Влияние на качество печати печатной платы из-за плохого дизайна реперных меток

Являясь важным носителем всех видов электронных компонентов, печатные платы обеспечивают отличную механическую опору для компонентов и соединяют эти компоненты с помощью линий из медной фольги разной толщины и контактных площадок для пайки разных размеров в соответствии с логическими схемами для реализации электрических характеристик продуктов. Поскольку большинство электронных продуктов производятся SMT, качество проектирования печатных плат напрямую связано как с нормальной работой электрических характеристик, так и с эффективной работой производства сборки печатных плат. В этой статье рассматривается влияние реперной метки на качество печати, а также обсуждается важное влияние технологичности печатных плат в области производства электронных продуктов по точечному методу.

Функции реперных знаков

В процессе серийного производства электронных изделий методом SMT-устройств каждая партия печатных плат для сборки должна соответствовать требованиям правильной платы и точного положения. Ручная работа без специальной конструкции может привести к низкой эффективности и точности, что может привести к браку продукции.

Точное положение платы обычно можно обеспечить с помощью отверстий для позиционирования или реперных меток. Поскольку конструкция отверстий для позиционирования зависит от марки и номера модели оборудования для сборки печатных плат, отверстия для позиционирования не размещаются на каждой печатной плате, а реперная метка необходима для каждой печатной платы.

Реперная метка — это специальный символ оптического позиционирования. Во время производства сборочные устройства облучают реперную метку генерируемыми координатами изображения, которые затем сравниваются с предустановленными стандартными данными в системе. Если координаты совместимы со стандартными данными или различия находятся в допустимой категории, машина оценит правильность печатных плат, которые будут отправлены внутрь машины для процедур, включая печать, монтаж и пайку. В противном случае печатные платы будут оценены как некорректные, а отправка платы будет приостановлена ​​с передачей аварийного сигнала.

Таким образом, Fiducial Mark играет важную роль в правильности гарантии электронных продуктов. Тем не менее, многим конструкторам печатных плат иногда не удается сделать разработанные ими печатные платы нераспознаваемыми сборочными устройствами, так что последующее нормальное производство невозможно. Крайне необходимо знать требования и правила Fiducial Mark в процессе проектирования печатных плат.

Требования к дизайну реперных знаков

• Состав реперной метки и параметров дизайна

Интегрированная реперная метка содержит метку и зазор, которые показаны на рис. 1. Общие шаблоны реперной метки показаны на рис. 2.

Вообще говоря, сплошной круг диаметром 1 мм (±0,2 мм) является оптимальным выбором для реперной метки, изготовленной из чистой меди, оловянного или никелированного покрытия, защищенного прозрачным неокисляемым покрытием. Чтобы реперные метки легко распознавались монтажными устройствами, цвет реперных меток должен явно отличаться от цвета окружающей области. Кроме того, зазор размером на 1 мм больше следует откладывать в сторону реперных меток. Как правило, радиус зазора не менее 2R (R относится к радиусу реперной метки), и когда радиус зазора равен 3R, эффект распознавания устройств наилучший.

• Требования к маршрутизации реперных меток

На основании теории о том, что 3 нелинейные точки определяют плоскость, 3 реперные метки должны быть размещены на печатной плате в виде буквы «L», как показано на рисунке 3. Если пространство на плате ограничено, так что 3 реперные метки могут не должны быть размещены на нем, по крайней мере, пара реперных меток должна быть размещена на доске вдоль диагональной линии, как показано на рисунке 4.

Реперные знаки вдоль диагональной линии не должны располагаться полностью симметрично. В противном случае, ошибки не могут быть обнаружены устройствами, когда платы неправильные, поэтому дефекты выявятся в неаккуратной плате или неправильном монтаже. Для компонентов с особыми требованиями и точным позиционированием могут быть разработаны локальные реперные метки для повышения точности монтажа.

