CN101940076A - 用于印刷电路板制作的面板化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种连接印刷电路板模块方法，通过一虚拟面板对至少两印刷电路板模块进行连接而形成一印刷电路板面板，其特征在于利用其定位标签与配对件对复数印刷电路板模块进行相互连结，复数定位标签与复数配对件是被形成，如此使得复数定位标签与复数配对件将复数印刷电路板模块对齐于印刷电路板面板之上的一目标位置。

Description

用于印刷电路板制作的面板化方法
【技术领域】
本发明是关于一种用于印刷电路板制作的面板化方法，此用于印刷电路板制作的面板化方法是利用一虚拟面板对于至少两印刷电路板模块进行连接而形成了一印刷电路板面板。 
【背景技术】
一般而言，电子产品的制作中经常使用到印刷电路板面板，并且在一印刷电路板面板中是可包括一或多个印刷电路板面板裸板，即电路板模块。 
印刷电路板与电子零件的制造者针对个别电路板模块进行处理时，其程序是相当缓慢且麻烦的。一般而言，将复数印刷电路板模块结合为一整体的方式是可以增加制造产量，即结合为所谓的印刷电路板，在此方式中，印刷电路板制造者是对于模块进行预切，但在模块之间留下物料(所谓的复数物料颈部)，通过复数物料颈部对于模块之间进行连接。因此，利用物料颈部连接模块而形成的一整体结构称为一印刷电路板面板。 
随着愈来愈小且更为复杂的电子装置的发展，由于电子装置的封装密度增加，因而造成印刷电路板在制造上的困难，藉此方式下是会造成在一印刷电路板中的一或多个模块的损坏，或是可能造成了在面板中的复数模块的表面铜层之间的印刷电路板物料的尺寸变化的过大。基于此类面板的材料大量浪费，且其功能性模块必定无法合格，此类面板无法再被采用。因此，印刷电路板模块中的缺点是会明显地降低电子印刷电路板的产量与大量生产良率。 
以焊膏漏版印刷为例，焊膏漏版印刷通常是通过面板上的对准记号的协 助而完成定位。然而，由于焊膏漏版印刷的制作较为困难，因而造成电子组件的大量生产的良率的降低。在根据所假设条件之下，面板中的个别模块是可能具有不同的位置。所谓的回流炉加热，一种表面贴片组件制程(SMD)，是同样可增加印刷电路板面板中的尺寸变化。当高精度组件被迭置于面板的其它侧边时，回流制程的效果是相当显著的。由于表面贴片组件制程的尺寸要件是针对印刷电路板面板而设定，面板的最佳尺寸必须降低。因此，由于在面板上的模块数量降低，则电子制作的生产量是相对地减少。 
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于印刷电路板制作的面板化方法。 
本发明的方法的特征在于利用其定位标签与配对件对复数印刷电路板模块进行相互连结，复数定位标签与复数配对件是被形成，如此使得复数定位标签与复数配对件将复数印刷电路板模块对齐于印刷电路板面板之上的一目标位置。 
本发明的基本构想是复数印刷电路板模块之间是可通过其相互精密配合的复数定位标签与复数配对件而相互连接，藉此使得复数印刷电路板模块是相对于另一印刷电路板模块且相对于印刷电路板面板而达到精密定位。在通过印刷电路板模块的机器视觉的协助而对于定位标签与配对件进行量测下，对于定位标签与配对件的形状的正确信息与形状中心是可被获得的，并且通过此获得的信息可用以形成一辅助数据文件，利用此辅助数据文件做为所谓的虚拟面板。由于在印刷电路板面板中的复数模块是可任意选择，一印刷电路板面板的组合可在容许范围内、采用在电性与尺寸上的功能考虑均为已知的复数印刷电路板模块来进行。 
本发明的优点在于其可提高位于复数印刷电路板模块之间的一印刷电路 板面板的表面铜层的尺寸精度且可降低在印刷电路板面板之间的尺寸变化，因此可将受损印刷电路板模块自生产面板中进行移除，并且可增加印刷电路板面板的模块的数量。相较于习知技术的方法，本发明的各项优点是可显著地增加印刷电路板与电子组件生产的产量与良率。在本发明的用于印刷电路板制作的面板化方法的作用下，用于进行连接的制程步骤可达到最小化，并且可达到简易的制程自动化制作。特别是就大量生产的方面而言，本发明所具有的优点对于投资成本与生产量之间的关系是相当重要的。 
