DE10126846A1

DE10126846A1 - Component used in vehicle air bag and ABS control systems comprises a metal base body, and a code for characterizing the component

Info

Publication number: DE10126846A1
Application number: DE2001126846
Authority: DE
Inventors: Hans Rappl; Harald Zimmermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-05
Also published as: WO2002099728A1

Abstract

Component comprises a metal base body (26); and a code (25) for characterizing the component. An Independent claim is also included for a process for coding an electronic system comprising using the above component arranged on a circuit substrate (1). Preferred Features: The base body contains an aluminum layer. A coding layer is arranged above the aluminum layer. The coding layer is sensitive to a laser beam and is formed as an Eloxal layer. The base body contains a copper layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, eine Verwendung eines solchen Bauteils sowie ein Verfahren zum Codieren einer elektronischen Baugruppe.The invention relates to a component, a use of a such a component and a method for coding a electronic assembly.

Bei elektronischen Geräten mit sicherheitskritischen Funktio nen innerhalb der Kraftfahrzeugelektronik, wie z. B. Airbag- Steuergeräten, ABS-Steuergeräten etc. muss die Rückverfolg barkeit (Traceability) jeder einzelnen elektronischen Bau gruppe des Geräts während des gesamten Fertigungsprozesses sichergestellt werden. Dazu müssen Schaltungsträger einer Baugruppe mit einem eindeutigen und nach Durchführung sämtli cher Herstellungsschritte der Baugruppe noch sicher automa tisch lesbaren Code - als Klarschrift, Barcode, 2D-Code wie z. B. Datamatix, etc. - versehen werden.For electronic devices with safety-critical functions NEN within automotive electronics, such as. B. Airbag Control units, ABS control units etc. must be traced Ability (traceability) of every single electronic construction Group of the device during the entire manufacturing process be ensured. To do this, circuit carriers must be one Assembly with a clear and after implementation of all cher manufacturing steps of the assembly still automa table-readable code - as plain text, barcode, 2D code like z. B. Datamatix, etc. - are provided.

Bekannt sind unterschiedliche Lösungen zur Codierung einer elektronischen Baugruppe. Bislang wurden beispielsweise be druckte Kunststoffetiketten auf eine solche elektronische Baugruppe aufgeklebt.Different solutions for coding a are known electronic assembly. So far, for example, be printed plastic labels on such an electronic one Assembly glued on.

Nachteil dieser Codierung ist, dass solche Etiketten gewöhn lich einen großen Bauraum beanspruchen. Zudem sind nur wenige Etikettenmaterialen und/oder Etikettenklebstoffe geeignet, um sämtlichen Herstellungsschritten einer elektronischen Bau gruppenfertigung standzuhalten.The disadvantage of this coding is that such labels are used Lich take up a large amount of space. In addition, there are only a few Label materials and / or label adhesives suitable to all manufacturing steps of an electronic construction to withstand group production.

Alternativ werden Schaltungsträger einer elektronischen Bau gruppe direkt mittels eines Tintenstrahls bedruckt.Alternatively, circuit carriers of an electronic construction group printed directly using an inkjet.

Hier ist jedoch die Lesbarkeit des derart aufgedruckten Codes stark abhängig vom Kontrast zwischen der Tintenfarbe und der Oberfläche des Schaltungsträgers. However, here is the legibility of the code printed in this way highly dependent on the contrast between the ink color and the Surface of the circuit board.

Ferner ist bekannt, dass Schaltungsträger mittels Lasersyste men direkt beschriftet werden. Hierbei wird bei der betref fenden Leiterplatte der Lötstopplack von darunter liegenden Kupferfläche abgetragen und somit ein von Scannern oder CCD- Kameras lesbarer Hell-Dunkel-Kontrast erzeugt.It is also known that circuit carriers by means of laser systems men can be labeled directly. Here is concerned with the the circuit board from underneath Copper surface removed and thus one of scanners or CCD Cameras create readable light-dark contrast.

Auch hier kann der Kontrast zwischen Codeschrift und Hinter grund nicht ausreichend sein, insbesondere wenn produktions bedingte Variationen des Lötstopplacks den Prozess des Abla sens beeinträchtigen oder aber bereits starke Oxidation des Kupfers eingesetzt hat. Bei keramischen Schaltungsträgern müssen zudem auf die Keramik abgestimmte Schichten auf selbi ge aufgebracht werden, damit nach dem anschließenden Laser prozess ein ausreichender Kontrast gewährleistet werden kann.Again, the contrast between code and background can be reason may not be sufficient, especially if production contingent variations of the solder resist the process of discharging sens affect or already strong oxidation of the Copper. With ceramic circuit carriers must also match the ceramic layers on selbi be applied so that after the subsequent laser sufficient contrast can be guaranteed during the process.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Codierungsmittel, eine Verwendung des Codierungsmittels sowie ein Codierungs verfahren für eine elektronische Baugruppe anzugeben, bei dem die Lesbarkeit des Codes auch nach sämtlichen Herstellungs schritten der elektronischen Baugruppe noch sichergestellt ist.The object of the invention is therefore to provide a coding means use of the coding means and coding specify method for an electronic assembly in which the readability of the code even after all manufacturing steps of the electronic assembly still ensured is.

