PCB Mark點(diǎn)

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一、基準(zhǔn)點(diǎn)（mark點(diǎn)）是什么意思？
1 t4 J. [5 [" [2 U) M
mark點(diǎn)也叫基準(zhǔn)點(diǎn)，也叫光學(xué)定位點(diǎn)，是貼片機(jī)使用時(shí)的定位點(diǎn)。由于PCB在大批量生產(chǎn)中為裝配過(guò)程中的所有步驟提供了共同的可測(cè)量點(diǎn)，因此裝配中使用的每個(gè)設(shè)備都可以準(zhǔn)確定位電路圖案以實(shí)現(xiàn)精度，通過(guò)mark點(diǎn)程序員就可以在加載程序后自動(dòng)設(shè)置機(jī)器。

mark 點(diǎn)
* s6 d* r5 _% m6 [: x6 z) N1 M
mark 點(diǎn)

二、mark點(diǎn)在PCB板上的作用
( n! [2 z$ l* V; K2 }
3 U3 }* {: s6 }) C4 P當(dāng)我們要打板的時(shí)候，我們就會(huì)將 Gerber 文件發(fā)給制造商。如果要需要將組件與PCB組裝在一起，我們還需要提供物料清單（BOM文件）以及坐標(biāo)文件（PNP文件）。這些文件會(huì)用自動(dòng)貼片機(jī)來(lái)獲取這些信息，然后需要在PCB上找到一個(gè)或者多個(gè)電路板的實(shí)際物理點(diǎn)。
如果我們?cè)陔娐钒迳鲜褂胢ark 點(diǎn)就可以讓機(jī)器更好的放置組件，準(zhǔn)確度更高，而且不依賴機(jī)器公差或者人工的誤差。

0 R0 d7 m6 V* D: j. D5 B+ l$ {mark 點(diǎn)

2 M* P6 N  v) t& m: y三、mark點(diǎn)識(shí)別原理


2 C* E* d% d, m0 y: g& x. a) @PCB 上的mark 點(diǎn)是表面貼裝技術(shù)(smt) 和自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI) 等自動(dòng)化機(jī)械使用的參考標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)記由一個(gè)遠(yuǎn)離任何其他可見(jiàn)地標(biāo)的單獨(dú)銅墊組成，沒(méi)有基準(zhǔn)標(biāo)記，機(jī)器要么放置組件不正確，要么完全拒絕運(yùn)行。然而，通過(guò)讀取放置在 PCB 上的各種基準(zhǔn)標(biāo)記位置，自動(dòng)化設(shè)備可以確定放置或掃描組件的確切位置。
不過(guò)大多數(shù)機(jī)器在技術(shù)上不會(huì)讀取放置在 PCB 上的內(nèi)容，相反，它識(shí)別mark 點(diǎn)焊盤的反射。

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# x4 C; S4 z3 G. ?1 Y3 z四、不同類型的mark點(diǎn)


1、單板mark點(diǎn)
, Y- V/ C" V! Q! k( E* K" g全局mark 點(diǎn)作用是單板上定位所有電路特征的位置，用于區(qū)別電路圖形和PCB基準(zhǔn)，是基于三個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的定位，其中參考點(diǎn)位于左下端 0.0，另外兩個(gè)在在X和Y軸的正方向。

全局mark點(diǎn)

2、局部mark點(diǎn)
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+ W8 m: A# y; S" R# ~局部mark點(diǎn)主要用來(lái)定位引腳多、引腳間距小（引腳距中心不大于0.65mm）的各元器件，輔助定位。

" e0 ^, K) p" y0 g8 S  Y' s局部mark點(diǎn)

& C% m8 P. i7 `3、工藝邊mark點(diǎn)

作用在拼接板上，輔助定位所有電路功能，輔助定位。

工藝邊mark點(diǎn)

