CN116391130A - 对在质量测试期间从部件承载件结构去除材料的进度控制 - Google Patents

Abstract

一种用于对部件承载件结构(102)进行处理以进行质量测试的设备(100)，其中，设备(100)包括：材料去除单元(112)，材料去除单元配置成对部件承载件结构(102)的材料进行去除，以使部件承载件结构(102)的内部中的待经受质量测试的至少一个测试目标(116)暴露；进度测量单元(250)，进度测量单元被配置成对部件承载件结构(102)的材料去除的进度进行测量；分析单元(252)，分析单元配置成对所测得的进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析；以及控制单元(254)，控制单元被配置成基于分析结果而对是否必须重复下述成系列的部分进行控制：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测得的进度是否满足预定材料去除目的的要求进行分析。

Description

对在质量测试期间从部件承载件结构去除材料的进度控制

技术领域

本发明涉及一种用于对部件承载件结构进行处理以供质量测试的设备和方法、计算机可读介质和程序元件。

背景技术

在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能不断增长及此类电子部件的渐增的小型化以及将被安装在诸如印刷电路板的部件承载件上的电子部件数目不断增加的情况中，正在使用具有若干个电子部件的越来越强大的类似数组的部件或封装，它们具有多个接点或连接，在此类接点之间的间隔越来越小。同时，部件承载件应为机械稳健的和电气可靠的，以便即使在严峻的条件下也能操作。

制备和测试部件承载件的横截面、经平面研磨的部件承载件的横截面、和相关物理体的横截面在传统上是由工程师以手动方式执行。此适用于不同类型的微截面，诸如横截面和平面截面。然而，就质量测试而言，这涉及到大量的工作量和受限的精确度，并且就有关产业规模上的吞吐量的严格要求而言可能是至关重要的。

发明内容

本发明的目的在于以高可靠性、高生产量(throughput)和合理的工作量对部件承载件结构的质量进行评定。

为了实现以上限定的目的，提供了根据独立权利要求的用于对部件承载件结构进行处理以供质量测试的设备和方法、计算机可读介质和程序元件。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于对部件承载件结构进行处理以供质量测试的设备，其中，该设备包括：材料去除单元，该材料去除单元被配置成对部件承载件结构的材料进行去除，以使部件承载件结构的内部中的待经受质量测试的至少一个测试目标暴露；进度测量单元，该进度测量单元被配置成对部件承载件结构的材料去除的进度进行测量；分析单元，该分析单元被配置成对所测得的进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析；以及控制单元，该控制单元被配置成基于所述分析的结果而对是否必须重复下述成系列的部分进行控制：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测得的所述进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析。特别地，控制单元可以将以下成系列的部分迭代地重复一次或多次直到达到预定的材料去除目的：去除材料；对去除材料的进度(即，材料去除的进度)进行测量；以及对测得的进度是否满足要求进行分析。

根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种对部件承载件结构进行处理以供质量测试的方法，其中，该方法包括：对部件承载件结构的材料进行去除，以使部件承载件结构的内部中的待经受质量测试的至少一个测试目标暴露；对去除部件承载件结构的材料的进度进行测量；对所测得的进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析；以及基于分析的结果，对是否必须重复以下成系列的部分进行控制：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测的进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析。特别地，该方法可以包括将以下成系列的部分迭代地重复一次或多次直到实现预定的材料去除目的：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测的进度是否满足所述要求进行分析。

根据本发明的又一示例性实施方式，提供了一种程序元件(例如，软件例程，在源代码中或在可执行代码中)，该程序元件当由处理器(比如，微处理器或CPU)执行时适于控制和/或执行具有上述特征的方法。

根据本发明的再一示例性实施方式，提供了一种计算机可读介质(例如，CD、DVD、USB盘(stick)、SD卡、软盘或硬盘、或任何其他(特别地，更小的)存储介质)，计算机可读介质中存储有计算机程序，该计算机程序当由处理器(比如，微处理器或CPU)执行时适于控制和/或执行具有上述特征的方法。

