Руководство для проектировщиков печатных плат по Разработке для производства (DFM). Часть 7. Глава 7, продолжение.

Спецификации процесса

Спецификации процесса включают в себя информацию, которая нужна производителю, когда он выполняет определенные процессы, такие как чистка и подготовка вашей платы. Информация о процессах должна включать и информацию о необходимых допусках.

Система матрицы

Система матрицы играет важную роль в создании платы и используется для размещения свойств и деталей, включая компоненты, отверстия и поверхностно монтируемые элементы. Свойства, не размещенные на матрице, должны быть измерены с учетом необходимых допусков.

Производственные характеристики

Производственные характеристики представляют собой дополнительную информацию, которая позволит производителю понять, как ваша плата ориентирована в пространстве для более эффективной обработки.

Реперные точки

Реперная точка — это контрольная точка, расположенная на печатной плате (обычно это отверстие), которая позволяет машине «видеть», как плата ориентирована в пространстве. Для более детальной информации обратитесь к IPC-D-300. ^17-21

Опорные метки

Опорные метки – это особый тип реперных точек, обычно используемые для машин «захват-размещение», которые позволяют машине знать, где ПП ориентирована в пространстве. Опорные метки должны быть показаны на всех планах поверхностного монтажа.

Документация к эталонному чертежу

Раздел документации к эталонному чертежу включает в себя все поддерживающие детали для вашей платы, включая примечания, выноски, дополнительные схемы, что поможет прояснить ваши производственные намерения.

Диаграмма контроля конфигураций чертежей

Диаграмма контроля конфигураций чертежей – это таблица, которая указывает и управляет уровнями изменений различных чертежей, включая трафаретное нанесение, паяльная паста, данные по сверлению.

Примечания

Примечания, сопровождающие производственные чертежи, используются для того, чтобы уточнить ваши требования и детали для процесса производства. Ниже приведен список возможных примечаний, которые вы можете включить в вашу документацию:

•         Спецификации и класс окончательной платы

•         Требования к материалам

•         Требования к материалам В-стадии (для многослойных плат)

•         Маркировка платы

•         Конструкция

•         Спецификации паяльной маски

•         Материал и толщина паяльной маски

•         Требования к сверлению отверстий

•         Толщина медного покрытия

•         Требования к травлению

•         Требования по изгибу платы

•         Тип чернил для нанесения

•         Требования к тест-купонам

•         Требования к электрическому тестированию платы

Завершение подготовки производственной документации

Документация по вашей разработке – это один из наиболее важных аспектов процесса разработки. Даже самый лучший проект печатной платы пропадет, если вы не в состоянии четко сообщить ваши намерения своему производителю. В следующей главе мы изучим последний кусочек паззла под названием «документация» для окончательного монтажа вашей платы.

Правильная подготовка проекта под автоматический монтаж печатных плат

Применяемое оборудование позволяет размещать компоненты с минимальным расстоянием друг от друга 0,2 мм, а от края платы — 1 мм (при условии наличия технологических полей на заготовке). Но использование максимальных технических возможностей не всегда оправдано. Например, слишком близкое размещение компонентов очень сильно снижает ремонтопригодность изделия, оптическую инспекцию компонентов, проверку паяных соединений. Близкое расположение компонентов, разных по размерам и теплоемкости может сказываться на качестве пайки.

Кроме того, важно учитывать, что размеры корпусов многих компонентов выходят за размеры контактных площадок, поэтому при создании графики компонентов желательно прорисовывать их реальные габариты или зону, занимаемую компонентом, с учетом пространства, необходимого для инспекции и ремонта. Это поможет правильному размещению компонентов и позволит избежать ошибок.

Рекомендуемые зазоры: 0,6…0,8 мм между чип-компонентами; 1 мм — между чип-компонентами и крупными элементами платы и 1,2…1,5 мм — между микросхемами и крупными компонентами, и 1,5 мм между SMD и выводными компонентами (см. рис.1).

Ориентация компонентов не имеет значения, т. к. на нашем предприятии метод пайки волной припоя не применяется.

Располагать SMD-компоненты на обеих сторонах печатной платы стоит только в том случае, если габариты самой платы, всевозможные ограничения на зазоры между проводниками, контактными площадками и другими элементами платы и прочие требования не оставляют выбора. В этом случае увеличивается затраты и время на подготовку и монтаж (изделие дважды проходит стадию монтажа, для него дважды пишутся программы на оборудование, дважды происходит его переналадка, изготавливается два трафарета, стоимость монтажа каждой стороны платы рассчитывается как за отдельное изделие). Кроме того, значительно возрастает стоимость тестового оборудования для проверки таких печатных плат. 

Рис. 1. Расстояние между компонентами

В том случае, если одностороннее размещение компонентов невозможно, рекомендуется небольшие, например, пассивные, компоненты разместить на одной стороне платы, а микросхемы и другие «тяжелые» компоненты — на другой стороне.

На двусторонних платах тяжелые и крупногабаритные компоненты необходимо располагать с одной стороны печатной платы, чтобы избежать подклейки и/или проблем при пайке второй стороны.

Реперные точки на трафаретах для паяльной пасты.Рекомендации

Начнем с классификации этих реперных точек (fiducials), используемых в разметке для позиционирования. Большое количество реперных точек чаще всего обусловлено использованием компонентов с мелким шагом выводов, да еще в придачу, когда таких компонентов на плате довольно много. То есть, речь идет о платах с высокой плотностью расположения элементов — HDI платах. Для этого на трафарете служат локализованные реперные точки (localized fiducials).

Что касается основных реперных точек (global fiducials), то обычно их бывает 3-4 штуки на трафарет, они-то используются для позиционирования панели. А количество остальных реперных точек как раз и зависит от шага выводов компонентов и плотности сборки. Но никакого отношения к печати они не имеют. Вы не можете сориентировать или привязать трафарет на основе этих точек. Так что для трафаретной печати нужны только глобальные реперные точки.

Комментарии

С панелями я использовал контрольные точки на 4 углах панелей, одна из которых запасная. Локализованный репер должен быть свободным от пайки, чтобы обеспечить точность распределения и размещения.

Larry Dzaugis, DZA

Мы используем минимум 3, но оставляем еще несколько штук на тот случай, если эпоксидная смола или покровный материал закроют какие-то из них. Для больших панелей — запас побольше.

Kevin Mobley, Tektone Sound and Signal, Inc.

Обычно обязательно должно быть три глобальных метки, одна из них как «Pokayoke», и можно включить еще 3 дополнительных репера в качестве плана «B», если ваши 3 основных реперных знака будут повреждены. Но в любом случае более 9 точек не нужно, это к тому же еще и увеличивает время резки. С другой стороны, наличие реперной точки рядом с отверстиями с мелким шагом может повлиять на компланарность процесса печати в этой области.

Carlos A. Bobadilla, Photo Stencil Mexico

Мы обнаружили, что заполненные эпоксидной смолой реперные точки на трафарете «изнашиваются» при очистке. Хотя мы используем 2 или 3 точки для выравнивания, но всегда указываем 4-6 точек на трафарете в качестве запасного плана.

Ben Thomas, OEM

Инженеру-производителю печатных плат обычно нужны два реперных знака на трафарете. Двух достаточно для бесперебойного изготовления. Однако, когда клиентам требуется больше реперных знаков, мы можем сделать и больше.

Dora Yang, PCBCart

Как разработчик печатных плат я знаю, что при выводе файлов трафаретов локальные реперные знаки не нужны, но в моем программном обеспечении нет удобного способа их убрать. К счастью, у меня на производстве не заботится о том, есть на них припой или нет, и я подозреваю, что большинство других производителей придерживаются того же мнения. Иногда мой проектировщик трафаретов замечает их и спрашивает, не хочу ли я их удалить? Иногда я говорю «да», иногда — «нет», но я ценю, что они уделяют так много внимания дизайну.

Joe Jorn, Grayhill Inc., USA

По материалам с портала www.circuitinsight.com. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат:

Требования к SMD монтажу PCb

Технологические возможности и факторы, влияющие на ценообразования автоматического монтажа печатных плат.

