จะทำอย่างไรให้ PCB Silkscreen เป็นที่พอใจ?

ซิลค์สกรีนคือชั้นของข้อความและสัญลักษณ์ที่พิมพ์ลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) — ตัวระบุอ้างอิง เครื่องหมายขั้ว โลโก้ และคำเตือน — ซึ่งเปลี่ยนแผ่นวงจรเปล่าๆ ให้กลายเป็นสิ่งที่ผู้ประกอบ ผู้ทดสอบ และช่างเทคนิคสามารถอ่านได้ ซิลค์สกรีนที่ดีจะช่วยเพิ่มความเร็วในการประกอบและป้องกันข้อผิดพลาด ซิลค์สกรีนที่ไม่ดีจะทับซ้อนกับแผ่นรอง อ่านไม่ออก หรือถูกตัดออกในขั้นตอนการผลิต คู่มือนี้จะอธิบายว่าซิลค์สกรีนคืออะไร กฎการออกแบบที่ทำให้สามารถอ่านได้ สีและตัวเลือกการใช้งาน และวิธีที่ Highleap Electronics ผลิตสัญลักษณ์ที่สะอาดและอ่านง่าย

1. การพิมพ์สกรีนบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB silkscreen) คืออะไร และมีอะไรอยู่บนนั้นบ้าง?

การพิมพ์สกรีนบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB silkscreen) คือชั้นหมึกพิมพ์ — โดยปกติจะเป็นสีขาว — ที่พิมพ์ทับบนชั้นมาสก์บัดกรี เพื่อเพิ่มข้อความและสัญลักษณ์ที่มนุษย์อ่านได้ลงบนแผ่นวงจร เช่น รหัสอ้างอิงของชิ้นส่วน เครื่องหมายขาและขั้ว ชื่อและรุ่นของแผ่นวงจร โลโก้ จุดทดสอบ และเครื่องหมายเตือนหรือเครื่องหมายความปลอดภัย การพิมพ์สกรีนไม่มีหน้าที่ทางไฟฟ้า หน้าที่ของมันคือการให้ข้อมูล ทำให้สามารถประกอบ ตรวจสอบ และซ่อมบำรุงแผ่นวงจรได้อย่างถูกต้อง

ข้อมูลเหล่านั้นมีความสำคัญในทุกขั้นตอน: ตัวกำหนดรหัสอ้างอิงจะบอกผู้ประกอบและเครื่องวางชิ้นส่วนว่าชิ้นส่วนใดควรอยู่ตรงไหน เครื่องหมายขั้วจะป้องกันการติดตั้งกลับด้าน และข้อความแก้ไขจะระบุแผงวงจร การพิมพ์สกรีนจะถูกพิมพ์ทับบนมาสก์บัดกรีดังนั้นทั้งสองชั้นจึงทำงานร่วมกันทางสายตา และการพิมพ์สกรีนที่ทำได้อย่างดีเยี่ยมบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB)เป็นหนึ่งในสิ่งง่ายๆ ที่แยกแยะแผงวงจรระดับมืออาชีพออกจากแผงวงจรที่สร้างความสับสน

2. หลักเกณฑ์การออกแบบซิลค์สกรีนสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์: ขนาดตัวอักษรและความกว้างของเส้นขั้นต่ำ

กฎการออกแบบซิลค์สกรีนหลักๆ คือ ความกว้างของเส้นและความสูงของตัวอักษรขั้นต่ำที่ผู้ผลิตสามารถพิมพ์ได้อย่างน่าเชื่อถือ และห้ามวางซิลค์สกรีนทับแผ่นรองหรือรูเชื่อมต่อที่เปิดโล่ง ตัวอักษรที่อยู่ต่ำกว่าขนาดขั้นต่ำจะกลายเป็นจุดเบลอๆ อ่านไม่ออก และหมึกบนแผ่นรองจะรบกวนการบัดกรี ดังนั้น ความชัดเจนและการเว้นระยะห่างจึงเป็นข้อจำกัดสองประการที่สำคัญ กฎสำคัญ:

• ความกว้างเส้นขั้นต่ำ แต่ละเส้นต้องมีความกว้างเพียงพอเพื่อให้กระบวนการพิมพ์แสดงผลได้อย่างคมชัด เส้นที่บางเกินไปจะเลอะหรือขาดตอน
• ความสูงของข้อความขั้นต่ำ ตัวอักษรจำเป็นต้องมีความสูงขั้นต่ำ (และอัตราส่วนความกว้างต่อความสูง) เพื่อให้อ่านได้ชัดเจน ตัวอักษรเล็กเกินไปเป็นการสิ้นเปลืองหมึก
• ไม่มีการพิมพ์สกรีนบนแผ่นรอง ควรระวังอย่าให้หมึกสัมผัสกับแผ่นบัดกรีและโลหะที่เปิดโล่ง เนื่องจากจะรบกวนการบัดกรีและอาจทำให้เกิดความเสียหายได้
• ปราศจากรูและช่องเจาะ หมึกที่ไหลลงไปในรูหรือช่องจะพิมพ์ออกมาได้ไม่ดีและไม่มีประโยชน์

