سیلک PCB چیست و چرا اهمیت دارد؟
لایه سیلک (Silkscreen) یا Legend، لایهای از مرکب غیررسانا روی سطح برد است؛ معمولاً سفید، ولی زرد، قرمز و سیاه هم چاپ میشود. این لایه کارکرد الکتریکی ندارد، اما بدون آن مونتاژ و عیبیابی برد پرخطا میشود. روی یک برد استاندارد چه چیزی سیلک میشود؟
- شناسه مرجع قطعات (Reference Designator) مثل R1، C2، U5 یا J3
- خطوط دور قطعات (Component Outline) و مکان سوراخهای قطعات THT
- نشانگر پین ۱ (Pin 1) برای آیسیها، کانکتورها و دیودها
- علائم قطبیت برای خازن الکترولیتی، دیود، LED و پلهای دیودی
- جهت قرارگیری قطعات نامتقارن
- لوگو، نام محصول، شماره نسخه (Rev) و کدهای رهگیری
- هشدارها مثل «ولتاژ بالا» یا علامت ESD
- نقاط تست (Test Point) و نام آنها
- QR Code یا بارکد شناسایی برد در تولید سری
سیلک در فایل Gerber با دو لایه جداگانه تعریف میشود: لایه رو (Top Overlay، معمولاً با پسوند .GTO یا Silkscreen Top) و لایه پشت (Bottom Overlay با پسوند .GBO). یکی از اشتباهات رایج در خروجی گرفتن، فراموشکردن آینهای (Mirror) کردن لایه سیلک پشت است؛ سیلک سمت پشت باید در Gerber بهصورت معکوس (Mirror) دیده شود تا بعد از چاپ، وقتی برد را از پشت نگاه میکنید، متن درست خوانده شود.
قواعد خوانایی سیلک PCB
سیلک ناخوانا یعنی اپراتور مونتاژ قطب دیود را برعکس میخواند یا R12 را با R1 اشتباه میگیرد. نتیجهاش برد معیوب و دوبارهکاری است. اعداد زیر همانهایی است که اکثر کارخانههای ساخت PCB رعایت میکنند. مقدار دقیق بسته به فرایند چاپ کارخانه کمی فرق میکند، پس همیشه DFM کارخانهای که با آن کار میکنید ملاک است.
حداقل ارتفاع متن و ضخامت خط
جدول زیر مقادیر رایج در صنعت را نشان میدهد:
| پارامتر | مقدار توصیهشده | حداقل قابل چاپ |
|---|---|---|
| ارتفاع نویسه (Character Height) | ۱٫۰ میلیمتر (۴۰ میل) | ۰٫۸ میلیمتر (حدود ۳۲ میل) |
| ضخامت خط (Stroke / Line Width) | ۰٫۱۵ میلیمتر (۶ میل) | ۰٫۱۰ میلیمتر (۴ میل) |
| نسبت ضخامت خط به ارتفاع متن | حدود ۱ به ۶ | — |
| فاصله بین دو خط متن | حداقل ۰٫۳ میلیمتر | — |
نکته مهم: ضخامت خط قابل چاپ به ضخامت مس برد هم بستگی دارد. در بردهای با مس ضخیم (مثلاً ۲ اونس)، چون سطح مس زیر سیلک ناهموارتر است، حداقل ضخامت خط بزرگتری لازم است. جدول تقریبی که چند سازنده منتشر کردهاند:
| ضخامت مس | حداقل عرض خط سیلک | حداقل ارتفاع متن |
|---|---|---|
| ۰٫۵ اونس | ۴ میل (۰٫۱ میلیمتر) | ۲۴ میل (۰٫۶ میلیمتر) |
| ۱ اونس | ۵ میل (۰٫۱۲۷ میلیمتر) | ۳۰ میل (۰٫۷۶ میلیمتر) |
| ۲ اونس | ۶ میل (۰٫۱۵ میلیمتر) | ۳۶ میل (۰٫۹ میلیمتر) |
برای متن خیلی ریز، چاپ LPI (Liquid Photo Imaging) دقت بهتری نسبت به چاپ مستقیم جوهرافشان دارد و میتواند تا حدود ۰٫۷ میلیمتر ارتفاع و ۰٫۱ میلیمتر خط را چاپ کند، اما همه کارخانهها این فرایند را ارائه نمیدهند و باید قبل از طراحی تأیید شود.