I. Технологические возможности поверхностного монтажа SMDкомпонентов

1. Габаритные размеры SMD компонентов
   • Максимальная высота компонента: 25 мм.
   • Минимальный размер чип компонента: «01005».
   • Максимальный размер компонента: без электроверификатора (проверки электрических параметров) –156 × 26 × 6 мм; с электроверификатором – 56 × 56 × 40мм.
   • Вес: до 80г.
   • Для разъемов: 45х100 мм.
   • Минимальный шаг выводов: 0,25 мм.
2. Пайка всех SMD компонентов производится в конвекционной печи при температуре 225 – 275°С (температура плавления свинцовой паяльной пасты ниже, чем у без свинцовой – это необходимо учитывать при выборе материала печатной платы и компонентов).
3. Размеры печатной платы
   • Минимальный размер печатной платы: ширина – 30мм, длина – 30мм
   • Минимальный рекомендуемый размер печатной платы: ширина – 50мм, длина – 80мм;
   • Максимальный размер печатной платы, заготовки (с технологическим полем) – 508 × 384мм.
   • Толщина печатной платы от 0,5 до 4,0 мм.
   • Максимальный вес платы– 5кг.
4. Рекомендованное расстояние от компонентов до края печатной платы – 10мм. Минимальное расстояние от компонентов до края печатной платы – 5 мм.

II. Техническая документация, необходимая для расчета стоимости и сроков выполнения автоматического монтажа

1. Форматы файлов проекта: PCAD 4.5; PCAD 2000 – 2006, Gerber.
2. Файл заказа должен содержать точки обозначающие центра компонентов (PickandPlace).
3. Конструкторскую документацию:
   • сборочный чертеж, с информацией об установке компонентов, с графическим и позиционным обозначением компонентов, с обозначением ключей у компонентов с полярностью.
   • спецификацию с указанием позиционного обозначения, наименования, номинала, типа корпуса и количества компонентов.

III. Основные требования, предъявляемые к печатным платам при автоматическом монтаже

1. При проектировании печатных плат учитывать требования стандарта IPC-7351А: «Стандарт: общие требования по конструированию контактных площадок и печатных плат с применением технологии поверхностного монтажа»
2. На контактных площадках не должно быть переходных отверстий.
3. Промежутки между контактными площадками компонентов с шагом 0,5 мм. необходимо перекрывать маской
4. SMDкомпоненты, предназначенные для автоматического монтажа, в файле заказа, должны иметь в центре корпуса точку «PickandPlace».
5. По диагональным углам платы расположить реперные точки (2÷3 шт.). Минимальное расстояние от реперной точки до края платы – 5 мм
6. Для компонентов с шагом 0,5 и меньше предусмотреть локальные реперные точки.
7. Вокруг реперной точки должна бать запрещенная зона для проводников, компонентов, защитной маски в виде круга диаметром в два раза больше самой точки. Обычно диаметр реперной точки – 1 мм.
8. На каждой печатной платы должны быть реперные знаки. Расстояние от реперного знака до края печатной платы (технологического поля) должно быть не менее 5 мм.
9. Одиночные платы малых размеров необходимо объединять в мультиплицированную заготовку, разделив их методом скрайбирования. Заготовки должны быть одного размера с технологическими полями не менее 10мм.
10. При проектировании печатной платы следует стремиться к тому, чтобы располагать тяжелые компоненты с одной стороны печатной платы, для исключения операции приклеивания компонентов.
11. SMDкомпоненты с шагом 0,5 мм и менее требуется располагать не ближе 20 мм от края сторон печатной платы или заготовки.

IV. Требования, предъявляемые к комплектации на автоматический монтаж печатных плат

1. Упаковка SMDкомпонентов
   • Все компоненты должны быть в заводской упаковке с указанием типа, номинала и корпуса.
   • Упаковка не должна быть механически поврежденной.
   • Поставка комплектации на автоматический монтаж «россыпью» не допускается.
   • Для полярных компонентов, обязательна одинаковая ориентация ключа.
   • SMDкомпоненты, поставляемые в лентах должны поставляться в катушках и иметь свободный от компонентов участок: Для ленты шириной 8 мм – 30 мм; Для ленты, шириной более 8 мм – 60мм.
   • Перфорация ленты должна быть левосторонней.
2. Компоненты чувствительные к влаге
   • Чувствительные к воздействию влаги компоненты должны поставляться в герметичной упаковке, содержащей заводские индикаторы влажности и пакеты с влагопоглотителем.
   • При вскрытии заводской упаковки компонентов данного класса, необходимо указать время пребывания компонентов в разгерметизированном виде.
3. Компоненты, чувствительные к статическому электричеству ESD (Electro Static Discharge)
   • Должны поставляться в антистатической упаковке со знаком, предупреждающим о том, что данный компонент чувствителен к ESD.
4. Компоненты с повреждениями
   • Не допускается поставка компонентов с деформированными или окисленными выводами; с поврежденным корпусом или со стертой маркировкой на корпусе.
5. Технологический запас компонентов
   • Комплектация, состоящая из пассивных компонентов и компонентов в корпусах типа SOT23, SOD80 и аналогичных размеров, должна поставляться с технологическим запасом:
     • Лента до 200шт – 20шт
     • Лента до 1500шт – 3%
     • Лента от 1500шт – 2%

V. Невыполнение требований п. I-IV ведет к:

1. Росту цены на автоматический монтаж, увеличению срока выполнения заказа, а в некоторых случаях применению ручного монтажа печатных плат.
2. Возможность выполнения заказа с нарушением указанных требований ведет к увеличению цены и обсуждается индивидуально в каждом конкретном случае.

После ознакомления с данным документом заполните и отправьте форму обратной связи.

Конструкторские требования

1. Общие требования к печатным платам.

1.1. Предпочтительны печатные платы, на которых SMD компоненты находятся с одной стороны. 1.2. При размещении компонентов на печатной плате желательно разместить крупные компоненты на одной стороне (микросхемы, транзисторы в корпусах DPAK, электролитические конденсаторы, крупные дроссели, оптопары и прочее) . 1.3. Наличие паяльной маски на печатной плате обязательно. 1.4. Наличие паяльной маски между выводами микросхем обязательно (исключение — случаи, когда зазор между выводами меньше минимальной ширины маски). 1.5. На площадках под SMD-выводы не должно быть отверстий. Все отверстия расположенные рядом с площадкой должны быть закрыты маской. Это делается для предотвращения оттока припоя в отверстия. 1.6. Под SMD компонентом не должно быть переходных отверстий или проводников, не закрытых паяльной маской. 1.7. Все перемычки между площадками под SMD микросхемы должны находится вне зоны пайки.

1.8. Площадки под одинаковые выводы безвыводных микросхем (напр. в корпусах QFN и подробных) должны быть одинаковыми. Нельзя под одинаковые выводы делать разные площадки.

1.9. Маркировка не должна пересекать площадки и находиться в зоне пайки. 1.10. Платы для SMD монтажа печатных плат должны соответствовать требованиям приведенным в п 2.

2. Требования к печатным платам для автоматического монтажа.

2.1. Печатные платы должны быть прямоугольной формы. 2.2. Если печатная плата не прямоугольная, то она должна быть в рамке. Рамка — это технологическое поле упрощающее процедуру крепления печатных плат в принтерах, автоматах, печах оплавления. Рамка приводит форму платы к прямоугольнику. 2.3. Ширина технологического поля 5 мм. По углам расположены реперные знаки.

2.4. Печатные платы с компонентами расположенными от края платы менее чем в 7мм. также должны быть оснащены технологическими полями, по крайней мере со стороны где нарушается «правило 7мм.».

2.5. Печатные платы с размерами менее 100*100мм. обязательно должны быть собраны в панели. 2.6. Печатные платы с размерами больше 100*100мм. тоже желательно объединять в панели. 2.7. Максимальный размер панели 200*255мм. (Для особых случаев можно сделать больше, но только после согласования с нами.) 2.8. Печатные платы, которые идут тиражом более 100шт., обязательно объединять в панели, доводя их размер до близкого к максимальному.

2.9. На каждой плате (даже в групповой заготовке) желательно сделать реперные знаки (далее РЗ), расположенные по диагонали печатной платы на максимальном удалении друг от друга, но так, чтобы при повороте платы на 180о местоположение РЗ не совпадало как минимум на 2 мм. (по одной из осей). 2.10. При невозможности сделать РЗ внутри платы их размещают на технологических полях.

2.11. Конструкция реперного знака. Реперные знаки могут быть двух видов: круглые и квадратные. Круглый изображен на рисунке ниже. Квадратный делается аналогично, но вместо внеутреннего круга делается квадрат со стороной 1-2мм.

Панелизация (или мультиплицирование) делает печатные платы более технологичными. Значительно снижаются потери времени на операциях нанесения паяльной пасты, установки плат в установщик, отмывке. При отмывке, панелизация улучшает качество отмывки, так как позволяет правильно крепить печатные платы в мойке без потери производительности.

Правила формирования панелей печатных плат приведены в СТП.ПАУР.07-2015 Сборка печатных плат в панели.

3. Требования к комплектации для автоматического монтажа.

