CN101401063B - 用于采集逐级制造度量的线上系统 - Google Patents

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Abstract

射频识别(RFID)标签被耦合至电路板，以当该电路板通过制造阶段时跟踪每个制造阶段具体的运行和环境状态。在每个阶段使用RFID读取器和数据采集器以读取RFID标签并连同每个阶段的处理信息、运行状态和结果一起存储其识别信息。这允许快速和精确地采集每个电路板在各个制造阶段的制造信息以及每个阶段在具体时间的运行状态。接着对于具体电路板通过印制在该电路板上的标识符可在逐级基础上检索这种制造度量。

Description

用于采集逐级制造度量的线上系统
技术领域
本发明的各种实施方式涉及用于跟踪电路板的制造的方法和技术。特别是，至少一种实施方式规定在电路板中使用RFID标签来跟踪电路板的各种制造阶段的状态。
背景技术
在例如电路板制造的制造过程中，经常期望确定该过程的各种阶段的状态。其在确定一个具体的制造阶段是否运行在最佳状态下或是否运行在临界故障状态下可能是有帮助的。传统的制造方法趋向于依赖人的交互作用或监测来测定具体制造阶段的状态。该方法不方便、耗时并且在资源方面昂贵。其它方法可使用例如传感器的自动监测技术来测量制造阶段的某些状态。但是这些传感器通常并不提供关于在具体制造阶段加工的每个产品(例如电路板)的信息和/或具体过程如何应用于每个产品的相关信息。
另外，在许多情况下，确定产品故障是由于制造的缺陷、组件故障，或不当使用是重要的。例如，电路板故障是否由不当使用或产品缺陷导致可确定该故障是否是一个孤立的事件还是同一批次中的所有电路板都会受这种故障的影响，并因此应被召回或返回。目前，确定电路板的整个批次是否受缺陷的影响是困难并且耗时的。
在各个制造阶段中跟踪具体电路板的制造状态的一个问题是如何单独识别每个电路板。因为电路板在制造过程中受各种化学和机械过程的影响，因此在每个电路板的表面上印制数字、条形码，或其它标识符是不切实际的。即，该化学和/或机械过程趋向于消除或损坏电路板上的这些标识符。
所以，需要一种在各个制造阶段中精确跟踪单独的产品(例如电路板)的状态的系统和/或方法。
发明内容
射频识别(RFID)标签被耦合至电路板，以当该电路板通过制造阶段时跟踪每个制造阶段具体的运行和环境状态。在每个阶段使用RFID读取器和数据采集器以读取RFID标签，并连同每个阶段的处理信息、运行状态以及结果一起存储其识别信息。其允许快速和精确地采集每个电路板在各个制造阶段的制造信息以及每个阶段在具体时间的运行状态。对于具体电路板来说，这种制造度量可以通过印制在该电路板上的标识符在逐级基础上被检索。
本发明的一种实施方式提供了一种基底，其包括：(a)在该基底上界定的一个或更多电路板；(b)在该基底上形成的一个或更多自动光学检测孔；以及(c)在自动光学检测孔内耦合到该基底的射频识别(RFID)标签，该RFID标签被配置为当一个或更多电路板通过一个或更多制造阶段时识别这些电路板。该RFID标签可沿着该基底的周边、在界定一个或更多电路的区域之外放置。用于一个或更多电路板的标识符可存储在RFID标签内并在可每个制造阶段被读取以识别该一个或更多电路板。在一些实施方式中，RFID标签可放置在一个或更多电路板外，从而当该一个或更多电路板被从基底切下时，该RFID标签保持在原处。
本发明的另一实施方式提供了一种用于采集电路板在制造中的逐级制造度量的系统，其包括：(a)电路板，其具有带有标识符的射频识别(RFID)标签；(b)一个或更多RFID读取器，其被放置在制造过程的一个或更多阶段，并且被配置为当RFID标签到达它的无线电信号范围内时从RFID标签读取标识符；(c)一个或更多数据采集器，其被耦合至一个或更多RFID读取器，以存储从RFID标签读取的标识符和制造阶段的逐级制造信息；(d)数据库，其用于存储该由一个或更多数据采集器采集的标识符和逐级制造信息；(e)RFID写入器，其用于获取用于电路板的标识符并将该标识符写入该电路板上的RFID标签；(f)条形码写入器，其用于将条形码写入电路板，该条形码对应于存储在RFID标签内的标识符。该电路板也可包括自动光学检测孔，其内放置RFID标签。
