CN1535102A - 印刷电路板、印刷电路板的检查装置和检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印刷电路板，包括：由通过着色剂着色的热可塑性树脂形成的衬底(1)；配置在所述衬底上的印刷布线(2)；在所述衬底上的给定位置上通过藏金层形成的识别标记(3)。

Description

印刷电路板、印刷电路板的检查装置和检查方法

技术领域

本发明涉及用于安装电子部件的印刷电路板以及向印刷电路板上安装电子部件时的印刷电路板的检查装置和检查方法。

背景技术

以往，例如在计算机等电子仪器中使用各种印刷电路板。作为电子仪器中使用的印刷电路板，考虑到电绝缘性、介电常数等电特性，一般使用热硬化性树脂，例如环氧树脂或使环氧树脂中含有其他树脂而构成的环氧树脂组成物等(例如，特开2001-278957号公报)。

当电子仪器因长期使用等原因而发生故障，且不能修理或由于经济上的原因而无法修理时，一般是进行废弃处理。

但是，在废弃处理电子仪器时，废弃场所成为一个问题，并且成为是产生公害的原因，这是人们所不希望的。因此，人们希望采用可循环利用电子仪器的结构。因此，即使是在电子仪器中使用的印刷电路板中，也考虑到要循环利用的问题。

但是，由于以往的印刷电路板使用环氧树脂等热硬化性树脂，所以使用后很难通过把树脂熔化等方法来进行再利用。

为了使循环利用印刷电路板成为可能，考虑到使用热可塑性树脂。但是，热可塑性树脂的颜色是透明或白色。因此，使用热可塑性树脂构成印刷电路板时，在自动识别印刷电路板的识别标记即独特标记时，构成独特标记的铜箔和衬底双方都被识别为白色，因而无法区别铜箔和衬底，存在无法自动识别标记这一问题。

发明内容

鉴于以上问题的存在，本发明的目的在于：提供能循环利用并且能可靠地识别识别标记的印刷电路板、印刷电路板的检查装置和检查方法。

本发明的第一方面的印刷电路板的特征在于：包括：由通过着色剂着色的热可塑性树脂形成的衬底；配置在所述衬底上的印刷布线；在所述衬底上的给定位置上通过藏金层形成的识别标记。

本发明的第二方面的印刷电路板的检查装置的特征在于：包括：把印刷电路板保持在给定位置的保持部件；拍摄所述印刷电路板的照相机；从所述照相机的摄影图象识别在所述印刷电路板的预先决定的位置通过藏金层形成的识别标记的识别标记识别部件；判别由所述识别标记识别部件识别的识别标记的位置是否在预先指定的位置的判别部件；所述印刷电路板由热可塑性树脂形成，通过着色剂着色。

本发明的第三方面的印刷电路板的检查方法的特征在于：把印刷电路板保持在给定位置的第一步骤；通过照相机拍摄所述印刷电路板的第二步骤；从所述照相机的摄影图象识别在所述印刷电路板的预先决定的位置通过藏金层形成的识别标记的第三步骤；判别由所述第三步骤识别的识别标记的位置是否在预先指定的位置的第四步骤；所述印刷电路板由热可塑性树脂形成，通过着色剂着色。

附图说明

下面简要说明附图。

图1是表示本发明一个实施例的印刷电路板的构成例的主视图。

图2是表示同一实施例的元件安装装置的标记识别处理部的概略结构的框图。

图3A和图3B是用于说明通过同一实施例的标记识别处理部识别识别标记时的动作的图。

图4是表示用于说明同一实施例的元件安装部的动作的数据流的图。

图5是表示用于说明同一实施例的元件安装部的动作的数据流的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的一个实施例。

图1是表示本发明一个实施例的印刷电路板1的构成例的主视图。实施例的印刷电路板(衬底)1中，作为构成印刷电路板1的材料，使用热可塑性树脂例如液晶聚合物(LCP：Liquid CrystallinePolymer)，在该液晶聚合物中希望以给定量配合例如黑、红、绿等着色剂(希望浓色的着色剂。下面记载为“着色剂”)。作为黑色的着色剂，使用碳黑。液晶聚合物的颜色是白色，所以通过在液晶聚合物中配合着色剂，用浓色把印刷电路板1着色。