3.1. Комплектующие должны быть в заводской упаковке (матрицы (паллеты), стики (тубы), ленты). 3.2. Не допускаются компоненты россыпью. 3.3. Не допускаются ленты нарезанные кусками. 3.4. Не допускаются склейки лент, намотки скотча, скобки от степлера. Такие чужеродные включения приводят к поломкам движущих частей установщика. 3.5. Все компоненты, кроме дорогостоящих, должны быть даны с запасом 3% от требуемого количества, но не менее 10 шт. 3.6. Минимальная длина ленты для всех, кроме дорогостоящих и редких, компонентов:

для компонентов в лентах с шагом 2мм. (например чипы 0402, где между двумя отверстиями перфорации по 2 компонента) минимальная длина ленты 50шт.; для компонентов в лентах с шагом 4мм. (например чипы 0603, 0805, где на одно отверстие перфорации приходится один компонент) минимальная длина ленты 25шт.

3.7. Если название компонента отличается от заявленного в спецификации, то следует сопроводить его информационной запиской о правильности замены. Форма записки любая, единственное требование — информация должна быть однозначной, с привязкой к клиенту, заказу, компоненту, дате. Выполнение этого пункта в интересах как заказчика так и исполнителя.

Как правильно подготовить проект печатной платы, чтобы не пришлось его переделывать

Новички в деле изготовления печатных плат считают, что это довольно легко: достаточно подготовить проект и техническое описание, а дальше изготовлением платы займется производство на определенном оборудовании. Но это далеко не так. Ведь только в 5% из 100% файлы, подготовленные конструктором, можно выгрузить и отправить в работу. В остальных случаях требуется процесс адаптации топологии печатной платы под производство.

Поэтому я задал нашим «адаптаторам» вопрос, на что стоит обратить внимание при подготовке к производству платы.

1. Проанализируйте технические требования, прописанные в конструкторской документации.

2. Проведите DFM-анализ платы — то есть проектируйте печатную плату таким образом, чтобы в дальнейшем, при производстве и монтаже, возникло как можно меньше проблем. Причем здесь надо проводить проверку не только по стандартным функциям САПР, но и с учетом собственного опыта работы.

3. Проверяйте целостность цепей во время и после технологической проработки файла. В идеале, у вас должен быть исходный файл проекта, а не комплект гербер-файлов.

4. Если плата многослойная, то составьте ее стек — порядок следования проводящих слоев и слоев диэлектрика. Не стоит полностью доверять конструктору, спроектировавшему плату, ведь, как показывает практика, допустить ошибку может каждый, вероятность велика и составляет более 30%. Часто встречаются следующие ошибки: в проектах используются редкие материалы, которые целесообразнее было бы заменить; отсутствует информация о технологических особенностях сборки и симметричность платы в разрезе.

5. Проверяйте слои защитной маски, чтобы избежать проблемы при монтаже изделий.

6. Обязательно проверяйте и прорабатывайте слои шелкографии. Иначе на готовой плате может быть отзеркаленный или нечитаемый текст, который может наползать на монтажные отверстия или элементы рисунка схемы, необходимые для последующего монтажа. Многие стандартные шрифты имеют особенности — для русского текста появляются иероглифы или другие обозначения.

7. Проверяйте спецификацию, сборочный чертеж и посадочные места платы на соответствие тем изделиям, в которые эти платы будут монтироваться.

8. Подготавливайте слои для изготовления металлических трафаретов для поверхностного монтажа.

9. Сгенерите программы для оборудования, которые будут задействованы в производстве печатной платы и монтаже изделий, и экспортируйте их.

Помимо перечисленных выше моментов по подготовке схемы к производству платы, сейчас набирает популярность и процесс предварительной оценки проектов. В этом случае разработчики совместно с производителями производят технологическую отладку печатной платы и в итоге готовый проект практически не имеет ошибок.

На что стоит обратить внимание при проведении предварительной проверки:

1. Наличие слепых и скрытых отверстий. Иногда при анализе проекта мы понимаем, что скрытые или слепые отверстия нужны. Но чаще всего без них можно обойтись и заложить связи слоев в сквозные отверстия.

2. Свойства тех или иных отверстий.Часто бывает так, что при импорте гербер-файлов и файлов сверловки, все крепежные отверстия имеют металлизацию, и система обработки файлов ориентируется как раз на слои, в которых находятся эти отверстия.

3. Симметричность многослойной печатной платы. Очень важно следить, чтобы у многослойной печатной платы была симметричная сборка относительно центра.

<img src=»

4. Расположение переходных отверстий. От того, насколько правильно расположены эти отверстия, будет зависеть качество дальнейшей пайки. Мы советуем располагать переходные отверстия не ближе, чем в 0,3 мм от контактных площадок элементов.

5. Реперные знаки. Использование таких знаков в проектах — важно для автоматизации процесса поверхностного монтажа печатной платы. Реперные знаки служат для повышения точности совмещения компонента с контактными площадками и монтажным основанием.
6. Непроработанные слои маркировки в проектах. Наравне с наложением текста на места, где должна быть пайка, часто встречается и такое, что позиционные обозначения элементов располагаются на переходных отверстиях. Если переходные отверстия относительно большого размера, то текст становится нечитаемым. Поэтому мы советуем обращать внимание на расположение надписей, их свойства и единое направление текста.

Так что, прежде, чем приступать к изготовлению печатной платы, уделите особое внимание процессу подготовки и перепроверьте возможные места, где в последующем может произойти ошибка, которая повлечет за собой переделку проекта.

ККЭП

Лаборатория была открыта в 2016 году, и мы возлагаем большие надежды. Прежде всего, лаборатория поможет подготовить специалистов высокого уровня для традиционных отраслей промышленности Кубани и для наукоемких направлений. Очевидно, что их развитие в XXI веке невозможно без технологической модернизации и инженерного творчества.
Данная лаборатория специально адаптирована для учебных заведений со специализацией «Электроника» и «Приборостроение», для обучения студентов основам технологии поверхностного (SMT) монтажа. Список оборудования подобран таким образом, чтобы наиболее полно обеспечить все технологические этапы и требования процесса.
В лаборатории проводятся занятия для студентов специальностей «Компьютерные системы и комплексы», «Радиоаппаратостроение», «Радиосвязь, радиовещание и телевидение», «Информационная безопасность автоматизированных систем».

Техническое обеспечение лаборатории:

Высокоточный полуавтоматический трафаретный принтер S40 Mechatronic Systems (Германия).

Это надежное и недорогое прецизионное устройство, разработанное для опытного, мелкосерийного и среднесерийного производства ответственных изделий, для контроля качества нанесения паяльной пасты, имеет две камеры, подключенные к монитору. Нанесение паяльной пасты производится автоматически с помощью каретки с двойной системой ракелей, закрепленной на направляющих. Принтер рассчитан на работу с одно- и двухсторонними платами с максимальными размерами 400×375 мм и позволяет гарантированно наносить паяльную пасту на контактные площадки микросхем с шагом до 0,3 мм.
Укомплектован быстросъемной натяжной рамкой трафарета и магнитным столом. Для надёжной фиксации печатных плат и нанесения паяльной пасты на печатные платы с двухсторонним монтажом компонентов, предусмотрена система магнитных пинов и система поддержки с Т-образными пазами со скользящими зажимами.

---

Прецизионный установщик SMD компонентов с оптической системой центрирования Mechatronic Systems P10 (Германия).

Это оборудование начального уровня, специально разработанное для компаний, производящих небольшие серии ответственных изделий или прототипы.
Может работать как с компонентами из лент, так и с компонентами из стиков (туба, пенал) и матричных поддонов (трэй).
Такой автомат незаменим на производствах, имеющих поштучное количество компонентов. Это, как правило, институты, лаборатории, небольшие производства, обучающие центры.
Камера оптического центрирования позволяет распознавать компоненты от 0402 типа до микросхем размером 30×30 мм с шагом выводов до 0,4 мм. Считывание реперных знаков печатной платы производится с помощью камеры позиционирования, размещённой на установочной голове и используемой при написании программ для обучения точек установки компонентов.
Рабочий стол позволяет собирать двусторонние платы с максимальным размером 400×500 мм. Крепление платы осуществляется при помощи магнитных держателей. Высота держателей составляет 40 мм, что позволяет собирать вторую сторону платы, не боясь повредить компоненты обратной стороны платы.
Позиционирование установочной головы автомата осуществляется при помощи микрошаговых двигателей с оптическими энкодерами, что позволило добиться точности установки компонентов в 30 микрон. Наличие энкодеров не позволяет автомату «сбиться» на несколько шагов двигателя. Разрешение энкодеров 8 микрон.
Производительность до 1000 комп/ч, до 3000 доз/ч.

