Doska s plošnými spojmi alebo PCB, či DPS je základnou súčasťou každého elektronického zariadenia. Jej primárnou úlohou je poskytovať montážnu oporu a zabezpečovať elektrické prepojenia pre rôzne elektronické a neelektronické komponenty a umožňuje ich harmonické fungovanie. Medzi nie menej jej dôležité súčasti patrí aj technologická vrstva na doske plošného označovaná ako "silkscreen", alebo sieťotlačová vrstva, ktorá obsahuje dôležité informácie potrebné či už k osádzaniu, oprave, alebo údržbe dosky plošného spoja.

Vrstva sieťotlače na každej doske plošných spojov hovorí pracovníkovy pri osádzaní komponentov, kde na doske má umiestniť ktorú súčiastku a v akej orientácii. Zvyčajne má sieťotlač pre každý komponent jedinečné označenie a pracovník sa tak môže na toto označenie odvolať v kusovníku, aby sa dozvedel všetky podrobnosti o danom komponente.

Čo je sieťotlač?

Návrhár vytvára v procese návrhu dosky plošného spoja sieťotlač ako samostatnú vrstvu dosky plošného spoja a pridá ju k ostatným vrstvám PCB. Výrobca nanesie sieťotlač na DPS len v prípade, ak o to konštruktér požiadal v osobitných pokynoch uvedených pri objednávke. Návrhár zároveň uvádza na vrstve sieťotlače rôzne dôležité informácie, ako sú napríklad:

• referenčné označenia všetkých komponentov na doske
• orientácia komponentov
• polarita komponentov
• obrys komponentov
• testovacie / kontrolné body
• výstražné symboly
• číslo verzie dosky plošných spojov
• sériové číslo DPS
• logo výrobcu
• testovacie certifikáty

V prípade DPS s komponentmi THD alebo komponentmi len na povrchovú montáž môže konštruktér použiť len jednu sieťotlačovú vrstvu určenú na horný povrch dosky. Ak má DPS priechodné otvory (prekovy) alebo THD súčiastky, konštruktér môže rozdeliť sieťotlač na dve časti. Na sieťotlači pre horný horný povrch je väčšina informácií, zatiaľ čo na sieťotlači pre spodný povrch je dodatočne uvedené referenčné označenie, orientácia a polarita komponentov. Pre tlač na PCB výrobcovia používajú nevodivý epoxidový atrament. Konštruktér musí zabezpečiť, aby farba sieťotlače nezasahovala do medených podložiek určených na spájkovanie.

Metódy nanášania sieťotlače

Ručné nanášanie sieťotlače

Manuálna metóda nanášania sieťotlače je užitočná, pokiaľ je šírka čiary väčšia ako 0,007 palca alebo 7 milimetrov a tolerancia nie je menšia ako 0,005 palca alebo 5 milimetrov. Výrobca používa text a informácie o stopách vo vrstve sieťotlače na vytvorenie šablóny na nylonovej tkanine. Táto tkanina je napnutá na ráme, čo umožňuje prechod epoxidovej farby cez šablónu a vytvorenie sieťotlače na povrchu dosky. Doska si následne po nanesení vyžaduje vytvrdenie v peci, aby sa atrament fixoval na povrchu PCB.

Nanášanie sieťotlače pomocou fotocesty

Pre tenšie čiary, ako sú 4 milimetre, nie je ručná tlač vhodná a výrobcovia používajú metódu fototlače alebo LPI (Liquid Photo Imaging). Na DPS sa nanesie vrstva epoxidovej živice citlivej na svetlo. Na epoxidovú vrstvu sa nanesie obraz sieťotlače a doska sa vystaví UV svetlu. Potom sa z dosky chemicky odstránia neexponované časi epoxidu, pričom na doske zostane iba obraz sieťotlače, ktorý sa potom fixuje vytvrdnutím a stabilizovaním tak, aby stratil citlivosť na UV svetlo. Hoci metóda LPI ponúka vyššiu presnosť v porovnaní s metódou ručnej tlače, spotrebuje oveľa viac farby a vyžaduje si viac času na jej presné nastavenie.

Priama tlač sieťotlače

Táto metóda je najpresnejšia ale zároveň aj najdrahšia zo všetkých ostatných. Vyžaduje počítač, softvér CAD, akrylový atrament a atramentový projektor. Počítač riadi projektor tak, aby vstrekol farbu na dosku plošných spojov podľa sieťotlače, ktorá sa podrobí UV vytvrdzovaniu. Jej prednosťou je rýchlosť aplikácie a fakt, že je ju možné použiť rovnako na malé, ale aj veľké výrobné série.

Na videu od spoločnosti PCBWay nižšie je ukážka tohoto spôsobu nanášania sieťotlače.

Prečo používať sieťotlač na PCB?

Použitie sieťotlače na doske plošného spoja má niekoľko významných výhod:

• Osádzači môžu používať referenčné označenia na presné umiestnenie komponentov na doske.
• Osádzači vedia správne určiť orientáciu a polaritu komponentov.
• Technici môžu rýchlo a presne identifikovať testovacie body na doske plošných spojov pri riešení problémov alebo meraniach.
• Technici môžu vidieť výstražné symboly pre vysoké napätie a podľa toho nastaviť konkrétne úrovne napätia a prúdu.
• Technici môžu ľahko identifikovať komponenty, ktoré musia vymeniť pri potrebe opravy dosky.

Na čo je potrebné brať zreteľ pri návrhu sieťotlače?

Na zlepšenie kvality identifikácie, montáže a testovania komponentov na doske plošného spoja je potrebné, aby sieťotlač spĺňala určité špecifikácie návrhu.

• Farba - keďže výrobca nanáša sieťotlač na vrstvu spájkovacej masky, farba pre sieťotlač by mala byť v kontraste oproti farbe spájkovacej masky. Biela farba sieťotlače najlepšie funguje na zelenej vrstve spájkovacej masky, ale prijateľná by mala byť akákoľvek kontrastná farba, ktorá umožňuje ľahkú čitateľnosť.
• Medzery a rozmery - pre správnu čitateľnosť musia mať čiary a písmená sieťotlače správne medzery a rozmery. Návrhár musí tento aspekt konzultovať so svojím zmluvným výrobcom. Farba zo sieťotlače nesmie v žiadnom prípade zasahovať do spájkovateľných medených podložiek.
• Usmernenia pre návrh DPS a DFM - informácie uvedené formou sieťotlače by mali byť súčasťou usmernení pre návrh DPS a návrh pre výrobu alebo DFM (Design for Manufacturing). Tým sa zabezpečí, že všetky sieťotlače pre rôzne PCB budú mať štandardizovaný dizajn.

Záver

Použitie sieťotlače na PCB výrazne pomáha zlepšiť jej kvalitu a spoľahlivosť. Sieťotlač je totiž nápomocná vo fáze prvotnej montáže a testovania a zároveň výrazne skracuje čas potrebný na odstránenie problémov. Dodatočné náklady na zahrnutie sieťotlačovej vrstvy sa určite oplatí vynaložiť na zlepšenie kvality a spoľahlivosti vašej dosky plošných spojov.

Spoločnosť PCBWay dokáže vyrobiť vysoko kvalitné sieťotlačové masky na dosky plošných spojov vo viacerých farbách a vo výbornej kvalite o čom sa môžete presvedčiť aj vy.

Objednať PCB od spoločnosti PCBWay