DE102005016758A1

DE102005016758A1 - Printed circuit board for mobile phone device, has transponder readable by induction waves of small range, where transponder is arranged in glass tube, and is fixed in housing such that housing is fixed to board at single point by adhesive

Info

Publication number: DE102005016758A1
Application number: DE200510016758
Authority: DE
Inventors: Hubert Deiters; Klaus-Henning Steiger; Klaus Dowhanycz
Original assignee: Funktel GmbH
Current assignee: FUNKWERK SECURITY COMMUNICATIONS GMBH, 38228 S, DE
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-12

Abstract

The board has a transponder readable by induction waves of small range, where the transponder is arranged in a glass tube. The glass tube is fixed to the board by an adhesive, and the transponder is fixed in a housing such that the housing is fixed to the board by an adhesive e.g. SMD adhesive such as PD860002 SPA, at a single point. The transponder is implemented as mechanical or electric component integrated in a layout of the board. An independent claim is also included for a method for manufacturing a printed circuit board with identification possibility.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit einer Identifikationsmöglichkeit sowie ein Verfahren zum Herstellen derartiger Leiterplatten und ein Verfahren zur Nachverfolgung von Leiterplatten.The The invention relates to a printed circuit board with an identification option and a method for producing such printed circuit boards and a method for tracking printed circuit boards.

Leiterplatten werden zu vielfältigen Verbindungszwecken eingesetzt. Im modernen Mobiltelefongeräten beispielsweise befinden sich meist mehrere derartige Leiterplatten, auf denen sich integrierte Schaltungen und eine Vielzahl von Bauelementen befinden. Diese Bauelemente sind teilweise sehr unterschiedliche elektronische Komponenten, auch das Layout der Leiterplatten selbst kann sehr kompliziert sein. Die Gesamtkombination aus den elektronischen Komponenten und der Leiterplatte mit den darauf vorgesehenen elektrisch leitenden Verbindungen ist recht anspruchsvoll, da bereits Defekte in einzelnen Elementen oder Unterbrechungen in Leiterbahnen zur Funktionsunfähigkeit der kompletten Leiterplatte führen können.PCBs become too diverse Connection purposes used. In modern mobile phones, for example There are usually several such circuit boards on which integrated circuits and a variety of components are located. These components are sometimes very different electronic Components, even the layout of the circuit boards themselves can be very be complicated. The total combination of the electronic components and the circuit board with the provided thereon electrically conductive Links is quite demanding, as already defects in individual Elements or interruptions in tracks to the malfunction lead the complete circuit board can.

Es ist daher von erheblichem Interesse, eine einzelne Leiterplatte und ihren Lebenslauf verfolgen zu können. So kann dann beispielsweise festgestellt werden, welche Komponenten von welchem Hersteller und aus welcher Charge auf einer bestimmten Leiterplatte verbaut sind und welche anderen Leiterplatten möglicherweise gleichzeitig aus äquivalenten Komponenten hergestellt wurden. Auch bei der Weiterverarbeitung bis hin zur Lagerverwaltung und zum Versand oder bei einer späteren Reparatur eines Gerätes mit einer solchen Leiterplatte kann eine Identifikation der Leiterplatte wesentliche Dienste leisten.It is therefore of considerable interest, a single circuit board and to follow their CV. So then, for example be determined which components of which manufacturer and from which batch are installed on a specific printed circuit board and which other circuit boards may be made of equivalent components at the same time were manufactured. Also in the further processing up to the Warehouse management and shipping or later repair a device With such a circuit board can be an identification of the circuit board to provide essential services.

Hierzu werden üblicherweise sogenannte Strichcodes eingesetzt, die optisch mittels entsprechender Lesegeräte ausgelesen werden und so eine Identifikation einer mit dem Strichcode versehenen Leiterplatte ermöglichen. Neben Strichcodes gibt es auch zweidimensionale, optisch ablesbare Kodierverfahren. Die Strichcodes oder sonstigen optischen wiedererkennbaren Raster werden mittels Klebeschildern auf die Leiterplatten aufgeklebt und dann zu gegebener Zeit optisch abgelesen.For this become common so-called barcodes used, the optically by means of appropriate Readers be read out and so an identification of one with the barcode allow provided printed circuit board. In addition to barcodes, there are also two-dimensional, optically readable Coding. The barcodes or other optical recognizable Grids are glued to the printed circuit boards by means of adhesive labels and then optically read in due course.

