ソルダーマスクの凡例としても知られるシルクスクリーンは、コンポーネント、接点、ブランドロゴを識別し、自動組み立てを容易にするために、特殊インクを使用して PCB 上に印刷されるテキストまたはシンボルです。PCB 実装とデバッグをガイドするマップとして機能するこの最上位層は、機能、ブランド、規制基準、美観に及ぶ驚くほど重要な役割を果たします。
主な機能。
何百もの微細なコンポーネントを収容する高密度の回路基板では、凡例はデバイスを支える基礎的な接続を理解するのに役立ちます。
1. コンポーネントの識別
部品番号、値 (10K、0.1uF) および極性マーク (-、+) はコンポーネントパッドの横にラベル付けされており、手動での組み立て、検査、およびデバッグ中に視覚的にすぐに認識できるようになります。
2. 理事会情報
PCB 番号、バージョン、メーカー、ボード機能 (オーディオ アンプ、電源) などの詳細は、配置されたボードの追跡と保守のためにシルク スクリーンで印刷されることがよくあります。
3. コネクタのピン配置
凡例によって仲介されるピン番号付けは、オンボード インターフェイス (USB、HDMI) とインターフェイスするためのケーブル コネクタの挿入を支援します。
4. 取締役会の概要
顕著にエッチングされたエッジカットラインは、パネル化とパネル取り外しを支援する寸法、方向、境界を示します。
5. 組立補助ツール穴の横にある基準マーカーは、自動光学式ピックアンドプレース機がコンポーネントを正確に装着するためのゼロ基準点として機能します。
6. 温度インジケーター 温度に応じて色が変化する凡例により、ランニングボードの過熱問題を視覚的に知らせることができます。
7. ブランド要素 ロゴ、キャッチフレーズ、グラフィック シンボルは、ブランドの認知度を高めるためにデバイス OEM を識別するのに役立ちます。カスタムの芸術的な伝説も美的豊かさを加えます。
小型化により平方インチあたりの機能が向上するため、シルクスクリーンのヒントが PCB のライフサイクル全体にわたってユーザーとエンジニアを導きます。
構造と材料
シルクスクリーンは、はんだマスク層の上に印刷されたエポキシベースのインクで構成されており、その下の緑色の PCB ベースがコントラストを提供します。CAD で変換されたガーバー データから鮮明な解像度を実現するには、特殊なスクリーン印刷、インクジェット、またはフォトリソグラフィー技術を使用して凡例を印刷します。
耐薬品性/耐摩耗性、色の安定性、接着性、柔軟性などの特性により、材料の適合性が決まります。
エポキシ - コスト、プロセス互換性の点で最も一般的
シリコン - 高熱に耐えます
ポリウレタン - 柔軟性、耐紫外線性
エポキシ - ポリエステル – エポキシとポリエステルの長所を組み合わせます
レジェンドカラーは白が標準で、黒、青、赤、黄色も人気です。ただし、下向きカメラを備えたピックアンドプレース機械では、部品を識別するのに十分なコントラストを得るために、その下にある白または淡黄色のマスクが好まれます。
高度な PCB テクノロジーにより、レジェンドの機能がさらに強化されます。
埋め込みインク - 基材に注入されたインクにより、表面の磨耗に強いマーキングが実現します。
盛り上がったインク - コネクタやスイッチなどのラベルに最適な耐久性のある触覚凡例を作成します。
Glow Legends - 光によって帯電する発光パウダーが含まれており、暗闇で光って視認性を高めます。
隠された凡例 - UV バックライトの下でのみインクが表示され、機密性が保持されます。
剥がす - 多層のリバーシブル凡例により、各ステッカー層を通して必要に応じて情報が表示されます。
基本的なマーキングをはるかに超えた機能を備えた多用途の凡例インクにより、追加機能が強化されます。
ものづくりにおける重要性
PCB シルクスクリーンにより自動化が容易になり、基板の迅速な大量組み立てが促進されます。ピック アンド プレイス マシンは、コンポーネントの輪郭と凡例の基準に基づいて次のことを行います。
センタリングボード
光学式文字認識による部品番号/値の識別
部品の有無の確認
極性の調整を確認する
配置精度のレポート
これにより、0201 (0.6mm x 0.3mm) サイズの小さなチップ コンポーネントのエラーなしのロードが高速化されます。
入力後の自動光学検査 (AOI) カメラは再び凡例を参照して以下を検証します。
