PCBdagi ishonchli belgilar: to'liq dizayn va joylashtirish bo'yicha qo'llanma

Kirish

Ishonchli belgilar - bu SMTni joylashtirish paytida taxtalarni tekislash uchun mashinani ko'rish tizimlari tomonidan ishlatiladigan PCBdagi kichik, ochiq mis mos yozuvlar nuqtalari. To'g'ri ishonchnomalarsiz, tanlash va joylashtirish mashinalari ishlab chiqarish jarayonida yuzaga kelgan taxtaning cho'zilishi, aylanish xatolari yoki joylashish o'zgarishini qoplay olmaydi. Ushbu qo'llanma nima uchun ishonchli belgilar muhimligini, tavsiya etilgan o'lchamlar va bo'shliqlarni hamda joylashtirish xatolarini va qayta ishlashni kamaytiradigan amaliy tartib qoidalarini tushuntiradi.

Ishonch belgisi nima?

Ishonchli belgi - bu to'siqsiz lehim niqobini tozalash zonasi bilan o'ralgan dumaloq, ochiq mis yostiq. Yalang'och mis va niqob o'rtasidagi yuqori kontrastli interfeys optik tanib olish tizimlariga aniq XY koordinatalarini o'rnatish imkonini beradi. Mashinada ko'rish kameralari komponentlarni joylashtirishdan oldin taxtaning ofsetini, aylanishini va o'lchov buzilishini hisoblash uchun ishonchli belgilardan foydalanadi.

Ishonchli belgilarning asosiy funktsiyalari

Fiduciallar uchta muhim hizalama funktsiyasiga xizmat qiladi: pozitsiyani to'g'rilash (paneldan panelga o'zgarishni qoplash), aylanishni to'g'rilash (taxtani yuklash paytida burchak noto'g'ri hizalanishini sozlash) va o'lchovni kompensatsiya qilish (laminatsiya paytida termal yoki mexanik kuchlanishdan o'lchov o'zgarishlarini hisobga olish).

Ishonch belgilarining turlari va ularning qo'llanilishi

Global ishonchnomalar

Global ishonch belgilari butun taxtali mos yozuvlar nuqtalarini beradi. Uchta chiziqli bo'lmagan joyda (odatda uchburchak shaklda) joylashtirilgan ular joylashtirish mashinasiga bir vaqtning o'zida pozitsiyani, aylanishni va masshtabni hisoblash imkonini beradi. Avtomatlashtirilgan yig'ishni talab qiladigan har bir PCB kamida ikkita global ishonchlilikni o'z ichiga olishi kerak, ammo uchtasi qat'iy tavsiya etiladi.

Mahalliy ishonchli shaxslar

Mahalliy ishonchli belgilar qo'rg'oshin oralig'i 0.5 mm dan past bo'lgan BGA va QFP kabi nozik pitch komponentlariga ulashgan holda joylashtirilgan. Bular global ishonchli shaxslar erisha oladigan darajadan tashqari mahalliylashtirilgan tuzatishni ta'minlaydi, mikro miqyosdagi buzilishlarni yoki yuqori zichlikli hududlarda cho'zilishlarni hisobga oladi. Komponent balandligi 0.5 mm dan pastga tushganda yoki to'p diametri 0.3 mm dan kam bo'lsa, mahalliy fiduciallarni qo'shing.

Panel ishonchnomalari

Panelning ishonchli belgilari individual kengash darajasida emas, balki massiv darajasida mavjud. Ajraladigan relslar yoki panel burchaklarida joylashgan bo'lib, ular SMTni joylashtirish va depanellash uskunalarini boshqaradi. Panel ishonchnomalari yig'ish va ajratish jarayonida massivdagi barcha kengashlarda izchil ro'yxatdan o'tishni ta'minlaydi.

