フィデューシャルマーク（フィデューシャルとも呼ばれる）は、PCB上に印刷された小さな銅製マーカーで、組み立てや検査の際に視覚的な基準点として機能します。これにより、自動組み立て機や品質管理システムは、特定の機能や部品を正確に特定することができます。PCBフィデューシャルマークは通常、円形のパッドやその他の露出した銅の形状で構成され、周囲にクリアランス領域が設けられています。このガイドでは、フィデューシャルマークの種類、機能、設計上の考慮事項について解説し、PCB設計の初心者向けのガイダンスを提供します。それでは、早速始めましょう。
PCBフィデューシャルマークの種類
一般的に使用されるフィデューシャルには、グローバル フィデューシャルとローカル フィデューシャルの 2 つの主な種類があります。
グローバルフィデューシャルとは、PCBのエッジに沿って配置された参照マーカーです。これにより、組立機械は基板の向きを定め、XY軸の正確な位置合わせを行うことができます。また、基板をクランプで固定する際に発生する歪みを補正することも可能です。
ローカルフィデューシャルは、特に大型または微細ピッチの表面実装部品の場合、部品のフットプリント付近に配置されます。ローカルフィデューシャルは、組立機械が各部品のフットプリントを正確に特定するための参照点を提供します。これにより、配置の誤差やばらつきが低減されます。
フィデューシャルマークの仕組み
フィデューシャルマークはPCBボード上の識別ポイントとして機能し、位置合わせガイドとして機能します。 PCBステンシル 位置決めと自動ピックアンドプレースによる部品の取り付け。
自動機は、組み立て時に基準マークの位置を利用して基板を適切に配置します。これらの位置の測定値は、基板を正確に配置するための基準点として役立ちます。 SMTコンポーネントこの装置は、画像認識技術を用いて、オペレーターが印刷や部品実装のために基板をセットするたびに、基板上のフィデューシャルマーカーの正確な位置を特定します。その後、装置はフィデューシャルマーカーの情報に基づいて、自動的に位置決めを調整します。
フィデューシャルマークを使用する利点
- 精度と精密度を向上させるPCBアセンブリ
フィデューシャルは、組立機が正確な位置決めと位置合わせを行うために使用する固定の基準点を提供します。これにより、基板のエッジのみに頼る場合と比較して、部品の配置精度が向上します。また、はんだペースト印刷工程において、PCBとステンシル間の正確な位置合わせが可能になります。これにより、印刷品質が向上し、欠陥が減少します。フィデューシャルは、大規模な組立工程における組立精度を向上させます。 PCBパネル あらゆる歪みを考慮することによって。
- 人的ミスを減らす
自動組立システムは、人間の目視判断ではなく、基準マークに基づいて精度を確保します。これにより、作業者のばらつきによる位置誤差が低減されます。さらに、PCB基準マークにより、部品の中心を手動で測定したりマークしたりする必要がなくなります。これにより、作業時間を節約し、人為的な測定誤差を回避できます。
- 自動光学検査の支援
AOIシステム フィデューシャルを用いて、検査対象基板をリファレンス設計にデジタル的に位置合わせします。これにより、元の設計と比較することで欠陥を検出できます。PCB上のフィデューシャルは、検査カメラに固定のスケールと測定基準を提供します。これにより、部品、パッド、間隔などを正確に自動測定できます。また、AOIカメラが修正が必要な部品の位置を特定して強調表示することで、効果的な手直し作業を可能にします。
PCB設計における基準マークの組み込みに関するガイドライン
PCBのフィデューシャルマークを適切に設計することで、自動組立が容易になり、品質管理も強化されます。以下に、フィデューシャルマークを使用する際の重要なポイントをいくつか挙げます。
- フィデューシャル マークは、銅が露出して簡単に検出できるため、プリント回路基板の上部または下部の銅層にのみ配置する必要があります。
- フィデューシャル マークを覆うとマシン ビジョンの追跡が妨げられるため、組み立て中に自動光学システムがフィデューシャル マークを識別できるように、フィデューシャル マークははんだマスクで覆われないようにする必要があります。
- 基準銅とベースボードの材質間の視覚的なコントラストが高いと認識が容易になるため、明るい背景に暗い基準、またはその逆が最適です。
- 一貫性により精密なキャリブレーションが可能になるため、基準直径を 1 ～ 3 mm に保ち、単一ボード上のサイズの変動を 25 ミクロン未満にします。
- グローバル フィデューシャルについては、可能な限り PCB の端に少なくとも 3 つの間隔をあけて使用します。これにより、最適な回転位置合わせが実現します。少なくとも 1 つのグローバル フィデューシャルを配置します。
- ローカル フィデューシャルでは、コンポーネントの位置を正確に特定するために、表面実装コンポーネントのフットプリントを挟む 2 つのマーカーが必要です。
- 干渉を防ぐために、フィデューシャル クリアランス領域を除いて、グローバル フィデューシャルをボードの端から少なくとも 0.3 インチ離して配置します。
- より大きなボードでは、製造中にわずかな角度のずれをより適切に検出できるように、フィデューシャルをさらに広げます。
主なポイント
フィデューシャルマーカーは、その小さなサイズにもかかわらず、PCBの設計と製造において重要な役割を果たします。組立機械が正確な位置合わせと部品配置を実現するためのガイドポイントとして機能します。PCB設計にフィデューシャルマーカーを組み込むことで、精度の向上、自動組立時のエラーの最小化、機械工程の簡素化による製造効率の最適化など、多くのメリットが得られます。
適切なフィデューシャルマークの配置と設計の重要性を理解することで、PCB製造業者は全体的な品質と性能を向上させることができます。最適なフィデューシャルマーク戦略に従うことで、電子製品の精度と効率性が向上します。この記事が、特にPCB業界に初めて携わる方々にとって、PCBフィデューシャルマークに関する貴重なガイダンスを提供できたことを願っています。ご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
