专利名称：用于给电路板做区别标记的方法
技术领域：
本发明涉及用于在电路板的制造中通过曝光法给印刷电路板做区别标记的方法。
背景技术：
在工业制造工艺中，特别是在组装工业中，重要的是可以识别在组装中使用的元件分别用于每个相应的组件。在组装中还需要用于组装和/或用于进行测试的说明以及与此相关的检测。还经常需要能够跟踪元件的批量或元件的制造日期。为解决这些识别问题，例如通过给其粘接标签、手工做标记、借助激光器或喷墨打印机、或通过其它相应的做标记方法来给元件做标记。在某些组装工艺中，组装线包括在开始阶段的标记单元，在该单元中例如用表示批量的标记给元件或某些元件做标记。然而，这种类型的标记单元通常是很昂贵的并占用很多空间。此外，这种标记过程成为一个单独工作阶段。在某些制造工艺中，例如在制造塑料产品时，可以在产品制造期间借助包括在用于制造产品的模具中的模具部件(部件可按批量交换)来进行涉及批量的标记，但是通过这种方法不能使产品相互区别。
在电路板技术中，在电路板的刻蚀图中可以包含电路板或在其上组装的成品的代码，由此可以在电路板的制造工艺期间做标记。通常，这种标记是通过在电路板的制造中使用的膜中加入所希望的标记来实现的。然而，用这种方式形成的标记在电路板的制造工艺期间不能改变，因此通过这些方法不能实现用于区别所制造的每个电路板的标识符。
目前，通过激光加工写入或使用印刷粘性条形码标签给电路板做标记。
激光做标记是很脏的，因为会产生大量灰尘和气体。此外，激光标记装置昂贵并占用很大空间。由于在每个生产线的开始处必须有一个标记装置，因此需要几个装置。粘性标签带来的问题是它们的价格、以及与目前封装在非常小的空间中的电子器件相关的它们的定位和装配。与常规的表面贴装装置相比，粘性标签更难设置。此外，粘性标签必须经受住焊接和清洗工艺。由目前电子器件的封装密度所需要的标记非常小。
采用在公报GB 1471163中公开的技术用于给经过整个制造工艺的印刷电路板做标记是不可取的。通常从电路板表面去掉光刻胶，并且仅为序列号留下光刻胶是不实际的，特别是通过加热固定的光刻胶。所述的该项技术基本上代替了目前使用的丝网标记。这种公知方法不涉及有区别的识别标记，例如利用遵照本发明的方式进行的序列号标记。
公报DE 3620850披露了通过载体膜照射标记而在膜上进行标记。对于照明装置，使用点光源，如LED或光纤的端点。通过承载标记的膜进行照射不适合于在电路板制造期间在电路板上形成有区别的识别标记。该公报没有公开在电路板的感光表面上进行曝光。
公报US 4806965披露了一种用于在移动膜的感光材料上进行标记的矩阵式打印机。这种装置在某种程度上说与公知的热敏打印机一样，其中色带从记录头下面经过。在其它内容当中，该公报公开了矩阵的隔行扫描。这里披露的曝光技术没有被建议用于给电路板做区别标记。
公报DE 3147994披露了用于给电路板进行批量特定标记的方法。然而，尽管该方法采用了记录在感光材料上的数字字符用于区别每个批量，但是该方法没有涉及为了给电路板坯料本身做标记而给大批量生产的产品做标记。这种方法不涉及在电路板表面上直接曝光的标记，而是涉及通过特殊的中间阶段来制造用于进行标记的要透射照射的膜。
公报US 5337117示出了通过在膜上多次曝光用几个不同的负性膜制造光拼图(photocollage)。该公报中所述的曝光技术不适合用于做区别标记，即用光刻技术使单个产品与单个产品的标记不同。
标记主要指产品表面上或其内部的用肉眼可检测的图形，该图形从产品的表面或其内部是可区别的。
该标记以前主要是徽标、对准标记、各种图形或字母数字标记。该标记还可以是编码形式例如条形码形式的信息，或由其它编码方法表示的信息，如所谓的二维(2D)编码。
在很多应用中，标记是永久的，或至少很难去掉和/或改变。