本发明的第一实施例的基本想法在于通过印刷电路板模块的机器视觉对其至少一定位标签与一配对件的形状进行量测。 
本发明的第二实施例的基本想法在于通过印刷电路板模块的机器视觉对其至少一定位标签或一配对件之中心点进行量测。 
本发明的第三实施例的基本想法在于通过印刷电路板模块的机器视觉对其定位卷标或配对件之中心点进行测定，进行其定位标签或配对件之中心点或边线形状的测定是采用了一参考点，参考点是配合于具有其定位标签或配对件的相同的机器视觉相机的画面之中。 
本发明的第四实施例的基本想法在于各复数印刷电路板模块的各端部是通过至少两定位卷标连接于印刷电路板面板。 
本发明的第五实施例的基本想法在于各复数印刷电路板模块的各端部是通过一定位卷标连接于印刷电路板面板。 
本发明的第六实施例的基本想法在于利用所形成复数颈部配件对于印刷电路板模块之间进行连接，或是利用不同于印刷电路板的材料制作出分离的定位标签。 
【附图说明】
图1表示一印刷电路板面板的示意图； 
图2表示图1的印刷电路板模块的连接的局部示意图； 
图3表示印刷电路板模块的一第二连接的局部示意图； 
图4表示印刷电路板模块的一第三连接的局部示意图。 
【具体实施方式】
图1表示一印刷电路板面板1。印刷电路板面板1包括两个或两个以上的印刷电路板模块2。在图1中的印刷电路板模块2的数量为三。当对于个别的印刷电路板模块2进行连接以形成印刷电路板面板1时，则可选用已经在电性与尺寸上功能考虑均为已知的模块来进行，如此将可以改善产量与增加生产率。图1所示的实施例中，复数印刷电路板模块2是由两颈部配件3所连接。各印刷电路板模块2是采用了具有一或复数定位标签4、各定位标签4的复数配对件5的无间隙形状锁连接于颈部配件3。图2至图4表示此无间隙形状锁的替代方式。 
图2表示图1的印刷电路板面板1的局部示意图。印刷电路板模块2所具有的定位标签4是可利用加工方式而形成，藉此定位标签4便可将印刷电路板模块2连接于印刷电路板面板1。除了图2所示的定位标签4之外，只要是定位标签允许无间隙形状锁的形成且藉此可将印刷电路板模块2结合至印刷电路板面板1，则定位标签4是可具有相当多种形状的变化。举例而言，在印刷电路板模块2的各端部具有两定位标签，亦即，如图1所示的具有四定位卷标的印刷电路板模块2，或是只要定位标签的尺寸变化是在连接印刷电路板面板1的印刷电路板模块2可能产生应力的容许范围之内，印刷电路板模块2可具有更多的定位标签。针对印刷电路板模块2的各端部而言，利用一大尺寸的定位标签4取代两或更多的定位标签4可以减少扭转力量。 
图2中更在印刷电路板模块2的端部的表面铜层中表示了一参考点6。此参考点6是可特别做为一铜焊垫的定位用参考点，此铜焊垫用以连接一表面贴片组件(SMD)，或是与使用上的实际目的无关，此参考点6是位于邻接定位卷标的一特定区域中的定位用参考点。就参考点6的选择与排列的相关限制而言，参考点6应出现在相同于定位卷标4的一机器视觉相机的一画面之中。 
对于印刷电路板模块2的端部的参考点6的印刷电路板模块2的定位卷标4的形状与中心点可通过机器视觉而进行量测。一般而言，称为系统的机器视觉包括至少一相机、一计算机与一计算机运行影像处理程序，其中，通过影像处理程序可自动地对于数据的相机画面进行编译。在本实施例中，首先利用定位标签的中心点的x、y坐标对于邻接的参考点6进行测定，并且通过这些数据可形成了所谓的连接点坐标系统。此外，定位标签4的形状是被储存在内存之中，藉此可进行配对件5的加工。除了采用定位标签4的中心点之外，在部分实施例中亦可直接采用定位标签4的边线形状而对于定位标签4与参考点6之间的距离进行测定。除了上述的方式之外，其它的量测与测定亦可同时被执行。由于最佳可达到尺寸精度是基于所使用相机的分辨率与所选择的影像图场的尺寸，因而在基于尺寸精度的需求下而采用一高分辨率相机是为较佳的方式。举例而言，影像图场可为12x9mm，并且所对应的相机分辨率可至少为六百万画素。通过所选用的影像图场与参考点可同时使得定位标签4与参考点6配合于画面之中。 
对于印刷电路板模块2的参考点6之间的距离进行量测之下，所谓的模块坐标系统便可被提供。相关于参考点6之间的距离的量测是可通过至少一相机而达成，但在不同实施例中亦可利用两或更多相机来完成。举例而言，印刷电路板模块2的质量中心的测定是可通过参考点6的量测而完成，并且所谓的虚拟面板的量测是可利用参考点6的量测而达成。 
