Công nghệ PCB - Đánh dấu điểm chuẩn PCB trong thiết kế bảng mạch

Trong thiết kế PCB, điểm chuẩn PCB là hình tròn của đồng, đó là điểm tham chiếu để chọn và đặt máy lắp ráp. Đánh dấu pcb cơ sở có thể giúp máy xác định hướng của pcb và các thành phần gắn trên bề mặt của nó bằng cách sử dụng các gói có khoảng cách nhỏ, chẳng hạn như gói phẳng Quad (QFP), mảng lưới bóng (BGA) hoặc không có dây dẫn Quad Flat (QFN).

Có hai loại điểm chuẩn phổ biến trong thiết kế bảng mạch in: điểm chuẩn toàn cầu và điểm chuẩn cục bộ. Đánh dấu điểm chuẩn toàn cầu là một tham chiếu đồng được đặt ở cạnh PCB, cho phép máy xác định hướng của bảng so với trục X-Y. Đánh dấu điểm chuẩn cũng được sử dụng khi đặt máy để bù cho bất kỳ độ lệch nào khi kẹp PCB.

Một điểm đánh dấu cơ sở cục bộ là một điểm đánh dấu bằng đồng nằm bên ngoài góc của cụm gắn trên bề mặt của một gói tứ giác. Máy lắp ráp sử dụng nó để xác định chính xác dấu chân của một phần và giảm lỗi trong vị trí của nó. Điều này đặc biệt quan trọng khi bạn sử dụng các thành phần tứ giác lớn chi tiết trong thiết kế của mình.

Đánh dấu điểm chuẩn trong PCB có nhiều chức năng, chủ yếu bao gồm:

Định vị và căn chỉnh: Điểm đánh dấu là cơ sở quan trọng để máy móc và thiết bị xác định và định vị PCB, đảm bảo thiết bị có thể nhanh chóng tìm thấy vị trí chính xác của PCB khi hàn hoặc vá.

Tham chiếu hiệu chuẩn: Trong sản xuất số lượng lớn, các điểm đánh dấu là tài liệu tham khảo chính để hiệu chuẩn, đảm bảo tính nhất quán và ổn định của PCB trong sản xuất liên tục.

Cải thiện hiệu quả sản xuất: Việc định vị chính xác các dấu hiệu rút ngắn thời gian căn chỉnh máy và cải thiện hiệu quả tổng thể của dây chuyền sản xuất.

Công nghệ sản xuất hiện đại có cần đánh dấu điểm chuẩn không?

Tôi đã thiết kế bảng mạch PCB in của mình để nó có điểm chuẩn toàn cầu và địa phương. Tuy nhiên, khi tôi thấy một bài viết giải thích khả năng bỏ qua các điểm chuẩn địa phương, tôi rất quan tâm. Nó có ý nghĩa để loại bỏ các điểm chuẩn trên PCB nhỏ hơn để tối đa hóa không gian dấu vết tín hiệu.

Do những tiến bộ trong công nghệ sản xuất, trong một số trường hợp có thể bỏ qua các dấu pcb cơ sở địa phương. Trên các bảng mạch nhỏ hơn, các máy lắp ráp hiện đại chỉ có thể sử dụng các điểm tham chiếu toàn cầu để đặt các thành phần SMT. Đối với các thành phần có khoảng cách lớn hơn, các thẻ cơ sở cũng có thể được bỏ qua. Ví dụ, các máy mới nhất có thể đặt chính xác các cụm gắn trên bề mặt có khoảng cách lớn hơn 1,0mm trở lên.

Điều đó đang được nói, điều quan trọng là phải thảo luận về phạm vi chức năng của máy của nhà sản xuất trước khi loại bỏ các điểm chuẩn cục bộ trong thiết kế của bạn. Tôi đã học được rằng không phải tất cả các nhà sản xuất đều được trang bị máy móc được hỗ trợ bởi công nghệ mới nhất. Mặt khác, đừng bao giờ bỏ qua các điểm chuẩn toàn cầu trong thiết kế của bạn. Ngay cả khi bạn đang sử dụng một số khả năng sản xuất tiên tiến nhất.

