Votre guide de la sérigraphie des circuits imprimés

Chaque circuit imprimé est doté d’une sérigraphie sur la couche de surface. Elle est composée d’une série de codes alphanumériques, de chiffres, de marques et de logos. Qu’est-ce que tout cela signifie exactement et que devez-vous inclure dans votre couche de sérigraphie ? Toutes les conceptions sont différentes. Cependant, il existe des éléments d’information communs qui apparaissent dans toute sérigraphie afin de faciliter l’assemblage, les tests, le débogage et la traçabilité.

Anatomie de la sérigraphie de votre circuit imprimé

La couche de sérigraphie de votre circuit imprimé est définie et imprimée pendant la fabrication. Elle sera utilisée pendant l’assemblage pour vérifier le placement des composants et les empreintes. Les graphiques et le texte qui apparaissent dans la couche de sérigraphie sont généralement imprimés avec une encre époxy non conductrice permanente. Tous les circuits imprimés que j’ai produits utilisent une sérigraphie blanche, mais vous pouvez voir des circuits imprimés avec une sérigraphie d’une autre couleur. La sérigraphie peut être placée pendant la fabrication à l’aide d’un procédé de photo-imagerie liquide UV, qui est similaire à celui utilisé pour l’application du vernis d’épargne. Si vous avez besoin de très petites largeurs de trait, votre fabricant peut utiliser un autre procédé appelé « impression directe » avec un autre type d’encre.

Pour les concepteurs, certaines informations sont nécessaires avant de procéder au montage. Dans certains cas, le vernis d’épargne et la sérigraphie peuvent être retirés. Il m’a été demandé de le faire pour certaines cartes expérimentales. Dans ce cas, nous produisons un dessin d’assemblage détaillé pour éviter toute confusion quant à l’emplacement des différents composants. D’autres informations importantes seront utilisées pour la traçabilité, l’indication de la conformité réglementaire, l’identification du numéro de pièce de votre circuit imprimé, et même des choses simples comme l’indication de la polarité.

Que doit-on mettre sur une sérigraphie de circuit imprimé ?

Voici quelques-unes des informations qui doivent être incluses dans votre sérigraphie de circuit imprimé :

• Une désignation de référence pour chaque composant
• Les valeurs des composants pour les passives
• Un indicateur de broche 1 pour les circuits intégrés
• Des indicateurs de polarité pour l’alimentation/la masse, ou pour les composants dépendant de la polarité (par exemple, les condensateurs et les diodes polarisés)
• Les contours des composants, le cas échéant
• Numéros de pièces pour le circuit imprimé
• Logos des entreprises
• Logo, numéro de série et numéro de lot du fabricant
• Marquages réglementaires (voir ci-dessous)
• Brochage des connecteurs, en particulier pour les têtes de broches
• Autres notes concernant l’assemblage, les tests, l’installation ou le fonctionnement du circuit imprimé.

Toutes ces informations peuvent devenir très exiguës sur une carte dense ; nous verrons plus loin dans cet article comment organiser vos marquages sérigraphiques. L’exemple ci-dessous montre un exemple de circuit imprimé contenant certaines des informations de la liste ci-dessus.

Les marquages réglementaires sont utilisés pour indiquer que la conception a passé l’inspection ou est conforme à des réglementations spécifiques. Les marquages RoHS, FCC, CE et d’élimination des déchets électroniques se trouvent généralement sur les produits commerciaux et de consommation qui ont été soumis à une inspection. Un autre marquage que vous pouvez voir sur les modèles qui ont été inspectés pour la sécurité est le marquage UL. Ce marquage indique que le produit a été fabriqué et assemblé par un fabricant certifié UL conformément aux normes UL 796 et UL 94.

