PCB板上的蓝宝石---关于光学定位点的DFM

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作者：王辉东    一博科技高速先生团队队员
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“这个PCB光学定位点的设计就像秋高，把我给气爽了”
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% v  N) H$ U; d8 v! ?) D: ^正在伤春悲秋感叹中的赵理工，耳畔突然传来了大师兄这不和谐的声音，不禁扭头关切的问道：“什么事呀大师兄，整得你秋高气爽的。”
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. N; D+ O7 A$ H0 k3 H% S' u“哎，理工如烟还有其它的同事，你们一起过来，我们今天就来讲讲这个光学定位点的DFM案例。”大师兄对大家发出了邀请。
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瞬间大家围在了大师兄的旁边，听大师兄娓娓道来。

什么是PCB的光学定位点？

学名：PCB光学定位点
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6 r& C# v# n4 O& y+ q, |5 |别名：基准点，光标点，mark点等（外号比较多）
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( @$ F# \1 M3 C2 }7 c  |# A! y英文名：fiducial mark
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作用：
它是设计在PCB上，在PCB裸板制造时用于精准对位和测量，在PCBA时应用于自动贴片机上的位置识别点点，给表面贴装工艺中的所有步骤提供共同的可测量点，保证了smt设备能精确的定位PCB板元件。
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点评:不要小看这个小小的光学定位点，在PCB上作用巨大。它甘做绿叶映衬红花，躲在角落默默无闻奉献芳华，激光照射，惊艳刹那，素用PCB上的蓝宝石之称。
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Mark点的分类
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根据Mark点在PCB上的作用，可分为拼板Mark点、单板Mark点、局部Mark点(也称器件级Mark点)
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. `# W- H/ L- z" b2 v# `) Q放置的要求：

: e8 W8 G% I7 F. K) c9 \& c1 A! U拼板的工艺边上和不需拼板的pcb单板上应至少有三个Mark点，呈L 形分布，且对角Mark点关于中心不对称。
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% {: ?  g" q6 ]) G' Q, N如果双面都有贴装元器件，则每一面都应该有Mark点。不要只加一面，否则贴片时无法精确对位。
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$ K6 x$ J- E8 c8 w  c需要拼板的单板上尽量有Mark点，如果没有放置光学定位点的位置，在单板上可不放置光学定位点，但是可以把它加在工艺边上，切记。
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引线中心距≤0.65 mm的QFP以及中心距≤0.8 mm的BGA等器件，应在该元件中心点对角线附近的对角设置局部Mark点，以便对其精确定位。

, h8 a; A# {, x9 {  Y0 x如果几个相同的IC器件比较靠近(≤100mm)形成阵列，可以把它们看作一个整体，在其对角位置设计两个局部Mark点。下面的情况是不是有点太奢侈了……
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/ p% S3 k7 ~: ~; B9 R, M光学定位的点形象特征
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Mark点的形状是直径为1mm的实心圆，材料为铜。为了增加Mark点和基板之间的对比度，可以在Mark点下面敷设铜箔。同一板上的Mark点其内层背景要相同，即Mark点下有无铜箔应一致。
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* o$ c4 S0 s* |- ^! V# ~  d) g% `* A表面处理要求：Mark点标记可以是裸铜、透明的防氧化涂层保护的裸铜、镀镍或镀锡或焊锡涂层。如果使用阻焊，不应该覆盖Mark点或其空旷区域。
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需注意它的平整度，边缘光滑、齐整，颜色与周围的背景色有明显区别；阻焊开窗与Mark点同心，对于拼板和单板的阻焊开窗直径可以为3mm，对于局部的Mark点阻焊开窗直径为2mm.光点周围的禁布区域要大于开窗的尺寸……

: L" ?0 \( j$ Y1 y光点放置区域及要求
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单板上的Mark点，中心距板边不小于5mm；工艺边上的Mark点，中心距板边不小于3.5mm。如果光点到板边的中心距离小于3.5mm,贴片时被轨道挡住，导致机器无法正常判断坐标，无法进行正常的贴件。

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拼板时5mm宽的工艺边，光点加在中心位置，真的是除了对称好看，别无他用。实际贴件时光点被轨道挡住，不能被机器识别，无法精确定位。
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" q0 j- c& F3 y下图为我司的光点添加的标准，注意光点加4个，必须有一个防呆，否则PCB板旋转180度后，光点还能对得上，那么贴片时会有要幺蛾子出现…..

7 C5 b1 i1 V  Y, A对于单板和拼板的Mark点应当作元件来设计，对于局部的Mark点应作为元件封装的一部分设计，便于赋予准确的坐标值进行定位。

7 V1 X2 S7 {* d0 O3 ?2 B9 i关于光点的DFM案例

1.        板内有SMD器件的PCB，全板不加光学定位点,导致贴装时需要取板内小焊盘或者孔来定位，会出现贴片偏移的不良和生产效率低下的情况。

% `8 G2 c1 r. N, ~: m) a7 G2.        因PCB单板尺寸太小，无法在板内放置全局光点，为了后面SMD时贴装对位，在工艺边上添加光点，结果加在了V切中心线上。那么在成型时，只听“咔嚓”一声，两个光点应声而断，瞬间灰飞烟灭……这个就是气得大师兄大喊秋高气爽的案例……
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6 V6 H0 o# v. U: h2 O' j1 s: Q为了保证印刷和贴片的识别效果，Mark点范围内应无焊盘、过孔、测试点、走线及丝印标识等，不能被V-CUT槽所切造成机器无法辨识。一定要保证光点禁布区域内的洁净度，否则如果设备识别灵敏度不高，会出现贴装时频繁停机的情况。
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3.器件到板边距离小于5mm,要加工艺边及光点，否则开治具，说好的costdown呢，钱呀……

  

林如烟听大师兄讲起光点的洁净度，突然心中莫名敏感起来了，她突然想起一个问题，她想要回自己电脑旁看看去，她怕有问题，因为有一个BGA加了局部光点，为了布线空间，她删除光点的禁布区，走线的空间是有了，万一禁布区有了东西，洁净度就不能保证。她悄悄的回到座位，点开了屏幕，哎呀喂，还真是怕什么来什么呀，真的光点净空区里有了走线……
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“幸亏我自己看到了,别人没看到，改…..”林如烟一边自言自语，一边认真改动光点的禁布及走线。

3 M* l' [1 G3 g+ x“谁说别人没看到，我看到了.呵呵…….”一个声音不合时宜的在如烟耳畔响起。

林如烟抬起头看到了赵理工那张幸灾乐祸的笑脸。

. }. w# o2 Y( V7 k9 T) K# m“你看到了什么，赵理工，是不是又想戴手表了”林如烟瞪着美目，咬着银牙恨恨说道。

“我看到了一个美女不行呀”
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“讨厌“林如烟望着噗嗤一声笑了出来。

& F) b" E' n. t“时间不早了，大家还要做设计，案例到此为止，光点案例下次继续……”大师兄说道。
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maomaolove51

哈哈哈 谢谢分享

Petrowell

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Camel955

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PCBOY

学习了，光学定位点怎么做