Como Prevenir Erros de Colocação de Serigrafia na Fabricação de PCB

Na imagem acima, há uma grande quantidade de serigrafia para acompanhar, tanto para designadores de componentes quanto para contornos de componentes. Além desses elementos de serigrafia no nível do componente, existem outras marcações como marcas FCC/CE, logotipos de produtos/empresas, números de peça, marcações do fabricante, números de série e muito mais. Manter o controle de toda essa serigrafia é importante tanto para protótipos, onde toda a serigrafia é geralmente mantida, quanto para produção em volume, onde a serigrafia pode ser ocultada ou consolidada em menos marcações.

Não importa qual seja a sua abordagem com a serigrafia, suas ferramentas de EDA podem ajudar a garantir que você não viole regras de design importantes em torno da serigrafia que criam algum erro de montagem. Colocar e ler a serigrafia é uma questão de tamanho e distância de segurança, e ambos podem ser tratados nas regras de design em suas ferramentas de EDA. Vou passar rapidamente por algumas das regras de design importantes em torno da serigrafia abaixo, e veremos alguns problemas potenciais que podem surgir de erros de distância de segurança da serigrafia em sua PCB.

Regras de Design para Serigrafia de PCB

Em geral, existem três regras de distância de segurança que você deve definir para sua serigrafia para garantir que você cumpra com os requisitos padrão DFA:

• Distância entre serigrafia e cobre (assumindo características SMD)
• Distância entre serigrafia e abertura da máscara de solda
• Distância entre serigrafias

Tamanho da serigrafia: Como regra geral, as marcações da sua serigrafia não devem ser menores que 40 mil de altura de texto com 8 mil de largura de traço. Qualquer valor abaixo disso e elas podem se tornar difíceis de imprimir ou difíceis de ler.

Uma das últimas coisas que fazemos antes de liberar um design para fabricação é fazer ajustes nas imagens da serigrafia e nos designadores de referência da placa. Durante a parte de layout, nem sempre é prático ajustar a serigrafia enquanto se trabalha no layout e se traçam as trilhas. Nas placas em que trabalho, sempre esperamos até o final para ajustar o posicionamento da serigrafia, de modo que não haja problemas no design e para que todas as violações de regras sejam corrigidas.

Quais são os Problemas Potenciais da Serigrafia em Placas de Circuito Impresso?

Você provavelmente está se perguntando o que pode dar errado, aqui estão algumas das consequências de não fazer ajustes finais na impressão da serigrafia da PCB antes de enviar o seu design. 

Componentes mal representados: Se uma serigrafia não representar com precisão seus componentes pretendidos, isso pode levar à confusão para os técnicos que estão fazendo depuração ou modificações. Isso pode incluir uma forma que representa incorretamente o componente associado ou números de pinos e indicadores de polaridade que estão nos pinos errados. Você pode imaginar o tipo de angústia que os técnicos de placa sentirão quando estiverem procurando pelo lado positivo de um capacitor e descobrirem que os indicadores de polaridade estão na verdade invertidos.

Texto da serigrafia ilegível: Se o texto da serigrafia for ilegível, levará mais tempo para os técnicos de placa interpretarem os designadores de referência. Isso é frequentemente devido ao uso de um tamanho de fonte muito pequeno para ser legível ou ao uso do tamanho de largura de linha errado. Larguras de linha que são muito estreitas para a impressão em tela na placa com sucesso enquanto larguras de linha que são muito grandes irão se expandir e se tornar igualmente ilegíveis.

Designadores de referência colocados nos componentes errados: Às vezes, os designadores de referência acabam nos componentes errados. Isso pode acontecer se um componente for movido, mas não o designador de referência, ou pode ser um erro por parte do projetista. De qualquer forma, os técnicos de placa tentando testar a placa acabarão sondando componentes que não correspondem ao que veem no esquemático.

Designadores de referência colocados de forma que fiquem cobertos por componentes montados: Também vimos muitos exemplos onde os designadores de referência da serigrafia acabam sob peças montadas. Isso às vezes é inevitável em designs densos, mas devemos fazer o nosso melhor para evitar que isso aconteça. Imagine novamente os técnicos da placa lutando para encontrar “C143” no seu design quando o designador de referência não está visível.

Tinta de serigrafia cobrindo metal ou entrando em furos: Tinta de serigrafia que acaba cobrindo metal nu, como pinos de montagem superficial ou furos passantes metalizados, pode realmente levar a placa a ser descartada. Da mesma forma, elementos de serigrafia que colidem com outros elementos de serigrafia ou serigrafia que acaba fora da borda da placa não ajudam ninguém.

Trabalhando Com Seu Fabricante

O primeiro passo para evitar esse tipo de erro é se familiarizar com as diretrizes de design de silkscreen do seu fabricante de placas de circuito. Eles fornecerão informações sobre os tamanhos de fonte e larguras de linha ótimos e mínimos. Eles também serão capazes de fornecer especificações de folga para silkscreen em relação a outros objetos, incluindo metal nu e furos passantes metalizados. Estabelecer uma boa comunicação com seu fabricante e entender o que eles precisam antes de submeter um design a eles é uma chave essencial para reduzir erros no processo de fabricação de PCBs. 

O Que um Designer Pode Fazer Para Minimizar Erros de Silkscreen?

Olhe para o seu design com um novo par de olhos, como se você fosse o responsável por modificar e depurar a placa. Se você puder visualizar a saída do silkscreen do seu design por meio de um visualizador separado, isso ajudará nesta verificação. Você consegue ver e ler todos os designadores de referência? Você marcou as partes com grande quantidade de pinos para encontrar o pino 1? Você indicou a polaridade correta nas partes apropriadas? Se você não consegue ler e interpretar o silkscreen, então tenha certeza de que seus técnicos também não conseguirão.

Finalmente, utilize os Controles de Regras de Desenho (DRC) de Silkscreen no seu sistema CAD como mencionei acima. Certifique-se de verificar a presença de silkscreen sobre metal exposto, silkscreen invadindo furos e as distâncias de silkscreen para outros objetos e elementos de silkscreen. Essas verificações podem poupar você de muitos problemas.

Vamos encarar; projetar uma placa pode ser muito divertido. De fato, o roteamento manual final pode ser muito catártico, especialmente após completar um posicionamento desafiador e roteamento crítico. No entanto, o design precisa estar preparado para os arquivos de saída finais e isso pode ser uma tarefa tediosa e monótona. Não é incomum para os projetistas de Placas de Circuito Impresso dar menos atenção do que o necessário para a limpeza de silkscreen e outras tarefas relacionadas à saída porque eles simplesmente querem terminar o projeto e passar para o próximo. Mas como um ginasta olímpico, você tem que terminar com força.

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