Beim Siebdruck, auch Lötmaskenlegende genannt, handelt es sich um Text oder Symbole, die mit einer Spezialtinte auf die Leiterplatte gedruckt werden, um Komponenten, Kontakte und Markenlogos zu kennzeichnen und die automatisierte Montage zu erleichtern. Diese oberste Schicht dient als Orientierungshilfe für die PCB-Bestückung und das Debugging und spielt eine überraschend wichtige Rolle in den Bereichen Funktionalität, Branding, Regulierungsnormen und Ästhetik.
Schlüsselfunktionen.
Auf dichten Leiterplatten, die Hunderte winziger Komponenten beherbergen, hilft die Legende dabei, die zugrunde liegenden Verbindungen zu verstehen, die den Geräten zugrunde liegen.
1. Komponentenidentifizierung
Teilenummern, Werte (10K, 0,1uF) und Polaritätsmarkierungen (-,+) sind neben den Komponentenpads beschriftet, um eine schnelle visuelle Erkennung bei der manuellen Montage, Inspektion und Fehlerbehebung zu ermöglichen.
2. Vorstandsinformationen
Details wie PCB-Nummer, Version, Hersteller, Platinenfunktion (Audioverstärker, Netzteil) werden häufig im Siebdruckverfahren zur Nachverfolgung und Wartung platzierter Platinen angezeigt.
3. Steckerbelegung
Die durch die Legende vermittelte Pin-Nummerierung erleichtert das Einsetzen von Kabelsteckern zur Schnittstelle mit Onboard-Schnittstellen (USB, HDMI).
4. Board-Umrisse
Markant geätzte Kantenschnittlinien geben Abmessungen, Ausrichtung und Begrenzungen an und erleichtern die Panelisierung und Demontage.
5. Montagehilfen Passermarkenmarkierungen neben Werkzeuglöchern dienen als Nullreferenzpunkte für automatische optische Bestückungsmaschinen, um Komponenten präzise zu bestücken.
6. Thermoindikatoren Farbwechselnde, temperaturempfindliche Beschriftungen können Überhitzungsprobleme auf Trittbrettern visuell anzeigen.
7. Branding-Elemente Logos, Slogans und grafische Symbole helfen bei der Identifizierung von Geräte-OEMs und erhöhen so die Markenbekanntheit. Benutzerdefinierte künstlerische Legenden sorgen auch für ästhetischen Reichtum.
Da die Miniaturisierung eine größere Funktionalität pro Quadratzoll ermöglicht, führen Siebdruckhinweise Benutzer und Ingenieure durch den gesamten PCB-Lebenszyklus.
Konstruktion und Materialien
Der Siebdruck besteht aus Tinte auf Epoxidbasis, die über die Lötmaskenschicht gedruckt wird, sodass die grüne Leiterplattenbasis darunter für einen Kontrast sorgt. Um eine scharfe Auflösung aus CAD-konvertierten Gerberdaten zu liefern, werden Legenden durch spezielle Siebdruck-, Tintenstrahl- oder Fotolithographietechniken eingeprägt.
Eigenschaften wie Chemikalien-/Abriebfestigkeit, Farbstabilität, Haftung und Flexibilität bestimmen die Materialeignung:
Epoxidharz – Aus Kosten- und Prozesskompatibilitätsgründen am gebräuchlichsten
Silikon – Hält hoher Hitze stand
Polyurethan – flexibel, UV-beständig
Epoxid-Polyester – Kombinieren Sie die Stärken von Epoxid und Polyester
Weiß ist die Standardfarbe der Legende, aber auch Schwarz, Blau, Rot und Gelb sind beliebt. Bestückungsautomaten mit nach unten gerichteten Kameras bevorzugen jedoch weiße oder hellgelbe Masken darunter, um ausreichend Kontrast zur Identifizierung von Teilen zu gewährleisten.
Fortschrittliche PCB-Technologien stärken die Legendenfähigkeiten weiter:
Eingebettete Tinten – In das Substrat eingearbeitete Tinten liefern Markierungen, die gegen Oberflächenverschleiß beständig sind
Erhöhte Tinte – Erzeugt eine dauerhafte, fühlbare Beschriftung, ideal für Etiketten auf Anschlüssen, Schaltern usw.
