Маркировка печатных плат

Одним из заключительных этапов процесса производства печатных плат является нанесение маркировки вспомогательного рисунка и текста - согласно конструкторской документации. Традиционный метод сеткографического нанесения маркировки предполагает выполнения ряда последовательных операций представленных на рис. 135.

Основным недостатком этого давно освоенного и широко применяемого метода является необходимость содержания достаточно большого комплекта оборудования для изготовления трафаретов и необходимости использования больших площадей для складирования и хранения трафаретов, особенно в многономенклатурном производстве. Образцы оборудования трафаретной печати, комплекта установок для изготовления трафаретов и их технические характеристики можно найти на нашем сайте или в каталогах.

Альтернативой этого метода является метод формирования рисунка маркировки фотоформируемой краской из сплошного слоя с помощью ФШ.

Для реализации этого способа используются составы аналогичные ФФЖПМ с белым пигментом и техпроцесс аналогичный техпроцессу формирования рисунка ФФЖПМ подробно рассмотренный в разделе 16 , том 1. Способ позволяет избавиться от кухни изготовления и хранения трафаретов и использует для реализации оборудование применяемое при формировании рисунка ФФЖПМ.

Однако он тоже обременен существенным недостатком – большим расходом маркировочной краски. Дело в том, что площадь рисунка маркировки обычно занимает 3-5% от площади заготовки.

Процесс создания рисунка из фотоформируемой маркировочной краски начинается с нанесения сплошного слоя. Далее проводят предварительную сушку, экспонирование, проявление. При этом свыше 90% маркировочной краски безвозвратно смывается проявочным рабочим раствором. Кстати маркировочная краска используемая в этом методе по химическому составу, техническим и технологическим свойствам аналогична паяльной маске.

Приведенные выше недостатки методов формирования рисунка маркировки позволяют понять, почему среди изготовителей печатных плат широкую популярность завоевал метод печати маркировки струйным принтером.

Операция прямого формирования рисунка маркировки струйным принтером, в отличии от прямого экспонирования, о котором рассказывалось в разделе 9, позволяет обойтись без этапа фотолитографических операций.

Установки прямого формирования рисунка используют технику струйной печати. Их принцип действия основан на так называемой системе «капля- по-запросу» (DOD - drop-on-demand) c пьезоэлектрической генерацией капель и подробно рассмотрен ранее при рассмотрении проблемы нанесения паяльной маски методом струйной печати.

При этом разработчики метода долгое время не могли избавится от так называемого «ореола разбрызгивания». (См. рис. 136) и добиться четкого и воспроизводимого контроля по объему каждой капли маркировочной краски, попадающей на плату.

И только, когда принтеры смогли избавиться от «ореола разбрызгивания», и был найден способ контроля каждой капли по объему, они стали завоевывать популярность на рынке печатных плат. (см. рис.137)

Значительно способствовало увеличению популярности струйных принтеров маркировки у производителей печатных плат освоение производства специальных маркировочных красок известными мировыми фирмами (Electra, Agfa, Peters, Taiyo и пр.).

На сегодняшний день эта технология в полной мере освоена и внедрена.

В качестве примера такого оборудования хорошо зарекомендовавшего себя в части соотношения цена/качество можно привести струйный принтер для нанесения маркировки производства фирмы CircaPrint, представленный на рис. 138. В картриджах принтера, по умолчании, используется специальная краска для нанесения струйной печатью ф. Electra. При печати на изделиях с паяльной маской рекомендуется, чтобы печать маркировки выполнялась на стадии полуотверждения паяльной маски (т.е. до окончательного задубливания). Это значительно улучшит адгезию маркировочной краски к поверхности паяльной маски

Альтернативой этой установки может служить струйный принтер фирмы Wingate 2618 (рис.139), обеспечивающий более высокую производительность и точность.

В случае нанесения прецизионного рисунка маркировки ( с большим количеством рядом проходящих линий и зазоров – в первую очередь это касается бар-кодов и QR-кодов) для улучшения автоматического считывания рекомендуется стремиться к уменьшению растекания и уменьшению бликов. Для чего наносить такой рисунок с максимальным разрешением, минимальным размером каплей и на матовую поверхность. При необходимости маркировать QR-коды необходимо проверять возможность ПО принтеров устанавливать максимальное разрешение в обоих ортогональных направлениях.

Редко применяемые, экзотические на сегодня методы маркировки – травлением, лазерным гравированием в данном пособии рассматривать не буду.