Serigrafía de PCB (PCB Silkscreen): Todo lo que necesita saber

La serigrafía es la capa más superior de una PCB; agregar una capa de serigrafía es el paso final en la fabricación de PCB. Esta capa añade marcas de tinta para identificar los componentes de la PCB, puntos de prueba, símbolos, logotipos y otros detalles importantes. La serigrafía desempeña un papel crucial al ayudar a fabricantes y diseñadores a identificar fácilmente los componentes mediante anotaciones en la PCB.

La tinta de serigrafía es una resina epoxi especialmente formulada como no conductora. Está disponible en varios colores; los más comunes en la industria son negro y blanco. El software de diseño de PCB generalmente utiliza fuentes estándar para las capas de serigrafía, aunque los diseñadores tienen la flexibilidad de elegir otras fuentes según sea necesario. En este artículo, exploraremos la importancia de la serigrafía, las pautas de diseño, consejos útiles y cómo incorporar fuentes personalizadas en la capa de serigrafía. Consulte la guía completa sobre cómo se fabrican las PCB en la fábrica de JLCPCB.

¿Qué es la Serigrafía en una PCB?

Piense en carreteras y calles que carecen de textos de dirección o distancia y de puntos de referencia. ¿Tienen algún sentido? De manera similar, la serigrafía de una PCB cumple el mismo papel que los puntos de referencia y textos. Proporciona información basada en texto sobre diversos puntos del circuito, componentes y circuitos adicionales según sea necesario. La serigrafía se utiliza principalmente para marcar puntos de prueba y anotar los prefijos de los nombres de los componentes. La serigrafía se puede colocar durante la fabricación mediante un proceso de foto-imagen líquido UV, similar al utilizado para la aplicación de la máscara de soldadura. Si necesita líneas muy finas, su fabricante puede utilizar un proceso alternativo llamado “impresión directa de leyenda”.

¿Qué Debe Incluir la Serigrafía de una PCB?

Aquí hay información que debería incluir en la serigrafía de su PCB:

• Imprimir logotipos de la empresa, el nombre del diseñador/fabricante
• Señales de advertencia, como Alto Voltaje
• Números de versión, como Ver1.0, V2.0, V3.0, V4.0, entre otros
• Puntos de prueba
• Números de componentes y orientación
• Conexiones de pines, especialmente para headers

Toda esta información puede amontonarse en una placa densamente poblada; más adelante en este artículo veremos algunas formas de organizar las marcas de serigrafía. El ejemplo anterior muestra una PCB ensamblada con parte de la información de la lista anterior.

Marcas de serigrafía estándar de la industria:

Los marcas regulatorias indican que un diseño de PCB cumple con regulaciones específicas o ha pasado las inspecciones correspondientes. Entre las marcas habituales se encuentran RoHS, FCC, CE y los símbolos de gestión de residuos electrónicos, que suelen aparecer en productos de consumo y comerciales que cumplen con los estándares requeridos. Otra marca importante es el símbolo UL, que indica que el diseño fue fabricado y ensamblado en una instalación certificada por UL, cumpliendo con los estándares de seguridad UL 796 y UL 94. Estas marcas garantizan que el producto cumple con los requisitos de la industria y de seguridad.

Cómo limpiar la serigrafía:

Cuando trabaja en un diseño denso, existe la posibilidad de que sus designadores de referencia y otras marcas de serigrafía se superpongan. Con la demanda actual de placas miniaturizadas y compactas, es casi imposible incluir toda la información. Esto significa que probablemente tendrá que limpiar y reorganizar algunos designadores para que no se superpongan, sean fáciles de leer y indiquen claramente la posición de los componentes. Podemos colocar algunos designadores más alejados de los componentes. Evite colocar serigrafía sobre pads, vías y pistas expuestas.

En este sentido, priorice sus marcas como se describe a continuación:

1. Comience con los requisitos regulatorios: ROHS, libre de plomo, clasificaciones de seguridad y otros estándares IPC.
2. Considere la identificación del fabricante, como número de serie de la PCB, etiquetas y logotipo.
3. Priorice ayudas de ensamblaje, como indicadores de polaridad y colocación.
4. Considere los designadores y nombres de los componentes.
5. Considere los puntos de prueba e indicadores de jumpers.

Siguiendo esta guía, si prioriza sus marcajes, aprovechará al máximo la identificación y etiquetado de la PCB, incluso en placas pequeñas.

Diferentes métodos para crear serigrafía en PCB:

Existen varios métodos para imprimir serigrafía (silkscreen printing) en una PCB, incluyendo:

Serigrafía: Este es el método más común para crear serigrafía en una PCB. Consiste en utilizar una malla fina para transferir la impresión a la PCB.

Impresión por inyección de tinta: Este método utiliza una impresora de inyección de tinta para imprimir directamente la serigrafía sobre la PCB. La impresora está equipada con un cabezal especial que puede imprimir sobre la superficie de la PCB.

