Serigrafia per circuiti stampati: Dimensioni caratteri, regole di clipping CAM e metodi di stampa

Q: Quali sono l'altezza del testo e lo spessore del tratto minimi per la serigrafia di un PCB?

Per garantire un'ottima leggibilità in produzione di serie, come obiettivo da verificare col fornitore, si può usare un'altezza del testo compresa tra $0,80\text{ e }1,00\text{ mm}$ ($32\text{ a }40\text{ mil}$) con uno spessore del tratto non inferiore a $0,127\text{ a }0,15\text{ mm}$ ($5\text{ a }6\text{ mil}$). Con la tecnologia digitale a getto d'inchiostro (DLP), una proposta di spessore del tratto può essere $0,10\text{ mm}$ ($4,0\text{ mil}$) con un'altezza minima del testo di $0,50\text{ a }0,60\text{ mm}$.

Q: Cosa accade se nell'archivio Gerber manca il file della serigrafia?

Se manca .GTO o .GBO mentre sul lato sono presenti componenti, il produttore può chiedere un chiarimento o sospendere l’ordine in attesa di conferma, secondo il proprio processo di revisione. Se l’assenza è intenzionale, specificare nell’ordine quali dati sono previsti.

Q: L'inserimento della serigrafia sul lato inferiore comporta costi di fabbricazione aggiuntivi?

Sui circuiti stampati rigidi standard in FR-4 a 2 strati o multistrato, la realizzazione della serigrafia bianca su ambo i lati (o nera su maschera bianca) va verificata nell’offerta effettiva per facce, colore e processo. Eventuali costi per lato aggiuntivo, avviamento o colore speciale dipendono dal fornitore e dalla commessa.

Q: Perché il produttore del PCB ha tagliato o rimosso porzioni delle scritte serigrafiche?

I produttori possono ritagliare la legenda secondo le regole approvate di distanza dalle piazzole; chiedere il controllo CAM finale. 0,10–0,127 mm sono esempi, non un comportamento universale. L'inchiostro isolante depositato su una piazzola di saldatura impedirebbe la corretta bagnabilità della lega provocando circuiti aperti. Mantenere almeno $0,15\text{ mm}$ di distanza tra testi e aperture di saldatura nel CAD per evitare che i caratteri vengano tagliati.

Guida tecnica alla serigrafia (Silkscreen) per PCB: requisiti minimi di altezza e spessore dei caratteri, distanze di sicurezza dalla solder mask, getto d'inchiostro DLP vs serigrafia tradizionale.

manufacturing15 ottobre 202614 min lettura

La mancanza di un layer legenda e il clipping dei caratteri richiedono verifiche diverse. Confermare se l’assenza del layer superiore o inferiore è intenzionale e controllare le regole effettive del produttore prima del rilascio. L’inchiostro deve restare lontano dalle piazzole saldabili; né una soglia fissa di clipping di 0,10 mm né il blocco automatico dell’ordine valgono per tutti i fornitori.

Un layout serigrafico leggibile richiede di adattare lo spessore dei caratteri al processo di stampa del produttore, mantenere visibili i riferimenti di polarità dopo il montaggio e impostare distanze CAD compatibili con il suo controllo CAM.

In origine, gli operatori stendevano la legenda pressando un inchiostro epossidico a reticolazione termica attraverso un telaio in tessuto di poliestere teso, dando origine alle espressioni stampa serigrafica per PCB e serigrafia su circuito stampato. I metodi comuni includono getto digitale, legenda fotosensibile e serigrafia. I valori seguenti sono proposte indicative, non limiti verificati per ogni fabbrica. Come riferimento nominativo, Eurocircuits pubblica una linea minima di 0,10 mm e un’altezza leggibile di 1,00 mm; confermare processo e regole del fornitore effettivo:

