PCB板上的蓝宝石---关于光学定位点的DFM

来源:一博自媒体 时间:2018-9-10 类别:微信自媒体

作者:王辉东    一博科技高速先生团队队员

 “这个PCB光学定位点的设计就像秋高,把我给气爽了”

正在伤春悲秋感叹中的赵理工,耳畔突然传来了大师兄这不和谐的声音,不禁扭头关切的问道:“什么事呀大师兄,整得你秋高气爽的。”

“哎,理工如烟还有其它的同事,你们一起过来,我们今天就来讲讲这个光学定位点的DFM案例。”大师兄对大家发出了邀请。

瞬间大家围在了大师兄的旁边,听大师兄娓娓道来。

什么是PCB的光学定位点?

学名:PCB光学定位点

别名:基准点,光标点,mark点等(外号比较多)

英文名:fiducial mark

作用:
它是设计在PCB上,在PCB裸板制造时用于精准对位和测量,在PCBA时应用于自动贴片机上的位置识别点点,给表面贴装工艺中的所有步骤提供共同的可测量点,保证了SMT设备能精确的定位PCB板元件。

点评:不要小看这个小小的光学定位点,在PCB上作用巨大。它甘做绿叶映衬红花,躲在角落默默无闻奉献芳华,激光照射,惊艳刹那,素用PCB上的蓝宝石之称。

 

Mark点的分类

根据Mark点在PCB上的作用,可分为拼板Mark点、单板Mark点、局部Mark点(也称器件级Mark点)




放置的要求:

拼板的工艺边上和不需拼板的pcb单板上应至少有三个Mark点,呈L 形分布,且对角Mark点关于中心不对称。

如果双面都有贴装元器件,则每一面都应该有Mark点。不要只加一面,否则贴片时无法精确对位。

需要拼板的单板上尽量有Mark点,如果没有放置光学定位点的位置,在单板上可不放置光学定位点,但是可以把它加在工艺边上,切记。
 
引线中心距≤0.65 mm的QFP以及中心距≤0.8 mm的BGA等器件,应在该元件中心点对角线附近的对角设置局部Mark点,以便对其精确定位。
 
如果几个相同的IC器件比较靠近(≤100mm)形成阵列,可以把它们看作一个整体,在其对角位置设计两个局部Mark点。下面的情况是不是有点太奢侈了……
 

光学定位的点形象特征

Mark点的形状是直径为1mm的实心圆,材料为铜。为了增加Mark点和基板之间的对比度,可以在Mark点下面敷设铜箔。同一板上的Mark点其内层背景要相同,即Mark点下有无铜箔应一致。

表面处理要求:Mark点标记可以是裸铜、透明的防氧化涂层保护的裸铜、镀镍或镀锡或焊锡涂层。如果使用阻焊,不应该覆盖Mark点或其空旷区域。

需注意它的平整度,边缘光滑、齐整,颜色与周围的背景色有明显区别;阻焊开窗与Mark点同心,对于拼板和单板的阻焊开窗直径可以为3mm,对于局部的Mark点阻焊开窗直径为2mm.光点周围的禁布区域要大于开窗的尺寸……
光点放置区域及要求

单板上的Mark点,中心距板边不小于5mm;工艺边上的Mark点,中心距板边不小于3.5mm。如果光点到板边的中心距离小于3.5mm,贴片时被轨道挡住,导致机器无法正常判断坐标,无法进行正常的贴件。
 

拼板时5mm宽的工艺边,光点加在中心位置,真的是除了对称好看,别无他用。实际贴件时光点被轨道挡住,不能被机器识别,无法精确定位。
 

下图为我司的光点添加的标准,注意光点加4个,必须有一个防呆,否则PCB板旋转180度后,光点还能对得上,那么贴片时会有要幺蛾子出现…..
 

对于单板和拼板的Mark点应当作元件来设计,对于局部的Mark点应作为元件封装的一部分设计,便于赋予准确的坐标值进行定位。
 

关于光点的DFM案例

1. 板内有SMD器件的PCB,全板不加光学定位点,导致贴装时需要取板内小焊盘或者孔来定位,会出现贴片偏移的不良和生产效率低下的情况。
 
2. 因PCB单板尺寸太小,无法在板内放置全局光点,为了后面SMD时贴装对位,在工艺边上添加光点,结果加在了V切中心线上。那么在成型时,只听“咔嚓”一声,两个光点应声而断,瞬间灰飞烟灭……这个就是气得大师兄大喊秋高气爽的案例……
  
为了保证印刷和贴片的识别效果,Mark点范围内应无焊盘、过孔、测试点、走线及丝印标识等,不能被V-CUT槽所切造成机器无法辨识。一定要保证光点禁布区域内的洁净度,否则如果设备识别灵敏度不高,会出现贴装时频繁停机的情况。
 

3.器件到板边距离小于5mm,要加工艺边及光点,否则开治具,说好的costdown呢,钱呀……
  

林如烟听大师兄讲起光点的洁净度,突然心中莫名敏感起来了,她突然想起一个问题,她想要回自己电脑旁看看去,她怕有问题,因为有一个BGA加了局部光点,为了布线空间,她删除光点的禁布区,走线的空间是有了,万一禁布区有了东西,洁净度就不能保证。她悄悄的回到座位,点开了屏幕,哎呀喂,还真是怕什么来什么呀,真的光点净空区里有了走线……

“幸亏我自己看到了,别人没看到,改…..”林如烟一边自言自语,一边认真改动光点的禁布及走线。
 
“谁说别人没看到,我看到了.呵呵…….”一个声音不合时宜的在如烟耳畔响起。

林如烟抬起头看到了赵理工那张幸灾乐祸的笑脸。

“你看到了什么,赵理工,是不是又想戴手表了”林如烟瞪着美目,咬着银牙恨恨说道。

“我看到了一个美女不行呀”

“讨厌“林如烟望着噗嗤一声笑了出来。

“时间不早了,大家还要做设计,案例到此为止,光点案例下次继续……”大师兄说道。



阅读另一篇“光学定位点”的文章:关于光学定位点的两三个案例

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