TW200934321A - Panelizing method for printed circuit board manufacturing - Google Patents

Description

200934321 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用於印刷電路板製作的面板化 方法’此用於印刷電路板製作的面板化方法係利用一虛擬 面板對於至少兩印刷電路板模組進行連接而形成了一印 刷電路板面板。 【先前技術】 一般而言，電子產品之製作中經常使用到印刷電路板 面板，並且在一印刷電路板面板中係可包括一或多個印刷 電路板面板裸板，亦即，模組。 右欲印刷電路板與電子零件之製造者針對個別電路 板模組之處理時，其程序是相當緩慢且麻煩的。一般而 吕’將複數印刷電路板模組結合為一整體（所謂的印刷電 路板）的方式是可以增加製造產量。於此方式中，印刷電 〇路板製造者係對於模組進行預切，但在模組之間留下物料 (所謂的複數物料頸部），藉由複數物料頸部對於模組之間 進行連接。因此，利用物料頸部連接模組而形成之一整體 結構係稱之為一印刷電路板面板。 隨著愈來愈小且更為複雜之電子裝置的發展，由於電 子裝置之封裝密度增加，因而造成印刷電路板於製造上的 困難’藉此方式下係會造成在一印刷電路板中之一或多個 模組之損壞·，或是可能造成了在面板中之複數模組之表面 銅層之間之印刷電路板物料之尺寸變化的過大。基於此類 6017-10177-PF 5 200934321 面板之大量材料浪費且在功能性模組必定無法合格，此類 面板係已無法再被採用。因此，於印刷電路板模組中之缺 點係會明顯地降低電子印刷電路板之產量與大量生產之 良率。 ❿ 以焊膏漏版印刷為例，焊膏漏版印刷係通常藉由面板 上之對準記號之協助下而完成m而，由於焊膏漏版 印刷之製作較為困難，因而造成電子元件之大量生產之良 率的降低。在根據所假設條件之下，於面板中之個別模 係可能具有不同的位置。所謂的回流爐加熱（屬於一表面 黏著元件（S M D )製程）係同樣可增加印刷電路板面板中之 尺寸變化。當高精度元件被疊置於面板之其它側邊時，回 流製程的效果是相當顯_。由於表面黏著元件製程之尺 寸要件係針對印刷電路板面板而設定’面板之最佳尺寸係 必須降低。因此’由於在面板上之模組的數量降低，則電 子製作之生產量係相對地減少。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種新穎且改良用於印刷電 路板製作的面板化方法。 本發明之方法之特徵在於在於利用其定位標籤與配 對件對於複數印刷電路板模組進行相互連結，複數定位枳 戴與複數配對件係被形成，如此使得複數定位標籤與複數 配對件將複數印刷電·路板模組對齊於位在印刷電路板面 板之上之一目標位置。

6017-10177-PF 200934321 本發明之基本構相在发* .-Γ姑丄# 心、係為複數印刷電路板模組之間係 可藉由其相互精密配人 , ± 0之複數定位標籤與複數配對件而 相互連接，藉此使棋 叫 複數印刷電路板模組係相對於另一印 刷電路板模組且相 、；p刷電路板面板而達到精密定 位。在藉由印刷電致 . 模組之機器視覺之協助而對於定位 標籤與配對件進行詈啦丨 I利下’對於定位標籤與配對件之形狀 ' 的正確資訊與形狀中心县^也 _ 疋可被獲得的’並且藉由此獲得的 資訊可用以形成_辅助咨粗协 ， m 補助資科擋，利用此輔助資料檔以做為 所明的虛擬面板。由於在印刷電路板面板中之複數模組是 可任意的選擇，—印刷電路板面板之組合係可在容許範圍 内、僅採用在電性, 、 寸上功能考量均為已知之複數印刷 電路板模組來進行。 本發月之優點在於其可提高位在複數印刷電路板模 ’]之Ρ刷電路板面板之表面銅層之尺寸精度且可 降低在印刷電路板面板之間之尺寸變化，如此可將受損印 ◎刷電路板模組自生產面板中進行移除，並且可增加印刷電 路板面板之模組的數量。相較於習知技術的方法，藉由本 發明之各項優點係可顯著地增加印刷電路板與電子元件 生產之產量與良率。在本發明之用於印刷電路板製作的面 板化方法的作用下，用於進行連接之製程步驟可達到最小 化，並且可達到簡易的製程自動化製作。特別是就大量生 產之方面而言，本發明所具有之優點係對於投資成本與生 產里之間的關係是相當重要的。 本發明之第一實施例之基本想法係在於藉由印刷電

