PCB フィデューシャルの理解 | 現代のテクノロジーではフィデューシャル マーカーは必要ですか?

PCB業界に長く携わっている方なら、フィデューシャルマーカーの重要性をご存知でしょう。もしご存知でないなら、ここでご紹介します。フィデューシャルマーカーは、PCB上の小さいながらも重要なマーカーで、自動化装置の基準点として機能します。しかし、技術の進歩に伴い、フィデューシャルマーカーがまだ必要なのか疑問に思う方もいるかもしれません。これらの指標は些細なものに思えるかもしれませんが、高品質な出力には不可欠です。さらに、フィデューシャルマーカーを使用することで、生産プロセスのスピードと効率性も向上します。その重要性に驚かれましたか？さて、これはほんの概要です。PCB設計におけるフィデューシャルマークについて、さらに詳しく見ていきましょう。

PCB フィデューシャルとは何か？どのように機能するのか？

PCBのフィデューシャルマーカーは、自動組立機に設置される小さな基準点です。通常、ビジョンシステムで容易に検出できる材料で作られています。例えば、主に以下のような材料が使用されています。

銅： 反射率と検出性に優れているため。

表面仕上げ： 酸化を防ぎ耐久性を向上します。

それだけでなく、ピックアンドプレース機の位置合わせ基準としても機能します。これらがあれば、設計のズレがなくなり、安心して作業できます。これらの機械の多くは、カメラを使って基準点を検出し、PCBを正しく位置合わせすることで、各部品を高精度に配置することができます。

彼らはどのように機能するのですか？

基準点とは何かがわかったところで、それがどのように機能するのか気になるかもしれません。それでは見ていきましょう。

1. カメラ検出

設計者は、ピックアンドプレース機や光学検査システムがビジョンシステム上で動作していることをご存知でしょう。フィデューシャルマークを組み込むと、機械がそれらを検出し、PCB設計の位置合わせを容易に行うことができます。簡単に言うと、これらのマーカー（通常は円形のパッド）は、カメラに明確で一貫した基準点を提供します。

2. 位置合わせと位置決め

フィデューシャルポイントが検出されると、いよいよ本番です。機械はそれに基づいてPCB設計の位置合わせを行います。他にも最新技術が利用できるのに、なぜこの位置合わせが必要なのでしょうか？それは、PCBが機械の検査システムに従って正しく配置されていることを確認するためです。

3. 変動に対する補償

位置合わせ以外にも、変化や歪みを補正するのにも役立ちます。

a. わずかな反り

b. ストレッチング

c. PCB材料の移行.

したがって、基準マークがあれば、すべてのボードが互いに完璧に配置されていることがわかります。

4. 検証と品質管理

フィデューシャルマーカーは、部品の配置を支援するだけでなく、自動光学検査（AOI）でも使用されます。部品を配置し、はんだ付けした後、AOIシステムはフィデューシャルマーカーを使用してPCBを再度スキャンし、すべての部品が正しく位置合わせされ、はんだ付けされていることを確認します。これにより、PCBが次の製造工程に進む前に品質基準を満たしていることが保証されます。

PCBフィデューシャルサイズ

PCB 設計に基づいて適切なフィデューシャル サイズを選択するためのクイック リファレンスを見てみましょう。

PCB フィデューシャル マーカーの種類

基準マーカーには 3 つの種類があります。

1. グローバルフィデューシャルマーカー

グローバルマーカーは、ご想像の通り、基板全体に作用します。つまり、PCB全体の位置合わせに使用されます。3つの異なる位置に配置することで、製造プロセスの精度を向上させることができます。

グローバルマーカーは製造工程の精度向上に使用されます。さらに、正確な三角測量に関しては、パネルマーカーよりもグローバルマーカーの方がはるかに信頼性の高い方法です。もちろん、メリットがあればデメリットも存在します。グローバルマーカーはPCB全体に作用するので、一見メリットがあるように思えますが、処理時間が大幅に長くなり、ロット数が多い場合は避けたいものです。

2. ローカル基準マーカー

グローバルとは異なり フィデューシャルローカルフィデューシャルは、ご希望の場所にローカルに配置されます。ただし、ご要望に応じて、高精度な位置合わせが必要な特定の部品やPCB領域の近くに配置することをお勧めします。例えば、

·   BGA - ボールグリッドアレイ

·   QFP - クアッドフラットパッケージ

·   QFN - クアッドフラットリードなし

ここで、 PCBa原文のまま特定のコンポーネントが他のコンポーネントよりも高い配置精度を必要とする複雑な設計では、ローカル マーカーを使用します。

3. パネル基準マーカー

パネルフィデューシャルマーカーは、製造プロセスをより高精度にスピードアップさせる上で、何よりも重要です。パネルマーカーは個々の回路基板ではなく、パネル上で機能します。そのため、中型または大型のPCB部品にはパネルマーカーの使用をお勧めします。

フィデューシャルマーカー設計の基本原則

自動組立機で最適な結果を得るには、PCB設計者はフィデューシャルマーカーが正しく設計されていることを確認する必要があります。基板にフィデューシャルマーカーを貼付する際の重要なポイントは以下のとおりです。

·   ドリル加工されていない銅層では、フィデューシャルマークは円形に保たれなければなりません。さらに、はんだマスクが存在しないことが求められます。

·   マーカーの直径を1mm〜3mmにします。

·   最高レベルの精度を得るには、少なくとも 3 つの基準マーカーを使用します。

·   スペースが限られている場合は、1 つだけにしてください。

·   ボードの端から少なくとも 8 mm 離して配置します。

PCB設計における基準マークの重要性

技術の進歩に伴い、PCB業界では新たな穴あけ加工が見られるようになっています。しかし, サイズ、形状、位置がばらつきがあるため、正確な位置合わせは困難です。しかし、フィデューシャルポイントは製造工程を簡素化する上で重要な要素であると確信しています。

特に、部品が互いに非常に近接して配置される高密度設計においては、フィデューシャルマークの重要性がより顕著になります。フィデューシャルマークは、各部品が正しい向きと位置にあることを保証する一貫した枠組みを提供し、高い組立歩留まりを達成し、コストのかかる手直し作業を削減するために不可欠です。

PCBアセンブリにおけるフィデューシャルマークの使用の利点

現代の製造技術が進歩した現在でも、PCBアセンブリにおいてフィデューシャルマークは不可欠な存在であり続けています。フィデューシャルポイントがなぜ不可欠なのか、その理由をご紹介します。

1. 精度

フィデューシャル基準点を使用することで、自動機は部品がPCB上の正しい位置に正確に配置されることを保証できます。これは、小さな部品や表面積の小さいPCBを扱う際に特に重要です。

2. 精密検査

これらにより、PCB設計者ははんだ付けと部品の配置が適切であることを検証できます。また、フィデューシャルマークにより、組み立て後のPCBの目視検査が可能になります。これは、軍事用電子機器や航空宇宙といった重要な用途において、画期的な技術となる可能性があります。

3. 経費節約

参照マークを使用すると、エラーや欠陥の可能性が減り、結果として経費を削減できるため、コスト削減につながります。そうでない場合、エラーによって廃棄が必要になる可能性があります。 全体 PCB。

結論

フィデューシャルマーカーは、プリント基板の設計と製造において、非常に小さいながらも非常に重要な部品です。組み立て工程では、自動機械の基準点として機能し、部品の正確な位置合わせと配置を確保するのに役立ちます。技術の進歩にもかかわらず、フィデューシャルマーカーは依然としてPCB設計者にとって最も重要な部品です。

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