在电路板的制造中采用例如涂敷铜的玻璃纤维板。这个板的铜表面用感光涂层涂敷。通过合适的膜或掩模曝光该涂层，采用公知技术刻蚀掉所希望的部分表面，由此在玻璃纤维板的表面上留下所希望的图形。在电路板制造中还可以采用所谓的粘接法，其中例如用电解代替刻蚀来形成所希望的图形。然而，不同制造方法的共同特征是在形成所希望的图形时在电路板材料的表面上有感光涂层。所希望的图形经常被做成所谓的接触印刷，在这种情况下在曝光期间被图形所含的膜或掩模位于感光涂层的顶部。制造电路板时使用的光可以是可见光或可见光谱以外的光谱，这取决于使用的涂层。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在电路板上进行标记的方法，其中在至少一部分制造工艺周期期间，用感光材料涂敷至少一部分电路板表面，以便制造电路板。涉及本发明的方法的特征在于在制造电路板所需要的感光表面上，在每个电路板坯料上，对随后在产品本身的制造中要使用的可机读图形进行曝光，用于区别所述的电路板。
覆盖几十个字符的涉及本发明的代码在正常刻蚀精度时在每个方向的尺寸只有几毫米，这例如是在制造摄像机、移动电话和手表时所需要的。进行所需要的光刻比激光加工装置便宜约十倍。此外，所述的标记装置设置成与电路板厂的生产线相连，例如在其最开始处，并且不设置在电子器件厂本身中。通过这种方式，标记可以集中在很少的位置上，并且可以借助更便宜的装置进行。此外，在制造工艺已经开始时就可以区别电路板。这样，可以在已经从第一曝光阶段开始时单独监视各个电路板。根据本发明，在正常的曝光中只需要一个额外的曝光或遮蔽工序。
关于正在使用和本申请人知道的现有技术，本发明得到了附加的优点，因为通过这种方法，即使在电路板上的图形被刻蚀之前，也可以给电路板做标记，用于在制造的第一阶段就已经进行质量控制。因此在实际电子元件装配之前做标记可以区别电路板。在一个从电路板制造电子器件的工厂中使用这种标记。
涉及本发明的该方法特别适合于在电路板上做标记，因为制造工艺包括用感光材料至少部分处理电路板的表面。根据本发明的最佳实施例，在电路板的制造工艺中进行标记，并与电路板的处理同时发生。在涉及本发明的该方法中，代替可见光和对其敏感的涂层，还可以使用其它辐射类型和对其敏感的涂层。为清楚起见，本说明书中使用的术语“光”和“感光”还指在产品制造中使用的其它类型的辐射。
涉及本发明的该方法的特征在于在作为电路板制造工艺的一部分或为了进行标记而已经用感光材料处理的电路板的那部分表面上进行标记。
本发明特别适合例如用于在单层或多层电路板上进行标记。根据本发明的最佳实施例，在形成要被刻蚀的图形的同时，在电路板上或在多层板的一层上进行所希望的标记。利用本发明的方法，可以在多层板的每层或只在被选择层上进行标记。当使用与电路板本身的制造相同的工艺进行标记时，该标记与形成在电路板上的其它图形一样永久和准确。还将用与形成电路板本身的电路板上的图形相同的方式保护该标记。
根据本发明的方法形成的标记可以形成在电路板表面上或在电路板制造期间形成的涂层上。
利用本发明的方法，制造的所有电路板在它们组装使用之前被提供有单独的标记。
根据本发明的方法形成的标记可以是可机读的。该标记还可以做成尺寸很小，其限制因素是制造工艺以及其容量，如在电路板制造中可实现的最小可能条宽。
根据本发明的方法形成的标记优选含有识别和/或区别电路板或用该电路板制造的产品的信息。该标记还可以含有关于产品的制造、测试、检测、封装或其它操纵工艺和/或产品的后续使用的信息，或这些信息的组合。通过形成涉及制造或其它操纵工艺的可机读的标记，该标记可用于控制产品的制造和其它操纵工艺，如用于控制电路板或用其制造的产品的机械化或装配。
该标记可以由字母数字或数字字符构成，或者可以由一个图形或多个图形及其组合构成，这些图形形成一个可识别为代码的和/或可用于或希望用做代码的图形。在本发明的最佳实施例中，例如该标记是条形码或其它二进制码，如所谓的二维(2D)码。
