I fiducial mark, noti anche come marchi fiduciari, sono piccoli marcatori in rame stampati sui PCB che fungono da punti di riferimento visivi durante l'assemblaggio e l'ispezione, consentendo alle macchine di assemblaggio automatizzate e ai sistemi di controllo qualità di individuare con precisione caratteristiche e componenti specifici. I fiducial mark sui PCB sono in genere costituiti da piazzole circolari o altre forme di rame esposte, circondate da aree di spazio libero. Questa guida introduce i diversi tipi di fiducial mark, ne spiega le funzioni e le considerazioni progettuali, e si propone di fornire indicazioni ai principianti nella progettazione di PCB. Approfondiamo l'argomento.
Tipi di marchi fiduciari PCB
Esistono due tipi principali di fiduciali comunemente utilizzati: i fiduciali globali e i fiduciali locali.
I fiducial globali sono marcatori di riferimento posizionati lungo i bordi di un PCB. Consentono alle macchine di assemblaggio di orientare la scheda e determinarne il preciso allineamento sugli assi XY. I fiducial globali consentono inoltre alle macchine di compensare eventuali disallineamenti che si verificano durante il serraggio della scheda.
I fiducial locali vengono posizionati in prossimità delle impronte dei componenti, in particolare per componenti a montaggio superficiale di grandi dimensioni o con passo fine. I fiducial locali forniscono alle macchine di assemblaggio punti di riferimento esatti per individuare l'impronta di ciascun componente. Ciò riduce errori e variabilità nel posizionamento.
Come funzionano i marchi fiduciari
I segni fiduciari funzionano come punti di identificazione su una scheda PCB, forniscono guide di allineamento per stencil PCB posizionamento e installazione automatizzata dei componenti pick-and-place.
Le macchine automatizzate utilizzano le posizioni dei riferimenti durante l'assemblaggio per posizionare correttamente la scheda. Le misurazioni di queste posizioni possono servire come punti di riferimento per il posizionamento accurato di Componenti SMTIl dispositivo utilizza il riconoscimento delle immagini per identificare con precisione la posizione esatta dei marcatori fiduciari sulla scheda PCB ogni volta che un operatore carica la scheda per la stampa o l'installazione dei componenti. Successivamente, la macchina adatta autonomamente il suo posizionamento in base alle informazioni dei marcatori fiduciari.
Vantaggi dell'utilizzo del marchio fiduciario
- Migliorare l'accuratezza e la precisione inAssemblaggio PCB
I fiduciali forniscono punti di riferimento fissi che le macchine di assemblaggio utilizzano per un posizionamento e un allineamento precisi. Ciò migliora la precisione di posizionamento dei componenti rispetto all'affidamento esclusivo ai bordi della scheda. Consentono un allineamento preciso tra PCB e stencil durante il processo di stampa della pasta saldante. Ciò migliora la qualità di stampa e riduce i difetti. I fiduciali aumentano la precisione di assemblaggio su grandi superfici. Pannelli PCB tenendo conto di eventuali distorsioni.
- Ridurre gli errori umani
I sistemi di assemblaggio automatizzati si affidano ai fiducial per la precisione, anziché al giudizio visivo umano. Questo riduce gli errori di posizionamento causati dalla variabilità dell'operatore. Inoltre, i marcatori fiducial per PCB eliminano la necessità di misurare o marcare manualmente i centri dei componenti. Questo consente di risparmiare tempo ed evitare errori di misurazione umani.
- Aiuto nell'ispezione ottica automatizzata
Sistemi AOI Utilizzano i fiducial per allineare digitalmente le schede ispezionate al progetto di riferimento. Ciò consente di rilevare i difetti confrontandoli con il progetto originale. I fiducial sui PCB forniscono riferimenti di scala e misurazione fissi per le telecamere di ispezione. Ciò consente misurazioni automatiche precise di componenti, piazzole, spaziature, ecc. Consentono una rilavorazione efficace aiutando le telecamere AOI a identificare ed evidenziare le posizioni dei componenti che necessitano di correzione.
Linee guida per l'integrazione di marchi fiduciari nella progettazione di PCB
Una corretta progettazione dei fiducial per PCB faciliterà l'assemblaggio automatizzato e migliorerà il controllo qualità. Di seguito sono elencati alcuni punti chiave per l'utilizzo dei fiducial mark:
- I contrassegni fiduciari devono essere posizionati solo sugli strati di rame superiori o inferiori di un circuito stampato, perché in questo modo si espone il rame, rendendolo facilmente rilevabile.
- I segni di riferimento devono restare scoperti dalla maschera di saldatura affinché i sistemi ottici automatizzati possano identificarli durante l'assemblaggio, poiché la copertura dei segni di riferimento ostacolerebbe il tracciamento tramite visione artificiale.
- L'elevato contrasto visivo tra il rame fiduciario e il materiale della scheda di base ne facilita il riconoscimento, pertanto è ottimale utilizzare fiduciali scuri su uno sfondo chiaro o viceversa.
- Mantenere i diametri fiduciari tra 1 e 3 mm, con una variazione dimensionale inferiore a 25 micron su una singola scheda, perché la coerenza consente una calibrazione di precisione.
- Per i fiducial globali, quando possibile, utilizzarne almeno 3 distanziati lungo i bordi del PCB, poiché ciò garantisce il miglior allineamento rotazionale; come minimo, posizionare 1 fiducial globale.
- I fiducial locali richiedono 2 marcatori che fiancheggino le impronte dei componenti montati in superficie per individuare con precisione le posizioni dei componenti.
- Posizionare i fiduciali globali ad almeno 0.3 pollici dai bordi della scheda, escludendo l'area di tolleranza dei fiduciali, per evitare interferenze.
- Su schede di dimensioni più grandi, allontanare maggiormente i fiducial per rilevare meglio lievi disallineamenti angolari durante la fabbricazione.
Punti chiave
I fiducial svolgono un ruolo fondamentale nella progettazione e produzione di PCB, nonostante le loro dimensioni ridotte. Servono da punti guida per i macchinari di assemblaggio per ottenere un allineamento e un posizionamento precisi dei componenti. L'integrazione dei fiducial nella progettazione di PCB offre numerosi vantaggi, come l'aumento della precisione, la riduzione al minimo degli errori durante l'assemblaggio automatizzato e l'ottimizzazione dell'efficienza produttiva semplificando i processi delle macchine.
Comprendendo l'importanza del corretto posizionamento e progettazione dei fiducial, i produttori di PCB possono migliorare la qualità e le prestazioni complessive. Seguire strategie fiduciali ottimali migliora la precisione e l'efficacia dei prodotti elettronici. Ci auguriamo che questo articolo abbia offerto una guida preziosa sui fiducial per PCB, in particolare per chi è alle prime armi nel settore. Non esitate a contattarci per ulteriori domande.