用于在制造过程中采集电路板的逐级制造度量的系统的另一特点包括耦合至数据库的报告服务器，并且该报告服务器被配置为：(1)接收有关具体电路板的制造信息的请求；(2)从数据库中检索所请求的信息；以及(3)发送所请求的信息给请求方。该所请求的信息可包括电路板的制造阶段的运行状态。
本发明的另一方面提供了一种用于跟踪电路板通过其制造阶段的方法，其包括：(a)耦合射频识别(RFID)标签至包括一个或更多电路板的基底；(b)分配标识符给RFID标签；(c)在各个制造阶段扫描RFID标签来获取其标识符以跟踪一个或更多电路板的进展；(d)获取各个制造阶段的运行状态；(e)存储标识符和一个或更多电路板的各个制造阶段中的每一个阶段的运行状态；(f)在数据库中合并所存储的一个或更多电路板的各个制造阶段中的每一个阶段的运行状态；(g)在一个或更多电路板上印制条形码，其对应于RFID标签中的标识符；(h)从基底上切下一个或多个电路板。如果运行状态超出规定极限则可生成警报。可基于电路板上的条形码生成逐级制造报告。RFID标签可在一个或更多电路板外的区域内被耦合至基底。该方法可进一步包括：(a)获取各个制造阶段中的每一个阶段的加工信息；以及(b)存储该加工信息，其中该加工信息包括下述中至少一个：操作者标识符、在具体制造阶段中加工电路板的时间或日期、制造阶段的测试结果，或阶段标识符。
附图说明
图1示出了根据本发明的一种实施方式、在初始制造阶段中可如何将RFID标签耦合至电路板以有助于跟踪单独的电路板的制造状态；
图2示出了根据本发明的一种实施方式、含有RFID标签以跟踪并监测通过各个制造阶段的具体的运行状态以及结果的电路板；
图3示出了本发明的另一种实现，其中单个基底在其上具有被单个RFID标签跟踪的多个电路板；
图4示出了根据本发明的一种实施方式的、示出了采集和报告电路板逐级制造信息的信息流程的结构图；
图5示出了根据本发明的一种实施方式的具体电路板的范例制造报告；
图6是根据本发明的一种实施方式的、示出了用于采集和报告电路板的逐级制造信息的方法的流程图。
具体实施方式
为提供本发明的全面认识，在以下描述中阐明了许多具体的细节。但是所属领域的技术人员将认识到，如果没有这些具体的细节仍可实现本发明。在其它的实例中，所熟知的方法、程序，和/或组件未做详细描述，以免不必要地模糊本发明的各方面。
以下描述中给出了具体的细节以提供这些实施方式的全面理解。但是应被所属领域的技术人员理解的是，如果没有这些具体的细节，仍可实现这些实施方式。例如，可在简图中示出电路或过程以免在不必要的细节上模糊这些实施方式。在其它的实例中，所熟知的电路、结构、过程和技术可不作详细描述以免模糊这些实施方式。
本发明的一个特点提供了将射频识别(RFID)标签耦合至电路板以有助于单独地跟踪每个电路板及在各个制造阶段的制造状态。
本发明的另一方面是提供一种系统，其用于快速和精确地在各种制造阶段中采集每个项目的制造信息。
本发明的又一特点提供了一种用于获取如具体电路板的各个制造阶段的制造状态、测试结果、责任操作者等的制造度量的报告机制。
图1示出了根据本发明的一种实施方式、在初始制造阶段RFID标签可如何被耦合至电路板以有助于跟踪单独的电路板的制造状态。应注意的是，如这里用到的术语“电路板”，其包括但不限于：多层板、薄膜基底、挠性电路、多芯片模块、印制电路板以及用于形成电路或具有电介质材料的其它类型的液体铺设(liquid-laid)、挠性、半挠性、半刚性和/或刚性基底。电路板典型地经过各个制造阶段，其包括：形成一个或更多介电层(例如树脂增强层)、在电路板上构成导电迹线(例如刻蚀和电镀)、在层之间形成通孔(例如钻孔)、在电路板上装配电组件，和/或测试电路板上的电路。这些阶段包括可部分或全部地在装配线上执行的化学和/或机械过程，电路板在装配线上从一个阶段移动到另一阶段。
