La serigrafía, también conocida como leyenda de máscara de soldadura, es texto o símbolos impresos en la PCB utilizando una tinta especial para identificar componentes, contactos, logotipos de marcas y facilitar el ensamblaje automatizado. Esta capa superior, que actúa como un mapa para guiar la población y la depuración de PCB, desempeña un papel sorprendentemente destacado que abarca la funcionalidad, la marca, las normas regulatorias y la estética.
Funciones clave.
En placas de circuitos densas que albergan cientos de componentes diminutos, la leyenda ayuda a dar sentido a las conexiones subyacentes que sustentan los dispositivos.
1. Identificación de componentes
Los números de pieza, los valores (10K, 0,1 uF) y las marcas de polaridad (-,+) están etiquetados junto a las almohadillas de los componentes para facilitar el reconocimiento visual rápido durante el montaje manual, la inspección y la depuración.
2. Información de la junta
Detalles como el número de PCB, la versión, el fabricante y la función de la placa (amplificador de audio, fuente de alimentación) a menudo se serigrafian para rastrear y dar servicio a las placas colocadas.
3. Distribución de pines del conector
La numeración de pines mediada por la leyenda ayuda a la inserción de conectores de cable para interactuar con las interfaces integradas (USB, HDMI).
4. Esquemas del tablero
Las líneas de corte de los bordes grabadas de manera destacada indican las dimensiones, la orientación y los bordes que ayudan a la panelización y despanelización.
5. Ayudas para el ensamblaje Los marcadores fiduciales junto a los orificios para herramientas sirven como puntos de referencia cero para que las máquinas ópticas automatizadas de selección y colocación llenen los componentes con precisión.
6. Indicadores térmicos Las leyendas sensibles a la temperatura que cambian de color pueden señalar visualmente problemas de sobrecalentamiento en los estribos.
7. Elementos de marca Los logotipos, eslóganes y símbolos gráficos ayudan a identificar a los OEM de dispositivos y contribuyen a mejorar el reconocimiento de la marca. Las leyendas artísticas personalizadas también añaden riqueza estética.
Dado que la miniaturización permite una mayor funcionalidad por pulgada cuadrada, las pistas serigrafiadas guían a los usuarios e ingenieros a lo largo del ciclo de vida de la PCB.
Construcción y Materiales
La serigrafía comprende tinta a base de epoxi impresa sobre la capa de máscara de soldadura, lo que permite que la base verde de la PCB proporcione contraste debajo. Para ofrecer una resolución nítida a partir de datos Gerber convertidos en CAD, técnicas especializadas de serigrafía, inyección de tinta o fotolitografía imprimen leyendas.
Propiedades como la resistencia química/a la abrasión, la estabilidad del color, la adhesión y la flexibilidad determinan la idoneidad del material:
Epoxi: el más común por su costo y compatibilidad con el proceso.
Silicona: resiste altas temperaturas.
Poliuretano: flexible, resistente a los rayos UV.
Epoxi-Poliéster: combine las fortalezas del epoxi y el poliéster.
El blanco es el color de leyenda estándar, aunque también son populares el negro, el azul, el rojo y el amarillo. Sin embargo, las máquinas de recogida y colocación con cámaras que miran hacia abajo prefieren máscaras blancas o de color amarillo pálido debajo para lograr un contraste suficiente para identificar las piezas.
Las tecnologías avanzadas de PCB refuerzan aún más las capacidades de leyenda:
Tintas integradas: las tintas infundidas en el sustrato ofrecen marcas resistentes al desgaste de la superficie.
Tinta elevada: crea una leyenda táctil duradera, ideal para etiquetas en conectores, interruptores, etc.
Glow Legends: contiene polvo luminiscente que se carga con luz para brillar en la oscuridad y favorece la visibilidad.
Leyendas ocultas: la tinta visible solo bajo retroiluminación UV preserva la confidencialidad
Despegue: las leyendas reversibles de múltiples capas revelan información según sea necesario a través de cada capa de calcomanía
Las tintas de leyenda versátiles, que van mucho más allá de las marcas básicas, permiten una funcionalidad adicional.
Importancia en la fabricación
La serigrafía de PCB facilita la automatización impulsando un rápido montaje masivo de placas. Las máquinas de recogida y colocación se basan en esquemas de componentes y fiduciales en la leyenda para:
tableros de centrado
Identificación de números/valores de piezas mediante reconocimiento óptico de caracteres
Confirmación de presencia/ausencia de piezas
Comprobación de la alineación de polaridad
Precisión de ubicación de informes
¡Esto acelera la carga sin errores de pequeños componentes de chips de hasta 0201 (0,6 mm x 0,3 mm) de tamaño!
