聊聊PCB上的那些“孔”和“点”（一）- Mark点

蓝图分享网 2022-09-28 09:36:52 677阅读 0评论

今天来聊一下PCB上那些非常重要但却非常容易被忽视的“孔”和“点”。小编刚开始做设计的时候也不太重视这些与工艺、测试、装配相关的东西，跟着师傅做了几个量产的项目后，才意识到它们的重要性。猜到是哪些“孔”和“点”了嘛？没错，就是它们：

基准点(Fiducial)，也有叫Mark点的
测试点(Testpoint)
安装孔(Mounting Hole)

新工程师们一头雾水。老工程师们却对这几个点是又爱又恨，在保证品质的同时，为如何在走线密度已经很大的PCB上添加这些点伤透了脑筋。让我们看一下这些“孔”和“点”究竟有什么讲究，该怎么设计。

基准点(又称Mark点)

基准点也叫Mark点，为装配工艺中的所有步骤提供共同的可测量点，保证了装配使用的设备能精确地定位器件封装。基准点对 SMT生产非常重要。换句话说，只要PCB上有贴片器件，就应该放置Mark点，以便贴片机可以精确定位。

PCB上的Mark点一般长这样：

Mark点的理论知识

敲敲小黑板，打开IPC-SM-782A，看看IPC对Mark点的建议。

Mark点可以分为两类：

全局Mark点(Global Fiducials)
局部Mark点(Local Fiducials)

其中全局Mark点又可细分为单板Mark点和拼板Mark点(Panel Fiducial)。单板Mark点用来定位单块板上所有电路特征的位置；拼板Mark点用来辅助定位拼板上所有电路特征的位置；局部Mark点是定位单个元器件的基准点标记，以提高贴装精度(主要针对QFP、BGA等管脚较多且密的重要器件)。

下图分别解释了全局Mark点、局部Mark点及拼板Mark点：

为保证贴装精度，SMT设备要求PCB板内至少有一对符合设计要求的可供SMT机器识别的Mark点。这2个Mark点应放在对角的位置且距离应尽可能的远。为什么至少2个呢？主要是为了校正平移偏差(x,y方向)以及旋转偏差(theta)。

如果考虑非线性失真(缩放、拉伸、扭曲)，则至少需要3个Mark点，以三角形排布且尽可能互相远离。

Mark点设计规范

以下规范是SMEMA定义并得到了IPC的支持

形状

建议使用实心的圆，但也可以使用其他形状，如下图：
尺寸

Mark点最小直径1.0mm(40 mil)，最大直径3.0mm(120mil)。需要强调的是同一PCB上的所有Mark点大小必须一致。建议工程师将所有设计的Mark点统一直径为1.0mm。
间距

Mark点周围需要有一块空旷区域，空旷区域半径最小为2R，R为mark点半径。如果能达到3R，机器识别效果更好（但需要占用更多PCB空间）。注意空旷区域内不能有任何对象(铜皮或丝印等)。
材料

Mark点般使用裸铜。如果使用阻焊，阻焊不应覆盖Mark周围空旷区域。
平整度

Mark点表面平整度应该在15微米以内。
边缘距离

Mark点边缘距离PCB板边必须>=5mm（机器夹PCB最小间距要求），并满足空旷度间距要求。
对比度

Mark点与PCB基材对比度高可达到最佳识别效果。