Thực hành tốt nhất để sử dụng Benchmarking trong thiết kế PCB

Nếu bạn muốn lắp ráp máy tốt nhất, bạn cần đánh dấu điểm chuẩn chính xác. Có rất ít hướng dẫn quan trọng khi đặt điểm chuẩn trong thiết kế của bạn.

Điểm chuẩn được thực hiện bằng cách đặt các lớp đồng không khoan trong một vòng tròn. Đánh dấu cơ sở không được có lớp kháng hàn.

Kích thước tối ưu cho các điểm đánh dấu cơ sở nên nằm trong khoảng từ 1mm đến 3mm. Các khu vực giải phóng mặt bằng có đường kính tương tự như các điểm đánh dấu phải được duy trì.

Đối với các điểm tham chiếu toàn cầu, đặt 3 điểm đánh dấu trên các cạnh của bảng để có độ chính xác tối ưu. Trong trường hợp thiếu không gian, cần có ít nhất một thẻ pcb cơ sở toàn cầu.

Điểm đánh dấu cơ sở phải cách cạnh tấm 0,3 inch và không bao gồm khu vực giải phóng mặt bằng của điểm đánh dấu cơ sở.

Đối với điểm chuẩn cục bộ, ít nhất hai điểm đánh dấu điểm chuẩn được đặt theo đường chéo trên cạnh ngoài của cụm gắn trên bề mặt.

Đánh dấu điểm chuẩn được thiết kế kém có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sản xuất PCB (bảng mạch in).

1. Lỗi lắp ráp

Vị trí đánh dấu không đúng có thể dẫn đến thiết bị không thể xác định chính xác vị trí của PCB trong quá trình lắp ráp, dẫn đến các thành phần bị lệch. Lỗi này không chỉ ảnh hưởng đến chức năng của các thành phần mà còn có thể gây ra các vấn đề ngắn mạch hoặc mở trên toàn bộ bảng, do đó làm tăng sự phức tạp và chi phí sửa chữa.

2. Hàn khiếm khuyết

Nếu các điểm đánh dấu vị trí được thiết lập không đúng cách, nó sẽ trực tiếp dẫn đến các vấn đề liên kết trong quá trình hàn. Ví dụ, một miếng đệm có thể được hàn kém do sự sai lệch. Điều này có thể dẫn đến tiếp xúc kém với các mối hàn, làm giảm sự ổn định và độ tin cậy của mạch, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm.

3. Giảm năng suất

Năng suất có thể giảm đáng kể do lỗi lắp ráp và hàn do sai vị trí. Lỗi nhãn có thể khiến máy cần phải điều chỉnh lại nhiều lần, tăng thời gian sản xuất. Đồng thời, sự sai lệch có thể dẫn đến việc kiểm tra lại và sửa chữa bổ sung, làm tăng chi phí sản xuất và thời gian chu kỳ.

4. Kiểm tra và sửa chữa khó khăn

Vị trí đánh dấu không đúng cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến việc kiểm tra và sửa chữa tiếp theo. Thiết bị kiểm tra dựa vào các điểm đánh dấu chính xác để đánh giá chức năng của bảng. Thiết kế kém có thể dẫn đến kết quả kiểm tra không chính xác, có thể gây khó khăn cho việc khắc phục sự cố và sửa chữa.

5. Giảm chất lượng sản phẩm

Nhìn chung, đánh dấu vị trí được thiết kế kém có thể dẫn đến giảm chất lượng của sản phẩm cuối cùng, tăng tỷ lệ thất bại và làm lại. Người dùng cuối có thể phải đối mặt với hiệu suất kém hoặc độ tin cậy kém, có thể ảnh hưởng tiêu cực đến danh tiếng thương hiệu và khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Các nhà sản xuất PCB đang sử dụng phần mềm thiết kế PCB chuyên nghiệp, chẳng hạn như CircuitStudio® của Altium, có thể chèn miếng đệm, thay đổi kích thước miếng đệm thành 0 và đặt giá trị đường kính chính xác để đặt điểm chuẩn PCB.