在印刷电路板1的一方的面或两面上通过金属箔(藏金层)例如铜箔设置印刷布线2。在预先决定的位置形成多个识别标记(独特标记)3。图1是在印刷电路板1上形成3个圆形的识别标记3时的例子。识别标记3与印刷电路板2同样由金属箔(藏金层)例如铜箔形成。

识别标记3作为把印刷电路板1安装到元件安装装置上时的定位用标记使用。另外，在印刷电路板1上设置表示衬底的型号的条形码区4。

图2是把印刷电路板1安装到元件安装装置上时识别识别标记3的标记识别处理部的概略结构的框图。

如图2所示，元件安装装置具有：把印刷电路板1安装到给定位置的安装部11、读取记录在印刷电路板1的条形码区4中的条形码的条形码读出器12；读取印刷电路板1上的识别标记3的照相机13。条形码读出器12读取印刷电路板1的条形码，向处理装置(PC)14发送。处理装置(PC)14从条形码判别印刷电路板1的型号，根据该判别数据控制后面描述的扫描数据设定部16和数据存储器19的读出数据。

照相机13例如具有1元件的CCD(Charge CoupledDevice)。照相机扫描机构15根据扫描数据设定部16中设定的数据，在印刷电路板1上，在x方向(水平方向)和y方向(垂直方向)驱动照相机13。扫描数据设定部16具有对于各种印刷电路板的扫描数据，根据来自处理装置(PC)14的控制指令，把与安装的印刷电路板1对应的扫描数据即用于扫描形成在印刷电路板1上的各识别标记3的部分的数据向照相机扫描机构15输出。因此，照相机扫描机构15根据扫描数据设定部16中设定的数据工作，使照相机13扫描各识别标记3的部分。

照相机13把各识别标记3的部分及其附近的摄影数据向照度识别部17发送。照度识别部17识别由照相机13拍摄的图象的各象素的照度，向标记比对部18输出。标记比对部18从数据存储器19读出CAD数据。数据存储器19存储表示各种印刷电路板1的各识别标记3的位置、形状、大小等的CAD数据。通过从处理装置(PC)14提供的控制指令，数据存储器19读出与安装的印刷电路板1对应的CAD数据。

标记比对部18比对由照度识别部17识别的数据、从照相机扫描机构15提供的扫描位置数据、从数据存储器19提供的CAD数据。标记比对部18识别形成在印刷电路板1上的识别标记3，判断该位置是否在正确的位置，当产生位置偏移时偏移了何种程度。而且，标记比对部18当识别标记3的位置偏移时，例如把该位置偏移的信息向安装部11输出。安装部11根据位置偏移的信息，把印刷电路板1的安装位置修正正确的位置。此时，在显示部(未图示)显示识别标记3的位置偏移数据，操作员根据显示的数据，通过手动操作修正印刷电路板1的位置偏移。标记比对部18当判断为识别标记3的位置正确时，向下一步骤的元件安装部20输出控制指令，使元件的安装动作开始。

在此，说明识别处理部的动作。

首先，把印刷电路板1安装在元件安装装置的给定位置。如果安装部11把印刷电路板1安装在给定位置，则条形码读出器12读取记录在条形码区4中的条形码，把读取得条形码向处理装置(PC)14发送。处理装置(PC)14从条形码判别印刷电路板1的型号等，根据该判别数据，控制扫描数据设定部16和数据存储器19的读出数据。即处理装置(PC)14通过印刷电路板1的型号能确认设置识别标记3的位置，所以按照它控制扫描数据设定部16和数据存储器19的读出数据。

