識別碼標記裝置的製作方法

2023-05-29 20:51:11

本實用新型涉及識別碼標記裝置。

背景技術：

在電路板的製造工序中，有時將識別碼刻印到印刷布線板上，用於製造工序的管理。但是，可能在後續工序中罕見地產生如下不良情況：識別碼沒有被刻印的十分鮮明，導致無法正確讀取識別碼，結果是有時會產生不合格品。

這樣的不合格品由於能夠在檢查工序中去除，因此，通常不會成為問題。但是，對產品的可靠性的要求逐年升高，需要用於從根本上消除減少這樣的不合格品的對策。

技術實現要素：

本實用新型是鑑於上述情況而完成的，其課題在於提供能夠在刻印有識別碼的印刷布線板中抑制不合格品的產生的識別碼標記裝置。

作為上述課題的解決手段，本實用新型的例示的一個實施方式的方案是識別碼標記裝置，該識別碼標記裝置具有：雷射描繪裝置，其能夠將識別碼描繪到印刷布線板上；清潔裝置，其與所述雷射描繪裝置相鄰；以及標記檢查裝置，其相對於所述清潔裝置配置於與所述雷射描繪裝置相反的一側，所述清潔裝置具有：刷，其至少末端的一部分能夠與所述印刷布線板接觸；管道，其一端朝向所述刷開口；以及集塵裝置，其與所述管道的另一端連接，所述標記檢查裝置具有：運送裝置，其能夠運送經過了所述清潔裝置的所述印刷布線板；攝像裝置，其對所述運送裝置中的所述印刷布線板進行拍攝；以及計算機，其連接有所述攝像裝置，並且包含存儲器和處理器。

根據本實用新型的例示的一個實施方式，能夠在刻印有識別碼的印刷布線板中抑制不合格品的產生。

附圖說明

圖1是實施方式的電路板製造裝置的示意圖。

圖2是實施方式的投放儲料器的示意圖。

圖3是實施方式的掩模構件的示意圖。

圖4是示出實施方式的焊接的一例的圖。

圖5是示出實施方式的識別碼的一例的圖。

圖6是沿著圖1中的VI箭頭方向的圖。

圖7是示出實施方式的識別碼標記裝置的主要部分的示意圖。

圖8是沿著圖7的VIII箭頭方向的圖。

標號說明

10：印刷布線板；10i：識別碼；100：標記裝置(識別碼標記裝置)；102：雷射描繪裝置；103：清潔裝置；104：標記檢查裝置；105：顯示裝置；130：刷；132：管道；133：集塵裝置；140：攝像裝置；141：計算機；141a：存儲器；141b：處理器；142：檢查裝置內運送裝置(運送裝置)。

具體實施方式

以下，根據附圖對本實用新型的實施方式進行說明。在以下的實施方式中，作為電路板製造裝置的一例，列舉如下電路板製造裝置進行說明：向製造電路板的生產線中投放印刷布線板，依次實施多個加工工序來製造電路板。在以下的說明所使用的附圖中，為了成為能夠識別各構件的大小，對各構件的比例尺進行了適當變更。

在以下的說明中，設定XYZ垂直坐標系，參照著該XYZ垂直坐標系來對各構件的位置關係進行說明。設水平面內的規定方向為X方向，設在水平面內與X方向垂直的方向為Y方向，設與X方向和Y方向分別垂直的方向(即鉛直方向)為Z方向。

如圖1所示，電路板製造裝置1具有：投放裝置2；印刷裝置3；元件安裝機4；回流爐5；中間儲料器6；外觀檢查裝置7；產品儲料器8以及運送機構9。

印刷布線板10等(包括電路板12)被沿著在X方向上延伸的生產線L運送。以下，在生產線L等中，將投放裝置2的一側作為「上遊側(－X方向側)」，將產品儲料器8的一側作為「下遊側(+X方向側)」。

＜運送機構＞

運送機構9具有多個(例如在本實施方式中是4個)運送裝置91～94(第一運送裝置91、第二運送裝置92、第三運送裝置93以及第四運送裝置94)。本實施方式中，從上遊側向下遊側按順序排列有：投放裝置2、標記裝置100(「識別碼標記裝置」)、印刷裝置3、第一運送裝置91、元件安裝機4、第二運送裝置92、回流爐5、第三運送裝置93、中間儲料器6、第四運送裝置94、外觀檢查裝置7以及產品儲料器8。

