Punkty znakowania, zwane również punktami optycznymi lub punktami odniesienia, są krytyczne dla montażu komponentów na płytkach PCB, szczególnie w kontekście PCBA (Zespół płytki drukowanej) dla automatycznych maszyn do układania. Wybór i rozmieszczenie punktów Mark ma bezpośredni wpływ na wydajność automatycznej maszyny pick-and-place, dlatego ważne jest, aby starannie zaprojektować te punkty i ich pozycje na planszy.
Projekt punktu Mark
Punkty znakowania PCB jednostronne
Kiedy projektowanie PCB, punkty Mark powinny zostać dodane po stronie, która będzie wypełniona komponentami. W przypadku montażu dwustronnego punkty Mark powinny zostać dodane po obu stronach. Zazwyczaj punkty Mark są umieszczane w czterech rogach PCB, zapewniając asymetrię pozycji, aby zapobiec nieprawidłowemu użyciu. Jeśli przestrzeń jest ograniczona, należy dodać co najmniej trzy punkty Mark, a jeśli projekt jest bardzo ciasny, co najmniej dwa punkty Mark powinny zostać umieszczone po przekątnej od siebie.
Zagnieżdżanie punktów znacznikowych
Punkty znakowania są wymagane do panelizacji PCB. Jeśli w panelu znajdują się krawędzie procesowe, punkty znakowania należy umieścić w czterech rogach krawędzi procesowej, zapewniając asymetrię i przesunięcie pozycji, aby zapobiec nieprawidłowemu użyciu. Jeśli w panelu nie ma krawędzi procesowej, punkty znakowania należy dodać w obrębie PCB. Jeśli pojedynczy projekt PCB nie obejmuje punktów znakowania, należy dodać co najmniej trzy punkty znakowania do pustego obszaru panelu.
Punkty znakowania specyficzne dla komponentu
Aby zwiększyć dokładność rozmieszczenia niektórych komponentów, takich jak układy QFP, BGA i inne złożone obudowy, należy umieścić dodatkowe punkty Mark w rogach przekątnej podstawy komponentu.
Specyfikacje projektowe dla punktów znakowania
Kształt i rozmiar
Punkty Mark mają zazwyczaj kształt okrągły lub kwadratowy, a ich średnica wynosi zazwyczaj 1.0 mm. Otwór maski lutowniczej dla punktów Mark powinien wynosić 2.0 mm. Ponieważ tusz maski lutowniczej może odbijać światło i zakłócać rozpoznawanie punktów Mark, otwór maski lutowniczej powinien być co najmniej o 0.5 mm większy niż pad. Jeśli miejsca jest mało, można użyć otworu maski lutowniczej o średnicy 1.5 mm, ale rozmiar padu musi wynosić co najmniej 1.0 mm.
Odległość od krawędzi
Minimalna bezpieczna odległość od punktu Mark do krawędzi płyty wynosi zazwyczaj 3.5 mm. Zapewnia to, że szyny maszyny pick-and-place nie będą blokować punktu Mark podczas procesu. Jeśli punkt Mark znajduje się w pobliżu krawędzi procesu, może być lekko przesunięty do wewnątrz. Jednak odległość od punktu Mark do krawędzi płyty powinna generalnie przekraczać 3.5 mm.
Wyczyść obszar wokół punktów Mark
Punkty Mark powinny być idealnie umieszczone w obszarach wolnych od śladów lub komponentów, ponieważ pobliskie ślady lub pady mogą zakłócać proces rozpoznawania punktu Mark. Obszar wokół punktu Mark powinien być czysty, a minimalny odstęp 3 mm powinien być zachowany od otaczających padów lub obszarów frezowania.
Zastosowanie punktów znakowania w SMT
Zasada użycia punktu Mark
Podczas procesu rozmieszczania komponentów może wystąpić rozbieżność. Punkty znaczników służą do rozwiązania tego problemu poprzez zapewnienie odniesienia do dokładnego lokalizowania komponentów. Maszyny typu pick-and-place z funkcją rozpoznawania punktów znaczników mogą lepiej określić pozycje rozmieszczenia komponentów, zwiększając w ten sposób dokładność rozmieszczania i zapewniając prawidłowe rozmieszczenie komponentów na płytce drukowanej.
Umieszczenie bez punktów Mark
W przypadku braku punktów Mark, jedynym rozwiązaniem jest wybranie konkretnej podkładki do umieszczania, która będzie służyć jako punkt Mark. Wiąże się to z użyciem taśmy klejącej do przymocowania szablonu i ręcznego oznaczenia punktu. W przypadkach, gdy nie jest to wykonalne, można użyć przyrządu, a punkt Mark jest dodawany do przyrządu. Chociaż możliwe jest umieszczenie komponentu bez punktów Mark, dokładność umieszczania jest często niska.
Studium przypadku: Brak punktów znakowania w produkcji
Opis problemu
Brak punktów znakowania doprowadził do nieprawidłowej identyfikacji punktów znakowania w trakcie produkcji, co skutkowało niewłaściwym rozmieszczeniem komponentów.
Wpływ problemu
Nieprawidłowe rozmieszczenie komponentów spowodowało utratę wielu części, co opóźniło proces rozwoju produktu. Ponadto marnowano zarówno koszty badań i rozwoju, jak i koszty produkcji związane z montażem.
Rozszerzenie problemu
Bez punktów Mark nieprawidłowe rozmieszczenie komponentów może spowodować nieprawidłowe przymocowanie komponentów do PCB. Może to skutkować niefunkcjonalnym produktem, który wymaga ponownej produkcji płytki, zakupu i ponownego montażu nowych komponentów, co może znacznie opóźnić i zwiększyć koszty projektu.
