CN115008027B - 一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式，通过在覆铜陶瓷基板产品表面采用激光雕刻工艺，建立雕刻参数公式：
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2，在覆铜陶瓷基板表面形成清晰的可读取二维码，此dsc工艺使覆铜陶瓷基板产品具有追溯功能，可方便快捷追踪到产品生产端，蛇形雕刻方式使覆铜陶瓷基板产品上二维码不会被轻易腐蚀，且具有100％可读性，提高了覆铜陶瓷基板追溯流程效率。
Description
技术领域
本发明涉及覆铜陶瓷基板技术领域，具体为一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式。
背景技术
在生产覆铜陶瓷基板时，铜面经1070～1100℃高温键合在陶瓷片表面，高温烧结会导致铜表面出现晶粒，粗糙度为Ra：0.5-0.8；Rz:1.5-2.5；Rmax:5-15，铜面厚度不均，晶粒对光线形成复杂折射，传统激光雕刻工艺中，焦点变化与不同位置粗糙度的变化给激光雕刻带来难度，常规打码工艺在此产品面上失效率较高，无法达到100％读取；
由于铜面烧结后表面粗糙度较大，在覆铜陶瓷基板上打码与读码异常困难，且烧结工艺后期客户端有粗化工艺，对产品表面具有腐蚀能力，腐蚀深度为10微米左右，覆铜陶瓷基板产品单体面积较小，最多只有9平方毫米的面积可用于打码，传统雕刻采用线性雕刻，雕刻深度浅，激光打码后，由于覆铜陶瓷基板还需进行酸洗等步骤，雕刻后的二维码经酸碱液腐蚀后使清晰度大大下降，可读性降低，ISO29158评级只有F级或根本无法读取，无法追溯，客户端产品出现问题时只能通过lot单进行追踪，大批次无法追踪到具体母版，费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式，其特征在于：具体步骤如下：
(1)取覆铜陶瓷基板，移入真空吸附平台，对覆铜陶瓷基板吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将平整覆铜陶瓷基板输送至激光雕刻定位点定位；
(3)根据产品信息源二维码计算二维码矩阵数量p，测量矩阵宽度d和二维码边距D，测定产品表面粗糙度Ra，选定光斑直径S；
(4)根据雕刻参数计算公式计算每矩阵沟槽的数量P、雕刻深度H、激光线距离L；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，设置雕刻参数，对覆铜陶瓷基板定位点进行镭射激光雕刻得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
进一步地，步骤(4)中，每矩阵沟槽的数量P计算公式为：
进一步地，步骤(4)中，雕刻深度H计算公式为：H＝Ra×2。
进一步地，步骤(4)中，激光线距离L计算公式为：L＝D÷p÷S×2。
进一步地，步骤(5)中，转印编码方式为DMC-ECC-200编码和DMC-ECC-140编码，转印编码为ECC200版本DataMatrix码、ECC140版本DataMatrix码，ECC200版本DataMatrix码配置为长方形或正方形，单元数必须是偶数，ECC140版本DataMatrix码，配置为长方形或正方形，单元数必须是奇数。
进一步地，步骤(5)中，激光雕刻的激光光源为紫外纳秒、紫外皮秒、绿光纳秒、绿光皮秒、红外纳秒、红外皮秒中的一种。
进一步地，步骤(5)中，激光雕刻线阵排布为蛇形线阵。
进一步地，步骤(5)中，雕刻槽宽与铜宽宽度比为1:1或2:3，雕刻深度为15～45μm。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明中在覆铜陶瓷基板表面激光雕刻二维码，二维码雕刻纹路采用蛇形雕刻方式，此雕刻方式可保证二维码在铜面雕刻后具有耐腐蚀能力，且对覆铜陶瓷基板后续生产流程步骤没有影响，增加了覆铜陶瓷基板的可追溯功能种类，此dsc工艺建立了雕刻参数公式：
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2，可用于不同种类的覆铜陶瓷基板追溯功能的应用，增大了蛇形雕刻工艺的适用性；
同时，由于陶瓷基板的翘曲特性，激光打码采用真空吸附方式，解决了雕刻时的离焦问题，激光光源与波长采用紫外纳秒、紫外皮秒、绿光纳秒、绿光皮秒、红外纳秒、红外皮秒中的一种，解决了打码读码困难的问题，编码方式使用DMC-ECC-200编码和DMC-ECC-140编码，解决了可提供面积小的问题，采用原心振镜的方式，避免了激光雕刻时产生的光路倾斜问题，本追溯方法通过图形转移、后处理、激光打码、检验的操作步骤，激光雕刻形成的二维码经ISO29158评级可100％达到B级以上，具有100％可读性，加快了覆铜陶瓷基板产品的追溯进程，节省了人力物力。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明中覆铜陶瓷基板产品激光雕刻二维码位置示意图；
图2为实施例1中二维码的平视图；
图3为实施例1中二维码的轮廓度视野图；
图4为实施例2中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图5为实施例3中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图6为实施例4中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图7为实施例5中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图8为实施例6中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图9为实施例7中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图10为实施例8中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图11为实施例9未中二维码的平视图(左图)和轮廓度视野图(右图)；
图12为对比例1以常规工艺雕刻二维码的平视图；
图中：1、二维码雕刻位置；2、覆铜陶瓷基板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，覆铜陶瓷基板2表面进行二维码雕刻，二维码雕刻位置1如图所示其雕刻打码方法如下实施例所示。
实施例1