Tecnologia di stampa	Meccanismo di deposizione e polimerizzazione dell'inchiostro	Spessore min. del tratto ( $W$ )	Altezza min. del testo ( $H$ )	Tolleranza di registro ( $Δ X, Δ Y$ )	Tipico utilizzo in fabbrica
Getto d'inchiostro diretto digitale (DLP)	Testine piezoelettriche spruzzano inchiostro UV direttamente dai dati CAM con allineamento ottico sui marker	$0,075 a 0,10 mm$ ( $3,0 a 4,0 mil$ )	$0,50 a 0,60 mm$ ( $20 a 24 mil$ )	$\pm 0,025 a 0,035 mm$	Opzione per SMT a passo fine, PCB multistrato e prototipi; verificare i requisiti di avviamento
Inchiostro liquido fotosensibile (LPI)	Inchiostro fotosensibile steso a velo, esposto tramite laser diretto (LDI) e sviluppato chimicamente	$0,10 a 0,127 mm$ ( $4,0 a 5,0 mil$ )	$0,75 mm$ ( $30 mil$ )	$\pm 0,050 mm$	Schede molto dense ad alto contrasto che richiedono bordi perfettamente netti e resistenza ai solventi
Serigrafia tradizionale a telaio	Una racla spinge inchiostro epossidico bicomponente attraverso una matrice a maglia tessuta	$0,15 a 0,20 mm$ ( $6,0 a 8,0 mil$ )	$1,00 a 1,27 mm$ ( $40 a 50 mil$ )	$\pm 0,10 a 0,15 mm$	Grandi volumi di circuiti a singola e doppia faccia, alimentatori di potenza e barre LED

La serigrafia utilizza un telaio fisico, mentre il getto digitale richiede una preparazione diversa. Confermare processo disponibile, larghezza del tratto e costi di avviamento; non presumere che tutti i disegni da 4–5 mil siano automaticamente assegnati al getto senza costi aggiuntivi.

Dimensioni dei caratteri, spessori dei tratti e distanze dalle piazzole di saldatura

I difetti di leggibilità possono derivare da un rapporto non idoneo tra altezza ( $H$ ) e tratto ( $W$ ), da interferenze con piazzole saldabili o componenti, oppure dalla copertura dopo il montaggio. I valori sono obiettivi e proposte dense da validare col fornitore; il clipping CAM segue la sua regola di distanza approvata.

Parametro di layout	obiettivo indicativo di progetto	proposta densa da verificare col fornitore	Conseguenza del mancato rispetto
Spessore del tratto ( $W$ )	$0,15 mm$ ( $6,0 mil$ )	$0,10 mm$ ( $4,0 mil$ ) per getto d'inchiostro DLP	Tratti inferiori a $0,075 mm$ si spezzano in gocce isolate o vengono eliminati dal CAM
Altezza del carattere ( $H$ )	$1,00 mm$ ( $40 mil$ ) per IC/connettori; $0,80 mm$ per passivi	$0,50 a 0,60 mm$ ( $20 a 24 mil$ )	Testi inferiori a $0,50 mm$ si impastano e diventano illeggibili dopo la rifusione
Rapporto altezza/tratto ( $H:W$ )	$5:1$ a $6:1$ (es. $1,0 mm$ di altezza con tratto da $0,15 a 0,20 mm$ )	Minimo $4:1$ per anelli chiusi	Tratti troppo spessi ( $> 0,20 mm$ ) su testi piccoli ( $0,8 mm$ ) riempiono completamente gli anelli di `8`, `B`, `e`, `a`, `0`
Distanza dall'apertura solder mask	$\geq 0,15 mm$ ( $6,0 mil$ ) dal bordo della maschera	$\geq 0,10 mm$ ( $4,0 mil$ )	In caso di conflitto con la regola approvata dal fornitore, il CAM può rimuovere inchiostro e troncare un riferimento (`R18` diventa `R1`)
Distanza dalla piazzola di rame nuda	$\geq 0,20 mm$ ( $8,0 mil$ ) dal rame scoperto	$\geq 0,127 mm$ ( $5,0 mil$ )	L'inchiostro serigrafico sulle piazzole impedisce la bagnabilità della saldatura, causando saldature aperte
Distanza dall'anello del marker ottico	$\geq 0,50 mm$ ( $20 mil$ ) all'esterno dell'apertura da $2,0 mm$	$\geq 0,25 mm$ ( $10 mil$ )	Inchiostro bianco riflettente vicino a un marker ottico devia il baricentro della telecamera SMT
Dimensione cella codice 2D DataMatrix	$0,30 a 0,40 mm$ ( $12 a 16 mil$ ) per modulo, $4\times 4 a 8\times 8 mm$ tot.	$0,25 mm$ ( $10 mil$ ) dimensione modulo	Gli scanner non riescono a decodificare il codice dopo il lavaggio se contrasto o zona di rispetto ( $1,0 mm$ ) mancano