6017-10177-PF 7 200934321 一定位標籤與一配對件 路板模纪之機器視覺對於其至少 之形狀進行量測。 本發明之第二實施例之基本想法係在於藉由印刷電 路板模組之機器視覺對於其至少一定位標籤或一配對件 之中心點進行量測。 本發明之第三實施例之基本想法係在於藉由印刷電 路板模組之冑器視覺對㈣定位標藏或配對件之中心點 進行敎’於進行其定位標籤或㈣件之中心點或邊線形

狀之測定係採用了一參考點，參相係配合於具有其定位 標蕺或配對件之相同的機器視覺相機之晝面之中。 本發明之第四實施例之基本想法係在於各複數印刷 電路板模組之各端部係藉由至少兩定位標籤而連接於印 刷電路板面板。 本發明之第五實施例之基本想法係在於各複數印刷 電路板模組之各端部係藉由一定位標籤而連接於印刷電 路板面板。 本發明之第六實施命】之基本想&係在於利用所形成 複數頸部配件對於印刷電路板模組之間進行連接，或是利 用不同於印刷電路板之材料製作出分離的定位標籤。 【實施方式】 第1圖表示一印刷電路板面板i。印刷電路板面板i 包括兩個或兩個以上之印刷電，板模組2。於第2圖中之 印刷電路板模組2的數量為三。當對於個別的印刷電路板 6δΐ7-1〇ΐ77-ΡΓ 8 200934321 行連接以形成印刷電路板面板1時，則可選用已 β 肖尺寸切料㈣為已知τ之模組來進行，如 中此將:：改善產量與增加生產率。於第1圖所示之實施例 Ρ刷電路板;^组2係由兩頸部配件3所連接。各 印刷電路板模組2係採用了具有一或複數定位標鐵4、各 -位標鐵4之複數配對件5之無間隙形狀鎖而連接於頸部 配件3。第.2-4圖表示此無間隙形狀鎖之替代方式。 ❹ 第2圖表示第！圖之印刷電路板面板！之局部示意 圖。於印刷電路板模組2所具有之定位標籤4是可利用加 工方式而形成，藉此定位標藏4便可將印刷電路板模組2 連接於印刷電路板面板卜除了第2圖所示之定位標籤4 之外’只要是可在定位標籤允許無間隙形狀鎖之形成且藉 此可將印刷電路板模組2結合至印刷電路板面板^，則定 位標籤4是可具有相當多種形狀的變化，而言，在印 刷電路板模組2之各端部具有兩定位標籤，亦即，如第丨 圖所示之具有四定位標籤之印刷電路板模組2，或是口要 是落在容許範圍内之定位㈣之尺寸變化是可在連接於 印刷電路板面板1之印刷電路板模組2之中產生應力下， 於印刷電路板模組2可具有更多的定位標籤。針對印刷電 路板模組2之各端部而言，利用一大尺寸之定位標藏^ 代了兩或更多的定位標籤4的情況下是可以減少扭轉力 量。 於第2圖中更在印刷電路板模組2之端部之表面銅層 之中表示了-參考點6。此參考點6係可特別用以做為一