Problematisch ist bei diesem Vorgehen, dass nach einem Einbau einer derartigen so gekennzeichneten Leiterplatte in ein Gerät eine weitere Ablesung und Weiterverfolgung nicht mehr möglich ist. Es müsste dann das Gerät demontiert oder ein anderer Zugang durch das Gehäuse zur Leiterplatte geschaffen werden, um die Strichcodes oder Raster noch ablesen zu können.Problematic is in this procedure, that after installation of such so labeled circuit board in a device another reading and Follow-up is no longer possible is. It should then the device disassembled or created another access through the housing to the circuit board to read the barcodes or rasters.

Nun gibt es in vielen Fällen den Wunsch, auch in derartigen, bereits montierten Geräten noch die Leiterplatten nachzuverfolgen.Now There are many cases the desire, even in such, already mounted devices nor the Track PCBs.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Leiterplatten zur Verfügung zu stellen, die auch in fertig montierten Geräten oder Gehäusen noch ablesbar und identifizierbar sind.task The invention is therefore to printed circuit boards available even in finished assembled devices or housings readable and identifiable.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Leiterplatte mit einem Transponder ausgerüstet wird.These Task is solved by that the circuit board is equipped with a transponder.

Dadurch wird die gewünschte Weiterverfolgungsmöglichkeit geschaffen. An Stelle der herkömmlichen Klebeetiketten mit optisch ablesbaren Mustern wird jetzt jede einzelne Leiterplatte mit einem Transponder ausgerüstet. Transponder (RFID) sind Sender- und Empfängersysteme, die durch ein elektromagnetisches Feld ausgelesen werden können.Thereby will be the desired Follow-up possibility created. In place of the conventional Adhesive labels with optically readable patterns now become each one Printed circuit board equipped with a transponder. Transponder (RFID) are Transmitter and receiver systems, which can be read out by an electromagnetic field.

Die verwendeten Transponder sind dabei bevorzugt solche, die mit induktiven Wellen geringer Reichweite auslesbar sind. Derartige Transponder ermöglichen es, eine eindeutige Identifizierung gegenüber sonst gleichen Leiterplatten abzugeben, wenn sie dicht an einer Antenne vorbeigeführt werden. Dies geht mit sehr einfachen und dementsprechend kostengünstigen elektronischen Baugruppen.The used transponders are preferably those with inductive Waves of short range are readable. Such transponders allow it, a clear identification compared to otherwise identical circuit boards when passing close to an antenna. This is possible with very simple and therefore inexpensive electronic assemblies.

Anders also bei Ortungssystemen, bei denen sonst komplizierte und teure Transponder eingesetzt werden, ist also keine Auslesung mittels Radar- oder anderer Funkwellen gewünscht oder erforderlich.Different So in locating systems, where otherwise complicated and expensive Transponder can be used, so is not read by means Radar or other radio waves desired or required.

Umgekehrt wird dadurch an praktisch jedem beliebigen Ort eine Identifizierung möglich, nämlich dort, wo ein entsprechendes Lesegerät mit einer Antenne aufgestellt werden kann. Eine Ortung der Leiterplatte ist ja nicht von Interesse, sondern nur die Identifizierung und Unterscheidung einer bestimmten Leiterplatte von einer Vielzahl anderer, gleicher Leiterplatten.Vice versa becomes an identification at virtually any location possible, namely there, where a corresponding reader can be set up with an antenna. A location of the circuit board is not of interest, but only the identification and Distinction of a particular circuit board from a variety other, same circuit boards.

Kurzgefasst wird so erstmals eine Rückverfolgungsmöglichkeit leiterplattenbasierter Produkte mittels Transpondern geschaffen.In short This is the first time a traceability option PCB-based products created by means of transponders.

In einer ersten Ausführungsform wird vorgesehen, dass als Transponder auf den Leiterplatten Glastransponder eingesetzt werden. Diese Glastransponder werden herkömmlich zur Identifikation und Kennzeichnung von Tieren benutzt und dort unter die Haut implantiert, um eine Identifizierbarkeit einzelner Tiere in einer Herde oder auch eine Nachverfolgung von etwa Zugvögeln zu ermöglichen.In a first embodiment is provided that as a transponder on the circuit boards glass transponder be used. These glass transponders are conventionally used for Identification and identification of animals used and there under the skin is implanted to give an identifiability of individual animals in a herd or even a tracking of about migratory birds enable.