根据本发明的最佳实施例，形成在产品上的标记至少由表示电路板的种类或类型的部分和/或表示批量的部分构成。除了这个信息之外，该标记还包括区别制成的每个电路板的部分。根据本发明的一个最佳实施例，这个区别部分对于每个产品是很明显的，优选地，例如是连续数字或对应编码。根据本发明的另一最佳实施例，形成的标记含有关于产品的生产线或制造工艺的信息。
根据本发明的一个最佳实施例，可以借助特殊读出器(检验器)将所处理标记的质量与检验质量相比较，并且该标记的被检测质量还可以用于检测所述制造工艺的质量。在产品上可以存在几个这样的标记，以及与产品质量相关的还用于识别和上述其它目的的其它标记。
用于执行本发明的方法的设备包括至少一个光源和可调装置，该可调装置用于根据对应要做标记的产品的感光表面上的标记的图形来引导来自光源的光。
在本发明的一个最佳实施例中，用于允许来自光源的光传递到产品的感光表面的装置由在指向要做标记的表面的光束中配置的光源装置构成，所述装置包括多个区域，可以借助控制装置调节这些区域的透明度，以便可以是透明的或不透明的，如液晶显示器(LCD)。具有可调透明度的这些装置最好通过结合在产品的制造工艺中或与其控制相关的装置来控制，但是它们还可以通过设备本身的装置来控制。作为允许光可调地通过的装置，还可以使用例如各种膜片、膜和/或它们的组合，例如通过将这些膜片或膜或其它合适的装置放在彼此适当的位置上，通过它们可以形成对应于所希望的标记的图形。
根据本发明的另一最佳实施例，该方法实施装置包括在光源和具有可调透明度的装置之间的光学装置(例如一个或多个透镜)，和/或在具有可调透明度的装置和产品的感光表面之间的光学装置(例如一个或多个透镜)。根据本发明的一个最佳实施例，利用以下方式形成位于具有可调透明度的装置和产品的感光表面部分之间的光学装置，使得通过它们传送(例如投影)到产品表面上的图形是在具有可调透明度的装置上调节的图形，或其缩小的图形。在根据本发明的另一最佳实施例中，所述光学装置在产品表面上形成被具有可调透明度的装置调节的图形，或其放大图形。
在本发明的另一最佳实施例中，对着要做标记的产品的表面或者在表面附近、在要做标记的位置上配置可调透明度装置。当在电路板上进行标记时，预先在电路板上确定要进行标记的位置，例如与电路板的设计相关。在电路板制造中使用的膜中，很容易形成对应于由在电路板表面上进行标记所需要的空间的区域，并且处理膜上的该区域，以便电路板的感光表面可以在这个区域中曝光，用以进行标记。
根据本发明的又一最佳实施例，用于允许光传递到产品表面上的装置由光纤束构成，每个光纤的一端位于光源附近，另一端在要做标记的产品的感光表面部分附近。通过适当的控制装置，来自一个或多个光源的光被引导到在光源一侧的光纤束端部的各个光纤的端部，以便穿过这些光纤的光将在产品的感光表面部分上形成对应于所希望标记的图形。
根据本发明的又一最佳实施例，作为光源，使用与产品制造工艺中用于处理产品的光源相同的光源。在本发明的最佳实施例中，包括在本发明的标记装置中的具有可调透明度的装置与用于产品制造的设备的装置中包括的光学装置一起装配，以便产品的标记与作为其制造的一部分的产品的曝光处理同时进行。
下面参照
本发明，其中图1表示实施本发明的方法的装置的原理，以及图2表示用于实施本发明的方法的另一装置的原理的实施例。
具体实施例方式
在图中，相同的标记表示互相对应的元件。在图1中，参考标号1表示光源，参考标号2表示其光束，该光束被引向要做标记的电路板6的感光表面部分5。在光源1的光束2中配置光学装置3和具有可调透明度的装置4。装置4包括在光的传播方向并允许光通过的区域41、和不让光通过或其透明度基本上低于区域41的透明度的区域42。
选择区域41和42的形状和位置，以便借助它们可以在电路板6的感光表面5上形成对应于所希望标记的图形。附图没有示出用于调节区域41和42的形状和/或位置的装置。在本发明的一个最佳实施例中，可以控制装置4及它们中的区域41和42，以便通过由区域41和42形成的图形的光在电路板6的感光表面上形成所希望的标记，该标记是例如一维编码如条形码、二维(2D)编码或其它所希望的标记。穿过装置4的透明区域41的光对感光表面上的区域51曝光。没有光可以通过装置4的区域42照射到表面5上，区域52保持不被曝光。通过这种方式，在电路板6的表面上形成由曝光和未曝光区域构成并对应于所希望标记的图形，在电路板的制造工艺中所述图形成为电路板表面上的永久图形。
