Invloed op printkwaliteit van printplaten op basis van slecht ontwerp van referentiemerken

Als een belangrijke drager van allerlei elektronische componenten, bieden printplaten uitstekende mechanische ondersteuning voor componenten en verbinden deze componenten via koperfolielijnen met verschillende diktes en soldeerpads met verschillende afmetingen volgens logische circuits om de elektrische prestaties van producten te implementeren. Aangezien de meeste elektronische producten door SMT worden vervaardigd, houdt de kwaliteit van het PCB-ontwerp zowel rechtstreeks verband met de normale werking van de elektrische prestaties als met de effectieve werking van de fabricage van PCB-assemblages. Met de invloed van Fiducial Mark op de afdrukkwaliteit, bespreekt dit artikel de belangrijke invloed van de maakbaarheid van PCB's op het gebied van elektronische productproductie in de point-to-area-methode.

Functies van referentiemerken

In het proces van volumeproductie van elektronische producten met de methode van SMT-apparaten, moet elke batch PCB's voor assemblage voldoen aan de vereisten van correct bord en nauwkeurige positie. Handmatige bediening zonder speciaal ontwerp kan leiden tot lage efficiëntie en nauwkeurigheid, wat mogelijk de defecten van producten zal veroorzaken.

De nauwkeurige posities van het bord kunnen over het algemeen worden gegarandeerd door positioneringsgaten of Fiducial Marks. Aangezien het ontwerp van de positioneringsgaten afhankelijk is van het merk en het modelnummer van de PCB-assemblageapparatuur, worden er geen positioneringsgaten op elke PCB geplaatst, terwijl een Fiducial Mark de noodzaak is van elke PCB.

Fiducial Mark is een speciaal optisch positioneringssymbool. Tijdens de productie stralen assemblage-apparaten op Fiducial Mark met gegenereerde beeldcoördinaten die vervolgens worden vergeleken met de vooraf ingestelde standaardgegevens in het systeem. Als coördinaten compatibel zijn met standaardgegevens of als de verschillen binnen de toegestane categorie vallen, beoordeelt de machine de juistheid van PCB's die naar de binnenkant van machines worden gestuurd voor procedures zoals afdrukken, monteren en solderen. Anders worden PCB's als onjuist beoordeeld en wordt het verzenden van de kaart gepauzeerd en wordt een alarm verzonden.

Daarom speelt Fiducial Mark een belangrijke rol in de juistheid van de garantie van elektronische producten. Desalniettemin slagen veel PCB-ontwerpers er soms niet in om hun ontworpen PCB's niet te laten herkennen door assemblage-apparaten, zodat de daaropvolgende normale productie niet kan worden geïmplementeerd. Het is uiterst noodzakelijk om op de hoogte te zijn van de vereisten en voorschriften van Fiducial Mark in het proces van PCB-ontwerp.

Vereisten voor Fiducial Mark Design

• Samenstelling van referentiemarkering en ontwerpparameters

Een geïntegreerd Fiducial Mark bevat markering en speling, die wordt weergegeven in Afbeelding 1. De algemene patronen van Fiducial Mark worden weergegeven in Afbeelding 2.

Over het algemeen is de dichte cirkel met een diameter van 1 mm (±0,2 mm) de optimale keuze voor Fiducial Mark die is gemaakt van blank koper, vertind of vernikkeld beschermd door transparante inoxideerbare coating. Om Fiducial Marks gemakkelijk te kunnen herkennen door assemblageapparatuur, moet de kleur van Fiducial Marks duidelijk verschillen van die van de omgeving. Trouwens, speling met de maat 1 mm groter moet opzij worden gezet Fiducial Marks. Over het algemeen is de spelingsradius niet minder dan 2R (R verwijst naar de straal van Fiducial Mark) en wanneer de spelingsradius gelijk is aan 3R, is het herkenningseffect van apparaten het beste.

• Routeringsvereisten van Fiducial Marks

Gebaseerd op de theorie dat 3 niet-lineaire punten een vlak bepalen, moeten er 3 referentiemarkeringen worden geplaatst met een patroon van "L" op de printplaat, zoals weergegeven in figuur 3. Als de ruimte op het bord beperkt is zodat 3 referentiemarkeringen er niet op worden geplaatst, moet er minstens een paar ijkpunten op het bord langs een diagonale lijn worden geplaatst, net als in figuur 4.

Vaste markeringen langs diagonale lijn mogen niet volledig symmetrisch worden geplaatst. Anders kan de fout niet worden ontdekt door apparaten wanneer de borden niet correct zijn, zodat defecten zullen komen met een onnauwkeurig bord of een onjuiste montage. Voor componenten met enkele speciale vereisten en nauwkeurige positionering kunnen lokale Fiducial Marks worden ontworpen om de montagenauwkeurigheid te vergroten.