Glow Legends – Enthält Lumineszenzpulver, das durch Licht aufgeladen werden kann, um im Dunkeln zu leuchten und die Sichtbarkeit zu verbessern
Versteckte Legenden – Tinte, die nur bei UV-Hintergrundbeleuchtung sichtbar ist, wahren die Vertraulichkeit
Abziehbar – Mehrschichtige, umkehrbare Beschriftungen offenbaren je nach Bedarf Informationen durch jede Aufkleberschicht hindurch
Die vielseitigen Beschriftungstinten reichen weit über einfache Markierungen hinaus und bieten zusätzliche Funktionalität.
Bedeutung in der Fertigung
Der PCB-Siebdruck vereinfacht die Automatisierung und ermöglicht eine schnelle Massenmontage von Platinen. Bestückungsautomaten stützen sich auf Komponentenumrisse und Bezugspunkte in der Legende für:
Zentrierbretter
Identifizieren von Teilenummern/-werten durch optische Zeichenerkennung
Bestätigung des Vorhandenseins/Fehlens von Teilen
Überprüfung der Polaritätsausrichtung
Platzierungsgenauigkeit melden
Dies beschleunigt das fehlerfreie Laden winziger Chipkomponenten mit einer Größe von nur 0201 (0,6 mm x 0,3 mm)!
Post-Population-Kameras zur automatischen optischen Inspektion (AOI) beziehen sich zur Validierung erneut auf die Legende:
Richtiger Komponententyp/Wert
Richtige Orientierung
Übereinstimmung der Spezifikationen (5 % Widerstandstoleranz usw.)
Qualität der Plattenoberfläche im Vergleich zu Referenzmarken
Maschinenlesbare Matrix-Barcodes und in die Legende eingravierte QR-Codes helfen zusätzlich bei der Serialisierung von Platinen, indem sie sie mit relevanten Testdaten verknüpfen.
Siebdruckhinweise sind keineswegs oberflächlich, sondern fördern die Automatisierung, Rückverfolgbarkeit und Qualität in der gesamten Produktion.
PCB-Standards
Industrienormen regeln bestimmte obligatorische Siebdruckelemente, um die Interoperabilität und die Wartung von Elektronikgeräten vor Ort zu erleichtern.
IPC-7351 – Allgemeine Anforderungen für Oberflächenmontagedesign und Landmusterstandard
Obligatorische Komponenten-ID mit Referenzbezeichner (R8,C3), Typ (RES,CAP) und Wert (10K, 2u2).
Boardname, Titelblockinformationen
Sondersymbole wie Boden
IPC-6012 – Qualifizierung und Leistung starrer Leiterplatten
Materialtyp (FR4)
Datumscode (JJJJ-MM-TT)
Details zur Panelisierung
Herkunftsland/Firma
Barcode/2D-Code
ANSI Y32.16 – Grafische Symbole für elektrische und elektronische Diagramme
Spannungssymbole
Schutzerde-Symbole
Elektrostatische Warnlogos
Standardisierte visuelle Identifikatoren beschleunigen die Fehlerbehebung und Upgrades vor Ort.
Gemeinsame Fußabdrucksymbole
Durch die Wiederverwendung bewährter Footprint-Siebdruckmarkierungen für häufig verwendete Komponenten bleibt die Konsistenz aller PCB-Designs erhalten und die Montage wird erleichtert.
| Komponente | Symbol | Beschreibung | |———–|—————| | Widerstand |
| Rechteckiger Umriss zeigt Materialtyp, Wert, Toleranz und Wattzahl | | Kondensator |
| Halbkreisförmige radiale/gestapelte Anordnung mit Kapazitätswert | | Diode |
| Die Pfeillinie gibt die Richtung des herkömmlichen Stromflusses an | | LED |
| Passend zur LED-Gehäuseform; bezeichnet Kathode/Anode | | Kristall |
| Stilisierter sechseckiger/parallelogrammförmiger Quarzkristall mit geschliffenen Stiften | | Stecker |
| Silhouette der Komponentenfamilie (USB, HDMI) mit nummerierten Pins| | Testpunkt |
| Runde Tastpads für Validierung und Diagnose | | Pad |
| Kantenmarkierung für oberflächenmontierte Geräte mit neutraler Grundfläche | | Treuhand |
| Registrierungsfadenkreuz unterstützt automatisierte optische Ausrichtung |
Je nach Kontext helfen geeignete Marker bei der Erkennung.