具體而言，第一運送裝置91配置於印刷裝置3與元件安裝機4之間。第二運送裝置92配置於元件安裝機4與回流爐5之間。第三運送裝置93從回流爐5朝向下遊側延伸。即，第三運送裝置93相對於回流爐5朝向元件安裝機4的相反側延伸。第三運送裝置93配置於回流爐5與中間儲料器6之間。第四運送裝置94配置於中間儲料器6與產品儲料器8之間。例如，運送裝置91～94是帶式輸送機。運送裝置91～94能夠分別獨立地驅動。

投放裝置2配置於生產線L的最上遊側(即，上遊端)。投放裝置2將印刷布線板10投放到生產線L中。印刷布線板10呈矩形板狀。投放裝置2具有投放儲料器20和投放裝置內運送裝置23。

如圖2所示，投放儲料器20能夠收納多個印刷布線板10。投放儲料器20具有升降裝置22和多個槽21。

槽21具有沿X方向延伸的支承構件21a。支承構件21a能夠支承印刷布線板10的Y方向兩端。槽21的內部空間21s的大小為能夠收納至少1張印刷布線板10的大小。

升降裝置22能夠使多個槽21作為一個剛體而升降。升降裝置22能夠對槽21的高度(Z方向的位置)進行無級調節。升降裝置22具有滾珠絲槓22a以及驅動裝置22b。滾珠絲槓22a的長度處於Z方向上。驅動裝置22b具有馬達。滾珠絲槓22a將馬達的旋轉運動轉換為沿著Z方向的直線運動。

如圖1所示，投放裝置內運送裝置23配置於投放裝置2的內部空間2s中。投放裝置內運送裝置23能夠運送印刷布線板10。例如，投放裝置內運送裝置23是帶式輸送機。投放裝置內運送裝置23具有在水平方向上擴展並且能夠載置印刷布線板10的運送面23a(上表面)。

如圖2所示，在運送印刷布線板10時，升降裝置22使槽21的支承構件21a的高度與投放裝置內運送裝置23的運送面23a(參照圖1)的高度對齊。具體而言，使支承構件21a的支承面(上表面)與投放裝置內運送裝置23的運送面23a的高度對齊。在本實施方式中，支承構件21a沿X方向延伸，並且，運送面23a在水平方向擴展，由此，能夠將收納於槽21的印刷布線板10順利地交付至運送面23a。

如圖1所示，印刷裝置3隔著標記裝置100而配置於投放裝置2的下遊側。印刷裝置3與標記裝置100(標記檢查裝置104)相鄰。

印刷裝置3將焊料印刷至投放到了生產線L中的印刷布線板10上。印刷裝置3具有掩模構件30(參照圖3)以及印刷裝置內運送裝置33。如圖3所示，在掩模構件30上形成有多個孔30h。掩模構件30是金屬製成的。例如，掩模構件30是不鏽鋼製成的。

掩模構件30具有長方形的板形狀。多個孔30h配置於與元件11(被安裝於印刷布線板10)(參照圖4)的端子部相當的位置。例如，元件11是電容器等電子元件。在俯視觀察時，孔30h的形狀呈矩形形狀、三角形狀、五邊形形狀、圓形形狀等各種形狀。

掩模構件30具有多個(例如在本實施方式中是2個)掩模部31、32(第一掩模部31以及第二掩模部32)。第一掩模部31以及第二掩模部32彼此相鄰。第一掩模部31以及第二掩模部32具有以掩模構件30的中心30c為對稱軸而旋轉對稱(2重對稱)的形狀。由此，對於印刷對象，能夠一次形成2個印刷圖案。即，能夠同時進行焊料在2個印刷布線板10上的印刷。

在本實施方式中，印刷是絲網印刷(篩網印刷)。例如，將掩模構件30作為篩網來覆蓋作為印刷對象的印刷布線板10，將膏狀的焊料載置於掩模構件30，使刮刀在與掩模構件30的表面接觸的狀態下移動。由此，膏狀的焊料穿過掩模構件30的孔而附著於印刷布線板10。

