DE4124833C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Etikett zur Identifizierung einer Leiterplatte einer elektronischen Baugruppe, mit einer elektromagnetisch oder optisch maschinenlesbaren Codeaufschrift.

Es ist aus der DE 34 06 325 A1 bekannt, Leiterplatten jeweils mit einer typischen maschinenlesbaren Codierung zu etikettieren, so daß in Bestückungsautomaten durch diese jeweils über eine maschinelle Lesung die typische Bestückung gesteuert erfolgt.

Aus der DE 25 13 890 B2 ist es bekannt, eine Leiterplatte mit einer maschinenlesbaren Codierung zu etikettieren, indem ein aufgebrachter Farbschichtstreifen in einem besonderen Arbeitsgang mit einem Laserstrahl codegemäß ausgebrannt wird. Die Farbschicht ist randseitig von der Lötseite abgewandt aufgebracht, so daß sie eine Schwallötung übersteht.

Jede der beiden zuvor genannten Schriften bildet somit den Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Weiterhin sind aus der DE 35 44 698 A1 maschinenlesbare Etiketten bekannt, die aus einem würfelförmigen gespritzten Etikettenkörper mit einer eingespritzten Trägerplatte mit einer Rasterstanzung bestehen, in die Codeelemente einsteckbar sind, durch deren Anordnung jeweils Codezeichen gebildet werden.

Weiterhin ist es bekannt, auf elektronische Baugruppen, insbes. auf Leiterplatten mit Bauteilen, ein Typenschild aufzukleben oder aufzunieten. Diese bekannten Typenschilder erfordern deshalb einen von der üblichen, mit elektronisch gesteuerten Bestückungsautomaten und in Lötvorrichtungen erfolgenden, Herstellung der Baugruppen abweichenden, zusätzlichen Befestigungs-Arbeitsvorgang und eine zu dem Klebe-, Siegel- oder Nietvorgang notwendige Bereitstellung des Etikettes und erforderlichenfalls der Niete. Bei den Klebeetiketten ist es besonders aufwendig, einen temperaturstabilen Kleber zu verwenden, der auch den Löttemperaturen standhält. Wird andernfalls eine Etikettierung nach dem Lötprozeß vorgenommen, so ist es erforderlich, daß sichergestellt wird, daß einem bestimmten Baugruppentyp stets das dafür vorgesehene Typenschild zugeordnet wird, da die Typeninformation gewöhnlich in nachfolgenden Arbeitsverfahren automatisch abgelesen und dann zur Steuerung eines Arbeitsverfahrens, z. B. dem Aufruf eines Roboter- oder Prüfungsprogrammes oder der Lager- oder Verkaufssteuerung, dient.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Etikett, dessen Typeninformation automatisch ohne eine galvanische Kontaktierung lesbar ist, für elektronische Baugruppen zu schaffen, das eine wesentlich vereinfachte Anbringung erfordert und eine einfache sichere Zuordnung zu dem Baugruppentyp gestattet.

Die Lösung besteht darin, daß das Etikett die Form eines größenmäßig genormten, etwa würfelförmigen elektronischen Codeträgerbausteines aufweist, der zu einer Seite Lötanschlüsse oder lötfähige Haftpunkte aufweist und auf mindestens einer anderen Seite eine Anordnung von optisch oder elektromagnetisch wirksamen Substanzen (B, F) als die Codeaufschrift trägt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Etikettenbausteine haben eine solche Gestalt, daß sie in den vorhandenen Bestückungsautomaten ebenso wie die anderen Bausteine gehandhabt und in die Bohrungen der Leiterplatten mit Anschlußstiften eingesetzt oder auf die Leiterplatte mit den dafür vorgesehenen Kontaktflächen auf Lötkontaktpunkte aufgesetzt werden können. Sie entsprechen deshalb in einer ersten Ausführung den genormten Dual-In-Line-Gehäusen, auch abgekürzt DIL-Gehäuse genannt, oder in einer weiteren Ausführung den Surface-Mounted-Device-Bausteinen, auch SMD-Bausteine genannt, in verschiedenen Versionen oder solchen Ausführungen, die etwa Blockbauelementen entsprechen. Die Zuordnung der Bestückung mit dem richtigen Typenbaustein geschieht dadurch bereits unmittelbar bei der Erstellung des Bestückungsprogrammes zum Betrieb der Bestückungsmaschine. Der Bestückungsvorgang selbst wird mit der vorhandenen Vorrichtung in einem einzigen Bestückungsschritt ausgeführt. Die Positionswahl auf der Baugruppe ist abhängig von dem dort vorhandenen Freiraum, der bei der Festlegung der Bestückung während des Plattendesigns an einem beliebigen Ort auf der Baugruppe bestimmbar ist. Die eigentliche Befestigung des Bausteines erfordert keinen besonderen Arbeitsgang, sondern sie erfolgt gleichzeitig mit der Verlötung der übrigen Bausteine.