---

Печь оплавления припоя Mistral R260 (Германия).

Печь имеет верхнюю крышку из закаленного стекла, что позволяет учащимся наблюдать процесс пайки от начала и до конца; укомплектована удобным сенсорным экраном для контроля и управления. Программное обеспечение позволяет управлять температурой в трёх независимо регулируемых зонах нагрева и позволяет проводить полный мониторинг процесса пайки.
Рабочая ширина конвейера 265 мм и скорость перемещения до 60 см/мин обеспечивает постоянную, однородную температуру по всей ширине рабочей зоны. Общая длина зон нагрева 860 мм. Максимальная температура нагрева составляет 300°С Lead Free, что подходит для работы как со свинцовыми, так и бессвинцовыми паяльными материалами.
На входе в печь и на выходе из нее установлены конвейеры, причем выходной конвейер сетчатый и укомплектован расположенными снизу вентиляторами для охлаждения печатных плат.

---

LPKF ProtoMat S63, фрезеровально-сверлильный плоттер для производства прототипов и малых серий печатных плат.

Фрезерно-сверлильный станок LPKF ProtoMat предназначен для производства прототипов печатных плат и малых серий.
Благодаря своему совершенному приводному механизму для Z-оси, годится для обработки фронтальных панелей и корпусов из алюминия или пластика, а также для глубокого фрезерования микроволновых печатных плат.
Рабочая зона: 229x305x35/22 mm, высокооборотный шпиндель 10000-60000 об/мин, программное обеспечение LPKF CircuitPro Full. В комплекте система пылеудаления, которая включается автоматически, с компактным микроскопом с метрической шкалой и с 60-кратным увеличением для контроля процесса фрезерования или сверления и для контроля качества.

---

Ультразвуковая ванна для отмывки печатных плат Elma Elmasonic S 180H(Германия).

Изготовлена ведущим мировым производителем систем очистки – компанией Elma.
Проверенный сопособ очистки инструментов, трафаретов и печатных плат без применения сильнодействующих чистящих средств. Работает по экологически чистой технологии.
Микроскопические кавитационные пузырьки взрываются на поверхности обрабатываемого объекта удаляя все виды загрязнений.
Эффективность ультразвуковой отмывки базируется на высокочастотных звуковых колебаниях, которые являются причиной возникновения сильной кавитации в жидкости.
Ультразвуковая частота: 37 кГц. Максимальная температура нагрева 80° С. Объём ванны: 18 л. В комплекте сливной кран.

---

Уникальный безмасляный компрессор ERGUS PACIFIC-24.

Отличительная особенность– бесшумная работа.
Предназначен для сжатия и подачи воздуха под высоким давлением к различному оборудованию и пневмоинструментам. Подходит для использования внутри помещений и в медицине.
Обладает мощностью 0.9 кВт и оптимальной производительностью 160 л/мин. Номинальное давление 8 бар.

---

Шкаф сухого хранения XC-200G.

Предназначен для хранения влагочувствительных SMD компонентов при относительной влажности ниже 5%RH. Для быстрого достижения необходимого уровня влажности оснащен турбо-осушителями адсорбентного типа.
Для контроля текущей влажности и температуры шкаф оснащен цифровым гигрометром.
Адсорбер работает постоянно, впитывая влагу внутри шкафа, и испаряя ее снаружи, что позволяет вернуться к необходимым параметрам в течении 30 минут после открытия и закрытия дверцы шкафа.

---

Дымоулавливающая система Fumecube Purex (Англия).

Применяется для защиты двух рабочих мест от воздействия вредных испарений и пыли, образующихся при: пайке, нанесении клея и химической обработке, ремонте печатных плат, трафаретной печати и маркировке.
Предварительный фильтр (Pre-Filter) предназначен для улавливания крупных частиц, прежде чем они смогут попасть в основной фильтр (HEPA).

---

Ремонтная паяльная станция Weller WR 3000M (Германия).

Многофункциональная 3-х канальная цифровая станция, созданная по последним технологиям электроники и отвечающая всем необходимым требованиям профессиональной пайки.
Предназначена выполнять различные операции: пайка, отпайка и пайка горячим воздухом.
Станция имеет встроенную помпу, которая дает возможность подключать паяльник для пайки горячим воздухом, вакуум для использования инструментов отпаивания и дополнительный вакуумный компрессор для вакуумной пипетки.

---

Паяльная станция Weller WX 1010с (Германия).

Новая многофункциональная сенсорная цифровая паяльная станция, создана по последним технологиям электроники и отвечающая всем требованиям профессиональной пайки.
Имеется возможность подключения в дополнительные порта другие устройства, такие как дымоуловители, подогревательные панели и осуществления управления подключенными устройствами с дисплея станции.
Температурный диапазон 50 С – 550 С

---

Ручной программируемый дозатор АПДП 2.0 (Россия).

Оснащён микропроцессорным управлением для мелкосерийного опытного производства.
Имеются функции обучения, автоматического повтора и хранения 9 установок.
В комплекте: педаль, адаптеры (трубки с разъемом) для шприц-картриджей емкостью 10 мл и 30 мл, ассортимент дозирующих игл.
Необходим внешний источник сжатого воздуха давлением 4-6 Бар.

---

Микроскоп стереоскопический ЛОМО МСП-2 (вариант 3).

Микроскоп с кольцевым светодиодным осветителем, рассчитан на работу с большими объектами в отраженном свете. Особенность в том, что оптическую голову стереомикроскопа можно перемещать по горизонтали, вертикали, наклонять под определенным углом. Кольцевой осветитель дает бестеневое распределенное освещение, при помощи которого доступно более детальное изучение исследуемого объекта.
В комплекте дополнительный led-осветитель ВОЛ-И с гибкими световодами, объективы х0,5 и х2, окуляры 15х и 30х.

---

Моторизированный разделитель групповых заготовок печатных плат Cab Maestro 2M (Германия).

В комплекте ножи (верхний и нижний) с титановым покрытием.
Моторизированная машинка, предназначенная для быстрого и экономичного разделения скрайбированных заготовок печатных плат в условиях среднесерийного, мелкосерийного и прототипного производств.
Три режима скорости вращения нижнего дискового лезвия: 100/200/300 мм/сек. Длина разделения 15-300мм.

---

Места рабочие BT Novator (Россия).

Предназначены для выполнения электромонтажных работ, сборки и ремонта электроаппаратуры.
Рабочие столы выполнены с ESD защитой.
Максимальная нагрузка на стол Novator 300 кг.
Комплектуется рельсом для ячеек комплектации и самими ESD-ячейками комплектации COCIS, а также настольным ESD-ковриком с ESD-браслетом и напольным ESD-ковриком.

---

При разработке решения по комплексу оборудования особое внимание уделялось следующим моментам:

• малые и, возможно в будущем, средние серии, возможность создания прототипов, создание печатных узлов высокой и малой сложности;
• возможная неравномерная загрузка оборудования в течение месяца, возможность выпуска небольшой серии в максимально сжатые сроки;
• возможные частые переналадки оборудования в процессе обучения и производства;
• разнообразная элементная база – от чипов 0201 и ИМС в корпусах DIP, QFP, TSOP, PLCC и др. до разъемов и нестандартных компонентов 50х50х20мм, что важно как для обучения, так и для контрактного производства;
• наличие и поверхностного, и выводного монтажа;
• возможность работы с обрезками лент, пеналами и компонентами из поддонов;
• возможность в перспективе работать с микросхемами в корпусах BGA и μBGA с шагом 0,3 (требуется дооснащение).

Таким образом, оборудование может быть одновременно использовано и для обучения, и для контрактной сборки достаточно сложных печатных узлов, с большой скоростью и высокой точностью. Гибкость при переналадке позволяет собирать большую номенклатуру и адаптировать процессы обучения и сборки заказов. Например, первая смена – обучение студентов, вторая смена – сборка контрактных изделий.

