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Introduction
Si vous êtes un débutant complet, il y a de fortes chances que vous ne sachiez pas ce que sont les PCB fiducial. C'est bon, nous sommes tous passés par là. Mais si vous voulez être un expert de la fabrication de PCB et apprendre comment ils peuvent vous aider à vous démarquer de la concurrence, alors c'est par là que vous devriez commencer.
PCB fiduciaire
Dans cet article de blog, vous apprendrez ce que sont les marqueurs fiduciaires, comment ils fonctionnent et pourquoi vous pourriez les utiliser. Les marqueurs de repère ou repères sont utilisés dans toute l'industrie des cartes de circuits imprimés (PCB). Il existe différents types de repères pouvant être utilisés pour le marquage et la fabrication de PCB. Certains sont plus fréquents que d'autres.
Fiduciales
Que sont les Fiducials ?
Les repères de positionnement sont des marqueurs placés sur le circuit imprimé pour aider à déterminer la distance entre deux points. Ils sont utilisés par les fabricants et les ingénieurs pour s'assurer que les composants appropriés sont utilisés dans chaque produit.
Ce sont de petites choses qui vous aident à trouver votre place et à vous assurer que vous faites les choses correctement, que ce soit sur un circuit imprimé ou lors d'une fête. Les repères sont fondamentalement comme les étoiles dans le ciel : ils sont toujours là et ils ne changent jamais. Si vous savez où ils se trouvent, vous pouvez naviguer dans le monde qui les entoure.
Si vous souhaitez créer un circuit imprimé pour un nouveau modèle de voiture, vous devrez peut-être mesurer la distance entre deux bornes de votre batterie . Vous pourriez utiliser une règle ou un autre outil, mais ce serait extrêmement long et imprécis. Il est donc préférable d'utiliser des repères de positionnement pour obtenir des mesures plus précises.
Repères dans un PCB
Comment fonctionnent les repères dans un PCB ?
Les repères sont les petits points noirs que vous voyez imprimés sur un PCB. Ils sont généralement petits, ronds et offrent un moyen rapide d'aligner votre PCB avec une autre carte ou un autre composant. Les repères peuvent également être utilisés pour mesurer les distances entre les composants et s'assurer que tout est correctement placé sur votre carte.
Lorsqu'un repère est placé sur un circuit imprimé, il s'agit généralement d'une marque métallique gravée dans la couche de cuivre. Ce métal est généralement de l'or ou de l'argent , mais il peut s'agir de tout autre métal conducteur. Les repères permettent de localiser et d'identifier facilement des points précis sur le circuit imprimé sans avoir à les tracer manuellement.
PCB fiduciaires
Pourquoi avez-vous besoin de PCB fiducial ?
Les PCB fiduciaires sont placés sur le PCB pendant le processus de fabrication. Ils servent à garantir que le PCB et ses composants sont correctement alignés. Sans repères, vous ne pourriez pas être sûr que votre PCB est correctement aligné et vous ne sauriez certainement pas où se trouvent les composants. C'est pourquoi ils sont si importants !
Sans repères, il serait difficile de déterminer où les choses devraient aller. Ce n'est pas seulement un problème pour le fabricant : s'il n'y a pas assez de repères pour une conception entière, quelqu'un d'autre pourrait accidentellement placer sa pièce au mauvais endroit - et cela pourrait causer de graves problèmes plus tard sur la ligne.
Comment ajouter un repère dans un PCB ?
Lorsque vous ajoutez des marqueurs de repère à votre PCB, il est important de connaître ces étapes pour vous assurer que vous les avez placés correctement.
Quel type de marque fiduciaire utiliser
Il est important de savoir quel type de repère utiliser. Plusieurs types sont disponibles, notamment les repères globaux et les repères locaux. Les repères globaux servent à l'alignement général. Les repères locaux sont utilisés pour l'alignement avec un composant ou un assemblage spécifique . Le type le plus courant de repère global est une pastille ou une bille ronde. Les repères locaux servent à l'alignement des composants et comprennent des motifs perforés et des pastilles rectangulaires.
Où placer les marques de repère
Le placement des repères doit être à un endroit facilement identifiable sur le tableau et n'interférera avec aucun autre composant ou tracé. La meilleure façon de le faire est d'utiliser un programme de CAO qui a une option pour placer des repères sur un PCB.
