電子部品レーザーマーキング

ICおよびチップパッケージ — モールドされたエポキシ樹脂本体

IC、マイクロコントローラー、ロジックデバイス、および多くの個別半導体パッケージは、QFN、BGA、SOP などの形式や類似のパッケージで、モールドされたエポキシ化合物を使用しています。通常のマーキング対象は、モールドされた上面です。このプロセスでは、実際のパッケージの厚さと内部構造に対して、熱影響と浸透影響を許容範囲内に保ちながら、読み取り可能なコントラストを作り出す必要があります。より深部の材料挙動は、次と照合して確認できます： プラスチック材料ページ.

セラミック部品およびパッケージ

セラミックコンデンサ、共振器、センサー、およびセラミック基板パッケージでは、セラミック表面に暗色または高コントラストの識別表示が必要になる場合があります。組成、釉薬、メタライズ、厚さ、エッジ感度によって、使用可能なプロセスウィンドウが変わる可能性があるため、薄い部品や脆い部品は、読み取りやすさと表面の完全性の両方について評価する必要があります。次を参照してください： セラミック基板材料ページ 表面応答自体が主な不明点である場合。.

金属シェルまたはめっき表面の部品

メタルキャン水晶振動子、シールド部品、および露出した、または意図的にマーキング可能な金属表面を持つその他の部品は、金属マーキングのルートに従う場合があります。重要な区別は、次のとおりです： 実際の外側マーキング層：未加工の金属、陽極酸化金属、めっき、コーティング、絶縁スリーブは、それぞれ異なる評価が必要になる場合があります。めっき仕上げについては、 めっき金属材料ページでさらに確認できます。.

プラスチックハウジング部品

リレー、スイッチ、ソケット、センサー、その他の電子部品には、エンジニアリングプラスチック製のハウジングが使われる場合があります。ポリマー種、色、フィラー、難燃処方、表面仕上げはすべてコントラストと熱応答を変化させる可能性があるため、ハウジング材料は一般的な「プラスチック」として扱うのではなく、確認する必要があります。

製品識別

一般的な内容には、部品番号、型番または値の情報、メーカーロゴ、デートコード、およびロットまたはバッチコードが含まれます。これらのマークは通常、人間が直接認識することを目的としており、実際の視認距離と部品サイズで判読可能なままでなければなりません。.

2Dコードとシリアル化されたトレーサビリティ

QRコードおよびData Matrixシンボルは、作業指示、シリアル番号、ロット、試験参照、または顧客部品番号など、シリアル化されたデータや生産に関連付けられたデータを保持できます。小型部品では、有用なコードはレーザーが描画できる最小パターンではなく、安定して生産でき、指定された検証装置で読み取れる最小パターンです。.

方向と極性マーク

ピン1インジケータ、極性マーク、ドット、ライン、その他の配置の手がかりは、SMT中または後工程の組立てにおいて機能的に重要になることがあります。したがって、それらの位置とコントラストは、単なる図形的な外観としてではなく、受入れ基準として扱う必要があります。.

一般的な内容とデータ形式

• 外観結果 — 信頼性の高い人間による認識のために、暗い背景に明るい表示、明るい背景に暗い表示、または単に十分なコントラストのどれが必要かを定義してください。.
• 文字およびコードの結果 — 目標とする文字サイズ、ストロークの明瞭さ、モジュールサイズ、スキャナー、および合意された検証またはグレーディング方法を定義してください。.
• 位置決め結果 — 承認されたマーキング領域、エッジクリアランス、データムまたは方向基準、および製品が許容できる位置変動量を定義します。
• 表面／機能結果 — 亀裂、溶融、過剰な炭化、コーティングの貫通、端子の損傷、その他機能や信頼性に影響を与える可能性のある目視可能な変化など、許容できない損傷を定義します。
• 耐久性結果 — マークが耐えなければならない実際の後工程（リフロー、洗浄、コーティング、ハンドリング、熱サイクルなど）を定義します。
• 一貫性結果 — 同じ許容範囲が複数の部品ロット、サプライヤ、色、パッケージバリエーションをカバーする必要があるかどうかを定義します。
• 生産結果 — レーザースキャン時間だけで判断するのではなく、必要なステーションのスループット、検証タイミング、不良品処理を定義する。.

これらの目標は、後にUV、ファイバー、またはMOPAの試行を比較し、光学系、治具、ビジョン、供給、または自動化の変更が必要かどうかを判断するために使用される受入基準となる。.

UV（~355 nm）— 成形コンパウンド、セラミックス、微細なディテールでは、しばしば最初に評価される

UVレーザーは、成形エポキシ、特定のプラスチック、セラミックス、または非常に微細な形状に対して、熱負荷を抑えつつ制御された表面効果が必要な場合に、最初に検討されることが一般的です。有効な条件範囲は、実際のコンパウンド、色、厚さ、目標とするコントラストに依然として依存するため、「UV」は保証された処方ではなく、出発点となる方向性です。

ファイバー（～1064 nm）— 露出した金属および適合するコーティング表面に有力な候補

ファイバーレーザーは金属マーキングの標準的な方向性であり、実際の対象層が露出した金属、陽極酸化金属、または別の適合する表面である場合に適しています。成形パッケージや絶縁外層は別途評価が必要です。レーザーが実際にスリーブ、コーティング、ポリマー表面に当たっている場合は、部品名だけでファイバーを選定しないでください。