扫描数据设定部16把与印刷电路板1对应的扫描数据即用于识别印刷电路板1上形成的各识别标记3的部分及其附近的数据向照相机扫描机构15输出。照相机扫描机构15根据从扫描数据设定部16读出的扫描数据，把照相机13在x方向和y方向驱动，扫描各识别标记3的部分及其附近。

照相机13按照照相机扫描机构15的扫描，依次拍摄各识别标记3部分及其附近，把该摄影数据向照度识别部17发送。照度识别部17识别由照相机13拍摄的图象的各象素的照度，向标记比对部18输出。此时，印刷电路板1例如着色为黑、红、绿等浓色，所以能识别识别标记3。

例如，当如图3A所示，当印刷电路板1的颜色为白色时，如果用照相机13拍摄它，则由印刷电路板1和铜箔形成的识别标记3的照度分布几乎相同，在照度识别部17中，双方都识别为白色，无法识别识别标记3。

而入图3B所示，印刷电路板1，着色为浓色时，如果用照相机13拍摄它，则印刷电路板1的部分的照读低，由铜箔形成的识别标记3的照度提高。结果，照度识别部17把印刷电路板1的部分识别为黑色，把识别标记3的部分识别为白色，所以能可靠地识别识别标记3。

把由照度识别部17识别的识别标记3的数据向标记比对部18发送。该标记比对部18从数据存储器19根据处理装置(PC)14的控制读出的印刷电路板1的各识别标记3的位置，输入表示形状、大小等的CAD数据。

标记比对部18比对照度识别部17识别的数据、来自照相机扫描机构15的扫描位置数据、由数据存储器19提供的CAD数据。然后，标记比对部18识别印刷电路板1上形成的识别标记3，并且判断其位置是否在正确的位置，当产生位置偏移时偏移了何种程度。

标记比对部18当判断比对的结果判断为识别标记3的位置偏移时，把该位置偏移的信息向安装部11输出。安装部11根据位置偏移的信息，把印刷电路板1的安装位置自动修正为正确的位置。或者把从标记比对部18输出的识别标记3的位置位置偏移数据在显示部(未图示)显示，操作员根据显示的数据，通过手动把印刷电路板1的安装位置修正为正确的位置。

然后，标记比对部18当判断各识别标记3的位置正确时，向下一步骤的元件安装部20输出控制指令，使元件的安装动作开始。

如上所述，印刷电路板1使用液晶聚合物等热可塑性树脂作为材料，所以通过加热处理，使树脂熔化、再利用，即能循环利用。

另外，通过用浓色把印刷电路板1着色，用照相机13拍摄识别标记3的部分，当识别该图象数据时，把印刷电路板1的部分识别为黑色，把识别标记3的部分识别为白色，能可靠地识别识别标记3。

须指出的是，在实施例中，列举了通过在液晶聚合物等热可塑性树脂中以给定量配合黑、红、绿等着色剂，进行着色。另外，使用液晶聚合物等热可塑性树脂形成白色的印刷电路板，在其表面涂敷黑、红、绿等着色剂，能取得与实施例同样的效果。另外，着色剂的颜色并不局限于黑、红、绿，如果其他颜色，只要是浓色，就能取得与实施例同样的效果。

另外，在实施例中，表示了通过1元件的CCD构成照相机13的情形，但是也可以由多个元件构成。

下面，说明元件安装部20的概况。

图4和图5是表示用于说明元件安装部20的动作的数据流的图。

元件安装部20在安装电子部件的生产线上具有衬底测定装置21、衬底清洁器22、焊锡印刷机23、印刷精度测定装置24、高速装配器25、精度测定装置26、多功能装配器27、精度测定装置28、回流装置29、外观检查装置30、X射线检查装置31、卸料器32等。

另外，衬底测定装置21具有根据其测定数据和总线40上的数据，进行用于不合格的检测的各种处理的处理装置(PC)42。精度测定装置26具有根据其测定数据和总线40上的数据，进行用于不合格的检测的各种处理的处理装置(PC)43。精度测定装置28具有根据精度测定装置28的测定数据和总线40上的数据，进行用于不合格的检测的各种处理的处理装置(PC)44。外观检查装置30具有根据其测定数据和总线40上的数据，进行用于不合格的检测的各种处理的处理装置(PC)45。X射线检查装置31具有根据其测定数据和总线40上的数据，进行用于不合格的检测的各种处理的处理装置(PC)46。