Die Haftung der Etikettenbausteine ist ebenso sicher wie die der übrigen Bausteine.

Die einfache automatische Lesbarkeit der Etiketteninformation wird dadurch erreicht, daß diese eine durch elektromagnetische Wellen, z. B. Licht, abtastbare Codeinformation tragen. Diese kann z. B. in einem bekannten Balkencode (Barcode) mit Breiten- und Abstandsvariation der Balken verschlüsselt dargestellt sein, oder durch eine Auswahl von Resonanzkörpern, z. B. von fluoreszierenden Farbpunkten oder von Schwingkreisen, dargestellt sein, die bei bestimmten unterschiedlichen Frequenzen eine erhöhte Resonanzabstrahlung oder -absorbtion aufweisen.

Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Etikettenbaustein intern ein an den Lötanschlüssen elektrisch auslesbares Bauelement, z. B. einen Widerstand mit einem bestimmbaren Widerstandswert oder einen digitalen Codegeber, enthält, wobei bevorzugt die externe Typen- Codeinformation gleich der internen ist. Auf diese Weise ist eine vorteilhafte Baugruppenausgestaltung dadurch gegeben, daß der Etikettenbaustein in die Baugruppenschaltung derart eingeschaltet ist, daß dessen Information direkt oder indirekt vermittels der Schaltung an den Baugruppensteckverbindern, z. B. als Baugruppen- Identifikationsinformation auf eine Adreßbusleitung, herauslesbar ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, die interne Schaltung des Etikettenbausteines derart auszugestalten, daß die Codeinformation elektrisch von außen an den Lötanschlüssen einzubringen ist, wozu sich ein bekanntes elektrisch programmierbares Speicherelement, z. B. ein electrical- eraseable-circuit EEC oder ein fusable-link-Schaltkreis, gut eignet. Die Codierung läßt sich vor dem Einbau durchführen, da sie nicht änderbar sein soll.

Die elektrische Auslesbarkeit des Baugruppentypes gibt nach der Bestückung eines umfangreichen elektronischen Gerätes mit der Baugruppe vorteilhaft die Möglichkeit, durch eine zentrale Auswertung der Baugruppeninformationen die Gesamtzusammensetzung des Gerätes automatisch zu ermitteln umd dementsprechend einen Betriebsmodus anzuwenden.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 1 bis 9 beispielhaft dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Dual-In-Line-Etikettenbaustein mit einem Barcode in Perspektive;

Fig. 2 zeigt einen Dual-In-Line-Etikettenbaustein mit Fluoreszenzfarbcode in anderer Ausführung;

Fig. 3 zeigt einen Suface-Mounted-Device-Etikettenbaustein mit einem Codeträger schräg von unten;

Fig. 4 zeigt eine elektronische Baugruppe mit einem Etikettenbaustein, der intern und extern codiert ist, ausschnittweise;

Fig. 5 zeigt eine elektronische Baugruppe mit einem intern codierten Etikettenbaustein ausschnittweise;

Fig. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung eines Etikettenbausteines mit einer fusable-link-Matrix;

Fig. 7 zeigt einen Codeträgerbaustein in Durchsteckmontage;

Fig. 8 zeigt einen Codeträgerbaustein in Oberflächenmontage;

Fig. 9 zeigt einen Schnitt eines Codeträgerbausteins.

