Design de Fiduciais em PCI: Propósito, Posicionamento e Melhores Práticas

Placas de circuito impresso (PCIs) são um componente vital da maioria dos dispositivos eletrônicos e elétricos. É por isso que os designers precisam acertar ao projetar uma PCI. Para isso, designers de PCI adicionam pontos de referência ao design da PCI. Esses pontos de referência ajudam a manter a orientação correta.

O propósito de marcadores fiduciais é fornecer pontos de referência para sistemas de imagem. Infelizmente, muitos designers iniciantes não têm conhecimento aprofundado sobre títulos fiduciais. Por esta razão, preparamos este guia abrangente sobre marcadores fiduciais em PCI. Continue lendo para saber mais.

(PCI Fiducial em visão 2D)

1. O que é PCI Fiducial

O termo fiducial refere-se a uma base de ponto fixo de referência. Seu propósito é para comparação. Marcadores fiduciais são marcas de superfície que designers usam como medidas direcionais para sistemas de indexação.

Na indústria de montagem eletrônica que usa automação, marcadores fiduciais funcionam como marcas de alinhamento que ajudam sistemas de indexação a orientar a PCI na inclinação e direção corretas. Os recursos permitem que o sistema de visão insira componentes em circuitos precisamente.

Marcadores fiduciais de PCI são um aspecto vital de todo o processo automatizado. Portanto, um único erro na localização da placa ou circuito pode causar um desastre de automação.

A marca fiducial consiste em 3 partes.

• Anel de cobre sólido na camada de cobre superior ou inferior
• O círculo na máscara de solda é o alvo que precisamos alinhar
• Rótulo de texto opcional no lado

(Introdução visual de marcas fiduciais)

2. Os Benchmarks de Nossos Fiduciais PCI Comuns

Existem três benchmarks principais dos marcadores fiduciais PCI comuns. Vamos olhar para esses benchmarks e onde você deve colocá-los na placa.

Primeiro Datum

O primeiro datum é útil para ajudar as máquinas de montagem a reconhecer a localização da PCI em seu espaço. Tipicamente, este benchmark usa as dimensões X e Y.

Segundo Benchmark Fiducial

Este benchmark ajuda sua máquina a reconhecer a orientação da PCI. Também revela o desvio da PCI nos grampos. Até mesmo uma leve rotação da PCI pode resultar em ruína total de toda a montagem. Marcadores fiduciais de PCI garantem que isso não aconteça. Tipicamente, a máquina mede o ângulo de rotação da placa até 0,01 graus. Depois disso, compensa todas as colocações de acordo.

O Terceiro Benchmark

O benchmark fiducial final auxilia a máquina de montagem a compensar encolhimentos e estiramentos presentes na PCI. Em muitos casos, PCIs em longas distâncias podem variar em pequenas quantidades. Por essa razão, é essencial identificar essas variações em PCIs maiores. Tais PCIs experimentam um grau maior de estiramento ou encolhimento que suas contrapartes menores.

Em montagens SMT de dupla face, o refluxo do primeiro lado no forno pode causar estiramento, encolhimento, arqueamento ou flexão da placa. Por essa razão, você precisa de um terceiro benchmark fiducial para ajudar a compensar isso.

3. Por que o PCI Fiducial é Tão Importante?

Marcadores fiduciais são essenciais durante a montagem de PCI por máquinas pick-and-place. Em qualquer processo que use automação, precisão é vital. Em resumo, máquinas precisam saber a localização exata da placa e onde colocar os componentes. Marcadores fiduciais garantem que a orientação da placa esteja na direção e alinhamento corretos. Usando câmeras de alta tecnologia, máquinas de montagem podem localizar a localização precisa da placa. Portanto, todo o processo precisa de várias marcas fiduciais em um padrão irreversível.

(Usar PCI fiducial é essencial)

4. Quando Usar PCI Fiducial

Montagem em Massa e Montagem em Pequenos Lotes

Marcas fiduciais são cruciais para Bill of Materials (BOM) de alto volume de uma PCI ser montado em uma placa. Montagem de PCI. Isso porque essas marcas garantem colocação correta de peças e registro; montagem de baixo volume não necessariamente requer essas marcas. No entanto, usar caracteres fiduciais é sempre uma ótima ideia, seja você um montador de PCI de alto ou baixo volume. Claro, se você colocar suas peças manualmente, então marcas de PCI são totalmente desnecessárias.

5. A Tecnologia de Fabricação Moderna Exige Marcas de Referência?

A resposta simples é sim. Marcadores fiduciais desempenham um papel vital na WellPCB de hoje. WellPCB fornecerá serviço completo e produtos de alta qualidade. Você pode nos enviar os documentos que precisa fabricar e obter um orçamento imediatamente! O que estamos esperando? Temos dez anos de tecnologia de fabricação de PCI. Geralmente, existem dois tipos de características fiduciais:

• Marcadores fiduciais globais: Servem para distinguir o padrão do circuito e a referência do painel PCI. Devem ser três baseados em sistema de grade, onde o ponto de referência está localizado na extremidade inferior esquerda 0,0, e os outros dois nos eixos X e Y na direção positiva.
• Marcadores fiduciais locais: Posicionamento requer precisão mais alta da posição de componentes individuais.

Dependendo do tamanho de suas PCIs, você pode optar por incluir ou omitir marcadores fiduciais locais. Onde as PCIs são pequenas em tamanho, designers podem esquecer PCIs locais para aumentar espaço para traços de sinal. Em tais casos, as máquinas de montagem podem usar pontos fiduciais globais para colocar componentes SMT.

Outra situação onde você pode omitir marcadores fiduciais locais é ao usar componentes de montagem em superfície com pitch maior. Onde membros sobem 1 mm e acima, as máquinas mais recentes não precisam de títulos fiduciais regionais para colocá-los nas placas.