Asosiy dizayn parametrlari va tavsiya etilgan qiymatlar

Ishonchli belgining to'g'ri o'lchamlari tanib olish ishonchliligiga bevosita ta'sir qiladi. Quyidagi jadval sanoat tomonidan qabul qilingan texnik xususiyatlarni umumlashtiradi:

Nima uchun bu qadriyatlar muhim

Niqobni tozalash nisbati mis va uning atrofidagi laminat o'rtasida etarli kontrastni ta'minlaydi. Bo'shliq ishonchli radiusdan 2 × pastga tushsa, yaqin atrofdagi izlar yoki niqob qirralari chekka aniqlash algoritmlariga xalaqit berishi mumkin. 3.35 mm qirrali bo'shliq mexanik asboblar zonalarini o'z ichiga oladi va depaneling paytida ishonchli narsalarning shikastlanishiga yo'l qo'ymaydi.

Ishonchli belgilarni joylashtirish qoidalari va eng yaxshi amaliyotlar

Global ishonchli joylashtirish

Global ishonchli belgilarni PCBning uchta burchagiga joylashtiring, assimetrik uchburchak hosil qiling. Ishonchli qog'ozlarni o'chirib qo'yiladigan yorliqlarga, ajraladigan teshiklar yaqiniga yoki mexanik armatura zonalariga joylashtirishdan saqlaning. Fiduciallar orasidagi maksimal ajralish aylanish kompensatsiyasi uchun burchak o'lchamlarini yaxshilaydi.

Mahalliy ishonchli joylashtirish

Mahalliy ishonchli belgilarni 5 mm oraliqda, mis, ipak parda yoki lehim niqobi xususiyatlaridan xoli bo'lgan, nozik o'lchamli komponentlar yostiqchalari ichiga joylashtiring. BGAlar uchun ikkita mahalliy fiducialni diagonal qarama-qarshi burchaklarga joylashtiring. Har qanday qo'shni mis elementidan kamida to'liq bo'shliq zonasi masofasini saqlang.

Panelni ishonchli joylashtirish

Panelning ishonchli belgilari massiv ramkasining to'rtta burchagida yoki qarama-qarshi relslarda paydo bo'lishi kerak. Ajraladigan relslardan foydalanilganda, fiduciallarni har qanday V-shkordan yoki yorliq bilan yo'naltirilgan chetidan kamida 5 mm masofada joylashtiring. Yig‘ish jarayonida har bir kichik kengash o‘zining ishonchli vakillariga yoki umumiy panel ishonchlilariga kirish huquqini saqlab qolishiga ishonch hosil qiling.

Qochish kerak bo'lgan joylar

Ishonchli belgilarni asboblar teshiklari, o'rnatish teshiklari, V-yivlar va ishlov berish paytida mexanik stressga duchor bo'lgan har qanday hududdan uzoqroq tuting. Depaneling paytida olib tashlanadigan joylarga ishonchli narsalarni qo'ymang.

Ishlab chiqarish va yig'ish masalalari

Yuzaki tugatish talablari

Fiducial belgilari optimal kamerani aniqlash uchun yuqori aks ettirish qobiliyatiga ega sirt qoplamalarini talab qiladi . HASL, ENIG va immersion qalay barchasi yetarli kontrastni ta'minlaydi. OSP pardozlash ishlarini bajaradi, ammo oksidlanish sodir bo'lganda tanib olish tezligining pasayishini ko'rsatishi mumkin. Barcha fiduciallarda pardozlash qalinligi bir xil bo'lib qolishiga ishonch hosil qiling - 5 mkm dan ortiq o'zgarishlar chekka aniqligiga ta'sir qilishi mumkin.

Lehim niqobi va trafaretning o'zaro ta'siri

Fiducial belgilar lehim niqobi qoplamasidan butunlay xoli bo'lishi kerak. Tasodifiy qoplamani oldini olish uchun SAPR kutubxonangizda ishonchli lehim niqobi teshiklari sifatida belgilang. Stencil diafragmalari ishonchli joylarni butunlay chiqarib tashlashi kerak - fiduciallarga yopishtirish tanib olish aniqligini pasaytiradi.

Vision tizimidagi nosozliklarni bartaraf etish

Ko'pincha tanib olishdagi nosozliklar ifloslanish (oqim qoldiqlari, yog'larni qayta ishlash), oksidlanish (ayniqsa, OSP qoplamalarida), mos kelmaydigan niqob qirralari (yirtiq yoki noto'g'ri tekislangan teshiklar) va bir xil bo'lmagan qoplamadan kelib chiqadi. Agar joylashtirish mashinalari takroriy tekislash xatolari haqida xabar bersa, fiduciallarni kattalashtirish ostida tekshiring. Kontaminatsiyaga shubha bo'lsa, taxtalarni IPA bilan tozalang.