如圖1所示，印刷裝置內運送裝置33配置於印刷裝置3的內部空間3s中。印刷裝置內運送裝置33能夠運送搬入到印刷裝置3的內部空間3s中的印刷布線板10。印刷裝置內運送裝置33將印刷有焊料的印刷布線板10向下遊側運送。例如，印刷裝置內運送裝置33是帶式輸送機。

元件安裝機4隔著第一運送裝置91而配置於印刷裝置3的下遊側。

元件安裝機4將元件11(參照圖4)安裝至印刷有焊料的印刷布線板10。元件安裝機4具有元件供給裝置40、嘴部41、移動裝置42以及安裝機內運送裝置43。元件供給裝置40將元件11供給至規定的區域。嘴部41能夠吸附元件11。移動裝置42能夠使嘴部41沿水平方向(XY方向)以及上下方向(Z方向)移動。例如，通過嘴部41吸附從元件供給裝置40供給的元件11，將所吸附的元件11安裝至印刷布線板10的目標位置。

安裝機內運送裝置43配置於元件安裝機4的內部空間4s中。安裝機內運送裝置43能夠運送搬入到元件安裝機4的內部空間4s中的印刷布線板10。安裝機內運送裝置43將安裝有元件11的印刷布線板10向下遊側運送。例如，安裝機內運送裝置43是帶式輸送機。

回流爐5隔著第二運送裝置92配置於元件安裝機4的下遊側。

回流爐5對安裝有元件11的印刷布線板10進行加熱，將元件11與印刷布線板10焊接在一起而形成電路板12。回流爐5具有氣氛控制裝置50、加熱裝置51以及回流爐內運送裝置52。氣氛控制裝置50將回流爐5的內部空間5s中的氧氣濃度(以下稱為「回流爐內氧氣濃度」。)保持為比回流爐5的外部空間(大氣)中的氧氣濃度低。例如，回流爐內氧氣濃度在100ppm以上且2000ppm以下。更優選回流爐內氧氣濃度在100ppm以上且800ppm以下。

加熱裝置51將回流爐5的內部空間5s的溫度(以下稱為「回流爐內溫度」。)保持為規定的溫度。加熱裝置51使回流爐5的內部空間5s成為最佳的溫度分布。回流爐內溫度根據焊料而不同。例如，在使用無鉛焊料的情況下，加熱裝置51將回流爐5的入口附近(上遊側)保持為150度左右，將出口附近(下遊側)保持為110度左右，將中途的成為最高溫度的位置保持為250度左右。

加熱裝置51對完成了焊料印刷以及元件安裝後的印刷布線板10進行整體加熱。加熱裝置51僅使焊料部分熔融。由此，將元件11的端子部與印刷布線板10的布線部分通過焊接(參照圖4)而結合，形成電路板12。

回流爐內運送裝置52配置於回流爐5的內部空間5s中。投放裝置內運送裝置23能夠運送搬入到回流爐5的內部空間5s中的印刷布線板10。回流爐內運送裝置52由具有能夠充分耐受加熱裝置51的熱的耐熱性的構件形成。例如，回流爐內運送裝置52是金屬製成的帶式輸送機。

中間儲料器6隔著第三運送裝置93配置於回流爐5的下遊側。即，中間儲料器6相對於第三運送裝置93配置於與回流爐5相反的一側。

中間儲料器6能夠收納多個電路板12。由於中間儲料器6是與上述投放儲料器20同樣的結構，因此，省略其詳細的說明。

外觀檢查裝置7隔著第四運送裝置94配置於中間儲料器6的下遊側。

外觀檢查裝置7檢查電路板12的外觀。外觀檢查裝置7具有攝像裝置70、計算機71以及外觀檢查裝置內運送裝置72。攝像裝置70拍攝電路板12。例如，攝像裝置70是照相機。攝像裝置70與計算機71連接。計算機71具有存儲器71a以及處理器71b。

例如，攝像裝置70的拍攝結果(以下稱為「拍攝圖像」。)被輸出給計算機71。計算機71對存儲於存儲器71a中的基準圖像與拍攝圖像進行對比，將電路板12判定為「合格品」或者「不合格品」。具體而言，計算機71在基準圖像與拍攝圖像的差異在規定的閾值以下的情況下，判定為「合格品」。計算機71在基準圖像與拍攝圖像的差異超過規定的閾值的情況下，判定為「不合格品」。例如，計算機71當在電路板12的焊接部分存在不良、或者在電路板12上附著有異物的情況下，判定為「不合格品」。由此，能夠避免不合格品的流出。

