Marcas de referência, também conhecidas como fiduciais, são pequenos marcadores de cobre impressos em PCBs que servem como pontos de referência visual durante a montagem e inspeção, permitindo que máquinas de montagem automatizadas e sistemas de controle de qualidade localizem com precisão características e componentes específicos. A marca de referência em PCBs normalmente consiste em almofadas circulares ou outras formas de cobre expostas, cercadas por áreas de folga. Este guia apresenta os tipos de marcas de referência, explica suas funções e considerações de projeto e visa fornecer orientação para iniciantes em projeto de PCBs. Vamos lá.
Tipos de marcas fiduciais de PCB
Existem dois tipos principais de fiduciais comumente usados: fiduciais globais e fiduciais locais.
Fiduciais globais são marcadores de referência colocados ao longo das bordas de uma placa de circuito impresso (PCB). Eles permitem que as máquinas de montagem orientem a placa e determinem seu alinhamento preciso no eixo XY. Fiduciais globais também permitem que as máquinas compensem qualquer inclinação que ocorra quando a placa é fixada.
Fiduciais locais são colocados próximos às bases dos componentes, especialmente para componentes de montagem em superfície grandes ou com passo fino. Fiduciais locais fornecem às máquinas de montagem pontos de referência exatos para localizar cada base de componente. Isso reduz erros e a variabilidade no posicionamento.
Como funcionam as marcas fiduciais
As marcas fiduciais funcionam como pontos de identificação em uma placa PCB, elas fornecem guias de alinhamento para estêncil PCB posicionamento e instalação automatizada de componentes pick-and-place.
Máquinas automatizadas utilizam os locais das marcas de referência durante a montagem para posicionar a placa corretamente. As medições desses locais podem servir como pontos de referência para o posicionamento preciso da placa. Componentes SMTO dispositivo utiliza reconhecimento de imagem para identificar com precisão as posições exatas dos marcadores fiduciais na placa de circuito impresso (PCB) sempre que um operador carrega a placa para impressão ou instalação de componentes. Posteriormente, a máquina adapta seu posicionamento de forma autônoma com base nas informações do marcador fiducial.
Benefícios do uso da marca fiducial
- Melhore a precisão e a exatidão emMontagem PCB
Os fiduciais fornecem pontos de referência fixos que as máquinas de montagem utilizam para posicionamento e alinhamento precisos. Isso melhora a precisão do posicionamento dos componentes em comparação com a dependência exclusiva das bordas da placa. Eles permitem o alinhamento preciso entre a placa de circuito impresso e o estêncil no processo de impressão com pasta de solda. Isso melhora a qualidade da impressão e reduz defeitos. Os fiduciais aumentam a precisão da montagem em grandes áreas. Painéis PCB contabilizando quaisquer distorções.
- Reduzir erros humanos
Sistemas de montagem automatizados dependem de marcadores fiduciais para precisão, em vez do julgamento visual humano. Isso reduz erros posicionais causados pela variabilidade do operador. Além disso, os marcadores fiduciais para PCB eliminam a necessidade de medir ou marcar manualmente os centros dos componentes. Isso economiza tempo e evita erros de medição humana.
- Auxílio na inspeção óptica automatizada
Sistemas AOI Utilize fiduciais para alinhar digitalmente as placas inspecionadas ao projeto de referência. Isso permite a detecção de defeitos por meio da comparação com o projeto original. Fiduciais em PCB fornecem escalas fixas e referências de medição para câmeras de inspeção. Isso permite medições automatizadas precisas de componentes, pads, espaçamentos, etc. Eles permitem retrabalho eficaz, ajudando as câmeras AOI a identificar e destacar as posições dos componentes que precisam de reparo.
Diretrizes sobre a incorporação de marcas fiduciais no projeto de PCB
O projeto fiducial adequado de PCB facilitará a montagem automatizada e aprimorará o controle de qualidade. Abaixo, listamos alguns pontos-chave ao utilizar marcas fiduciais:
- Marcas fiduciais devem ser colocadas somente nas camadas de cobre superior ou inferior de uma placa de circuito impresso, pois isso expõe o cobre para fácil detecção.
- As marcas fiduciais devem permanecer descobertas pela máscara de solda para que os sistemas ópticos automatizados as identifiquem durante a montagem, já que cobrir as marcas fiduciais obstruiria o rastreamento da visão da máquina.
- O alto contraste visual entre o cobre fiducial e o material da placa de base auxilia no reconhecimento, portanto, fiduciais escuros em um fundo claro, ou vice-versa, são ideais.
- Mantenha os diâmetros fiduciais entre 1-3 mm, com menos de 25 mícrons de variação de tamanho em uma única placa, porque a consistência permite uma calibração de precisão.
- Para fiduciais globais, use pelo menos 3 espaçados nas bordas do PCB quando possível, pois isso proporciona o melhor alinhamento rotacional; no mínimo, coloque 1 fiducial global.
- Os indicadores locais exigem dois marcadores flanqueando as pegadas dos componentes de montagem em superfície para localizar com precisão as posições dos componentes.
- Posicione os fiduciais globais a pelo menos 0.3 polegadas das bordas da placa, excluindo a área de folga dos fiduciais, para evitar interferência.
- Em placas maiores, afaste mais os fiduciais para detectar melhor pequenos desalinhamentos angulares durante a fabricação.
Principais lições
Apesar de seu pequeno tamanho, os marcadores fiduciais desempenham um papel vital no projeto e na fabricação de PCBs. Eles servem como pontos de referência para que as máquinas de montagem alcancem o alinhamento preciso e o posicionamento dos componentes. A integração de marcadores fiduciais no projeto de PCBs traz inúmeros benefícios, como aumento da precisão, minimização de erros durante a montagem automatizada e otimização da eficiência da fabricação, facilitando os processos da máquina.
Ao compreender a importância do posicionamento e do design adequados da marca fiducial, os fabricantes de PCB podem aumentar a qualidade e o desempenho geral. Seguir estratégias fiduciais otimizadas aumenta a precisão e a eficácia dos produtos eletrônicos. Esperamos que este artigo tenha oferecido orientações valiosas sobre a marca fiducial de PCB, especialmente para iniciantes na indústria de PCB. Entre em contato conosco caso tenha alguma dúvida.
