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Se você é um iniciante completo, é provável que não saiba o que são PCBs fiduciais. Tudo bem, todos nós já passamos por isso. Mas se você quer ser um especialista na fabricação de PCB e aprender como eles podem ajudá-lo a se destacar da concorrência, é aqui que você deve começar.
PCB Fiducial
Nesta postagem do blog, você aprenderá o que são marcadores fiduciais, como eles funcionam e por que você pode usá-los. Marcadores fiduciais ou fiduciais são usados em toda a indústria de placas de circuito impresso (PCB). Existem alguns tipos diferentes de referências que podem ser usadas para marcação e fabricação de PCB. Alguns são mais comuns do que outros.
Fiduciais
O que são fiduciais?
Fiduciais são marcadores colocados no PCB para ajudar a determinar a distância entre dois pontos. Eles são usados por fabricantes e engenheiros para garantir que o correto componentes estão sendo usados em cada produto.
São pequenas coisas que ajudam você a encontrar seu lugar e garantir que você esteja fazendo as coisas direito, seja em uma placa de circuito ou em uma festa. Fiduciais são basicamente como as estrelas no céu: eles estão sempre lá e nunca mudam. Se você souber onde eles estão, poderá navegar pelo mundo ao seu redor.
Se você deseja criar uma placa de circuito para um novo modelo de carro, pode ser necessário medir a distância entre dois terminais em seu bateria. Você poderia usar uma régua ou alguma outra ferramenta, mas isso seria extremamente demorado e impreciso. Em vez disso, você pode usar referências para ajudar a obter medições mais precisas.
Fiduciais em um PCB
Como funcionam os fiduciais em uma PCB?
Fiduciais são os pequenos pontos pretos que você vê impressos em um PCB. Eles geralmente são pequenos, redondos e oferecem uma maneira rápida de alinhar seu PCB com outra placa ou componente. Fiducials também podem ser usados para medir distâncias entre componentes e garantir que tudo seja colocado corretamente em sua placa.
Quando um fiducial é colocado em um PCB, geralmente é uma marca de metal que foi gravada no camada de cobre da placa. O metal é geralmente um ouro ou prata substância, mas pode ser qualquer outro metal condutor. Fiducials funcionam permitindo que você localize e identifique facilmente pontos específicos em sua placa sem ter que rastreá-los manualmente.
PCBs fiduciais
Por que você precisa de PCBs fiduciais?
Os PCBs fiduciais são colocados no PCB durante o processo de fabricação. Eles servem para garantir que tanto a placa de circuito impresso quanto seus componentes estejam devidamente alinhados. Sem referências, você não poderia ter certeza de que seu PCB está alinhado corretamente - e certamente não saberia onde qualquer um dos componentes está localizado. Por isso são tão importantes!
Sem referências, seria difícil descobrir para onde as coisas deveriam ir. Isso não é apenas um problema para o fabricante: se não houver referências suficientes para um projeto inteiro, outra pessoa pode acidentalmente colocar sua peça no lugar errado - e isso pode causar sérios problemas mais tarde.
Como adicionar Fiducial em um PCB?
Ao adicionar marcadores fiduciais ao seu PCB, é importante conhecer essas etapas para garantir que você os posicionou corretamente.
Que tipo de marca fiducial usar
Você deve saber que tipo de marcador fiducial usar. Você pode escolher entre vários tipos diferentes, incluindo marcadores fiduciais globais e marcadores fiduciais locais. Marcadores fiduciais globais são usados para alinhamento de propósito geral. Marcadores fiduciais locais são usados para alinhamento com um componente específico ou montagem. O tipo mais comum de marcador fiducial global é uma almofada redonda ou bola. Marcadores fiduciais locais são usados para alinhamento de componentes e incluem padrões de furos e almofadas retangulares.
