PCBシルクスクリーン印刷の基礎知識：役割・手法・設計ポイント

プリント基板は電子回路の不可欠な部分です。長年にわたる技術進歩により、そのサイズは劇的に縮小しました。今日、電子デバイスを開けるとチップのように見えます。PCBには接続に必要な複数の部品が搭載されていますが、情報を表示することもあります。こんな小さな領域にどう情報を印刷するのか？ ここでシルクスクリーン印刷が活躍します。本記事では、プリント基板へのシルクスクリーン印刷の重要性を解説します。

PCBシルクスクリーン層の概要

シルクスクリーンは、PCB部品、マーク、ロゴ、シンボルなどを識別するためのインクトレース層です。PCBは「部品」と「はんだ付け」の2部分で構成されます。主にシルクスクリーンは部品側に適用されます。近年は、はんだ付け側にも適用されています。シルクスクリーン印刷は、メーカーとエンジニアの両方が異なる部品を容易に識別するのに役立ちます。

通常、非導電性エポキシインクがシルクスクリーン印刷に使用されます。このインクは通常の印刷インクとは異なる配合です。多くの場合、黄、白、黒の色で印刷されます。PCBソフトウェアでシルクスクリーン印刷に使用される標準フォントがありますが、カスタムフォントも使用可能です。

シルクスクリーンが提供する情報

シルクスクリーンはPCBの機能には関与しませんが、提供する情報が評価されます。例えば、以下の理解を助けます：

• 警告シンボルの理解
• 部品の極性
• テストポイントの識別
• リファレンスデシグネータによる部品位置の特定
• プリント基板固有の番号の識別
• メーカーマーク、バージョン番号などの識別

シルクスクリーン印刷の手法

シルクスクリーンは3つの方法でPCBに適用されます：

1. 手動スクリーン印刷：

登録公差が0.005インチ以上、または線幅が0.007インチ以上のPCBで実施されます。テキストとトレースを含むステンシルを使用。トレースはナイロンで作られます。インクをステンシルを通して層/ラミネートへ向けます。次に、ベーキングオーブンでインクを硬化。シルクスクリーン層を作る最も簡単な方法の一つで、大きなテキストサイズにも対応。この技術を極めるには数年かかる場合があります。

2. 液体フォトイメージング（LPI）：

4ミル超のラインのスクリーン印刷に使用。LPIプロセスはソルダーマスク適用とほぼ同じ。ただし、この方法ではラミネートをエポキシでコーティングし、UV光下に置きます。その後、基板を硬化・現像。手動スクリーン印刷より高精度。

LPIは白色を使用し、他の2タイプより多くのインクを必要とします。この印刷タイプのセットアップ時間は長めです。

3. ダイレクトレジェンド印刷（DLP）：

他の3つの中で最も高価なプロセスの一つ。このプロセスでは、インクジェットプロジェクターとアクリルインクを使用。インクはCADソフトウェアを使用してPCBに適用。その後、インクをUV光に露光。アクリルインクは、銀仕上げのPCBには不向きです。

PCBのシルクスクリーン設計時に留意すべき要素

シルクスクリーンが総PCBコストの12〜15%を占めることをご存知ですか？ テキスト設計には文字幅、高さ、厚さ、間隔、位置が含まれます。インクコストは、選択したシルクスクリーン印刷手法に依存。エポキシインクは手動スクリーン印刷で、アクリルインクはDLPで使用。インクの色と特性がコスト要因となります。

PCBにシルクスクリーンレジェンドを設計する際の考慮事項：

• シルクスクリーンを片側のみに制限するよう努めてください。これによりコストを半分に削減できます。多くのPCB実装サービスは両面印刷に料金を設定しています。
• 標準色と大きな形状を使用してシルクスクリーンを目立たせます。メーカーが特殊インクを提供しているか確認することもできます。
• ダイレクトレジェンド印刷（DLP）と液体フォトイメージング（LPI）は、セットアップにより高い投資が必要なため、他より高価です。

シルクスクリーン印刷PCBの重要性を理解し、次回選択する際は正しい選択をしてください。Creative Hi-Techのような信頼できるメーカーから調達することが重要です。同社は多様な仕様でPCBを提供しています。

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