Опорные наконечники

Реперные советы AKA «Наш друг, верный знак»

• Программное обеспечение
• DIY Etch
• Учебники
• Провайдеры
• Расчет стоимости
• Eagle lib.
• Реперные знаки
• Форумы

• Дом
• О компании
  • ледиада.нетто
  • Портфель
  • Исследования
  • Пресс
  • Публикации и презентации
  • Фото
  • Wiki (серверная часть)
• Проекта
  • Arduino »
    • Щит регистратора данных
    • Ethernet-экран
    • GPS щит
    • Протощит
    • Моторный щит
    • Волновой щит
  • Настр. блок питания
  • Мозговая машина
  • BoArduino
  • Кнопка DIGG
  • Drawdio
  • Fuzebox
  • Игра Grrl
  • Игра жизни
  • Часы Ice Tube
  • MIDIsense
  • МиниПОВ2
  • MiniPOV3
  • MintyMP3
  • MintyBoost
  • МОНОХРОН
  • Считыватель SIM-карты
  • Говорил POV
  • TV-B-Gone
  • Твитнуть ватт
  • USBtinyISP
  • Волновой пузырь
  • x0xb0x
  • XBee
  • YBox2
  • Quickies »
    • USB-геймпад
    • Хэллоуин тыква
    • Винтажный байк Lite
    • Воздушный змей Arial Photo
    • Подставка для велосипедов
    • Литий-ионный велосипед Lite
    • Пого-удлинитель
    • Массовое программирование
    • Солнечная зарядка LiPo
    • Считыватель магнитной полосы
    • Солнечный трекер
    • Сумка TRON
  • Подробнее…
  • -> Инструкции
• Узнать
  • Учебное пособие по Arduino
  • Учебное пособие по АРН
  • Сканеры штрих-кода
  • Учебное пособие по EL Wire
  • ЖК-дисплеи
  • светодиода
  • Учебное пособие по мультиметру
  • Весы цифровые
  Датчики
  • »
    • FSR
    • Фотоэлемент CdS
    • Температура
    • Наклон
    • ПИР
    • Термопара
    • ИК-приемник
  • Коммутационные платы »
    • DS1307 RTC
    • MAX6675
    • ATmega32u4 Прорыв +
  • Продукты »
    • Рюкзак i2c / SPI с ЖК-дисплеем
    • USB Boarduino
    • ATmega32u4 Прорыв +
    • 2.8 TFT сенсорный экран
    • 1,8 SPI TFT
    • RFID / NFC
  • Хакерская плата Chumby
  • Учебное пособие по пайке
  • Учебное пособие по источникам питания
  • Brother KH-9033 Учебное пособие
  • Учебное пособие по обратному проектированию USB
  • Учебник по суппортам
  • Светодиодные ленты RGB
  • светодиодных пикселя RGB
  • Литий-ионные и литий-полимерные батареи
• Библиотека
  • Взлом Arduino
  • Батареи
  • Расчет ускорения
  • E.E. Инструменты
  • E.E. Компьютер
  • Найти запчасти
  • Комплекты
  • Лазер
  • мкК раздражает
  • Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом
  • Дизайн печатной платы и советы
  • PIC против AVR
  • Программное обеспечение
  • SMT
  • Модификации Zen-Cart
• Блог
• Магазин
• Форумы

ladyada.net

17 мая 2011 г. 20:07

Нужны ли по-прежнему размещения реперных маркеров на печатных платах? | Блог

Создано: 28 августа 2017 г.
Обновлено: 16 августа 2021 г.

Около 10 лет назад я перестал смотреть фильмы ужасов.В молодые годы мне очень нравилось быть напуганным глупцом, но когда я начал свою инженерную карьеру, меня больше заинтересовали жанры боевиков и научной фантастики. Вероятно, это потому, что я получал свою долю ужасных историй на работе, когда простые ошибки приводили к катастрофическим кошмарам постпродакшена.

Зарегистрируйтесь и попробуйте Altium Designer сегодня.

Когда я начинал свою карьеру в дизайне электроники, компоненты со сквозным отверстием были чрезвычайно популярны, а компоненты для поверхностного монтажа были редкостью.Когда (Quad Flat Package) пакеты микроконтроллеров (MCU) QFP стали популярными, у меня не было другого выбора, кроме как перейти со старого пластикового держателя микросхемы (PLCC). Это связано с тем, что для PLCC требуется дополнительный разъем, в то время как QFP можно установить непосредственно на печатную плату. Насколько я мог судить, это было лишь вопросом времени, когда производители микросхем прекратили выпуск микроконтроллеров в пакетах PLCC в пользу QFP или аналогичных пакетов.

Когда мои поставщики сборки печатных плат прислали мне электронное письмо, в котором говорилось, что они не могут механически собрать микроконтроллер на 200 производственных платах, которые я заказал, у меня начался кошмар.Поскольку я привык к гнездам PLCC, которые представляют собой компоненты со сквозными отверстиями, мне не приходило в голову использовать реперные маркеры на печатной плате. Размещение реперных маркеров является ключевым моментом, и в противном случае все микроконтроллеры QFP с крошечными шагами приходилось собирать вручную.

Это привело к большему проценту брака плат и к потере бесчисленных часов на устранение неисправностей, вызванных несовершенной ручной пайкой. С тех пор я всегда использую опорный маркер в своих проектах, даже если мои поставщики говорят мне, что они модернизировали свои машины, чтобы работать без маркеров.Кроме того, изучение расположения реперных маркеров было огромной кривой обучения в моей карьере! Я никогда не совершу ошибку, пропустив эти маркеры!

Вы можете получить полный беспорядок, если опустите реперные маркеры.

Что такое контрольный маркер и как он помогает в производстве?

При проектировании печатных плат опорный маркер представляет собой медную закругленную форму, которая служит ориентиром для сборочных машин. Опорные маркеры для печатных плат помогают машинам распознавать ориентацию печатной платы и ее компонентов для поверхностного монтажа с помощью корпусов с крошечными шагами, таких как Quad Flat Package (QFP), Ball Grid Arrays (BGA) или Quad Flat No-Lead (QFN).

Существует два типа реперных знаков, обычно используемых в конструкциях печатных плат: глобальные реперные маркеры и локальные реперные маркеры. Глобальные реперные маркеры — это медные ориентиры, размещенные на краю печатной платы, которые позволяют машине определять ориентацию платы относительно оси X-Y. Машина для установки реперных маркеров также используется для компенсации любого перекоса при зажиме печатной платы.

Местные реперные маркеры — это медные маркеры, которые размещаются за пределами угла четырехъядерного компонента для поверхностного монтажа.Он используется сборочными машинами для точного определения места установки компонента и уменьшения ошибок при размещении реперных точек. Это особенно важно, когда в вашей конструкции есть компоненты с мелким шагом и большие четырехъядерные компоненты.

Всегда уточняйте у производителя требования к меткам реперных точек.

Нужны ли исходные точки отсчета при современной производственной технологии?

Я всегда проектировал свои печатные платы как с глобальными, так и с локальными реперными метками.Однако, когда я наткнулся на статью, в которой объяснялась возможность исключения местных реперных знаков, я был заинтригован. Имеет смысл удалить реперные маркеры на меньших печатных платах, чтобы максимизировать пространство для дорожек сигналов.

Благодаря развитию производственных технологий, при определенных условиях можно не использовать местные реперные маркеры. На меньших платах современные сборочные машины могут размещать компоненты SMT, используя только глобальные реперные точки. Маркеры реперных точек также могут быть опущены для компонентов с большим шагом.Например, компоненты для поверхностного монтажа с шагом 1,0 мм и более могут быть точно размещены на новейших машинах.

При этом важно обсудить пределы возможностей машины вашего производителя, прежде чем удалять локальные реперные маркеры в вашем дизайне. Я на собственном горьком опыте убедился, что не все производители оснащены машинами, работающими по последнему слову техники. С другой стороны, глобальные реперные маркеры никогда не следует исключать из ваших проектов. Даже если вы работаете с одними из самых передовых производственных мощностей.

Лучшие практики использования опорных точек при проектировании печатных плат

Если вы хотите получить максимальную отдачу от сборки станка, вам необходимо правильно установить реперные маркеры. Когда дело доходит до размещения реперных точек в вашем дизайне, есть несколько важных рекомендаций.

1. Реперный маркер изготавливается путем размещения не просверленного слоя меди круглой формы. На контрольной метке не должно быть паяльной маски.

2. Оптимальный размер реперного маркера должен составлять от 1 до 3 мм.Должен быть сохранен зазор, равный диаметру маркера.

3. Для глобальных реперных точек 3 маркера размещены на краю досок для большей точности. В случаях, когда места недостаточно, требуется как минимум 1 глобальный реперный маркер.

4. Контрольный маркер должен выдерживать расстояние 0,3 дюйма до края доски, исключая область зазора реперного маркера.

5. Для локального использования реперные точки устанавливаются по крайней мере двумя реперными точками по диагонали на внешнем крае поверхностного компонента.

6. Когда плата больше, любое угловое смещение во время производства будет меньше. Это связано с тем, что небольшое угловое отклонение будет легче обнаружить, когда расстояние между реперными точками больше.