可以根据本发明的实施方式执行的数据处理能够通过计算机程序即软件、或者通过使用一个或更多个特别的电子优化线路即硬件、或者通过混合形式即软件部件和硬件部件来实现。

在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在该部件承载件上和/或部件承载件中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接和/或光学连接和/或热连接的任何支撑结构。换言之，部件承载件可以构造成用于部件的机械承载件和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和IC(集成电路)基板中的一者。部件承载件还可以是结合有以上提及的类型的部件承载件中的不同类型的部件承载件的混合板。

在本申请的上下文中，术语“部件承载件结构”可以特别地表示在制造部件承载件期间和/或在制造部件承载件之后操纵的和处理的薄板，例如面板、阵列或部件承载件本身。因此，部件承载件结构可以特别地表示包括多个连接的部件承载件的预制件的面板、包括多个连接的部件承载件的预制件的阵列(例如四分之一板)、部件承载件的预制件(即，尚未制造完成的部件承载件)、或者制造完成的部件承载件(例如印刷电路板(PCB)或集成电路(IC)基板)。然而，部件承载件结构也可能是试样。

在本申请的上下文中，术语“质量测试”可以特别表示通过对部件承载件结构的一个或更多个预定的测试目标的特征进行分析，来对部件承载件结构的质量进行评定。在这样的质量测试中，可以对部件承载件结构的一个或更多个这样的特性特征是否满足一个或更多个质量标准进行测试。这样的质量标准可以包括一个或更多个定性质量标准(例如作为定性错误图案或故障场景的层结构的分层的存在或不存在)和/或一个或更多个定量质量标准(诸如相对于可接受厚度的预定的范围的图案化铜层的厚度)。部件承载件结构的可确定质量缺陷的示例是在钻孔、毛发内含物、阻焊效果、待分离的电传导迹线之间的短路等方面的人工制品。例如，可以进行部件承载件结构的质量测试，以检查部件承载件结构是否符合工业标准(例如IPC 6012、IPC-A-600、IPC-2221等)。

在本申请的上下文中，术语“预定的测试目的”可以特别地表示由于材料去除而暴露出的部件承载件结构内部中的结构特征，该结构特征已经被预定的为用于对部件承载件结构的质量进行评定的特征项。例如测试目标可以是包括至少一个电传导层结构(例如图案化铜箔和/或铜填充激光过孔)和/或至少一个电绝缘层结构(例如，包括诸如环氧树脂的树脂和可选的诸如玻璃纤维的增强颗粒的片材)的部件承载件结构的(特别是层压的)层叠置件中的钻孔或层结构。特别地，部件承载件结构的至少一个测试目标的特性或属性可以包括下述各者中的一者或更多者：钻孔(例如激光钻孔或机械钻孔，其可以填充或可以不填充诸如铜的电传导材料)的直径、相邻钻孔之间的距离、层结构的厚度(特别是图案化铜箔或层的厚度)、层结构的平面性(例如，通过层结构与纯平面配置的偏差来测量)、层结构的分层(即，已经至少部分地从一组完整的例如层压式层结构分离的层结构)，等。

在本申请的上下文中，术语“对材料去除的进度进行测量”可以特别地表示指示从部件承载件结构去除材料的过程已经进行的程度的检测信息。这可以包括例如：对从部件承载件结构去除的材料的量进行的测量；鉴于材料去除而对部件承载件结构的外边缘的改变位置进行的检测；对材料去除单元或工具的改变位置进行的检测，材料去除单元或工具对部件承载件结构进行冲击以从部件承载件结构去除材料；对指示材料去除单元对部件承载件结构的冲击的传感器数据(例如，接触压力、进给速率和/或旋转速度)的检测；鉴于材料去除(例如但不限于磨蚀材料去除)，对在部件承载件结构的牺牲结构和/或测试目标上感测到的传感器数据的变化进行检测等等。