Tre regole pratiche di sbroglio mantengono i testi perfettamente leggibili durante il collaudo a banco e la riparazione:

Posizionare i riferimenti di polarità e pin 1 all'esterno dell'ingombro del componente: Un punto indicatore del pin 1 o una barra di catodo posizionati sotto il corpo di un QFN, BGA o condensatore elettrolitico SMD scompaiono non appena il componente viene saldato. Posizionare questi contrassegni ad almeno $0,40 - 0,50 mm$ all'esterno del corpo del componente, consentendo l'ispezione visiva e AOI.
Limitare l'orientamento dei testi a un massimo di due direzioni ortogonali: Mantenere tutte le sigle leggibili dal basso verso l'alto (0°) o da destra verso sinistra (90°) per accelerare la ricerca dei componenti durante i collaudi.
Dare priorità alla marcatura di test point e connettori su schede HDI molto dense: Quando i passivi 0201/01005 non lasciano spazio ai testi, nascondere le sigle R e C dallo strato di serigrafia del PCB (mantenendole sul disegno di montaggio in PDF) e riservare lo spazio fisico per i pin 1 degli IC, le serigrafie dei connettori e i test point.

Cause della mancanza di serigrafia e meccanismo di clipping del CAM

Le problematiche relative alla mancanza di serigrafia (PCB Missing Silk Screen) si suddividono in due scenari ben distinti: la perdita di un intero file nell'archivio Gerber oppure la scomparsa localizzata di lettere e numeri sulla scheda fisica.

Scenario di anomalia	Cosa riscontra il progettista o l'acquirente	Causa principale nel flusso Gerber / CAM	Come prevenire e risolvere il problema
Intero file di serigrafia mancante in fase di revisione	Il fornitore può inviare una richiesta di chiarimento (EQ), secondo il proprio processo di revisione: `"File di serigrafia mancante (.GTO / .GBO)"`	Durante l'esportazione CAD non è stata selezionata la casella del layer, oppure la faccia non prevede scritte	Verificare i layer nel nostro visualizzatore Gerber online prima dell'invio; indicare `"Nessuna serigrafia lato inferiore"` nelle note
Lettere o cifre parzialmente tagliate (`C10` stampato come `C1`)	I caratteri adiacenti a piazzole SMT o via non protetti risultano tranciati a metà	Le regole di distanza CAM specifiche del fornitore possono rimuovere inchiostro in conflitto con elementi saldabili	Eseguire un controllo DRC Silk-to-Mask nel CAD (mantenere $\geq 0,15 mm$ di distanza) per spostare i testi prima dell'esportazione
Testo spezzato o interrotto in corrispondenza dei fori via	Le scritte che attraversano via passanti aperti perdono i tratti centrali	Le gocce di inchiostro cadono all'interno del foro del via ( $0,20 a 0,30 mm$ ), dove non c'è superficie d'appoggio	Spostare i testi lontano dai fori oppure specificare il tipo di protezione IPC-4761 appropriato (ad esempio Type III-a o Type VII, distinti tra loro)
Loghi aziendali o simboli grafici scomparsi	Linee grafiche sottili o simboli di copyright non compaiono sul PCB finito	Tratti vettoriali disegnati sotto $0,075 mm$ o spaziature negative inferiori a $0,127 mm$	Ispessire le linee vettoriali a $\geq 0,127 mm$ ( $5,0 mil$ ) oppure realizzare i loghi molto fini incidendoli nel rame sotto vernice
Inchiostro che si sfoglia o ingiallisce dopo la rifusione	La serigrafia bianca ingiallisce o si stacca durante il lavaggio con solventi	Stampa su solder mask troppo polimerizzata senza trattamento superficiale, o inchiostro scadente esposto a $> 260 °C$	Richiedere inchiostri epossidici a reticolazione UV/termica testati secondo IPC-TM-650 Metodo 2.4.1 e profili lead-free J-STD-020

Combinazioni cromatiche degli inchiostri ed esigenze spaziali di ultra-alto vuoto

Sebbene la classica combinazione con vernice solder mask verde e inchiostro bianco brillante rappresenti lo standard universale a più alto contrasto, determinati ambiti applicativi richiedono abbinamenti specifici.