Fig. 1 zeigt einen Etikettenbaustein (3) als einen DIL- Baustein bekannter Grundform, dessen Kunststoffkörper (1) zwei Reihen abgewinkelte Lötanschlüsse (2) aufweist. Auf diesem ist ein Etikett als ein Balkencodeträger (B), der vorzugsweise ein mit dem Code photochemisch versehenes oder bedrucktes Leichtmetallplättchen ist, befestigt. Das Aluminium ist mit einer sehr widerstandsfähigen Eloxalschicht versehen, so daß der Balkencode (B) den Reinigungs- und Verarbeitungsprozessen bei einer Leiterplattenverarbeitung widersteht. Das Plättchen (B) erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte, von der Lötseite abliegende, Oberfläche und ist aufzementiert oder in den Kunststoffkörper fest eingespritzt. Das Plättchen (B) kann vor dem Einspritzen bedruckt sein, oder die Codierung kann später aufgedruckt oder durch eine Laserbeschriftung aufgebracht sein. Hierzu ist die Oberfläche zweckmäßig mit einer laserlichtempfindlichen Beschichtung versehen.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung des Etikettenbausteins (10). Dieser ist durch Stanzen und Biegen der Anschlußbeine (20) aus einem Blech hergestellt. Der gesamte Körper ist somit aus dem Balkencodeträger (30) gebildet, und ein Kunststoffkörper entfällt. Die beiden Seitenstreifen (31, 32), die die Lötanschlüsse (20) tragen, sind zwischen diesen entsprechend den Maßen der genormten DIL-Gehäuse abgewinkelt, so daß der gesamte Baustein U-förmig ist. Der Balkencodeträger (30) ist abseitig zu der Lötseite mit der Codierung versehen. Diese besteht aus mehreren Punkten (F) oder Streifen aus fluoreszierenden Farben, wobei jeweils einer bestimmten Farbe aus einer Auswahl von Farben ein bestimmter Codewert zugeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich mit wenigen Farbpunkten mit mehreren, z. B. einem von acht, Codewerten die Typencodierung einer Baugruppe eindeutig darstellen. Für die Darstellung der acht Codewerte eines Farbpunktes genügt es jeweils eine Mischung aus bis zu drei Fluoreszenzfarben zu verwenden. Das Lesen solcher Codeinformationen läßt sich also mit drei Sensoren, die Filtern der drei Fluoreszenzfrequenzen zugeordnet sind, vornehmen, wenn den Frequenzen entsprechend dual gestufte Binärwertigkeiten zugeordnet werden.

Fig. 3 zeigt einen würfelförmigen Etiketten-SMD-Baustein (33) mit einem Codeträger (34) auf der Oberseite und mit lötfähigen metallisierten Haftpunkten (23) an der Unterseite. Die Codierung der Oberseite kann wie bei den vorstehenden Beispielen durch eine der bekannten Balken- oder Reflexfarb- und/oder Laserbeschriftungscodes vorgenommen sein.

Fig. 4 zeigt eine elektronische Baugruppe (4), auf der einer der Etikettier-SMD-Bausteine (33) aufgebracht ist. Dieser Baustein (33) weist neben dem oberseitigen Codeträger (34) intern eine Codiermatrix auf, die aus einem elektrisch codierbaren Diodenfeld besteht, dessen 2×8 Anschlüsse an die beiden Lötpunktreihen (23) angeschlossen sind. Diese Anschlüsse sind zu den Kontakten (5) der Baugruppe (4) durch eine gedruckte Schaltung verbunden, so daß die interne Codierung von dort aus auch nach dem Einbau des Etikettenbausteines eingebracht werden kann und dort auslesbar ist.