6O17-10177-PF 9 200934321 銅焊墊之定位用參考點，此銅焊墊係用以連接一表面黏著 元件（SMD) ’或是在與使用上之實際目的無關之下，此參 考點6係可位在鄰接於定位標籤之一特定區域中之定位用 參考點。就參考點6之選擇與排列之相關限制而言，參考 點6係應出現在相同於定位標籤4之一機器視覺相機之— 晝面之中。 對於印刷電路板模組2之端部之參考點6之印刷電路 ❹ 板杈組2之定位標籤4之形狀與中心點是可藉由機器視覺 而進行量測。-般而言，稱為一系統之機器視覺係包括至 少一相機、一電腦與一電腦運行影像處理程式，其中，藉 由影像處理程式可自動地對於資料之相 譯。於本實施例中，首先利用定位標籤之中心點之進= 座標對於鄰接之參考點6進行測定，並且藉由這些資料可 形成了所謂的連接點座標系統。此外，定位 係被儲存於記憶體之中，藉此以可於之域 精此以可於進仃配對件5之加 工。除了採収位標籤4之中心點之外，於部分實施例中 亦可直接採用定位標籤4之邊線形狀而對於定位標藏4與 ^點^之間的—距離進行測定。除了上述的方式之外， ’、匕的1測與測定亦可间脖姑击1 > 了门時被執仃。由於最佳可達到尺寸 精度疋基於所使用相機 „ , 瑪之解析度與所選擇的影像圖場之 尺寸，因而在基於尺寸 機係積度之需求下而採用一高解析度相 並且所拟 J而吕像圖場可為12x9 min， 並且所對應之相機解析度 用之影τ度了至v為六百萬畫素。藉由所選 〜像圖場與參考點是 * 疋j丨j呀使传定位標鐵4與參考點 6〇17-l〇l77-.pF - 10 200934321 6配合於晝面之中。 在對於印刷電路板模組2之參考點6之間之距離進行 量測之下，所謂的模組座標系統便可被提供。相關於參考 點6之間之距離的量測係可藉由至少一相機而達成，但於 不同實施例中亦可利用兩或更多相機來完成。舉例而言， 印刷電路板模組2之質量中心之測定係可藉由參考點6之

〇 量須i而7C成，並且所謂的虛擬面板之量測係可利用參考點 6之量測而達成。 關於與@式-致之目標印刷電路板面板而言，虛擬面 板係表示經由所量測之印刷電路板模組2所提供之最佳整 體結構。除了模組座標系統與虚擬面板之連接點座標系統 的測定之外’較佳的方式是利用機器視覺相機對於印刷電 板模組2之相對側邊之表面銅層之間的偏置進行量測。 相較於具有較精準之定位標藏4之中心點與其之邊線形狀 :言，於此實施例中之參考點6之位置是可經由印刷電路 :模組2之兩側邊個別地進行測定，而相關的作業係可利 相機或相同的複數相機交錯地對於印刷電路板模 =之兩侧邊進行量測、或是將複數相機設置於印刷電路

坂模版2之兩側邊夕μ工、土 L 之上而達成，並且可㈣對於印刷電路 =組2之兩側邊進行量測作業。特別的是，利用 =同的複數相機對於模組座標系統與連接點座標系 統進行測定係屬於較伟 ” 測定為較佳的方式。為了二以仍是採用同時執行 可維持在容許範圍之内，卩刷電路板？板1之兩侧邊 ί巳圍之内，就尺寸及相同方向而言，印刷電 6〇17'l〇177-PF " 11 200934321 印刷電路板模組2中之偏置(亦即，印刷 遞)：二 銅層表面與下銅層表面之間的互感應轉 之成型V::。因此’偏置之量測對於印刷電路板面板 成1了否達到最終尺寸的精確性是相當重要的。 次虛擬面板計算之結果係用以做為配對件5之加工路捏 貝料。虛擬面板係可藉由各種計算模型之多種方法而形 如此以藉由印刷電路板模組2而形成一整體結構，此 ❹ 2結構係以最佳方式對應於與圖式—致之目標印刷電 路板面板。舉例而言，在利用了印刷電路板模組與連接點 座標系統之組合作用下，印刷電路板模組2之表面銅層之 上的偏置資訊與定位標籤4之上的形狀資訊是可被執行 的。 舉例而言，當虛擬面板形成時，模組座標系統係可繞 著質量中心而於水平面上進行轉動，直到各參考點6至圖 式中之對應點的距離為相等為止。 卻禾所量測之實際印刷 ❹電路板模組2之另-侧邊是不一致時，則印刷電路板模組 2 :質"量中心與印刷電路板模組2之迴轉的座標是可不需 進打最佳化。在可不必考量印刷電路板模組2之迴轉的情 況下，如果無法可將參考點6維持在容許值之内時，則需 將印刷電路板模組2自面板之上進行移除。_般而言，由 於在印刷電路板模組2之相對側邊之表面銅層中之偏置是 超過了容許值，因而必須對於㈣電路板模組2進行移除。 •連接於印刷電路板模組2之頸部配件3係基於虛擬面 板資料進行加工而對應於各印刷電路板模組2之各定位標 6017-10177-PF 12 200934321 籤4之形狀資料’如此便可基於個別定位標藏4之中心點 之x、y座標而對於配對件5之中心點進行測定。於本實 —中之頸部配件3中係具有提供各定位標藏4所使用之 —專用配對件5’並且在這些定位標籤4與專用配對件5 之作用下是可對於印刷電路板模組2進行對齊且定位在印 刷電路板面板i之中，藉此以製作出最佳的面板。