这些处理装置(PC)41、42、…、46相互通过总线40连接，在该总线40上设置不合格判定数据存储服务器50。须指出的是，在本实施例中，表示独立设置处理装置(PC)41、42、…46的结构，但是也能采用由一台处理装置(PC)实现各处理装置(PC)41、42、…46的处理功能的结构。

在所述生产线上的各步骤之外，设置了具有超声波探伤装置33的脱线步骤、具有金属掩模精度测定装置34的脱线步骤。

衬底测定装置21、焊锡印刷机23、印刷精度测定装置24分别输入来自金属掩模精度测定装置34的金属掩模数据(Dm)。

另外，高速装配器25、精度测定装置26、多功能装配器27、精度测定装置28、回流装置29、外观检查装置30分别输入元件数据(Dp)。

不合格判定数据存储服务器50存储由生产线上的各处理装置(PC)41、42、…46发送的不合格判定数据(NG)，各处理装置(PC)41、42、…46进行数据写入和数据读出的访问控制。此时，由处理装置(PC)41、42、…46发送的不合格判定数据(NG)包含由该处理装置分析了要因的机械要因引起的不合格数据(fa)、元件要因引起的不合格数据(fb)、工艺要因引起的不合格数据(fc)等。机械要因引起的不合格数据(fa)作为实时修正用的数据使用，反馈给前一步骤。另外，元件要因引起的不合格数据(fb)反馈给与衬底测定装置21对应设置的处理装置(PC)41。

衬底测定装置21测定衬底的焊盘尺寸精度、抗蚀剂精度、板厚、翘曲等。衬底清洁器22除去附着在衬底上的尘埃。

焊锡印刷机23印刷焊锡膏。焊锡印刷机23具有接收由与后面步骤的印刷精度测定装置24对应设置的处理装置(PC)42等反馈的不合格数据(fa)，进行自动修正的自动修正功能。

印刷精度测定装置24检查焊锡膏的印刷状态、金属掩模的状态等，把测定结果的数据向对应的处理装置(PC)42发送。

高速装配器25在衬底上安装芯片元件等。高速装配器25具有接收由与后面步骤的精度测定装置26对应设置的处理装置(PC)43等反馈的不合格数据(fa)，进行自动修正的自动修正功能。

精度测定装置26检查由高速装配器25安装的芯片元件等的安装状态，把测定结果的数据向对应的处理装置(PC)43发送。

多功能装配器27安装连接器、特定芯片等异形元件。多功能装配器27具有接收由与后面步骤的精度测定装置28对应设置的处理装置(PC)44等反馈的不合格数据(fa)，进行自动修正的自动修正功能。

精度测定装置28检查由高速装配器25安装的异形元件的安装状态，把测定结果的数据向对应的处理装置(PC)44发送。

回流装置29进行基于焊锡溶解的回流处理。回流装置29具有接收由与后面步骤的外观检查装置30对应设置的处理装置(PC)45等反馈的不合格数据(fa)，进行焊锡溶解温度等的自动修正的自动修正功能。

外观检查装置30进行经过回流步骤的衬底(PCB)的不合格状态检测，把测定结果的数据向对应的处理装置(PC)45发送。

X射线检查装置31进行无法用外观检查来检查元件接合部的检查，把检查结果的数据向对应的处理装置(PC)46发送。

所述生产线上的全体放置在能控制温度和适度的房间中，把该房间的温度和湿度与测定时间一起作为制造环境数据存储在不合格判定数据存储服务器50中。

在此，说明元件安装部20的动作。

元件安装部20用图2所示的标记识别处理部进行识别标记3的识别处理后，用衬底测定装置21测定印刷电路板1的焊盘尺寸精度、抗蚀剂精度、板厚、翘曲等，用衬底清洁器22除去衬底的尘埃，用焊锡印刷机23印刷焊锡膏。

