PCB fiduciario:diseño y función

Las placas de circuito impreso (PCB) son un componente vital de la mayoría de los dispositivos electrónicos y eléctricos. Es por eso que los diseñadores deben hacerlo bien al diseñar una PCB. Para hacerlo, los diseñadores de PCB agregan puntos de referencia al diseño de PCB. Estos puntos de referencia le ayudan a mantener la orientación correcta.

El propósito de los marcadores fiduciales es proporcionar puntos de referencia para los sistemas de imágenes. Desafortunadamente, muchos diseñadores principiantes no tienen un conocimiento profundo sobre los títulos fiduciarios. Por este motivo, hemos preparado esta guía completa sobre PCB fiduciarios. marcadores Sigue leyendo para obtener más información.

(PCB de referencia en vista 2D)

1. ¿Qué es PCB fiduciario?

El término fiduciario se refiere a una base de referencia de punto fijo. Su propósito es para la comparación. Los marcadores de referencia son marcas de superficie que los diseñadores utilizan como medidas direccionales para los sistemas de indexación.

En las industrias de ensamblaje electrónico que utilizan la automatización, los marcadores fiduciales funcionan como marcas de alineación que ayudan a los sistemas de indexación a orientar la PCB en la dirección y sesgo correctos. Las funciones permiten que el sistema de visión inserte componentes en los circuitos con precisión.

Los marcadores fiduciales de PCB son un aspecto vital de todo el proceso automatizado. Por lo tanto, un solo error en la ubicación de la placa o el circuito puede causar un desastre de automatización.

La marca fiduciaria consta de 3 partes.

• Anillo de cobre sólido en la capa de cobre superior o inferior
• El círculo en la máscara de soldadura es el objetivo que debemos alinear
• Etiqueta de texto de opción en el lateral

(Imagen de introducción de marcas fiduciales)

2. Los puntos de referencia de nuestro PCB fiduciario común

Hay tres puntos de referencia principales de los marcadores de PCB fiduciales comunes. Veamos estos puntos de referencia y dónde deberías colocarlos en el tablero.

Primer Dato

El primer dato es útil para ayudar a las máquinas de montaje a reconocer la ubicación de la PCB en su espacio. Por lo general, este punto de referencia utiliza las dimensiones X e Y.

Segundo punto de referencia fiduciario

Este punto de referencia ayuda a su máquina a reconocer la orientación de la placa de circuito impreso. También revela el sesgo de la PCB en las abrazaderas. Incluso una ligera rotación de la placa de circuito impreso puede provocar la ruina total de todo el conjunto. Los marcadores fiduciales de PCB aseguran que esto no suceda. Por lo general, la máquina mide el ángulo de rotación de la tabla con una precisión de 0,01 grados. Después de eso, compensa todas las ubicaciones en consecuencia.

El tercer punto de referencia

El punto de referencia fiduciario final ayuda a la máquina de montaje a compensar las contracciones y estiramientos presentes en la PCB. En muchos casos, los PCB a larga distancia pueden variar en pequeñas cantidades. Por esa razón, es esencial identificar estas variaciones en PCB más grandes. Dichos PCB experimentan un grado más considerable de estiramiento o contracción que sus contrapartes más pequeñas.

En los ensamblajes SMT de doble cara, el reflujo del primer lado en el horno puede hacer que la placa se estire, encoja, arquee o flexione. Por esta razón, necesita un tercer punto de referencia fiduciario para ayudar a compensar eso.

3. ¿Por qué es tan importante el PCB fiduciario?

Los marcadores fiduciales son esenciales durante el ensamblaje de PCB mediante maquinaria de selección y colocación. En cualquier proceso que utilice automatización, la precisión es vital. En resumen, las máquinas necesitan saber la ubicación exacta de la placa y dónde colocar los componentes. Los marcadores fiduciales aseguran que la orientación del tablero esté en la dirección y alineación correctas. Mediante el uso de cámaras de alta tecnología, las máquinas de ensamblaje pueden ubicar la ubicación precisa del tablero. Por lo tanto, todo el proceso necesita varias marcas fiduciarias en un patrón irreversible.

