blanca superior.

Cuando tu diseño esté terminado y esté listo para exportar los datos del diseño, la capa superior superpuesta en tus archivos Gerber contendrá toda su información serigráfica. No olvides que, si has colocado marcas de serigrafía en la PCB como componentes, debes asignar la propiedad "Estándar (no BOM)" al componente, o marcarlo como DNI/DNP en tu lista de materiales. De esta forma, tu montador no se preguntará por qué no le has enviado este componente cuando se prepare para el montaje

Ahora, puedes utilizar las mejores herramientas de diseño de PCB para crear y limpiar tu serigrafía de PCB con CircuitMaker, la aplicación de diseño de PCB más sencilla de utilizar. Los usuarios pueden fácilmente crear huellas para componentes y colocar marcas requeridas de serigrafía. Todos los usuarios de CircuitMaker también tienen acceso a un espacio personal de trabajo en la plataforma Altium 365, en donde pueden subir y almacenar datos de diseño en la nube, y ver fácilmente los proyectos a través de un navegador web en una plataforma segura.

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