Bovendien moet de afstand tussen de ijkmarkeringen en de printplaatrand groter zijn dan de minimale afstandsvereiste die door SMT-apparaten wordt geklemd, om binnen de printplaat te zijn in plaats van aan de rand van de printplaat en om te voldoen aan de vereiste vrije ruimte van de minimale ijkmarkering. Om het herkenningseffect van het afdrukapparaat en het montageapparaat te vergroten, mogen andere routing, zeefdruk, soldeerpad of V-Cut bovendien niet worden ingesteld binnen de Fiducial Mark-speling en de afstand tussen de speling en andere metalen punten (bijvoorbeeld testpunt ) met vergelijkbare typen moet minimaal 5,0 mm zijn.

• Fabricagevereisten van Fiducial Marks

In het proces van de fabricage van bare-board PCB's, mag de grootteverandering van Fiducial Marks niet meer dan 25 m zijn. Als de grootteverandering te groot is, zal de gegevensafwijking die door het computerbeeld wordt verkregen de veranderingscategorie van standaardwaarden overschrijden, zodat zowel de kaartlader als het alarm worden beïnvloed en de productie-efficiëntie wordt verkleind.

De vlakheid van het oppervlak van Fiducial Marks moet binnen 15 m worden gecontroleerd en ze moeten dezelfde innerlijke achtergrond delen. Anders zal de lage mate van vlakheid mogelijk het herkenningseffect van apparaten beïnvloeden of zouden apparaten zelfs niet werken.

Alle Fiducial Marks op de PCB's met hetzelfde printnummer moeten qua grootte en vorm hetzelfde zijn. Er wordt gesuggereerd dat alle referentiemerken worden gemarkeerd als dichte cirkels met een diameter van 1 mm. De beste prestaties kunnen worden verkregen wanneer er een hoog contrast ontstaat tussen Fiducial Marks en het substraatmateriaal van PCB's. Bovendien moeten Fiducial Marks worden geïsoleerd met koperfolie op koperfolieplaten.

Caseanalyse

Om een ​​gemakkelijk te begrijpen uitleg te geven, wordt een PCB-prototype met de afmeting 50 mm x 30 mm getekend door Protel-software met de vaste markeringen langs de diagonale lijn zoals weergegeven in afbeelding 5.

Voor het Fiducial Marks-ontwerp in Afbeelding 5 is het apparaat in staat om parameters per camera te herkennen en te vergelijken met de juiste laadrichting van het bord om ervoor te zorgen dat het juiste drukwerk door de printer wordt uitgevoerd.

Als de laadrichting van het bord echter onjuist is, zoals de situatie die wordt getoond in figuur 6 waarin het prototype 180° wordt gekanteld, zal het apparaat nog steeds vasthouden aan de juistheid van de laadrichting van het bord en de posities van de huidige PCB. Onder deze voorwaarde zal het normale drukwerk worden uitgevoerd volgens de vastgestelde procedure.

Dit zal de productie-efficiëntie aanzienlijk verminderen. Erger nog, aangezien de efficiëntie van PCBA vrij hoog is, zullen er veel problematische PCB's worden gegenereerd voordat de productie wordt onderbroken na de komst van defecte PCB's. In deze omstandigheden zullen de productietijd en efficiëntie worden verminderd en de productkwaliteit zelfs worden beïnvloed.

Afgezien van de plaatsing van Fiducial Marks die volledige symmetrie moeten vermijden, moet ook de afstand tussen de Fiducial Mark-rand en de bordrand worden opgemerkt. De afstand moet worden ingesteld in het bereik van 3,5 mm tot 5 mm. Daarnaast moet het merkteken van Fiducial Marks medium zijn, niet te groot en niet te klein. Voor cirkelpatroon moet de diameter worden geregeld in het bereik van 1,0-3,0 mm. Indien de diameter te groot is, zal de inrichting een relatief grote plaatsaanpassing maken waardoor relatief grote afwijking zal optreden bij drukfouten. Als de diameter te klein is, zal het apparaat ze mogelijk niet herkennen, zodat het apparaat weigert borden te laden of alarm te slaan.

Concluderend, hoewel het relatief eenvoudig is om Fiducial Marks te ontwerpen, worden sommige details vaak over het hoofd gezien. Als ze onjuist zijn ontworpen, kunnen de overeenkomstige functies die Fiducial Marks zouden moeten hebben niet worden geïmplementeerd en kunnen zelfs enkele problemen optreden, wat leidt tot drukfouten en vertraagde productie. Daarom moeten circuitontwerpers de theoretische kennis over circuitontwerp en de vereiste van een assemblageapparaat bij de productie van PCB's beheersen en moeten ze rekening houden met alle vermelde vereisten van alle aspecten van de productielijn om de maakbaarheid, productie-efficiëntie en economie van producten te vergroten. /P>

Handige bronnen
• Ontwerpvereiste van SMT-PCB's Deel vier:Markeren
• Full Feature PCB-productieservice van PCBCart - Meerdere opties met toegevoegde waarde
• Geavanceerde PCB-assemblageservice van PCBCart - Start vanaf 1 stuk