Der das Codierungsmittel betreffende Teil der Aufgabe wird durch das Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge löst.The part of the task concerning the coding means becomes by the component with the features of claim 1 ge solves.

Der auf die Verwendung des Codierungsmittels gerichtete Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst.The part directed to the use of the coding means the task is characterized by the features of claim 10 solved.

Der auf das Verfahren gerichtete Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale der nebengeordneten Anspruche 11 und 12 gelöst.The part of the task directed towards the procedure is carried out by the features of the independent claims 11 and 12 solved.

Als Codierungsmittel wird dabei ein Bauteil mit einem Grund körper aus Metall und mit einer Codierung verwendet. A component with a reason is used as the coding means body made of metal and used with a coding.

Dieses vorzugsweise in Form eines Metallplättchens ausgebil deten Bauteil ist insbesondere bezüglich eines Schaltungsträ gers der Baugruppe SMD (Surface Mounted Device)- bestückbar. Demgemäß kann das Bauteil auf den Schaltungsträger geklebt oder gelötet werden. Dabei kann das Bauteil mit jedem Bestü ckungssystem - insbesondere von Hand, semiautomatisch - wie ein beliebiges elektrisches Bauelement auf den Schaltungsträ ger für die elektronische Schaltung aufgebracht werden.This preferably in the form of a metal plate Deten component is particularly related to a circuit gers of the SMD (Surface Mounted Device) module - can be equipped. Accordingly, the component can be glued to the circuit carrier or be soldered. The component can be used with any system - especially by hand, semi-automatic - like any electrical component on the circuit board ger be applied for the electronic circuit.

Das Bauteil als Codierungsmittel kann in beliebiger Form vor seiner Weiterverarbeitung verpackt sein, z. B. als Schüttgut, gegurtet oder auf einem Klebefilm. Die Verpackung wird verar beitungsspezifisch definiert.The component as a coding means can be in any form be packaged for further processing, e.g. B. as bulk goods, taped or on an adhesive film. The packaging is processed defined specifically for processing.

Vorzugsweise enthält das Bauteil eine Codierschicht, insbe sondere eine Eloxal®schicht, in die mittels eines Lasers eine geeignete Codierung eingebrannt werden kann. Dabei ist die Eloxal®schicht vorzugsweise über einer Aluminiumschicht des Bauteils angeordnet, so dass das Laserbeschriften auf einer eloxierten Aluminiumoberfläche erfolgt. Damit wird ein opti maler Kontrast erreicht.The component preferably contains a coding layer, in particular in particular an Eloxal® layer into which a laser is used suitable coding can be burned in. Here is the Eloxal® layer preferably over an aluminum layer of the Component arranged so that the laser marking on a anodized aluminum surface. This makes an opti Painterly contrast achieved.

Der Platzbedarf für dieses Bauteil richtet sich ausschließ lich nach dem Beschriftungsinhalt. Bei einer Codierung mit tels Laserbestrahlung kann eine deutlich geringere Codierflä che erzielt werden als bei einer direkt auf den Schaltungs träger mit einem Tintenstrahl aufgebrachten Codierung oder einem Codierungsetikett.The space requirement for this component is directed exclusively after the label content. When coding with Laser radiation can have a significantly smaller coding area be achieved as with a directly on the circuit Carrier with an ink jet applied coding or a coding label.

Die Codierung weist hohe mechanische und thermische Bestän digkeit auf über den gesamten Herstellungsprozess einer elektronischen Baugruppe hinweg. Damit wird eine hohe Lesesi cherheit sowohl im gesamten Produktionsfluss als auch während des späteren Betriebs der Baugruppe erreicht. Die Beschrif tungs- und Lesesicherheit bei Verwendung der beschriebenen metallenen Bauteile sind im Vergleich zum Laserdirektbe schriften und Tintenstrahlaufdruck auf den Schaltungsträger unabhängig von der Oberfläche bzw. der Oberflächenqualität des Schaltungsträgers.The coding shows high mechanical and thermal resistance on the entire manufacturing process electronic assembly. This makes a high Lesesi safety both in the entire production flow and during the later operation of the module. The inscription tion and reading security when using the described metal components are compared to the laser direct fonts and inkjet printing on the circuit board regardless of the surface or surface quality of the circuit carrier.