Примечание относительно размера печатной платы

Размер реперных точек печатной платы обычно составляет от 1 до 3 мм, но правильный размер, который вам нужен, зависит от сборочного станка, используемого вашим производителем. Некоторые производители рекомендуют добавлять 3 реперных точки по углам платы, поскольку это дает 2 измерения углового совмещения и позволяет механизму подбора и установки вывести правильную ориентацию.Некоторые производители указывают конкретный размер, который также зависит от сборочного оборудования, используемого вашим производителем. Как правило, диаметр отверстия в паяльной маске должен быть в два раза больше диаметра неизолированной меди для контрольной точки, хотя некоторые производители предпочитают, чтобы отверстие в паяльной маске было в три раза больше контрольного диаметра. Кроме того, размер реперных точек печатной платы на одной плате (как глобальный, так и локальный) должен быть одинаковым и не должен отличаться более чем на ~ 25 микрон.

Если вы собираете двухслойную плату, реперные точки верхнего и нижнего слоев должны располагаться друг над другом.Это может быть удивительно; Можно было бы подумать, что расположение реперных знаков должно быть зеркальным отображением друг друга, но я никогда не видел, чтобы производитель заявлял об этом в своих руководящих принципах. Размер реперных точек верхнего и нижнего слоев печатной платы должен быть одинаковым, включая отверстие в паяльной маске.

Рекомендации по двум стандартным координатным размерам печатных плат и отверстию для паяльной маски.

Местные реперные точки обычно имеют размер всего 1 мм с отверстием для паяльной маски 2 мм, хотя обратите внимание на правило D-3D, показанное на изображении выше, поскольку ваш производитель может предпочесть это отверстие для паяльной маски большего размера для размера вашей печатной платы.Размер локальных реперных точек печатной платы обычно не превышает 1 мм, чтобы обеспечить трассировку трассировки и оставить место для других компонентов. Для небольших компонентов, таких как резистор 0201 или BGA размером с кристалл, сборочная машина будет достаточно точной, так что локальный репер не требуется, и машина будет точно знать, где ваши компоненты должны располагаться.

Нет ничего плохого в том, чтобы проверить правильность размеров вашей печатной платы и отверстия паяльной маски перед отправкой вашего проекта производителю.Контрольные точки классифицируются на вашей плате как механические и ни к чему не подключены, поэтому легко изменить посадочное место для пользовательского реперного знака и при необходимости разместить новый. Некоторые производители изменят размер вашей печатной платы за вас, если он не соответствует нужному размеру.

Вы можете легко спроектировать и разместить свои реперные маркеры, контактные площадки, многоугольники и любые другие медные элементы для вашей печатной платы, когда вы используете возможности проектирования и компоновки печатной платы мирового класса в Altium Designer ^® .Пользователи могут воспользоваться преимуществами единой платформы интегрированного проектирования с функциями проектирования схем и компоновки печатных плат для создания производимых печатных плат. Когда вы закончите разработку и захотите передать файлы производителю, платформа Altium 365 ^™ облегчит совместную работу и обмен вашими проектами.

Мы только прикоснулись к возможностям Altium Designer на Altium 365. Начните бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 сегодня.

Зарегистрируйтесь и попробуйте Altium Designer сегодня.

Дизайн печатной платы

: почему вам следует заботиться о реперных знаках

Если вы из банковского и финансового мира, значит, вы слышали о фидуциарной ответственности. Поскольку не многие люди переходят от финансов к разработке электроники, это не очень важный термин, который нужно помнить в мире технологического производства. Однако измените «ry» на «l», и вы получите репер, который может быть довольно важным для разработчиков электроники .

Назначение реперного знака

Контрольные метки вступают в игру, когда у вас есть печатная плата, собранная с помощью автоматизированного оборудования для захвата и размещения — роботов, которые помещают компоненты на вашу плату. Автоматизированное сборочное оборудование требует невероятной точности для точного размещения резистора размером 0201 или микросхемы Micro BGA размером 2 x 2 мм. Машины должны точно знать, где находится ваша доска.

Реперный знак — это знак совмещения сборочных машин для поверхностного монтажа. Метки гарантируют, что ваша доска ориентирована в правильном направлении и выровнена как можно ближе к идеальной.Сборочные машины используют камеры для определения координатных меток, а затем корректируют размещение компонентов в зависимости от точного положения платы. Для всего процесса обычно требуется более одной реперной точки в необратимом шаблоне.

Взгляните на следующие два изображения. В обоих примерах, один с тремя отметками и один с двумя, машине будет ясно, перевернуты ли доски или повернуты боком. Шаблон с тремя отметками рекомендован IPC, хранителем отраслевых стандартов. Второй паттерн, хотя он имеет только две отметки и, следовательно, не может быть отменен, встречается достаточно часто и также работает.

Фото с сайта Screaming Circuits Фото с сайта Screaming Circuits

Когда использовать реперный знак

При крупносерийной сборке всегда требуются реперные метки для обеспечения точной совмещения и размещения деталей. Сборка в небольших объемах, как это бывает у специалистов по малым объемам или прототипов, не всегда требует их. Однако, поскольку некоторые магазины с низким объемом продаж полагаются на них, спросите, прежде чем предполагать. Даже если реперные знаки не требуются для сборки вашего конкретного продукта, они все равно помогают и всегда являются хорошей идеей.Единственный раз, когда вы можете быть уверены в том, что реперные метки не нужны, — это когда вы размещаете детали вручную.

На изображении ниже вы можете увидеть три маленькие металлические точки (верхняя левая, верхняя правая и нижняя правая области платы). Это реперные отметки. Если бы электроника для этой платы размещалась вручную, в маркировке не было бы необходимости. Однако, поскольку сотни копий этой платы производятся на сборочной линии, важно, чтобы машины знали разницу между верхом / низом и сторонами платы.Вы не хотите, чтобы электроника размещалась таким образом, чтобы не следовать заданному шаблону.

Фото с сайта Screaming Circuits

Построение реперного знака

С точки зрения конструкции реперных знаков наиболее важны две вещи: точность положения и контраст.

Точность положения

Должен быть создан реперный знак в верхнем медном слое. Почему медь, если теоретически можно использовать шелкографию или просверлить отверстие? Ответ — регистрация.Вся верхняя медь укладывается за одну операцию. Следовательно, точность позиционирования контактной площадки для поверхностного монтажа относительно медной реперной точки всегда будет одинаковой. Шелкография и сверление отверстий добавляются в отдельные операции, поэтому всегда есть вероятность, что регистрация будет отличаться от доски к доске.

Типичный BGA с шагом 0,4 мм имеет площадку 0,254 мм (0,01 дюйма) и расстояние 0,15 мм (0,0059 дюйма) между площадками. Шелкография и просверленные отверстия просто не имеют точности, необходимой для выравнивания при такой геометрии.

Контраст

Камеры в аппарате нуждаются в хорошем контрасте, поэтому метка должна быть чистой медью. Паяльная маска поверх медной площадки снизит контраст до такой степени, что камера может ее не увидеть. Паяльная маска имеет те же проблемы с регистрацией, что и шелкография, поэтому вам нужно убедиться, что никакая часть контактной площадки не закрыта.

Сделайте медную площадку диаметром от 1 до 2 мм. Отверстие маски должно быть на 2-5 мм больше меди. Некоторые пакеты САПР имеют реперные отметки в своей библиотеке компонентов.Это был бы самый простой путь.

Форма реперного знака

На следующем изображении крупным планом показана реперная точка, использованная на плате, показанной выше. Этот конкретный реперный знак использует квадратный вырез в шелкографии. Большинство используют круглый вырез, но форма не так уж и важна. При этом медная площадка должна быть круглой .

Изображение из Screaming Circuits

Если ваша доска будет производиться из фабрики в виде панели, вы можете нанести реперные метки на направляющие панели.Если вы получаете свои доски по отдельности, то ставьте реперные отметки на сами доски. Если вы не уверены, неплохо было бы сделать и то, и другое. Таким образом, независимо от того, собираются ли платы в виде панели или их необходимо депанелизировать перед сборкой, вы всегда в безопасности.

Помните, что реперные отметки не всегда требуются при малых объемах. Однако, даже если они не требуются, они все равно являются хорошей идеей. Высокое качество электроники тесно связано со снижением рисков, и это начинается с хорошего дизайна печатной платы.

Что такое реперный знак / маркер?

Главная »Учебники» Дизайн печатной платы »Что такое реперный знак / маркер?

Контрольная метка / маркер — это метка распознавания образов цепи или маркер. По сути, это , круглое отверстие под паяльную маску с круглой оголенной медью в центре . Чистая медь имеет меньший диаметр, чем отверстие в паяльной маске. См. Рисунок 1.

Рисунок 1. Опорный знак

Машины для захвата и размещения используют исходные точки отсчета в качестве опорных точек на печатной плате для размещения компонентов (пакетов) для поверхностного монтажа на печатной плате во время сборки печатной платы.

