Cách Ngăn Chặn Lỗi Đặt Silkscreen Trong Sản Xuất PCB

Trong hình ảnh trên, có rất nhiều thông tin silkscreen cần theo dõi, bao gồm cả ký hiệu thiết kế linh kiện và đường viền linh kiện. Ngoài những yếu tố silkscreen cấp linh kiện, còn có các dấu hiệu khác như dấu FCC/CE, logo sản phẩm/công ty, số phận, dấu hiệu của nhà sản xuất, số sê-ri, và nhiều hơn nữa. Việc theo dõi tất cả thông tin silkscreen này quan trọng đối với cả nguyên mẫu, nơi tất cả thông tin silkscreen thường được giữ lại, và cho sản xuất hàng loạt, nơi thông tin silkscreen có thể được ẩn đi hoặc gộp lại thành ít dấu hiệu hơn.

Dù bạn tiếp cận với silkscreen như thế nào, công cụ EDA của bạn có thể giúp đảm bảo bạn không vi phạm các quy tắc thiết kế quan trọng xung quanh silkscreen có thể tạo ra lỗi lắp ráp. Việc đặt và đọc silkscreen là vấn đề về kích thước và khoảng cách, và cả hai có thể được xử lý trong các quy tắc thiết kế trong công cụ EDA của bạn. Tôi sẽ nhanh chóng đi qua một số quy tắc thiết kế quan trọng xung quanh silkscreen dưới đây, và chúng ta sẽ thấy một số vấn đề tiềm ẩn có thể phát sinh từ lỗi khoảng cách silkscreen trên PCB của bạn.

Quy Tắc Thiết Kế cho Silkscreen PCB

Nói chung, có ba quy tắc khoảng cách bạn nên định nghĩa cho silkscreen của mình để đảm bảo bạn tuân thủ yêu cầu DFA tiêu chuẩn:

• Khoảng cách từ lớp silk đến đồng (giả sử có tính năng SMD)
• Khoảng cách từ lớp silk đến lỗ mặt nạ hàn
• Khoảng cách từ lớp silk này đến lớp silk khác

Kích thước lớp silk: Theo quy tắc chung, các dấu hiệu trên lớp silk của bạn không nên nhỏ hơn 40 mil về chiều cao chữ với độ rộng nét vẽ là 8 mil. Nếu nhỏ hơn, chúng có thể trở nên khó in hoặc khó đọc.

Một trong những việc cuối cùng chúng tôi làm trước khi phát hành thiết kế cho việc sản xuất là điều chỉnh hình ảnh lớp silk và các chỉ số tham chiếu trên bảng mạch. Trong quá trình bố trí, không phải lúc nào cũng thực tế để điều chỉnh lớp silk khi bạn làm việc qua bố trí và định tuyến các đường mạch. Đối với các bảng mạch tôi làm việc, chúng tôi luôn chờ đến phút cuối cùng để điều chỉnh vị trí lớp silk sao cho không có vấn đề gì trong thiết kế và sao cho tất cả các vi phạm quy tắc được sửa chữa.

Vấn đề tiềm ẩn của Bảng Mạch In Lớp Silk là gì?

Bạn có lẽ đang tự hỏi điều gì có thể sai, dưới đây là một số hậu quả của việc không điều chỉnh in lớp silk cuối cùng trước khi gửi thiết kế của bạn. 

Các thành phần bị biểu diễn sai: Nếu lớp silkscreen không chính xác biểu diễn các thành phần dự định, nó có thể gây ra sự nhầm lẫn cho các kỹ thuật viên khi họ đang thực hiện việc debug hoặc chỉnh sửa. Điều này có thể bao gồm hình dạng không chính xác đại diện cho thành phần liên quan hoặc số pin và chỉ báo cực tính nằm ở những pin sai. Bạn có thể tưởng tượng sự lo lắng mà các kỹ thuật viên bảng mạch sẽ cảm thấy khi họ đang tìm kiếm phía dương của một tụ điện và phát hiện ra rằng các chỉ báo cực tính thực sự bị đảo ngược.

Văn bản silkscreen không thể đọc được: Nếu văn bản silkscreen không thể đọc được, điều này khiến cho các kỹ thuật viên bảng mạch mất nhiều thời gian hơn để giải thích các chỉ báo tham chiếu. Điều này thường do sử dụng kích thước phông chữ quá nhỏ để có thể đọc được hoặc sử dụng kích thước độ rộng dòng sai. Độ rộng dòng quá hẹp để in lên bảng mạch thành công trong khi độ rộng dòng quá lớn sẽ phình to và trở nên không thể đọc được.

