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Introduzione
Se sei un principiante assoluto, è probabile che tu non sappia cosa siano i PCB fiduciali. Va tutto bene, ci siamo passati tutti. Ma se vuoi essere un esperto nella produzione di PCB e imparare come possono aiutarti a distinguerti dalla concorrenza, allora è qui che dovresti iniziare.
PCB fiduciario
In questo post sul blog imparerai cosa sono i fiducial marker, come funzionano e perché potresti usarli. Marcatori fiduciali o fiducial sono utilizzati in tutto il settore dei circuiti stampati (PCB). Esistono diversi tipi di fiducial che possono essere utilizzati per la marcatura e la produzione di PCB. Alcuni sono più comuni di altri.
fiduciari
Cosa sono i Fiducial?
I punti di riferimento sono marcatori posizionati sul circuito stampato (PCB) per aiutare a determinare la distanza tra due punti. Vengono utilizzati da produttori e ingegneri per garantire che in ogni prodotto vengano utilizzati i componenti corretti.
Sono piccole cose che ti aiutano a trovare il tuo posto e ad assicurarti di fare le cose per bene, che si tratti di un circuito o di una festa. I fiduciari sono fondamentalmente come le stelle nel cielo: sono sempre lì e non cambiano mai. Se sai dove si trovano, puoi navigare nel mondo che li circonda.
Se si desidera realizzare un circuito stampato per un nuovo modello di auto, potrebbe essere necessario misurare la distanza tra due terminali della batteria . Si potrebbe utilizzare un righello o un altro strumento, ma ciò richiederebbe molto tempo e risulterebbe impreciso. In alternativa, è possibile utilizzare dei punti di riferimento (fiducial marks) per ottenere misurazioni più accurate.
Fiduciali in un PCB
Come funzionano i Fiducials in un PCB?
I fiduciali sono i piccoli punti neri che vedi stampati su un PCB. Di solito sono piccoli, rotondi e offrono un modo rapido per allineare il PCB con un'altra scheda o componente. I fiducial possono essere utilizzati anche per misurare le distanze tra i componenti e garantire che tutto sia posizionato correttamente sulla scheda.
Quando un punto di riferimento viene posizionato su un PCB, si tratta in genere di un segno metallico inciso sullo strato di rame della scheda. Il metallo è solitamente oro o argento , ma potrebbe essere qualsiasi altro metallo conduttivo. I punti di riferimento consentono di localizzare e identificare facilmente punti specifici sulla scheda senza doverli tracciare manualmente.
PCB fiduciali
Perché hai bisogno di PCB Fiducial?
I PCB fiduciali vengono posizionati sul PCB durante il processo di produzione. Servono a garantire che sia il PCB che i suoi componenti siano correttamente allineati. Senza fiducial, non potresti essere sicuro che il tuo PCB sia correttamente allineato e certamente non sapresti dove si trovano i componenti. Ecco perché sono così importanti!
Senza fiducial, sarebbe difficile capire dove dovrebbero andare le cose. Questo non è solo un problema per il produttore: se non ci sono abbastanza fiducial per un intero progetto, allora qualcun altro potrebbe accidentalmente mettere la sua parte nel posto sbagliato e che potrebbe causare seri problemi in seguito lungo la linea.
Come aggiungere Fiducial in un PCB?
Quando aggiungi marcatori fiduciali al tuo PCB, è importante conoscere questi passaggi per assicurarti di averli posizionati correttamente.
Che tipo di marchio fiduciario usare
È importante sapere quale tipo di marcatore di riferimento utilizzare. È possibile scegliere tra diverse tipologie, tra cui marcatori di riferimento globali e marcatori di riferimento locali. I marcatori di riferimento globali sono utilizzati per l'allineamento generico. I marcatori di riferimento locali sono utilizzati per l'allineamento con un componente o un assieme specifico . Il tipo più comune di marcatore di riferimento globale è un pad o una sfera rotonda. I marcatori di riferimento locali sono utilizzati per l'allineamento dei componenti e includono modelli di fori e pad rettangolari.