Каков размер реперных знаков?

Зависит от сборочных машин. Размеры отверстия 3,2 мм для паяльной маски и 1,6 мм для чистой меди или 2 мм для отверстия для паяльной маски и 1 мм для чистой меди идеально подходят почти для всех сборочных машин. На рисунке 2. показаны размеры реперных знаков.

Рисунок 2. Размеры реперных знаков

Сколько и где их разместить?

Нет строгих правил относительно количества реперных знаков.Хорошо, если вы разместите две реперные метки на противоположных углах печатной платы возле угловых краев. Если у вас есть пакеты BGA, QFN, QFP с небольшим шагом на макете, очень полезно разместить одну реперную метку рядом с каждым из этих пакетов / посадочных мест. На рисунке 3. показано положение реперных знаков на плате с одним QFN и одним пакетом QFP с малым шагом.

Рисунок 3. Расположение реперных знаков на печатной плате

Рекомендуем разместить его на панели.Также полезно, а иногда и обязательно, разместить четыре реперных метки возле углов рамы панели. Это зависит от сборочной машины. На рисунке 4. показано положение реперных знаков на краю рамки панели.

Рисунок 4. Расположение реперных знаков на краю панели

Нужна ли мне реперная метка / маркер на обеих сторонах печатной платы?

Если у вас есть SMD-компоненты на обеих сторонах печатной платы, вам необходимо разместить опорные точки / маркеры с обеих сторон сверху и снизу макета.

Руководства в категории: Дизайн печатных плат

Разница между компонентом (сверху) и видом снизу

Как спроектировать более дешевую печатную плату?

Обзор пакета

и полезные ссылки

Типы транспортных и погрузочно-разгрузочных работ

Что такое реперный знак / маркер?

Лучшие реперные маркеры за 5 простых шагов

В общей схеме проектирования печатной платы решение о размещении реперных маркеров может показаться второстепенным.Вы можете быть удивлены, узнав, что эти маленькие отметины на самом деле играют ключевую роль в хорошем производстве. В то время как отличные реперные метки обеспечивают последовательность и эффективность, плохие реперные точки могут означать дополнительное время и деньги, потраченные на перепрограммирование и переделку. Чтобы настроить себя и своего производителя на постоянную точность и качество, следуйте этим 5 рекомендациям .

1. Разберитесь, как работают реперные знаки
2. Выберите правильное место
3. Выберите правильный номер
4. Оптимизируйте конструкцию
5. Избегайте определенной отделки
   9034Понять, как работают реперные знаки

   Во-первых, убедитесь, что вы понимаете, что на самом деле делает реперный знак. Понимание «как» поможет вам легче ответить на ваш «почему» . И пока вы здесь, мы вас позаботимся! По словам Мириам-Вебстер, слово «контрольный знак» означает:

   «В качестве эталона»

   Контрольный знак на печатной плате является эталоном, используемым автоматизированным оборудованием, таким как Surface Mount Technology (SMT ) и Automated Optical Inspection (AOI).Знак представляет собой одинокую медную площадку , расположенную на расстоянии от любого другого видимого ориентира. Без реперных отметок оборудование либо неправильно разместит компоненты, либо вообще откажется работать. Однако с помощью считывания различных местоположений реперных меток , размещенных на печатной плате, автоматическое оборудование может определить точное местоположение для размещения или сканирования компонентов.

   Обратите внимание, большинство машин технически не считывает то, что вы помещаете на печатную плату. Скорее, он распознает отражение контрольной площадки.Помните об этом, и следующие шаги будут иметь больше смысла.

   2. Выберите правильное место

   Где вы должны разместить реперные отметки для наилучшего результата? Ответ будет зависеть от вашего общего дизайна панели печатной платы, но есть некоторые общие правила, которые вы можете использовать, чтобы прибивать его каждый раз. Мы рекомендуем добавить к вашему проекту как минимум панели и глобальные реперные отметки. Таким образом, производитель может выбрать лучший вариант для своего оборудования.

   Контрольные точки панели

   Контрольные метки панели наносятся на направляющие панели .Используйте эти отметки, чтобы ускорить производственный процесс.

   Автоматическое оборудование будет использовать эти отметки для позиционирования панели в целом. Поскольку этот метод игнорирует отдельные печатные платы на панели, контрольные метки панели лучше всего использовать для проектов с компонентами среднего и большого размера.

   Для получения наилучших результатов размещайте реперные метки как можно дальше друг от друга — обычно это углы направляющих.

   Глобальные реперные точки

   Глобальные реперные метки размещаются на каждой отдельной доске .Используйте их для повышения точности производственного процесса.

   По сравнению с метками панели, глобальные метки являются гораздо более надежным методом точной триангуляции. Во время производства оборудование рассчитает расположение каждой печатной платы отдельно. Единственный недостаток заключается в следующем: на панелях с многочисленными печатными платами считывание каждой глобальной реперной метки может значительно увеличить время обработки.

   Как и метки панели, общие метки наиболее эффективны на расстоянии. Постарайтесь разместить их по углам печатной платы.

   Местный реперный знак

   В отличие от предыдущих отметок, местные реперные отметки обычно считаются дополнительными, а не обязательными. Поместите эти отметки вокруг определенных компонентов, слишком маленьких или сложных, чтобы можно было доверять стандартной точности. Примеры компонентов включают QFP с мелким шагом, QFN и BGA.

   Для большей точности разместите эти реперные метки на противоположных углах соответствующего компонента.

   3. Выберите правильный номер

   В большинстве случаев мы рекомендуем использовать трех контрольных точек панели , трех глобальных контрольных точек на печатную плату и двух местных контрольных точек на компонент.Мы дадим вам несколько советов по ориентации, но сначала давайте поговорим о причинах количества.

   Для панельных / глобальных маркеров:

   1 Контрольная точка : Имея только одну контрольную отметку, программа сканирования не может определить правильное вращение печатной платы. Машина фактически не может запустить печатную плату только с одной реперной меткой.

   2 Контрольные точки : При наличии двух контрольных точек машины могут работать правильно. Однако здесь есть два риска.

   • Установка с двумя отметками обеспечивает хорошее, но обычно не очень хорошее отслеживание местоположения. Если вы работаете с компонентами с мелким шагом, они могут быть не такими точными, как вам хотелось бы.
   • Противоположные реперные точки могут привести к ошибке оператора. Если печатную плату вставить в перевернутом виде, машина все равно сможет увидеть реперные знаки и продолжить свой веселый путь. Этот промах в лучшем случае приводит к потере времени, а в худшем — к катастрофическому скоплению компонентов или необратимому повреждению печатной платы и оборудования. (В таблице ниже показано, как снизить этот риск.)

   3 Контрольные точки : Три — оптимальное количество реперных отметок для правильной работы печатной платы. Добавление третьей реперной метки добавляет дополнительную точку для триангуляции, повышая общую точность. Это также исключает любую возможность ошибочно повернутой доски пройти мимо камер.

   4 Контрольные точки : Хотя может показаться, что добавление четырех точек может только еще больше повысить точность, к этому моменту редко можно получить намного больше. Основным недостатком здесь является то, что четвертый реперный знак может вновь представить опасность обработки перевернутой панели.Соблюдайте особую осторожность при движении по этому маршруту.

   Для локальных опорных точек:

   2 метки считается стандартом точности компонентов.

   Размещение краев

   Это важно: Избегайте размещения реперных точек напротив края панели. В установочном оборудовании часто используются зажимы для фиксации печатной платы на месте во время заполнения. Если зажимы закрывают реперные точки, у вас серьезная проблема. Старайтесь центрировать реперные метки на расстоянии не менее 3 мм от края (мы рекомендуем 5 мм, чтобы исключить любой риск.)

   Вот несколько примеров того, что можно и чего нельзя делать при размещении реперных знаков:

   4. Оптимизация дизайна реперных точек

   Форма

   После того, как вы выбрали места для ваших реперных отметок, пора переходить к решить, как они появятся. Хотя некоторое производственное оборудование запрограммировано на распознавание различных форм, таких как бриллианты, квадраты или песочные часы, не все машины справятся с этим. По этой причине мы настоятельно рекомендуем вам придерживаться общепринятого кругового реперного знака .

   Размер

   Размер знака, с другой стороны, немного более гибкий. Средний диапазон для контрольной площадки составляет 1-3 мм в диаметре . Такой размер позволяет камере и программному обеспечению оборудования быстро распознавать площадку как реперный знак.

   Материал

   Опорная площадка должна быть обработана металлом, используемым на остальной части платы. (Помните, что контактная площадка предназначена для отражения света ). По этой причине не закрывайте контактную площадку паяльной маской, шелкографией или любым другим материалом.