Sérigraphie dans les composants vs sérigraphie dans la disposition du circuit imprimé

Dans votre logiciel de conception de circuit imprimé, la couche de sérigraphie est définie dans la couche de recouvrement supérieure (pour la sérigraphie de la couche supérieure) ou la couche de recouvrement inférieure (pour la sérigraphie de la couche inférieure). Toutes les sérigraphies de votre circuit imprimé seront placées dans l’une de ces deux couches. Elles peuvent être directement dans le layout de votre circuit ou dans vos composants. Lorsque je précise « dans le layout du circuit », je me réfère à toute sérigraphie qui est placée dans le layout du circuit imprimé manuellement. Ce qui signifie qu’elle n’a pas été placée automatiquement lorsque les composants sont importés dans les conceptions.

Certaines marques de sérigraphie de circuits imprimés doivent toujours être placées dans l’empreinte d’un composant. Le tableau ci-dessous montre quelles informations de la sérigraphie doivent être placées dans un composant par rapport à celles qui sont placées manuellement dans le circuit imprimé.

Pour les marquages UL, FCC, CE ou autres, le moyen le plus simple de les placer rapidement est de créer un composant qui inclut uniquement le marquage pertinent dans la couche de sérigraphie. De cette façon, vous n’avez pas besoin d’importer et de placer manuellement ces marquages à partir d’une image ou d’un fichier DXF. Pour ce faire, il suffit de créer un nouveau composant et de placer uniquement la sérigraphie dont vous avez besoin dans une couche de recouvrement de l’empreinte du circuit imprimé et de laisser toutes les autres couches du composant vides. Lisez cet article pour voir comment créer un composant et placer des marques de sérigraphie dans Altium Designer.

Comment alléger la sérigraphie ?

Lorsque vous travaillez dans une conception dense, il est possible que vos désignations de référence et d’autres marquages sérigraphiques se chevauchent. Cela signifie que vous devrez probablement nettoyer et réorganiser certaines désignations afin qu'elles soient lisibles et qu'elles indiquent clairement la position des composants. Un exemple où cela est nécessaire est sur les groupes de passives pour le découplage ou l’adaptation d’impédance, comme sur la face arrière d’une grande matrice de billes (BGA).

À titre d’exemple, regardez l’image ci-dessous. Nous avons ici un arrangement très dense de condensateurs sur la face arrière d’un BGA. De toute évidence, nous ne pouvons pas laisser chaque désignation de référence à côté de chaque composant tel qu’elle apparaît une fois importée sur la carte. Ces désignations doivent être espacées afin qu’elles puissent toutes être lues. Cependant, cela signifie que certaines désignations seront éloignées des composants.

Dans la couche de sérigraphie, le groupe de condensateurs dans les cases blanches est disposé de manière à correspondre au placement et à l’orientation des condensateurs voisins. J’ai dessiné des flèches pour montrer quelles désignations dans la case blanche inférieure correspondent aux différents composants. Voyez si vous pouvez décoder le même arrangement pour la boîte blanche supérieure.

Lorsque votre conception est terminée et que vous êtes prêt à exporter les données de conception, la couche de recouvrement supérieure de vos fichiers Gerber contiendra toutes vos informations de sérigraphie. N’oubliez pas que si vous avez placé des marques de sérigraphie sur le circuit imprimé en tant que composants, attribuez la propriété « Standard (No BOM) » au composant. De cette façon, votre assembleur ne se demandera pas pourquoi vous ne lui avez pas envoyé ce composant lors de la préparation de l’assemblage.

Vous pouvez désormais utiliser les meilleurs outils de conception pour créer et nettoyer votre sérigraphie de circuit imprimé avec CircuitMaker, l’application de conception la plus facile à utiliser. Les utilisateurs peuvent créer rapidement des empreintes pour les composants et placer les marques de sérigraphie requises. Tous les utilisateurs de CircuitMaker ont également accès à un espace de travail personnel sur la plateforme Altium 365. Ils peuvent également télécharger et stocker des données de conception dans le cloud et visualiser les projets via un navigateur Web dans une plateforme sécurisée.

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