Jak zapobiegać błędom umieszczania sitodruku w produkcji PCB

Na powyższym obrazie znajduje się wiele elementów sitodruku do śledzenia, zarówno dla oznaczeń komponentów, jak i ich konturów. Oprócz tych elementów sitodruku na poziomie komponentów, istnieją również inne oznaczenia, takie jak znaki FCC/CE, loga produktów/firm, numery części, oznaczenia producenta, numery seryjne i wiele więcej. Śledzenie wszystkich tych elementów sitodruku jest ważne zarówno dla prototypów, gdzie zazwyczaj zachowuje się cały sitodruk, jak i dla produkcji seryjnej, gdzie sitodruk może być ukryty lub ograniczony do mniejszej liczby oznaczeń.

Niezależnie od podejścia do sitodruku, narzędzia EDA mogą pomóc upewnić się, że nie naruszasz ważnych zasad projektowania dotyczących sitodruku, które mogą prowadzić do błędów montażowych. Umieszczanie i odczytywanie sitodruku to kwestia rozmiaru i odstępów, a oba te aspekty można obsłużyć w zasadach projektowania w narzędziach EDA. Szybko przejdę przez niektóre ważne zasady projektowania dotyczące sitodruku poniżej, i zobaczymy jakie potencjalne problemy mogą wyniknąć z błędów odstępów sitodruku na twojej płytce PCB.

Zasady projektowania dla sitodruku PCB

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy zasady odstępów, które powinieneś zdefiniować dla swojego sitodruku, aby zapewnić zgodność z standardowymi wymaganiami DFA:

• Odległość między ścieżkami a miedzią (zakładając elementy SMD)
• Odległość między ścieżkami a otworami w masce lutowniczej
• Odległość między ścieżkami

Rozmiar nadruku: Jako ogólna zasada, oznaczenia na nadruku nie powinny być mniejsze niż 40 mil wysokości tekstu przy 8 mil szerokości linii. Jeśli będą mniejsze, mogą stać się trudne do wydrukowania lub trudne do odczytania.

Jedną z ostatnich czynności, jakie wykonujemy przed wysłaniem projektu do produkcji, jest dostosowanie obrazów i oznaczeń referencyjnych na nadruku płytki. Podczas projektowania układu nie zawsze jest praktyczne dostosowywanie nadruku, gdy pracuje się nad układem i trasowaniem ścieżek. W przypadku płytek, nad którymi pracuję, zawsze czekamy do samego końca, aby dostosować umiejscowienie nadruku, tak aby nie było problemów w projekcie i aby wszystkie naruszenia zasad zostały skorygowane.

Jakie są potencjalne problemy z nadrukiem na płytach drukowanych?

Zastanawiasz się pewnie, co może pójść nie tak, oto niektóre konsekwencje nie dokonania ostatecznych korekt nadruku na PCB przed wysłaniem projektu. 

Nieprawidłowo przedstawione komponenty: Jeśli sitodruk nie odzwierciedla dokładnie zamierzonych komponentów, może to prowadzić do zamieszania wśród techników zajmujących się debugowaniem lub modyfikacjami. Może to obejmować kształt, który nieprawidłowo reprezentuje skojarzony komponent lub numery pinów i wskaźniki polaryzacji, które znajdują się na niewłaściwych pinach. Można sobie wyobrazić rodzaj frustracji, jaką technicy płytek będą odczuwać, gdy będą sondować plusową stronę kondensatora i odkryją, że wskaźniki polaryzacji są faktycznie odwrócone.

Nieczytelny tekst sitodruku: Jeśli tekst sitodruku jest nieczytelny, technicy płytek potrzebują więcej czasu na interpretację oznaczeń referencyjnych. Często dzieje się tak z powodu użycia zbyt małej wielkości czcionki, aby była czytelna lub użycia niewłaściwej szerokości linii. Linie o zbyt wąskiej szerokości dla druku sitowego na płytce z powodzeniem, podczas gdy linie zbyt grube będą się rozlewać i staną się równie nieczytelne.