在本申请的上下文中，术语“预定的材料去除目的”可以特别地表示在质量测试的上下文中所期望的部件承载件结构的至少一个测试目标(例如，钻孔)的目标暴露(例如，使最大横截面积可见)。由预定的材料目的限定的制备过程的目的或目标可以是使部件承载件结构的一个或更多个测试目标暴露，以通过对如此暴露的测试目标进行分析来实现部件承载件结构的有意义的质量测试。例如，预定的材料去除目的可以是使部件承载件结构的感兴趣的目标检查平面暴露，从而示出在预定构型中的至少一个测试目标(例如，示出了钻孔的最大直径)。在本申请的上下文中，术语“去除材料以使平面暴露”可以特别地表示在部件承载件结构的水平、竖向或对角方向上进行材料去除。因此，暴露的平面可以具有任何取向(特别是水平方向、竖向方向或对角方向)。

在本申请的上下文中，术语“将材料去除、进度测量和分析的成系列的部分迭代地重复”可以特别地表示将上述过程的成系列的部分重复一次、两次、三次或甚至更多次，直到测得的材料去除进度指示现在已经实现上述材料去除目的。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种部件承载件结构(例如，印刷电路板结构或印刷电路板结构的预制件)的质量测试系统，其中，部件承载件结构的材料的一部分可以通过磨蚀工艺(例如，研磨)去除，以使感兴趣的内部平面暴露而允许从外部接近至少一个测试目标，从而对至少一个测试目标的特性进行测试以及因此对部件承载件结构的质量进行测试。此外，优选地在所述磨蚀过程期间(和/或所述磨蚀过程之后)，可以通过相应的进度测量单元来对材料去除过程的进度进行测量。测得的进度可以与预定的材料去除目的进行比较(例如，磨蚀过程是否暴露了用于质量测试的感兴趣的测试目标、例如钻孔的中央部的横截面)。如果所述预定的材料去除目的还没有如测得的进度所指示的那样实现，则以下成系列的部分可以被迭代地重复直到进度测量结果表明材料去除目的被最终实现：与预定的材料去除目的有关的材料去除、进度测量和测得进度的分析。然后，处理后的部件承载件结构处于用于图像检测、所述测试目标的确定以及从质量测试方面对所述测试对象的特性的评估的条件下。非常有利地，所描述的过程可以完全自动化，从而提高生产量，以满足工业规模的甚至苛刻的要求(与部件承载件结构的传统手动处理相比)。通过与预定的材料目的有关的自动化进度测量和进度分析，可以显著地提高自动化过程的精度(与部件承载件结构的传统自动化处理相比)。因此，本发明的示例性实施方式可以使得能够以高可靠性、高生产量和合理的工作量来对部件承载件结构的质量进行评定。

尽管上述过程成系列的部分的上述重复在许多情况下可能必须执行，并且因此在一些实施方式中很可能进行，但是如果第一过程成系列的部分已经成功，则上述过程成系列的部分的上述重复可以是可选的。因此，在上述控制单元进行第一次控制之前，材料去除过程在第一次去除时就已经足够了。因此，所述控制单元可以被配置成基于分析结果执行至少一次检查：检查材料的去除是否已经达到目标点，或者检查是否要执行一次或多次进一步的迭代。

在下文中，将对该设备、方法、计算机可读介质和程序元件的另外的示例性实施方式进行说明。

在实施方式中，控制单元被配置成在调节回路中迭代地重复所述成系列的部分，特别地，控制单元被配置成通过在调节回路内对部件承载件结构进行操纵而在调节回路中迭代地重复所述成系列的部分。因此，控制单元(控制单元例如可以包括处理器)可以以可精确限定和全自动的方式执行或控制涉及所述反馈回路的所述成系列的部分的重复或迭代。

在实施方式中，材料去除单元被配置成用于通过研磨来去除部件承载件结构的材料。特别地，研磨可以表示可以使用砂轮(或另一研磨体)作为材料去除或切削工具的磨料加工处理。每一粒磨料都可以用作微观单点切削刃，并且从部件承载件结构上剪切出微小的尖端。然而，在其他实施方式中，可以通过研磨以外的其他方法，例如通过激光处理或任何种类的切割，来完成从部件承载件结构的材料去除。

