DE102005007768A1

DE102005007768A1 - System und Verfahren zur Lasermarkierung

Info

Publication number: DE102005007768A1
Application number: DE200510007768
Authority: DE
Inventors: Eckhard Sperschneider
Original assignee: MACROTRON SCIENT ENGINEERING G; MACROTRON SCIENTIFIC ENGINEERING GmbH
Current assignee: MACROTRON SCIENT ENGINEERING G; MACROTRON SCIENTIFIC ENGINEERING GmbH
Priority date: 2005-02-19
Filing date: 2005-02-19
Publication date: 2006-09-07

Abstract

Ein System zur Lasermarkierung von Gegenständen (O), insbesondere Leiterplatten, weist eine Einrichtung (1) zur Lasermarkierung und eine Einrichtung (2) zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen auf den Gegenständen (O) auf. Die Einrichtung (2) zur optischen Erfassung generiert erste Ausgangsdaten (DA1), die ausgewählte Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen bezeichnen. Die Einrichtung (2) zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen ist ausgangsseitig mit mindestens einem ersten Steuereingang der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Lasermarkierung von Gegenständen. Insbesondere betrifft sie ein System und ein Verfahren zur Lasermarkierung von Leiterplatten.
In Produktionslinien entsteht das Bedürfnis, Produkte mit z.T. sich ändernden Kennzeichnungen wie etwa Chargennummern, Typbezeichnungen oder Seriennummern zu versehen. Insbesondere bei Leiterplatten werden solche Markierungen durch Einbrennen eines Schriftzuges durch einen Laserstrahl vorgenommen.
Dabei entsteht das Problem, dass durch z.T. bei ein und demselben Produkt voneinander abweichende Materialeigenschaften, wie etwa Art und Dicke einer Lackschicht auf einer Leiterplatte, sowie unterschiedliche Materialstärken, die Qualität der Beschriftung stark voneinander abweicht. Die Einbrenntiefe der Markierung ist zu stark und somit die Leiterplatte beschädigend oder zu schwach und daher nur schwer erkennbar.

In der Beschreibungseinleitung der DE 4312095 wird als Stand der Technik ein Verfahren zur Markierung von Gegenständen und Materialien mittels Laserstrahlung beschrieben. Dabei wird mittels einer mikroprozessorgesteuerten Vorrichtung ein Laserkopf zur sequentiellen Erzeugung eines vorgegebenen Schreibmusters positioniert und geführt. Wenn die durch Photoelemente kontrollierte Position des zu kennzeichnenden Gegenstands eine festgelegte Position erreicht hat, trägt der Laserkopf die Markierung punktweise auf die Oberfläche des Gegenstands auf. Ein nachgeschaltetes Lesegerät kontrolliert anschließend die Qualität der angebrachten Markierungszeichen.

Nachteilig an dem beschriebenen Stand der Technik ist, dass keine automatische Korrektur bei fehlerhafter Markierung, beispielsweise fehlender Intensität, erfolgt. Weiter ist nachteilig, dass das Verfahren nicht sehr flexibel in der Anordnung der Markierung ist, da während des Vorbeiführens die Markierung punktweise angebracht wird.

Weiter ist bekannt, als Maßnahme der Qualitätssicherung nicht den Anforderungen entsprechende Produkte, wie etwa fehlerhaft durch eine Beschriftungsvorrichtung bedruckte Produkte, gesteuert durch eine optische Kontrolle, aus der Produktionslinie als Ausschuss auszusortieren.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und Verfahren zur Lasermarkierung von Gegenständen zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, ohne aufwendige Einstellungen und Tests eine Lasermarkierung auf Gegenstände, insbesondere Leiterplatten, aufzubringen.

Diese Aufgabe wird durch ein System zur Lasermarkierung von Gegenständen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Lasermarkierung von Gegenständen mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Durch ein System zur Lasermarkierung von Gegenständen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 wird vorteilhaft durch die Parameter der Lasermarkierung die Einrichtung zur Lasermarkierung so gesteuert, dass bei den nachfolgenden Markierungen in dem Fall, dass fehlerhafte Werte auftreten, diese Fehler korrigiert werden und korrekte Markierungen erzielt werden. Dadurch kann ohne mehrfaches Anhalten einer Produktionslinie bei der Herstellung großer Produktmengen eine korrekte Markierung kostengünstig sichergestellt werden.

Vorteilhaft sind den ausgewählten Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen unterschiedliche Betriebsparameter (B1, ..., Bm) der Einrichtung zur Lasermarkierung zugeordnet.

Durch ausgewählte Eigenschaften, wie etwa Kontrast, Einbrenntiefe, optische Exaktheit der Linien, Buchstaben etc. können Betriebsparameter der Lasermarkierung, wie etwa Intensität, Pulsdauer und Einbrenndauer so gesteuert werden, dass die Markierung fehlerfrei erfolgt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist das System eine Transporteinrichtung auf, die die zu markierenden Gegenstände innerhalb und/oder außerhalb des Systems transportiert und ist die Transporteinrichtung in Abhängigkeit der ersten Ausgangsdaten steuerbar.

