Leiterplattentechnisch - PCB Fiducial Marker im Leiterplattendesign

Im PCB-Design ist die Leiterplattenführungsmarke die runde Form von Kupfer, die als Bezugspunkt für die Kommissionierung und Platzierung von Montagemaschinen dient. Die treuhändige Leiterplattenmarke kann der Maschine helfen, die Richtung der Leiterplatte und ihrer an der Oberfläche angebrachten Komponenten zu identifizieren, indem Pakete mit kleiner Neigung verwendet werden, wie Quad Flat Paket (QFP), Kugelgitterray (BGA) oder Quad Flat No-Lead (QFN).

Es gibt zwei gemeinsame treuhänderische Marken im Leiterplattendesign: globale treuhänderische Marken und lokale treuhänderische Marken. Die globale treuhänderische Markierung ist eine Kupferreferenz, die an der Kante der Leiterplatte platziert wird, wodurch die Maschine die Richtung der Leiterplatte relativ zur X-Y-Achse bestimmen kann. Fiducial-Markierungen werden auch beim Platzieren der Maschine verwendet, um jegliche Durchbiegung beim Spannen der Leiterplatte auszugleichen.

Die lokale Treuhandmarke ist eine Kupfermarke, die sich außerhalb der Ecke der Oberflächenbefestigungskomponente des Quadpakets befindet. Montagemaschinen verwenden es, um den Platzbedarf von Teilen genau zu lokalisieren und Fehler bei der Teileplatzierung zu reduzieren. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie detaillierte große Quad-Komponenten in Ihrem Design verwenden.

Fiducial Markin PCBs haben mehrere Funktionen, hauptsächlich einschließlich:

Positionierung und Ausrichtung: Markierungspunkte sind eine wichtige Grundlage für Maschine und Ausrüstung, um die Leiterplatte zu identifizieren und zu positionieren, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung beim Löten oder Patchen schnell die richtige Position der Leiterplatte finden kann.

Kalibrierungsreferenz: In der Großserienproduktion dienen Markierungspunkte als Schlüsselreferenz für die Kalibrierung und gewährleisten Konsistenz und Stabilität von Leiterplatten in der kontinuierlichen Produktion.

Verbesserung der Produktionseffizienz: Die genaue Positionierung von Markern reduziert die Ausrichtzeit der Maschine und verbessert die Gesamteffizienz der Produktionslinie.

Benötigt die moderne Fertigungstechnik Treuezeichnungen?

Ich habe meine Leiterplatten so gestaltet, dass sie sowohl globale als auch lokale Marken aufweisen. Als ich jedoch einen Artikel sah, in dem die Möglichkeit erklärt wurde, lokale Benchmarks wegzulassen, war ich sehr interessiert. Es macht Sinn, die treuhänderischen Markierungen auf der kleineren Leiterplatte zu entfernen, um den Signalspurenraum zu maximieren.

Aufgrund der Fortschritte in der Fertigungstechnologie können lokale Leiterplattenmarken unter bestimmten Bedingungen weggelassen werden. Auf kleineren Leiterplatten können moderne Montagemaschinen nur globale Referenzpunkte verwenden, um SMT-Komponenten zu platzieren. Bei Bauteilen mit größerem Abstand kann auch die treuhänderische Markierung weggelassen werden. Zum Beispiel können die neuesten Maschinen Oberflächenmontageteile mit einer Steigung größer als 1.0mm und darüber genau platzieren.

Davon abgesehen ist es wichtig, den Umfang der Maschinenfunktionen des Herstellers zu besprechen, bevor Sie lokale Vertrauensmarken in Ihrem Design entfernen. Ich habe gelernt, dass nicht alle Hersteller mit Maschinen ausgestattet sind, die auf der neuesten Technologie betrieben werden. Auf der anderen Seite ignorieren Sie niemals das globale Treuhandzeichen in Ihrem Design. Auch wenn Sie einige der fortschrittlichsten Fertigungsmöglichkeiten verwenden.