在实施方式中，材料去除单元被配置成用于通过由横截面研磨和平面研磨中的一者来去除部件承载件结构的材料。关于横截面研磨，可以创建部件承载件结构的横截面，该横截面允许在切穿过板状部件承载件结构时的平面上进行分析。横截面研磨是一种破坏性技术，它切割掉或研磨掉部件承载件结构的一部分，以暴露出感兴趣的内部平面以供分析。在获得的横截面中，可以对钻孔的质量进行评定，可以对过孔中的镀覆质量和厚度进行评定，并且还可以对其他测试目标进行分析。作为这种其他测试目标的示例，可以使部件承载件结构的材料中的空隙可接近，这指示了层压处理的质量。关于平面研磨或表面研磨，这种技术可以用于在部件承载件结构的平面上产生光滑的饰面。平面研磨可以表示为磨料加工处理，其中覆盖有粗糙颗粒的旋转轮(或任何其他本体)从部件承载件结构的主表面切割出碎屑，从而进入部件承载件结构内部层的主表面。

在实施方式中，该设备包括抛光单元，该抛光单元被配置成用于在去除材料之后抛光部件承载件结构的暴露表面。抛光可以表示通过摩擦或使用化学作用来创建光滑表面的处理，使表面粗糙度降低。与研磨相反，抛光不会从部件承载件结构的表面去除显著量的材料，而是简单地通过使表面变平来增强平面性。抛光可以使用多个阶段，从较粗糙的磨料开始，其中，每个后续阶段都可以使用较精细的磨料。

在一个实施方式中，材料去除单元被配置成通过粗研磨阶段和随后的细研磨阶段来对部件承载件结构的材料进行去除。粗研磨可以使用相比于细研磨而言更大的晶粒尺寸。甚至多于两个的研磨阶段是可能的，例如使用至少三种不同的晶粒尺寸，其中，晶粒尺寸从研磨阶段到研磨阶段减小。通过这种多阶段研磨过程，可以温和地处理经受材料去除的部件承载件结构的表面，而不会因材料去除过程而引入人工痕迹。

在优选实施方式中，进度测量单元被配置成在由材料去除单元去除材料期间对进度进行测量。有利地，材料去除可以在线测量，即在进行材料去除过程的同时测量。这加速了样品的制备，并且允许对材料去除过程进行特别精确地监测和控制，同时强有力地抑制了过度去除材料的风险。此外或替代性地，材料去除过程的进度也可以在材料去除过程之后或在两次材料去除阶段之间测量。

在实施方式中，进度测量单元被配置成通过对部件承载件结构的图像进行光学检测来对进度进行测量。更具体地，光学相机可以在材料去除期间和/或在材料去除之后捕获部件承载件结构的暴露表面的图像来作为随后确定用于质量测试的一个或更多个暴露的测试目标的基础。

在实施方式中，进度测量单元被配置成通过对部件承载件结构的电传导结构处的电信号进行电测量来对进度进行测量，特别地，进度测量单元被配置成在材料去除期间和/或材料去除之后通过对部件承载件结构的电传导结构处的电信号进行电测量来对进度进行测量。特别地，电传导结构可以属于测试目标或者属于部件承载件结构的牺牲结构。在材料去除期间，测试目标的一部分和/或牺牲结构的至少一部分也可以从部件承载件结构去除。通过将电传导测试目标或电传导牺牲结构与进度测量单元的一个或更多个电极连接，可以对所述电传导结构的电信号进行检测，该电信号可以在材料去除过程期间由于电传导结构的至少部分去除而特征性地改变。特别地，可以对电传导结构的欧姆电阻进行检测，该欧姆电阻将随着电传导结构的继续去除而增加。因此，所提到的电信号可以是材料去除过程的进度的指征。因此，进度测量单元可以被配置成通过对在用于使所述至少一个测试目标暴露的材料去除期间被至少部分地去除的电传导结构的电信号进行检测来对进度进行测量，其中，电传导结构被配置成用于根据预定的材料去除目的来对材料去除直到所述至少一个测试目标暴露的进度进行检测。