Las cámaras de inspección óptica automatizada (AOI) posteriores a la población vuelven a hacer referencia a la leyenda para validar:
Tipo/valor de componente correcto
Orientación adecuada
Coincidencia de especificaciones (tolerancia de resistencia del 5%, etc.)
Calidad de acabado del tablero frente a fiduciales.
Los códigos de barras matriciales legibles por máquina y los códigos QR grabados en la leyenda también ayudan a serializar los tableros vinculándolos a datos de prueba relevantes.
Lejos de ser superficiales, las pistas serigrafiadas impulsan la automatización, la trazabilidad y la calidad en toda la producción.
Estándares de PCB
Las normas de la industria rigen ciertos elementos obligatorios de serigrafía para facilitar la interoperabilidad y el mantenimiento en campo de la electrónica.
IPC-7351 – Requisitos genéricos para el diseño de montaje en superficie y el estándar de patrón terrestre
ID de componente obligatorio con designador de referencia (R8,C3), tipo (RES,CAP) y valor (10K, 2u2).
Nombre del tablero, información del bloque de título
Símbolos especiales como el suelo.
IPC-6012 – Calificación y desempeño de tableros impresos rígidos
Tipo de material (FR4)
Código de fecha (AAAA-MM-DD)
Detalles de panelización
Origen país/empresa
Código de barras/código 2D
ANSI Y32.16 – Símbolos gráficos para diagramas eléctricos y electrónicos
Símbolos de voltaje
Símbolos protectores de la tierra
Logotipos de advertencia electrostática
Los identificadores visuales estandarizados aceleran la resolución de problemas y las actualizaciones en el campo.
Símbolos comunes de huellas
La reutilización de marcadores de serigrafía de huellas probadas para componentes frecuentes mantiene la coherencia en todos los diseños de PCB y facilita el ensamblaje.
| Componente | Símbolo | Descripción | |———–|—————| | Resistencia |
| El contorno rectangular muestra el tipo de material, el valor, la tolerancia y la potencia. | Condensador |
| Diseño radial/apilado semicircular con valor de capacitancia | | Diodo |
| La línea de flecha indica la dirección del flujo de corriente convencional | | LED |
| Coincide con la forma del paquete LED; indica cátodo/ánodo | | Cristal |
| Cristal de cuarzo estilizado hexagonal/paralelogramo con clavijas rectificadas | | Conector |
| Silueta de familia de componentes (USB, HDMI) con pines numerados| | Punto de prueba |
| Almohadillas de palpación circulares para validación y diagnóstico | | Almohadilla |
| Marcador de borde para dispositivo de montaje en superficie huella neutra | | Fiduciario |
| El punto de mira de registro admite la alineación óptica automatizada |
Según el contexto, los marcadores adecuados ayudan al reconocimiento.
Importancia de la calidad de la serigrafía
Con los PCB densificados, la reproducción de detalles finos de manera confiable plantea desafíos. Una impresión de leyendas de alto rendimiento debe ofrecer:
1. Símbolos de precisión alineados con precisión con las plataformas de aterrizaje, bordes, etc. relevantes, manteniendo una coincidencia 1:1 con las características subyacentes.
2. Legibilidad Marcas nítidas y de alto contraste fácilmente legibles; Texto pequeño ≥1,0 mm de altura, líneas finas ≥0,15 mm de ancho.
3. Durabilidad Se adhiere perfectamente a diversos materiales base; Resiste tensiones de procesamiento/operativas.
4. Las dimensiones de registro coinciden con el CAD original, lo que permite la transparencia de la superposición para la inspección automatizada.
Una leyenda imperfecta con marcas borrosas, alineación torcida o unión inadecuada provoca fallas en la producción o fallas en el campo. Por lo tanto, la calidad constante de la serigrafía subraya la confiabilidad de la PCB.
Incluso los identificadores pequeños tienen una gran importancia para guiar el funcionamiento del sistema.
Tendencias emergentes
Mejoras significativas en la impresión de precisión amplían las capacidades de serigrafía:
Tinta incrustada: enterradas cuidadosamente entre capas, las leyendas incrustadas evitan que se desgasten y mejoran la robustez necesaria en la electrónica aeroespacial, de defensa y automotriz.
Leyendas ocultas: las marcas fluorescentes ultravioleta invisibles que solo son visibles con retroiluminación UV ayudan a ocultar información confidencial de acceso privilegiado, como contraseñas en sistemas seguros.