一般而言，印刷電路板模組2係先由一電路板傳輸器 所覆蓋且於一機器視覺站進行量測與虛擬面板成型。較佳 的方式是將所量測之印刷電路板模組2放置於一短期中間 貯藏室之中，此短期中間貯藏室係用以做為所謂的模組 庫，經由模組庫係可挑選出最適合的印刷電路板模組2以 形成印刷電路板面板1。隨後，印刷電路板模組2係被傳 送至一組裝站，於組裝站中之印刷電路板模組2與頸部配 件3係被對齊且彼此相互抵壓，印刷電路板模組2便可藉 由定位標籤4與配對件5而對齊於印刷電路板面板1中之 目標位置。這些零件係採用了無間隙形狀鎖而達到相互的 連接。於形狀鎖之間是可採用一黏著劑而相互連接，並且 /或可將亮漆在根據需求下而施加於連接處，但其實可不 需採用亮漆。舉例而言，當完成了印刷電路板模組2之製 作時’形狀鎖係可藉由沖壓而被分離，並且定位標籤4係 可藉由銳削而被移除。 於第3圖所示之一實施例中，定位標籤4舆配對件5 係設置於頸，配件3之中，並且參考點6係設置於印刷電 路板模組2之中。於本實施例中，除了定位標籤4之形狀 6017-10177-PF 13 200934321 · 與中心點之外，虛擬面板 在—么杯 &而又與頸部配件之製造與組裝 係7G全採用對應於上述之 .〇 , 武來進行’對於印刷電路板模 組2進仃測定以得到配 ,,,^ , 牛5之形狀與中心點，並且根據 上述資料係可形成座標系 ^ ^ ，、糸統且可對於頸部配件3之定位標 蕺4進行加工。在本實 中’虽所完成之印刷電路板模 、、且2之形狀鎖已經被分離時， . a ^ ^ 野由於印刷電路板模組2並不 具為被移除之定位標藏， Ω a — 因而不需對於此印刷電路板模組 Ζ進行加工。就製造程序 φ 的觀點而吞，由於沖壓係屬於無 塵、快速且經濟的方式， ,. 因而對於此類之所謂切開是相當 地有利的。 、於第4圖所示之實施例中，連接印刷電路板模組2之 2離頸部配件3並未被採用’而是於各印刷電路板模組具 、端配件7。在經過加項，端配件7係具有—配對件 5’並且—參考點6係設置㈣配件7。於本實施例中，用 以連接印刷電路板模組2之定位標籤4係為-分離件’此 ©定位標籤4之加工形狀係對應於兩鄰接印刷電路板模组之 .之配對件5。舉例而言，當印刷電路板面板完成時，端配 ‘件7係可藉由銑削而被分離，否則便可利用相同於第2圖 之方式來進行虛擬面板之測定與這些零件之製造與組裝。 於相鄰接之印刷電路板模組之間且相對於印刷電路 板面板中之對準記號之下，利用本應用例所揭露之方法係 可提高印刷電路板面板i中之表面銅層的尺寸精度。僅對 於已知功能·之印刷電路板模組形成複數印席d電路板面板 時則臬造程序之良率是可被提高的。就連接於印刷電路 6017-l〇177—PF 14 200934321 板模組之頸部Q斗、a 頊p配件3或定位標籤4而言 位標藏4是可採用又^^、、 '丨配件3或定 同上述印刷電路板之材料 較於電路板材料而言， 氣成。相 例如金屬之材料為佳或疋位標籤4可以採用 得頸部配件3與定位抨链特陡了使 復立形肤基。4 4在被冷卻至操作溫度時而可恢 设具形狀，藉此夢可担古 队 件（S_t4 電路板在完成表面黏著元 件（SMD)製程之回流爐 刷Μ㈣尺寸精度。就連接於印 :電：板模組之頸部配件3或個別的定位標鐵 部配件3或定位標籤4係可採用較電路 _更為便宜的材料，例如：FR2。 叙採用 【圖式簡單說明】 第1圖表示-印刷電路板面板之示意圖； 第2圖表示第1圖之印刷電路板模組之連接之局部示