(PCI com marcadores fiduciais globais e locais)

6. Precauções para Usar PCI Fiducial no Design de PCI

Princípios básicos do design de fiducial pci

Para os melhores resultados durante a montagem por máquina, designers devem acertar os marcadores fiduciais. Esta seção discute algumas diretrizes essenciais a seguir ao colocar marcadores fiduciais em seu design.

1. Mantenha forma circular ao colocar a camada de cobre não perfurada. Mantenha marcadores fiduciais livres de qualquer máscara de solda.
2. O tamanho ideal de marcadores fiduciais é entre 1 mm e 3 mm. Mantenha uma área de folga similar ao diâmetro do marcador.
3. Ao fazer marcadores fiduciais globais, coloque três marcadores nas bordas das placas. Garante a melhor precisão possível. Onde há espaço insuficiente, use pelo menos um marcador fiducial global.
4. Certifique-se de que o marcador fiducial mantenha uma distância de 0,3 polegadas da borda da placa. Esta distância exclui a área de folga do marcador fiducial.
5. Para marcadores fiduciais locais, coloque pelo menos dois marcadores fiduciais PCI diagonalmente nos planos de borda do componente de montagem em superfície.

(Imagem de design de fiducial pci)

Otimize o Design Fiducial

Existem quatro fatores a considerar ao projetar seus marcadores fiduciais. Estes são:

A Forma: Como seus marcadores fiduciais PCI aparecerão? Algumas máquinas podem reconhecer uma variedade de formas, incluindo quadrados, losangos e ampulhetas. Outros dispositivos não podem. Portanto, é melhor aderir a marcas circulares, que motores reconhecem universalmente.

O Tamanho: Marcadores fiduciais podem ser de uma variedade de tamanhos. Em média, pads fiduciais medem entre 1 e 3 mm. O tamanho facilita para a câmera e equipamento reconhecer lugares como marcadores fiduciais.

O tamanho da marca fiducial na mesma placa de circuito impresso não deve exceder 25 µm. Recomendamos que o tamanho mínimo da área de folga seja duas vezes o raio da marca central.

(Tamanho padrão recomendado)

Material: Garanta que o pad fiducial seja do mesmo material que o resto da placa. Certifique-se de que o local esteja livre de máscara de solda ou silk-screen que possa cobrir os marcadores.

Recorte / Folga: É vital garantir a folga apropriada ao redor do pad. Isso porque o espaço aberto ao redor da placa PCI facilita para a câmera captar os marcadores fiduciais sem interferência. Mantenha o diâmetro da folga pelo menos duas vezes o tamanho do pad. Não se preocupe com a forma do espaço. Pode ser circular ou quadrado.

7. Problemas no Design de Fiducial PCI

Como todos os outros processos na montagem de PCIs, é possível encontrar problemas ao projetar fiduciais. Alguns destes problemas incluem:

7.1. Desvio de Posição

Onde os fiduciais em qualquer lado da placa estão em um padrão simétrico, sua máquina de montagem pode ter dificuldade em levantar o alarme de incorreção para a colocação de 180 graus em uma placa invertida. Por quê? Porque quando você vira uma placa 180 graus na direção reversa, as marcas fiduciais simétricas trocarão seus lugares e enganarão sua máquina óptica de linha de montagem.

Pior ainda, a linha de montagem continua colocando componentes incorretamente sem levantar o alarme. No final, você tem fabricação de placa PCI defeituosa. Como resultado, você perde tempo, dinheiro, material e outros recursos.

7.2. Luz Direta Pode Causar Saliências

Outro grande problema com marcadores fiduciais tem a ver com a luz direta forte da visão acima. Esta luz natural pode criar saliências que confundem a detecção de visão. Isso ocorre principalmente devido à superfície de solda irregular, que cria sombras.

A solução aqui é reduzir os níveis de luz. Se isso não ajudar, tente programar o fiducial com um desvio de detecção em uma direção. Consequentemente, seu ângulo e difunda a luz.

7.3 Você Precisa de Marcas Fiduciais em Ambos os Lados da PCI?

A importância de marcadores fiduciais em um design de PCI é inquestionável. Onde você tem componentes SMD em cada lado da placa, você deve colocar marcadores fiduciais em ambos os lados.

Certifique-se de que não há máscara de solda cobrindo os marcadores. Isso porque o sistema de visão deve ser capaz de encontrar os fiduciais facilmente. Uma máscara de solda no topo das características apenas torna isso mais difícil de realizar.

Resumo:

O posicionamento de marcadores fiduciais de PCI é uma parte crítica da WellPCB. WellPCB fornecerá serviço completo e produtos de alta qualidade. Você pode nos enviar os documentos que precisa fabricar e obter um orçamento imediatamente! O que estamos esperando? Temos dez anos de processo de fabricação de PCI. Como você faz o trabalho pode ser a diferença entre uma linha de montagem perfeita e uma situação onde você precisa fazer ajustes continuamente. Reserve tempo para incorporar corretamente fiduciais em seus designs, mesmo quando seu fornecedor diz que suas máquinas podem trabalhar sem os marcadores. Caso surja a necessidade de retrabalhar seus planos ou testar seu produto final, esses marcadores podem se mostrar benéficos.

Gostaria de saber mais sobre marcadores fiduciais? WellPCB pode oferecer orientação profissional e sugestões altamente inovadoras para seus designs. Nossos profissionais líderes também podem ajudar a fornecer soluções de PCI personalizadas para seus projetos. Quer saber mais sobre defeitos e prováveis soluções para problemas de PCI? Entre em contato conosco hoje para uma cooperação profundamente satisfatória.