Onde Colocar as Marcas Fiduciais
A colocação das marcas de referência deve estar em um local facilmente identificável na placa e que não interfira em nenhum outro componente ou traço. A melhor maneira de fazer isso é usando um programa CAD que tenha a opção de colocar marcas de referência em um PCB.
A localização dessas marcas depende do tipo de placa que está sendo fabricada. Por exemplo, se você estiver fabricando um PCB para um circuito integrado (IC), as marcas fiduciais estariam localizadas em pontos específicos ao redor do perímetro do IC.
Qual é o tamanho e a forma das marcas fiduciais
Você deve especificar o tamanho de sua marca fiducial. Isso é importante porque se você não nos disser o tamanho, não teremos ideia de quão grande ou pequeno deve ser.
A forma também importa muito. Você precisa especificar se deve ser quadrado, retangular, etc. Se você não nos disser sobre isso, assumiremos que pode ter qualquer forma.
Quantas marcas fiduciais você precisa
Você precisará saber quantas marcas fiduciais você precisa. Se você estiver usando um sistema a laser, o número de marcas fiduciais dependerá do tamanho do seu PCB e da máquina que você está usando. Se você estiver usando um ótico sistema ou um Câmerabaseado no sistema, então não há limite de quantas marcas fiduciais podem ser usadas.
Marcadores Fiduciais Globais e Locais
2 tipos de marcadores fiduciais de PCB
Na fabricação de placas de circuito impresso, existem dois tipos principais de marcadores fiduciais: fiduciais globais e fiduciais locais. Ambos os tipos podem ser usados para fabricação de PCB, mas é melhor usar cada tipo para o trabalho a que se destina.
Marcadores Fiduciais Globais
Esses marcadores são o tipo mais comum de marcador. Eles são usados para marcar uma posição única em uma placa, como onde um CI ou outra peça será colocada. Os fiduciais globais geralmente têm a forma de pontos ou círculos e podem variar em tamanho (embora devam ser grandes o suficiente para não parecerem ruído).
Referências globais são usadas em conjunto com um sistema de medição que usa um sistema de coordenadas absolutas. Esses marcadores são colocados no quadro para fornecer pontos de referência para o sistema de visão de máquina rastrear. Esses marcadores podem ser colocados em intervalos regulares ou em padrões específicos com base nos requisitos de sua aplicação.
Marcadores Fiduciais Locais
Esses marcadores são semelhantes aos fiduciais globais, pois são usados para marcar uma posição única em um quadro, mas são menores e menos perceptíveis do que os fiduciais globais. Eles são normalmente usados para alinhar componentes durante a montagem, então não há necessidade de eles se destacarem tanto quanto os fiduciais globais.
Referências locais são usadas por sistemas que usam coordenadas relativas e exigem mais precisão do que os marcadores globais podem fornecer. Eles fornecem um ponto de referência para o sistema de visão para que ele possa localizar com precisão os recursos no quadro, como buracos ou outros recursos que ajudarão a melhorar sua capacidade de detectar objetos no Superfície PCB.
Fatores para PCB Fiducial
Fatores a serem lembrados ao projetar PCB fiducial
A criação de Fiducial PCB é um procedimento interessante que requer muita paciência. Por esse motivo, se você não tiver paciência, será muito melhor comprá-los. Isso evitará muita frustração ao fazer o seu próprio. É claro que fazer você mesmo será mais satisfatório e também o ajudará a entender melhor como as coisas funcionam. Aqui estão os fatores a serem lembrados ao projetar PCB fiducial:
Shape
Você quer ter certeza de que o formato do seu PCB é exatamente o que você deseja. Se for muito grande ou muito pequeno, você pode acabar desperdiçando materiais ou fazendo peças que não se encaixam corretamente.
A forma de uma marca de referência pode afetar sua visibilidade à distância. Uma marca de referência circular ou quadrada tem mais área de superfície do que outras formas e, portanto, permite que mais luz seja refletida e a torne mais visível de mais longe do que outras formas.