第3圖表示印刷電路板模組之一第 二連接之局部示意 第4圖表示印刷電路板模組之一

第三連接之局部示意 【主要元件符號說明】 卜印刷電路板面板 2〜印刷電路板模組 3〜頸部配件 6017-10177-PF 15 200934321 4~定位標藏 5〜配對件 6〜參考點 7〜端配件 6017-10177-PF 16

Claims (1)

1. 200934321 十、申請專利範圍： 1· -種連接印刷電路板模組方法，於該方法中係藉 由一虛擬心對於至少的刷電路㈣組進行連接下而 形成一印刷電路板面板，其特徵 、利用其疋位標籤與配 士於該等印刷電路板模組進行相互連結，該等定 藏舆該等配對件係被形成，如此使得該等定位標藏與料 ❹ ❹ 配對件將料㈣電路板模組對齊於位在該印刷電路板 面板之上之一目標位置。 2. 如申”月專利範圍第i項所述之連接印刷電路板模 組方法，其特徵在於藉由機器視覺至少對於其該等定位標 籤與該等配對件之形狀進行量測。 3. 如申請專利範圍第！或2項所述之連接印刷電路 板模組方法，其特徵在於藉由機器視覺至少對於其該等定 位標藏與該等配對件之中心點進行量測。 4·如申請專利範圍第卜2或3項所述之連接印刷電 路板模組方法’其特徵在於於進行其該定位標籤或該配對 件之該中心點或該邊線形狀之測定係採用了一參考點，該 參考點係配合於具有其較位標籤或該配對件之相同的 機器視覺相機之畫面之中。 5.如申請專利範圍第卜2'3或4項所述之連接印 刷=板模組方法’其特徵在於各該等印刷電路板模組之 〜P系藉由至> 兩定位標籤而連接於該印刷電路板面 板。 6_如申請專利範圍第I、2、3或4項所述之連接印 6517-10177-PF 17 200934321 刷電路板模組方法，其 各端部係藉由_定位㈣於各該等印刷電路板模組之 7 *籤而連接於該印刷電路板面板》 . 申請專利範圍第1、2 、 連接印刷電路板模組方法，、$所述之 電路㈣㈣ 在於㈣連接該等印刷 質是不η於 頸』配件或個別的該等定位標籤之材 質疋不㈣該等印刷電路板模組之材質。 ❹ ❹ 8 ·如申請專利範園楚7 TS β 組方法，其特徵在㈣ 連接印刷電路板模 頸部配件α 、卩連接該等印刷電路板模組之該等 ==别的該等定位標藏之材質係可為金屬，並且 電路板材料。 ^屬料其形狀之特性是優於 组方請專利範圍第7項所述之連接印刷電路板模 頸邻配/特徵在於^連㈣等印刷電路板模組之該等 =:或個別的該等定位標藏之材質係由價格低於： 刷電路板材料之FR2之非高價位材料所製成。 6017-10177-pp 18