在实施方式中，进度测量单元包括去除材料量化单元，该去除材料量化单元被配置成对去除材料的量进行量化。通过对从部件承载件结构去除的材料碎屑(例如，通过研磨)进行收集(例如，在称重机上)，可以获得关于材料去除过程的进度的信息，从而允许在期望的测试目标或先前隐藏的感兴趣平面已经暴露时、优选地在已经到达钻孔的中央部时停止材料去除过程。

此外或替代性地，也可以实现对材料去除过程(特别是，研磨过程)的进度进行确定的其他概念。示例是：鉴于材料去除对部件承载件结构的外边缘的改变的位置的检测；对材料去除单元或工具的改变的位置的检测，材料去除单元或工具对部件承载件结构进行冲击以从部件承载件结构去除材料；对指示材料去除单元对部件承载件结构冲击的传感器数据(例如，接触压力和/或旋转速度)的检测；鉴于材料去除对在牺牲结构上和/或在部件承载件结构的测试目标上感测到的传感器数据的变化的检测等。

在实施方式中，进度测量单元被配置成基于在去除部件承载件结构的材料期间材料去除单元的空间上的前进来对进度进行测量。在通过磨蚀过程(例如，研磨)将材料从部件承载件结构去除期间，磨蚀材料去除单元(例如，研磨装置)可以向前移动，以延伸至要被去除材料的部件承载件结构的外边缘并延伸到部件承载件结构的外边缘中。因此，材料去除单元的空间位移可以用作材料去除过程的进度的量度。

在实施方式中，进度测量单元被配置成基于在去除部件承载件结构的材料期间对材料去除单元抵靠部件承载件结构的接触压力(特别是，接触压力的时间依赖性)的检测来对进度进行测量。当磨蚀材料去除单元(例如，具有旋转研磨工具的研磨装置)压靠要被去除材料的部件承载件结构的表面时，接触压力可以提供关于材料去除过程的进度的信息。例如，压力传感器、应变传感器等可以集成到材料去除单元中，优选地，压力传感器、应变传感器等可以在与部件承载件结构的接合部处或在与部件承载件结构的接合部附近集成到材料去除单元中。例如，当部件承载件结构的材料去除从树脂的去除进行到铜(例如，填充在钻孔中)的去除时，可以检测到接触压力的不连续增加。然而，当部件承载件结构的材料去除从树脂的去除行进到未镀覆的中空钻孔中时，可以检测到接触压力的不连续降低。当部件承载件结构(例如，预定的试样)的构造是已知的时，结合部件承载件结构的预先已知的构造来对接触压力的时间依赖性的检测可以允许导出关于材料去除过程的进度的信息。

在实施方式中，进度测量单元被配置成基于在去除部件承载件结构的材料期间对材料去除单元的可旋转本体的旋转速度的检测来对进度进行测量。例如，从部件承载件结构去除材料的旋转研磨工具的旋转速度可以取决于当前正在被去除的部件承载件结构的材料。因此，材料去除单元的旋转速度的变化(可以由相应的传感器检测到)可以提供关于材料去除单元进入部件承载件结构的非均质材料的进度的信息。因此，当部件承载件结构(部件承载件结构可以包括树脂和铜)的构造是预先已知的时，所确定的旋转速度的时间依赖性可以指示在从部件承载件结构去除材料期间材料去除工具的当前位置，并且因此指示在从部件承载件结构去除材料期间材料去除工具的空间上的前进。

在实施方式中，该设备包括初始测量单元，该初始测量单元被配置成在去除材料之前对部件承载件结构进行初始地测量。材料去除单元可以被配置成基于初始测量单元的测量结果而对部件承载件结构的材料进行去除。当测得部件承载件结构的位置和/或取向和/或轮廓时，可以根据这样的测量结果对随后的材料去除过程进行调整或调节。特别地，还可以对与部件承载件结构的例如矩形的目标形状的偏差进行初始地测量，并且相应地调整材料去除过程。例如，经受材料去除的部件承载件结构的前边缘可以相对于材料去除单元的前进方向稍微倾斜。可以通过材料去除过程来考虑、校正或补偿这种空间上的人工痕迹。