Vorzugsweise ist das Bauteil lötbar, d. h. für Standard-SMD- Prozesse auf Leiterplatten verwendbar. Dabei weist das Bau teil auf der einen Seite eine eloxierte Aluminiumoberfläche für die Laserbeschriftung auf, auf der Rückseite eine Zinn schicht zur Anbindung des Bauteils mit dieser seiner Lötseite an einen Schaltungsträger. Die Zinnschicht ist dabei vorzugs weise auf eine Kupferschicht aufgebracht. Der Kupferschicht wiederum folgt die vorbeschriebenen Aluminiumschicht sowie die Codierschicht.The component is preferably solderable, i. H. for standard SMD Processes can be used on circuit boards. The construction shows partly an anodized aluminum surface on one side for laser marking, tin on the back layer to connect the component with its solder side to a circuit carrier. The tin layer is preferred wisely applied to a copper layer. The copper layer again follows the above-described aluminum layer as well the coding layer.

Das Bauteil wird als Codierungsmittel für eine elektronische Baugruppe und insbesondere einen Schaltungsträger dieser elektronischen Baugruppe verwendet. Dazu wird das Bauteil auf dem Schaltungsträger angebracht. Dies erfolgt im Sinne einer schwer lösbaren Verbindung, so dass stets die Codierung dem jeweiligen Schaltungsträger zugeordnet bleibt.The component is used as a coding means for an electronic Assembly and in particular a circuit carrier of this electronic assembly used. For this, the component is on attached to the circuit carrier. This is done in the sense of a elusive connection, so that the coding always remains assigned to the respective circuit carrier.

Die Lage und Orientierung des Bauteils auf dem Schaltungsträ ger ist zunächst beliebig, ist aber abhängig von dem Layout der Schaltung sowie der Anordnung der Lesesysteme in der Pro duktion.The position and orientation of the component on the circuit board ger is initially arbitrary, but depends on the layout the circuit and the arrangement of the reading systems in the Pro production.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Bauteils bewirkt auf grund der hohen mechanischen und thermischen Beständigkeit der darauf aufgebrachten Codierung in der gesamten Herstel lungskette der elektronischen Baugruppe eine hohe Lesesicher heit im gesamten Produktionsfluss.The use of the component according to the invention causes due to the high mechanical and thermal resistance the coding applied to it throughout the entire manufacturing process chain of the electronic assembly a high reading reliability in the entire production flow.

Erfindungsgemäß werden zwei Herstellungsverfahren für eine codierte elektronische Baugruppe vorgeschlagen:
Gemäß einer ersten Variante wird ein erfindungsgemäßes Bau teil auf einen Schaltungsträger der Baugruppe aufgebracht. According to the invention, two production methods for a coded electronic assembly are proposed:
According to a first variant, a construction part according to the invention is applied to a circuit carrier of the assembly.

Anschließend wird das auf dem Schaltungsträger angeordnete Bauteil mit einem Code versehen.Then that which is arranged on the circuit carrier Provide a component with a code.

Alternativ wird das Bauteil vor dem Bestücken des Schaltungs trägers codiert, d. h. das Bauteil ist bereits im Anlieferzu stand am Bestückungsautomaten codiert. Dabei empfiehlt sich, die Bauteile im Vorfeld mit einer laufenden Nummer zu codie ren und die Bauteile in gegurteter Form dem Bestückungsauto maten zuzuführen. Bei der ersten Variante dagegen kann auf einfache Art und Weise ein individueller Code festgelegt wer den. Die Bauteile werden uncodiert als gegurtete Metallplätt chen oder im sogenannten "Bulk case" bereitgestellt.Alternatively, the component is assembled before the circuit carrier coded, d. H. the component is already in the delivery was coded on the pick and place machine. It is recommended code the components in advance with a serial number and the components in taped form to the assembly car feed maten. In the first variant, however, can simple way to set an individual code the. The components are uncoded as taped metal plates Chen or provided in the so-called "bulk case".

Das Befestigen der Bauteile auf den Schaltungsträgern erfolgt vorzugsweise durch SMD-Lötprozesse. Dabei kann auf besonders einfache Art und Weise das Bauteil zusammen mit anderen elektronischen Bauelementen in einem Herstellungsschritt auf dem Schaltungsträger angebracht werden.The components are attached to the circuit carriers preferably by SMD soldering processes. It can be particularly simple way the component together with others electronic components in a manufacturing step be attached to the circuit carrier.