(El uso de PCB fiduciario es esencial)

4. Cuándo usar PCB fiduciario

Ensamblaje en masa y ensamblaje en lotes pequeños

Las marcas de referencia son cruciales para que la lista de materiales (BOM) de gran volumen de una PCB se instale en una placa. Montaje de placas de circuito impreso. Esto se debe a que estas marcas garantizan la colocación y el registro correctos de las piezas; el ensamblaje de bajo volumen no requiere necesariamente estas marcas. Sin embargo, el uso de caracteres fiduciales siempre es una gran idea, ya sea un ensamblador de PCB de alto o bajo volumen. Por supuesto, si coloca sus piezas manualmente, las marcas de PCB son totalmente innecesarias.

5. ¿La tecnología de fabricación moderna requiere marcas de referencia?

La respuesta simple es sí. Los marcadores fiduciales juegan un papel vital en el WellPCB de hoy. Wne le proporcionará un servicio integral y productos de alta calidad. ¡Puede enviarnos los documentos que necesita hacer y obtener una cotización de inmediato! ¿Qué estamos esperando? Tenemos diez años de tecnología de fabricación de PCB. Generalmente, hay dos tipos de características fiduciales:

• Marcadores fiduciales globales:Sirven para distinguir el patrón del circuito y la referencia del PCB del panel. Deben ser posicionamiento basado en el sistema de tres cuadrículas, en el que el punto de referencia se encuentra en el extremo inferior izquierdo 0,0, y los otros dos en la dirección positiva de los ejes X e Y.
• Marcadores fiduciales locales:el posicionamiento requiere una mayor precisión de la posición de los componentes individuales.

Dependiendo del tamaño de sus PCB, puede optar por incluir u omitir marcadores fiduciales locales. Cuando los PCB son de tamaño pequeño, los diseñadores pueden olvidarse de los PCB locales para aumentar el espacio para los rastros de señal. En tales casos, las máquinas de ensamblaje pueden usar puntos de referencia globales para colocar componentes SMT.

Otra situación en la que puede omitir los marcadores fiduciales locales es cuando se utilizan componentes de montaje en superficie con un paso más grande. Cuando los miembros se elevan 1 mm o más, las últimas máquinas no necesitan títulos fiduciarios regionales para colocarlos en los tableros.

(PCB con marcadores fiduciales globales y marcadores fiduciales locales).

6. Precauciones para el uso de PCB Fiducial en el diseño de PCB

Principios básicos del diseño de pcb fiduciales

Para obtener los mejores resultados durante el ensamblaje de la máquina, los diseñadores deben obtener los marcadores fiduciales correctos. En esta sección, se analizan algunas pautas esenciales que se deben seguir al colocar marcadores fiduciales en su diseño.

1. Mantenga una forma circular al colocar la capa de cobre sin perforar. Mantenga los marcadores fiduciales libres de cualquier máscara de soldadura.
2. El tamaño óptimo de los marcadores fiduciales es entre 1 mm y 3 mm. Mantenga un área libre similar al diámetro del marcador.
3. Al hacer marcadores fiduciales globales, coloque tres marcadores en los bordes de los tableros. Garantiza la mejor precisión posible. Cuando no haya espacio suficiente, use al menos un marcador fiduciario global.
4. Asegúrese de que el marcador fiduciario mantenga una distancia de 0,3 pulgadas desde el borde del tablero. Esta distancia excluye el área libre del marcador fiduciario.
5. Para los marcadores de referencia locales, coloque al menos dos marcadores de PCB de referencia en diagonal en los planos de borde del componente montado en la superficie.

(Imagen de diseño de pcb fiduciario)

Optimizar el diseño fiduciario

Hay cuatro factores a considerar al diseñar sus marcadores de referencia. Estos son:

La forma:¿Cómo aparecerán sus marcadores fiduciales de PCB? Algunas máquinas pueden reconocer una variedad de formas, incluidos cuadrados, diamantes y relojes de arena. Otros dispositivos no pueden hacerlo. Por lo tanto, es mejor ceñirse a las marcas circulares, que los motores reconocen universalmente.

