PCB Tecnico - Marcatori fiduciali PCB nella progettazione dei circuiti stampati

Nella progettazione PCB, il marchio fiduciale del PWB è la forma rotonda del rame, che funge da punto di riferimento per il prelievo e il posizionamento delle macchine di assemblaggio. Il marchio fiduciale pcb può aiutare la macchina a identificare la direzione del PCB e dei suoi componenti montati in superficie, utilizzando pacchetti con passo piccolo, come pacchetto piatto quad (QFP), array griglia a sfera (BGA) o quad piatto senza piombo (QFN).

Ci sono due marchi fiduciali comuni nella progettazione del circuito stampato: marchi fiduciali globali e marchi fiduciali locali. Il marchio fiduciale globale è un riferimento in rame posto sul bordo del PCB, permettendo alla macchina di determinare la direzione della scheda rispetto all'asse X-Y. I segni fiduciali vengono utilizzati anche quando si posiziona la macchina per compensare qualsiasi deviazione quando il PCB è bloccato.

Il marchio fiduciale locale è un marchio di rame,situato all'esterno dell'angolo del componente di montaggio superficiale del pacchetto quad. Le macchine di assemblaggio lo utilizzano per individuare con precisione l'impronta dei pezzi e ridurre gli errori nel posizionamento dei pezzi. Questo è particolarmente importante quando si utilizzano componenti quad dettagliati di grandi dimensioni nel vostro design.

I PCB Fiducial Markin hanno molteplici funzioni, principalmente tra cui:

Posizionamento e allineamento: i punti di marcatura sono una base importante per la macchina e le apparecchiature per identificare e posizionare il PCB, assicurando che l'apparecchiatura possa trovare rapidamente la posizione corretta del PCB durante la saldatura o la patch.

Riferimento di calibrazione: Nella produzione ad alto volume, i punti di marcatura servono come riferimento chiave per la calibrazione, garantendo la coerenza e la stabilità dei PCB nella produzione continua.

Migliorare l'efficienza produttiva: Il posizionamento accurato dei marcatori riduce il tempo di allineamento della macchina e migliora l'efficienza complessiva della linea di produzione.

La moderna tecnologia di produzione richiede marchi fiduciari?

Ho progettato i miei circuiti stampati PCB per avere marchi fiduciali sia globali che locali. Tuttavia, quando ho visto un articolo che spiegava la possibilità di omettere i benchmark locali, sono rimasto molto interessato. Ha senso rimuovere i segni fiduciali sul PCB più piccolo per massimizzare lo spazio di traccia del segnale.

A causa dei progressi nella tecnologia di produzione, i marchi fiduciali locali del pcb possono essere omessi in determinate condizioni. Sui circuiti stampati più piccoli, le macchine di assemblaggio moderne possono utilizzare solo punti di riferimento globali per posizionare i componenti SMT. Per i componenti con spaziatura maggiore, il marchio fiduciale può anche essere omesso. Ad esempio, le macchine più recenti possono posizionare accuratamente componenti di montaggio superficiale con un passo superiore a 1,0 mm e superiore.

Detto questo, prima di rimuovere i marchi fiduciali locali nel vostro progetto, è importante discutere la portata delle funzioni della macchina del produttore. Ho imparato che non tutti i produttori sono dotati di macchine alimentate dalle più recenti tecnologie. D'altra parte, non ignorare mai il marchio fiduciale globale nel vostro disegno. Anche se si utilizzano alcune delle capacità di produzione più avanzate.

Best practice per l'utilizzo di marchi fiduciali nella progettazione di PCB

Se si desidera ottenere il miglior assemblaggio della macchina, è necessario ottenere i vostri marchi fiduciali corretti. Ci sono poche linee guida importanti quando si posizionano marchi fiduciali in un disegno.

Il marchio fiduciale è fatto posizionando uno strato di rame non rillato in un cerchio. Il marchio fiduciale non deve avere una maschera di saldatura.

La dimensione ottimale del marchio fiduciale dovrebbe essere compresa tra 1mm e 3mm. Deve essere mantenuta un'area di spazio simile al diametro del marchio.

Per il punto di riferimento globale, 3 marcatori sono posizionati sul bordo della scheda per la migliore precisione. In caso di spazio insufficiente, è richiesto almeno un marchio pcb fiducial globale.

Il marchio fiduciale deve mantenere una distanza di 0,3 pollici dal bordo della tavola, esclusa l'area libera del marchio fiduciale.

Per i fiduciari locali, posizionare almeno due segni fiduciari diagonalmente sul bordo esterno del componente di montaggio superficiale.

I marchi fiduciali progettati in modo improprio possono influenzare seriamente il processo di produzione del PCB (Printed Circuit Board).

1.Errori di assemblaggio

I marcatori posizionati in modo improprio possono causare l'impossibilità di identificare accuratamente la posizione del PCB durante il processo di assemblaggio, con conseguente errata collocazione dei componenti. Tali errori non solo influenzano la funzionalità dei componenti,ma possono anche portare a problemi di cortocircuito o circuito aperto in tutta la scheda, aumentando così la complessità e il costo della riparazione.

2.Difetti di saldatura

Se i segni di posizionamento non sono impostati correttamente, porterà direttamente a problemi di allineamento durante il processo di saldatura. Ad esempio, i cuscinetti di saldatura possono avere una scarsa saldatura a causa di disallineamento. Ciò può portare a uno scarso contatto con i giunti di saldatura, riducendo la stabilità e l'affidabilità del circuito e quindi potenzialmente influenzando le prestazioni del prodotto.

3.Reduced productivity

La produttività può essere significativamente ridotta a causa di errori di assemblaggio e saldatura causati da disallineamento. L'etichettatura errata può causare la necessità di regolazioni multiple della macchina, aumentando i tempi di produzione. Allo stesso tempo, il disallineamento può portare a ulteriori lavori di revisione e riparazione, aumentando così i costi di produzione e i tempi di ciclo.

4. Difficoltà nella prova e riparazione

Le marcature posizionate in modo improprio possono anche avere un impatto negativo sui successivi test e riparazioni. Le apparecchiature di prova si basano su punti di marcatura accurati per valutare la funzionalità della scheda. Una progettazione errata può portare a risultati di test imprecisi, che possono rendere difficile la risoluzione dei problemi e la riparazione.

5. degradazione della qualità del prodotto

Nel complesso, i marcatori di posizione progettati in modo improprio possono portare a un degrado della qualità del prodotto finale, aumentando i tassi di guasto e rilavorazione. Gli utenti finali possono affrontare prestazioni scadenti o scarsa affidabilità, che possono avere un impatto negativo sulla reputazione del marchio e sulla competitività del mercato.

I produttori di PCB utilizzano un software professionale di progettazione PCB, come CircuitStudio®, di Altium, che può inserire il pad, cambiare la dimensione del pad a zero e impostare il valore del diametro corretto per posizionare il marchio fiduciale del PCB.