Peel Layers: admite pegatinas en capas que permiten a los usuarios revelar selectivamente detalles adicionales a pedido.
Tinta elevada: cree marcas táctiles duraderas ideales para etiquetar botones, palancas y puertos de interfaz en aplicaciones centradas en el ser humano.
Toques artísticos: los colores vibrantes y los gráficos personalizados aportan riqueza estética al tiempo que preservan la funcionalidad.
Aprovechando estos avances, la serigrafía actual permite a los PCB informar, proteger, ayudar e incluso entretener a los usuarios manteniendo al mismo tiempo su identidad central.
Ejemplos
Las innovaciones legendarias se manifiestan en todos los dominios:
SpaceTech: el rover Mars Perseverance de la NASA en 2021 llevaba PCB con leyendas incrustadas robustas y resistentes a condiciones operativas duras.
AutoTech: el proveedor de automóviles alemán Bosch presentó en 2019 PCB inteligentes con pegatinas despegables que revelan datos de diagnóstico solo a los distribuidores autorizados.
MedTech: los monitores continuos de glucosa FreeStyle Libre de Abbott tienen botones táctiles elevados que permiten una entrada más fácil a los pacientes diabéticos con problemas de visión.
5G Telecom: el chipset móvil insignia Kirin 9000 de Huawei tiene leyendas multicolores que resaltan dominios como el procesador de aplicaciones, el módem 5G y la lógica de IA.
Juegos: la serie de tarjetas gráficas GeForce RTX de Nvidia presenta serigrafía plateada de primera calidad y logotipos metálicos que brindan un atractivo entusiasta.
Wearables IoT: la pulsera inteligente Fitbit Charge incluye PCB multisensor con marcas de componentes densas dentro de un perfil delgado.
De hecho, la vibrante serigrafía que se encuentra igualmente en los dispositivos de consumo o en los sistemas especializados continúa defendiendo la experiencia del usuario en todos los entornos.
Evolución de capacidades
Impulsada por las inexorables demandas de la industria, la innovación legendaria persiste y ofrece nuevas oportunidades.
Preguntas frecuentes
P1. ¿Se pueden serigrafiar ambos lados de una PCB?
Sí, normalmente la serigrafía de la parte superior incluye marcas principales (para componentes poblados), mientras que la parte inferior incluye notas de texto relevantes para la producción, como bordes de paneles o instrucciones de enrutamiento. Esto evita saturar la vista superior del ensamblaje.
P2. ¿La capa de máscara de soldadura protege la leyenda serigrafiada?
La máscara de soldadura depositada sobre el cobre desnudo antes de la serigrafía proporciona resistencia química y mecánica, protegiendo la frágil tinta de leyenda que se encuentra debajo de los solventes de procesamiento y las tensiones de ensamblaje. De ahí que ambos trabajen de forma sinérgica con las pistas aislantes de la máscara y la leyenda que guía a la población.
P3. ¿Cuál es el espesor típico de la serigrafía?
La película de tinta de serigrafía curada suele medir entre 3 y 8 mils (75 y 200 micrones). Los recubrimientos más gruesos, superiores a 10 mils, pueden afectar el asiento de los componentes, mientras que una cobertura más delgada y insuficiente no logra proteger la leyenda. La optimización del espesor garantiza una resiliencia adecuada.
P4. ¿Se puede panelizar en la capa de serigrafía?
De hecho, las características de panelización, como los contornos de las placas, las pestañas separables o los orificios para herramientas, ayudan a organizar los PCB en disposición para el procesamiento/manipulación por lotes. Los detalles del grupo se marcan mejor en la serigrafía que se encuentra encima, lo que permite una mejor visualización que las capas internas.
P5. ¿Se prefieren las serigrafías verdes?
Si bien cualquier color fácilmente visible funciona, las líneas de montaje masivas prefieren leyendas blancas o verdes en lugar de tableros ocupados o de colores oscuros, lo que ayuda al reconocimiento de las cámaras que miran hacia abajo. Sin embargo, las innovaciones emergentes en cámaras superan las limitaciones y abren opciones de personalización de colores.
Adaptándose a las crecientes complejidades operativas y de fabricación, la sencilla serigrafía de PCB está a la altura de las circunstancias ofreciendo elegancia a través de la simplicidad. Permite a los usuarios e ingenieros a lo largo de los ciclos de vida de producción y del producto dar forma aún más a las posibilidades de la electrónica. De hecho, para silenciar a los escépticos, los pequeños identificadores impresos esparcidos por los tableros dicen mucho y permiten la cacofonía de las maravillas tecnológicas modernas.
Hora de publicación: 06-dic-2023
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