Sérigraphie sur PCB : Guide Essentiel pour un Placement Précis des Composants

Qu'est-ce que la sérigraphie (silkscreen) ? Après la fabrication d'un PCB, vous devez placer vos composants aux bons emplacements. Mais que se passe-t-il si vous utilisez le mauvais positionnement ? Après tout, un PCB standard peut utiliser plusieurs résistances aux références différentes : comment trouver les positions parfaites ?

Dans ce cas, ce qu'il vous faut, c'est une sérigraphie. Sans elle, vous ne parviendrez probablement jamais au bon placement. Pas de panique si vous ne la connaissez pas bien.

Cet article couvre tout sur la sérigraphie et la conception d'un PCB qui en intègre une.

Commençons.

Qu'est-ce que la Sérigraphie sur PCB ?

Sérigraphie sur PCB (Édité)

Le but de la sérigraphie est l'identification facile des composants. C'est la couche supérieure d'un PCB qui identifie les parties du circuit, les repères, références, composants, symboles et points de test.

On trouve habituellement la sérigraphie côté composants, mais elle peut aussi être côté soudure (plus coûteux).

La sérigraphie utilise une encre époxy non conductrice qui n'interfère pas avec les performances de la carte. Les couleurs courantes sont le jaune, le noir et le blanc. Vous pouvez choisir diverses polices, mais assurez-vous de la lisibilité.

La méthode traditionnelle nécessite de tendre un écran polyester sur des cadres aluminium, d'utiliser un photoplotteur laser, des fours de polymérisation et un révélateur en spray.

Pourquoi la Sérigraphie est-elle Importante ?

Éléments de Sérigraphie

Comme mentionné, la sérigraphie n'affecte pas la fonctionnalité de la carte. Mais elle fournit aux fabricants et ingénieurs des informations cruciales :

1. Indicateurs de référence : la sérigraphie affiche des repères qui aident à identifier les composants via la nomenclature (BOM). On y trouve l'indicateur de broche 1 et l'indicateur de polarité. La broche 1 montre comment connecter les broches du composant sur le motif de pad. La polarité indique comment placer les composants polarisés.

2. Symboles d'avertissement : ils signalent les points de tension à ne pas franchir ou manipuler.

3. Identification rapide : numéros de série uniques et points de test de la carte.

4. Localisation des composants : via les désignateurs de référence.

5. Dépannage facilité : points de test pour identifier rapidement les problèmes et simplifier les tests.

6. Informations du dispositif : utiles si vous n'avez pas la fiche technique (datasheet).

Méthodes d'Impression Sérigraphique

Trois méthodes permettent d'appliquer la sérigraphie sur votre PCB :

1. Impression Légende Directe (DLP - Direct Legend Printing)

C'est la méthode la plus coûteuse. Elle utilise de l'encre acrylique et un projecteur à jet d'encre.

Encre Acrylique

Son coût s'explique aussi par le processus : application de l'encre via logiciel CAO, puis exposition à la lumière UV.

Évitez l'encre acrylique sur PCB à finition argent : incompatibilité.

2. Imagerie Photo Liquide (LPI - Liquid Photo Imaging)

LPI est la méthode de choix pour des lignes supérieures à 4 mils (0,1 mm). Similaire à l'application du masque de soudure, elle offre une grande précision.

Elle nécessite d'enrober le stratifié d'époxy et de l'exposer aux UV. Puis polymérisation des encres et développement de la carte.

Époxy

Inconvénients : plus d'encre consommée, temps de préparation long, couleur blanche uniquement.

3. Sérigraphie Manuelle

Utilisable si la largeur de piste du PCB > 0,007" (0,18 mm) ou tolérance d'enregistrement > 0,005" (0,13 mm). C'est un processus de pochoir pour traces et textes. Les traces sont en nylon et l'encre est dirigée via le pochoir sur le stratifié.

Puis on cuit l'encre au four. Méthode simple pour créer des couches de sérigraphie et réaliser de grands textes. Mais elle demande un certain savoir-faire.