Bedeutung der Siebdruckqualität
Bei verdichtenden Leiterplatten stellt die zuverlässige Wiedergabe feiner Details eine Herausforderung dar. Ein leistungsstarker Legendendruck muss Folgendes bieten:
1. Genauigkeitssymbole, die genau auf relevante Landeplätze, Kanten usw. ausgerichtet sind und eine 1:1-Übereinstimmung mit den zugrunde liegenden Merkmalen gewährleisten.
2. Lesbarkeit Klare, kontrastreiche Markierungen, die leicht lesbar sind; Kleiner Text ≥1,0 mm Höhe, feine Linien ≥0,15 mm Breite.
3. Haltbarkeit. Tadellose Haftung auf diversen Grundmaterialien; widersteht Verarbeitungs-/Betriebsbeanspruchungen.
4. Die Registrierungsabmessungen stimmen mit dem Original-CAD überein und ermöglichen eine Overlay-Transparenz für eine automatisierte Inspektion.
Eine unvollständige Legende mit unscharfen Markierungen, schiefer Ausrichtung oder unzureichender Verbindung führt zu Produktionsstörungen oder Feldausfällen. Daher unterstreicht die gleichbleibende Siebdruckqualität die Zuverlässigkeit der Leiterplatte.
Selbst winzige Identifikatoren sind von großer Bedeutung für die zielgerichtete Systemfunktion.
Neue Trends
Bedeutende Verbesserungen im Präzisionsdruck erweitern die Möglichkeiten des Siebdrucks:
Eingebettete Tinte: Sorgfältig zwischen den Schichten vergraben, verhindern eingebettete Beschriftungen ein Abnutzen und erhöhen die Robustheit, die in der Luft- und Raumfahrt-, Verteidigungs- und Automobilelektronik erforderlich ist.
Versteckte Legenden: Unsichtbare ultraviolette fluoreszierende Markierungen, die nur bei UV-Hintergrundbeleuchtung sichtbar sind, helfen dabei, vertrauliche privilegierte Zugangsinformationen wie Passwörter auf sicheren Systemen zu verbergen.
Peel Layers: Unterstützt mehrschichtige Aufkleber, sodass Benutzer bei Bedarf gezielt zusätzliche Details freigeben können.
Erhöhte Tinte: Erstellen Sie dauerhafte taktile Markierungen, die sich ideal zum Beschriften von Tasten, Schaltern und Schnittstellenanschlüssen in benutzerorientierten Anwendungen eignen.
Künstlerische Akzente: Lebendige Farben und individuelle Grafiken sorgen für ästhetischen Reichtum und bewahren gleichzeitig die Funktionalität.
Durch die Nutzung dieser Fortschritte ermöglicht der heutige Siebdruck Leiterplatten, Benutzer zu informieren, zu schützen, zu unterstützen und sogar zu unterhalten und dabei ihre Kernidentität beizubehalten.
Beispiele
Legendeninnovationen manifestieren sich domänenübergreifend:
SpaceTech – Der Mars-Rover Perseverance der NASA im Jahr 2021 trug Leiterplatten mit robusten eingebetteten Legenden, die rauen Betriebsbedingungen standhalten.
AutoTech – Der deutsche Automobilzulieferer Bosch stellte 2019 intelligente Leiterplatten mit abziehbaren Aufklebern vor, die Diagnosedaten nur autorisierten Händlern zugänglich machen.
MedTech – Die kontinuierlichen Glukosemessgeräte FreeStyle Libre von Abbott verfügen über erhöhte taktile Tasten, die eine einfachere Eingabe durch sehbehinderte Diabetiker ermöglichen.