制造过程中，部件号102通常被分配至正在制造的电路板104。可从描述该板的指令表(也被称为工序过程卡、流程表、作业顺序单或生产通知单)中获取该部件号102，该说明书列表也可包括电路板104的具体的加工要求。部件号102可被电子地获取(例如从一台计算机)、光学地获取(例如通过从工序过程卡读取条形码)，或由操作者人工输入，然后通过RFID写入器110将其传送到RFID标签106。
在一些实施方式中，除部件号102之外，标识符(例如电路板的序列号)也可存储在RFID标签106中。该部件号和/或标识符可由RFID写入器110通过无线电信号(例如定向或全向信号广播)、电磁信号、电信号(例如通过RFID标签106上的直接接触)或其它方式发送至RFID标签106。
可选地，RFID标签106可具有一个在其制造过程中生成的嵌入式标识符。在这种实施方式中，RFID写入器110是不必要的。该RFID标识符可从RFID标签106中被简单地读取并然后与对应于电路板104的部件号102和/或序列号相关联。
在各种实施方式中，存储在RFID标签106中的部件号102和/或标识符可为号码、字母数字代码或符号。相同的部件号和/或标识符可被多个RFID标签使用(例如多个RFID标签具有相同的部件号以识别具体的电路板组)和/或唯一的标识符可被每个RFID标签使用(例如每个数字唯一地识别每个电路板)。
在本发明的一些实施方式中，RFID标签106可被插入到电路板104中的自动光学检测(AOI)孔内。这些AOI孔通常在许多制造过程中被用于识别电路板的位置和/或方向。使用AOI孔来容纳RFID标签106利用了现有的电路板制造过程的特点，从而避免必须增加新孔，并且将RFID标签嵌入到其不干扰电路板104的化学/机械过程的位置。事实上，通过将RFID标签106放置到AOI孔内，该RFID标签106可被保护免受如压制或表面规划的机械过程的影响、不受化学过程(例如刻蚀、电镀等)的影响，并且不干扰电路板104的制造。
在各个实施方式中，在不同的制造阶段RFID标签106可被耦合(例如插入到AOI孔内)至电路板104。例如，在一旦基底已经形成，则在叠合(lay-up)阶段RFID标签106可被耦合至电路板104。如果包含多层电路板，则在多层电路板的第一层、中间层、末尾层形成中或在末尾层形成之后，RFID标签106可被耦合至电路板。在一些实例中，RFID标签可放置在一个位置(例如AOI孔)，在电路板制造过程结束后该标签可从该位置上移开。在其它实现中，在电路板正在制造时RFID标签可被嵌入到该电路板内。例如，RFID标签可被嵌入到用于构成电路板的一层的树脂中或被嵌入到多层电路板的两层之间。当该RFID标签嵌入到电路板时，其被放置成不干扰在电路板上形成的电路布线或通孔。例如，RFID标签可放置在电路板的周边上，一旦电路板制造过程完成该RFID标签即被切下或移开。
在RFID标签106被耦合至电路板104之后，可通过各个制造阶段识别和/或跟踪该RFID标签106。
RFID读取器112可利用无线电信号从RFID标签106读取部件号和/或标识符，并且提供部件号和/或标识符给数据采集器114。数据采集器114可存储这些信息用于随后的检索。所以当电路板104通过各个制造阶段时，具有RFID读取器和数据采集器的跟踪系统在这些制造阶段可通过其RFID标签106识别具体的电路板以及记录具体阶段和/或电路板的运行状态、加工结果、责任操作者，和其它信息。
图2示出了根据本发明的一种实施方式的、包括RFID标签206以通过各个制造阶段跟踪和监测具体的运行状态和结果的电路板。如图1所示，电路板204可以已经标有和/或关联有在初始的制造阶段已耦合至电路板204的RFID标签206。