Diese im Regelfall röhrchenförmigen Glastransponder sind sehr klein, wobei das Glasröhrchen die Einzelkomponenten eines Transponders, in der Regel also einen integrierten Schaltkreis (IC), eine Spule und einen Kondensator, enthält. Zu beachten ist, dass auf den Leiterplatten nur sehr wenig Raum zur Verfügung steht, da diese Leiterplatten bewusst für ihre Anwendungsfälle im Regelfall ebenfalls so klein wie möglich ausgeführt werden. Es bestehen daher auch im Randbereich derartiger Leiterplatten wenig Anbringungsmöglichkeiten. Dieses ist stets ein Problem bei der Anbringung von Etiketten mit optisch lesbaren Strichcodes oder zweidimensionalen Codes.This usually tube-shaped glass Transponders are very small, with the glass tube containing the individual components of a transponder, usually an integrated circuit (IC), a coil and a capacitor. It should be noted that only very little space is available on the circuit boards, since these circuit boards are deliberately designed as small as possible for their applications. There are therefore also in the edge region of such boards little mounting options. This is always a problem when applying labels with optically readable bar codes or two-dimensional codes.

Erfindungsgemäß wird jedoch ein Glastransponder eingesetzt, der an einem praktisch beliebigen, sehr kleinen Platz auf der Leiterplatte angebracht werden kann, also dort, wo aus technischen Gründen noch verfügbarer Raum besteht. Das muss nicht der Rand oder ein randnaher Bereich sein.However, according to the invention used a glass transponder attached to a virtually arbitrary, very small space can be mounted on the circuit board, So there, where for technical reasons even more available Room exists. It does not have to be the edge or a border area be.

Darüber hinaus ist durch die physikalischen Eigenschaften des Glasröhrchens automatisch eine Isolierung der in dem Glasröhrchen befindlichen Elemente des Transponders gegenüber der Umgebung der Leiterplatte sichergestellt. Bevorzugt wird das Glasröhrchen mittels Klebung auf der Leiterplatte angebracht. Dabei kann auch von dem Umstand Gebrauch gemacht werden, dass zum Löten der anderen Komponenten auf der Leiterplatte eine Wärmezufuhr zur gesamten Leiterplatte erfolgt, die auch zum Aushärten und Festigen des Klebers genutzt werden kann, mit dem ebenfalls isoliert der Glastransponder befestigt wird.Furthermore is due to the physical properties of the glass tube automatically isolating the elements in the glass tube of the transponder opposite the environment of the circuit board ensured. Preferably, the glass tube is by means of Glue attached to the circuit board. It can also from the Circumstance be used that for soldering the other components on the circuit board a heat supply takes place to the entire circuit board, which is also used for curing and Fixing the adhesive can be used with the also insulated the glass transponder is attached.

Das Material von Leiterplatten ist sehr häufig ein Glasfaserepoxyd, beispielsweise vom Typ FR4, also ein vergleichsweise starrer, in gewissem Rahmen flexibler Kunststoff. Die Leiterplatte wird bei ihrer Herstellung und später bei ihrer Verwendung schwankenden Temperaturen ausgesetzt, die nur schwer vorherzusehen sind und von der konkreten Anwendung und auch von der äußeren Umgebung abhängen, in denen sich die Leiterplatte während ihrer Lebensdauer befinden wird. Der Ausdehnungskoeffizient von Kunststoff und auch das Ausdehnungsverhalten abhängig von der Temperatur von Kunststoff unterscheidet sich erheblich von der eines Glasröhrchens. Dies führt dazu, dass eine Befestigung von Glasröhrchen auf Leiterplatten noch nicht in Erwägung gezogen worden ist und von Fachleuten mit großer Skepsis betrachtet worden wäre.The Material of printed circuit boards is very often a Glasfaserepoxyd, for example type FR4, that is a comparatively rigid one, to a certain extent flexible plastic. The printed circuit board is used in its manufacture and later exposed to fluctuating temperatures that are difficult to use be foreseen and of the concrete application and also of depend on the external environment, in which the circuit board during their lifetime will be. The coefficient of expansion of Plastic and also the expansion behavior depending on the temperature of Plastic differs considerably from that of a glass tube. this leads to to that, a fixing of glass tubes on circuit boards still not considered been drawn and regarded by experts with great skepticism would.