在实施方式中，该设备包括对准单元，该对准单元构造成在材料去除之前将部件承载件结构对准，特别地，该对准单元构造成基于对部件承载件结构的至少一个对准结构或特征的检测来在材料去除之前将部件承载件结构对准。优选地，所述对准单元可以包括用于获得优异的对准精度的多轴机器人，最优选地，多轴机器人是六足机器人。为了确保部件承载件结构的适当取向，该设备可以自动地确定部件承载件的一个或更多个对准标记的位置，并且可以在继续处理之前对部件承载件结构的位置和/或取向进行调整。这提高了质量测试的准确度。

在实施方式中，该设备包括检测单元，该检测单元被配置成在所述材料去除之后对部件承载件结构的内部的图像数据进行检测。在这种情况下，由检测单元(例如，包括照相机)成像的部件承载件结构的先前内部平面可以通过先前的材料去除阶段而被暴露。图像检测的结果然后可以被传送至用于对测试目标进行确定的确定单元。

在实施方式中，设备包括：确定单元，该确定单元被配置成对部件承载件结构的测试目标中的至少一个测试目标进行确定；以及评估单元，该评估单元被配置成对部件承载件结构的所确定的所述至少一个测试目标的特性进行评估，以对部件承载件结构的质量进行评定。另外，以完全自动化的方式，可以从经磨蚀处理的部件承载件结构确定一个或更多个测试目标。评估单元然后可以对该确定的结果进行评估，以导出质量测试的结果。

在实施方式中，设备包括监测单元，该监测单元被配置成至少在所述成系列的部分的至少一部分期间对部件承载件结构进行监测，特别地，监测单元被配置成至少在所述成系列的部分的至少一部分期间连续地对部件承载件结构进行监测，特别地，监测单元是X射线装置。这种X射线装置还可以提供部件承载件结构的内部的图像，并且例如可以显示在材料去除之前测试目标在内部的位置。通过使用关于部件承载件结构的内部构造的该息，可以使材料去除过程更加准确。

在实施方式中，材料去除目的是到达部件承载件结构的测试目标的中央部(特别是钻孔的中央部，或者诸如焊盘或线的电传导结构的中央部)。钻孔在垂直于板形部件承载件结构的主表面的横截面平面中可以具有圆筒形横截面(例如，当通过机械钻孔形成时)或圆锥形或截头圆锥形横截面(例如，当通过激光钻孔形成时)。因此，这种钻孔可以具有中心轴线。为了对这种钻孔型测试目标的质量进行测试，使在垂直于板形部件承载件结构的主表面的横截面中钻孔的最大面积暴露可能是有利的。因此，这种构型可以被限定为要实现的材料去除目的。

在实施方式中，设备包括机械止动件，该机械止动件构造成抵靠材料去除单元以禁止由材料去除单元对部件承载件结构的过度材料去除。例如，这种机械止动件可以被实施为一个或更多个稳固的机械止动件。当材料去除单元朝向部件承载件结构前进并进入部件承载件结构中时，材料去除单元可以在机械止动件的位置处自动停止。由此，不可能导致过度的材料去除。有利地，机械止动件可以布置在这样的位置处：使得当材料去除单元抵靠机械止动件并且由此防止材料去除单元进一步前进到部件承载件结构中时，材料去除单元将仅前进至与预定的材料去除目的相对应的位置。为了确保机械止动件在机械上比材料去除单元更强，机械止动件的前面部可以被硬化，例如，机械止动件的前面部可以由金刚石材料制成。

在实施方式中，该设备被配置成在没有人为干预的情况下执行所描述的过程。相应地，该方法可以包括在没有人为干预的情况下执行所描述的过程。非常有利地，在试样和所分配的部件承载件的有效性评定方面，上述过程都不需要任何使用者干预。这不仅减少了在部件承载件结构的质量测试方面的人力资源工量作，而且还使质量测试更加客观，因此更有意义和更快。