Die Transporteinrichtung kann in der Weise ausgestaltet sein, dass ein markierter Gegenstand nach seiner optischen Erfassung entweder aus dem System transportiert oder der Einrichtung zur Lasermarkierung erneut zugeführt wird.

Durch die optische Erfassung der Lasermarkierung können fehlerhaft markierte Gegenstände zugleich als Ausschuss erkannt und nachfolgend aussortiert werden, oder falls eine Korrektur möglich ist, etwa bei zu geringer Intensität, einer erneuten, angepassten Lasermarkierung zugeführt werden.

Vorteilhaft weist das System eine Einrichtung zur optischen Erfassung von Eigenschaften der Gegenstände vor ihrer Lasermarkierung auf, und diese Einrichtung generiert zweite Ausgangsdaten, und die Einrichtung zur optischen Erfassung von Eigenschaften der Gegenstände ist ausgangsseitig mit mindestens dem ersten Steuereingang oder einem zweiten Steuereingang der Einrichtung zur Lasermarkierung verbunden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das System in der Weise ausgestaltet, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Testmarkierung in einem ersten Bereich eines zu markierenden Gegenstands aufgebracht wird, und dass in einem zweiten Verfahrensschritt in Abhängigkeit der ersten Ausgangsdaten mindestens eine Markierungen in einem zweiten Bereich des zu markierenden Gegenstandes aufgebracht wird.

Weiter ist das System vorteilhaft in der Weise ausgestaltet, dass von dem markierten Gegenstand ein Teil abgetrennt wird, in dem der erste Bereich angeordnet ist.

Durch eine testweise Markierung des Gegenstands, insbesondere einer Leiterplatte, in einem Bereich, der nicht zum Verbleib beim Endprodukt bestimmt ist, kann vorteilhaft Ausschuss vermieden werden.

Weiter wird die Aufgabe mit denselben zuvor genannten Vorteilen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 8 und dessen Weiterbildungen in den Unteransprüchen gelöst.

Vorteilhaft wird ein Gegenstand, insbesondere eine Leiterplatte, nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 14 markiert.

Dadurch wird eine flexible Markierung bzw. Beschriftung der Leiterplatten sichergestellt und sind die Leiterplatten dennoch kostengünstig.

In günstiger Ausführung definiert ein Steuerprogramm das Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 14.

Durch die beigefügten Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems sowie Verfahrens zur Lasermarkierung von Gegenständen näher erläutert. Dabei zeigt
1 ein erfindungsgemäßes Systems zur Lasermarkierung von Gegenständen in schematischer Darstellung und
2 schematisch eine Leiterplatte als zu beschriftenden Gegenstand in Aufsicht.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Systems zur Lasermarkierung von Gegenständen O in schematischer Darstellung. Eine Einrichtung 1 zur Lasermarkierung ist über einer Transportvorrichtung 3 so angeordnet, dass die durch die Transportvorrichtung 3 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung transportierten Gegenstände O durch einen Laserstrahl 5 beschriftet werden können. Eine Einrichtung 2 zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen auf den Gegenständen O ist in Transportrichtung der Transportvorrichtung 3 nach der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung angeordnet.
Die Einrichtung 2 zur optischen Erfassung generiert erste Ausgangsdaten DA1, die ausgewählte Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen bezeichnen.
Ausgangsseitig ist die Einrichtung 2 zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen mit mindestens einem ersten Steuereingang der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung verbunden, über den die ersten Ausgangsdaten DA1 der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung zugeführt werden.
Eine Einrichtung 4 zur optischen Erfassung von Eigenschaften der Gegenstände O vor ihrer Lasermarkierung ist in Transportrichtung der Transporteinrichtung 3 vor der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung angeordnet und diese Einrichtung 4 zur optischen Erfassung generiert zweite Ausgangsdaten DA2, die der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung zugeführt werden.
2 zeigt schematisch eine Leiterplatte 6 als zu beschriftenden Gegenstand O aus der 1 in Aufsicht. Die Leiterplatte 6 ist aufgegliedert in einen ersten Bereich B1, der später als Ausschuss abgetrennt wird und nicht bei den Endprodukten verbleibt, und mehreren zweiten Bereichen B2, die jeweils eine Leiterplatte als Endprodukt bilden.
Eine Leiterplatte 6 wird zunächst von der Einrichtung 4 zur optischen Erfassung erfasst und zweite Ausgangsdaten DA2 werden zu der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung übertragen. Die Leiterplatte 6 wird durch die Transportvorrichtung zu der Einrichtung 1 zur Lasermarkierung befördert. Aufgrund dieser zweiten Ausgangsdaten DA2 erkennt die Einrichtung 1 zur Lasermarkierung den ersten Bereich B1 und bringt auf diesem Bereich B1 eine Lasermarkierung auf. Die Leiterplatte 6 wird durch die Transportvorrichtung 3 sodann zu der Einrichtung 2 zur optischen Erfassung weiterbefördert, die erste Ausgangsdaten DA1 generiert, die ausgewählte Eigenschaften E1, ..., En der Lasermarkierungen bezeichnen. Sodann wird die Leiterplatte zurück transportiert und die Einrichtung 1 zur Lasermarkierung passt aufgrund der zugeführten ersten Ausgangsdaten DA1 Eigenschaften des Lasers wie Leistung, Frequenz und Spatgröße an. Nun werden Lasermarkierungen in den zweiten Bereichen B2 aufgebracht. Bei einer erneuten optischen Erfassung durch die Einrichtung 2 zur optischen Erfassung kann abhängig von den Eigenschaften der Lasermarkierung entschieden werden, ob eine erneute Lasermarkierung zur Korrektur erfolgt, oder die Markierung in Ordnung ist, oder die gesamte Leiterplatte 6 von der Transportvorrichtung aussortiert wird.

