Entendendo PCBs com Fiduciais: Benefícios Principais e Impacto na Indústria

Você é novo na fabricação ou design de PCB e se pergunta o que são Fiduciais e se são indispensáveis nas técnicas modernas? Neste caso, está no lugar certo. Este post oferece visão concisa mas abrangente.

O que são Marcadores Fiduciais?

PCBs com fiduciais são basicamente placas de circuito impresso com marcadores fiduciais. Assumindo que já conhece PCBs, vamos entender o que são marcadores fiduciais.

Um marcador fiducial é um cobre de formato redondo que identifica ponto de referência para máquinas de montagem fazerem pick-and-place. Ajudam máquinas a entender orientação do seu PCB e componentes de montagem em superfície nele.

Os pacotes desses componentes têm pitches minúsculos, como Ball Grid Arrays (BGAs), Quad Flat Package (QFP) e Quad Flat-No-Lead (QFN).

Tipos de Marcadores Fiduciais

Marcadores fiduciais vêm em duas categorias no design de PCB.

Marcador Fiducial Global – ponto de referência de cobre na borda do PCB. Permite à máquina entender orientação da placa em eixos X e Y. Também pode compensar desvios (skew) caso a placa prenda.

Marcador Fiducial Local – marcadores de cobre no canto externo do componente de montagem em superfície quad-packaged. Máquinas usam fiducial local para identificar footprint do componente precisamente. Reduz erros de posicionamento, especialmente com componentes quad-packaged grandes e de passo fino.

Marcadores Fiduciais Ainda São Necessários?

Segundo alguns, remover fiduciais em PCBs menores permite maximizar espaço para trilhas de sinal. À medida que tecnologia avança, pode-se omitir fiduciais locais sob certas circunstâncias.

Por exemplo, em PCBs menores, máquinas modernas conseguem colocar componentes SMT via identificadores definidos por pontos fiduciais globais. Além disso, se PCB tem componentes com diâmetro maior, pode ser aceitável omitir fiduciais pois máquinas modernas posicionam componentes com precisão sem identificador. Inclui componentes SMT com pitch de 1,0mm ou maior.

Se você é fabricante com máquinas modernas in-house, pode remover fiduciais. Porém, se vai terceirizar design e fabricação, deve considerar capacidades da máquina do fabricante.

Se suas máquinas precisam de fiduciais para ler layout do PCB e onde colocar componente, você deve incluí-los.

Sobre fiduciais globais: não importa quão avançadas sejam suas máquinas, nunca os omita do design.

Melhores Práticas para PCBs com Fiduciais

Fiduciais ajudarão a obter o melhor de suas máquinas. Aqui estão dicas essenciais.

• Sempre faça marcador fiducial em formato circular via camada de cobre não furada.
• Marcador fiducial no PCB não deve ter máscara de solda.
• Sobre otimização do tamanho, mantenha entre 1 a 3 mm.
• Mantenha área de folga exatamente igual ao diâmetro do marcador.
• Para fiducial local, coloque mínimo 2 marcadores diagonalmente na borda externa do componente SMT.
• Para fiduciais globais, coloque 3 marcadores na borda da placa para melhor precisão. Se não houver espaço, use pelo menos 1.
• Fiduciais do PCB devem manter distância mínima de 0,3 polegadas da borda.

Conclusão

No fim, deve sempre verificar se abertura da máscara de solda e tamanhos de fiduciais estão corretos. Alguns fabricantes podem modificar seus tamanhos se você esquecer de dimensioná-los corretamente. Portanto, discuta com montadores antes da produção em massa.