Es wird jetzt jedoch besonders bevorzugt eine Klebung nur eines mittleren Abschnittes des Glasröhrchens auf der Leiterplatte vorgenommen. Zu berücksichtigen ist ja, dass der Ausdehnungskoeffizient des Glases sich von dem der Leiterplatte selbst deutlich unterscheiden kann und das auf der Leiterplatte bei Betrieb eine gewisse Wärmeentwicklung auch tatsächlich stattfindet. Durch die Anordnung nur eines einzigen Klebepunktes muss dies jedoch nicht mehr beachtet werden, da es kein Abbrechen oder Abplatzen von zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Klebepunkten mehr geben kann. Da die Leiterplatte aus dem Glasfaserepoxyd oder sonstigen Kunststoff nur über eine Punktverbindung mit dem Glasröhrchen verbunden ist, können beide ihrem eigenen Ausdehnungs verhalten praktisch ungehindert nachgehen, ohne dass diese Punktverbindung dadurch beeinträchtigt oder geschwächt werden würde.It Now, however, is particularly preferred a bond only a middle Section of the glass tube made on the circuit board. To be considered is that the Coefficient of expansion of the glass from that of the circuit board can distinguish itself clearly and that on the circuit board when operating a certain heat also indeed takes place. By the arrangement of only a single gluing point However, this must be disregarded, as there is no cancel or flaking off two adhesive dots spaced apart from each other can give more. Since the circuit board made of glass fiber epoxy or other plastic only over a point connection is connected to the glass tube, both can pursue their own expansion behavior virtually unhindered, without this point connection being impaired or weakened would.

Als Klebstoff hat sich dabei insbesondere ein sogenannter SMD-Klebstoff bewährt, beispielsweise die Verwendung eines einzelnen Dot eines SMD-Klebstoffes wie PD860002 SPA.When Adhesive has in particular a so-called SMD adhesive proven, for example, the use of a single dot of an SMD adhesive like PD860002 SPA.

Das konkrete Verfahren könnte folgendermaßen aussehen:
Die Transponder in ihren Glasröhrchen werden zunächst in sogenannten SMD-Gurten verpackt und in diesen Gurten benachbart zur Bestückungsmaschine für die Leiterplatten angeordnet.The concrete procedure could look like this:
The transponders in their glass tubes are first packaged in so-called SMD straps and placed in these straps adjacent to the assembly machine for the printed circuit boards.

Dann wird mit einem Dispenser auf das Leiterplattenmaterial, beispielsweise aus FR4, ein einzelnes Dot eines SMD-Klebstoffes gesetzt, und zwar genau dort, wo anschließend das Zentrum des zu bestückenden Transponders angeordnet werden soll.Then is with a dispenser on the PCB material, for example from FR4, set a single dot of SMD adhesive, and exactly where, where afterwards the center of the to be equipped Transponders should be arranged.

Dann entnimmt die Bestückungsmaschine aus dem SMD-Gurt den Transponder, fährt ihn an einer Kamera vorbei, korrigiert eventuelle Schräglagen oder sonstige Fehler und positioniert ihn exakt ausgerichtet mit dem Zentrum des Transponders auf den Klebepunkt. Er wird dann auf das Dot des Klebstoffes herabgefahren.Then removes the placement machine the SMD belt, the transponder, drives him past a camera, corrects any inclinations or other errors and positions it exactly aligned with the Center of the transponder on the glue dot. He will then go to that Dot of the adhesive lowered.

Anschließend wird der normale weitere Verarbeitungsprozess des Leiterplattenmaterials vorgenommen, unter anderem wird die Leiterplatte einem nachfolgenden sogenannten Reflow-Lötprozess unterworfen. Die dabei auftretenden Temperaturen härten auch den Klebstoff dauerhaft aus. Wie Tests gezeigt haben, löst sich der so aufgeklebte Transponder auch nicht bei Fallversuchen aus 2 m Höhe auf einen Betonboden.Subsequently, will the normal further processing of printed circuit board material made, inter alia, the circuit board is a subsequent so-called reflow soldering process subjected. The temperatures occurring harden as well permanently remove the adhesive. As tests have shown, it dissolves the so glued transponder also not in case of attempts 2 m height on a concrete floor.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Transponder von vornherein beim Layout der Leiterplatte berücksichtigt. Es wird also ein entspre chender Kreis mit integriertem Schaltkreis, Spule und Kondensator separat im Layout der Leiterplatte integriert und dort mitbestückt. Er kann auf diese Weise sehr einfach elektrisch isoliert gegenüber den anderen Komponenten ausgeführt werden. Die Elemente des Transponders werden hier wie auch andere Komponenten auf Leiterplatten mit einer metallischen Lötverbindung fixiert und kontaktiert. In diesem Falle ergibt sich der besondere Vorteil, dass der Transponder an einem Abschnitt der Leiterplatte angeordnet werden kann, der aus anderen konstruktiven Gründen sonst frei geblieben wäre. Das Ablesen des Transponders zum späteren Zeitpunkt kann problemlos berücksichtigen, wo auf der Leiterplatte der Transponder tatsächlich angeordnet ist, zumal dieses bekannt ist.In another embodiment of the invention, the transponder is considered from the outset in the layout of the circuit board. So it is a corre sponding circle with integrated circuit, coil and capacitor separately integrated in the layout of the circuit board and there populated. It can be easily electrically isolated from the other components in this way. The elements of the transponder are fixed here as well as other components on printed circuit boards with a metallic solder joint and kontak advantage. In this case, there is the particular advantage that the transponder can be arranged on a portion of the circuit board, which otherwise would have remained free for other design reasons. The reading of the transponder at a later time can easily take into account where the transponder is actually arranged on the circuit board, especially since this is known.