另外，電路板12的外觀檢查有時需要比回流爐5中的焊接要長的時間。在該情況下，可能產生在回流爐5與外觀檢查裝置7之間調整電路板12的運送速度的需要。但是，根據本實施方式，由於在回流爐5與外觀檢查裝置7之間配置中間儲料器6，因此，即使在電路板12的外觀檢查需要長時間的情況下，也能夠將從回流爐5運出的電路板12依次收納於中間儲料器6中。因此，即使在電路板12的外觀檢查需要長時間的情況下，也不需要在回流爐5與外觀檢查裝置7之間調整電路板12的運送速度，是優選的。

外觀檢查裝置內運送裝置72配置於外觀檢查裝置7的內部空間7s中。外觀檢查裝置內運送裝置72能夠運送搬入到外觀檢查裝置7的內部空間7s中的電路板12。外觀檢查裝置內運送裝置72將判定為「合格品」的電路板12運送向下遊側。例如，外觀檢查裝置內運送裝置72是帶式輸送機。

產品儲料器8配置於外觀檢查裝置7的下遊側。產品儲料器8能夠收納多個電路板12。由於產品儲料器8是與上述投放儲料器20同樣的結構，因此，省略其詳細的說明。

在產品儲料器8中僅收納在外觀檢查裝置7中被判定為「合格品」的電路板12。收納於產品儲料器8中的電路板12在生產線L之外(離線)進行是否正常地動作的檢查(功能檢查)。

電路板製造裝置1還具有標記裝置100。標記裝置100與投放裝置2相鄰。標記裝置100配置於投放裝置2與印刷裝置3之間。標記裝置100將識別碼(例如，圖5所示的識別碼10i)刻印於投放到了生產線L中的印刷布線板10上。在本實施方式中，識別碼10i(參照圖5)包含配置為行列狀的多個點。標記裝置100具有存儲裝置101、雷射描繪裝置102、清潔裝置103以及標記檢查裝置104。

存儲裝置101存儲識別碼。在本實施方式中，在存儲裝置101中預先存儲有要顯示到印刷布線板10上的識別碼(例如，圖5所示的識別碼10i)。識別碼是當在電路板製造裝置1中製造印刷布線板10的內部的布線以及安裝於印刷布線板10的元件11(使用的電子元件)不同的多個種類的電路板12的情況下使用的。

雷射描繪裝置102與投放裝置2相鄰。雷射描繪裝置102配置於投放裝置2的下遊側。雷射描繪裝置102能夠描繪存儲於存儲裝置101的識別碼。雷射描繪裝置102具有雷射光源120、移動裝置121以及描繪裝置內運送裝置122。雷射光源120能夠朝向印刷布線板10照射雷射。雷射光源120具有n行×m列(例如在本實施方式中是16行×16列)的多個雷射射出部。雷射光源120能夠按照每個雷射射出部而切換開和關。

移動裝置121能夠使雷射光源120沿水平方向(XY方向)以及上下方向(Z方向)移動。例如，當使雷射光源120移動至印刷布線板10的規定區域10a(參照圖5)之後，使雷射光源120中的規定行列(例如，與圖5所示的識別碼10i對應的行列)的雷射射出部打開，向印刷布線板10的規定區域10a照射雷射。由此，將識別碼10i(參照圖5)刻印到印刷布線板10的規定區域10a中。

描繪裝置內運送裝置122配置於雷射描繪裝置102的內部空間102s。描繪裝置內運送裝置122能夠運送搬入到雷射描繪裝置102的內部空間102s中的印刷布線板10。描繪裝置內運送裝置122將刻印有識別碼10i的印刷布線板10向下遊側運送。例如，描繪裝置內運送裝置122是帶式輸送機。

清潔裝置103與雷射描繪裝置102相鄰。清潔裝置103配置於雷射描繪裝置102的下遊側。如圖6所示，清潔裝置103具有刷130、驅動裝置131、管道132、集塵裝置133以及清潔裝置內運送裝置134。

