Tecnologia PCBA - Circa l'importanza della serigrafia per l'assemblaggio di PCBA

Vi siete mai chiesti come il sistema di visione e robotico in una macchina di posizionamento SMT (SMT) con montaggio superficiale possa posizionare accuratamente i componenti elettronici nelle posizioni richieste su un circuito stampato minuscolo con tolleranze molto piccole?

Gli obiettivi del sistema di visione SMT sono diversi: abbinare il modello del circuito dell'opera d'arte con la parte superiore o inferiore del circuito stampato fabbricato (PCB), determinare la posizione del PCB sui piani x, y e z e sul circuito Posizionare la posizione precisa per posizionare componenti specifici. Con l'aiuto del sistema di indicizzazione (posizionamento), il PCB viene posizionato in base ai parametri del programma, ma questo posizionamento non è abbastanza accurato per il posizionamento dei componenti. La serigrafia fornisce un punto di riferimento per il sistema di imaging.

Cos'è la serigrafia?

Sebbene sembri un termine finanziario, il termine "benchmark" si riferisce a una base di riferimento fissa a fini di confronto. Generalmente, i serigrafi sono segni incorporati di oggetti o superfici che vengono utilizzati come misura direzionale o punto di riferimento per sistemi di indicizzazione e imaging.

Silk screen è utilizzato in molteplici settori e applicazioni, come la fisica, la computer grafica 3D, l'ottica e la fotografia. Sono utilizzati nel volo geofisico per riferirsi ai risultati di misurazione, nei media di realtà aumentata per individuare la posizione di immagini composite attivate o tavole da gioco, e nell'imaging medico correlando le scansioni del corpo con le posizioni del corpo.

Nelle applicazioni di assemblaggio elettronico automatizzato, la serigrafia è un segno di allineamento utilizzato nel sistema di indicizzazione per rendere il PCB orientato nella direzione corretta e distorto. Il sistema di visione utilizza il posizionamento serigrafico per inserire accuratamente i componenti nel circuito. La serigrafia, nota anche come "marchio di riconoscimento del modello del circuito", è un aspetto chiave dei test e del confezionamento durante l'intero processo di produzione automatizzato. L'importanza del posizionamento dello schermo serigrafico non può essere sottovalutata, perché se la posizione esatta del circuito o del circuito PCB non può essere misurata correttamente in qualsiasi momento durante il processo di assemblaggio, apparirà un "rottame" automatizzato!

In che modo il posizionamento della serigrafia influisce sull'inserimento dei componenti?

Il posizionamento preciso della serigrafia assicura che il PCB sia rivolto nella direzione corretta e sia allineato il più vicino possibile alla perfezione. La macchina di posizionamento SMT utilizza la fotocamera per individuare il serigrafo e quindi regola la posizione dei componenti in base alla posizione esatta del circuito stampato.

Lo svantaggio dei bracci di assemblaggio robotici è che non si lamenteranno di quanto tempo sono le ore di lavoro.

Il PCB viene consegnato alla macchina SMT per il montaggio dal nastro trasportatore. La direzione di fissaggio o bloccaggio di ogni PCB è leggermente diversa dagli altri PCB e questa piccola modifica è sufficiente a distruggere il circuito stampato a meno che non sia ricalibrato. A tal fine, due o tre fiduciali sono contrassegnati sul PCB in modo che il robot di posizionamento possa determinare con precisione la direzione del circuito stampato. Confrontando la posizione effettiva del serigrafo rispetto alla vista planimetrica del circuito stampato memorizzato nella memoria della macchina, il sistema di visione può calcolare in modo affidabile l'"offset" su cui il pezzo deve essere spostato per posizionare accuratamente il pezzo.

Come impostare la serigrafia sul circuito stampato?

La serigrafia è fatta solitamente rendendo l'area circolare del circuito stampato non coperta dalla maschera di saldatura. In quest'area circolare è esposta la placcatura di rame sottostante. Un buon riconoscimento delle immagini non richiede nulla intorno allo schermo da seta, quindi durante il montaggio, è necessario prestare attenzione allo sfondo "opaco" intorno allo schermo da seta. In alternativa, una maschera di saldatura trasparente può essere utilizzata per coprire i fiduciali perché il sistema di visione può ancora rilevare l'anello di rame.

Dai primi due punti di riferimento (posizionati diagonalmente l'uno all'altro), la macchina può identificare la posizione del PCB e l'inclinazione del PCB nel morsetto di trasferimento attraverso le sue posizioni X e Y. Infine, il terzo benchmark può aiutare la macchina a compensare qualsiasi restringimento o allungamento del PCB.

Se i componenti sono posizionati su una progettazione PCB bifacciale, i punti di riferimento devono essere posizionati su entrambi i lati del PCB. Il posizionamento di schermi multipli di seta per il posizionamento PCB è chiamato "dato globale". I componenti che richiedono un'elevata precisione di posizionamento possono avere un singolo "dato locale" posizionato vicino alla posizione del componente per fornire una maggiore precisione.

Cosa accadrà se la serigrafia non viene utilizzata?

Se si assembla manualmente una scheda singola o prototipo, è bene non utilizzare serigrafia. Tuttavia, se si prevede di automatizzare la produzione, allora si scopre che le macchine di posizionamento SMT non saranno un'opzione perché il loro funzionamento richiede punti di riferimento sul PCB per allinearli correttamente. Inoltre, l'assemblaggio manuale comporterà una percentuale più alta di schede che falliscono i test e gli standard di qualità e ci vorrà molto tempo per riparare la saldatura manuale imperfetta.

Suggerimenti per il posizionamento del serigrafo:

Impianto di elaborazione di chip SMT: I seguenti sono alcuni suggerimenti per posizionare serigrafie sui circuiti stampati:

1. La migliore dimensione dello schermo di seta dovrebbe essere tra 1mm e 3mm. Mirare a un'area opaca "tampone" che sia approssimativamente della stessa dimensione del diametro del marchio intorno al marchio.

2. La serigrafia non deve avere maschera di saldatura, a meno che la copertura non sia trasparente.

3. Per il riferimento globale, dovrebbero esserci almeno 2 marchi, preferibilmente 3 marchi per garantire l'accuratezza del posizionamento dei componenti. I segni dovrebbero essere situati su estremità opposte l'una dell'altra e separati il più possibile sulla tavola. Se hai 3 serigrafie, posizionali in un triangolo e mantieni lo spazio più ampio possibile sulla tavola.

4. Se non c'è abbastanza spazio sul bordo del circuito stampato, è necessario uno schermo serigrafico globale.

5. la distanza dallo schermo di seta al bordo della scheda dovrebbe essere di 0,3 pollici, esclusa l'area buffer dello schermo di seta.

6. Per i punti fiduciari locali, posizionare almeno due serigrafie diagonalmente sul bordo esterno intorno al componente specifico. Per correggere gli errori di posizionamento sui componenti, è possibile utilizzare anche serigrafie locali.

7. il posizionamento degli schermi di seta può rendere una linea di montaggio regolare diversa da una linea di montaggio che ha continuamente bisogno di regolazione. Anche se il fornitore vi dice che hanno aggiornato la macchina per funzionare senza marcatura, è saggio incorporare sempre serigrafia nel design del circuito stampato. Potrebbero essere necessari questi marchi durante i test o quando potrebbe essere necessario rielaborare in futuro.