Comprensión de los marcadores fiduciales de PCB | ¿Son necesarios los marcadores fiduciales con la tecnología moderna?

Si lleva mucho tiempo en la industria de las PCB, sabrá la importancia de los marcadores fiduciales. Si no los conoce, ¡permítanos presentárselos! Los marcadores fiduciales son pequeños pero vitales en la PCB, que sirven como puntos de referencia para sus máquinas automatizadas. Sin embargo, a medida que la tecnología avanza, algunos podrían preguntarse si los marcadores fiduciales siguen siendo necesarios. Estas métricas pueden parecer insignificantes, pero son esenciales para obtener resultados de alta calidad. Además, con ellos, obtendrá un proceso de producción más rápido y eficiente. ¿Le sorprende su importancia? Bueno, esto es solo una introducción. Profundicemos en el tema para descubrir más sobre las marcas fiduciales en el diseño de PCB.

¿Qué son los fiduciales de PCB y cómo funcionan?

Los marcadores fiduciales en PCB son pequeños puntos de referencia que se colocan en máquinas de ensamblaje automatizadas. Suelen estar fabricados con materiales fácilmente detectables por los sistemas de visión. Por ejemplo, se utilizan principalmente:

Cobre: ​​Por su calidad altamente reflectante y detectable.

Acabado superficial: Para evitar la oxidación y mejorar la durabilidad.

Además, también sirven como referencias de alineación para las máquinas de selección y colocación. Con ellas, estará tranquilo, ya que sus diseños ya no estarán desalineados. Generalmente, estas máquinas utilizan cámaras para detectar los puntos fiduciales y alinear la PCB correctamente, garantizando así una colocación precisa de cada componente.

¿Cómo trabajan?

Ahora que sabemos qué es un punto fiducial, quizá te preguntes cómo funciona. Así que, veámoslo.

1.   Detección de cámara

Los diseñadores saben que las máquinas de selección y colocación y los sistemas de inspección óptica funcionan con sistemas de visión. Incorporar marcas fiduciales ayuda a la máquina a detectarlas y, aparentemente, a alinear el diseño de la PCB. En resumen, estos marcadores, que suelen ser almohadillas circulares, proporcionan a las cámaras un punto de referencia claro y consistente.

2.     Alineación y Posicionamiento

Una vez detectados los puntos fiduciales, comienza la verdadera tarea. La máquina los utiliza para alinear el diseño de la PCB. ¿Por qué es necesaria esta alineación cuando existen otras tecnologías modernas? Porque garantiza que la PCB esté correctamente posicionada según el sistema de inspección de la máquina.

3.     Compensación por variaciones

Además de la alineación, también ayudan a compensar cualquier variación o distorsión. Podría ayudarte a reubicar tu...

a. Ligera deformación

b. Estiramiento

c. Desplazamiento de los materiales de la PCB.

Entonces, con las marcas fiduciales, usted sabe que todas sus tablas están colocadas perfectamente unas sobre otras.

4.     Verificación y control de calidad

Además de facilitar la colocación de componentes, los marcadores fiduciales también se utilizan durante la inspección óptica automatizada (IOA). Tras colocar y soldar los componentes, el sistema IOA escanea la PCB de nuevo, utilizando los marcadores fiduciales para verificar que todos los componentes estén correctamente alineados y soldados. Esto garantiza que la PCB cumpla con los estándares de calidad antes de pasar a la siguiente etapa de producción.

Tamaño fiducial de PCB

Echemos un vistazo a una referencia rápida para seleccionar el tamaño fiducial apropiado en función del diseño de su PCB.

Tipos de marcadores fiduciales de PCB

Hay tres tipos de marcadores fiduciales.

1.   Marcador fiducial global

Los marcadores globales, como se podría pensar, funcionan globalmente. Esto significa que se utilizan para alinear toda la PCB. Al colocarlos en tres puntos diferentes, se puede aumentar la precisión del proceso de fabricación.

