基于元認(rèn)知學(xué)習(xí)策略的Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)

彭 琛 張海峰 郝秀云 劉克能

（1.南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.南京理工大學(xué)教務(wù)處，江蘇 南京 210094；3.挪拉通科技〈蘇州〉有限公司，江蘇 蘇州 215021）

元認(rèn)知是弗拉維爾(Flavel)于20世紀(jì)70年代提出的一個(gè)概念，他認(rèn)為：元認(rèn)知就是個(gè)體關(guān)于自己的認(rèn)知過(guò)程的知識(shí)和調(diào)節(jié)這些過(guò)程的能力。元認(rèn)知策略是一種典型的學(xué)習(xí)策略，即通過(guò)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)－－制定學(xué)習(xí)計(jì)劃—開展學(xué)習(xí)—學(xué)習(xí)反饋—調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容、方式或途徑等—再學(xué)習(xí)和反饋—……—直到達(dá)成目標(biāo)。下面，本文以學(xué)習(xí)Mark點(diǎn)的設(shè)計(jì)為例，介紹如何通過(guò)元認(rèn)知的學(xué)習(xí)策略進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

1 元認(rèn)知學(xué)習(xí)實(shí)施方案

1）確定學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握與Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)有關(guān)的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐。

2）制定學(xué)習(xí)計(jì)劃：

①通過(guò)查閱紙質(zhì)書籍、網(wǎng)絡(luò)資源或同學(xué)、朋友、老師之間的探討，了解與Mark點(diǎn)作用、設(shè)計(jì)理論有關(guān)的知識(shí)。

②將上述理論知識(shí)梳理出來(lái)，并就其中的基礎(chǔ)部分、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及易出錯(cuò)部分記錄下來(lái)，最好能找到案例予以佐證。

③進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐，與理論知識(shí)進(jìn)行對(duì)照，并請(qǐng)其他有經(jīng)驗(yàn)的人員幫助評(píng)判（比如老師），進(jìn)行學(xué)習(xí)效果反饋。

④根據(jù)反饋結(jié)果，調(diào)整學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)方法或?qū)W習(xí)途徑。

⑤再學(xué)習(xí)、再反饋、再調(diào)整直到達(dá)成目標(biāo)。

⑥學(xué)習(xí)總結(jié)。

2 Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)理論學(xué)習(xí)

2.1 Mark點(diǎn)的構(gòu)成要素及其設(shè)計(jì)參數(shù)

一個(gè)完整的Mark點(diǎn)包括：標(biāo)記點(diǎn)或特征點(diǎn)和空曠區(qū)，如圖1所示。標(biāo)記點(diǎn)常見的形狀如圖2所示。

圖1 基準(zhǔn)點(diǎn)的組成

圖2 常見Mark點(diǎn)圖形

一般情況下，標(biāo)記點(diǎn)應(yīng)優(yōu)選直徑為Φ1mm(±0.2mm)的實(shí)心圓，空曠區(qū)圓半徑r≥2R（R為標(biāo)記點(diǎn)半徑），當(dāng)r=3R時(shí)，設(shè)備識(shí)別效果最好。

2.2 Mark點(diǎn)的布局布線要求

因?yàn)榭臻g中，不在一條直線上的3個(gè)點(diǎn)可以確定一個(gè)平面，所以，若條件允許，可在需要進(jìn)行貼裝元件的PCB板面上呈“L”形放置3個(gè)Mark點(diǎn)，如圖3所示。但若板面緊張或受到其它方面的限制，不能放置3個(gè)Mark點(diǎn)，則在需要進(jìn)行貼裝的板面上至少放置一對(duì)Mark點(diǎn)，呈對(duì)角放置，但不能完全對(duì)稱，如圖4所示。

圖3 呈“L”形放置的Mark點(diǎn)

圖4 對(duì)角放置的Mark點(diǎn)

另外，Mark點(diǎn)距離PCB板邊緣距離必須大于SMT設(shè)備夾持的最小間距要求，且必須在PCB板內(nèi)而非在板邊，并滿足最小的基準(zhǔn)點(diǎn)空曠度要求。此外，為了保證印刷設(shè)備和貼片設(shè)備的識(shí)別效果，Mark點(diǎn)空曠區(qū)應(yīng)無(wú)其它走線、絲印、焊盤或V-Cut等，與其它同類型金屬圓點(diǎn)（如測(cè)試點(diǎn)等）的距離不低于5mm，如圖5所示。

圖5 Mark點(diǎn)布局布線要求

2.3 Mark點(diǎn)的制造要求

制造PCB裸板時(shí)，同一PCB板上Mark點(diǎn)尺寸變化不能超過(guò)25μm。否則尺寸變化過(guò)大，機(jī)器影像獲得的數(shù)據(jù)偏差會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)值的變化范圍，從而做出拒絕進(jìn)板和報(bào)警，影響生產(chǎn)效率。

