기준 마크의 잘못된 디자인에 따른 PCB 인쇄 품질의 영향

모든 종류의 전자 부품의 중요한 캐리어로서 인쇄 회로 기판은 부품에 대한 우수한 기계적 지지를 제공하고 제품의 전기적 성능을 구현하기 위해 논리 회로에 따라 두께가 다른 구리 호일 라인과 크기가 다른 납땜 패드를 통해 부품을 연결합니다. 대부분의 전자 제품은 SMT로 제조되기 때문에 PCB 설계의 품질은 전기적 성능의 정상적인 작동 및 PCB 어셈블리 제조의 효과적인 작동과 직접적으로 관련됩니다. Fiducial Mark가 인쇄 품질에 미치는 영향과 함께 이 기사에서는 point-to-area 방식의 전자 제품 제조 분야에서 PCB 제조 가능성의 중요한 영향에 대해 논의합니다.

기준 마크의 기능

SMT 장치 방식으로 전자 제품을 대량 생산하는 과정에서 조립용 PCB의 각 배치는 올바른 기판 및 정확한 위치 요구 사항을 준수해야 합니다. 특별한 설계가 없는 수동조작은 효율성과 정확도가 낮아 제품불량의 원인이 될 수 있습니다.

보드의 정확한 위치는 일반적으로 위치 지정 구멍 또는 기준 표시를 통해 확인할 수 있습니다. 포지셔닝 홀의 디자인은 PCB 조립 장비의 브랜드와 모델 번호에 의존하기 때문에 포지셔닝 홀은 각 PCB에 배치되지 않고 Fiducial Mark는 각 PCB의 필수품입니다.

기준 마크는 특별한 광학 위치 지정 기호입니다. 제조 과정에서 조립 장치는 생성된 이미지 좌표로 Fiducial Mark에 조사한 다음 시스템에 미리 설정된 표준 데이터와 비교합니다. 좌표가 표준 데이터와 호환되거나 차이가 허용 범주 내이면 기계는 인쇄, 장착 및 납땜을 포함한 절차를 위해 기계 내부로 보낼 PCB의 정확성을 판단합니다. 그렇지 않으면 PCB가 부정확한 것으로 판단되고 보드 전송이 일시 중지되고 알람이 전송됩니다.

따라서 Fiducial Mark는 전자제품 보증의 정확성에 중요한 역할을 합니다. 그럼에도 불구하고 많은 PCB 설계자들은 때때로 자신이 설계한 PCB를 조립 장치에서 인식하지 못하게 하여 후속 정상 생산을 수행할 수 없도록 합니다. PCB 설계 과정에서 Fiducial Mark의 요구사항과 규정을 숙지하는 것은 매우 필요합니다.

기준 마크 디자인의 요구 사항

• 기준 마크 및 디자인 매개변수의 구성

통합 Fiducial Mark에는 그림 1에 표시된 마크와 클리어런스가 포함되어 있습니다. Fiducial Mark의 일반적인 패턴은 그림 2에 나와 있습니다.

일반적으로 직경 1mm(±0.2mm)의 실선이 노출된 구리, 주석 도금 또는 투명 산화되지 않는 코팅으로 보호되는 니켈 도금으로 만들어진 Fiducial Mark에 가장 적합한 선택입니다. Fiducial Mark를 조립기기에서 쉽게 인식할 수 있도록 하기 위해서는 Fiducial Mark의 색상이 주변과 확실히 달라야 합니다. 또한 1mm 더 큰 크기의 여유 공간은 기준 표시를 따로 보관해야 합니다. 일반적으로 여유 반경은 2R(R은 기준 마크의 반경을 나타냄) 이상이며, 여유 반경이 3R일 때 기기 인식 효과가 가장 좋습니다.

• 기준 표시의 라우팅 요구 사항

3개의 비선형 점이 평면을 결정한다는 이론에 따라 그림 3과 같이 PCB에 3개의 Fiducial Mark를 "L" 패턴으로 배치해야 합니다. 그림 4와 같이 대각선을 따라 적어도 한 쌍의 기준 마크를 보드 위에 놓아야 합니다.

대각선을 따라 표시되는 기준 표시는 완전히 대칭적으로 배치되어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 보드가 올바르지 않을 때 장치에서 오류를 찾을 수 없으므로 부정확한 보드 또는 잘못된 장착으로 결함이 발생합니다. 몇 가지 특별한 요구 사항과 정확한 위치 지정이 필요한 구성 요소의 경우 장착 정확도를 높이기 위해 로컬 기준 표시를 설계할 수 있습니다.