جهت خواندن و چیدمان متن
- همه متنها را با یک جهت ثابت بچینید: یا چپبهراست یا بالابهپایین. مخلوط شدن جهتها، بازرسی چشمی و دیباگ را کند میکند.
- شناسه هر قطعه را دقیقاً کنار همان قطعه بگذارید، نه در جای دلخواه برد. فاصله شناسه از قطعه باید طوری باشد که ابهام ایجاد نکند؛ در چیدمانهای شلوغ، اشتباهگرفتن R5 با R6 کاملاً محتمل است.
- قطعات همسان را تا حد امکان با جهت یکسان قرار دهید. این کار سرعت مونتاژ و بازرسی را بالا میبرد.
فونت و کاراکتر
از فونتهای استاندارد و بدون تزئین (Sans-Serif) نرمافزار PCB استفاده کنید. فونتهای خیلی نازک یا دستساز ممکن است بعد از چاپ ناخوانا شوند. از کاراکترهای خاص مثل نقطهویرگول یا علامتهای ریز پرهیز کنید، چون با ضخامت ۰٫۱۵ میلیمتر بهسختی چاپ میشوند.
فاصله سیلک از پد و سایر عوارض برد
مهمترین قاعده DFM سیلک این است: مرکب سیلک نباید روی پد لحیم، سوراخ، ویا یا نقطه تست بنشیند. مرکب سیلک عایق است؛ اگر روی پد SMT بنشیند، خیسشدگی (Wetting) لحیم مختل میشود و اتصال سرد یا لحیمنشدن قطعه نتیجه میشود. مقادیر رایج فاصله:
| مورد | حداقل فاصله توصیهشده |
|---|---|
| سیلک تا پد لحیم، ویا و سوراخ قطعه | حداقل ۰٫۱۵ میلیمتر (۶ میل) |
| سیلک تا لبه برد یا شیار برش | حداقل ۰٫۲ تا ۰٫۲۵ میلیمتر (۸ تا ۱۰ میل) |
| سیلک تا فیودوشال (Fiducial Mark) | کاملاً آزاد؛ روی فیودوشال چاپ نشود |
اگر فضای کافی برای رعایت این فاصله وجود ندارد (مثلاً در کانکتورهای ریز یا چیدمان BGA چگال)، خط دور قطعه را قطع کنید (Clip) یا فقط گوشهها را با خطوط کوتاه نشان دهید، بهجای اینکه خط را روی پد بکشید. بسیاری از نرمافزارها مثل KiCad، Altium و Eagle گزینهای برای حذف خودکار سیلک روی پد دارند (Remove silkscreen over pads)؛ حتماً خروجی Gerber را بعد از اعمال آن چک کنید.
یک نکته که کمتر به آن اشاره میشود: روی نواحی باز solder mask (مس بدون پوشش) سیلک چاپ نکنید. مرکب روی مس بدون ماسک در فرایند ریفلو ممکن است بسوزد یا پوستهپوسته شود.
موارد ممنوعه در طراحی سیلک
این لیست را قبل از خروجی گرفتن از Gerber یکبار مرور کنید:
- سیلک روی پد لحیم یا ویا — ممنوع مطلق؛ باعث نقص لحیم میشود.
- سیلک روی فیودوشالها و نقاط تست — ماشین Pick-and-Place و فیکسچر تست به این نقاط نیاز دارند.
- متن روی سوراخهای نصب و حلقه اطراف آنها — پیچ یا پرچ، چاپ را میپوشاند یا خراب میکند.
- همپوشانی متنها و نمادها با یکدیگر — سیلکِ درهم، هم ناخوانا میشود هم در چاپ جوهر پخش میشود.