关于与图式一致的目标印刷电路板面板而言，虚拟面板是表示经由所量测的印刷电路板模块2所提供的最佳整体结构。除了模块坐标系统与虚拟面板的连接点坐标系统的测定之外，较佳的方式是利用机器视觉相机对于印刷电路板模块2的相对侧边的表面铜层之间的偏置进行量测。相较于具有较精准的定位标签4之中心点与其的边线形状而言，在此实施例中的参考点6的位置是可经由印刷电路板模块2的两侧边个别地进行测定，而相关的作业是可利用同一相机或相同的复数相机交错地对于印刷电路板模块2的两侧边进行量测、或是将复数相机设置于印刷电路板模块2的两侧边之上而达成，并且可同时对于印刷电路板模块2的两侧边进行量测作业。特别的是，利用同一相机或相同的复数相机对于模块坐标系统与连接点坐标系统进行测定是属于较佳的方式，并且以仍是采用同时执行测定为较佳的方式。为了使得印刷电路板面板1的两侧边可维持在容许范围的内，就尺寸及相同方向而言，印刷电路板面板1的各印刷电路板模块2中的偏置(亦即，印刷电路板模块2之上铜层表面与下铜层表面之间的互感应转递)均是相同的。因此，偏置的量测对于印刷电路板面板的成型可否达到最终尺寸的精确性是相当重要的。 
虚拟面板计算的结果用以做为配对件5的加工路径数据。虚拟面板可通过各种计算模型的多种方法而形成，如此以通过印刷电路板模块2而形成一整体结构，此整体结构是以最佳方式对应于与图式一致的目标印刷电路板面板。举例而言，在利用了印刷电路板模块与连接点坐标系统的组合作用下，印刷电路板模块2的表面铜层之上的偏置信息与定位卷标4之上的形状信息是可被执行的。 
举例而言，当虚拟面板形成时，模块坐标是可绕着质量中心于水平面上进行转动，直到各参考点6至图式中的对应点的距离相等为止。如果所量测的实际印刷电路板模块2的另一侧边不一致时，则印刷电路板模块2的质量 中心与印刷电路板模块2的回转的坐标可不需进行最佳化。在可不必考虑印刷电路板模块2的回转的情况下，如果无法将参考点6维持在容许值的内时，则需将印刷电路板模块2自面板之上进行移除。一般而言，由于在印刷电路板模块2的相对侧边的表面铜层中的偏置超过了容许值，因而必须对于印刷电路板模块2进行移除。 
连接于印刷电路板模块2的颈部配件3是基于虚拟面板数据进行加工而对应于各印刷电路板模块2的各定位卷标4的形状数据，如此便可基于个别定位标签4之中心点的x、y坐标而对于配对件5之中心点进行测定。在本实施例中的颈部配件3中是具有提供各定位标签4所使用的一专用配对件5，并且在这些定位标签4与专用配对件5的作用下可对于印刷电路板模块2进行对齐且定位于印刷电路板面板1之中，藉此以制作出最佳的面板。 
一般而言，印刷电路板模块2是先由一电路板传输器所覆盖且于一机器视觉站进行量测与虚拟面板成型。较佳的方式是将所量测的印刷电路板模块2放置于一短期中间贮藏室之中，此短期中间贮藏室是用以做为所谓的模块库，经由模块库是可挑选出最适合的印刷电路板模块2以形成印刷电路板面板1。随后，印刷电路板模块2是被传送至一组装站，在组装站中的印刷电路板模块2与颈部配件3是被对齐且彼此相互抵压，印刷电路板模块2便可通过定位标签4与配对件5而对齐于印刷电路板面板1中的目标位置。这些零件是采用了无间隙形状锁而达到相互的连接。在形状锁之间是可采用一黏着剂而相互连接，并且/或可将亮漆在根据需求下而施加于连接处，但其实可不需采用亮漆。举例而言，当完成了印刷电路板模块2的制作时，形状锁是可通过冲压而被分离，并且定位标签4是可通过铣削而被移除。 
图3所示的实施例中，定位标签4与配对件5是设置于颈部配件3之中，并且参考点6是设置于印刷电路板模块2之中。在本实施例中，除了定位标 签4的形状与中心点之外，虚拟面板的测定与颈部配件的制造与组装是完全采用对应于上述的方式来进行，对于印刷电路板模块2进行测定以得到配对件5的形状与中心点，并且根据上述数据是可形成坐标系统且可对于颈部配件3的定位标签4进行加工。在本实施例中，当所完成的印刷电路板模块2的形状锁已经被分离时，由于印刷电路板模块2并不具需被移除的定位标签，因而不需对于此印刷电路板模块2进行加工。就制造程序的观点而言，由于冲压是属于无尘、快速且经济的方式，因而对于此类的所谓切开是相当地有利的。 