Bei beiden Alternativen kann nun die Leiterplatte in jedem nachfolgenden Prozess zu jedem beliebigen Zeitpunkt recht problemlos und ohne größeren Aufwand identifiziert werden. Die Identifikation ist also nicht nur wie bei herkömmlichen optischen Systemen, die mit Strichcodes oder zweidimensionalen Feldern arbeiten, bis zur Fertigstellung der Leiterplatten möglich, sondern darüber hinaus in eingebautem Zustand und in von außen sonst sehr unzugänglichen Positionen durch das Gehäuse oder auch durch andere Hindernisse hindurch möglich. Das gilt zuallererst für sämtliche Kunststoffgehäuse und Kunststoffhindernisse. Bei Metallgehäusen ist die Identifikation zumindest dann möglich, wenn der Transponder in der Nähe eines Durchbruchs mit Steckerleiste, Kontrollleuchte oder ähnlichem platziert wird, was sich sehr häufig so anordnen lässt.at Both alternatives can now use the PCB in each subsequent one Process at any given time quite easily and without greater effort be identified. Identification is not just like at conventional optical systems using barcodes or two-dimensional fields work until the completion of the circuit boards possible, but about that in addition, in the installed state and otherwise very inaccessible from the outside Positions through the housing or through other obstacles possible. That applies first and foremost for all Plastic housing and plastic obstacles. For metal housings, the identification is at least then possible if the transponder is nearby a breakthrough with power strip, indicator or the like is placed, which is very common can be arranged.

Mit der Erfindung wird es nun sehr vereinfacht, den Lebenslauf auch eines kompletten Gerätes zu verfolgen, nämlich von der Bestückung des Transponders auf der Leiterplatte als Gerätebauteil hin über die Prüfungen am fertigen Gerät, über das Verbringen in das Lager, den Versand bis hin zum Reparaturfall bei Feldrückläufern.With The invention is now greatly simplified, the CV also a complete device to pursue, namely from the assembly of the transponder on the circuit board as a device component over the exams on the finished device, about the spending in the warehouse, the dispatch up to the repair case with field returns.

Es wird so mit geschickten Rückverfolgungssystemen möglich, unter anderem die in das Produkt eingebauten Materialien bis hin zur Produktionscharge der einzelnen Hersteller zurückzuverfolgen. Auch am Ende der Lebensdauer eines entsprechenden Gerätes kann im Bedarfsfall noch festgestellt werden, welche Leiterplatte recycled werden soll und welche Komponenten und Materialien auf dieser möglicherweise enthalten sind.It So will with skillful tracking systems possible, including the materials built into the product all the way up to trace back to the production batch of the individual manufacturers. Even at the end of the life of a corresponding device can If necessary, it can still be determined which printed circuit board recycled and what components and materials may be on it are included.

Claims

Printed circuit board with an identification option, characterized in that a transponder is arranged on the circuit board.

Printed circuit board according to claim 1, characterized that the transponder by means of inductive waves short range is readable.

Printed circuit board according to claim 1 or 2, characterized that the transponder is arranged in a glass tube.

Printed circuit board according to Claim 3, characterized that the glass tube is attached by means of a bond on the circuit board.

Printed circuit board according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the transponder in a housing so on the circuit board is attached to the housing by means of a one-point bonding attached to the circuit board.

Printed circuit board according to claim 1 or 2, characterized that the transponder is considered mechanical and electrical in the layout the printed circuit board integrated component is executed.

Method for producing a printed circuit board with a Possibility of identification characterized in that on the circuit board by gluing a transponder is put on.

Method for tracking printed circuit boards, thereby in that the circuit boards with a transponder equipped be and that a reading of the transponder on the circuit boards by means of inductive waves of short range.