Dove posizionare i marchi fiduciali
Il posizionamento dei marchi fiduciali dovrebbe essere in una posizione facilmente identificabile sulla scheda e non interferire con nessun altro componente o traccia. Il modo migliore per farlo è utilizzare un programma CAD che abbia un'opzione per posizionare segni fiduciali su un PCB.
La posizione di questi segni dipende dal tipo di scheda prodotta. Ad esempio, se stai producendo un PCB per un circuito integrato (IC), i contrassegni fiduciari sarebbero posizionati in punti specifici attorno al perimetro dell'IC.
Qual è la dimensione e la forma dei marchi fiduciari
Devi specificare la dimensione del tuo marchio fiduciario. Questo è importante perché se non ci dici la taglia non avremo idea di quanto dovrebbe essere grande o piccola.
Anche la forma conta molto. Devi specificare se deve essere quadrato, rettangolare, ecc. Se non ce lo dici, supponiamo che possa avere qualsiasi forma.
Di quanti marchi fiduciari hai bisogno
È necessario sapere quanti punti di riferimento (fiducial marks) servono. Se si utilizza un sistema laser, il numero di punti di riferimento dipenderà dalle dimensioni del PCB e dalla macchina utilizzata. Se si utilizza un sistema ottico o un sistema basato su telecamera , non vi è alcun limite al numero di punti di riferimento utilizzabili.
Indicatori Fiduciali Globali e Locali
2 tipi di marcatori PCB Fiducial
Nella produzione di circuiti stampati, esistono due tipi principali di marcatori fiduciali: fiduciali globali e fiduciali locali. Entrambi i tipi possono essere utilizzati per la produzione di PCB, ma è meglio utilizzare ogni tipo per il lavoro a cui è destinato.
Marcatori Fiduciali Globali
Questi marcatori sono il tipo più comune di marcatore. Sono utilizzati per contrassegnare una posizione univoca su una scheda, ad esempio dove verrà posizionato un IC o un'altra parte. I fiducial globali sono in genere sotto forma di punti o cerchi e possono variare di dimensioni (sebbene dovrebbero essere abbastanza grandi da non sembrare rumore).
I fiducial globali vengono utilizzati insieme a un sistema di misurazione che utilizza un sistema di coordinate assolute. Questi marcatori sono posizionati sulla scheda per fornire punti di riferimento per il sistema di visione artificiale da tracciare. Questi marcatori possono essere posizionati a intervalli regolari o in schemi specifici in base ai requisiti dell'applicazione.
Marcatori Fiduciali Locali
Questi marcatori sono simili ai fiducial globali in quanto vengono utilizzati per contrassegnare una posizione univoca su un tabellone, ma sono più piccoli e meno evidenti dei fiducial globali. In genere vengono utilizzati per allineare i componenti durante l'assemblaggio, quindi non è necessario che si distinguano tanto quanto i fiducial globali.
I marcatori fiduciali locali vengono utilizzati dai sistemi che impiegano coordinate relative e richiedono una precisione superiore a quella offerta dai marcatori globali. Forniscono un punto di riferimento per il sistema di visione, consentendogli di localizzare con precisione elementi sulla scheda, come fori o altre caratteristiche che contribuiscono a migliorare la sua capacità di rilevare oggetti sulla superficie del PCB.
Fattori per Fiducial PCB
Fattori da ricordare nella progettazione di PCB fiduciali
La creazione di Fiducial PCB è una procedura interessante che richiede molta pazienza. Per questo motivo, se non hai la pazienza, sarà molto meglio per te acquistarli. Questo ti salverà da molta frustrazione quando crei il tuo. Certo, farlo da soli sarà più soddisfacente e ti aiuterà anche a capire meglio come funzionano le cose. Ecco i fattori da ricordare nella progettazione di PCB fiducial:
Forma
Vuoi assicurarti che la forma del tuo PCB sia esattamente come vuoi che sia. Se è troppo grande o troppo piccolo, potresti trovarti a sprecare materiali o a realizzare parti che non si incastrano correttamente.
La forma di un segno fiduciario può influire sulla sua visibilità a distanza. Un segno fiduciale circolare o quadrato ha una superficie maggiore rispetto ad altre forme e quindi consente a più luce di riflettersi su di esso e renderlo più visibile da più lontano rispetto ad altre forme.