Panelning ishonchli belgisini hisobga olish

Quyi kengashning ishonchini saqlash

Panellarni qoplashda , har bir qo'shimcha taxta panelni olib tashlaganidan keyin funktsional fiducial belgilarini saqlab qolganligiga ishonch hosil qiling. Agar panel joylashuvi asl taxta fiduciallarini ajratuvchi rels bilan olib tashlasa, taxta konturiga ajralishdan omon qoladigan ortiqcha fiduciallarni qo'shing.

Ishlab chiqaruvchiga xos talablar

Panelning ishonchli joylari, rels o'lchamlari va panelni olib tashlashdan keyin zarur bo'lgan har qanday belgilar panelni chiqarishdan oldin sirtga o'rnatish yig'ish provayderi bilan kelishib olinishi kerak . Tasdiqlangan panel chizmasi rels ishonchlilarini har bir tayyor taxtada qolishi kerak bo'lgan belgilardan ajratib turishi kerak.

Umumiy ishonch belgisi xatolari

1-xato: Kichik o'lchamli yoki niqoblangan ishonchli ma'lumotlar

0.8 mm dan kichik yoki qisman lehim niqobi bilan qoplangan ishonchnomalar tanib olish tekshiruvlarida muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Ko'rish tizimlari ishonchli qirralarni aniqlash uchun minimal piksellar sonini talab qiladi. Ishlab chiqarishni chiqarishdan oldin har doim Gerber chiqishidagi niqob teshiklarini tekshiring.

2-xato: Edge proximity buzilishi

Kengash chetlaridan 3 mm masofada joylashgan ishonchli qurilmalar marshrutlash bitlari yoki V-skorli pichoqlar tomonidan shikastlanish xavfini tug'diradi. Ushbu xatolik ko'pincha taxtalarning o'lchamlarini dizayn davrining oxirida ishonchli o'zgartirishsiz o'zgartirilganda paydo bo'ladi.

Xato 3: mos kelmaydigan o'lchamlar

Ishonchli diametrlarni aralashtirish (masalan, 1.0 mm global va 1.5 mm mahalliy) naqsh moslashtirish algoritmlarini chalkashtirib yuboradi. Bitta taxta yoki paneldagi barcha ishonchli belgilar uchun bir xil o'lchamlarni saqlang.

4-xato: Tozalash zonasining buzilishi

Niqobni tozalash zonasidagi ipak ekranli matn, logotiplar yoki iz marshruti chekka kontrastini pasaytiradi. Dizayn qoidalari DRC xatolari sifatida ruxsatnoma buzilishini ta'minlashi kerak.

Xato 5: Panelni ajratish shikastlanishi

Yo'naltirilgan ulanishlar ustida yoki yaqinida joylashgan ishonchli qurilmalar depaneling paytida yo'q qilinishi mumkin. Panelning marshrutlash yo'llarini ko'rib chiqish orqali ajratilgandan keyin ishonchli omon qolishni tekshiring.

DRC va ishonchli belgilar uchun dizayn nazorat ro'yxati

Amaliy DRC qoidalari to'plami sizning ishonchli belgilaringiz har doim ishlab chiqarilishi va mashinada o'qilishi mumkinligini ta'minlashga yordam beradi:

• Fiducial diametri 1.0–3.0 mm , ichki diametrga bardoshlik esa ≤ 25 μm bo'lishi kerak.

• Lehim niqobi orasidagi masofa asosiy radiusning kamida 2 barobariga teng bo'lishi kerak.

• Asosiy markazdan PCB chetigacha bo'lgan minimal masofa (bo'shliq maydonini ham qo'shgan holda) ≥ 3.35 mm bo'lishi kerak.

• Har bir PCB kamida ikkita global ishonchli shaxsni o'z ichiga olishi kerak , uchtasi esa yanada mustahkam hizalanishni ta'minlaydi.

• Mahalliy ishonchli vakillar <0.5 mm qadamli har qanday komponentdan 5 mm masofada talab qilinadi.

