Компания Вектор

Создание реперных знаков

Советы по проектированию реперных знаков для печатных плат

Советы по проектированию реперных знаков для печатных платСледующие пункты призваны осветить общие вопросы по проектированию и размещению специальных поверочных меток на поверхности печатной платы, более известных как реперные знаки. Советы придерживаются правил проектирования, стандартизированных Ассоциацией производителей, использующих технологию поверхностного монтажа плат ( Surface Mount Equipment Manufacturers Association ) и поддерживаемых IPC.

Реперные знаки являются одним из элементов разводки печатной платы, создаваемых одновременно с разводкой самой платы.

(Структура платы и реперных знаков должны вытравливаться в одно и то же время)

Реперные знаки обеспечивают общие точки, которые могут быть распознаны и обмеряны на всех этапах процесса сборки печатной платы. Это позволяет любому сборочному оборудованию точно распознавать расположение рисунка печатной платы.

Реперные знаки разбиты по следующим типам:

  • Общие реперные знаки:

    Реперные знаки, используемые для обнаружения всех элементов на конкретной печатной плате. Когда мультиплицированные платы обрабатываются как единая панель, общие реперные знаки могут также располагаться вместе с реперных знаками цельной панели. В таком случае они используются для обнаружения конкретных плат на данной панели.(См. Рис. 1 и 2)

  • Локальные ( местные ) реперные знаки:

    Реперный знак (или знаки) используемый для обнаружения позиции конкретной группы контактных площадок на плате или компонента, что бывает необходимо для более точной установки таких компонентов, как QFP с шагом от 0,5 мм.

  • Реперные знаки, содержащиеся в изображении печатной платы:

    Общие реперные знаки на мультиплицированной панели печатных плат, расположенные в пределах периметра конечных печатных плат ( т.е. плат, получаемых после разрезки панели ).

  • Реперные знаки панели печатных плат:

    Общие реперные знаки на мультиплицированной панели печатных плат, расположенные по внешней стороне периметра конечных печатных плат. (См. Рис.2 )

    Обрезаемые краевые реперные знаки
    Обрезаемые краевые реперные знаки.

Общие реперные знаки

Общие и/или панельные реперные знаки должны, в идеале, быть расположены в узлах трех-точечной сеточной системы, левый нижний угол которой имеет координаты точки 0,0, а остальные две точки которой находятся на положительных осях в X и Y направлениях.

Общие реперные знаки должны располагаться на всех слоях печатной платы, которые содержат компоненты, монтируемые автоматическим оборудованием.
Это остается верным и тогда, когда печатная плата не содержит компонентов с мелким шагом ( менее 0,5 мм.), так как большая часть современного оборудования для монтажа использует распознавание реперных знаков для выравнивания печатных плат в процессе производства. Использование других объектов на печатной плате ( сквозные отверстия , и.т.д.) вместо реперных знаков может снизить точность установки компонентов.

Сдвиги:

Минимум два общих реперных знака смогут обеспечить при необходимости корректировку печатной платы при сдвиге ( оси X и Y ) и повороте ( ось Тета ). Такие общие реперные знаки должны быть расположены диагонально, на максимально возможном удалении друг от друга.на печатной плате или панели.

Нелинейные искажения:

Минимум три реперных знака смогут обеспечить при необходимости корректировку нелинейных искажений, таких как нарушение масштаба, вытягивание или сдвиг рисунка печатной платы.
Подобные реперные знаки должны быть расположены по треугольной схеме и располагаться как можно дальше друг от друга на печатной плате или панели.

Общие и локальные реперные знаки
Рис.1 Общие и локальные реперные знаки
Локальные (местные) реперные знаки

Реперный знак ( или знаки ) используемые для обнаружения позиции конкретной группы контактных площадок или компонента, что может быть необходимо при точной установке таких компонентов как QFP с шагом от 0,5 мм.

Поступательные сдвиги:

Один или более реперных знаков смогут обеспечить при необходимости корректировку поступательных сдвигов ( по осям X и Y). Подобные реперные знаки располагаются внутри периметра группы контактных площадок, преимущественно в ее центре.

Если имеются ограничения по месту на печатной плате, можно использовать как минимум один локальный реперный знак для корректировки поступательных сдвигов. В таком случае он располагается в центре группы контактных площадок.

Реперные знаки панели:

Три реперных знака смогут обеспечить при необходимости корректировку поступательных и вращательных сдвигов для всей панели мультиплицированных печатных плат.
Для этих целей три панельных реперных знака должны быть расположены по треугольной схеме как можно дальше друг от друга, вне периметра конечных печатных плат, расположенных на панели.

Реперные знаки панели
Рис. 2 Реперные знаки панели
Проектирование реперных знаков

Минимальный рекомендуемый размер для реперного знака это 1 мм.
Признак хорошего тона делать реперные знаки одного размера, поскольку некоторое сборочное оборудование не настолько гибко способно перенастраиваться для распознавания реперных знаков различного размера.на одной и той же печатной плате.

Форма:

Существует несколько общепринятых форм. Некоторые говорят, что оптимальным реперным знаком является сплошной залитый круг.

Общепринятые формы реперных знаков
Рис.3 Общепринятые формы реперных знаков

Размер:

Минимальный диаметр реперного знака должен быть 1мм (0.040 дюйма).
Максимальный диаметр реперного знака должен быть 3мм (0.120 дюйма).
Реперные знаки на одной печатной плате не должны отличаться в размерах более чем на 25 микрон (0.001 дюйма).

Свободная область вокруг реперного знака:

Вокруг реперных знаков должна быть обеспечена область, свободная от любых других элементов печатной платы или каких-либо маркировок.
Размер свободной области должен быть эквивалентен радиусу реперного знака. Предпочтительно делать свободную область вокруг реперного знака равным диаметру знака.

Свободная зона, вокруг реперного знака
Рис.4 Свободная зона, вокруг реперного знака

Свободная область на краю печатной платы:

Расстояние от реперного знака, до края печатной платы или панели не должно быть менее чем сумма значений 4.75 мм [0.187 дюймов] ( ширина области на краю печатной платы для транспортировки ее в устройствах, оборудованных конвейерами по стандарту SMEMA) и радиусом свободной области вокруг реперного знака.

Базовый материал:

Предпочтительный базовым материалом является неизолированный или неизолированный, покрытый медью материал, защищенный анти-окислительным покрытием..
Это также может быть материал, покрытый никелем или оловом или с нанесенным паяльным припоем (HASL).

Для оптимальной проиводительности оборудования должна быть обеспечена высокая степень контрастности между поверхностью реперного знака и соседней областью базового материала печатной платы.

Толщина покрытия:

Для нормального использования толщина покрытия неизолированного, покрытого медью материала, должна быть от 5 до 10 микрон [0.0002 до 0.0004 дюймов].
Толщина паяльного покрытия никогда не должна превышать 25 микрон [0.001 дюйма].

Плоскостность:

Плоскостность поверхности реперного знака должна быть в пределах 15 микрон (0.0006 дюйма).

Контактные площадки компонентов:

Реперные знаки должны использоваться совместно с контактными площадками компонентов, которые проектируются с учетом требований IPC-SM-782.

Наверх