Influence sur la qualité d'impression des PCB basée sur une mauvaise conception des repères

En tant que support important de toutes sortes de composants électroniques, les cartes de circuits imprimés fournissent un excellent support mécanique pour les composants et connectent ces composants via des lignes de feuille de cuivre de différentes épaisseurs et des pastilles de soudure de différentes tailles selon les circuits logiques pour mettre en œuvre les performances électriques des produits. Étant donné que la plupart des produits électroniques sont fabriqués par SMT, la qualité de la conception des circuits imprimés est à la fois directement liée au fonctionnement normal des performances électriques et au fonctionnement efficace de la fabrication des assemblages de circuits imprimés. Avec l'influence de Fiducial Mark sur la qualité d'impression, cet article traite de l'influence importante de la fabricabilité des PCB dans le domaine de la fabrication de produits électroniques dans la méthode point à zone.

Fonctions des marques de repère

Dans le processus de production en volume de produits électroniques avec la méthode des dispositifs SMT, chaque lot de PCB pour l'assemblage doit être conforme aux exigences d'une carte correcte et d'une position précise. Un fonctionnement manuel sans conception spéciale peut entraîner une faible efficacité et précision, ce qui peut entraîner des défauts des produits.

Les positions précises du panneau peuvent généralement être assurées par des trous de positionnement ou des repères. Étant donné que la conception des trous de positionnement repose sur la marque et le numéro de modèle de l'équipement d'assemblage de PCB, les trous de positionnement ne sont pas placés sur chaque PCB tandis que la marque de repère est la nécessité de chaque PCB.

Fiducial Mark est un symbole de positionnement optique spécial. Pendant la fabrication, les dispositifs d'assemblage irradient sur la marque de repère avec les coordonnées d'image générées qui sont ensuite comparées aux données standard prédéfinies dans le système. Si les coordonnées sont compatibles avec les données standard ou si les différences sont dans la catégorie autorisée, la machine jugera de l'exactitude des PCB qui seront envoyés à l'intérieur des machines pour des procédures comprenant l'impression, le montage et le soudage. Sinon, les PCB seront jugés incorrects et l'envoi de la carte sera interrompu avec l'alarme transmise.

Par conséquent, Fiducial Mark joue un rôle important dans l'exactitude de la garantie des produits électroniques. Néanmoins, de nombreux concepteurs de PCB échouent parfois à rendre leurs PCB conçus non reconnus par les dispositifs d'assemblage, de sorte que la production normale ultérieure ne peut pas être mise en œuvre. Il est extrêmement nécessaire d'être conscient des exigences et des réglementations de Fiducial Mark dans le processus de conception de PCB.

Exigences de conception de marque fiduciaire

• Composition de la marque fiduciaire et des paramètres de conception

Une marque de repère intégrée contient une marque et un dégagement, qui sont affichés à la figure 1. Les modèles généraux de marque de repère sont illustrés à la figure 2.

D'une manière générale, le cercle plein d'un diamètre de 1 mm (± 0,2 mm) est le choix optimal pour la marque fiduciaire qui est faite de cuivre nu, d'étamage ou de nickelage protégé par un revêtement inoxydable transparent. Afin de rendre les repères facilement reconnaissables par les dispositifs d'assemblage, la couleur des repères doit être évidemment différente de celle de la zone environnante. En outre, un dégagement avec une taille supérieure de 1 mm doit être mis de côté. Généralement, le rayon de dégagement n'est pas inférieur à 2R (R fait référence au rayon de la marque de repère) et lorsque le rayon de dégagement est égal à 3R, l'effet de reconnaissance des appareils est le meilleur.

• Exigences d'acheminement des marques fiduciaires

Sur la base de la théorie selon laquelle 3 points non linéaires déterminent un plan, 3 marques de repère doivent être placées avec un motif de "L" sur le PCB, comme illustré à la figure 3. Si l'espace de la carte est limité de sorte que 3 marques de repère peuvent ne doit pas être placé dessus, au moins une paire de marques de repère doit être placée sur le tableau le long d'une ligne diagonale, tout comme la figure 4.

Les marques de repère le long de la ligne diagonale ne doivent pas être placées complètement symétriquement. Sinon, l'erreur ne peut pas être détectée par les appareils lorsque les cartes ne sont pas correctes, de sorte que des défauts apparaîtront avec une carte inexacte ou un montage incorrect. Pour les composants avec des exigences particulières et un positionnement précis, des marques de repère locales peuvent être conçues pour augmenter la précision du montage.