正しいコンポーネントのタイプ/値
正しい向き
仕様の一致（5%の抵抗許容差など）
基準に対する基板仕上げ品質
さらに、凡例に刻まれた機械読み取り可能なマトリックス バーコードと QR コードは、ボードをシリアル化し、関連するテスト データにリンクするのに役立ちます。
表面的なものではなく、シルク スクリーンのヒントが生産全体の自動化、トレーサビリティ、品質を推進します。
PCB規格
業界標準は、エレクトロニクスの相互運用性と現場でのメンテナンスを容易にするために、特定の必須のシルクスクリーン要素を規定しています。
IPC-7351 – 表面実装設計およびランドパターン規格の一般要件
参照指定子 (R8、C3)、タイプ (RES、CAP)、および値 (10K、2u2) を含む必須コンポーネント ID。
ボード名、表題欄情報
地面などの特殊なシンボル
IPC-6012 – リジッドプリント基板の認定と性能
材質の種類（FR4）
日付コード (YYYY-MM-DD)
パネライゼーションの詳細
国/会社の出身地
バーコード/2次元コード
ANSI Y32.16 – 電気および電子回路図の図記号
電圧記号
保護アースのシンボル
静電気に関する警告ロゴ
標準化された視覚的な識別子により、現場でのトラブルシューティングとアップグレードが迅速化されます。
一般的なフットプリントのシンボル
実績のあるフットプリント シルクスクリーン マーカーを頻繁に使用するコンポーネントに再利用することで、PCB 設計全体の一貫性が維持され、組み立てが容易になります。
|コンポーネント |記号 |説明 ||————–|——————||抵抗器 |
|長方形の輪郭は、材料のタイプ、値、許容差、およびワット数を示します。|コンデンサ |
|静電容量値を備えた半円放射状/積層型レイアウト ||ダイオード |
|矢印は従来の電流の流れの方向を示します。|LED |
|LED パッケージの形状に一致します。| はカソード/アノードを示します。|クリスタル |
|様式化された六角形/平行文字形の水晶振動子、接地ピン付き ||コネクタ |
|番号付きピンを備えたコンポーネント ファミリのシルエット (USB、HDMI)||テストポイント |
|検証および診断用の円形プロービング パッド ||パッド |
|表面実装デバイスのニュートラル フットプリント用のエッジ マーカー ||基準 |
|登録十字線は自動光学調整をサポート |
コンテキストに基づいて、適切なマーカーが認識を支援します。
シルクスクリーンの品質の重要性
PCB の高密度化に伴い、微細なディテールを確実に再現することが課題となります。高性能の凡例印刷では、以下を実現する必要があります。
1. 精度 シンボルは関連するランディング パッド、エッジなどに正確に配置され、基礎となるフィーチャとの 1:1 の一致を維持します。
2. 可読性 くっきりとした高コントラストのマーキングで読みやすい。小さな文字の高さ ≥1.0mm、細線の幅 ≥0.15mm。
3. 耐久性 さまざまな基材に完璧に接着します。処理/操作上のストレスに耐えます。
4. 登録寸法は元の CAD と一致し、自動検査のためのオーバーレイ透明性が可能になります。
曖昧なマーキング、歪んだ位置合わせ、または不適切な接合などの不完全な凡例は、生産上の不具合や現場での障害につながります。したがって、一貫したシルクスクリーン品質は PCB の信頼性を強調します。
たとえ小さな識別子であっても、目的を持ったシステム機能を導くためには非常に重要です。
新しいトレンド
高精度印刷の大幅な改善により、シルクスクリーンの機能が拡張されます。
埋め込みインク: 埋め込まれた凡例はレイヤー間に慎重に埋め込まれており、航空宇宙、防衛、自動車エレクトロニクスに必要な堅牢性の向上を防ぎます。
隠された凡例: UV バックライトの下でのみ表示される目に見えない紫外線蛍光マーキングは、安全なシステム上のパスワードなどの機密の特権アクセス情報を隠すのに役立ちます。
レイヤーの剥離: レイヤー化されたステッカーをサポートし、ユーザーが必要に応じて追加の詳細を選択的に表示できるようにします。
盛り上がったインク: 人間中心のアプリケーションでのボタン、トグル、インターフェイス ポートのラベル付けに最適な耐久性のある触覚マーキングを作成します。