ข้อกำหนดขั้นต่ำที่แน่นอนขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งานและความสามารถของผู้ผลิต ดังนั้นควรตรวจสอบให้แน่ใจแทนที่จะคาดเดา กฎเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบแผงวงจรที่ประกอบได้อย่างเรียบร้อย ซึ่งเป็นชุดการตรวจสอบเดียวกันกับที่ครอบคลุมในการตรวจสอบปัญหาด้านการผลิต ใดๆ — ลวดลายบนแผงวงจรที่ละเมิดกฎเหล่านี้มักจะถูกตัดออกหรือละทิ้งโดยโรงงานผลิตโดยไม่แจ้งให้ทราบล่วงหน้า

3. วิธีการจัดเรียงแผ่นสกรีนเพื่อการประกอบที่เรียบร้อยและปราศจากข้อผิดพลาด

จัดวางซิลค์สกรีนให้ตัวระบุอ้างอิงแต่ละตัวเชื่อมโยงกับชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจน จัดวางในแนวเดียวกันเพื่อให้ง่ายต่อการอ่าน และไม่ควรซ่อนอยู่ใต้ชิ้นส่วนที่ติดป้ายกำกับ เป้าหมายคือเพื่อให้ผู้ประกอบสามารถระบุและจัดวางชิ้นส่วนทุกชิ้นได้ในพริบตา การจัดวางอย่างรอบคอบจะเปลี่ยนซิลค์สกรีนจากสิ่งรกตาให้กลายเป็นเครื่องมือช่วยในการประกอบอย่างแท้จริง:

• ติดป้ายกำกับชิ้นส่วนไว้ข้างๆ ชิ้นส่วนนั้นๆ และมีความสม่ำเสมอ (เช่น สามารถอ่านได้จากทิศทางเดียวกันหรือสองทิศทาง) เพื่อไม่ให้เกิดความคลุมเครือว่าป้ายกำกับใดเป็นของส่วนประกอบใด
• ควรติดป้ายกำกับให้มองเห็นได้หลังจากประกอบเสร็จ ในกรณีที่ทำได้จริง เพื่อช่วยในการตรวจสอบและแก้ไขงาน ไม่ใช่แค่การวางตำแหน่งครั้งแรกเท่านั้น เพราะตัวกำหนดตำแหน่งที่ซ่อนอยู่ใต้ชิ้นส่วนนั้นจะไม่สามารถอ่านได้ในภายหลัง
• ทำเครื่องหมายขั้วและขาพินให้ชัดเจน สำหรับชิ้นส่วนที่มีขั้วทุกชิ้น ซึ่งเป็นกลไกป้องกันการประกอบกลับด้านที่สำคัญที่สุด
• หลีกเลี่ยงความแออัด บนกระดานที่มีข้อมูลหนาแน่น ให้เน้นเครื่องหมายที่ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดและทำให้ภาพรวมดูเรียบร้อย การจัดวางแบบซิลค์สกรีน ทับซ้อนกับข้อความตกแต่ง

ผลที่ได้คือการประกอบที่เร็วขึ้น การตรวจสอบที่ง่ายขึ้น และข้อผิดพลาดในการประกอบที่น้อยลง บนแผงวงจรที่มีพื้นที่จำกัด การจัดวางเครื่องหมายที่ชัดเจนและใช้งานได้จริงโดยไม่ทับซ้อนกับแผ่นรองหรือข้อความอื่นๆ นั้นต้องใช้ทักษะอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการจัดวางซิลค์สกรีนให้ดีจึงเป็นงานออกแบบอย่างหนึ่ง

4. การเลือกสีซิลค์สกรีนและส่วนผสมของมาสก์กันบัดกรีสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)

สีมาตรฐานที่ใช้ในการพิมพ์สกรีนคือสีขาว แต่ก็มีสีดำ สีเหลือง และสีอื่นๆ ให้เลือกเช่นกัน โดยควรเลือกสีที่มีความแตกต่างอย่างชัดเจนกับสีของแผ่นกันบัดกรี เพื่อให้ตัวอักษรยังคงอ่านได้ชัดเจน การพิมพ์สกรีนและแผ่นกันบัดกรีเป็นส่วนประกอบที่มองเห็นได้ตรงกัน ดังนั้นจึงควรเลือกสีทั้งสองร่วมกันเพื่อให้อ่านง่ายและดูสวยงาม

