Compreendendo os marcadores fiduciais de PCB | Os marcadores fiduciais são necessários com a tecnologia moderna?

Se você atua na indústria de PCBs há muito tempo, sabe a importância dos marcadores fiduciais. Se não está familiarizado com eles, deixe-nos apresentá-los! Os marcadores fiduciais são pequenos, porém vitais, marcadores na PCB, servindo como pontos de referência para suas máquinas automatizadas. No entanto, com o avanço da tecnologia, alguns podem se perguntar se os marcadores fiduciais ainda são necessários. Essas métricas podem parecer pequenas, mas são essenciais para uma produção de alta qualidade. Além disso, você também obterá um processo de produção mais rápido e eficiente com eles. Impressionado com a importância deles? Bem, isso é apenas uma visão geral. Vamos nos aprofundar para descobrir mais sobre marcas fiduciais no projeto de PCBs.

O que são fiduciais de PCB e como eles funcionam?

Marcadores fiduciais em PCB são pequenos pontos de referência colocados em máquinas de montagem automatizadas. Geralmente, são feitos de materiais facilmente detectáveis ​​pelos sistemas de visão. Por exemplo, eles utilizam principalmente:

Cobre: Por sua qualidade altamente refletiva e detectável.

Acabamento de superfície: Para evitar a oxidação e melhorar a durabilidade.

Além disso, elas também servem como referências de alinhamento para máquinas de pegar e colocar. Com elas, você ficará tranquilo, pois seus projetos não ficarão mais desalinhados. Geralmente, essas máquinas usam câmeras para detectar os pontos de referência e alinhar a placa de circuito impresso corretamente, garantindo que cada componente seja posicionado com alta precisão.

Como eles funcionam?

Agora que sabemos o que é ponto fiducial, você deve estar se perguntando como ele funciona. Então, vamos ver.

1. Detecção de câmera

Os projetistas sabem que máquinas de pegar e colocar e sistemas de inspeção óptica funcionam com sistemas de visão. Ao incorporar marcas de referência, a máquina as detecta e, aparentemente, alinha o design da sua placa de circuito impresso. Em resumo, esses marcadores, que geralmente são almofadas circulares, fornecem às câmeras um ponto de referência claro e consistente.

2. Alinhamento e Posicionamento

Assim que seus pontos de referência são detectados, o jogo começa de verdade. A máquina os utiliza para alinhar o design do seu PCB. Por que esse alinhamento é necessário quando existem outras tecnologias modernas disponíveis? Porque ele garante que o PCB esteja posicionado corretamente, de acordo com o sistema de inspeção da máquina.

3. Compensação por Variações

Além do alinhamento, eles também ajudam a compensar quaisquer variações ou distorções. Pode ajudar você a realocar seu

a. Leve deformação

b. Alongamento

c. Deslocamento dos materiais do PCB.

Assim, com marcas de referência, você sabe que todas as suas placas estão perfeitamente colocadas umas sobre as outras.

4. Verificação e Controle de Qualidade

Além de auxiliar no posicionamento dos componentes, os marcadores fiduciais também são utilizados durante a inspeção óptica automatizada (AOI). Após a colocação e soldagem dos componentes, o sistema AOI escaneia a placa de circuito impresso (PCB) novamente, utilizando os marcadores fiduciais para verificar se todos os componentes estão corretamente alinhados e soldados. Isso garante que a placa de circuito impresso atenda aos padrões de qualidade antes de passar para a próxima etapa de produção.

Tamanho Fiducial do PCB

Vamos dar uma olhada em uma referência rápida para selecionar o tamanho de referência apropriado com base no design do seu PCB.

Tipos de marcadores fiduciais de PCB

Existem três tipos de marcadores fiduciais.

1. Marcador Fiducial Global

Marcadores globais, como você pode imaginar, funcionam globalmente. Isso significa que eles são usados ​​para alinhar toda a placa de circuito impresso (PCB). Com eles posicionados em três pontos diferentes, você pode aumentar a precisão do processo de fabricação.