- سیلک روی آنتن RF یا خطوط امپدانسکنترلشده — مرکب ثابت دیالکتریک متفاوتی دارد و امپدانس خط را کمی تغییر میدهد؛ در فرکانسهای بالا همین تغییر کوچک مشکلساز است.
- نمایشگرهای هفتسگمنت و حسگرهای نوری بدون پوشش — سیلک روی لنز یا سطح نمایشگر باعث کاهش شفافیت یا خطای خوانش میشود.
- سطح تماس کانکتورهای لبهای (Edge Connector / کارتهای طلایی) — هیچ مرکبی نباید روی پدهای طلایی اتصال بنشیند.
- متن بیش از حد ریز — زیر ۰٫۸ میلیمتر ارتفاع با چاپ معمولی عملاً ناخوانا است؛ یا بزرگترش کنید یا حذفش کنید.
- اطلاعات تکراری یا بیاستفاده — پر کردن برد با لوگوهای بزرگ و متنهای تزئینی، فضای سیلک کاربردی را میخورد. گرافیکهای غیرضروری را به لایه مکانیکی منتقل کنید تا لایه سیلک فقط اطلاعات مونتاژ داشته باشد.
- مخفی شدن سیلک زیر قطعه — اگر شناسه قطعهای زیر خودِ قطعه یا زیر قطعه بلند مجاور چاپ شود، بعد از مونتاژ قابل خواندن نیست؛ آن را به فضای باز منتقل کنید.
سیلک در بردهای چگال (HD) چه میشود؟
در بردهای پرچگال مثل ماژولهای کوچک یا بردهای چندلایه HDI، گاهی جا برای سیلک کامل وجود ندارد. راهحل استاندارد: حذف بخشهایی از سیلک و ارائه یک Assembly Drawing (نقشه مونتاژ) جداگانه در مستندات ساخت. در این حالت نشانگر پین ۱ و علائم قطبیت تا حد امکان روی برد نگه داشته میشوند و بقیه اطلاعات به نقشه منتقل میشود.
اگر برد شما قرار است مونتاژ SMT شود، هماهنگی سیلک با فایل مونتاژ (Pick-and-Place) اهمیت بیشتری پیدا میکند؛ خطای قطبیت یا شناسه در سیلک مستقیماً به خطای مونتاژ تبدیل میشود.
چکلیست نهایی قبل از ارسال Gerber
- ارتفاع متنها حداقل ۰٫۸ میلیمتر و ضخامت خط حداقل ۰٫۱ تا ۰٫۱۵ میلیمتر است
- هیچ سیلکی روی پد، ویا، سوراخ، فیودوشال و نقطه تست نیست
- فاصله سیلک از لبه برد رعایت شده
- پین ۱ و قطبیت همه قطعات قطبدار مشخص و درست است
- لایه سیلک پشت بهصورت آینهای در Gerber دیده میشود
- هر دو لایه سیلک (Top و Bottom) در خروجی Gerber وجود دارد و با برد مقایسه شده
- نام، نسخه و تاریخ برد برای رهگیری چاپ شده
برای اطمینان از درستبودن خروجی، قبل از ثبت سفارش فایل Gerber را با ابزار بررسی فایل بردیفای کنترل کنید تا لایههای سیلک درست خروجی گرفته شده باشند: بررسی فایل Gerber. اگر میخواهید بدانید لایه سیلک روی قیمت نهایی برد اثر دارد یا نه، صفحه قیمتگذاری PCB اجزای قیمت را توضیح میدهد.
منابع اعداد و قواعد
مقادیر این مقاله از راهنماهای عمومی کارخانههای ساخت PCB گردآوری شده و ممکن است با DFM اختصاصی کارخانه شما تفاوت داشته باشد. قبل از تولید سری، همیشه مشخصات کارخانهای که برد را میسازد ملاک بگیرید. جزئیات فرایند ساخت و خدمات بردیفای در صفحه خدمات ساخت PCB آمده است.