Se utilizan para aumentar la precisión del proceso de fabricación. Además, en cuanto a la triangulación precisa, los marcadores globales ofrecen un método mucho más fiable que los marcadores de panel. Ahora bien, cada ventaja tiene su inconveniente. Incorporar marcadores globales puede parecer una buena idea, ya que funcionan en toda la PCB, pero con ellos, el tiempo de procesamiento es mucho mayor, algo que no solemos desear con lotes más largos.

2.     Marcador fiducial local

A diferencia de lo global fiducialesLos fiduciales locales se colocan donde usted desee. Sin embargo, si nos lo solicita, le recomendamos colocarlos cerca de componentes o áreas específicas de la PCB que requieran una alineación de alta precisión. Por ejemplo:

·   BGAs - Matrices de rejilla de bolas

·   QFP - Paquetes planos cuádruples

·   QFN - Cuadrángulo plano sin plomo

Aquí en PCBasicUtilizamos marcadores locales en diseños complejos donde ciertos componentes exigen mayor precisión de colocación que otros.

3.     Marcador fiducial del panel

Los marcadores fiduciales para paneles son especialmente útiles para agilizar el proceso de fabricación con mayor precisión. Funcionan en paneles, no en placas de circuito individuales. Por lo tanto, recomendamos su uso para componentes de PCB de tamaño mediano o grande.

Principios básicos del diseño de marcadores fiduciales

Para que el ensamblaje automatizado de máquinas obtenga resultados óptimos, los diseñadores de PCB deben garantizar el correcto diseño de los marcadores fiduciales. Los siguientes son puntos cruciales para la aplicación de marcadores fiduciales en la placa:

·   En una capa de cobre sin perforar, las marcas fiduciales deben ser circulares. Además, deben estar libres de máscara de soldadura.

·   Coloque el diámetro del marcador entre 1 mm y 3 mm.

·   Utilice al menos tres marcadores fiduciales para obtener el mayor nivel de precisión.

·   Si el espacio es limitado, quédese con uno solo.

·   Colóquelos al menos a 8 mm del borde del tablero.

Importancia de las marcas fiduciales en el diseño de PCB

A medida que la tecnología avanza, vemos nuevos descubrimientos en la industria de PCB. Pero, No son precisos para una alineación adecuada debido a su variación de tamaño, forma o ubicación. Seguimos creyendo que los puntos fiduciales simplifican el proceso de fabricación.

Especialmente en diseños de alta densidad, donde los componentes se colocan muy cerca unos de otros, la importancia de las marcas fiduciales se hace más evidente. Proporcionan una estructura consistente, garantizando que cada componente esté correctamente orientado y posicionado, lo cual es esencial para lograr un alto rendimiento de ensamblaje y reducir las costosas repeticiones.

Ventajas de usar marcas fiduciales para el ensamblaje de PCB

Las marcas fiduciales siguen siendo indispensables en el ensamblaje de PCB, incluso con los avances en la tecnología de fabricación moderna. A continuación, explicamos por qué los puntos fiduciales siguen siendo esenciales.

1.   Exactitud

Con puntos de referencia fiduciales, la máquina automatizada garantiza que los componentes se coloquen con precisión en la PCB. Esto es especialmente importante al trabajar con PCB con componentes pequeños o poca superficie.

2.     Inspección precisa

Con ellas, los diseñadores de PCB pueden verificar la correcta soldadura y la alineación de los componentes. Las marcas de referencia permiten una inspección visual de la PCB tras el ensamblaje. Esto puede ser un punto de inflexión en aplicaciones críticas como la electrónica militar y la industria aeroespacial.

3.     Ahorro

Usar marcas de referencia puede ayudarle a ahorrar dinero al reducir la probabilidad de errores y defectos, lo que a su vez disminuye sus gastos. De lo contrario, los errores podrían obligar a descartar el producto. todo PCB.

Conclusión

Los marcadores fiduciales son piezas diminutas pero cruciales en el diseño y la fabricación de placas de circuito impreso. Durante el ensamblaje, las marcas ayudan a garantizar la alineación y colocación precisas de los componentes, sirviendo como puntos de referencia para maquinaria automatizada. A pesar de los avances tecnológicos, siguen siendo la opción preferida por los diseñadores de PCB.