5G-Telekommunikation – Huaweis Flaggschiff-Mobilchipsatz Kirin 9000 verfügt über mehrfarbige Legenden, die Bereiche wie Anwendungsprozessor, 5G-Modem und KI-Logik hervorheben.
Gaming – Die GeForce RTX-Grafikkartenserie von Nvidia verfügt über einen hochwertigen silbernen Siebdruck und metallische Logos, die für Enthusiasten attraktiv sind.
IoT-Wearables – Das Fitbit Charge-Smartband vereint Multisensor-Leiterplatten mit dichter Komponentenmarkierung in einem schlanken Profil.
Tatsächlich sorgt der lebendige Siebdruck, der sowohl in Consumer-Gadgets als auch in Spezialsystemen gleichermaßen zu Hause ist, weiterhin für ein Benutzererlebnis in allen Umgebungen.
Entwicklung der Fähigkeiten
Angetrieben durch die unerbittlichen Anforderungen der Branche erschließen legendäre Innovationen weiterhin neue Möglichkeiten.
Häufig gestellte Fragen
Q1. Kann man beide Seiten einer Leiterplatte mit einem Siebdruckverfahren versehen?
Ja, normalerweise trägt der Siebdruck auf der Oberseite primäre Markierungen (für bestückte Komponenten), während auf der Unterseite für die Produktion relevante Textnotizen wie Panelränder oder Routing-Anweisungen enthalten sind. Dadurch wird vermieden, dass die obere Baugruppenansicht unübersichtlich wird.
Q2. Schützt die Lötmaskenschicht die Siebdrucklegende?
Die vor dem Siebdruck auf das blanke Kupfer aufgetragene Lötmaske sorgt für chemische und mechanische Beständigkeit und schützt die empfindliche Beschriftungstinte darunter vor Verarbeitungslösungsmitteln und Montagebelastungen. Daher arbeiten beide synergetisch mit den Maskenisolierbahnen und der Legendenführungsgruppe zusammen.
Q3. Was ist die typische Siebdruckdicke?
Der ausgehärtete Siebdruck-Tintenfilm misst normalerweise zwischen 3 und 8 Mil (75 und 200 Mikrometer). Dickere Beschichtungen über 10 mil können den Sitz der Komponenten beeinträchtigen, während dünnere Beschichtungen die Legende nicht ausreichend schützen. Durch die Optimierung der Dicke wird eine ausreichende Belastbarkeit gewährleistet.
Q4. Können Sie die Siebdruckschicht mit Panels versehen?
Tatsächlich helfen Panelisierungsfunktionen wie Platinenumrisse, Abreißlaschen oder Werkzeuglöcher bei der Anordnung angeordneter Leiterplatten für die Stapelverarbeitung/-handhabung. Gruppendetails lassen sich am besten im Siebdruck markieren, der sich darüber befindet und eine bessere Visualisierung als interne Ebenen ermöglicht.
F5. Werden grüne Siebdrucke bevorzugt?
Während jede gut sichtbare Farbe funktioniert, bevorzugen Massenmontagelinien weiße oder grüne Beschriftungen gegenüber belebten oder dunkel gefärbten Tafeln, um die Erkennung durch nach unten gerichtete Kameras zu erleichtern. Neue Kamerainnovationen überwinden jedoch Einschränkungen und eröffnen Möglichkeiten zur Farbanpassung.
Der unauffällige PCB-Siebdruck passt sich den steigenden Herstellungs- und Betriebskomplexitäten an und meistert jeden Anlass mit Eleganz durch Einfachheit! Es ermöglicht Benutzern und Ingenieuren gleichermaßen über Produktions- und Produktlebenszyklen hinweg, die Möglichkeiten der Elektronik weiter zu gestalten. Tatsächlich sprechen kleine gedruckte Kennungen, die über die Tafeln verstreut sind, Bände und ermöglichen die Kakophonie moderner technologischer Wunder, um Skeptiker zum Schweigen zu bringen!
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.12.2023
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