El tamaño:los marcadores fiduciales pueden tener una variedad de tamaños. En promedio, las almohadillas fiduciales miden entre 1 y 3 mm. El tamaño facilita que la cámara y el equipo reconozcan lugares como marcadores de referencia.

El tamaño de la marca fiduciaria en la misma placa de circuito impreso no debe exceder los 25 µm. Wne recomienda que el tamaño mínimo del área del espacio sea el doble del radio de la marca central.

(Tamaño estándar recomendado-)

Material:asegúrese de que la almohadilla fiduciaria sea del mismo material que el resto del tablero. Asegúrese de que el lugar esté libre de máscaras de soldadura o serigrafía que puedan cubrir los marcadores.

Recorte/espacio libre:es fundamental garantizar el espacio libre adecuado alrededor de la almohadilla. Esto se debe a que el espacio abierto alrededor de la placa PCB facilita que la cámara capte los marcadores fiduciales sin interferencias. Mantenga el diámetro del espacio libre al menos dos veces el tamaño de la almohadilla. No te preocupes por la forma del espacio. Puede ser circular o cuadrada.

7. Problemas en el diseño de PCB Fiducial

Como todos los demás procesos en el ensamblaje de PCB, es posible encontrar problemas al diseñar fiduciales. Algunos de estos problemas incluyen:

7.1. Desviación de posición

Cuando los fiduciales a cada lado del tablero están en un patrón simétrico, su máquina ensambladora puede tener problemas para activar la alarma incorrecta para la colocación de 180 grados en un tablero invertido. ¿Por qué? Porque cuando voltea un tablero 180 grados en la dirección inversa, las marcas de referencia simétricas intercambiarán sus lugares y engañarán a su máquina óptica de línea de montaje.

Peor aún, la línea de ensamblaje continúa colocando componentes de manera incorrecta sin dar la alarma. Al final, tiene una fabricación defectuosa de la placa PCB. Como resultado, pierde tiempo, dinero, material y otros recursos.

7.2. La luz directa puede causar golpes

Otro problema importante con los marcadores fiduciales tiene que ver con la dura luz directa de la visión de arriba. Esta luz natural puede crear protuberancias que confundan la detección visual. Eso se debe principalmente a la superficie de soldadura irregular, que crea sombras.

La solución aquí es reducir los niveles de luz. Si hacerlo no ayuda, intente programar el fiduciario con un desplazamiento de detección en una dirección. En consecuencia, tu ángulo y difunde la luz.

7.3 ¿Necesita marcas de referencia en ambos lados de la PCB?

La importancia de los marcadores de referencia en el diseño de una PCB es incuestionable. Cuando tenga componentes SMD en cada lado de la placa, debe colocar marcadores fiduciales en ambos lados.

Asegúrese de que no haya una máscara de soldadura que cubra los marcadores. Esto se debe a que el sistema de visión debería poder encontrar los fiduciales fácilmente. Una máscara de soldadura encima de las características solo hace que esto sea más difícil de lograr.

Resumen:

La colocación del marcador fiduciario de PCB es una parte crítica del WellPCB. Wne le proporcionará un servicio integral y productos de alta calidad. ¡Puede enviarnos los documentos que necesita hacer y obtener una cotización de inmediato! ¿Qué estamos esperando? Tenemos diez años de proceso de fabricación de PCB. La forma en que hace el trabajo puede ser la diferencia entre una línea de montaje perfecta y una situación en la que necesita hacer ajustes continuamente. Tómese el tiempo para incorporar correctamente los fiduciales en sus diseños, incluso cuando su proveedor diga que sus máquinas pueden funcionar sin los marcadores. En caso de que surja la necesidad de volver a trabajar en sus planes o probar su producto final, estos marcadores pueden resultar beneficiosos.

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