/ F3 m7 r8 g/ l* j五、mark點(diǎn)定位的一般原則和步驟

- j  E. k; u$ T% s1、mark點(diǎn)形狀

# Z1 W! U6 [' G" K選擇基準(zhǔn)標(biāo)記的位置后，就可以決定它們的顯示方式了。雖然一些制造設(shè)備被編程為可以識(shí)別各種形狀，如菱形、正方形或沙漏形，但并不是所有的機(jī)器都可以處理。還是建議使用比較普遍的圓形mark點(diǎn)。
# s/ m2 J. h+ n, c: O, {) }! e6 Y為什么通常都使用圓形mark點(diǎn)？
/ n/ s: x1 x5 I/ o, r3 e●圓形物體更容易被機(jī)器定位。
●對(duì)于 HAL 完成，圓形基準(zhǔn)上的凸形仍將是圓形，而在方形基準(zhǔn)上，例如，它可能不再是正方形。
●機(jī)器更容易找到圓形的中心。
●圓形的表面積最小。
6 t, d+ ^3 e% F●均勻蝕刻圓形形狀。
% a3 y6 _" l4 r. l7 i( k& n+ s7 e2 j●可以使用多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，而不是效率較低的奇形怪狀基準(zhǔn)點(diǎn)，后者在理論上可能包含旋轉(zhuǎn)信息，但難以處理。
●這是一個(gè)與傳統(tǒng)電路板可能具有的功能最不同的功能，傳統(tǒng)電路板主要是矩形。
●圓形安裝孔可以兼作便宜的基準(zhǔn)。
機(jī)器視覺(jué)需要準(zhǔn)確地找到基準(zhǔn)點(diǎn)，然后估計(jì)其確切的中心，圓形是最優(yōu)的。
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mark點(diǎn)形狀
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2、mark點(diǎn) 尺寸
; `7 U5 l  F. S& D7 i基準(zhǔn)標(biāo)記可以有多種尺寸，主要取決于裝配的機(jī)器。
3.2mm 阻焊層開口直徑和 1.6mm 裸銅直徑或 2mm 阻焊層開口直徑和 1mm 裸銅直徑的尺寸基本上可以適用于所有的機(jī)器。
同一印刷電路板上的基準(zhǔn)標(biāo)記尺寸不應(yīng)超過(guò) 25 μm，建議間隙區(qū)域的最小尺寸為中心標(biāo)記半徑的兩倍。
/ f1 f& R1 L: F! j" R0 E參考點(diǎn)周圍應(yīng)該有一個(gè)空白區(qū)域，該區(qū)域沒(méi)有任何其他電路元件或標(biāo)記。空白區(qū)域的最小尺寸應(yīng)為參考點(diǎn)半徑的兩倍。
* q0 T1 ?5 C5 D# q  h% N& H4 l
PCB 基準(zhǔn)尺寸通常為 1 到 3 毫米，主要取決于制造商使用的組裝機(jī)器。一些制造商建議在電路板的角處添加 3 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，因?yàn)檫@會(huì)提供 2 個(gè)角度對(duì)齊測(cè)量值，并允許貼片機(jī)推斷出正確的方向。一些制造商會(huì)說(shuō)明具體尺寸，這也取決于制造商使用的裝配設(shè)備。
8 j$ R8 w5 k: A$ Q一般來(lái)說(shuō)，阻焊層開口的直徑應(yīng)該是基準(zhǔn)裸銅直徑的兩倍，此外，同一塊電路板（全局和局部）上的 PCB 基準(zhǔn)尺寸應(yīng)該一致，變化不應(yīng)超過(guò) ~25 微米。
; S" ~- D9 c) U0 e* @如果要組裝 2 層板，則頂層和底層基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)位于彼此之上。頂層和底層 PCB 基準(zhǔn)尺寸應(yīng)相同，包括阻焊層開口。
2 }8 N( ^" l' G$ B; _: L1 j! m
9 d& l/ U% L% U, l2 o兩種常見(jiàn)的 PCB mark點(diǎn)尺寸和阻焊層開口建議
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2 t/ ^; F% x6 s3 Q/ I- O" p局部基準(zhǔn)往往小至 1 毫米，阻焊層開口為 2 毫米，上圖中顯示的 D-3D 規(guī)則，是因?yàn)橛行┲圃焐瘫容^喜歡這種較大的阻焊層開口。
局部 PCB 基準(zhǔn)尺寸通常不超過(guò) 1 毫米，以便進(jìn)行走線布線并為其他組件留出空間。對(duì)于 0201 電阻或芯片大小的 BGA 等小型元件，組裝機(jī)將足夠精確，因此不需要本地基準(zhǔn)，并且機(jī)器將準(zhǔn)確知道您元件需要放置的位置。
3、mark點(diǎn) 邊緣距離
% U0 C/ s1 `6 ?! }避免將基準(zhǔn)點(diǎn)靠在 PCB 的邊緣，貼裝機(jī)械通常使用夾具在組裝期間將 PCB 鎖定到位。如果夾具覆蓋了基準(zhǔn)點(diǎn)，則問(wèn)題很嚴(yán)重。可以將基準(zhǔn)標(biāo)記置于距邊緣至少 3 毫米的中心位置（建議 5 毫米，可以消除這些風(fēng)險(xiǎn)）