Mark點(diǎn)標(biāo)記的表面平整度應(yīng)該在15μm之內(nèi)，且所有Mark點(diǎn)的內(nèi)層背景必須相同。否則平整度不好，可能會(huì)影響機(jī)器的識(shí)別效果甚至讓機(jī)器無(wú)法識(shí)別。

同一板號(hào)的PCB上，所有Mark點(diǎn)必須大小形狀一致；建議將所有圖檔中的Mark點(diǎn)標(biāo)記統(tǒng)一為Φ1mm的實(shí)心圓。當(dāng)Mark點(diǎn)標(biāo)記與印刷板的基質(zhì)材料之間出現(xiàn)高對(duì)比度時(shí)可達(dá)到最佳的性能。此外，Mark點(diǎn)若做在覆銅箔上，需要與銅箔進(jìn)行隔離。

3 操作練習(xí)，評(píng)估學(xué)習(xí)效果

為了評(píng)估學(xué)習(xí)效果，利用protel軟件繪制了一個(gè)50mmX30mm的PCB樣板，并在板面上設(shè)計(jì)了Mark點(diǎn)，如圖6所示。

圖6 首次Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)圖樣

通過(guò)軟件測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為（6.5，23.5）和（43.5，6.5），采用了對(duì)稱設(shè)計(jì)，Mark點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)直徑為Ф0.5mm，空曠區(qū)寬度為2mm。對(duì)照第2部分中的Mark點(diǎn)構(gòu)成要素及其主要設(shè)計(jì)參數(shù)和Mark點(diǎn)布局布線要求，發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)參數(shù)和布局均不太恰當(dāng)，需要進(jìn)行修改。通過(guò)該練習(xí)，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者對(duì)于Mark點(diǎn)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和布局方面的知識(shí)掌握還不全面，需要進(jìn)行加強(qiáng)。

4 調(diào)整學(xué)習(xí)

通過(guò)前面的反饋練習(xí)和評(píng)估結(jié)果，發(fā)現(xiàn)需要在Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)及布局方面需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)。在后續(xù)的學(xué)習(xí)調(diào)整過(guò)程中，除了多查閱資料外，還去生產(chǎn)線體旁仔細(xì)查看設(shè)備工作過(guò)程，仔細(xì)體會(huì)不同設(shè)計(jì)參數(shù)及布局效果對(duì)機(jī)器識(shí)別結(jié)果的影響。

通過(guò)再次學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)：①M(fèi)ark點(diǎn)對(duì)角放置時(shí)，不能完全對(duì)稱，否則進(jìn)板錯(cuò)誤時(shí)，機(jī)器無(wú)法發(fā)現(xiàn)，從而出現(xiàn)印刷糊板或后續(xù)貼裝錯(cuò)誤的缺陷。對(duì)于一些有特殊要求、需要精確定位的單個(gè)元件 (如QFP、CSP、BGA等重要元件)，可設(shè)計(jì)局部Mark點(diǎn)標(biāo)記,以提高貼裝精度。②Mark點(diǎn)標(biāo)記符號(hào)不宜過(guò)小或過(guò)大，過(guò)小可能系統(tǒng)不易識(shí)別；過(guò)大，可能超出識(shí)別范圍，不被當(dāng)作Mark點(diǎn)處理。不論哪種情況，均有可能使系統(tǒng)出現(xiàn)誤報(bào)，耽誤生產(chǎn)的正常進(jìn)行。所以，采用圓形標(biāo)記符號(hào)時(shí)，其直徑應(yīng)控制在Ф1-3mm，空曠區(qū)寬度應(yīng)在標(biāo)記符號(hào)半徑的2倍以上，最好是標(biāo)記符號(hào)半徑的3倍。本例中，若將圓形標(biāo)記符號(hào)直徑設(shè)計(jì)為Ф1mm，則空曠區(qū)直徑應(yīng)為3mm。

5 操作練習(xí)，再評(píng)估學(xué)習(xí)效果

將前次的練習(xí)圖樣進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，如圖7所示。

圖7 改進(jìn)后的Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)

6 學(xué)習(xí)總結(jié)

根據(jù)前面所介紹的，不難發(fā)現(xiàn)，Mark點(diǎn)雖然容易設(shè)計(jì)，但一些細(xì)節(jié)問(wèn)題卻容易忽視。若設(shè)計(jì)不當(dāng)，Mark點(diǎn)應(yīng)有的作用不僅不能發(fā)揮出來(lái)，甚至有可能起到反作用，造成印刷錯(cuò)誤，延誤生產(chǎn)。所以，作為電路設(shè)計(jì)人員，不僅需要掌握好電路設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，還需要掌握組裝設(shè)備對(duì)PCB的制造要求，充分考慮從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的要求，做好可制造性設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的可制造性、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。

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