Fiduzia markak PCBan: Diseinu eta kokapen gida osoa

Sarrera

Fiduzia-markak PCB batean dauden kobrezko erreferentzia-puntu txiki eta agerian daude, SMT kokapenean plakak lerrokatzeko makina-ikusmen sistemek erabiltzen dituztenak. Fiduzia-marka zehatzik gabe, hartu eta jartzeko makinek ezin dituzte konpentsatu plakaren luzapena, biraketa-erroreak edo fabrikazioan zehar sortutako posizio-desbideratzea. Gida honek azaltzen du zergatik diren garrantzitsuak fiduzia-markak, gomendatutako tamainak eta tarteak, eta kokapen-erroreak eta berriro lantzea murrizten dituzten diseinu-arau praktikoak.

Zer da marka fiduzial bat?

Marka fiduziala soldadura-maskararen oztoporik gabeko eremu batez inguratutako kobrezko alfonbra zirkular eta agerian dago. Kobre biluziaren eta maskararen arteko kontraste handiko interfazeari esker, aitortze optikoko sistemek XY koordenatu zehatzak ezar ditzakete. Ikusmen artifizialaren kamerek marka fiduzialak erabiltzen dituzte plakaren desplazamendua, biraketa eta eskalaren distortsioa kalkulatzeko, osagaiak jarri aurretik.

Marka Fiduzialen Funtzio Nagusiak

Fiduzialek hiru lerrokatze-funtzio kritiko betetzen dituzte: posizioaren zuzenketa (panel arteko aldaketa konpentsatzea), biraketa-zuzenketa (taula kargatzean angelu-deslerrokatze doitzea) eta eskalaren konpentsazioa (laminazioan zehar tentsio termiko edo mekanikoaren ondoriozko dimentsio-aldaketak kontuan hartzea).

Marka Fiduzial Motak eta Haien Aplikazioak

Mundu mailako Fiduzialak

Fiduzia-marka globalek plaka osoko erreferentzia-puntuak eskaintzen dituzte. Hiru kokapen ez-kolinearretan jarrita (normalean triangelu-eredu batean), kokapen-makinari posizioa, biraketa eta eskalatzea aldi berean kalkulatzeko aukera ematen diote. Muntaketa automatizatua behar duen PCB guztiek gutxienez bi fiduzial global izan behar dituzte, nahiz eta hiru izatea oso gomendagarria den.

Tokiko Fidagarriak

Tokiko fiduzional markak BGA eta QFP bezalako osagai finen ondoan kokatzen dira, berunen arteko tartea 0.5 mm-tik beherakoa denean. Hauek fiduzional globalek lor dezaketena baino zuzenketa lokalizatua eskaintzen dute, dentsitate handiko eskualdeetan mikroeskalako deformazioa edo luzapena kontuan hartuta. Gehitu tokiko fiduzionalak osagaien tartea 0.5 mm-tik beherakoa denean edo bolaren diametroa 0.3 mm-tik beherakoa denean.

Panelaren Fiduzialak

Panelen konfiantza-markak matrizearen mailan daude, eta ez plaka bakoitzaren mailan. Errail bereizgarrietan edo panelen izkinetan kokatuta, SMT kokapena eta panelak kentzeko ekipoak gidatzen dituzte. Panelen konfiantza-marka hauek matrizearen plaka guztietan erregistro koherentea bermatzen dute, bai muntaketa-prozesuetan, bai bereizketa-prozesuetan.

Diseinu-parametro nagusiak eta gomendatutako balioak

Marka fidagarriaren neurri egokiek zuzenean eragiten dute ezagutzaren fidagarritasunean. Beheko taulan industriak onartutako zehaztapenak laburbiltzen dira:

Zergatik diren garrantzitsuak balio hauek

Maskararen tarte-erlazioak kontraste nahikoa bermatzen du kobrearen eta inguruko laminatuaren artean. Tartea fiduzial erradioaren 2× azpitik jaisten denean, gertuko arrastoek edo maskararen ertzek ertzak detektatzeko algoritmoetan eragin dezakete. 3.35 mm-ko ertz-tarteak tresneria mekanikoen eremuak hartzen ditu eta fiduzialak panela kentzean kaltetzea eragozten du.

Fiduzia Marken Kokapen Arauak eta Praktika Onenak

Mundu mailako fidantza-kokapena

Kokatu fiduzia-marka globalak PCBaren hiru izkinetan, triangelu asimetriko bat osatuz. Saihestu fiduzialak askatzen diren fitxetan, zulo hauskorren ondoan edo finkagailu mekanikoen eremuetan jartzea. Fiduzialen arteko bereizketa maximoak biraketa-konpentsaziorako angelu-bereizmena hobetzen du.

Tokiko Fidantza Kokapena

Jarri tokiko fiduzia-markak osagai-plataforma finen 5 mm-ko distantzian, kobrezko, serigrafiazko edo soldadura-maskarazko ezaugarririk gabeko tarte-eremuetan. BGAetarako, jarri bi fiduzia-marka lokal diagonalki kontrajarritako izkinetan. Mantendu gutxienez tarte-eremu osoko distantzia ondoko kobrezko edozein ezaugarrirengandik.

