Desain Fiducial PCB: Tujuan, Penempatan, dan Praktik Terbaik
Papan sirkuit cetak (PCB) adalah komponen vital dari sebagian besar perangkat elektronik dan listrik. Itulah sebabnya desainer perlu mendapatkannya dengan benar saat merancang PCB. Untuk melakukannya, desainer PCB menambahkan titik referensi ke desain PCB. Titik referensi ini membantu Anda menjaga orientasi yang benar.
Tujuan penanda fiducial adalah untuk memberikan titik referensi untuk sistem imaging. Sayangnya, banyak desainer pemula tidak memiliki pengetahuan mendalam tentang judul fiducial. Untuk alasan ini, kami telah menyiapkan panduan komprehensif ini tentang penanda fiducial PCB. Terus membaca untuk mengetahui lebih lanjut.
（Fiducial PCB dalam tampilan 2D)
1. Apa itu Fiducial PCB
Istilah fiducial merujuk pada basis referensi titik tetap. Tujuannya adalah untuk perbandingan. Penanda fiducial adalah tanda permukaan yang digunakan desainer sebagai ukuran arah untuk sistem indeksasi.
Di industri rangkaian elektronik yang menggunakan otomatisasi, penanda fiducial berfungsi sebagai tanda penyelarasan yang membantu sistem indeksasi menyelaraskan PCB dalam kemiringan dan arah yang benar. Fitur ini memungkinkan sistem visi untuk memasang komponen pada sirkuit dengan presisi.
Penanda fiducial PCB adalah aspek vital dari seluruh proses otomatisasi. Oleh karena itu, satu kesalahan dalam lokasi papan atau sirkuit dapat menyebabkan bencana otomatisasi.
Tanda fiducial terdiri dari 3 bagian.
- Cincin tembaga padat pada lapisan tembaga atas atau bawah
- Lingkaran dalam solder mask adalah target yang perlu diselaraskan
- Teks label opsi di sisi
（Pengantar gambar tanda fiducial）
2. Benchmark Fiducial PCB Kami yang Umum
Ada tiga benchmark utama dari penanda fiducial PCB umum. Mari kita lihat benchmark ini dan di mana Anda harus menempatkannya pada papan.
Datum Pertama
Datum pertama berguna untuk membantu mesin pemasang mengenali lokasi PCB dalam ruangnya. Biasanya, benchmark ini menggunakan dimensi X dan Y.
Benchmark Fiducial Kedua
Benchmark ini membantu mesin Anda mengenali orientasi PCB. Ini juga mengungkapkan kemiringan PCB dalam kleng. Bahkan rotasi yang sedikit pada PCB dapat mengakibatkan kehancuran total dari seluruh rangkaian. Penanda fiducial PCB memastikan hal ini tidak terjadi. Biasanya, mesin mengukur sudut rotasi papan hingga 0,01 derajat terdekat. Setelah itu, ia menyesuaikan semua penempatan sesuai itu.
Benchmark Ketiga
Benchmark fiducial terakhir membantu mesin pemasang untuk menyesuaikan penyusutan dan peregangan yang ada pada PCB. Dalam banyak kasus, PCB dengan jarak jauh dapat bervariasi dengan sejumlah kecil. Untuk alasan itu, penting untuk mengidentifikasi variasi ini pada PCB yang lebih besar. PCB tersebut mengalami tingkat peregangan atau penyusutan yang lebih besar daripada yang lebih kecil.
Dalam rangkaian SMT dua sisi, reflow sisi pertama di oven dapat menyebabkan papan melebar, menyusut, melengkung, atau melentur. Untuk alasan itu, Anda memerlukan benchmark fiducial ketiga untuk membantu menyesuaikan hal tersebut.
3. Mengapa Fiducial PCB sangat Penting?
Penanda fiducial penting selama rangkaian PCB oleh mesin pick and place. Dalam proses apa pun yang menggunakan otomatisasi, presisi sangat penting. Singkatnya, mesin perlu mengetahui lokasi tepat papan dan di mana menempatkan komponen. Penanda fiducial memastikan orientasi papan berada dalam arah dan penyelarasan yang benar. Dengan menggunakan kamera high tech, mesin rangkaian dapat mengetahui lokasi tepat papan. Oleh karena itu, seluruh proses membutuhkan beberapa tanda fiducial dalam pola yang tidak dapat diubah.
