PCB拼板上的那顆美人痣

作者 | 王輝東 (一博科技高速先生團隊隊員)


九月淺秋,時光闌珊而過,匆匆流逝,如夢似幻,如煙飄散。窗外忽然有一片落葉隨風落下。

趙理工忙裡偷閒,托腮望著那片落葉,心中感嘆道:“葉的飛去不是因為風的追求,而是樹的不挽留!一葉知秋,一葉知秋……”

PCB拼板上的那顆美人痣

“這個PCB光學定位點的設計就像秋高,把我給氣爽了”

正在傷春悲秋感嘆中的趙理工,耳畔突然傳來了大師兄這不和諧的聲音,不禁扭頭關切的問道:“什麼事呀大師兄,整得你秋高氣爽的。”

“哎,理工如煙還有其它的同事,你們一起過來,我們今天就來講講這個光學定位點的DFM案例。”大師兄對大家發出了邀請。

瞬間大家圍在了大師兄的旁邊,聽大師兄娓娓道來。

什麼是PCB的光學定位點?

學名:PCB光學定位點

別名:基準點,光標點,mark點等(外號比較多)

英文名:fiducial mark

作用:

它是設計在PCB上,在PCB裸板製造時用於精準對位和測量,在PCBA應用於自動貼片機上的位置識別,給表面貼裝工藝的所有步驟提供共同的可測量點,保證了SMT設備能精確的定位PCB板元件。

點評:
不要小看這個小小的光學定位點,在PCB上作用巨大。它甘做綠葉映襯紅花,躲在角落默默無聞奉獻芳華,激光照射,驚豔剎那,素有PCB上的藍寶石之稱。

PCB拼板上的那顆美人痣

Mark點的分類

根據Mark點在PCB上的作用,可分為拼板Mark點、單板Mark點、局部Mark點(也稱器件級Mark點)

PCB拼板上的那顆美人痣

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放置的要求:

拼板的工藝邊上和不需拼板的pcb單板上應至少有三個Mark點,呈L 形分佈,且對角Mark點中心不對稱。

如果雙面都有貼裝元器件,則每一面都應該有Mark點。不要只加一面,否則貼片時無法精確對位。

需要拼板的單板上儘量有Mark點,如果沒有放置光學定位點的位置,在單板上可以不放置光學定位點,但是可以把它加在工藝邊上。

PCB拼板上的那顆美人痣

引線中心距≤0.65 mm的QFP以及中心距≤0.8 mm的BGA等器件,應在該元件中心點對角線附近的對角設置局部Mark點,以便對其精確定位。

PCB拼板上的那顆美人痣

如果幾個相同的IC器件比較靠近(≤100mm)形成陣列,可以把它們看作一個整體,在其對角位置設計兩個局部Mark點。下面的情況是不是有點太奢侈了……

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光學定位點的形象特徵

Mark點的形狀是直徑為1mm的實心圓,材料為銅。為了增加Mark點和基板之間的對比度,可以在Mark點下面敷設銅箔。同一板上的Mark點其內層背景要相同,即Mark點下有無銅箔應一致。

表面處理要求:Mark點標記可以是裸銅、透明的防氧化塗層保護的裸銅、鍍鎳或鍍錫或焊錫塗層。如果使用阻焊,不應該覆蓋Mark點或其空曠區域。

需注意它的平整度,邊緣光滑、齊整,顏色與周圍的背景色有明顯區別;阻焊開窗與Mark點同心,對於拼板和單板的阻焊開窗直徑可以為3mm,對於局部的Mark點阻焊開窗直徑為2mm.光點周圍的禁布區域要大於開窗的尺寸 。

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光點放置區域及要求

單板上的Mark點,中心距板邊不小於5mm;工藝邊上的Mark點,中心距板邊不小於3.5mm。如果光點到板邊的中心距離小於3.5mm,貼片時被軌道擋住,導致機器無法正常判斷座標,無法進行正常的貼件。

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拼板時5mm寬的工藝邊,光點加在中心位置,真的是除了對稱好看,別無他用。實際貼件時光點被軌道擋住,不能被機器識別,無法精確定位。

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下圖為我司的光點添加的標準,注意光點加4個,必須有一個防呆,否則PCB板旋轉180度後,光點還能對得上,那麼貼片時會有要么蛾子出現…..

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對於單板和拼板的Mark點應當作元件來設計,對於局部的Mark點應作為元件封裝的一部分設計,便於賦予準確的座標值進行定位。

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關於光點的DFM案例

1.板內有SMD器件的PCB,全板不加光學定位點,導致貼裝時需要取板內小焊盤或者孔來定位,會出現貼片偏移的不良和生產效率低下的情況。

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2.因PCB單板尺寸太小,無法在板內放置全局光點,為了後面SMD時貼裝對位,在工藝邊上添加光點,結果加在了V切中心線上。那麼在成型時,只聽“咔嚓”一聲,兩個光點應聲而斷,瞬間灰飛煙滅……這個就是氣得大師兄大喊秋高氣爽的案例……

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為了保證印刷和貼片的識別效果,Mark點範圍內應無焊盤、過孔、測試點、走線及絲印標識等,不能被V-CUT槽所切造成機器無法辨識。一定要保證光點禁布區域內的潔淨度,否則如果設備識別靈敏度不高,會出現貼裝時頻繁停機的情況。

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3.器件到板邊距離小於5mm,要加工藝邊及光點,否則開治具,說好的costdown呢,錢呀……

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林如煙聽大師兄講起光點的潔淨度,突然心中莫名敏感起來了,她突然想起一個問題,她想要回自己電腦旁看看去,她怕有問題,因為有一個BGA加了局部光點,為了佈線空間,她刪除光點的禁布區,走線的空間是有了,萬一禁布區有了東西,潔淨度就不能保證。她悄悄的回到座位,點開了屏幕,哎呀喂,還真是怕什麼來什麼呀,真的光點淨空區裡有了走線……

“幸虧我自己看到了,別人沒看到,改…..”林如煙一邊自言自語,一邊認真改動光點的禁布及走線。

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“誰說別人沒看到,我看到了.呵呵…….”一個聲音不合時宜的在如煙耳畔響起。

林如煙抬起頭看到了趙理工那張幸災樂禍的笑臉。

“你看到了什麼,趙理工,是不是又想戴手錶了”林如煙瞪著美目,咬著銀牙恨恨說道。

“我看到了一個美女不行呀”

“討厭“林如煙望著噗嗤一聲笑了出來。

“時間不早了,大家還要做設計,案例到此為止,光點案例下次繼續……”大師兄說道。


提問:關於PCB板上光學定位點的DFM案例,大家還有哪些呢,說來聽聽……


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