또한 기준 표시와 PCB 가장자리 사이의 거리는 SMT 장치에 의해 고정되는 최소 거리 요구 사항보다 커야 하며 기판 가장자리가 아닌 PCB 내에 있어야 하며 최소 기준 표시의 여유 요구 사항을 충족해야 합니다. 또한 인쇄 장치 및 장착 장치의 인식 효과를 높이기 위해 다른 라우팅, 실크 스크린, 납땜 패드 또는 V-Cut이 기준 표시 간격 및 간격과 다른 금속 지점 사이의 거리(예:테스트 지점) 내에 설정되어서는 안 됩니다. ) 유사 유형의 경우 최소 5.0mm이어야 합니다.

• 기준 마크의 제조 요건

Bare Board PCB 제조 과정에서 Fiducial Marks로부터의 Size 변화는 25μm 이하여야 합니다. 크기 변화가 너무 크면 컴퓨터 영상으로 획득한 데이터 편차가 기준값의 변화범주를 초과하여 보드 로더와 알람 모두에 영향을 미치고 제조 효율이 떨어지게 된다.

Fiducial Marks의 표면 평탄도는 15μm 이내로 제어되어야 하며 동일한 내부 배경을 공유해야 합니다. 그렇지 않으면 평탄도가 낮으면 장치의 인식 효과에 영향을 미치거나 장치가 작동하지 않을 수도 있습니다.

동일한 보드 번호를 가진 PCB의 모든 기준 마크는 크기와 모양이 동일해야 합니다. 모든 기준 마크는 직경 1mm의 실선으로 표시하는 것이 좋습니다. Fiducial Mark와 PCB의 기판 재료 사이에 높은 대비가 나타날 때 최고의 성능을 얻을 수 있습니다. 또한 기준 마크는 동박판에 동박으로 격리해야 합니다.

사례 분석

이해하기 쉬운 설명을 제공하기 위해 50mmx30mm 크기의 PCB 프로토타입이 그림 5와 같이 대각선을 따라 배치된 기준 표시와 함께 Protel 소프트웨어로 그려집니다.

그림 5의 Fiducial Marks 디자인의 경우 장치는 카메라의 매개변수를 인식하고 올바른 보드 로딩 방향과 비교하여 프린터에서 수행한 올바른 인쇄 작업을 보장할 수 있습니다.

그러나 프로토타입이 180° 뒤집힌 그림 6과 같이 보드 로딩 방향이 올바르지 않으면 장치는 여전히 현재 PCB의 올바른 보드 로딩 방향과 위치를 고수합니다. 이 상태에서 정상적인 인쇄 작업은 정해진 절차에 따라 수행됩니다.

이것은 제조 효율성을 크게 감소시킬 것입니다. 설상가상으로 PCBA의 효율이 상당히 높기 때문에 불량 PCB 출현 후 제조 중단 이전에 문제 PCB가 많이 생성된다. 이러한 상황에서는 제조 시간과 효율성이 감소하고 제품 품질에도 영향을 미치게 됩니다.

완전한 대칭을 피해야 하는 기준 마크의 배치 외에도 기준 마크 가장자리와 보드 가장자리 사이의 거리도 주목해야 합니다. 거리는 3.5mm ~ 5mm 범위에서 설정해야 합니다. 또한 Fiducial Marks의 표시는 너무 크지도 너무 작지도 않은 중간 정도의 것이어야 합니다. 원형 패턴의 경우 직경은 1.0-3.0mm 범위에서 제어되어야 합니다. 직경이 너무 크면 장치가 상대적으로 큰 위치 조정을 수행하므로 인쇄 결함으로 인해 상대적으로 큰 편차가 발생합니다. 직경이 너무 작으면 장치가 보드를 로드하지 않거나 알람을 울리지 않도록 장치에서 인식하지 못할 수 있습니다.

결론적으로, Fiducial Marks를 디자인하는 것은 비교적 간단하지만 일부 세부 사항은 무시되는 경향이 있습니다. 부적절하게 설계되면 기준 마크가 가져야 할 해당 기능을 구현할 수 없으며 일부 문제라도 발생하여 인쇄 오류 및 제조 지연으로 이어질 수 있습니다. 따라서 회로 설계자는 회로 설계에 대한 이론적 지식과 PCB 제조에 ​​대한 조립 장치의 요구 사항을 숙달해야 하며 제품의 제조 가능성, 제조 효율성 및 경제성을 높이기 위해 생산 라인의 모든 측면에서 나열된 모든 요구 사항을 고려해야 합니다.

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