7 {8 b( W7 T) O! z/ N5 emark點(diǎn) 邊緣距離

. O, R3 }" P2 w; p4、mark點(diǎn) 組成

mark點(diǎn) 組成由 3 部分組成：
●頂部或底部銅層上的實(shí)心銅環(huán)
●阻焊層中的圓圈是我們需要對(duì)準(zhǔn)的目標(biāo)
●側(cè)面的選項(xiàng)文本標(biāo)簽
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- V1 t! |! G/ H6 hmark點(diǎn) 組成

5 @+ {. m5 P8 u- p- P: k; x5、mark 點(diǎn) 位置布局
- @# T' x) e& Q0 E* }/ Z/ U
需要在PCBA的四個(gè)角或?qū)�角線上，形成多點(diǎn)面定位，定位準(zhǔn)確，距離越遠(yuǎn)越好。

, E; }1 X9 y! s2 G1）pcb mark點(diǎn)
$ a% ?. }& ]9 _" ~0 ?$ `9 mmark點(diǎn) 的布局位置由貼片機(jī)的PCB傳輸方式?jīng)Q定。當(dāng)使用導(dǎo)軌傳送PCB時(shí)，Mark不能放置在靠近夾持面或定位孔的位置，具體尺寸因貼片機(jī)而異。一般要求如下圖 所示。
( R" U/ L$ [6 ?- D# H: ?7 G# @
- H: R3 ]+ q; u0 T2 N) P
! Q1 @. L, n9 s$ K1 n區(qū)域標(biāo)記無(wú)法定位

! W( \, c8 Z7 l" P6 C. w●定位針過(guò)程中，mark點(diǎn)無(wú)法定位。
8 C! v+ E+ \: K8 b●對(duì)邊過(guò)程中，mark點(diǎn) 不能定位在夾邊到邊4mm 范圍內(nèi)。PCB mark點(diǎn) 位置應(yīng)沿對(duì)角線放置，并且它們之間的距離應(yīng)盡可能大。
/ Q% n3 {) A( c5 ?/ `" t3 g●對(duì)于長(zhǎng)度小于200mm 的 PCB，至少應(yīng)放置2 個(gè)標(biāo)記，如下圖。對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)200mm的PCB，需要如圖b 在PCB上放置4個(gè)mark點(diǎn)，沿著PCB長(zhǎng)邊的中心線或靠近中心線放置1或2個(gè)mark點(diǎn) 。
PCB mark點(diǎn) 標(biāo)記應(yīng)沿著每個(gè)小板的對(duì)角線放置，如下圖 所示。

PCB mark點(diǎn) 位置布局
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2）局部 mark點(diǎn)
) Z! ]- V" v) p3 W6 J
局部mark點(diǎn) 位置應(yīng)滿足以下要求：對(duì)于超過(guò) 100 個(gè)引腳的 QFP 元件，應(yīng)沿對(duì)角線放置 2 個(gè) mark點(diǎn) ，如圖 a 所示。對(duì)于引腳數(shù)超過(guò) 160 的 QFP 元件，應(yīng)在四個(gè)角放置 4 個(gè)標(biāo)記，如圖 b 所示。


局部mark 點(diǎn)

# v- u1 T" m9 f( X$ ]; n- @8 S8 g1 D
  q5 u; c, h- i5 J6 v( m. V' mmark點(diǎn)
3 D9 ^$ H. p: d( M( a+ d
6、mark點(diǎn) 切口間隙

mark點(diǎn)周圍的適當(dāng)間隙至關(guān)重要。在焊盤周圍放置一個(gè)開放區(qū)域（無(wú)銅、阻焊層、絲網(wǎng)印刷等）。有了這個(gè)空間，相機(jī)就可以在沒(méi)有視覺(jué)干擾的情況下拾取標(biāo)記。
開放空間的直徑應(yīng)至少是焊盤尺寸的兩倍。因此，對(duì)于 2mm 的焊盤，你需要在其周圍至少留出 4mm 的間隙區(qū)域。間隙區(qū)域的形狀不太重要；圓形和方形區(qū)域是兩種流行的設(shè)計(jì)。