刷130具有軸部130b以及多個刷毛130a。刷130的至少末端的一部分(即，多個刷毛130a的一部分)能夠與印刷布線板10接觸。刷毛130a的基端與軸部130b連接。軸部130b具有沿著Y方向的軸線130c。驅動裝置131使刷130旋轉或者振動。驅動裝置131能夠使刷130以軸線130c為中心旋轉。例如，驅動裝置131是振動馬達。

管道132在清潔裝置內運送裝置134的上方與集塵裝置133之間彎曲地延伸。管道132的一端配置於印刷布線板10的上方。管道132的一端朝向刷130開口。管道132的另一端與集塵裝置133連接。集塵裝置133經由管道132來收集印刷布線板10上的塵埃。

當印刷布線板10被搬入到了清潔裝置103的內部空間103s中的規定的位置時，集塵裝置133啟動。即，在印刷布線板10的清掃時，集塵裝置133啟動。而且，在印刷布線板10的清掃時，驅動裝置131使刷130以軸線130c為中心順時針(向箭頭V1方向)旋轉。由此，能夠通過刷130來刷掉將識別碼10i(參照圖5)刻印到印刷布線板10上時產生的灰塵等細微的塵埃，並且通過集塵裝置133經由管道132收集這些塵埃。因此，能夠去除印刷布線板10上的塵埃。

清潔裝置內運送裝置134配置於清潔裝置103的內部空間103s中。清潔裝置內運送裝置134能夠運送搬入到清潔裝置103的內部空間103s中的印刷布線板10。清潔裝置內運送裝置134將去除了塵埃的清掃後的印刷布線板10向下遊側運送。例如，清潔裝置內運送裝置134是帶式輸送機。為了方便，在圖1中，在清潔裝置103中省略了清潔裝置內運送裝置134以外的結構要素的圖示。

如圖1所示，標記檢查裝置104與清潔裝置103相鄰。標記檢查裝置104相對於清潔裝置103配置於與雷射描繪裝置102相反的一側。即，標記檢查裝置104配置於清潔裝置103的下遊側。

標記檢查裝置104對在印刷布線板10上刻印的識別碼10i(參照圖5)進行檢查。標記檢查裝置104具有攝像裝置140、計算機141以及檢查裝置內運送裝置142。檢查裝置內運送裝置142相當於權利要求書所述的運送裝置。

攝像裝置140對檢查裝置內運送裝置142上的印刷布線板10進行拍攝。攝像裝置140對在印刷布線板10上刻印的識別碼10i(參照圖5)進行拍攝。例如，攝像裝置140是照相機。攝像裝置140與計算機141連接。計算機141具有存儲器141a以及處理器141b。

例如，攝像裝置140的拍攝結果(以下稱為「拍攝識別碼」。)被輸出給計算機141。計算機141對存儲於存儲器141a中的基準識別碼與拍攝識別碼進行對比，將印刷布線板10判定為「合格品」或者「不合格品」。具體而言，計算機141在基準識別碼與拍攝識別碼相同的情況下，判定為「合格品」。計算機141在基準識別碼與拍攝識別碼不同的情況下，判定為「不合格品」。例如，計算機141在識別碼的一部分缺失、或者相鄰的2個點相連的情況、或者點被錯誤地刻出的情況下，判定為「不合格品」。識別碼的一部分缺失的情況包括點的至少一部分缺失的情況。

檢查裝置內運送裝置142配置於標記檢查裝置104的內部空間104s中。檢查裝置內運送裝置142能夠運送經過了清潔裝置103的印刷布線板10。即，檢查裝置內運送裝置142能夠運送搬入到標記檢查裝置104的內部空間104s中的印刷布線板10。檢查裝置內運送裝置142將判定為「合格品」的印刷布線板10向下遊側運送。例如，檢查裝置內運送裝置142是帶式輸送機。

＜顯示裝置＞

如圖7所示，標記裝置100還具有與計算機141(參照圖1)連接的顯示裝置105。顯示裝置105配置於清潔裝置103的上側。顯示裝置105呈從清潔裝置103的上端向上方立起的柱狀。顯示裝置105能夠顯示計算機141的判定結果。例如，顯示裝置105是信號塔。

在圖7、圖8中，標號135表示操作面板，標號136表示緊急停止開關，標號137表示電裝箱，標號138表示斷路器，標號139表示蓋。為了方便，在圖7、圖8中，省略刷130、驅動裝置131、檢查裝置內運送裝置134等的圖示。