Taglia
Considera le dimensioni del tuo PCB. A seconda delle dimensioni, potrebbe non entrare nel contenitore in cui desideri inserirlo. Potrebbe non essere in grado di contenere i componenti necessari per contenere.
Se li rendi troppo grandi, possono essere difficili da gestire per la macchina. Se li rendi troppo piccoli, c'è la possibilità che la macchina li perda del tutto. La dimensione del segno fiduciario deve essere abbastanza grande da essere facilmente individuabile. Ma non così grande da interferire con altri componenti sulla scheda.
Materiale
Devi pensare a quale materiale sarà realizzato il tuo PCB fiduciale. Questo perché materiali diversi hanno proprietà e caratteristiche diverse.
Ad esempio, FR-4 ha un'eccellente resistenza meccanica e un'elevata conducibilità termica ma una bassa costante dielettrica. Quindi, se stai utilizzando una scheda PCB FR-4, puoi aspettarti che i tuoi fiducial siano più durevoli e durino più a lungo di quelli stampati su altri tipi di circuiti stampati.
Autorizzazione
Durante la progettazione e la produzione di Fiducial PCB, è necessario considerare l'autorizzazione. Il gioco è la quantità di spazio tra un Fiducial e l'altro. Può essere correlato alla dimensione del Fiducial. Dipende anche da quanti Fiducial ci sono in una determinata area.
L'autorizzazione è importante perché influisce sulla precisione con cui il tuo Fiducial sarà in grado di individuare la sua posizione sul tabellone. Se c'è troppo poco spazio tra due Fiducial adiacenti, possono interferire l'uno con l'altro durante il montaggio o il funzionamento.
Se c'è troppo spazio tra di loro, non riusciranno a trovare la loro posizione corretta sulla scheda. Il modo migliore per garantire che tutti i punti di riferimento abbiano uno spazio adeguato è attraverso un'attenta pianificazione e progettazione prima dell'inizio della produzione.
Problemi di Fiducial PCB
Problemi comuni durante la progettazione di Fiducial PCB
I PCB fiduciali sono un ottimo modo per far lavorare insieme i circuiti stampati e i componenti. Ma possono essere difficili da progettare. Ecco i 3 principali problemi che vorresti evitare durante la progettazione del tuo PCB:
Deviazione di posizione
Questo è un problema comune durante la progettazione di circuiti stampati fiduciari. Questo è il risultato di componenti disallineati e può portare a prodotti di scarsa qualità. Ciò accade quando la posizione effettiva del componente non corrisponde al punto previsto sul progetto del PCB.
Per evitare questo problema, è importante selezionare componenti compatibili con il processo del produttore del PCB e posizionarli con cura nel progetto.
La luce diretta può causare urti
I PCB Fiducial sono progettati per essere utilizzati in molte applicazioni, ma quando vengono utilizzati con luce diretta, possono causare la comparsa di protuberanze sul PCB. Questo perché la sorgente luminosa può riscaldare il PCB e danneggiarlo.
Per evitare che ciò accada, utilizzare una fonte di luce indiretta invece di luce diretta. Puoi anche usare materiali speciali che non assorbono il calore della luce.
Nessun Soldermask copre il Fiducial
Nessun Soldermask dovrebbe coprire il Fiducial su un PCB
Quando si progetta un PCB, è importante ricordare che la maschera di saldatura non deve coprire i punti di riferimento (fiducial). Il motivo è che la maschera di saldatura deve essere rimossa prima di applicare la pasta saldante. Se la maschera di saldatura copre i punti di riferimento, questi potrebbero non essere visibili al termine del processo di produzione!
Conclusione
I marcatori fiduciari sono progettati per sfondare la superficie del circuito stampato e posizionarsi leggermente fuori o all'esterno di esso. Per ingegneri e tecnici, questi servono come rappresentazione visiva di dove devono praticare i fori nel circuito stampato per fissarli. Per altre persone non tecniche, i marcatori fiduciari sono più ambigui. Servono come promemoria visivo dello scopo dietro i circuiti e i fili ad essi collegati. In ogni caso, l'uso di marcatori fiduciali è significativo per qualsiasi circuito stampato e per l'utente finale che dipende dalla sua funzionalità.