Combinazione solder mask & inchiostro	Contrasto ottico e resa con telecamere	Impatto sui costi di fabbricazione	Tipica applicazione industriale
Inchiostro bianco su vernice verde, blu o nera	Contrasto elevatissimo, ottima leggibilità visiva e massima affidabilità per telecamere AOI	Prezzo da confermare nell’offerta effettiva	Oltre il 90% delle schede per elettronica industriale, informatica e telecomunicazioni
Inchiostro nero su vernice bianca o gialla	Contrasto da verificare sulla finitura e con l’illuminazione selezionate	Disponibilità e prezzo da confermare nel preventivo	Schede di illuminazione a LED, pannelli display e circuiti di retroilluminazione
Serigrafia singola faccia vs doppia faccia (`GTO` + `GBO`)	Qualità di stampa identica su entrambe le facce	Confermare nel preventivo facce e processi inclusi	Confermare in offerta metodo, facce incluse e gestione del pannello
Colori di inchiostro non standard (giallo, rosso, blu, grigio)	Contrasto da moderato a basso; verificare la compatibilità con le luci anulari AOI	Possibile modesto costo di attrezzaggio per cambio colore (confermato a preventivo)	Elettronica di consumo con particolari requisiti estetici o cruscotti di comando
Marcatura fotoincisa su rame senza inchiostro	Rimuove l’inchiostro legenda, ma altri materiali della scheda possono comunque degassare	Costo da confermare in base al disegno e all’offerta	Applicazioni spaziali in ultra-alto vuoto ( $< 10 -6 Torr$ ), moduli ottici laser e package ermetici da qualificare secondo i requisiti del programma

È importante distinguere tra saldatura a rifusione sotto vuoto e degassamento in ultra-alto vuoto spaziale: gli inchiostri epossidici e DLP standard resistono senza problemi ai forni di rifusione sotto vuoto o a fase vapore ( $10 - 50 mbar$ a $245 - 260 °C$ ). Per hardware sensibile al vuoto, valutare tutti i materiali residui secondo i requisiti del programma; l’assenza di inchiostro non rende la scheda priva di degassamento. La NASA descrive valori storici di screening ASTM E595: TML 1,0% e CVCM 0,10%, che da soli non dimostrano l’idoneità a ogni missione o superficie ottica. Se il vostro team necessita di un supporto per correggere sovrapposizioni prima del rilascio, i tecnici del nostro servizio di progettazione PCB possono ottimizzare i testi direttamente sul file CAD originale.

Vademecum per il rilascio in produzione (Submit / Release Aid)

Da inviare con la richiesta di offerta (RFQ) o nel pacchetto di rilascio:

Archivio Gerber (RS-274X o Gerber X2) o ODB++ contenente distintamente i layer .GTO (serigrafia superiore) e .GBO (serigrafia inferiore).
Nota di produzione esplicita se una o entrambe le facce non prevedono scritte (es. "Top: inchiostro bianco; Bottom: nessuna scritta, la necessità di EQ dipende dalla revisione dei dati del fornitore").
Disegno costruttivo indicante i colori di maschera e inchiostro, gli spessori minimi dei tratti ( $\geq 0,10 a 0,15 mm$ ) e le zone di marcatura per loghi UL e codici seriali.
Disegno di assemblaggio in formato PDF con tutti i Reference Designator completi, qualora siano stati omessi sulla scheda fisica per ragioni di spazio.