Alternativ kann das Bauteil auf den Schaltungsträger geklebt werden. In diesem Fall kann sich beispielsweise die Kupfer schicht des Grundkörpers des Bauteils erübrigen.Alternatively, the component can be glued to the circuit carrier become. In this case, for example, the copper layer of the base body of the component.

Die Erfindung führt insgesamt zu einer reduzierten Anzahl von Bearbeitungsschritten und einem reduzierten Platzbedarf auf dem Schaltungsträger. Zudem muss die Güte der Schaltungsträ geroberfläche nicht aufgrund der Codierung hoch gehalten wer den.Overall, the invention leads to a reduced number of Processing steps and a reduced space requirement the circuit carrier. In addition, the quality of the Schaltsträ not kept high due to the coding the.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the invention result from the dependent claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert.Embodiments of the invention are based on the figures explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bauteil auf einem Schaltungs träger im Querschnitt; Figure 1 shows a component according to the invention on a circuit carrier in cross section.

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Bauteil;2 shows a cross section through a first component according to the invention.

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein weiteres erfindungsgemä ßes Bauteil; Fig. 3 shows a cross section through another inventive SLI member;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Schal tungsträgers mit einem erfindungsgemäßen Bauteil. Fig. 4 is a plan view of a section of a scarf device carrier with a component according to the invention.

Gleiche Elemente erhalten figurenübergreifend gleiche Bezugs zeichen.The same elements receive the same reference across all figures character.

Fig. 1 zeigt ein Bauteil 2 als Codiermittel auf einem Schal tungsträger 1. Das Bauteil 2 ist dabei auf dem Schaltungsträ ger 1 durch einen SMD-Prozess angelötet. Das Lötzinn 3 ist zwischen dem Bauteil 2 und dem Schaltungsträger 1 ersicht lich. Fig. 1 shows a component 2 as a coding device on a scarf device carrier 1st The component 2 is soldered to the circuit carrier 1 by an SMD process. The solder 3 is between the component 2 and the circuit carrier 1 ersicht Lich.

Das Bauteil 2 enthält einen Grundkörper 26 aus Metall. Das Bauteil 2 enthält weiterhin eine Codierung 25, so dass der mit dem Bauteil 2 verbundene Schaltungsträger 1 durch die Co dierung 25 eindeutig festgelegt ist. Aufgrund dieser Codie rung 25 kann der Fertigungsweg der elektronischen Baugruppe mit dem Schaltungsträger 1 nachvollzogen werden.The component 2 contains a base body 26 made of metal. The component 2 also contains a coding 25 , so that the circuit carrier 1 connected to the component 2 is clearly defined by the coding 25 . Due to this Codie tion 25 , the manufacturing route of the electronic assembly with the circuit carrier 1 can be traced.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine singuläres erfindungsgemä ßes Bauteil 2, welches zum Aufkleben auf einen Schaltungsträ ger ausgebildet ist. Der Grundkörper des Bauteils 2 enthält lediglich eine Aluminiumschicht 22. Auf der Aluminiumschicht 22 ist eine Codierschicht 21 aufgebracht, in diesem Falle ei ne Eloxal®schicht, welche im folgenden mit einem Laser bear beitet werden kann. Mit dem Laser können Strukturen aus der Eloxal®schicht herausgelöst werden, so dass je nach Laserfüh rung ein bestimmtes Codemuster entsteht. Die bestehen blei benden Codeschichtstege bilden zusammen mit den ausgelösten Stellen einen Code, der, insbesondere optisch - auch automa tisiert - ausgelesen werden kann. Das Bauteil 2, das in Fig. 2 als Querschnitt dargestellt ist, hat in der Draufsicht eine rechteckige Grundfläche. Bei dem Bauteil 2 handelt es sich somit um ein Metallplättchen. Fig. 2 shows in cross section a singular component 2 according to the invention, which is designed for gluing onto a circuit carrier. The base body of component 2 contains only one aluminum layer 22 . A coding layer 21 is applied to the aluminum layer 22 , in this case an Eloxal® layer, which can subsequently be processed with a laser. Structures can be removed from the Eloxal® layer with the laser, so that a specific code pattern is created depending on the laser guidance. The remaining code layer webs, together with the triggered points, form a code that can be read out, in particular optically - also automatically. Component 2 , which is shown in cross section in FIG. 2, has a rectangular base in plan view. The component 2 is thus a metal plate.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Bauteils 2. Über die Aluminiumschicht 22 sowie die Codierschicht 21 hinaus - welche bereits aus der Ausführungs form nach Fig. 2 bekannt sind -, sind eine Kupferschicht 23 und eine Zinnschicht 24 vorgesehen. Der Grundkörper des Bau teils 2 ist also aus Kupfer und Aluminium hergestellt. Die Codierschicht 21 wird entsprechend der Ausführungen zu Fig. 2 bearbeitet. Die Zinnschicht 24 dient zum Anlöten des Bau teils 2 auf einen Schaltungsträger. Fig. 3 shows another embodiment of a component according to Invention 2. Beyond the aluminum layer 22 and the coding layer 21 - which are already known from the embodiment according to FIG. 2 - a copper layer 23 and a tin layer 24 are provided. The basic body of construction part 2 is therefore made of copper and aluminum. The coding layer 21 is processed in accordance with the statements relating to FIG. 2. The tin layer 24 is used for soldering the construction part 2 to a circuit board.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Schaltungsträgers 1. Dabei sind metallene Kontaktflächen 5 auf dem Schaltungsträger 1 ersichtlich. Mittig in dem Aus schnitt ist ein Bauteil 2 mit einer Codierung 25 auf einer großen Kontaktfläche 5 angeordnet. Dabei ist auch das Lötzinn 3 der Lötverbindung zwischen Bauteil 2 und Kontaktfläche 5 ersichtlich. Neben dieser Bauteilanordnung sind weitere SMD- Bauelemente 4, beispielsweise in Form von elektrischen Wider ständen, im SMD-Prozess auf zugeordneten Kontaktflächen 5 an gelötet. Fig. 4 shows a plan view of a section of a circuit carrier 1. Metal contact surfaces 5 can be seen on the circuit carrier 1 . A component 2 with a coding 25 is arranged on a large contact area 5 in the middle of the section. The solder 3 of the solder connection between component 2 and contact surface 5 can also be seen. In addition to this component arrangement, further SMD components 4 , for example in the form of electrical resistors, are soldered to associated contact surfaces 5 in the SMD process.

