PCB上的基准点(Mark)是PCB应用于自动贴片机上的位置识别点。基准点为装配工艺中的所有步骤提供共同的可测量点,保证了装配使用的每个设备能精确地定位电路图形。基准点对SMT生产至关重要,其选用直接影响自动贴片机的贴片效率。一般基准点的选用与自动贴片机的机型有关。
(1)基准点的形状
一个完整的基准点包括标记(或特征点)和空旷区,形状如图1-13所示。基准点标记为一个实心圆,优选形状为直径为1mm(±0.2mm)的实心圆,材料为裸铜(可以由清澈的防氧化涂层保护)、镀锡或镀镍,需注意平整度,边缘光滑、齐整,颜色与周围的背景色有明显区别。为了保证印刷设备和贴片设备的识别效果,基准点空旷区应无其他走线、丝印、焊盘或Wait-Cut等。
(2)基准点的位置
如图1-14所示,基准点位于电路板或组合板上的对角线相对位置,而且尽可能地距离分开,最好分布在最长对角线位置上。
注意: PCB上所有基准点只有满足在同一对角线上,而且成对出现的两个基准点,方才有效。因此,基准点都必须成对出现,才能使用。
根据SMT设备的要求,每块PCB内必须至少有一对符合设计要求的可供识别的基准点,可考虑单板基准点(单板和拼板时,板内基准点位置如图1-14所示)。拼板基准点或组合基准点只起辅助定位的作用。
图1-13 基准点的形状
图1-14 基准点的位置
(3)基准点的尺寸
基准点标记的最小直径为1.0mm,最大直径为3.0mm。基准点标记在同一块印制板上尺寸变化不能超过25μm。
注意: 同一板号PCB上所有基准点的大小必须一致(包括不同厂家生产的同一板号的PCB)。
建议RD-layout将所有基准点标记直径统一为1.0mm。
(4)基准点距离PCB边缘的距离
基准点距离PCB边缘必须大于或等于5.0mm(机器夹PCB的最小间距要求),而且必须在PCB内而非在板边,并满足最小的基准点空旷度要求。
注意: 所指距离为基准点边缘距板边距离大于或等于3.0mm,而非基准点中心。
(5)空旷度要求
在基准点标记周围,必须有一块没有其他电路特征或标记的空旷区。空旷区圆半径 r ≥2 R , R 为基准点半径, r 达到3 R 时,机器识别效果更好。另外,还应增加基准点与环境的颜色反差。 r 内不允许有任何字符(覆铜或丝印等)。
(6)材料
基准点标记可以是裸铜、清澈的防氧化涂层保护的裸铜、镀镍、镀锡或焊锡涂层。如果使用阻焊,不应该覆盖基准点或其空旷区。
(7)平整度
基准点标记的表面平整度应该在15μm(0.0006in)之内。
(8)对比度
当基准点标记与印制板的基质材料之间出现高对比度时可达到最佳的性能。要求所有基准点的内层背景必须相同。
一个基准点焊盘和阻焊设计实例如图1-15所示。阻焊形状为和基准点同心的圆形,大小为基准点直径的两倍,如 d =40mil、 D =80mil。在直径为80mil的边缘处要求有一圆形的铜线作保护圈,金属保护圈的外径 D 1 为110mil,内径 d 1 为90mil,线宽为10mil。由于空间太小,单元基准点可以不加金属保护圈。
图1-15 基准点焊盘和阻焊设计实例
对于多层板,建议在基准点内层铺铜,以提高识别对比度。对铝基板、厚铜箔(铜箔厚度≥30oz)的情况,基准点有所不同。例如,基准点的设置是,在直径为80mil 的铜箔上,开直径为40mil的阻焊窗。
注:在PCB设计加工中,常用oz(盎司)作为铜箔的厚度单位。1oz铜厚度定义为1in 2 面积内铜箔的质量,对应的物理厚度为35μm。
(1)基准点大小和形状不良
例如:PCB上所有基准点标记的直径小于1.00mm,而且形状不规则;基准点的组成不完整,没有空旷区,只有标记点;基准点被V-cut所切;空旷区被字符或者电路特征遮盖(见图1-16)。这些都会造成SMT机器无法识别基准点。
图1-16 不良基准点示例
(2)基准点位置偏差
例如:PCB内无基准点,板边基准点位置不对称;拼板中的子板内无基准点,拼板尺寸有误差,贴装后元器件坐标整体偏移。这些都会造成SMT作业困难。