MOPAファイバー — 選択した表面に対するより広いパルス制御ウィンドウ

MOPAは、より広いパルス幅と周波数の調整範囲を持つファイバーレーザーアーキテクチャです。選択した金属、コーティング、または適合する化合物において、コントラストと熱バランスにプロセスウィンドウの柔軟性がより必要な場合に有用となり得ますが、QスイッチファイバーやUVより優れているかどうかは、対象表面で実証する必要があります。

マイクロマーキング：スポットサイズ、フィールドレンズ、検証限界

より小さいマーキングフィールドは、より微細な特徴を支えることができますが、使用可能な領域が狭くなり、トレイのカバレッジや複数部品のマーキングとのトレードオフを生じることがあります。したがって、フィールドレンズ、作動距離、スポットサイズ、焦点許容差、スキャナ性能はまとめて評価する必要があります。正しい目標は、要求される生産変動全体にわたって再現可能かつ検証可能なままである最小の特徴です。

レーザー出力だけではマーク品質が決まらない理由

平均出力だけでは、良好な部品マークを定義することはできません。パルスエネルギー、パルス幅、繰り返し周波数、スキャン速度、スポットサイズ、パス数、表面応答が相互に作用します。ある化合物で安全にコントラストを形成するレシピでも、別の化合物では過熱させる可能性があるため、プロセスウィンドウはカタログからコピーするのではなく、実サンプルで開発する必要があります。.

エンジニアリングの要点： これは補助的なビジュアルであり、特定の電子部品に対する検証済みの結果ではありません。最終的なレーザー光源とパラメータウィンドウは、実際の部品で確認する必要があります。.

機器ファミリーについては、次を参照してください: UVレーザーマーカー および ファイバーレーザーマーカー サンプルルートを絞り込んだ後のページ。.

1. 部品を供給し、識別する

部品は、トレイ、マガジン、テープアンドリール、フィーダー、または専用治具で搬入される場合があります。システムは、ジョブが開始される前に、正しい部品が存在し、正しい向きにあり、マーキング公差内に位置していることを確認しなければなりません。

2. マーキングデータを読み込むか生成する

静的テキストはマーキングジョブファイルから取得できます。可変データは、シリアル番号のソース、バーコード、MES、データベースから取得できます。プロジェクトでは、部品を識別するもの、どのシステムがデータを所有するか、必要なデータが欠落している場合、または無効な場合にどうなるかを定義する必要があります。

3. 位置決め、焦点合わせ、マーキング

単純なポケットは、固定位置決めに十分な再現性を提供できる場合があります。ランダムな位置では ビジョンアライメントが必要になる場合があります。移動する生産ラインではフライング／オンラインマーキングを使用する場合があります フライング / オンライン刻印。円筒形部品では回転ハンドリングが必要になる場合があります。

4. マークとデータの検証

検証では、マークの有無、位置、文字の可読性、コードの読み取りやすさ、さらに必要な場合はマークされた値が期待される生産データと一致するかどうかを確認できます。検証ポイントは意図的に選ぶべきです。すなわち、マーキング直後、後工程の後、または最終検査時です。

5. 失敗時の対処と結果の記録

生産設計では、検証が失敗した場合の動作を定義する必要があります。すなわち、ステーションを停止する、部品を不合格にする、別経路へ振り分ける、管理された手直しを許可する、またはオペレーターの確認を要求する、などです。トレーサビリティが必要な場合は、合否ステータスと関連する識別子も、トレーサビリティ統合レイヤーを通じて記録する必要がある場合があります。

6. ハンドリング方式を生産量に合わせる

トレイおよびマガジン搬送は、バッチ処理や段取り替えの多い多くのアプリケーションに適しています。テープ・アンド・リールやフィーダー方式の供給は、より高スループットなSMDの流れに対応できます。実際のサイクルタイムには、ローディング、位置決め、データ処理、マーキング、検証、不良品処理、アンローディングが含まれ、スキャン時間だけではありません。

7. セル設計には排気、エンクロージャー、レーザー安全対策を含める

成形コンパウンド、プラスチック、またはコーティングへのマーキングでは、ヒュームや粒子状物質が発生する可能性があるため、排気要件は実際の材料とプロセスに応じて評価する必要があります。UVおよび1064 nmのレーザー放射は不可視であり、レーザー安全分類はシステム全体に適用されます。密閉されているように見える機械でも、システムレベルの評価なしにクラス1と見なすべきではありません。

エンジニアリングの要点： アクセサリは回転ワークの取り扱いを例示しています。実際の互換性、部品サイズ、生産セットアップは、プロジェクトごとに確認する必要があります。

サンプルまたはRFQと一緒に送付する情報

• 部品の種類、パッケージ、寸法、およびマーキング予定領域の写真または図面
• 実際の外面／表面仕上げ、および既知の材料またはサプライヤーによる差異
• マーキング内容、コード形式、目標とする文字サイズまたはモジュールサイズ、および必要なマーキング位置
• キープアウト領域、および機能上／外観上の損傷許容限度
• 供給方法：トレイ、マガジン、テープ・アンド・リール、フィーダー、ロータリー、その他の供給形態
• 必要なスループット、検証タイミング、および不良品処理要件
• 可変トレーサビリティが必要な場合のMES／データベース／データインターフェース要件
• 下流工程、およびマークが合格しなければならないサンプル受入基準

過剰な熱影響 RFQチェックリスト資料 は、これらのインプットを、標準機の見積もりまたはプロジェクトベースの構成レビュー用にまとめるために使用できます。