機器可讀識別

簡介

幾乎和所有生產過程一樣，電子線路板的組裝過程也需面臨唯一產品識別和追蹤的問題。此類標籤必須記錄在自動連線系統中。迄今為止，我們一直使用條碼，如 Code 39 或 Code 128。技術發展和品質管理要求幾乎不可避免地會導致以下趨勢：

• 由於必須追蹤加工過程不同的更多產品，導致資料量增加
• 電路板變得更小，配件密度更高
• 可用於編碼的空間變得更小
• 必須降低標籤的成本

特別是，前三點需要一種用資訊密度明顯更高的方法進行標記。二維碼（2D 碼）的發展始於上世紀 80 年代末的美國，它在這一領域創造出許多可能性，使得「化圓作方」以及上述所有四個要求都成為可以實現的目標。

藉由產業標準實現清晰性和可靠性

在上世紀 90 年代，人們盡情發揮創造力，設計出超過三十種不同的代碼符號。與此同時，人們逐漸意識到，無論是必要技術設備（列印機、讀取設備、軟體等）的用戶還是製造商都無法應對這種巨大的變化。為了實現清晰性和可靠性，標準化委員會針對這些二維碼符號創建了一項「規範」。近兩年來，這一領域再也沒有展開國家性活動 - 所有工作都集中由國際標準化組織的三個工作小組（ISO/IEC JTC 1/SC3，WG 1-3）處理。大量基礎工作使國家工作小組得以建立，例如 DIN（德國）的資訊技術規範委員會 N1 31。

從條到點 – 資料矩陣 ECC 200！

資料矩陣無疑是領先的代碼之一。如今，這種代碼符號是小型零件上的機器可讀標籤的首選。不僅即將發佈 DIS 16022（國際標準草案），與此同時，各種組織也宣佈了他們對資料矩陣的建議（汽車工業行動小組 AIAG、電子工業協會 EIA、SEMI 和 EDIFICE）。

資料矩陣的優勢顯而易見：

• 最高的資料密度 = 更小的空間需求
• 幾乎所有符號大小（可伸縮性）都能適應各種用途
• 幾乎適用於所有列印過程（從平板印刷到熱轉印，再到噴墨或雷射列印機直接標記）
• 即使對比度很低，可讀性也很好
• 360 度可讀，無需特殊設備
• 字母數字和客戶特定的資料設定均可編碼
• 可進行電子資料傳輸
• 可自動檢錯和糾錯，因此讀取可靠性高

正是這種高度靈活性和極小空間需求的結合，引起了許多電子產品製造商的興趣。在這個領域，有兩種方法在代碼的建立方面相互競爭，即貼標籤和直接刻印方法（使用噴墨和雷射列印機）。

仍有一個問題：是貼標籤還是直接刻印？

長期以來，標籤一直是可使用的代碼載體。但是，資料矩陣的結構（即單個單元形式的結構）也使直接標記方法的實施成為明顯有利的選擇。例如使用噴墨列印機和雷射雕刻進行刻印。這兩種方法顯然各有利弊。下表列出了實質爭論。眼前的圖表顯示熱轉印到標籤上沒有直接的問題；但是，它會產生更大的空間需求和更高的成本。對於噴墨直接列印和雷射雕刻，需要考慮許多條件，這些條件對於實際的成功或失敗具有決定性作用。

「規範」還是「不規範」，這就是問題所在！

在其圖形描述中，資料矩陣碼由 3 部分組成，每個部分都有特定的功能。

搜尋模式
定義代碼的空間位置和總大小，並允許識別可能的失真。

資料區
包含資料，提供了一個糾錯過程，可以識別某些限制範圍內的故障並消除故障。

搜尋模式和交替模式首先由功能決定。如果這裡出現問題，則無法讀碼。如果符合標準要求，搜尋模式的 L 形必須由兩條連接的直線構成，必須明確定義直線的邊緣和寬度。交替模式應由按 50-50 網格排列的獨立單元組成（從空白空間到單元）。

作為成功的保證，需要保持最低要求

作為實際使用中可能出現的偏差範例，噴墨列印應顯示如下。

資料區
單個單元明顯偏離網格中心。它們在兩個中心點中間的準確位置上的排列不再有任何邏輯。這會啟動糾錯。

改進的評估方法確保了產生的資料矩陣符號可供讀取。然而，值得注意的是，即使代碼受到外部灰塵或清潔的影響，糾錯也能確保可讀性和讀取可靠性。但是需要比例得當的這種備份；為了能夠解碼一個符號，必須改進過程中的讀取設備。這就是為什麼應該定義保證功能備份保存的最低要求。

眼前的圖表描述了這個問題。它關注包含一個單元的區域。如果這個區域太小，將會缺乏感測器檢測。如果太大，那麼相鄰的單元會被設為「1」。在這兩種情況下，都會出現替換錯誤。

在圖 2 中，我們看到了代碼點從中心「遷移」。在極端情況下，該點正好位於兩個中心之間。在此之後，將無法再在矩陣中的特定位置邏輯排列該點。

下面繪製的二次單元（圖 3）是典型的理想單元。我們將這個模型作為參考。如果單元顯示為點而不是樣方（正方形），那麼通常情況下，該區域更小。如果點的直徑與樣方邊緣的長度相同，那麼該區域就會小 20% 左右。這是可以接受的。對於從中心「遷移」，不應超過最大值的 25%。此後，考慮到所有其他公差，無法再保證邏輯上正確排列。ISO 工作小組 SC 31 WG 3 正在起草關於這一主題的「符號列印品質指南」。到 1999 年底，應制定具體的建議。