1 G+ q- Q' U1 d7 Imark點(diǎn) 切口間隙

6 \5 S1 J& ^6 g9 M) v7、mark點(diǎn) 材料
2 K0 w% r& _/ ]% M6 j4 pmark點(diǎn) 焊盤需要用電路板其余部分使用的金屬完成。（記住，焊盤是用來(lái)反射光的。）因此，不要用阻焊層、絲網(wǎng)印刷或任何其他材料覆蓋焊盤。
8、mark點(diǎn) 數(shù)量
三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量是消除模板相對(duì)于 PCB 意外錯(cuò)位的最佳數(shù)字。
6 U8 p& A6 @  N3 t  j1）1 個(gè)mark點(diǎn)
3 d5 X- x1 s8 }& m8 G  M0 C只有一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記可用，掃描軟件無(wú)法確定 PCB 的正確旋轉(zhuǎn)。一臺(tái)機(jī)器實(shí)際上無(wú)法運(yùn)行只有一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的 PCB。
: l$ a, X: V' ~/ Q" Z) Q) Y5 z2）2個(gè) mark點(diǎn)
有兩個(gè)可用的基準(zhǔn)標(biāo)記，機(jī)器可以正常運(yùn)行。然而，這里有兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)在起作用。
●雙標(biāo)記設(shè)置提供了很好但通常不是很好的位置跟蹤。如果使用的是細(xì)間距組件，可能就不會(huì)那么準(zhǔn)確
●相反的基準(zhǔn)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致操作員錯(cuò)誤。如果將 PCB 倒置插入，機(jī)器可能仍會(huì)看到基準(zhǔn)點(diǎn)并繼續(xù)其愉快的工作。這種失誤最好的情況是浪費(fèi)時(shí)間，最壞的情況是導(dǎo)致災(zāi)難性的組件堆積或永久性 PCB 和設(shè)備損壞。
3）3 個(gè)mark點(diǎn)
三個(gè)是正確運(yùn)行 PCB 的最佳基準(zhǔn)標(biāo)記數(shù)，包括第三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記可以為三角測(cè)量增加一個(gè)額外的點(diǎn)，從而提高整體精度。它還消除了錯(cuò)誤旋轉(zhuǎn)的板通過(guò)相機(jī)的任何可能性。
" w% `  A; h: b( Y7 v8 o4）4 個(gè)mark點(diǎn)
雖然看起來(lái)添加四個(gè)點(diǎn)只能進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性，但很少有更多的東西可以通過(guò)這一點(diǎn)獲得。這里的主要缺點(diǎn)是第四個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記會(huì)重新引入處理倒置面板的危險(xiǎn)。走這條路線時(shí)要格外小心。
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  i+ p+ D' V3 V7 [mark 點(diǎn)

9、mark 點(diǎn)銅飾面
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mark 點(diǎn)焊盤需要是平穩(wěn)的以反映均勻的圖像，銅標(biāo)記鍍有你選擇的任何金屬飾面。電鍍和浸漬等工藝在均勻性方面是可靠的，而熱風(fēng)焊料的變化往往更大一些。

mark 點(diǎn)銅飾面
如果飾面的厚度有任何變化，則無(wú)法正確反映。雖然并非無(wú)法克服，但它確實(shí)迫使生產(chǎn)操作員花費(fèi)額外的時(shí)間來(lái)恢復(fù)標(biāo)記。根據(jù)問(wèn)題的嚴(yán)重程度，就需要編輯軟件程序以進(jìn)行補(bǔ)償，或完全重新焊接基準(zhǔn)點(diǎn)。簡(jiǎn)而言之，修復(fù)需要花費(fèi)大量時(shí)間。

2 x% B0 W7 u: @+ W; C& \10、mark 點(diǎn) 對(duì)比度
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1 m* A+ @  Q  O7 P6 V當(dāng) mark點(diǎn)標(biāo)記與印制板基板材料之間存在高對(duì)比度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最佳性能。對(duì)于所有標(biāo)記點(diǎn)，內(nèi)部背景必須相同。

六、mark點(diǎn)怎么制作？

器件孔接口器件和連接器多為插件式元件。插件的通孔直徑比管腳直徑大8～20mil，焊接時(shí)滲錫性好。需要注意的是線路板出廠時(shí)的孔徑存在誤差。近似誤差為±0.05mm。每0.05mm為一鉆。直徑超過(guò)3.20mm，每0.1mm為一鉆。因此，在設(shè)計(jì)器件孔徑時(shí)，應(yīng)將單位換算為毫米，孔徑應(yīng)設(shè)計(jì)為0.05的整數(shù)倍。制造商根據(jù)用戶提供的鉆孔數(shù)據(jù)設(shè)定鉆孔工具的尺寸。鉆具尺寸通常比用戶要求的成型孔大0.1-0.15mm。越少越好。
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mark 點(diǎn)制作
4 y- _, Q* M1 Z0 Z% }( _
七、MARK點(diǎn)設(shè)計(jì)不良實(shí)例
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