Fig. 5 zeigt eine weitere Anordnung eines Etikettierbausteines (33) auf einer Baugruppe (40), deren interne Codierung an einen Ein-Ausgabeanschluß (IO) eines Mikroprozessors (MP) angeschlossen ist. Dieser ist wiederum in bekannter Weise durch einen Nachrichtenanschluß (NA) mit einem Baugruppenkontakt (50) verbunden, so daß indirekt über ein internes Programm des Mikroprozessors die interne Codierung aus den Etikettenbaustein auslesbar ist und über den Nachrichtenanschluß weiterzuleiten ist.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer internen Schaltung eines Etikettenbausteines, die aus einer elektrisch programmierbaren Diodenmatrix mit Dioden (M11-M88) besteht. Diese Dioden sind derart in bekannter Weise ausgestaltet, daß sie durch einen Überstromimpuls zerstörbar sind, so daß sie keine Verbindung mehr herstellen, wenn eine Vorwärtsspannung über einen entsprechenden Matrixpunkt gelegt ist. Auf diese Weise lassen sich die acht codierten Matrixzeilen, die also dann aus einer nach dem Codiervorgang verbliebenen Auswahl der Dioden bestehen, durch Anlegen einer Lesespannung nacheinander auslesen. Die Größe der Matrix und deren Ausgestaltung läßt sich den jeweiligen Erfordernissen fachmännisch anpassen.

Fig. 7 zeigt einen etwa würfelförmigen elektronischen Codeträgerbaustein (35), der in seiner Bauform bezüglich der automatischen Handhabung einem Kondensator für die Einstecktechnik entspricht. Dazu ist er mit zwei lötbaren, seitlich herausragenden Anschlußstiften (25S) versehen, die jeweils mit dem Codeträger (35), der vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium besteht, mit einem klammerförmigen Haltefortsatz (25), den Codeträger (35) nach Art einer Heftklammer 2-fach durchdringend, fest verbunden sind.

Der Codeträger (35) kann ein- oder beidseitig mit einer Anordnung eines Codeauftrages versehen sein.

Diese Bauform hat den Vorteil, daß sie einen außerordentlich geringen Platzbedarf aufweist. Diese würfelförmigen Bausteine können auch für Bestückungsautomaten passend gegurtet bereitgestellt werden.

Fig. 8 zeigt eine weitere Montageform des würfelförmigen Codeträgers (35) mit den geklammerten lötfähigen Halterungen (25, 25K), deren Anschlußenden (25K) gekürzt sind, so daß diese mit der surface-mount-Technik oberflächlich auf einer elektronischen Baugruppe (4) auflötbar sind.

Wie Fig. 9 in einem Querschnitt des Codeträgerbauelementes (35) zeigt, sind beide Enden (25K, 25E) der klammerförmigen Halterung (25) parallel zu der Codeträgerplatte (35) abgewinkelt, so daß beide Enden für eine Verlötung verfügbar sind.

Somit läßt sich das Codeträgerbauelement (35) in stehender und liegender Weise auf einer Baugruppe verlöten, je nachdem wie der Platz verfügbar ist und die Lesbarkeit in den Lesevorrichtungen am günstigsten ist.

Mit der Anbringung von Lötstützpunkten, d. h. mit der Integration geeigneter, prozeßtauglicher Verbinder in den Etikettierungsbaustein wird das in seiner Ursprungsform nicht verlötbare Aluminium im Lötbad auf indirektem Wege verarbeitbar. Der Etikettierungsbaustein ist damit technisch so vorbereitet, daß er nach den bestehenden und angewendeten Normen und Richtlinien der Industrie wie ein herkömmliches Bauelement der Elektronik zu verlöten, d. h. zu befestigen, ist. Hieraus resultiert, daß die Qualität seiner Befestigung mit der der anderen Bauelemente auf der elektronischen Baugruppe gleichzusetzen ist und als sicher und unproblematisch angesehen werden kann.

Die in der herkömmlichen Technik verwandte Befestigungsart von Etiketten mittels Klebstoffes ist in dem hier beschriebenen Anwendungsbereich aufgrund der unterschiedlichen energetischen Oberflächen der zu kennzeichnenden Leiterplatten nicht anwendbar und auch nicht gewünscht. Ein sich möglicherweise lösendes Aluminiumetikett stellt als elektrischer Leiter eine beträchtliche Gefahr für die Funktion von elektrischen und elektronischen Baugruppen, da durch ihn eine Erzeugung eines Kurzschlusses auf dem Elektronikboard möglich wäre.