Oznaczenia referencyjne umieszczone na niewłaściwych komponentach: Czasami oznaczenia referencyjne kończą się na niewłaściwych komponentach. Może się to zdarzyć, jeśli komponent zostanie przesunięty, ale nie oznaczenie referencyjne, lub może to być błąd ze strony projektanta. W każdym przypadku technicy płytek próbujący testować płytę będą sondować komponenty, które nie pasują do tego, co widzą na schemacie.

Oznaczenia referencyjne umieszczone tak, że są zakryte przez zamontowane komponenty: Widzieliśmy również wiele przykładów, kiedy oznaczenia referencyjne na sitodruku znajdują się pod zamontowanymi częściami. Czasami jest to nieuniknione w gęsto zaprojektowanych układach, ale powinniśmy zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby tego unikać. Wyobraź sobie techników płytek, którzy mają trudności ze znalezieniem „C143” na twoim projekcie, gdy oznaczenie referencyjne nie jest widoczne.

Atrament sitodrukowy pokrywający metal lub wpadający do otworów: Atrament sitodrukowy, który pokrywa goły metal, taki jak piny montażu powierzchniowego czy otwory przelotowe, może faktycznie spowodować konieczność złomowania płytki. Ponadto, elementy sitodruku, które kolidują z innymi elementami sitodruku lub sitodruk, który wychodzi poza krawędź płytki, nikomu nie pomagają.

Współpraca z producentem

Pierwszym krokiem, aby uniknąć tego rodzaju błędów, jest zapoznanie się z wytycznymi dotyczącymi projektowania sitodruku Twojego producenta płytek obwodów. Dostarczą Ci informacji o optymalnych i minimalnych rozmiarach czcionek oraz szerokościach linii. Będą również w stanie podać Ci specyfikacje odstępów dla sitodruku względem innych obiektów, w tym gołego metalu i otworów przelotowych. Nawiązanie dobrej komunikacji z producentem i zrozumienie, czego potrzebują, zanim przedstawisz im projekt, jest kluczowym elementem zmniejszania błędów w procesie produkcji PCB. 

Co projektant może zrobić, aby zminimalizować błędy sitodruku?

Spójrz na swój projekt świeżym okiem, jakbyś był osobą odpowiedzialną za modyfikację i debugowanie płyty. Jeśli możesz obejrzeć wynik sitodruku swojego projektu za pomocą oddzielnego przeglądarki, pomoże to w tej kontroli. Czy widzisz i czytasz wszystkie oznaczenia referencyjne? Czy masz części o dużej liczbie pinów oznaczone, aby znaleźć pin 1? Czy masz oznaczoną poprawną polarność na odpowiednich częściach? Jeśli nie możesz odczytać i zinterpretować sitodruku, możesz być pewien, że Twoi technicy również nie będą mogli.

Na koniec, użyj kontroli DRC sitodruku w swoim systemie CAD, jak wspomniałem wyżej. Upewnij się, że sprawdziłeś sitodruk na gołym metalu, sitodruk wchodzący do otworów oraz odstępy sitodruku od innych obiektów i elementów sitodruku. Te kontrole mogą uchronić Cię przed wieloma problemami.

Spójrzmy prawdzie w oczy; projektowanie płyty może być bardzo zabawne. W rzeczywistości, ręczne trasowanie na końcu może być bardzo odprężające, szczególnie po zakończeniu trudnego rozmieszczenia i krytycznego trasowania. Niemniej jednak, projekt musi być przygotowany do finalnych plików wyjściowych, co może być zadaniem żmudnym i monotonnym. Nie jest rzadkością, że projektanci Płyt Drukowanych poświęcają mniej niż pełną uwagę czyszczeniu sitodruku i innym zadaniom związanym z wyjściem, ponieważ po prostu chcą zakończyć projektowanie płytki i przejść do następnego projektu. Ale jak olimpijski gimnastyk, musisz zakończyć mocno.

Chcesz więcej pomysłów, jak zakończyć projekt z kontrolami DRC sitodruku? Porozmawiaj z ekspertem w Altium Designer.