当电路板204通过各种制造阶段时，其被多个RFID读取器208和210识别。即，当电路板204进入或离开一个具体加工阶段时，RFID读取器208或210从RFID标签206读取部件号和/或标识符并将其存储在数据采集器212或214中。以这种方式可采集有关电路板处理的信息。与从RFID标签206读取部件号和/或标识符并将其存储在数据采集器212或214中一起，数据采集器212或214也可在每个阶段存储RFID标签被读取的日期和时间、具体阶段的名称或标识符、负责该具体阶段的操作者(如果存在)的名字或号码、具体阶段的采集的数据、结果和/或状况或条件。以这种方式可获取电路板204的每个制造阶段的状态、质量或效率。即，一旦读取RFID标签206，则其中的部件号和/或标识符可与从每个制造阶段获取的信息相关联。
可使用电路板204的RFID标签206来跟踪或监测电路板204的一些阶段可包括：预浸料叠合、压制、钻孔、填孔制作、干膜外层、电镀、带刻蚀(Strip-Etch-Strip)(SES)、防焊、表面处理(其包括镍/金、浸锡、抗变色(OSP)、镀银)、布线、电测试、表面贴装、最终质保，等等。
根据各种实现，当电路板204在传送带上逐级移动时，可通过一个或更多RFID读取器208和210自动跟踪该电路板204，和/或在一个或多个制造阶段，可通过操作者将电路板呈现给RFID读取器208和/或210人工跟踪该电路板204。
图3示出了本发明的另一种实现，其中单个基底302在其上具有被单个RFID标签312跟踪的多个电路板。在这种实施方式中，多个电路板304、306、308，和310被形成在单个基底302上，并且RFID标签312被耦合至基底302在电路板304、306、308和310之外的区域内。以这种方式，单个RFID标签312可用于跟踪多个电路板304、306、308和310以及各个制造阶段的运行状态、结果和/或其他度量。这种实现在同时加工(例如构成和/或测试)多个电路板304、306、308，和310时尤其有用。
这种实施方式的另一新颖的特点是RFID标签312放置在电路板304、306、308和310外的基底302的周边上。在交付前电路板304、306、308，和310被从基底302切下，将RFID标签312留在未使用的框架区域上。从而RFID标签312不被随电路板304、306、308和310交付。在可选的实施方式中，框架可容纳一个或更多电路板，这些电路板与耦合在该框架上的RFID标签一起通过不同的制造阶段。一旦电路板完成，就可从该框架中移出这些电路板。在这些实施方式中的任一种中，一旦基底302上的电路板304、306、308，和310的制造完成，则可移出RFID标签312并将其重新用于跟踪其它电路板的制造。
本发明的另一方面提供从RFID标签312传送信息到电路板304、306、308，和310。例如，每个电路板304、306、308，和310唯一的序列号可能基于RFID标签312内的部件号和/或标识符来生成。这种唯一的序列号可作为条形码316(例如2维条形码)印制在每个电路板304、306、308，和310上。这种条形码316对于每个电路板304、306、308，和310可以是唯一的，并可用于随后检索具体电路板的逐级的制造报告。这种制造报告可包括电路板制造过程中的采集和/或存储的加工信息、运行状态、功能和/或质量控制测试结果。通过基于网络的应用程序可提供该制造报告，所述应用程序检索所存储的、由数据采集器在每个制造阶段采集的信息。
如前面所指出，本发明的另一特点提供在基底302上生成自动光学检测(AOI)孔314并将RFID标签312放置在该位置。这些AOI孔314已是许多电路板制造过程的一部分，并通常被光学传感器用于识别电路板的位置和/或方向。通过将RFID标签放入AOI孔内，RFID标签312可被完全容纳在该孔内并对电路板的制造过程产生最小的影响。装配于AOI孔314内的RFID标签312可具有使其完全适合装入AOI孔314内的这种尺寸。例如，包含天线的RFID标签312可在装在在一个紧凑外壳中(例如直径八毫米、厚一毫米的圆形外壳中)。