例如，顯示裝置105具有綠色燈以及紅色燈。在計算機141(參照圖1)中，當印刷布線板10被判定為「合格品」時，顯示裝置105使綠色燈發光。另一方面，當印刷布線板10被判定為「不合格品」時，顯示裝置105使紅色燈發光。由此，作業者能夠視覺確認印刷布線板10是否是合格品。即，作業者通過觀察顯示裝置10，能夠確認刻印在印刷布線板10上的識別碼10i的狀態。

如以上說明的那樣，上述實施方式的標記裝置100具有：雷射描繪裝置102，其能夠將識別碼描繪到印刷布線板10上；清潔裝置103，其與雷射描繪裝置102相鄰；以及標記檢查裝置104，其相對於清潔裝置103配置於與雷射描繪裝置102相反的一側，清潔裝置103具有：刷130，其至少末端的一部分能夠與印刷布線板10接觸；管道132，其一端朝向刷130開口；以及集塵裝置133，其與管道132的另一端連接，標記檢查裝置104具有：檢查裝置內運送裝置142，其能夠運送經過了清潔裝置103的印刷布線板10；攝像裝置140，其對檢查裝置內運送裝置142中的印刷布線板10進行拍攝；以及計算機141，其連接有攝像裝置140，並且包含存儲器141a和處理器141b。

根據該結構，由於清潔裝置103具有：刷130，其至少末端的一部分能夠與印刷布線板10接觸；管道132，其一端朝向刷130開口；以及集塵裝置133，其與管道132的另一端連接，因此，起到了以下的效果。通過刷130來刷掉將識別碼10i刻印到印刷布線板10上時產生的灰塵等細微的塵埃，並且通過集塵裝置133經由管道132收集這些塵埃，由此，能夠去除印刷布線板10上的塵埃。由此，能夠避免如下不良情況的產生：識別碼10i未被刻印得十分鮮明，無法正確讀取識別碼10i。因此，能夠抑制在刻印有識別碼10i的印刷布線板10中產生不合格品。

此外，由於標記檢查裝置104具有：檢查裝置內運送裝置142，其能夠運送經過了清潔裝置103的印刷布線板10；攝像裝置140，其對檢查裝置內運送裝置142中的印刷布線板10進行拍攝；以及計算機141，其連接有攝像裝置140，並且包含存儲器141a和處理器141b，因此，起到了以下的效果。能夠確認識別碼10i是否被正確地刻印在印刷布線板10上，因此，能夠避免未正確地刻印有識別碼10i的印刷布線板10(不合格品)被運送向下遊側(下一工序)。

此外，根據該結構，由於還具有連接於計算機141的顯示裝置105，因此，起到了以下的效果。由於能夠將計算機141的判定結果顯示於顯示裝置105，因此，能夠視覺確認印刷布線板10是否是合格品。即，作業者通過觀察顯示裝置10，能夠確認刻印在印刷布線板10上的識別碼10i的狀態。

本實用新型不限於上述實施方式，能夠在不脫離其主旨的範圍內進行各種設計變更。

例如，在上述實施方式中，作為識別碼10i，列舉了由配置為行列狀的多個點構成的例子進行了說明，但不限於此。例如，識別碼可以是文字、圖形、記號，也可以將文字、圖形以及記號中的至少一個組合起來。

此外，在上述實施方式中，列舉顯示裝置105具有綠色燈以及紅色燈的例子進行了說明，但不限於此。例如，顯示裝置也可以是計算機141中的顯示面板等顯示部。即，只要能夠通過顯示裝置來視覺確認計算機141的判定結果即可。

此外，在上述實施方式中，作為雷射光源120，列舉了具有16行×16列的多個雷射射出部的例子進行說明，但不限於此。例如，雷射射出部的數量也可以是15行×15列以下，或者17行×17列以上。雷射射出部能夠根據應該顯示於印刷布線板10上的識別碼的樣子來進行適當變更。

此外，在上述實施方式中，在印刷布線板10的清掃時，列舉了驅動裝置131使刷130以軸線130c為中心順時針旋轉的例子進行說明，但不限於此。例如，在印刷布線板10的清掃時，可以使刷130振動，也可以使刷130一邊旋轉一邊振動。