3.5 基准点设计
基准点标记(Fiducial Marks)为装配工艺中的所有步骤提供共同的可测量点,这会让装配使用的每个设备能够精确地定位电路图案。
1. 基准点类型
基准点主要分为局部基准点(Local Fiducial)和全局基准点(Global Fiducial)。
局部基准点是指用于定位单个元件的基准点标记,全局基准点是指用于在单板上定位所有电路特征位置的基准点标记。当一个多重图形电路以组合板(panel)的形式处理时,全局基准点也叫组合板基准点(Panel Fiducial),如图3-25所示。

图3-25 局部/全局/组合板基准点
在PCB设计中,要求至少用两个全局基准点标记来纠正平移偏移( X 与 Y 位置)和旋转偏移。这些标记点在电路板或组合板上应该位于对角线的相对位置。如果空间有限,则至少用一个基准点来纠正平移偏移,单个基准点应该位于焊盘图案的范围内,作为中心参考点。所有基准点都应该有一个足够大的阻焊开口,以保持光学目标绝对不受阻焊的干扰。
对于所有的小间距元件(pitch≤0.65mm的BGA和pitch≤0.5mm的QFP、QFN、SOP、排插等器件),在该元件焊盘图案内都应该有两个局部基准点,以保证元件每次在板上贴装、取下或者更换时有足够的基准点(局部基准点可以共用),如图3-26所示。

图3-26 基准点PCB设计
2. 基准点规格
在PCB设计中,基准点的设计已经标准化,最佳的基准点标记是实心圆。基准点标记的最小直径为1mm,最大直径为3mm,基准点标记在同一块PCB上尺寸变化不应该超过1mil。在基准点标记周围,应该有一块没有其他电路特征或标记的空旷区域,其尺寸要等于标记的半径,标记周围首选的空旷区域等于标记的直径,如图3-27所示。
在常规PCB中,基准点通常是开阻焊裸铜设计,距离PCB板边至少5mm。全局基准点应该位于含有表面贴装及通孔元件的所有印制板的TOP层和BOTTOM层,因为通过装配系统也开始利用视觉对准系统。所有基准点的内层背景必须相同,如果实心铜板在基准点下面表层以下的层面上,所有基准点都必须也是这样;如果基准点下方区域没有铜,则所有基准点下都要求没有铜。在实际运用中,为减少电镀或者蚀刻不均匀对Mark点造成的影响,推荐在Mark点周围增加保护环,其封装设计如图3-28所示。

图3-27 基准点空旷度要求

图3-28 Mark点推荐设计