หลักการใช้งานจริงคือความแตกต่างของสี: สีขาวบนพื้นสีเขียวหรือสีดำเป็นสีคลาสสิกที่อ่านง่ายมาก ในขณะที่ควรหลีกเลี่ยงการใช้สีเดียวกันบนพื้นเดียวกัน (เช่น สีดำบนพื้นสีดำ) เพราะตัวอักษรจะมองไม่เห็นสีของแผ่นปิดกันบัดกรี ทั้งหมด เข้ากันได้กับตัวเลือกสีพิมพ์สกรีนเหล่านี้ ดังนั้นควรเลือกสีที่อ่านง่ายเป็นอันดับแรกและสีที่สวยงามเป็นอันดับสอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนแผงวงจรที่ผู้ประกอบและช่างเทคนิคต้องอ่านคำอธิบายได้อย่างรวดเร็ว

5. วิธีการพิมพ์สกรีน: การพิมพ์สกรีน, LPI และอิงค์เจ็ท

การพิมพ์สกรีนมี 3 วิธีหลัก ได้แก่ การพิมพ์สกรีนแบบดั้งเดิม (หมึกถูกดันผ่านแม่พิมพ์) การพิมพ์ภาพด้วยหมึกเหลว (LPI ซึ่งเป็นหมึกที่พัฒนาด้วยกระบวนการถ่ายภาพเพื่อให้ได้รายละเอียดที่คมชัด) และการพิมพ์อิงค์เจ็ท (พิมพ์แบบดิจิทัล เหมาะสำหรับข้อความขนาดเล็กและข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงได้) วิธีการนี้กำหนดความละเอียดที่ทำได้และขนาดคุณลักษณะขั้นต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีปฏิสัมพันธ์กับกฎการออกแบบข้างต้น:

• การพิมพ์สกรีน การพิมพ์แบบนี้ใช้หมึกผ่านตะแกรงที่มีลวดลาย ซึ่งเป็นวิธีที่ประหยัดและพบได้ทั่วไป แต่ให้ผลลัพธ์ที่หยาบกว่า จึงต้องใช้ขนาดตัวอักษรและความกว้างของเส้นที่ใหญ่กว่า
• การถ่ายภาพของเหลว (LPI) เคลือบและพัฒนาภาพหมึกเพื่อให้ได้ความละเอียดสูงขึ้นและตัวอักษรที่คมชัดยิ่งขึ้น เหมาะสำหรับกระดาษแข็งที่มีความหนาแน่นสูง
• อิงค์เจ็ท พิมพ์คำอธิบายสัญลักษณ์แบบดิจิทัลโดยไม่ต้องใช้หน้าจอ ทำให้ได้รายละเอียดที่คมชัดและสามารถปรับเปลี่ยนเนื้อหาในแต่ละกระดานได้ เกี่ยวข้องกับ การพิมพ์อิงค์เจ็ท PCB.

วิธีการพิมพ์ที่มีความละเอียดสูงขึ้นช่วยให้สามารถพิมพ์ตัวอักษรได้เล็กและคมชัดขึ้น ซึ่งมีความสำคัญในแผงวงจรสมัยใหม่ที่มีพื้นที่จำกัดสำหรับคำอธิบายสัญลักษณ์ วิธีการที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับความละเอียดของการพิมพ์สกรีนที่ต้องการและความหนาแน่นของแผงวงจร ดังนั้นจึงต้องปรับให้เข้ากับการออกแบบมากกว่าที่จะกำหนดตายตัว และนั่นจะเป็นตัวกำหนดขนาดตัวอักษรและความกว้างของเส้นขั้นต่ำที่คุณสามารถใช้งานได้อย่างมั่นใจ

6. วิธีที่ Highleap ผลิตงานพิมพ์ซิลค์สกรีนที่คมชัดและอ่านง่าย

Highleap ผลิตงานพิมพ์สกรีนที่คมชัดและอ่านง่าย โดยปรับวิธีการใช้งานให้เหมาะสมกับรายละเอียดของแผงวงจร รักษาขนาดตัวอักษรและความกว้างของเส้นให้น้อยที่สุด และจับคู่สีของงานพิมพ์สกรีนกับสีของหน้ากากบัดกรีเพื่อให้ได้ความคมชัดสูง ตัวอักษรที่พิมพ์จะอยู่ห่างจากแผ่นรองและรูเชื่อมต่อ โดยมีตัวระบุอ้างอิง เครื่องหมายขั้ว และข้อความแก้ไขที่คมชัด ทำให้แผงวงจรประกอบ ตรวจสอบ และซ่อมบำรุงได้ง่าย