图2表示用于实施本发明的方法的另一最佳实施例的原理。在本例中，参考标号1表示光源，其光束2被引向电路板6的感光表面5。在光束中配置具有可调透明度的装置4，以及位于这些装置4和光源1之间的光学装置3，如一个或多个透镜，用于引导光束至装置4。在装置4和要做标记的电路板6之间配置第二光学装置7，优选地，该装置7例如是一个或多个透镜，借助该光学装置7，穿过装置4的光可以被引导到电路板6的感光表面5，以便形成在表面5上的图形优选例如是通过装置4形成的图形的缩小图形。例如，借助光学装置7将透明区域41形成为表面5上的被照射区域51，所述区域的尺寸小于区域41。光学装置3和7还可以是反射镜、光纤或光纤束，利用这些装置可将光源的光束引向装置4，并将穿过装置4的光进一步引向感光表面5。
作为光源1，可以采用几种光源，例如白炽灯、荧光灯或放电灯、LED光源、激光、或其它合适的辐射源。选择由光源1或辐射源1发射的光或辐射的光谱，以使它可用于对形成在电路板6的表面上的感光或对辐射灵敏的涂层5进行曝光。相应地，选择装置4以使其中的区域41允许来自辐射源1的辐射穿过它们，并且可以在装置4中形成区域42，该区域用于防止来自辐射源1的辐射完全穿过它，或者被允许穿过区域42的来自辐射源1的辐射的量基本上小于被允许穿过区域41的辐射量。
将光引向物体的装置4还可以由微型反射镜构成，可以分别改变每个单独反射镜相对于来自光源1的辐射2的角度，以便光投射到感光表面5上，由此形成被照射区域51，或者光不投射到感光表面5上，区域52保持不被曝光。
在本发明的一个实施例中，作为光源1使用与在电路板6的制造工艺中用于制造电路板所使用的光源相同的光源。
权利要求
1.一种在电子元件制造中给电子元件如电路板做区别标记的方法，其特征在于在用于制造坯料所需要的感光表面上，在每个电路板坯料上，对随后在产品本身的制造中将要使用的可机读图形进行曝光以相互区别所述坯料。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于该图形是二维编码。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于该图形是条形码。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于该图形是字母数字图形。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于在曝光中使用微型反射镜。
6.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于曝光是通过LCD板进行的。
7.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于曝光是使用可开关的光源进行的。
8.根据权利要求5-7中任一项的方法，其特征在于准直光投影仪被用于曝光。
9.根据权利要求5-7中任一项的方法，其特征在于曝光是借助接触曝光进行的。
10.根据权利要求1-4或7中任一项的方法，其特征在于在曝光中使用光纤。
全文摘要
公开了一种用于在电子元件制造中给电子元件如电路板做区别标记的方法。在用于制造坯料所需要的感光表面上，在每个坯料上对可机读的图形进行曝光以相互区别所述坯料，该图形随后在产品本身的制造中将要使用。
文档编号H01L21/00GK1437713SQ01811375
公开日2003年8月20日 申请日期2001年6月21日 优先权日2000年6月21日
发明者芳诺·萨尔米 申请人:芳诺·萨尔米