Chỉ báo tham chiếu đặt trên các thành phần sai: Đôi khi các chỉ báo tham chiếu lại nằm trên các thành phần sai. Điều này có thể xảy ra nếu một thành phần được di chuyển nhưng không phải chỉ báo tham chiếu, hoặc nó có thể là lỗi từ phía nhà thiết kế. Dù trong trường hợp nào, các kỹ thuật viên bảng mạch cố gắng kiểm tra bảng mạch sẽ kết thúc việc đo lường các thành phần không khớp với những gì họ thấy trong sơ đồ mạch.

Các ký hiệu tham chiếu được đặt sao cho chúng bị che khuất bởi các linh kiện đã lắp ráp: Chúng tôi cũng đã thấy nhiều ví dụ về việc các ký hiệu tham chiếu trên màn hình lụa bị che khuất bởi các bộ phận đã lắp ráp. Điều này đôi khi không thể tránh khỏi trong các thiết kế dày đặc, nhưng chúng ta nên cố gắng hết sức để không để điều đó xảy ra. Một lần nữa, hãy tưởng tượng các kỹ thuật viên bảng mạch đang vật lộn để tìm "C143" trên thiết kế của bạn khi ký hiệu tham chiếu không thể nhìn thấy.

Mực in màn hình lụa che phủ kim loại hoặc đi vào lỗ: Mực in màn hình lụa che phủ kim loại trần, như các chân gắn bề mặt hoặc lỗ thông hóa kim, thực sự có thể khiến một bảng mạch bị loại bỏ. Cũng như vậy, các yếu tố màn hình lụa va chạm với các yếu tố màn hình lụa khác hoặc màn hình lụa kết thúc ngoài mép của bảng mạch không giúp ích gì.

Làm Việc Với Nhà Sản Xuất Của Bạn

Bước đầu tiên để tránh những lỗi như vậy là làm quen với hướng dẫn thiết kế màn hình lụa của nhà sản xuất bo mạch của bạn. Họ sẽ cung cấp cho bạn thông tin về kích thước phông chữ và độ rộng đường kẻ tối ưu và tối thiểu. Họ cũng sẽ có thể cung cấp cho bạn các thông số kỹ thuật về khoảng cách giữa màn hình lụa với các đối tượng khác, bao gồm kim loại trần và lỗ thông hồng mạ. Thiết lập giao tiếp tốt với nhà sản xuất và hiểu rõ họ cần gì trước khi bạn gửi thiết kế cho họ là chìa khóa thiết yếu để giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất PCB. 

Nhà thiết kế có thể làm gì để giảm thiểu lỗi màn hình lụa?

Hãy nhìn thiết kế của bạn bằng một đôi mắt mới, như thể bạn là người chịu trách nhiệm chỉnh sửa và gỡ lỗi cho bo mạch. Nếu bạn có thể xem đầu ra của màn hình lụa thiết kế qua một trình xem riêng biệt, điều này sẽ giúp kiểm tra. Bạn có thể thấy và đọc tất cả các chỉ số thiết kế tham chiếu không? Bạn có đánh dấu các bộ phận có số lượng chân lớn để tìm chân số 1 không? Bạn có chỉ định đúng cực tính trên các bộ phận thích hợp không? Nếu bạn không thể đọc và hiểu màn hình lụa, thì hãy chắc chắn rằng các kỹ thuật viên của bạn cũng không thể.

Cuối cùng, hãy sử dụng Kiểm tra DRC cho Silkscreen trong hệ thống CAD của bạn như tôi đã đề cập ở trên. Hãy chắc chắn kiểm tra silkscreen trên kim loại trần, silkscreen đi vào lỗ, và khoảng cách giữa silkscreen với các đối tượng khác và các yếu tố silkscreen khác. Những kiểm tra này có thể giúp bạn tránh khỏi nhiều phiền phức.

Hãy đối mặt với nó; thiết kế một bảng mạch có thể rất thú vị. Thực tế, việc định tuyến bằng tay cuối cùng có thể rất giải tỏa, đặc biệt sau khi hoàn thành một công việc đặt vị trí và định tuyến quan trọng. Tuy nhiên, thiết kế phải được chuẩn bị cho các tệp đầu ra cuối cùng và đó có thể là một nhiệm vụ tẻ nhạt và đơn điệu. Không phải là hiếm khi các nhà thiết kế Bảng Mạch In (PCB) dành ít sự chú ý hơn cho việc làm sạch silkscreen và các nhiệm vụ liên quan đến đầu ra khác bởi vì họ chỉ muốn hoàn thành thiết kế và chuyển sang dự án tiếp theo. Nhưng như một vận động viên thể dục dụng cụ Olympic, bạn phải kết thúc mạnh mẽ.

Bạn muốn biết thêm ý tưởng về cách hoàn thành thiết kế của mình với kiểm tra DRC cho silkscreen? Hãy nói chuyện với một chuyên gia tại Altium Designer.