เนื่องจากคุณภาพและการจัดวางซิลค์สกรีนส่งผลต่อความแม่นยำในการผลิต การตรวจสอบความสามารถในการผลิตจึงตรวจสอบความชัดเจนของคำอธิบายสัญลักษณ์ ระยะห่างของแผ่นรอง และเครื่องหมายใดๆ ที่กระบวนการผลิตจะตัดออก ซึ่งจะช่วยตรวจจับปัญหาได้ก่อนที่จะผลิตแผงวงจร Highleap จัดการเรื่องนี้ภายในกระบวนการผลิต PCBและสนับสนุนแผงวงจรที่ประกอบเสร็จแล้วผ่านการประกอบแบบครบวงจรซึ่งการระบุสัญลักษณ์ที่ชัดเจนจะช่วยเร่งการจัดวางและการตรวจสอบ เมื่อคุณขอใบเสนอราคา โปรดระบุสีของซิลค์สกรีนและมาสก์บัดกรี ความต้องการข้อความขนาดเล็ก และว่าคุณต้องการเครื่องหมายพิเศษหรือข้อมูลเฉพาะต่อแผงวงจรหรือไม่ เพื่อให้คำอธิบายสัญลักษณ์ถูกผลิตอย่างถูกต้อง

7. คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการพิมพ์ลายสกรีนบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB silkscreen FAQ)

ชั้นซิลค์สกรีนบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) มีหน้าที่อะไร?

แผ่นวงจรนี้มีข้อความและสัญลักษณ์พิมพ์อยู่ เช่น ตัวระบุอ้างอิง เครื่องหมายขั้วและขาที่หนึ่ง ชื่อและรุ่นของแผ่นวงจร โลโก้ และคำเตือน เพื่อให้สามารถอ่านแผ่นวงจรได้สำหรับการประกอบ การตรวจสอบ และการซ่อมบำรุง แผ่นวงจรนี้ไม่มีฟังก์ชันทางไฟฟ้า

ขนาดตัวอักษรพิมพ์สกรีนขั้นต่ำบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) คือเท่าใด?

ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งานและความสามารถของผู้ผลิต แต่ตัวอักษรแต่ละตัวจำเป็นต้องมีความสูงและความกว้างของเส้นขั้นต่ำเพื่อให้สามารถอ่านได้ชัดเจน หากข้อความมีความสูงต่ำกว่าค่าขั้นต่ำนั้น ข้อความจะเลือนรางหรือขาดตอน ดังนั้นควรตรวจสอบข้อจำกัดกับผู้ผลิตของคุณอีกครั้ง

สามารถพิมพ์สกรีนทับแผ่นรองหรือรูเชื่อมต่อได้หรือไม่?

ไม่ — หมึกบนแผ่นบัดกรีจะรบกวนการบัดกรีและอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ และหมึกในรูเชื่อมต่อจะพิมพ์ได้ไม่ดี ควรเว้นพื้นที่พิมพ์สกรีนให้ห่างจากแผ่นบัดกรี โลหะที่เปิดโล่ง และรูต่างๆ ผู้ผลิตมักจะตัดหมึกที่ละเมิดข้อนี้ออก

สีสกรีนแบบไหนดีที่สุด?

เลือกสีที่มีความแตกต่างมากที่สุดเมื่อเทียบกับแผ่นปิดรอยบัดกรี สีขาวเป็นสีมาตรฐานและอ่านง่ายบนพื้นสีเขียวหรือสีดำ บนแผ่นปิดรอยบัดกรีสีขาว จะใช้การพิมพ์สกรีนสีดำ หลีกเลี่ยงการใช้สีเดียวกันบนพื้นสีเดียวกัน เพราะจะทำให้ตัวอักษรไม่ชัดเจน

ทำไมลายสกรีนบางส่วนบนแผ่นวงจรที่เสร็จแล้วถึงหายไป?

โดยปกติแล้วสาเหตุเกิดจากขนาดตัวอักษรหรือเส้นเล็กกว่าขนาดขั้นต่ำ หรือหมึกไปเปื้อนแผ่นรองหรือรูเชื่อมต่อ และถูกตัดออกในกระบวนการผลิต การออกแบบโดยปฏิบัติตามกฎขนาดตัวอักษร/เส้นขั้นต่ำ และหลีกเลี่ยงแผ่นรองจะช่วยป้องกันปัญหานี้ได้

ฉันสามารถพิมพ์คิวอาร์โค้ดหรือโลโก้ลงบนงานพิมพ์สกรีนได้หรือไม่?

ใช่แล้ว โลโก้และกราฟิกคงที่สามารถพิมพ์ได้ดีด้วยระบบซิลค์สกรีน และสามารถใส่รหัสคงที่ (ที่ไม่ซ้ำกัน) ได้ สำหรับรหัสเฉพาะสำหรับแต่ละแผ่นวงจรและการกำหนดหมายเลขซีเรียล จะใช้การพิมพ์ด้วยเลเซอร์หรืออิงค์เจ็ทแทน เนื่องจากซิลค์สกรีนจะพิมพ์ภาพเดียวกันบนทุกแผ่นวงจร