（Menggunakan Fiducial PCB sangat penting）
4. Kapan Menggunakan Fiducial PCB
Rakit Massal dan Rakit Batch Kecil
Tanda fiducial sangat penting untuk Bill Of Materials (BOM) PCB yang dipasang pada papan. Rangkaian PCB. Itulah sebabnya tanda ini memastikan penempatan dan pendaftaran bagian yang benar; rangkaian low-volume tidak tentu memerlukan tanda ini. Namun, menggunakan karakter fiducial selalu merupakan ide yang bagus, baik Anda adalah perakit PCB volume tinggi atau rendah. Tentu, jika Anda memasang bagian secara manual, maka tanda PCB sepenuhnya tidak perlu.
5. Apakah Teknologi Manufaktur Modern Memerlukan Tanda Referensi?
Jawaban sederhana adalah ya. Penanda fiducial memainkan peran vital di WellPCB saat ini. Kami akan memberikan Anda layanan satu atap dan produk berkualitas tinggi. Anda dapat mengirim dokumen yang Anda butuhkan untuk dibuat dan mendapatkan penawaran segera! Apa yang kami tunggu? Kami memiliki sepuluh tahun teknologi manufaktur PCB. Secara umum, ada dua jenis karakteristik fiducial:
- Penanda fiducial global: Mereka untuk membedakan pola sirkuit dan referensi panel PCB. Mereka harus tiga sistem penempatan grid, di mana titik referensi terletak di ujung kiri bawah 0,0, dan dua lainnya di arah positif sumbu X dan Y.
- Penanda fiducial lokal: Penempatan memerlukan presisi yang lebih tinggi pada posisi komponen individual.
Bergantung pada ukuran PCB Anda, Anda dapat memilih untuk menyertakan atau menghilangkan penanda fiducial lokal. Di mana PCB berukuran kecil, desainer dapat melupakan PCB lokal untuk meningkatkan ruang untuk jejak sinyal. Dalam kasus seperti itu, mesin rangkaian dapat menggunakan titik fiducial global untuk menempatkan komponen SMT.
Situasi lain di mana Anda dapat menghilangkan penanda fiducial lokal adalah saat menggunakan komponen surface mount dengan pitch yang lebih besar. Di mana anggota naik 1 mm dan di atasnya, mesin terbaru tidak memerlukan judul fiducial regional untuk menempatkannya pada papan.
(PCB dengan penanda fiducial global dan penanda fiducial lokal.)
6. Langkah-langkah Penggunaan Fiducial PCB dalam Desain PCB
Prinsip dasar desain fiducial pcb
Untuk hasil terbaik selama rangkaian mesin, desainer harus mendapatkan penanda fiducial dengan benar. Bagian ini membahas beberapa panduan penting untuk diikuti saat menempatkan penanda fiducial dalam desain Anda.
- Jaga bentuk lingkaran saat menempatkan lapisan tembaga yang tidak dibor. Jaga penanda fiducial bebas dari solder mask apa pun.
- Ukuran optimal penanda fiducial adalah antara 1 mm dan 3 mm. Jaga area kosong yang serupa dengan diameter penanda.
- Saat membuat penanda fiducial global, tempatkan tiga penanda di tepi papan. Ini memastikan akurasi terbaik yang mungkin. Di mana ruang tidak cukup, gunakan setidaknya satu penanda fiducial global.
- Pastikan penanda fiducial menjaga jarak 0,3 inci dari tepi papan. Jarak ini tidak termasuk area kosong penanda fiducial.
- Untuk penanda fiducial lokal, tempatkan setidaknya dua penanda fiducial PCB secara diagonal di tepi rencana komponen yang dipasang permukaan.
（Gambar desain fiducial pcb)
Optimalkan Desain Fiducial
Ada empat faktor yang perlu dipertimbangkan saat merancang penanda fiducial Anda. Ini adalah:
Bentuk: Bagaimana penanda fiducial PCB Anda akan tampak? Beberapa mesin dapat mengenali berbagai bentuk, termasuk persegi, berlian, dan jam pasir. Perangkat lain tidak dapat melakukannya. Oleh karena itu, lebih baik tetap pada tanda lingkaran yang diakui secara universal oleh mesin.
Ukuran: Penanda fiducial dapat beragam ukuran. Secara rata-rata, pad fiducial mengukur antara 1 dan 3 mm. Ukuran ini memudahkan kamera dan peralatan untuk mengenali tempat sebagai penanda fiducial.