• Tozalash zonasida mis, ipak ekran yoki lehim niqobi xususiyatlari ko'rinmasligi mumkin.

Ushbu mezonlarni EDA DRC sozlamalaringizda qo'llash SMT yig'ish paytida PCB ning izchil hizalanishini ta'minlaydi.

Case tadqiqotlar

Muvaffaqiyatli amalga oshirish

Sanoatni avtomatlashtirish uchun to'rt qavatli boshqaruv paneli L-naqshdagi uchta 1.0 mm global fiducialni va 0.4 mm pitch BGA-ga ulashgan ikkita mahalliy fiducialni o'z ichiga oladi. Birinchi o'tish hosildorligi 10 000 birlik bo'yicha 99.7% dan oshdi. Dizayn 3.0 mm niqob bo'shlig'ini ajratdi va 4.0 mm chekka oralig'ini saqlab qoldi - bu minimal talablardan tashqari chegarani ta'minlaydi.

Muvaffaqiyatsizlikni tahlil qilish

Iste'molchi IoT qurilmasi uchun ishlab chiqarilgan prototip ishonchli tanib olishdagi nosozliklar tufayli joylashtirishni 15% rad etdi. Tekshiruv atigi 1.5 × radiusli klirensga ega bo'lgan 0.8 mm fiduciallarni aniqladi va saqlash vaqtida oksidlangan OSP qoplamasi bilan birlashtirildi. 1.0 mm ishonchlilik, ENIG tugatish va 2.5 × klirens bilan respin barcha tanib olish xatolarini bartaraf etdi.

Xulosa

Avtomatlashtirilgan PCB yig'ish aniqligi uchun fiducial belgilar juda muhimdir . To'g'ri amalga oshirish diametrni tanlash, bo'shliq nisbatlari, joylashtirish geometriyasi va sirt qoplamasining izchilligiga e'tibor berishni talab qiladi. To'g'ri fiducial dizayniga vaqt sarflash qimmat qayta ishlash va keyingi hosildorlikning yo'qolishining oldini oladi. Ishonchli ishlab chiqarish va yig'ishni izlayotgan muhandislik guruhlari uchun tasdiqlangan fiducial spetsifikatsiyalar har bir dizayn nazorat ro'yxatining bir qismi bo'lishi kerak.

Savol-javoblar

Menga bir tomonlama taxtalar uchun ishonchli belgilar kerakmi?
Ha. Hatto bir tomonlama taxtalar ham avtomatlashtirilgan SMT joylashtirishdan foydalanganda ishonchli belgilardan foyda ko'radi. Ishonchli ma'lumotlarsiz, mashinalar faqat bortning chetini aniqlashga tayanadi, bu esa ko'proq joylashuv noaniqligini keltirib chiqaradi.

0.5 mm pitch BGA uchun qaysi o'lchamdagi fiducial foydalanishim kerak?
1.0 mm diametrli, kamida 2 × radiusli niqob bo'shlig'iga ega fiduciallardan foydalaning. Global ishonchnomangizga qo'shimcha ravishda BGA izining diagonal burchaklariga ikkita mahalliy ishonchnomani qo'shing.

Panelga qancha ishonchnoma kerak?
Panellar ramkaning kamida ikkita qarama-qarshi burchagida ishonchli belgilarni o'z ichiga olishi kerak, ammo to'rt burchakli joylashtirish afzalroqdir. Har bir quyi kengash depaneldan keyin o'zining global ishonchli ma'lumotlarini saqlab qolishi kerak.

Ipak pardani ishonchli sifatida ishlatish mumkinmi?
Yo'q. Silkscreen mashinani ko'rish uchun zarur bo'lgan aks ettirish va o'lchov aniqligiga ega emas. Faqatgina tegishli sirt qoplamasi bo'lgan ochiq mis ishonchli tanib olishni ta'minlaydi.

Ishonchli tan olinishiga nima sabab bo'ladi?
Umumiy sabablarga oksidlanish, ifloslanish, past o'lchamdagi bo'shliq zonalari, niqobning tajovuzkorligi va nomuvofiq qoplama qalinligi kiradi. Agar nosozliklar yuzaga kelsa, taxtalarni tozalang va niqob teshiklarini tekshiring.