Four de Cuisson

Considérations pour la Conception d'un PCB avec Sérigraphie

Voici les points clés à considérer :

Ne faites pas vous-même (DIY)

La sérigraphie est délicate. Étant une application artistique, un DIY ne donnera pas les résultats d'un fabricant pro, surtout sans les compétences requises. Confiez-la aux professionnels et commandez la sérigraphie avec votre PCB.

Utilisez des Couleurs Monochromes

Inutile d'utiliser des couleurs fantaisistes. Privilégiez le noir et blanc. Ajustez les nuances pour créer un contraste net avec la couleur du masque de soudure. Sans contraste suffisant, la sérigraphie ne sera pas visible.

Toutes les Polices ne Fonctionnent Pas

Certaines polices ne passent pas en fabrication. Même si votre logiciel les génère vite, utilisez uniquement les polices approuvées par votre fabricant (CM) et lisibles.

Respectez les Exigences de votre Fabricant

Respectez toutes les exigences de dégagement et de dimension de votre CM. Sinon, les valeurs de sérigraphie seront masquées. Une sérigraphie illisible est inefficace.

Sérigraphie dans les Composants vs Sérigraphie dans le Layout PCB

Les logiciels de conception PCB désignent la sérigraphie comme couche supérieure (Top Overlay) ou inférieure (Bottom Layer) selon le type. Vous pouvez placer la sérigraphie directement sur le layout PCB ou dans vos composants via le logiciel.

Par « layout PCB », on entend un placement manuel. La « sérigraphie composant » s'applique automatiquement lors de l'importation des composants.

Voici les éléments à placer manuellement sur le layout ou automatiquement via les composants :

Tableau des éléments de sérigraphie

Comment Nettoyer la Sérigraphie

Des chevauchements peuvent survenir dans les marquages. Il faut alors réorganiser et nettoyer certains marquages pour une meilleure lisibilité.

Heureusement, ce n'est pas grave : un bon outil de conception permet de corriger les erreurs de sérigraphie (si vous avez les fichiers Gerber). Choisissez un outil simple pour éviter les problèmes.

Sérigraphie PCB vs Masque de Soudure

Masque de soudure et Sérigraphie

La sérigraphie PCB affiche des informations sans affecter la fonctionnalité. Le masque de soudure, lui, augmente la fonctionnalité en protégeant la carte des courts-circuits électriques et de la corrosion. Il assure que la soudure reste sur les pads et ne forme pas de ponts vers les pistes ou plans.

Couleurs de Sérigraphie PCB

Quatre couleurs recommandées : le blanc (universel, sans problème de fabrication), le jaune, le noir et le rouge.

Certains designers utilisent le rose, mais nous le déconseillons pour ses caractéristiques uniques qui posent problème en fabrication.

Couleurs de Sérigraphie

Comment Choisir un Fabricant de Sérigraphie PCB

Un fabricant PCB fiable est indispensable pour éviter les problèmes de production. Même si de nombreux experts maîtrisent le sujet, certains facteurs guident le choix.

D'abord, l'aspect visuel : dégagement, taille de police, couleur, options de design. Cela impacte le coût, d'où l'importance d'un fabricant fiable pour bien choisir.

Ensuite, testez les capacités du fabricant en énonçant vos exigences. S'il est fiable, il sera confiant et vous guidera. Un fabricant expérimenté et dédié simplifie le processus.

Conclusion

PCB avec Éléments de Sérigraphie

La sérigraphie PCB demande de la compétence et influence la qualité globale. Elle existe pour éviter de tracer des contours sur la couche de cuivre.

La sérigraphie n'influence pas directement les performances, c'est un excellent moyen d'annoter votre PCB. Mais surveillez la couleur choisie pour que les éléments restent visibles.

Contactez-nous si vous êtes prêt à fabriquer votre design de sérigraphie. Nous vous offrirons les meilleurs services PCB à bas coût et dédiés.