Das Bauteil 2 in Fig. 4 dient ausschließlich der Codierung des Schaltungsträgers. Die Codierung 25 enthält dabei eine quadratische Matrix aus einzelnen Pixeln, die ein bestimmtes Codemuster darstellen. Dieses Codemuster wird von einem Lese gerät erfasst. Die Kontaktfläche 5 für das Bauteil 2 hat kei nerlei elektrische Verbindung mit den übrigen Kontaktflächen 5.Component 2 in FIG. 4 is used exclusively for coding the circuit carrier. The coding 25 contains a square matrix of individual pixels that represent a specific code pattern. This code pattern is captured by a reader. The contact surface 5 for the component 2 has no electrical connection to the other contact surfaces 5 .

Claims

1. component for an electronic assembly,
with a base body ( 26 ) made of metal, and
with a code ( 25 ) for identifying the assembly equipped with the component.

2. Component according to claim 1, wherein the base body ( 26 ) contains an aluminum layer ( 22 ).

3. Component according to claim 1 or claim 2, with a Co dierschicht ( 21 ) for coding.

4. The component according to claim 2 in conjunction with claim 3, wherein the coding layer ( 21 ) over the aluminum layer ( 22 ) is arranged.

5. The component according to claim 3, wherein the coding layer ( 21 ) is sensitive to laser radiation.

6. The component according to claim 3, wherein the coding layer ( 21 ) is designed as an Eloxal® layer.

7. Component according to one of the preceding claims, wherein the base body contains a copper layer ( 23 ).

8. Component according to one of the preceding claims, in which the base body contains a tin layer ( 24 ).

9. Component according to one of the preceding claims, in which the coding ( 25 ) is designed as an optical coding.

10. Use of a component according to one of the preceding claims for coding an electronic assembly, by arranging the component ( 2 ) on a circuit carrier ( 1 ) of the electronic assembly.

11. A method for coding an electronic assembly, in which a component ( 2 ) made of metal is arranged on a circuit carrier ( 1 ) of the assembly, and in which the component ( 2 ) arranged on the circuit carrier ( 1 ) is subsequently encoded ( 25 ) will be provided.

12. Method for coding an electronic assembly,
in which a component ( 2 ) made of metal is provided with a code ( 25 ), and
in which the component ( 2 ) provided with the coding ( 25 ) is then arranged on a circuit carrier ( 1 ) of the module.

13. The method according to any one of claims 11 or 12, in which the component ( 2 ) is soldered onto the circuit carrier ( 1 ).

14. The method according to any one of claims 11 or 12, wherein the component ( 2 ) is glued to the circuit carrier ( 1 ).