1: Einrichtung zur Lasermarkierung
2: Einrichtung zur optischen Erfassung
3: Transporteinrichtung
4: Einrichtung zur optischen Erfassung
5: Laserstrahl
6: Leiterplatte
O: Gegenstand
DA1: erste Ausgangsdaten
DA2: zweite Ausgangsdaten
B1: erster Bereich
B2: zweiter Bereich

Claims

System zur Lasermarkierung von Gegenständen (O), insbesondere Leiterplatten, mit – einer Einrichtung (1) zur Lasermarkierung, – einer Einrichtung (2) zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen auf den Gegenständen (O), wobei die Einrichtung (2) zur optischen Erfassung erste Ausgangsdaten (DA1) generiert, die ausgewählte Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen bezeichnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen ausgangsseitig mit mindestens einem ersten Steuereingang der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung verbunden ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den ausgewählten Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen unterschiedliche Betriebsparameter (B1, ..., Bm) der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung zugeordnet sind.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Transporteinrichtung (3) aufweist, die die zu markierenden Gegenstände (O) innerhalb und/oder außerhalb des Systems transportiert und dass die Transporteinrichtung (3) in Abhängigkeit der ersten Ausgangsdaten (DA1) steuerbar ist.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (3) in der Weise ausgestaltet ist, dass ein markierter Gegenstand (O) nach seiner optischen Erfassung entweder aus dem System transportiert oder der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung erneut zugeführt wird.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung (4) zur optischen Erfassung von Eigenschaften der Gegenstände (O) vor ihrer Lasermarkierung aufweist, und dass diese Einrichtung (4) zweite Ausgangsdaten (DA2) generiert, und dass die Einrichtung (4) zur optischen Erfassung von Eigenschaften der Gegenstände (O) ausgangsseitig mit mindestens dem ersten Steuereingang oder einem zweiten Steuereingang der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung verbunden ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Weise ausgestaltet ist, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Testmarkierung in einem ersten Bereich (B1) eines zu markierenden Gegenstands (O) aufgebracht wird, und dass in einem zweiten Verfahrensschritt in Abhängigkeit der ersten Ausgangsdaten (DA1) mindestens eine Markierungen in einem zweiten Bereich (B2) des zu markierenden Gegenstandes (O) aufgebracht wird.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Weise ausgestaltet ist, dass von dem markierten Gegenstandes (O) ein Teil abgetrennt wird, in dem der erste Bereich angeordnet ist.
Verfahren zur Lasermarkierung von Gegenständen (O), insbesondere Leiterplatten, in einem System mit – einer Einrichtung (1) zur Lasermarkierung, – einer Einrichtung (2) zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen auf den Gegenständen (O), wobei die Einrichtung (2) zur optischen Erfassung erste Ausgangsdaten generiert, die ausgewählte Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen bezeichnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zur optischen Erfassung von Lasermarkierungen mindestens einem ersten Steuereingang der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung die erste Ausgangsdaten (DA1) zuführt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den ausgewählten Eigenschaften (E1, ..., En) der Lasermarkierungen unterschiedliche Betriebsparameter (B1, ..., Bm) der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transporteinrichtung (3) zu markierenden Gegenstände (O) innerhalb und/oder außerhalb des Verfahrens transportiert und dass die Transporteinrichtung (3) in Abhängigkeit der ersten Ausgangsdaten (DA1) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (3) entweder einen markierten Gegenstand (O) nach seiner optischen Erfassung entweder aus dem System transportiert oder der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung erneut zuführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (4) zur optischen Erfassung von Eigenschaften der Gegenstände (O) vor ihrer Lasermarkierung zweite Ausgangsdaten (DA2) generiert, und dass die zweiten Ausgangsdaten (DA2) dem ersten Steuereingang oder einem zweiten Steuereingang der Einrichtung (1) zur Lasermarkierung zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Testmarkierung in einem ersten Bereich eines zu markierenden Gegenstands (O) aufgebracht wird, und dass in einem zweiten Verfahrensschritt in Abhängigkeit der ersten Ausgangsdaten (DA1) mindestens eine Markierung in einem zweiten Bereich des zu markierenden Gegenstandes (O) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Weise ausgestaltet ist, dass von dem markierten Gegenstandes (O) ein Teil abgetrennt wird, in dem der erste Bereich angeordnet ist.
Gegenstand, insbesondere Leiterplatte, markiert nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 14.
Steuerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es das Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 14 definiert.