印刷精度测定装置24检测焊锡膏的体积、偏移等。处理装置(PC)42分析焊锡膏的体积、偏移等。在此，当膏的印刷状态中存在不合格时，使由衬底测定装置21检测的衬底测定数据、由脱线步骤的金属掩模精度测定装置34检测的金属掩模数据匹配，判别是金属掩模不合格，或工艺不合格，或机械自身的不合格，把修正数据反馈给焊锡印刷机23。另外，此时，当不合格的原因是工艺不合格、机械不合格时，焊锡印刷机23识别发生不合格的地方，当为印刷机的不合格时，自动修正挤压速度、离版量/速度等。关于掩模的堵塞，实施自动清洁等。另外，关于成为后面步骤的装配器，进行安装位置的自动修正，关于回流，实施温度曲线的自动修正，把各不合格数据存储在总线40上的不合格判定数据存储服务器50中，关于一度发生的不合格，进行反馈修正，使(实时处理中)自动修正功能起作用。

高速装配器25、精度测定装置26、多功能装配器27、外观检查装置30预先存储元件尺寸等的元件数据(Dp)。

在用焊锡印刷机23印刷了焊锡的衬底上，用下一步骤的高速装配器25安装SMT元件(表面安装芯片元件)。在该元件的安装时，通过印刷精度测定装置24测定安装的芯片元件的位置精度，当位置精度偏离于规定值时，不捡起该SMT元件。如果是规格值内，就捡起SMT元件，测定尺寸。当尺寸精度从规格值偏移时，测定下一SMT元件的位置精度，捡起。如果是规定值内，就安装元件。

精度测定装置26测定由高速装配器25安装在衬底上的元件的安装精度。处理装置(PC)43分析安装精度。在此，当安装精度为规定值以外的芯片时，与元件数据(Dp)匹配，判别是元件不合格，还是机械自身不合格，把修正数据反馈给高速装配器25。当机械不合格时，自动修正，消除不合格要因。在不合格判定数据存储服务器50中存储不合格数据(fa、fb、fc)。如果是规定值内，就用多功能装配器27安装异形元件。检起、安装异形元件时，测定尺寸。当尺寸精度偏离于规定值时，拒绝异形元件，检起下一元件。

精度测定装置28测定由多功能装配器27安装在印刷电路板1上的元件的安装精度。处理装置(PC)44分析安装精度。在此，当安装精度为规定值以外的异形元件时，与元件数据(Dp)匹配，判别是元件不合格，还是机械自身不合格，把修正数据反馈给多功能装配器27。当机械不合格时，自动修正，消除不合格要因。在不合格判定数据存储服务器50中存储不合格数据(fa、fb、fc)。

这样，关于装配器，进行安装位置的自动修正，关于回流实施温度曲线的自动修正，把不合格数据(fa、fb、fc)存储在不合格判定数据存储服务器50中，关于一度发生的不合格，以后以实时使自动修正功能起作用。

用回流装置29使焊锡硬化后，外观检查装置30检查不合格状态。处理装置(PC)45分析检查结果。在此，当检测到不合格地方时，把它分类为故障是前级的步骤产生的不合格要因所致，或在回流步骤中发生，当是前级的步骤产生不合格要因时，决定在途中步骤的检查中是否没有问题，从不合格判定数据存储服务器50中存储的不合格发生部位的测定履历决定要因。另外，当工艺和机械不合格时，在焊锡印刷机23、高速装配器25、多功能装配器27的各步骤进行自动修正，消除不合格要因。当在回流装置29发生不合格时，判别是工艺不合格，还是机械自身的不合格，把修正数据反馈给多功能装配器27。当工艺和机械不合格时，进行自动修正，消除不合格要因。