Best Practices für die Verwendung von Treuezeichnungen im PCB-Design

Wenn Sie die beste Maschinenmontage erhalten möchten, müssen Sie Ihre treuhänderischen Markierungen richtig erhalten. Es gibt wenige wichtige Richtlinien für die Platzierung von Marken in einem Design.

Die treuhänderische Markierung wird gemacht, indem eine ungebohrte Kupferschicht in einen Kreis gelegt wird. Das Treuhandzeichen darf keine Lötmaske haben.

Die optimale Größe der Prüfmarke sollte zwischen 1mm und 3mm liegen. Ein Spaltbereich, der dem Durchmesser der Markierung ähnelt, muss beibehalten werden.

Für den globalen Bezugspunkt,3 Marker werden am Rand der Platine platziert, um die beste Genauigkeit zu gewährleisten. Bei unzureichendem Platzbedarf ist mindestens eine globale Leiterplattenmarke erforderlich.

Die Treuhandmarke muss einen Abstand von 0,3 Zoll von der Kante der Platine einhalten, ausgenommen den Freiraum der Treuhandmarke.

Platzieren Sie bei lokalen Befestigungsmaterialien mindestens zwei Befestigungsmaterialien diagonal am äußeren Rand des Bauteils zur Oberflächenmontage.

Falsch gestaltete Passmarken können den PCB-Produktionsprozess (Printed Circuit Board) ernsthaft beeinträchtigen.

1.Montagefehler

Falsch positionierte Marker können dazu führen, dass Geräte die Position der Leiterplatte während des Montageprozesses nicht genau identifizieren, was zu Fehlplatzierungen der Komponenten führt. Solche Fehler beeinträchtigen nicht nur die Funktionalität der Komponenten,sondern können auch zu Kurzschlüssen oder offenen Schaltungsproblemen auf der gesamten Platine führen, wodurch die Komplexität und die Kosten der Reparatur erhöht werden.

2.Lötfehler

Wenn die Positioniermarkierungen nicht richtig eingestellt sind, führt dies direkt zu Ausrichtungsproblemen während des Lötprozesses. Zum Beispiel können Lötpads aufgrund von Fehlausrichtung schlechtes Löten aufweisen. Dies kann zu einem schlechten Kontakt an den Lötstellen führen, was die Stabilität und Zuverlässigkeit des Schaltkreises verringert und somit möglicherweise die Leistung des Produkts beeinträchtigt.

3.Verringerte Produktivität

Die Produktivität kann durch Montage- und Lötfehler durch Fehlausrichtung deutlich reduziert werden. Falsche Beschriftungen können dazu führen, dass die Maschine mehrfach nachgestellt werden muss, was die Produktionszeit erhöht. Gleichzeitig kann eine Fehlausrichtung zu zusätzlichen Wiederholungs- und Reparaturarbeiten führen, wodurch die Produktionskosten und die Zykluszeit steigen.

4.Schwierigkeit bei der Prüfung und Reparatur

Falsch positionierte Markierungen können sich auch negativ auf spätere Tests und Reparaturen auswirken. Testgeräte basieren auf genauen Markierungspunkten, um die Funktionalität der Leiterplatte zu beurteilen. Unsachgemäßes Design kann zu ungenauen Testergebnissen führen, was die Fehlersuche und Reparatur erschweren kann.

5.Verschlechterung der Produktqualität

Insgesamt können fehlerhaft gestaltete Standortmarkierungen zu einer Verschlechterung der Qualität des Endprodukts führen, was zu erhöhten Ausfall- und Nachbearbeitungsraten führt. Endverbraucher können mit schlechter Leistung oder schlechter Zuverlässigkeit konfrontiert sein, was sich negativ auf den Ruf der Marke und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes auswirken kann.

Leiterplattenhersteller verwenden professionelle PCB-Design-Software, wie Altium CircuitStudio®, die das Pad einlegen, die Pad-Größe auf Null ändern und den richtigen Durchmesser einstellen kann, um die Leiterplattenführungsmarke zu platzieren.