Кроме того, расстояние между реперными метками и краем печатной платы должно быть больше минимального требования к расстоянию, установленному устройствами SMT, чтобы они находились внутри печатной платы, а не на краю платы, и соответствовали требованиям к зазору для минимальной реперной метки. Кроме того, чтобы увеличить эффект распознавания печатающего устройства и монтажного устройства, другую маршрутизацию, шелкографию, паяльную площадку или V-Cut не следует устанавливать в пределах зазора реперной метки и расстояния между зазором и другими металлическими точками (например, контрольной точкой). ) с аналогичными типами должна быть не менее 5,0 мм.

• Производственные требования к реперным знакам

В процессе производства печатных плат без покрытия изменение размера от реперных меток должно быть не более 25 мкм. Если изменение размера слишком велико, отклонение данных, полученных с помощью компьютерного изображения, превысит категорию изменения стандартных значений, так что это повлияет как на загрузчик платы, так и на сигнал тревоги, и эффективность производства будет снижена.

Плоскостность поверхности реперных меток должна контролироваться в пределах 15 мкм, и они должны иметь один и тот же внутренний фон. В противном случае низкая степень неравномерности может повлиять на эффект распознавания устройств или устройства даже не будут работать.

Все реперные метки на печатных платах с одинаковым номером платы должны быть одинаковыми по размеру и форме. Предлагается, чтобы все реперные метки были отмечены сплошными кругами диаметром 1 мм. Наилучшая производительность может быть достигнута, когда возникает высокий контраст между реперными метками и материалом подложки печатных плат. Кроме того, реперные метки должны быть изолированы медной фольгой на платах из медной фольги.

Анализ случая

Чтобы обеспечить легкое для понимания объяснение, прототип печатной платы размером 50 мм x 30 мм был нарисован с помощью программного обеспечения Protel с реперными метками, размещенными вдоль диагональной линии, как показано на рисунке 5.

Для дизайна реперных меток на рис. 5 устройство способно распознавать и сравнивать параметры камеры с правильным направлением загрузки платы, чтобы обеспечить правильную печать, выполняемую принтером.

Однако, как только направление загрузки платы неверно, как в ситуации, показанной на рисунке 6, в которой прототип перевернут на 180°, устройство по-прежнему будет придерживаться правильного направления загрузки платы и положения настоящей печатной платы. В этом случае обычная полиграфическая работа будет осуществляться в соответствии с установленным порядком.

Это значительно снизит эффективность производства. Что еще хуже, так как эффективность печатных плат довольно высока, много проблемных печатных плат будет произведено до приостановки производства после появления дефектных печатных плат. В этом случае время и эффективность производства будут снижены, а качество продукции даже пострадает.

Помимо размещения реперных меток, которые должны избегать полной симметрии, также следует учитывать расстояние между краем реперной метки и краем платы. Расстояние должно быть установлено в диапазоне от 3,5 мм до 5 мм. Кроме того, знак реперных знаков должен быть средним, ни слишком большим, ни слишком маленьким. Для круглого рисунка диаметр должен контролироваться в диапазоне от 1,0 до 3,0 мм. Если диаметр слишком велик, устройство произведет относительно большую регулировку места, так что относительно большое отклонение будет иметь место с дефектами печати. Если диаметр слишком мал, возможно, устройство не распознает их, и устройство откажется загружать платы или подавать сигнал тревоги.

В заключение, несмотря на то, что разработать реперные метки относительно просто, некоторые детали, как правило, игнорируются. Если они спроектированы неправильно, соответствующие функции, которые должны быть у реперных знаков, не могут быть реализованы, и даже могут возникнуть некоторые проблемы, ведущие к ошибкам печати и задержке производства. Поэтому разработчики схем должны овладеть теоретическими знаниями по проектированию схем и требованиям к сборочному устройству при производстве печатных плат, и они должны учитывать все требования, перечисленные во всех аспектах производственной линии, чтобы повысить технологичность, эффективность производства и экономичность продукции.

Полезные ресурсы
• Требования к проектированию печатных плат SMT, часть четвертая:Маркировка
• Полнофункциональная услуга по изготовлению печатных плат от PCBCart — несколько дополнительных опций
• Усовершенствованная услуга по сборке печатных плат от PCBCart — от 1 шт.