Eles são usados ​​para aumentar a precisão do processo de fabricação. Além disso, quando se trata de triangulação precisa, os marcadores globais oferecem um método muito mais confiável do que os marcadores de painel. Bem, para cada pró, há sempre um contra. Pode parecer ótimo incorporar marcadores globais, já que funcionam em toda a placa de circuito impresso (PCB), mas com eles, o tempo de processamento é muito maior, o que geralmente não queremos em lotes mais longos.

2. Marcador Fiducial Local

Ao contrário do global fiduciaisOs fiduciais locais são colocados localmente onde você quiser. No entanto, se você nos perguntar, recomendamos que você os coloque perto de componentes ou áreas específicas da placa de circuito impresso que exigem alinhamento de alta precisão. Por exemplo:

·   BGAs - Matrizes de grade de esferas

·   QFPs - Pacotes Quad Flat

·   QFNs - Quad Flat sem chumbo

Aqui na PCBasic, usamos marcadores locais em projetos complexos onde certos componentes exigem maior precisão de posicionamento do que outros.

3. Marcador Fiducial do Painel

Os marcadores de painel são excelentes quando se trata de acelerar o processo de fabricação com maior precisão. Eles funcionam em painéis e não em placas de circuito individuais. Portanto, recomendamos o uso de marcadores de painel para componentes de PCB de médio ou grande porte.

Princípios básicos do projeto de marcadores fiduciais

Para que a montagem automatizada de máquinas produza resultados ideais, os projetistas de PCBs devem garantir que os marcadores fiduciais sejam projetados corretamente. Os seguintes pontos são cruciais para a aplicação de marcadores fiduciais na placa:

·   Em uma camada de cobre não perfurada, as marcas de referência devem permanecer em um círculo. Além disso, elas devem estar livres de qualquer máscara de solda.

·   Coloque o diâmetro do marcador entre 1 mm e 3 mm.

·   Use pelo menos três marcadores fiduciais para obter o mais alto nível de precisão.

·   Se o espaço for limitado, use apenas 1.

·   Coloque-os a pelo menos 8 mm de distância da borda da placa.

Importância das Marcas Fiduciais no Projeto de PCB

À medida que a tecnologia avança, vemos novas oportunidades na indústria de PCB. Mas, Eles não são precisos para o alinhamento adequado devido à sua variação de tamanho, formato ou localização. Ainda acreditamos que pontos de referência tornam o processo de fabricação simples.

Especialmente em projetos de alta densidade, onde os componentes são posicionados muito próximos uns dos outros, a importância das marcas de referência torna-se ainda mais evidente. Elas fornecem uma estrutura consistente, garantindo que cada componente esteja corretamente orientado e posicionado, o que é essencial para alcançar altos rendimentos de montagem e reduzir o retrabalho dispendioso.

Vantagens de usar marcas fiduciais para montagem de PCB

As marcas de referência continuam sendo indispensáveis ​​na montagem de PCBs, mesmo com os avanços na tecnologia de fabricação moderna. Veja por que os pontos de referência continuam sendo essenciais.

1. Precisão

Com pontos de referência fiduciais, a máquina automatizada pode garantir que os componentes sejam posicionados precisamente onde devem estar na placa de circuito impresso. Isso é especialmente importante ao trabalhar com placas de circuito impresso com componentes pequenos ou pequena área de superfície.

2. Inspeção precisa

Com elas, os projetistas de PCBs podem verificar a soldagem correta e o alinhamento dos componentes. As marcas de referência permitem uma inspeção visual da PCB após a montagem. Isso pode ser um divisor de águas para aplicações críticas, como eletrônica militar e aeroespacial.

3. Economia de custo

Usar marcas de referência pode ajudar você a economizar dinheiro, reduzindo a probabilidade de erros e defeitos, o que, por sua vez, diminui suas despesas. Caso contrário, os erros podem exigir o descarte do inteiro PCBs.

Conclusão

Marcadores fiduciais são peças pequenas, mas cruciais, no projeto e na fabricação de placas de circuito impresso. Durante a montagem, as marcações ajudam a garantir o alinhamento e o posicionamento precisos dos componentes, servindo como pontos de referência para máquinas automatizadas. Apesar do avanço tecnológico, eles ainda são a principal opção para projetistas de PCBs.

Sobre PCBasic

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