Ukuran tanda fiducial pada papan sirkuit cetak yang sama tidak boleh melebihi 25 µm. Kami merekomendasikan ukuran minimum area kosong adalah dua kali jari-jari tanda pusat.
（Ukuran standar yang direkomendasikan-）
Bahan: Pastikan pad fiducial memiliki bahan yang sama dengan sisa papan. Pastikan tempat bebas dari solder mask atau silkscreen yang dapat menutupi penanda.
Potongan / Area kosong: Penting untuk memastikan area kosong yang tepat di sekitar pad. Itulah sebabnya ruang kosong di sekitar papan PCB memudahkan kamera untuk menangkap penanda fiducial tanpa gangguan. Jaga diameter area kosong setidaknya dua kali ukuran pad. Jangan khawatir tentang bentuk ruang. Ini dapat berupa lingkaran atau persegi.
7. Masalah dalam Desain Fiducial PCB
Seperti semua proses lain dalam rangkaian PCB, mungkin terjadi masalah saat merancang fiducial. Beberapa masalah ini meliputi:
7.1. Deviasi Posisi
Di mana fiducial di kedua sisi papan berada dalam pola simetris, mesin rangkaian Anda mungkin kesulitan memberikan alarm ketidakbenaran untuk penempatan 180 derajat pada papan terbalik. Mengapa? Karena saat Anda membalik papan 180 derajat ke arah yang terbalik, tanda fiducial simetris akan bertukar tempat dan menipu mesin optik baris rangkaian Anda.
Lebih buruk lagi, baris rangkaian terus menempatkan komponen dengan salah tanpa memberikan alarm. Pada akhirnya, Anda memiliki manufaktur papan PCB yang cacat. Akibatnya, Anda kehilangan waktu, uang, bahan, dan sumber daya lainnya.
7.2. Cahaya Langsung dapat Membuat Gumpalan
Masalah utama lainnya dengan penanda fiducial berkaitan dengan cahaya langsung yang keras dari visi di atas. Cahaya alami ini dapat membuat gumpalan yang membingungkan deteksi visi. Itu sebagian besar disebabkan oleh permukaan solder yang tidak rata, yang menciptakan bayangan.
Solusi di sini adalah untuk mengurangi tingkat cahaya. Jika melakukannya tidak membantu, coba programkan fiducial dengan offset deteksi di satu arah. Akibatnya, sudut Anda dan difusikan cahaya.
7.3 Apakah Anda Memerlukan Tanda Fiducial di Kedua Sisi PCB?
Pentingnya penanda fiducial pada desain PCB tidak dapat diragukan. Di tempat Anda memiliki komponen SMD di setiap sisi papan, Anda harus menempatkan penanda fiducial di kedua sisi.
Pastikan tidak ada solder mask yang menutupi penanda. Itulah sebabnya sistem visi harus dapat menemukan fiducial dengan mudah. Solder mask di atas fitur hanya membuat hal ini lebih sulit untuk dicapai.
Ringkasan:
Penempatan penanda fiducial PCB adalah bagian kritis dari WellPCB. Kami akan memberikan Anda layanan satu atap dan produk berkualitas tinggi. Anda dapat mengirim dokumen yang Anda butuhkan untuk dibuat dan mendapatkan penawaran segera! Apa yang kami tunggu? Kami memiliki sepuluh tahun proses manufaktur PCB. Cara Anda melakukan pekerjaan dapat menjadi perbedaan di antara baris rangkaian yang lancar dan situasi di mana Anda perlu melakukan penyesuaian terus-menerus. Luangkan waktu untuk dengan benar menggabungkan fiducial dalam desain Anda, bahkan ketika pemasok Anda mengatakan mesin mereka dapat bekerja tanpa penanda. Dalam kasus kebutuhan muncul untuk merubah ulang rencana Anda atau menguji produk akhir Anda, penanda ini mungkin terbukti bermanfaat.
Apakah Anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang penanda fiducial? WellPCB dapat menawarkan panduan profesional dan saran inovatif yang sangat tinggi untuk desain Anda. Para profesional terkemuka kami juga dapat membantu menyediakan solusi PCB kustom untuk proyek Anda. Ketahui lebih banyak tentang defek dan solusi yang mungkin untuk masalah PCB? Hubungi kami hari ini untuk kerja sama yang sangat memuaskan.