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例1覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p1＝6，测量矩阵宽度d1＝500μm，二维码边距D1＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra1＝50，选定光斑直径S1＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例1覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P1＝13、雕刻深度H1＝35μm、激光线距离L1＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-200编码，设置雕刻参数，选定紫外纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例2
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例2覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p2＝8，测量矩阵宽度d2＝375μm，二维码边距D2＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra2＝50，选定光斑直径S2＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例2覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P2＝9、雕刻深度H2＝35μm、激光线距离L2＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-200编码，设置雕刻参数，选定紫外皮秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例3
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例3覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p3＝10，测量矩阵宽度d3＝300μm，二维码边距D3＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra3＝50，选定光斑直径S3＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例3覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P3＝8、雕刻深度H3＝35μm、激光线距离L3＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-200编码，设置雕刻参数，选定绿光纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例4
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例4覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p4＝12，测量矩阵宽度d4＝250μm，二维码边距D4＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra4＝50，选定光斑直径S4＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例4覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P4＝7、雕刻深度H4＝35μm、激光线距离L4＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-200编码，设置雕刻参数，选定绿光皮秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例5
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例5覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p5＝14，测量矩阵宽度d5＝214μm，二维码边距D5＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra5＝50，选定光斑直径S5＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例5覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P5＝5、雕刻深度H5＝35μm、激光线距离L5＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-200编码，设置雕刻参数，选定红外纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例6
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例6覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p6＝16，测量矩阵宽度d6＝187μm，二维码边距D6＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra6＝50，选定光斑直径S6＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例6覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P6＝5、雕刻深度H6＝35μm、激光线距离L6＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-140编码，设置雕刻参数，选定红外皮秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例7
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例7覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p7＝9，测量矩阵宽度d7＝333μm，二维码边距D7＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra7＝50，选定光斑直径S7＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例7覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P7＝8、雕刻深度H7＝35μm、激光线距离L7＝220μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-140编码，设置雕刻参数，选定紫外纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例8