图4所示的实施例中，连接印刷电路板模块2的分离颈部配件3并未被采用，而是各印刷电路板模块具有一端配件7。在经过加工后，端配件7是具有一配对件5，并且一参考点6是设置于端配件7。在本实施例中，用以连接印刷电路板模块2的定位卷标4是为一分离件，此定位标签4的加工形状是对应于两邻接印刷电路板模块2的配对件5。举例而言，当印刷电路板面板完成时，端配件7是可通过铣削而被分离，否则便可利用与图2相同的方式来进行虚拟面板的测定与这些零件的制造与组装。 
在相邻接的印刷电路板模块之间且相对于印刷电路板面板中的对准记号之下，利用本应用例所揭露的方法是可提高印刷电路板面板1中的表面铜层的尺寸精度。仅对于已知功能的印刷电路板模块形成复数印刷电路板面板时，则制造程序的良率是可被提高的。就连接于印刷电路板模块的颈部配件3或定位标签4而言，颈部配件3或定位标签4是可采用不同上述印刷电路板的材料而制成。相较于电路板材料而言，颈部配件3或定位标签4可以采用例如金属的材料为佳，其理由在于通过此材料的特性可使得颈部配件3与定位标签4在被冷却至操作温度时而可恢复其形状，藉此更可提高在印刷电路板在完成表面贴片组件(SMD)制程的回流炉加热的后的尺寸精度。就连接于印刷 电路板模块的颈部配件3或个别的定位标签4而言，颈部配件3或定位标签4是可采用较电路板材料(一般采用FR4)更为便宜的材料，例如：FR2。 

Claims (9)

1.一种连接印刷电路板模块方法，通过一虚拟面板对至少两印刷电路板模块(2)进行连接而形成一印刷电路板面板(1)，其特征在于，利用其定位标签(4)与配对件(5)对于该等印刷电路板模块(2)进行相互连结，该等定位标签(4)与该等配对件(5)是被形成，如此使得该等定位标签与该等配对件将该等印刷电路板模块(2)对齐于位于该印刷电路板面板(1)之上的一目标位置。
2.根据权利要求1所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于通过机器视觉至少对于其该等定位标签(4)与该等配对件(5)的形状进行量测。
3.根据权利要求1或2所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于通过机器视觉至少对于其该等定位标签(4)与该等配对件(5)之中心点进行量测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于进行其该定位标签(4)或该配对件(5)的该中心点或该边线形状的测定是采用了一参考点(6)，该参考点(6)是配合于具有其该定位标签(4)或该配对件(5)的相同的机器视觉相机的画面之中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于通过在每一印刷电路板模块(2)各端部的至少两定位标签(4)连接印刷电路板面板(1)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于通过在每一印刷电路板模块(2)各端部的一定位标签(4)连接印刷电路板面板(1)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于用以连接该等印刷电路板模块(2)的复数颈部配件(3)或个别的该等定位标签(4)的材质是不同于该等印刷电路板模块(2)的材质。
8.根据权利要求第7项所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于用以连接该等印刷电路板模块(2)的该等颈部配件(3)或个别的该等定位标签(4)的材质是可为金属，并且当冷却至操作温度时的该金属储存其形状的特性是优于电路板材料。
9.根据权利要求第7项所述的连接印刷电路板模块方法，其特征在于用以连接该等印刷电路板模块(2)的该等颈部配件(3)或个别的该等定位标签(4)的材质是由价格低于印刷电路板材料的FR2的非高价位材料所制成。
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