L'emplacement de ces marques dépend du type de carte en cours de fabrication. Par exemple, si vous fabriquez un PCB pour un circuit intégré (IC), les repères seront situés à des points spécifiques autour du périmètre de l'IC.
Quelle est la taille et la forme des marques de repère
Vous devez spécifier la taille de votre marque fiduciaire. Ceci est important car si vous ne nous dites pas la taille, nous n'aurons aucune idée de sa taille.
La forme compte aussi beaucoup. Vous devez spécifier s'il doit être carré, rectangulaire, etc. Si vous ne nous en parlez pas, nous supposerons simplement qu'il peut avoir n'importe quelle forme.
De combien de repères avez-vous besoin
Vous devrez déterminer le nombre de repères nécessaires. Si vous utilisez un système laser, ce nombre dépendra de la taille de votre circuit imprimé et de la machine utilisée. Si vous utilisez un système optique ou un système à caméra , il n'y a pas de limite au nombre de repères utilisables.
Marqueurs fiduciaires globaux et locaux
2 types de marqueurs de PCB fiduciaires
Dans la fabrication de cartes de circuits imprimés, il existe deux principaux types de repères : les repères globaux et les repères locaux. Les deux types peuvent être utilisés pour la fabrication de PCB, mais il est préférable d'utiliser chaque type pour le travail auquel il est destiné.
Marqueurs fiduciaires globaux
Ces marqueurs sont le type de marqueur le plus courant. Ils sont utilisés pour marquer une position qui est unique sur une carte, comme l'endroit où un circuit intégré ou une autre pièce sera placé. Les repères globaux se présentent généralement sous la forme de points ou de cercles, et leur taille peut varier (bien qu'ils doivent être suffisamment grands pour ne pas ressembler à du bruit).
Les repères globaux sont utilisés conjointement avec un système de mesure qui utilise un système de coordonnées absolu. Ces marqueurs sont placés sur le tableau pour fournir des points de référence à suivre par le système de vision industrielle. Ces marqueurs peuvent être placés à intervalles réguliers ou selon des motifs spécifiques en fonction des exigences de votre application.
Marqueurs fiduciaires locaux
Ces marqueurs sont similaires aux repères globaux en ce sens qu'ils sont utilisés pour marquer une position unique sur un tableau, mais ils sont plus petits et moins visibles que les repères globaux. Ils sont généralement utilisés pour aligner les composants lors de l'assemblage, il n'est donc pas nécessaire qu'ils se démarquent autant que les repères globaux.
Les repères locaux sont utilisés par les systèmes qui exploitent les coordonnées relatives et exigent une précision supérieure à celle des repères globaux. Ils servent de point de référence au système de vision, lui permettant ainsi de localiser avec précision les éléments de la carte, tels que les trous ou autres caractéristiques, afin d'améliorer sa capacité à détecter les objets à la surface du circuit imprimé.
Facteurs pour PCB fiduciaire
Facteurs à retenir lors de la conception d'un PCB fiducial
La création de Fiducial PCB est une procédure intéressante qui demande beaucoup de patience. Pour cette raison, si vous n'avez pas la patience, il vaudra mieux que vous les achetiez à la place. Cela vous évitera bien des frustrations lors de la fabrication du vôtre. Bien sûr, le faire vous-même sera plus satisfaisant et vous aidera également à mieux comprendre comment les choses fonctionnent. Voici les facteurs à retenir lors de la conception d'un PCB fiducial :
Forme
Vous voulez vous assurer que la forme de votre PCB correspond exactement à ce que vous voulez qu'il soit. S'il est trop grand ou trop petit, vous risquez de gaspiller des matériaux ou de fabriquer des pièces qui ne s'emboîtent pas correctement.
La forme d'un repère peut affecter sa visibilité à distance. Une marque repère circulaire ou carrée a plus de surface que les autres formes et permet donc à plus de lumière de se refléter sur elle et de la rendre plus visible de plus loin que les autres formes.
Taille
Considérez la taille de votre PCB. Selon la taille, il se peut qu'il ne rentre pas dans l'enceinte dans laquelle vous voulez qu'il aille. Il peut ne pas être en mesure de contenir les composants dont vous avez besoin.