Panelaren kokapen fidagarria

Panelaren fidagarritasun-markak matrizearen markoaren lau izkinetan edo aurkako errailetan agertu behar dira. Errail bereizgarriak erabiltzean, jarri fidagarriak gutxienez 5 mm-ra V formako edozein ertzetatik edo fitxa-fresadetatik. Ziurtatu azpi-ohol bakoitzak bere fidagarrietarako edo panel partekatuetako fidagarrietarako sarbidea duela muntaketa-prozesu osoan zehar.

Saihestu beharreko eremuak

Mantendu fiduzia-marka urrun tresnen zuloetatik, muntaketa-zuloetatik, V formako ildoetatik eta manipulazioan zehar tentsio mekanikoa jasaten duen edozein eremutatik. Ez jarri fiduzia-marka panela kentzean kenduko diren eremuetan.

Fabrikazio eta Muntaketa Kontuan Hartzekoak

Azaleko akabera-baldintzak

Marka fidagarriek isladapen handiko gainazaleko akaberak behar dituzte kameraren bidezko ezagutza optimoa lortzeko. HASL, ENIG eta murgiltze-eztainuak kontraste egokia eskaintzen dute. OSP akaberek funtzionatzen dute, baina ezagutza-tasak murriztu egin daitezke oxidazioa gertatzen bada. Ziurtatu akaberaren lodiera uniformea ​​dela marka fidagarri guztietan; 5 μm-tik gorako aldaketek ertzen definizioan eragina izan dezakete.

Soldadura-maskararen eta txantiloiaren arteko elkarrekintza

Fiduzia-markak soldadura-maskararen estalduratik guztiz libre egon behar dira. Definitu fiduzialak soldadura-maskararen irekidura gisa zure CAD liburutegian, ustekabeko estaldura saihesteko. Txantiloiaren irekidurek fiduzial kokapenak erabat baztertu behar dituzte; fiduzialetan itsatsitako itsasgarriak aitortze-zehaztasuna gutxitzen du.

Ikusmen Sistemaren Akatsak Konpontzea

Ohiko ezagutza-akatsak kutsaduragatik (fluxu-hondakinak, manipulazio-olioak), oxidaziotik (batez ere OSP akaberetan), maskara-ertz koherenteetatik (irekidura irregularrak edo deslerrokatuak) eta xafla ez-uniformeetatik sortzen dira. Ikuskatu fiduzialak lupapean kokapen-makinek lerrokatze-errore errepikatuak salatzen badituzte. Garbitu plakak IPArekin kutsadura susmatzen bada.

Panelaren Fiduzia Markaren Kontuan Hartzekoak

Azpi-batzordeko Fiduzia Atxikipena

Panelak jartzean , egiaztatu azpi-taula bakoitzak funtzionalki markatutako fiduzional markak mantentzen dituela panelak kendu ondoren. Panelaren diseinuak jatorrizko taularen fiduzionalak kentzen baditu bereizketa-errailarekin, gehitu erredundanteak diren fiduzionalak taularen eskeman, bereizketa gaindituko dutenak.

Fabrikatzailearen Berariazko Baldintzak

Panel fiducial locations, rail dimensions and any marks needed after depaneling should be agreed with the surface-mount assembly provider before the panel is released. The approved panel drawing should distinguish rail fiducials from the marks that must remain on each finished board.

Fiduzia Markaren Ohiko Akatsak

1. errorea: Fiduzial txikiegiak edo maskaratutakoak

0.8 mm baino txikiagoak diren edo soldadura-maskararen hutsegiteen ezagutza-egiaztapenen bidez partzialki estalita dauden fiduzialak. Ikusmen-sistemek pixel kopuru minimoa behar dute ertz-detekzio fidagarria lortzeko. Egiaztatu beti maskaren irekidurak Gerber irteeran fabrikazioa kaleratu aurretik.

2. errorea: Ertzaren hurbiltasun-urraketak

Taularen ertzetatik 3 mm-ra jarritako fiduzialak fresatzeko puntekin edo V-score xaflek kalteak ekar ditzakete. Errore hau maiz gertatzen da taulak diseinu-zikloaren amaieran tamainaz aldatzen direnean, fiduziala berriro kokatu gabe.

3. errorea: Dimentsio ez-koherenteak

Fiduzia-diametroak nahasteak (adibidez, 1.0 mm globala 1.5 mm lokalarekin) ereduak parekatzeko algoritmoak nahasten ditu. Mantendu dimentsio uniformeak marka fiduzial guztientzat taula edo panel bakarrean.

4. errorea: Baimen-eremuaren urraketak

Maskararen tarte-eremuaren barruan serigrafiatutako testuak, logotipoek edo trazadura-bideratzeak ertzen kontrastea hondatzen du. Diseinu-arauek tarte-urraketak DRC errore gisa ezarri beharko lituzkete.

