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印刷電路板設(shè)計(jì):為什么反光點(diǎn)很重要?

發(fā)布時(shí)間 :2018-03-31 17:25 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
如果你在銀行業(yè)和金融業(yè)上班,想必聽過信托責(zé)任(fiduciary responsibility)。但是從金融業(yè)改行做電子工程的人并不多,因此在PCBA技術(shù)制造這塊領(lǐng)域中,這個(gè)詞可能不是每個(gè)人都聽過。然而,只要把信托的字尾「ry」換成「l」,就成了電子工程師不可不知的fiducial!
 
反光點(diǎn)的功用
若電路板是以能自動(dòng)將元件安裝在電路板上的置件機(jī)(pick and place machinery)組裝,反光點(diǎn)(fiducial marks)就派上用場了。置件機(jī)的準(zhǔn)確度必須很高,才能準(zhǔn)確放置0201電阻或2mm x 2mm晶片尺寸的微型BGA。此外,機(jī)器也需要確切知道電路板的位置。
 
反光點(diǎn)專為表面貼焊機(jī)設(shè)計(jì),這些記號(hào)可確保電路板方向正確,并盡可能地放在準(zhǔn)確的位置上。置件機(jī)利用攝影機(jī)來定位反光點(diǎn),接著基于電路板的確切位置,來調(diào)整內(nèi)部元件的位置,整套流程通常需要1個(gè)以上不可逆的反光點(diǎn)。
 
看看下面的兩張圖,其中一張有3個(gè)反光點(diǎn),另一張有2個(gè)反光點(diǎn),無論何者皆有助于機(jī)器判斷電路板是否顛倒或偏移。有3個(gè)反光點(diǎn)的是由國際印刷電路板協(xié)會(huì)(IPC)推薦使用。有2個(gè)反光點(diǎn)的,由于反光點(diǎn)是不可逆的,所以也可以使用。
 印刷電路板設(shè)計(jì):為什么反光點(diǎn)很重要?
圖片來源:Screaming Circuits
 印刷電路板設(shè)計(jì):為什么反光點(diǎn)很重要?
圖片來源:Screaming Circuits
 
何時(shí)要使用反光點(diǎn)?
PCBA量產(chǎn)組裝的工作必須要有反光點(diǎn)輔助,以確保精確配準(zhǔn)和元件置放。PCBA少量組裝如少量生產(chǎn)或原型制作就非必要,但還是有一些例外,所以你最好事先確認(rèn)。即使你組裝特定產(chǎn)品不需要反光點(diǎn),反光點(diǎn)仍有用途,因此總是好事,除非你確定要完全仰賴人工置放元件。
 
下圖有三個(gè)小金屬點(diǎn)(左上、右上、右下),這些都是反光點(diǎn)。如果內(nèi)部元件完全仰賴人工放置,你就不需要使用反光點(diǎn)。但由于生產(chǎn)線有無數(shù)電路板等著組裝,因此機(jī)器必須要先能辨識(shí)電路板的上下左右。你絕對(duì)不會(huì)希望元件被放置在錯(cuò)誤的地方。
 印刷電路板設(shè)計(jì):為什么反光點(diǎn)很重要?
圖片來源:Screaming Circuits
 
設(shè)計(jì)反光點(diǎn)
說到反光點(diǎn)的特殊構(gòu)造,有兩件事特別重要:位置準(zhǔn)確性和對(duì)比性。
 
位置準(zhǔn)確性
反光點(diǎn)必須位于頂部銅層。為什么一定要銅層,而不是用網(wǎng)印或鉆孔呢?答案就出在配準(zhǔn)!頂部銅層是一次置入完成的,所以表面貼焊墊相對(duì)于銅箔反光點(diǎn)的位置永遠(yuǎn)不會(huì)變,反觀網(wǎng)印或鉆孔都還要另外多一道手續(xù),以致每塊電路板的配準(zhǔn)可能會(huì)不同。
 
一般0.4mm間距 BGA的焊墊尺寸為0.254mm(.01”),焊墊之間的間距為0.15mm(.0059”)。網(wǎng)印和鉆孔無法達(dá)到配準(zhǔn)所需的精準(zhǔn)度。
 
對(duì)比性
置件機(jī)的攝影機(jī)需要接收強(qiáng)烈的對(duì)比,因此銅層非裸銅不可。銅墊上的防焊油墨可能會(huì)降低對(duì)比度,讓攝影機(jī)難以辨識(shí)。防焊油墨和網(wǎng)印一樣有配準(zhǔn)的問題,因此你必須確保銅墊清晰可見。
銅墊直徑大約需1~2mm,因此防焊油墨的開口要比銅箔大2~5mm。有些CAD軟件套件的元件庫中就有反光點(diǎn),那是最簡便的方式。
 
反光點(diǎn)的形狀
下圖是電路板反光點(diǎn)的特寫,這個(gè)反光點(diǎn)的防焊油墨開口是方型的,一般來說會(huì)是圓形的,不過開口的形狀不是那么重要。但是反光點(diǎn)銅墊必須要是圓形的!
 
 印刷電路板設(shè)計(jì):為什么反光點(diǎn)很重要?
圖片來源:Screaming Circuits
 
如果你的電路板來自連板,你可以將反光點(diǎn)置于連板的導(dǎo)軌上,如果你是組裝個(gè)別的電路板,可以將反光點(diǎn)直接做在板子上。如果你不確定,也可以兩個(gè)都做,這樣無論是要在連板上組裝或分板組裝,你都不用擔(dān)心。
 
別忘了,少量制造不一定需要反光點(diǎn),然而即使派不上用場也仍值得做。電子產(chǎn)品的品質(zhì)大多跟風(fēng)險(xiǎn)管理有關(guān),所以將電路板設(shè)計(jì)好是很重要的事情!


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