Si vous les faites trop grands, ils peuvent être difficiles à manipuler pour la machine. Si vous les faites trop petits, il y a une chance que la machine les rate complètement. La taille de la marque de repère doit être suffisamment grande pour être facilement repérable. Mais, pas si grand qu'il interfère avec d'autres composants de la carte.
Source
Vous devez réfléchir au matériau à partir duquel votre PCB fiducial sera fabriqué. En effet, différents matériaux ont des propriétés et des caractéristiques différentes.
Par exemple, le FR-4 a une excellente résistance mécanique et une conductivité thermique élevée mais une faible constante diélectrique. Donc, si vous utilisez une carte PCB FR-4, vous pouvez vous attendre à ce que vos repères soient plus durables et durent plus longtemps que ceux imprimés sur d'autres types de cartes de circuits imprimés.
Remorques en liquidation
Lors de la conception et de la fabrication de PCB Fiducial, vous devez tenir compte du dégagement. Le dégagement est la quantité d'espace entre un repère et un autre. Cela peut être lié à la taille du Fiducial. Cela dépend aussi du nombre de Fiducials dans une zone donnée.
Le dégagement est important car il affecte la précision avec laquelle votre Fiducial sera en mesure de localiser sa position sur le tableau. S'il y a trop peu d'espace entre deux repères adjacents, ils peuvent interférer l'un avec l'autre pendant l'assemblage ou le fonctionnement.
Si l'espace entre les repères est trop important, ils ne pourront pas se positionner correctement sur le plateau. La meilleure façon de garantir un espacement adéquat est de bien planifier et agencer les repères avant le début de la production.
Problèmes de Fiducial PCB
Problèmes courants lors de la conception de PCB fiducial
Les PCB fiducial sont un excellent moyen de faire fonctionner ensemble vos circuits imprimés et vos composants. Mais, ils peuvent être difficiles à concevoir. Voici les 3 principaux problèmes que vous voudrez éviter lors de la conception de votre PCB :
Écart de position
Il s'agit d'un problème courant lors de la conception de PCB fiducial. Ceci est le résultat de composants mal alignés et peut conduire à des produits de mauvaise qualité. Cela se produit lorsque la position réelle de votre composant ne correspond pas à l'emplacement prévu sur la conception de votre circuit imprimé.
Pour éviter ce problème, il est important de sélectionner des composants compatibles avec le processus du fabricant de votre PCB et de les positionner avec soin dans la conception.
La lumière directe peut causer des bosses
Les PCB fiducial sont conçus pour être utilisés dans de nombreuses applications, mais lorsqu'ils sont utilisés avec une lumière directe, cela peut provoquer l'apparition de bosses sur le PCB. En effet, la source lumineuse peut chauffer le PCB et l'endommager.
Pour éviter cela, utilisez une source de lumière indirecte au lieu de la lumière directe. Vous pouvez également utiliser des matériaux spéciaux qui n'absorbent pas la chaleur de la lumière.
Aucun masque de soudure ne couvre le Fiducial
Aucun masque de soudure ne doit couvrir le Fiducial sur un PCB
Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est essentiel de veiller à ce qu'aucun vernis épargne ne recouvre les repères de positionnement. En effet, le vernis épargne doit être retiré avant l'application de la pâte à braser. Si un vernis épargne recouvre les repères, ces derniers risquent d'être invisibles une fois le processus de fabrication terminé !
Conclusion
Les marqueurs fiduciaires sont conçus pour percer la surface de la carte de circuit imprimé et pour s'asseoir légèrement à l'extérieur ou à l'extérieur de celle-ci. Pour les ingénieurs et les techniciens, ceux-ci servent de représentation visuelle de l'endroit où ils doivent percer des trous dans la carte de circuit imprimé afin de les fixer. Pour d'autres personnes non techniques, les marqueurs fiduciaires sont plus ambigus. Ils servent de rappel visuel du but derrière les circuits et les fils qui y sont connectés. Quoi qu'il en soit, l'utilisation de marqueurs fiduciaires est importante pour toute carte de circuit imprimé et pour l'utilisateur final qui dépend de sa fonctionnalité.