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例8覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p2＝13，测量矩阵宽度d8＝230μm，二维码边距D8＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra8＝50，选定光斑直径S8＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例8覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P8＝6、雕刻深度H8＝35μm、激光线距离L8＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-140编码，设置雕刻参数，选定紫外纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
实施例9
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)计算实施例9覆铜陶瓷基板信息源二维码的二维码矩阵数量p10＝15，测量矩阵宽度d10＝200μm，二维码边距D10＝2000μm，测定产品表面粗糙度Ra10＝50，选定光斑直径S10＝20μm；
(4)根据雕刻参数计算公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2计算得实施例9覆铜陶瓷基板每矩阵沟槽的数量P10＝5、雕刻深度H10＝35μm、激光线距离L10＝20μm；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，编码方式为DMC-ECC-140编码，设置雕刻参数，选定紫外纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板表面进行蛇形线阵激光雕刻，得到可追溯覆铜陶瓷基板产品。
对比例1
对比例1以实施例1为对照组，变更参数为对比例中激光雕刻采用常规工艺。
(1)取覆铜陶瓷基板，将覆铜陶瓷基板置于真空吸附平台吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将覆铜陶瓷基板传输至定位区域，利用CCD相机捕捉对位，确定覆铜陶瓷基板二维码雕刻定位点；
(3)选定紫外纳秒为激光光源，对覆铜陶瓷基板进行线阵激光雕刻，雕刻间距为0，雕刻深度为8μm，雕刻完成后得到成品；
(5)对可追溯覆铜陶瓷基板激光切割分块得到覆铜陶瓷基板。
实验
1、按照实施例1～9、对比例1公开的方法，对覆铜陶瓷基板进行雕刻打码，雕刻后置于15％的稀硫酸溶液中浸泡，6～7h后取出，扫描成像，如图2～图12所示；
同时，采用3恩士SR-2000测试仪对雕刻二维码进行扫描并根据ISO29158评级标准进行评级，具体评级结果如下：
表1：二维码ISO29158评级表
| 实施例 | ISO29158评级 | ||
| 实施例1 | A级 | 实施例6 | A级 |
| 实施例2 | A级 | 实施例7 | A级 |
| 实施例3 | A级 | 实施例8 | A级 |
| 实施例4 | A级 | 实施例9 | A级 |
| 实施例5 | A级 | 对比例1 | F级 |
结论：如图2～图11所示，结合表1(二维码ISO29158评级表)，实施例1～9中，经线阵蛇形雕刻再经酸蚀溶液侵蚀后的覆铜陶瓷基板表面二维码清晰度高，ISO29158评级均为A；
如图12所示，对比例1经普通工艺雕刻再经酸蚀溶液侵蚀后的覆铜陶瓷基板，表面模糊不清，ISO29158评级均为F。
2、按照实验1公开的方式打码后，使用轮廓测量仪检测雕刻完成后的二维码深度，选取任意三点计算二维码的平均深度，如下表所示：
表2：二维码的平均深度
| 实施例 | 二维码平均深度/mm | ||
| 实施例1 | 0.034 | 实施例6 | 0.032 |
| 实施例2 | 0.033 | 实施例7 | 0.033 |
| 实施例3 | 0.034 | 实施例8 | 0.034 |
| 实施例4 | 0.034 | 实施例9 | 0.033 |
| 实施例5 | 0.032 | 对比例1 | 0.012 |
根据上述各覆铜陶瓷基板激光雕刻的实验结果，可以清楚得到以下结论：
在覆铜陶瓷基板表面激光雕刻二维码，雕刻纹路采用线阵蛇形雕刻，经雕刻参数公式
H＝Ra×2、L＝D÷p÷S×2算得的雕刻间距与雕刻深度，雕刻深度较深，实施后可以避免在覆铜陶瓷基板后续生产流程步骤中出现腐蚀，不清晰的现象，通过图形转移、后处理、激光打码、激光切割、检验的操作步骤，激光雕刻形成的二维码经ISO29158评级可100％达到B级以上，具有100％可读性，加快了覆铜陶瓷基板产品的追溯进程，节省了人力物力。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式，其特征在于：具体步骤如下：
(1)取覆铜陶瓷基板，移入真空吸附平台，对覆铜陶瓷基板吸附得到平整覆铜陶瓷基板；
(2)将平整覆铜陶瓷基板输送至激光雕刻定位点定位；
(3)根据产品信息源二维码计算二维码矩阵数量p，测量矩阵宽度d和二维码边距D，测定产品表面粗糙度Ra，选定光斑直径S；
(4)根据雕刻参数计算公式计算每矩阵沟槽的数量P、雕刻深度H、激光线距离L；
每矩阵沟槽的数量P计算公式为：；雕刻深度H计算公式为：H＝Ra×2；激光线距离L计算公式为：L＝D÷p÷S×2；
(5)对产品信息源二维码进行转印编码，设置雕刻参数，对覆铜陶瓷基板定位点进行镭射激光雕刻得到可追溯覆铜陶瓷基板产品；
步骤(5)中，转印编码方式为DMC-ECC-200编码和DMC-ECC-140编码，转印编码为ECC200版本DataMatrix码、ECC140版本DataMatrix码，ECC200版本DataMatrix码配置为长方形或正方形，单元数必须是偶数，ECC140版本DataMatrix码，配置为长方形或正方形，单元数必须是奇数；
步骤(5)中，激光雕刻线阵排布为蛇形线阵。
2.根据权利要求1所述的一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式，其特征在于：步骤(5)中，激光雕刻的激光光源为紫外纳秒、紫外皮秒、绿光纳秒、绿光皮秒、红外纳秒、红外皮秒中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种覆铜陶瓷基板产品的追溯方式，其特征在于：步骤(5)中，雕刻槽宽与铜宽宽度比为1:1或2:3，雕刻深度为15～45μm。
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