芸術的なタッチ: 鮮やかな色とカスタム グラフィックにより、機能性を維持しながら美的豊かさをもたらします。
このような進歩を活用して、今日のシルクスクリーンは、コアのアイデンティティを維持しながら、PCB がユーザーに情報を提供し、セキュリティを確保し、支援し、さらには楽しませることができるようになります。
例
レジェンドのイノベーションはドメイン全体に現れます:
SpaceTech – 2021 年の NASA のマーズ パーサヴィアランス探査車は、過酷な動作条件に耐える堅牢な埋め込みレジェンドを備えた PCB を搭載しました。
AutoTech – ドイツの自動車サプライヤーであるボッシュは 2019 年に、認定ディーラーにのみ診断データを公開する剥がせるステッカーを備えたスマート PCB を発表しました。
MedTech – アボットの FreeStyle Libre 連続血糖モニターには、隆起した触覚ボタンが装備されており、視覚障害のある糖尿病患者が簡単に入力できます。
5G テレコム – ファーウェイの主力製品である Kirin 9000 モバイル チップセットには、アプリケーション プロセッサ、5G モデム、AI ロジックなどのドメインを強調する複数色の凡例があります。
ゲーム – Nvidia の GeForce RTX グラフィックス カード シリーズは、プレミアム シルバー シルク スクリーンとメタリック ロゴを特徴とし、愛好家に魅力を与えます。
IoT ウェアラブル – Fitbit Charge スマート バンドには、スリムなプロファイル内に高密度のコンポーネント マーキングを備えたマルチセンサー PCB が詰め込まれています。
実際、消費者向けガジェットや特殊なシステムでも同様に鮮やかなシルクスクリーンが、さまざまな環境でのユーザー エクスペリエンスを維持し続けています。
能力の進化
業界の容赦ない需要に押されて、レジェンドのイノベーションは新たなチャンスを生み出し続けています。
よくある質問
Q1.PCB の両面にシルクスクリーンを印刷できますか?
はい、通常、シルクスクリーンの上面には主要なマーキング (実装されたコンポーネント用) が表示され、下面にはパネルの境界線や配線指示などの生産に関連するテキストのメモが含まれます。これにより、アセンブリの上部ビューが乱雑になるのを防ぎます。
Q2.はんだマスク層はシルクスクリーンの凡例を保護しますか?
シルクスクリーンの前に裸の銅の上に蒸着されたはんだマスクは、化学的および機械的耐性を提供し、その下の壊れやすい凡例インクを処理溶剤や組み立てストレスから守ります。したがって、両方ともトラックを絶縁するマスクと人口をガイドするレジェンドと相乗的に機能します。
Q3.一般的なシルクスクリーンの厚さはどれくらいですか?
硬化したシルクスクリーン インク フィルムのサイズは、通常 3 ～ 8 ミル (75 ～ 200 ミクロン) です。10 ミルを超える厚いコーティングはコンポーネントの取り付けに影響を与える可能性があり、薄くて不十分な被覆では凡例を保護できません。厚みを最適化することで適度な反発性を確保。
Q4.シルクスクリーンレイヤーでパネル化できますか?
実際、基板外形、分離タブ、ツーリング穴などのパネル化機能は、バッチ処理/処理用に配列された PCB を配置するのに役立ちます。グループの詳細は、上部にあるシルクスクリーンで最もよくマークされ、内部レイヤーよりも視覚的に優れています。
Q5.緑色のシルクスクリーンが好ましいですか?
簡単に見える色ならどれでも機能しますが、大量の組み立てラインでは、下向きのカメラによる認識を助けるために、混雑したボードや暗い色のボードよりも白または緑の凡例が好まれます。しかし、新たなカメラの革新により限界が克服され、色のカスタマイズのオプションが開かれています。
製造と運用の複雑さの増大に適応して、控えめな PCB シルクスクリーンは、シンプルさを通じて優雅さを提供する機会に対応します。これにより、ユーザーとエンジニアは同様に、生産および製品のライフサイクル全体にわたって、エレクトロニクスの可能性をさらに形作ることができます。確かに、懐疑論者を黙らせ、ボードに散りばめられた小さな印刷された識別子は、現代のテクノロジーの驚異の不協和音を可能にする多くのことを語っています。
投稿時間: 2023 年 12 月 6 日
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