   Вырез / зазор

   Правильный зазор вокруг контрольной площадки жизненно важен. Поместите открытое пространство вокруг контактной площадки (без меди, паяльной маски, шелкографии и т. Д.). Наличие этого пространства позволяет камере улавливать отметку без визуальных помех.

   Диаметр открытого пространства должен на как минимум вдвое больше, чем на , диаметра площадки. Итак, для 2-миллиметровой площадки вам понадобится как минимум 4-миллиметровый зазор вокруг нее. Форма зазора менее важна; круглые и квадратные области — два популярных дизайна.

   5. Обратите внимание на медную отделку

   А вот и камень преткновения, о котором большинство людей не задумывается. Знаете ли вы, что некачественная отделка может нарушить производство вашей сборки? Вернемся еще раз к концепции реперного отражения.

   Подробнее об элементах печатной платы

   Контрольные опорные площадки должны быть плоскими для отражения однородного изображения. Медные метки покрываются любым металлическим покрытием, которое вы выберете.Такие процессы, как гальваника и погружение, надежны в своей однородности, в то время как припой уровня горячего воздуха имеет тенденцию быть немного более изменчивым. В Meyer мы видели высококачественную отделку HASL и не очень хорошую отделку HASL.

   Если покрытие имеет вариаций толщины , оно не будет правильно отражаться. Хотя это и не является непреодолимым, это заставляет операторов тратить дополнительное время на восстановление отметок. В зависимости от того, насколько грубая проблема, это может означать прохождение каждой панели с использованием ластика карандаша, чтобы рассеять отражение, редактирование программного обеспечения для компенсации или полную перепайку реперных точек.Короче говоря, для исправления требуется дорогостоящее время.

   Если вам необходимо использовать покрытие HASL для вашей печатной платы, попробуйте найти компанию по изготовлению плат с хорошими отзывами о качестве. Чем выше качество, тем обычно получается более плоское покрытие. Также обсудите процесс с вашим производителем — они могут направить вас к хорошему производителю или поделиться своими знаниями о возможностях считывания реперных знаков их оборудования.

   Заключение

   Размещение контрольных точек может показаться тривиальным по сравнению с большинством аспектов печатной платы, но эти реперные точки являются маяками, которые направляют автоматизированную сборку.Используя рассмотренную нами тактику, вы сможете проложить путь к превосходной точности и упрощенной работе.

   Сталкивались ли вы с подводными камнями или изучали методы проектирования реперных точек, не упомянутые здесь? Помогите своему сообществу добиться успеха, поделившись комментариями ниже!

   Крис Мейер работает в производстве электроники более 15 лет. Он пишет из своего заваленного платами кабинета, делится своими идеями и советами по улучшению качества, чтобы повысить ваш успех в индустрии печатных плат.Опорный маркер печатной платы

   — как они размещены? »EMS-руководство — Kuttig Electronic

   Контрольный маркер или реперный знак относится к контрольной точке на печатной плате (PCB).

   Благодаря реперным точкам принтер для паяльной пасты, автоматические установочные машины и системы оптического контроля могут точно измерить структуру схемы.

   Контрольные точки также называются метками распознавания образов схем.
   

   Контрольные точки в производстве электроники

   Часть печатной платы с контрольными точками панели и глобальными реперными точками.

   В высокоавтоматизированном производстве электроники используются машины с системами распознавания изображений (системы технического зрения). Они измеряют фактическое расположение структуры схемы на печатной плате перед печатью паяльной пастой, сборкой SMD или проверкой AOI .

   Во время измерения приближаются к контрольным точкам на печатной плате и определяется их положение.Впоследствии эти положения сравниваются с математическим изображением, и любое возможное расширение, сжатие или вращение печатной платы может быть компенсировано.

   Что произойдет, если нет доступных реперных знаков?

   Отсутствующие реперные точки приводят к увеличению усилий по настройке во время размещения, поскольку необходимо использовать альтернативную маркировку, такую ​​как переходные отверстия или отверстия. Реперные знаки являются более точными по сравнению с альтернативными метками, поскольку они вытравливаются на том же этапе производства, что и структуры схемы.

   Нередко требуется ручная доработка, чтобы можно было собрать печатные платы автоматически. В неподходящих случаях элементы с малым шагом не могут быть собраны, если нет достаточной точности для определения положения.

   Оптимальные ключевые данные для реперных знаков

   Мы рекомендуем следующие ключевые данные для оптимального производства вашего продукта:

   Оптимальный размер и форма реперных точек

   • Реперные точки имеют диаметр 1 мм,
   • Контрольные точки лежат ровно и без паяльной маски,
   • Контрольные точки выставляются в паяльной маске диаметром 3 мм или в квадрате 3×3 мм.

   Если место ограничено, можно также разместить реперные знаки меньшего размера. Однако ни в коем случае они не должны быть меньше 0,5 мм. Более того, они должны иметь достаточный контраст, будучи окруженными открытой площадкой.

   Примеры

   	ОПТИМАЛЬНЫЙ	ДОПОЛНИТЕЛЬНО	МИНИМАЛЬНОЕ
   Опорная метка диаметра	1 мм	1 мм	0,5 мм
   Обхват открытой местности	1 мм	0,5 мм	0,25 мм
   Диаметр (реперный, включая открытую площадку)	3 мм	2 мм	1 мм

   Размещение реперных точек

   Глобальные и групповые реперные знаки

   • Три реперных точки на одной плате расположены в виде буквы «L».
   • — Для платы с несколькими схемами в панели три дополнительных реперных точки расположены в виде буквы «L» на краю панели.
   • Все реперные точки расположены как можно дальше снаружи для создания максимальных расстояний. Однако необходимо, чтобы до края (транспортный край!) Оставалось не менее 5 мм.
   • Рекомендуемое условное обозначение: от FD1 до FD3 для ВЕРХНЕЙ стороны, от FD4 до FD6 для НИЖНЕЙ стороны (они должны быть указаны как компоненты в файле Pick & Place).
   • Контрольные точки также должны быть указаны в данных паяльной пасты (они нанесены лазером снизу во время изготовления трафарета).

   Местные реперные знаки

   Мы рекомендуем использовать местные реперные точки для компонентов с шагом штифта ≤ 0,5 мм.

   • Должны быть расположены три реперных точки для каждого соответствующего компонента (минимум два по диагонали),
   • Координаты должны быть указаны так же, как компоненты (ссылка FDx-IC #) в файле Pick & Place,
   • Необходимо обеспечить достаточное расстояние до следующего компонента (реперные точки должны быть видны после сборки).

   Маленький, но мощный: реперные знаки и их назначение

   Лаура ван Хоф // 6 октября 2021 года

   Контрольная точка — это, по сути, круглое отверстие в паяльной маске с круглой оголенной медью в центре. Контрольные точки — это ориентиры на печатной плате (PCB) для автоматизированного оборудования. Его полное название — «Опорный маркер». Реперные знаки помогают машинам распознавать, где находится объект в своем пространстве.

   Рисунок 1: Реперные точки. Источник: EPR

   Рука помощи

   При сборке и контроле реперных точек печатных плат убедитесь, что наша машина для трафаретной печати, машина для захвата и размещения и машина AOI (автоматический оптический контроль) могут распознать, где именно находится печатная плата в машине.

   Во время сборки печатной платы машина для захвата и установки использует реперные метки в качестве контрольных точек на печатной плате для размещения компонентов (пакетов) для поверхностного монтажа. Если компоненты размещаются на двухсторонних конструкциях печатных плат, необходимо размещать реперные точки с обеих сторон печатной платы.

   Сборочные машины используют камеры для определения координатных меток, а затем корректируют размещение компонентов в зависимости от точного положения платы.

   Рисунок 2: Глобальные и локальные реперные знаки. Источник: Accutron Inc.

   Не кладите все яйца в одну корзину

   Для всего процесса обычно требуется более одной реперной метки в необратимом шаблоне. С помощью первых двух реперных точек (диагональное размещение) машина может распознать, где печатная плата находится в ее положениях X и Y, а также насколько перекошена печатная плата в зажимах. Машина может измерять угол поворота и соответствующим образом компенсировать все размещения, чтобы компоненты были размещены правильно. Наконец, третий реперный знак помогает машине компенсировать любую усадку или растяжение печатной платы.

   Если у вас есть пакеты BGA, QFN, QFP с очень маленьким шагом на макете, очень полезно разместить одну реперную метку — местную реперную точку — рядом с каждым из этих пакетов / посадочных мест. Эти компоненты требуют более точного расположения.

   Панелирование

   Рекомендуется, а иногда и необходимо, размещать реперные маркеры рядом с углами панели.