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如果你在銀行業(yè)和金融業(yè)上班，想必聽過(guò)信托責(zé)任（fiduciary responsibility）。但是從金融業(yè)改行做電子工程的人并不多，因此在PCBA技術(shù)制造這塊領(lǐng)域中，這個(gè)詞可能不是每個(gè)人都聽過(guò)。然而，只要把信托的字尾「ry」換成「l」，就成了電子工程師不可不知的fiducial！

 

反光點(diǎn)的功用

若電路板是以能自動(dòng)將元件安裝在電路板上的置件機(jī)（pick and place machinery）組裝，反光點(diǎn)（fiducial marks）就派上用場(chǎng)了。置件機(jī)的準(zhǔn)確度必須很高，才能準(zhǔn)確放置0201電阻或2mm x 2mm晶片尺寸的微型BGA。此外，機(jī)器也需要確切知道電路板的位置。

 

反光點(diǎn)專為表面貼焊機(jī)設(shè)計(jì)，這些記號(hào)可確保電路板方向正確，并盡可能地放在準(zhǔn)確的位置上。置件機(jī)利用攝影機(jī)來(lái)定位反光點(diǎn)，接著基于電路板的確切位置，來(lái)調(diào)整內(nèi)部元件的位置，整套流程通常需要1個(gè)以上不可逆的反光點(diǎn)。

 

看看下面的兩張圖，其中一張有3個(gè)反光點(diǎn)，另一張有2個(gè)反光點(diǎn)，無(wú)論何者皆有助于機(jī)器判斷電路板是否顛倒或偏移。有3個(gè)反光點(diǎn)的是由國(guó)際印刷電路板協(xié)會(huì)（IPC）推薦使用。有2個(gè)反光點(diǎn)的，由于反光點(diǎn)是不可逆的，所以也可以使用。

 

圖片來(lái)源：Screaming Circuits

 

圖片來(lái)源：Screaming Circuits

 

何時(shí)要使用反光點(diǎn)？

PCBA量產(chǎn)組裝的工作必須要有反光點(diǎn)輔助，以確保精確配準(zhǔn)和元件置放。PCBA少量組裝如少量生產(chǎn)或原型制作就非必要，但還是有一些例外，所以你最好事先確認(rèn)。即使你組裝特定產(chǎn)品不需要反光點(diǎn)，反光點(diǎn)仍有用途，因此總是好事，除非你確定要完全仰賴人工置放元件。

 

下圖有三個(gè)小金屬點(diǎn)（左上、右上、右下），這些都是反光點(diǎn)。如果內(nèi)部元件完全仰賴人工放置，你就不需要使用反光點(diǎn)。但由于生產(chǎn)線有無(wú)數(shù)電路板等著組裝，因此機(jī)器必須要先能辨識(shí)電路板的上下左右。你絕對(duì)不會(huì)希望元件被放置在錯(cuò)誤的地方。

 

圖片來(lái)源：Screaming Circuits

 

設(shè)計(jì)反光點(diǎn)

說(shuō)到反光點(diǎn)的特殊構(gòu)造，有兩件事特別重要：位置準(zhǔn)確性和對(duì)比性。

 

位置準(zhǔn)確性

反光點(diǎn)必須位于頂部銅層。為什么一定要銅層，而不是用網(wǎng)印或鉆孔呢？答案就出在配準(zhǔn)！頂部銅層是一次置入完成的，所以表面貼焊墊相對(duì)于銅箔反光點(diǎn)的位置永遠(yuǎn)不會(huì)變，反觀網(wǎng)印或鉆孔都還要另外多一道手續(xù)，以致每塊電路板的配準(zhǔn)可能會(huì)不同。

 

一般0.4mm間距 BGA的焊墊尺寸為0.254mm（.01”），焊墊之間的間距為0.15mm（.0059”）。網(wǎng)印和鉆孔無(wú)法達(dá)到配準(zhǔn)所需的精準(zhǔn)度。

 

對(duì)比性

置件機(jī)的攝影機(jī)需要接收強(qiáng)烈的對(duì)比，因此銅層非裸銅不可。銅墊上的防焊油墨可能會(huì)降低對(duì)比度，讓攝影機(jī)難以辨識(shí)。防焊油墨和網(wǎng)印一樣有配準(zhǔn)的問(wèn)題，因此你必須確保銅墊清晰可見。

銅墊直徑大約需1～2mm，因此防焊油墨的開口要比銅箔大2～5mm。有些CAD軟件套件的元件庫(kù)中就有反光點(diǎn)，那是最簡(jiǎn)便的方式。

 

反光點(diǎn)的形狀

下圖是電路板反光點(diǎn)的特寫，這個(gè)反光點(diǎn)的防焊油墨開口是方型的，一般來(lái)說(shuō)會(huì)是圓形的，不過(guò)開口的形狀不是那么重要。但是反光點(diǎn)銅墊必須要是圓形的！
 

 

圖片來(lái)源：Screaming Circuits

 

如果你的電路板來(lái)自連板，你可以將反光點(diǎn)置于連板的導(dǎo)軌上，如果你是組裝個(gè)別的電路板，可以將反光點(diǎn)直接做在板子上。如果你不確定，也可以兩個(gè)都做，這樣無(wú)論是要在連板上組裝或分板組裝，你都不用擔(dān)心。

 

別忘了，少量制造不一定需要反光點(diǎn)，然而即使派不上用場(chǎng)也仍值得做。電子產(chǎn)品的品質(zhì)大多跟風(fēng)險(xiǎn)管理有關(guān)，所以將電路板設(shè)計(jì)好是很重要的事情！