De plus, la distance entre les repères et le bord du circuit imprimé doit être supérieure à l'exigence de distance minimale fixée par les dispositifs SMT, pour être dans le circuit imprimé plutôt qu'au bord de la carte et pour répondre à l'exigence de dégagement du repère minimum. En outre, afin d'augmenter l'effet de reconnaissance du dispositif d'impression et du dispositif de montage, d'autres routages, sérigraphies, tampons à souder ou V-Cut ne doivent pas être définis dans le dégagement de la marque de repère et la distance entre le dégagement et d'autres points métalliques (point de test par exemple ) avec des types similaires doit être d'au moins 5,0 mm.

• Exigences de fabrication des marques fiduciaires

Dans le processus de fabrication de PCB à carte nue, le changement de taille par rapport aux repères fiduciaires ne doit pas dépasser 25 μm. Si le changement de taille est trop important, l'écart de données acquis par l'image informatique dépassera la catégorie de changement des valeurs standard, de sorte que le chargeur de carte et l'alarme seront influencés et que l'efficacité de fabrication sera réduite.

La planéité de la surface des marques de repère doit être contrôlée à moins de 15 μm et elles doivent partager le même arrière-plan intérieur. Sinon, le faible degré de planéité influencera peut-être l'effet de reconnaissance des appareils ou les appareils ne fonctionneront même pas.

Toutes les marques fiduciaires sur les PCB avec le même numéro de carte doivent être identiques en termes de taille et de forme. Il est suggéré que toutes les marques de repère soient marquées sous forme de cercles pleins d'un diamètre de 1 mm. Les meilleures performances peuvent être obtenues lorsqu'un contraste élevé apparaît entre les marques de repère et le matériau de substrat des PCB. De plus, les marques fiduciaires doivent être isolées avec une feuille de cuivre sur des panneaux de feuille de cuivre.

Analyse de cas

Afin de fournir une explication facile à comprendre, un prototype de circuit imprimé de la taille 50 mm x 30 mm est dessiné par le logiciel Protel avec ses repères placés le long d'une ligne diagonale, comme illustré à la figure 5.

Pour la conception des marques de repère de la figure 5, l'appareil est capable de reconnaître et de comparer les paramètres par caméra avec le bon sens de chargement de la carte pour garantir le bon travail d'impression effectué par l'imprimante.

Cependant, une fois que la direction de chargement de la carte est incorrecte, comme dans la situation illustrée à la figure 6 dans laquelle le prototype est renversé à 180°, le dispositif s'en tiendra toujours à l'exactitude de la direction de chargement de la carte et des positions du PCB actuel. Sous cette condition, les travaux d'impression normaux seront mis en œuvre selon la procédure établie.

Cela réduira considérablement l'efficacité de la fabrication. Pire encore, étant donné que l'efficacité du PCBA est assez élevée, de nombreux PCB problématiques seront générés avant la pause de fabrication après l'apparition de PCB défectueux. Dans ce cas, le temps et l'efficacité de fabrication seront réduits et la qualité du produit sera même influencée.

Outre le placement des marques de repère qui doivent éviter une symétrie complète, la distance entre le bord de la marque de repère et le bord de la carte doit également être notée. La distance doit être réglée dans la plage de 3,5 mm à 5 mm. De plus, la marque de Fiducial Marks doit être moyenne, ni trop grande ni trop petite. Pour le motif circulaire, le diamètre doit être contrôlé dans la plage de 1,0 à 3,0 mm. Si le diamètre est trop grand, le dispositif effectuera un ajustement de place relativement important de sorte qu'un écart relativement important se produira avec des défauts d'impression. Si le diamètre est trop petit, l'appareil ne les reconnaîtra peut-être pas et refusera de charger des planches ou de déclencher une alarme.

En conclusion, bien qu'il soit relativement simple de concevoir des marques de repère, certains détails ont tendance à être négligés. S'ils ne sont pas conçus correctement, les fonctions correspondantes que les repères fiduciaires devraient avoir ne peuvent pas être implémentées et même certains problèmes peuvent survenir, entraînant des erreurs d'impression et un retard de fabrication. Par conséquent, les concepteurs de circuits doivent maîtriser les connaissances théoriques sur la conception de circuits et l'exigence d'un dispositif d'assemblage sur la fabrication de PCB et ils doivent tenir compte de toutes les exigences énumérées de tous les aspects de la chaîne de production pour augmenter la fabricabilité, l'efficacité de fabrication et l'économie des produits. /P>

Ressources utiles
• Exigence de conception des circuits imprimés SMT, partie 4 : Marquer
• Service de fabrication de circuits imprimés complet de PCBCart – Plusieurs options à valeur ajoutée
• Service d'assemblage de circuits imprimés avancé de PCBCart – Commencer à partir de 1 pièce