X射线检查装置31检测接合部无法用目视确认的元件的接合部位。处理装置(PC)46分析该检查结果。在此，当发现接合不合格、跨接时，从存储在不合格判定数据存储服务器50中的前级的全部不合格发生部位的测定履历决定要因。当是工艺和机械要因时，用焊锡印刷机23、高速装配器25、多功能装配器27、回流装置29自动修正，消除不合格要因。另外，在具有超声波探伤装置33的脱线步骤中，确认倒装晶片的安装部位的树脂紧贴状态。

如上所述，用元件安装部20在印刷电路板1上安装了电子元件。

以上说明了在印刷电路板1的一方的面上安装元件时的情形，但是当在两面上的安装时，在一方的面上安装元件后，对另一方的面与所述同样，识别处理识别标记3，在正确的位置修正印刷电路板1的安装位置后，进行元件的安装处理。

根据本实施例，印刷电路板使用液晶聚合物等热可塑性树脂作为材料，所以通过热处理使树脂熔化，能再利用即循环利用。另外，通过用浓色对印刷电路板染色，用照相机拍摄识别标记部分，确认该图象数据时，能把印刷电路板的部分识别为黑色，把识别标记部分识别为白色，能可靠地识别识别标记。

另外，通过用黑、红、绿等浓色对印刷电路板进行着色，当用照相机拍摄印刷电路板，识别处理该图象数据时，能把印刷电路板的部分识别为黑色，而把识别标记部分识别为白色，能识别识别标记，可靠地判别该位置是否位于预先指定的位置。

综上所述，根据本发明的实施例，使印刷电路板的循环利用成为可能，并且能可靠地识别形成在印刷电路板上的识别标记。

须指出的是，对所属领域的技术人员来说，对本发明的实施例进行变形和修改并取得附加利益是很容易的。因此，本发明并不局限于以上所描述的特殊细节和代表性实施例。凡是不脱离本发明的概念和精神实质的各种变形和修改都应被认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种印刷电路板，其特征在于：包括：

由通过着色剂着色的热可塑性树脂形成的衬底(1)；

配置在所述衬底上的印刷布线(2)；

在所述衬底上的给定位置上通过藏金层形成的识别标记(3)。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：

所述衬底是在热可塑性树脂中配合着色剂而形成的树脂材料。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于：

所述着色剂是碳黑。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：

所述衬底是热可塑性树脂，在表面上涂敷有着色剂。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：

所述热可塑性树脂是液晶聚合物。

6.一种印刷电路板的检查装置，其特征在于：包括：

把印刷电路板保持在给定位置上的保持部件；

拍摄所述印刷电路板的照相机；

从所述照相机的摄影图象识别在所述印刷电路板的预先决定的位置上通过藏金层而形成的识别标记的识别标记识别部件；

判别由所述识别标记识别部件识别的识别标记的位置是否在预先指定的位置上的判别部件；

所述印刷电路板由热可塑性树脂形成，并通过着色剂着色。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板的检查装置，其特征在于：

把所述印刷电路板保持在给定位置上的保持部件，具有根据判别部件的判别结果来修正印刷电路板的保持位置的部件。

8.根据权利要求6所述的印刷电路板的检查装置，其特征在于：

还包括：使所述照相机对所述印刷电路板进行移动扫描的照相机扫描部件。

9.根据权利要求8所述的印刷电路板的检查装置，其特征在于：

所述照相机扫描部件根据设定在扫描数据设定部中的数据，选择在印刷电路板上形成的识别标记部分来进行扫描。

10.一种印刷电路板的检查方法，其特征在于：包括：

把印刷电路板保持在给定位置上的第一步骤；

通过照相机来拍摄所述印刷电路板的第二步骤；

从所述照相机的摄影图象识别在所述印刷电路板的预先决定的位置上通过藏金层形成的识别标记的第三步骤；

判别由所述第三步骤识别的识别标记的位置是否在预先指定的位置上的第四步骤；

所述印刷电路板由热可塑性树脂形成，并通过着色剂进行着色。

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