5. errorea: Panelaren bereizketaren kaltea

Panelak kentzean edo horien ondoan kokatutako fiduzialak suntsitu egin daitezke fitxa-bideratze bidezko konexioetan. Egiaztatu fiduzialak bereizketaren ondoren bizirauten dutela panelak bideratzeko bideak berrikusiz.

DRC eta diseinu kontrol-zerrenda marka fiduzialetarako

DRC arau multzo praktiko batek zure marka fiduzialak beti fabrikatu eta makinaz irakur daitezkeela ziurtatzen laguntzen du:

• Fiduzia-diametroa 1.0-3.0 mm-koa izan behar da , barneko diametroaren tolerantzia ≤ 25 μm-koa izanik.

• Soldadura-maskararen tartea gutxienez fiduzial erradioaren 2x izan behar da.

• Fiduzia-zentrotik PCBaren ertzerainoko gutxieneko distantzia (tarte-eremua barne) ≥ 3.35 mm izan behar da.

• PCB bakoitzak gutxienez bi fiduzial global izan behar ditu , eta hiruk lerrokatze sendoagoa eskaintzen dute.

• 0.5 mm-tik beherako pausoa duen edozein osagaitik 5 mm-ko distantzian tokiko fidagarriak behar dira.

• Ez da kobrezko, serigrafiazko edo soldadura-maskarazko ezaugarririk agertuko tarte-eremuan.

Irizpide hauek EDA DRC ezarpenetan aplikatzeak PCB lerrokatze errendimendu koherentea bermatzen du SMT muntaketan.

Case Studies

Ezarpen arrakastatsua

Industria-automatizaziorako lau geruzako kontrol-plaka batek hiru fiduzial global zituen L ereduan eta bi fiduzial lokal 0.4 mm-ko pitch-eko BGA baten ondoan. Lehen paseko errendimendua % 99.7 baino handiagoa izan zen 10,000 unitatetan. Diseinuak 3.0 mm-ko maskara-tartea esleitu zuen eta 4.0 mm-ko ertz-tartea mantendu zuen, gutxieneko eskakizunak gainditzen zituen marjina emanez.

Hutsegiteen analisia

Kontsumitzaileentzako gauzen interneteko gailu baten prototipo batek % 15eko kokapen-bazterketa izan zuen fidagarrien ezagutza-akatsen ondorioz. Ikerketak 0.8 mm-ko fidagarriak agerian utzi zituen, 1.5× erradioko tartearekin soilik, eta OSP akabera biltegiratzean oxidatu zen. 1.0 mm-ko fidagarriekin, ENIG akaberarekin eta 2.5× tartearekin bir-biraketak ezagutza-errore guztiak ezabatu zituen.

Ondorioa

Fiduzia-markak funtsezkoak dira PCB muntaketa automatizatuaren zehaztasunerako. Inplementazio egokiak diametroaren hautaketari, tarte-erlazioei, kokapen-geometriari eta gainazalaren akaberaren koherentziari arreta jartzea eskatzen du. Fiduzia-diseinu egokian denbora inbertitzeak berregite-lan garestiak eta etekin-galerak saihesten ditu ondorengo prozesuan. Fabrikazio eta muntaketa fidagarriak bilatzen dituzten ingeniaritza-taldeentzat, balioztatutako fiduzia-zehaztapenak diseinu-zerrenda guztien parte izan beharko lirateke.

Galdera arruntak

Alde bakarreko tauletarako marka fidagarriak behar al ditut?
Bai. Alde bakarreko plakek ere konfiantza-marken onura dute SMT kokapen automatizatua erabiltzean. Fiduzialik gabe, makinak plakaren ertz-detekzioan soilik oinarritzen dira, eta horrek posizio-ziurgabetasun handiagoa dakar.

Zein tamainako fiduzal erabili behar dut 0.5 mm-ko pitch-eko BGA baterako?
Erabili 1.0 mm-ko diametroko fiduzialak gutxienez 2× erradioko maskararen tartearekin. Gehitu bi fiduzial lokal BGA aztarnaren izkin diagonaletan, fiduzial globalez gain.

Zenbat fidantzial behar ditu panel batek?
Panelek markoaren gutxienez bi izkina kontrajarritan izan behar dituzte fiduzalak, nahiz eta lau izkinetan jartzea hobesten den. Azpi-ohol bakoitzak bere fiduzal globalak ere mantendu behar ditu panelak kendu ondoren.

Serigrafia erabil al daiteke fiduzial gisa?
Ez. Serigrafiak ez du ikusmen artifizialerako beharrezkoak diren islapen eta dimentsio-zehaztasunik. Gainazaleko akabera egokiarekin agerian dagoen kobrea bakarrik da fidagarria.

Zerk eragiten ditu konfiantzazko aitorpenaren porrotak?
Arrazoi ohikoenen artean daude oxidazioa, kutsadura, tamaina txikiko tarte-eremuak, maskararen gainjartzea eta xaflaren lodiera ez-egokia. Akatsak gertatzen badira, garbitu plakak eta egiaztatu maskararen irekidurak.