Documenti da richiedere al fornitore prima del benestare alla produzione:

Tracciato di verifica CAM (DFM PDF) che mostri l'effettiva geometria della serigrafia dopo il clipping intorno alle piazzole e ai fori.
Conferma del metodo di stampa (getto d'inchiostro DLP vs serigrafia a telaio) nel caso in cui il progetto contenga tratti da $0,10 mm$ o codici DataMatrix da $0,25 mm$ .
Verifica che i marchi obbligatori (logo UL, simbolo RoHS, data di produzione YYWW) siano posizionati nelle zone riservate e non sopra piste RF.
Report di collaudo dell'adesione dell'inchiostro con nastro adesivo e di resistenza ai solventi secondo IPC-TM-650 Metodo 2.4.1 in presenza di lavaggi aggressivi.

Responsabilità operative per ruolo:

Progettista layout: Impostare regole testo su altezza $\geq 1,0 mm$ e tratto $\geq 0,15 mm$ (o $0,60 mm$ / $0,10 mm$ per DLP), garantire $\geq 0,15 mm$ di distanza dalla maschera ed estrarre i marker di pin 1.
Ingegnere della Qualità: Approvare i tracciati di clipping CAM, verificare la tenuta termica dell'inchiostro dopo rifusione e controllare la leggibilità dei codici 2D (ISO/IEC 15415).
Ufficio Acquisti: Confermare gli abbinamenti cromatici, verificare l'autorizzazione all'inserimento del logo del fabbricante e specificare i layer vuoti all'ordine.

Cancelli di verifica per fase di progetto:

EVT: Controllo DRC Silk-to-Mask in ambiente CAD + revisione delle anteprime CAM per scritte e riferimenti di pin 1.
DVT: Ispezione visiva e ottica AOI della leggibilità e della tenuta cromatica dopo la rifusione su entrambe le facce.
PVT: verificare la lettura dopo il processo di pulizia effettivo secondo il grado e il piano di campionamento concordati.
MP: Monitorare adesione e registrazione secondo il piano di ispezione concordato e i criteri di accettazione applicabili.

Non appena i vostri file Gerber e le specifiche di serigrafia sono pronti per la revisione tecnica, scoprite le nostre competenze in materia di circuiti a singola e doppia faccia e fabbricazione di PCB multistrato, oppure caricate i file di progetto per richiedere un preventivo immediato.

Quali sono l'altezza del testo e lo spessore del tratto minimi per la serigrafia di un PCB?

Per garantire un'ottima leggibilità in produzione di serie, come obiettivo da verificare col fornitore, si può usare un'altezza del testo compresa tra $0,80 e 1,00 mm$ ( $32 a 40 mil$ ) con uno spessore del tratto non inferiore a $0,127 a 0,15 mm$ ( $5 a 6 mil$ ). Con la tecnologia digitale a getto d'inchiostro (DLP), una proposta di spessore del tratto può essere $0,10 mm$ ( $4,0 mil$ ) con un'altezza minima del testo di $0,50 a 0,60 mm$ .

Cosa accade se nell'archivio Gerber manca il file della serigrafia?

Se manca .GTO o .GBO mentre sul lato sono presenti componenti, il produttore può chiedere un chiarimento o sospendere l’ordine in attesa di conferma, secondo il proprio processo di revisione. Se l’assenza è intenzionale, specificare nell’ordine quali dati sono previsti.

L'inserimento della serigrafia sul lato inferiore comporta costi di fabbricazione aggiuntivi?

Sui circuiti stampati rigidi standard in FR-4 a 2 strati o multistrato, la realizzazione della serigrafia bianca su ambo i lati (o nera su maschera bianca) va verificata nell’offerta effettiva per facce, colore e processo. Eventuali costi per lato aggiuntivo, avviamento o colore speciale dipendono dal fornitore e dalla commessa.

Perché il produttore del PCB ha tagliato o rimosso porzioni delle scritte serigrafiche?

I produttori possono ritagliare la legenda secondo le regole approvate di distanza dalle piazzole; chiedere il controllo CAM finale. 0,10–0,127 mm sono esempi, non un comportamento universale. L'inchiostro isolante depositato su una piazzola di saldatura impedirebbe la corretta bagnabilità della lega provocando circuiti aperti. Mantenere almeno $0,15 mm$ di distanza tra testi e aperture di saldatura nel CAD per evitare che i caratteri vengano tagliati.