Impresión láser: Este método utiliza un láser para grabar la serigrafía en la PCB. El láser es guiado por un diseño generado por computadora, que quema la superficie de la PCB para crear la serigrafía.

El método de serigrafía es el más utilizado por los fabricantes; el proceso completo de impresión de serigrafía se muestra a continuación.

Proceso de serigrafía en PCB:

El proceso de serigrafía en PCB consiste en aplicar tinta no conductora, generalmente blanca, negra o amarilla, para etiquetar componentes, puntos de prueba y otras marcas importantes. Estos son todos los pasos desde el diseño hasta el producto final:

1. Preparación del diseño: La capa de serigrafía se crea en el software de diseño de PCB y se convierte en un archivo Gerber. Este archivo incluye toda la información sobre la PCB.

2. Preparación de la pantalla: Imprima el diseño que preparó en el paso uno en papel transparente. Después, colóquelo sobre la tela de seda seca de la manera en que desea que aparezca en la PCB real.

3. Impresión: Luego coloque la tela sobre la placa y asegure el diseño firmemente con cinta transparente. La tinta se aplica a través de la pantalla sobre la PCB utilizando una escobilla.

4. Curado: Exponga el diseño de la placa a una máquina UV cubriendo el otro lado con material opaco. La tinta se cura mediante luz UV o calor para solidificar las marcas.

5. Control de calidad: Se inspecciona la placa para asegurar que las etiquetas sean claras y precisas.

Este proceso asegura una identificación rápida de los componentes y facilita el ensamblaje y la solución de problemas. Para conocer más sobre el diseño de PCB, consulte nuestra guía definitiva sobre el proceso de fabricación de PCB.

Tipos de Serigrafía en PCB:

En la fabricación de PCB, se utilizan principalmente dos tipos de procesos de serigrafía:

• Serigrafía manual
• Foto-imagen líquida (LPI)
• Impresión directa de leyenda (DLP)

Cada uno de estos métodos tiene características únicas, ventajas y desventajas, y su aplicación depende en gran medida de los requisitos específicos del diseño de la PCB.

1. Serigrafía manual: Implica usar una plantilla para aplicar tinta manualmente. Este método es rentable para diseños simples pero menos preciso para PCB complejas. El proceso incluye:

• Cubrir la pantalla con una capa de emulsión fotosensible
• Exponerla a la luz a través de un positivo en película del diseño
• Lavar la emulsión para crear un stencil del diseño en la pantalla
• Aplicar la tinta a través del stencil sobre la superficie a imprimir

2. Foto-imagen líquida (LPI): Se aplica una resina epoxi fotosensible sobre la PCB, que luego se expone a luz ultravioleta a través de una película que contiene el patrón de leyenda deseado. Esto crea marcas finas y detalladas en la PCB. Es ideal para placas de alta densidad. Sin embargo, el proceso es más lento y costoso que otros métodos. La necesidad de exposición UV y revelado aumenta el tiempo de fabricación, y el uso de resina fotosensible y películas incrementa los costes de material.>

3. Impresión directa de leyendas (DLP): Utiliza tecnología de impresión por chorro de tinta para aplicar la tinta directamente sobre la PCB. DLP es rápido, preciso y elimina la necesidad de plantillas, lo que lo convierte en una opción preferida para la producción moderna de PCBs. Al no requerir películas ni exposición a UV, el proceso DLP puede reducir significativamente el tiempo de fabricación. Aunque puede no alcanzar la alta resolución que ofrece el proceso LPI, por lo tanto, DLP puede no ser adecuado para PCBs que requieren alta durabilidad de la serigrafía.

Cada método tiene sus ventajas en términos de coste, precisión y complejidad.

Notas de fabricación de JLCPCB sobre Impresión de serigrafía:

Espaciado y grosor de línea:

Para que la serigrafía sea clara en la placa, el ancho de los textos (líneas rellenas) y el espacio entre letras debe ser de al menos 0,15 mm, con una altura no inferior a 1 mm. La proporción preferida de ancho a altura es 1:6.

Superposición y priorización:

Cuando la serigrafía se superpone con las aperturas, seguiremos el principio de dar prioridad a las aperturas. En otras palabras, ignoraremos la serigrafía y realizaremos únicamente las aperturas en las placas. En estas circunstancias, si desea mantener la serigrafía sobre las aperturas, por favor indique esto en la columna de observaciones para que nuestros ingenieros y fábricas presten atención y cumplan con sus necesidades.

Serigrafía en PCBs de aluminio:

Actualmente, soportamos colores de serigrafía blanca y negra para placas de aluminio. La serigrafía blanca se aplicará sobre máscara de soldadura verde y negra, mientras que la serigrafía negra se aplicará sobre máscara de soldadura blanca. Tenga en cuenta que no se recomienda aplicar serigrafía sobre superficies de aluminio desnudo debido a su baja adhesión, lo que puede hacer que se desprenda fácilmente. Para obtener más información sobre el pedido de PCBs y los archivos utilizados en ellas, consulte nuestro blog sobre formatos de archivo explicando estos aspectos.