图4是根据本发明的一个实施方式的、示出了采集和报告电路板的逐级制造信息的信息流程的结构图。如图1和2所示，多个数据采集器402、404、406，和408可采集电路板制造加工的多个制造阶段中的每一个阶段的进展信息、测试结果、运行状态，和/或一致性状况信息。数据采集器402、404、406，和408被耦合至多采集器界面410，以传输存储在数据采集器402、404、406，和408中的信息到存储数据库412。主服务器414可耦合至存储数据库412以控制对存储在存储数据库412中的信息的访问。
当例如顾客的请求方418希望获取有关具体电路板的制造状态、结果和/或其它逐级制造度量的信息时，可通过网络报告服务器416(例如因特网或网络服务器)请求制造报告。网络报告服务器416被耦合至主服务器414以请求来自存储数据库412的逐级制造信息。被报告给发出请求的顾客的信息不仅限于订单完成信息而且也可包括有关电路板的制造的逐级信息。这种逐级制造信息可包括电路板到达和/或完成一个阶段的日期和时间、负责每个阶段的操作者、每个阶段的运行状态(例如效率的相对或绝对指示和/或具体制造阶段的准确度)、电路板到达的当前和过去的阶段、每个阶段的结果，以及每个阶段的数据。在一种实施方式中，这种制造报告可在电路板已经被交付后获取(例如基于具体电路板标识符)。图5示出了根据本发明的一种实施方式的、具体电路板的范例制造报告。
图6示出了根据本发明的一种实施方式的、用于采集和报告电路板的逐级制造信息的方法的流程图。耦合RFID标签至电路板600。例如其可在制造的早期阶段完成。分配标识符给RFID标签602。该标识符可为电路板的部件号或其可为每个电路板的唯一的标识符。当电路板通过每个制造阶段时，RFID标签被扫描并且其标识符被记录604。与RFID标签标识符一起，加工电路板通过的每个制造阶段的运行状态或信息也被记录606。这些运行状态或信息可包括每个电路板通过每个阶段的操作者姓名、日期和时间、每个阶段的测试结果，和/或效率的相对或绝对指示和/或具体制造阶段的准确度。如果一个或更多运行状态超出规定限制，则系统可生成实时警报608。该警报可用于警告操作者有关具体制造阶段的状态的问题。然后用于该电路板的所记录的信息被合并或存储在数据库中610。应请求电路板的逐级制造信息或度量可作为报告被提供612。
在逐级基础上的每个电路板的这种制造度量的有效性可允许确定其后的电路板问题是否在该具体电路板(或一批电路板)的制造时出现或其是否作为现场不正常使用的结果出现。另外，这种制造度量在提供这种证据时也是有用的，即具体电路板或一批电路板是在最佳的加工状态下制造的和/或满足某些加工要求(例如理想状态等)。
使用RFID标签来跟踪每个印制电路板通过其制造阶段的进展、状况，和/或历史记录也有助于通过识别改进的加工将会有益的区域来优化制造过程。这种逐板跟踪也有助于识别有缺陷的电路板，因为当电路板未通过质量控制或功能测试时更容易被识别。而且，跟踪系统为顾客提供有关他们的电路板在制造的每个阶段的完整和详细的信息。另外，顾客可使用每个电路板上的条形码来检索电路板的制造报告，该报告显示了逐级加工信息以及该电路板是否通过所有的功能和/或质量控制测试。
虽然这里的各种实施例和附图示出了跟踪电路板通过制造过程，但是应该明确理解的是，本发明可在许多其它类型的项目上执行，以跟踪他们通过其制造阶段。
图1、2、3，和/或4中所示的一个或更多组件和功能可被重新排列和/或组合为单个组件或被包含在几个组件中，而不脱离本发明。也可添加额外的元件或组件，而不脱离本发明。图1、2，和/或3中所示的装置、设备，和/或组件可配置为执行图4和/或6中所示的方法、特点，或步骤。
虽然已在附图中描述并示出了某些示例性的实施方式，但是应该理解这种实施方式仅仅是示例性而不是对广泛的本发明的限制，并且因为各种其它改变都是可能的，所以本发明不限于所示和所描述的具体结构和布置。所属领域的技术人员应知道可配置刚才描述的优选的实施方式的各种修改和改变，而不脱离本发明的范围和精神。所以，应该理解在随附的权利要求的范围内，本发明可以不同于这里的具体描述而被实施。

Claims (15)

1.一种用于在制造中采集电路板的逐级制造度量的系统，包括：
所述电路板，其具有带有标识符的射频识别标签；