Tamanho
Considere o tamanho do seu PCB. Dependendo do tamanho, pode não caber no gabinete que você deseja. Pode não ser capaz de segurar os componentes que você precisa.
Se você os fizer muito grandes, eles podem ser difíceis de manusear pela máquina. Se você os fizer muito pequenos, há uma chance de que a máquina os perca completamente. O tamanho da marca de referência deve ser grande o suficiente para ser facilmente identificado. Mas não tão grande que interfira com outros componentes da placa.
Material
Você precisa pensar em qual material seu PCB fiducial será feito. Isso ocorre porque materiais diferentes têm propriedades e características diferentes.
Por exemplo, FR-4 tem excelente resistência mecânica e alta condutividade térmica, mas baixa constante dielétrica. Portanto, se você estiver usando uma placa FR-4 PCB, pode esperar que seus fiduciais sejam mais duráveis e durem mais do que aqueles impressos em outros tipos de placas de circuito.
Liberação
Ao projetar e fabricar Fiducial PCB, você precisa considerar a folga. Folga é a quantidade de espaço entre um Fiducial e outro. Pode estar relacionado ao tamanho do Fiducial. Também depende de quantos Fiducials estão em uma determinada área.
A folga é importante porque afeta a precisão com que seu Fiducial será capaz de localizar sua posição no quadro. Se houver pouca folga entre dois Fiduciais adjacentes, eles podem interferir um no outro durante a montagem ou operação.
Se houver muito espaço entre eles, eles não conseguirão encontrar sua posição correta no tabuleiro. A melhor maneira de garantir que todos os seus fiduciários tenham autorização adequada é por meio de planejamento e traçado antes do início da produção.
Emissões de PCB Fiducial
Problemas comuns ao projetar PCB fiducial
Os PCBs fiduciais são uma ótima maneira de fazer com que suas placas de circuito e componentes funcionem juntos. Mas, eles podem ser difíceis de projetar. Aqui estão os 3 principais problemas que você deseja evitar ao projetar seu PCB:
Desvio de posição
Este é um problema comum ao projetar PCBs fiduciais. Isso é resultado de componentes desalinhados e pode levar a produtos de baixa qualidade. Isso acontece quando a posição real do seu componente não corresponde ao ponto pretendido no design do seu PCB.
Para evitar esse problema, é importante selecionar componentes que sejam compatíveis com o processo do fabricante da placa de circuito impresso e também posicioná-los cuidadosamente no projeto.
A luz direta pode causar solavancos
Os PCBs fiduciais são projetados para serem usados em muitas aplicações, mas quando são usados com luz direta, podem causar saliências no PCB. Isso ocorre porque a fonte de luz pode aquecer o PCB e danificá-lo.
Para evitar que isso aconteça, use uma fonte de luz indireta em vez de luz direta. Você também pode usar materiais especiais que não absorvem o calor da luz.
Nenhuma máscara de solda cobre o Fiducial
Nenhuma máscara de solda deve cobrir o Fiducial em um PCB
Ao projetar um PCB, é importante lembrar que nenhuma máscara de solda deve cobrir os pontos de referência. A razão para isso é que a máscara de solda precisa ser removida antes de aplicar a pasta de solda. Se houver um máscara de solda cobrindo os fiduciais, eles podem não estar visíveis quando você terminar o processo de fabricação!
Conclusão
Marcadores fiduciais são projetados para romper a superfície da placa de circuito impresso e ficar um pouco fora dela. Para engenheiros e técnicos, eles servem como uma representação visual de onde precisam fazer furos na placa de circuito impresso para encaixá-los. Para outras pessoas não técnicas, os marcadores fiduciais são mais ambíguos. Eles servem como um lembrete visual do propósito por trás dos circuitos e fios conectados a eles. De qualquer forma, o uso de marcadores fiduciais é significativo para qualquer placa de circuito impresso e para o usuário final que depende de sua funcionalidade.