Die Auswahl des Materials zielt auf eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber allen thermischen und chemischen Belastungen, die während des Fertigungsprozesses einer elektronischen Baugruppe auftreten können. Der Etikettierungsbaustein zeigt keinerlei Veränderungen oder Einbußen seiner Funktionstüchtigkeit während des Fertigungsprozesses. Auch während des Gebrauchs danach ist über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren keinerlei Veränderung hinsichtlich seiner Lesbarkeit feststellbar.

Claims (13)

1. Etikett zur Identifizierung einer Leiterplatte einer elektronischen Baugruppe, mit einer elektromagnetisch oder optisch maschinenlesbaren Codeaufschrift, dadurch gekennzeichnet, daß das Etikett die Form eines größenmäßig genormten, etwa würfelförmigen elektronischen Codeträgerbausteins (3, 10, 33, 35) aufweist, der zu einer Seite Lötanschlüsse (2, 20, 25S) oder lötfähige Haftpunkte (23, 25K, 25E) aufweist und auf mindestens einer anderen Seite eine Anordnung von optisch oder elektromagnetisch wirksamen Substanzen (B, F) als die Codeaufschrift trägt.

2. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (3) aus einem Kunststoffkörper (1) besteht, dessen Lötanschlüsse (2) als Dual-In-Line- Anschlüsse ausgebildet sind und daß auf ihm ein Codeträger (B) angeordnet ist.

3. Etikett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträger (B) ein Leichtmetallplättchen ist, das auf den Kunststoffkörper (1) aufzementiert oder an diesen angespritzt ist.

4. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (10) aus einem als ein Codeträger ausgebildetes Metallplättchen (30) besteht, das seitlich U-förmig abgewinkelte Dual-In-Line-Lötanschlüsse (20) und, die würfelförmige Bausteinform ergänzende, Seitenstreifen (31, 32) aufweist.

5. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (33) die Form eines oberflächenmontierbaren SMD-Bausteines aufweist, dessen eine Fläche die lötfähigen Haftpunkte (23) trägt und auf dessen dazu entgegengesetzt liegenden Fläche ein Codeträger (34) angeordnet ist.

6. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (35) aus einem Aluminiumplättchen besteht, das von heftklammerförmigen, lötfähigen Halterungen (25) jeweils 2-fach durchsetzt ist, deren Lötenden (25S, 25K, 25E) parallel zu dem Aluminiumplättchen (35) verlaufend abgewinkelt sind.

7. Etikett nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötenden (25S) den Codeträgerbaustein (35) seitlich als Durchstecklötstifte überragen.

8. Etikett nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (3, 10, 33, 35) eine Balkencodebedruckung, eine aus photochemisch veränderten Bereichen bestehende Codierung oder eine durch eine Lasereinwirkung erzeugte Balkencodebeschriftung auf einer lasersensitiven Materialschicht trägt und/oder eine Anordnung von mehreren, jeweils auf einer von mehreren gemäß einer gegebenen Codierung ausgewählten Frequenz schmalbandig elektromagnetisch absorbierenden, reflektierenden und/oder fluoreszierenden Elementen (F) trägt.

9. Etikett nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalbandig elektromagnetisch absorbierenden, reflektierenden und/oder fluoreszierenden Elemente als Punkte oder Linien aus fluoreszierenden Farben (F) aufgebracht sind, wobei die jeweilige Farbe eines Elementes dem jeweils gegebenen Code gemäß aus mehreren Fluoreszenzfarben ausgewählt ist.

10. Etikett nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (3, 33, 35) zumindest codeseitig aus eloxiertem Aluminium besteht.

11. Etikett nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträgerbaustein (3, 33) eine elektronische Schaltung enthält, die einem Code gemäß ausgebildet ist, der über die Lötanschlüsse (2) oder Löthaftpunkte (23) elektrisch auslesbar und gegebenenfalls einschreibbar ist.

12. Etikett nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Matrix aus elektrisch zerstörbaren Dioden (M11-M88) ist.

13. Etikett nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einer elektronischen Baugruppe (4) aufgelötet ist und die Lötanschlüsse (2) oder die Löthaftpunkte (23) mittelbar oder unmittelbar derart mit den Baugruppenanschlüssen (5; NA) verbunden sind, daß deren intern gespeicherter Code dort elektrisch auslesbar ist.