一个或更多射频识别读取器，其被放置在制造过程的一个或更多阶段，并被配置为当射频识别标签到达所述一个或更多射频识别读取器的无线电信号范围内时所述一个或更多射频识别读取器从所述射频识别标签读取标识符；以及
一个或更多数据采集器，其被耦合至所述一个或更多射频识别读取器，以连同制造阶段的逐级制造信息一起存储从射频识别标签读取的标识符。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电路板包括自动光学检测孔，所述射频识别标签放置在所述自动光学检测孔上，其中所述自动光学检测孔用于所述电路板的定位和定向，以及作为所述射频识别标签的接收器。
3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
射频识别写入器，其用于获得用于所述电路板的标识符并将所述标识符写入所述射频识别标签。
4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
条形码写入器，其用于在所述电路板上写入条形码，所述条形码对应于存储在所述射频识别标签内的所述标识符。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
数据库，其用于存储由所述一个或更多数据采集器采集的所述标识符及所述逐级制造信息。
6.根据权利要求5所述的系统，进一步包括：
报告服务器，其被耦合至所述数据库并被配置为
接收对关于具体电路板的制造信息的请求；
从所述数据库中检索被请求的信息；以及
发送所述被请求的信息到请求方。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述被请求的信息包括用于所述电路板的制造阶段的运行状态。
8.一种用于在电路板的制造阶段期间跟踪所述电路板的方法，包括：
耦合射频识别标签至包括一个或更多电路板的基底；
分配标识符给所述射频识别标签；
在各个制造阶段扫描所述射频识别标签以获得所述射频识别标签的标识符，以跟踪所述一个或更多电路板的加工过程；
获得所述各个制造阶段的运行状态；以及
存储所述标识符和所述一个或更多电路板的所述各个制造阶段中的每一个阶段的运行状态。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
在所述一个或更多电路板上印制条形码，所述条形码对应于所述射频识别标签内的所述标识符。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
基于所述一个或更多电路板中之一上的所述条形码检索逐级制造报告。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
如果运行状态处于规定限制之外则生成警报。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
在数据库中合并所存储的、所述电路板的所述各个制造阶段中的每一个阶段的运行状态，其中所述各个制造阶段中的每一个阶段的运行状态包括每一个制造阶段的效率的相对的或绝对的指示。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述射频识别标签在所述一个或更多电路板之外的区域内被耦合至所述基底。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
将所述一个或更多电路板从所述基底切下。
15.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
获得所述各个制造阶段中的每一个阶段的加工过程信息；以及
存储所述加工过程信息，
其中所述加工过程信息包括下述中的至少一个：操作者标识符、在具体制造阶段加工所述电路板的时间和日期、制造阶段的测试结果，或阶段标识符。
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