在实施方式中，部件承载件结构包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件。例如，部件承载件可以是所提及的(一个或更多个)电绝缘层结构和(一个或更多个)电传导层结构的层压件，特别是通过施加机械压力和/或热能所形成的层压件。所提及的叠置件可以提供板状部件承载件，所述板状部件承载件能够为更多的部件提供大面积安装表面且无论怎样都非常薄且紧凑。

在实施方式中，部件承载件结构被成形为板件。这有助于紧凑设计，其中，部件承载件仍然为在部件承载件上安装部件提供大的基础。此外，特别是作为例如嵌入式电子部件的裸晶片，由于嵌入式电子部件的裸晶片的厚度小，因此可以方便的被嵌入到薄板件例如印刷电路板中。

在实施方式中，部件承载件结构被配置为印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层中的一者。

在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示通过将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构进行层压而形成的板状部件承载件，例如通过施加压力和/或提供热能。作为PCB技术的优选材料，电传导层结构由铜制作，而电绝缘层结构可以包含树脂和/或玻璃纤维，被称作预浸件或者FR4的材料。各种电传导层结构可以通过下述以期望的方式彼此连接：通过形成穿过层压件的贯穿孔，例如通过激光钻孔或机械钻孔，并通过用电传导材料(特别是铜)填充所述孔，从而形成过孔或任何其他通孔连接。(例如部分地)填充的孔可以连接整个叠置件(通孔连接件延伸穿过若干层或整个叠置件)，或者填充孔连接至少两个电传导层，所述填充孔称为过孔。类似地，为了接纳电光电路板(EOCB)，可以通过叠置件的各个层形成光互连。除了可以被嵌入到印刷电路板中的一个或更多个部件外，印刷电路板通常被构造成为了容纳在板状印刷电路板的一个或两个相反表面上的一个或更多个部件。所述一个或更多个部件可以通过焊接连接到相应的主表面上。PCB的介电部分可以由具有增强纤维(例如玻璃纤维)或其他增强颗粒(诸如增强球，特别是玻璃球)的树脂组成。

在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。基板可以是与PCB相关的相对较小的部件承载件，在该相对较小的部件承载件上可以安装一个或更多个部件，并且其可以作为(一个或更多个)芯片与另外的PCB之间的连接介质。例如，基板可以与待安装在其上(例如，芯片级封装(CSP)的情况下)的部件(特别是电子部件)有基本上相同的尺寸。更特别地，基板可以被理解成是电连接件或电网的承载件以及相比于印刷电路板(PCB)的部件承载件，然而，基板具有相当高密度的横向和/或纵向布置的连接件。横向连接件是例如传导路径，而纵向连接件可以是例如钻孔。这些横向连接件和/或竖向连接件被布置在基板内，并且可以用来提供特别地IC芯片的有外壳的部件或无外壳的部件(例如裸晶片)与印刷电路板或中间印刷电路板的电、热和/或机械连接。因此，术语“基板”也包括“IC基板”。基板的介电部分可以由具有增强颗粒(例如增强球，特别是玻璃球)的树脂组成。

基板或者中介层可以包括至少下列物质的层或由至少下列物质的层组成：玻璃、硅(Si)和/或可光成像的或可干法蚀刻的有机材料，例如基于环氧树脂的堆积材料(如基于环氧树脂的堆积膜)、或如聚酰亚胺或聚苯并噁唑的聚合物化合物(其可以包含或可以不包含光和/热敏分子)。

在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括下述中的至少一者：树脂或聚合物，如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚亚苯基衍生物(如：基于聚苯醚，PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)和/或它们的组合。也可以使用增强结构，诸如：网状物、纤维、球或其他类型的填充物颗粒，例如由玻璃(多层玻璃)制成，以形成组合物。半固化树脂与增强剂例如用以上提及的树脂浸渍的纤维结合在一起，被称为预浸件。这些预浸件通常因其特性而被命名，例如：FR4或FR5，这描述了它们的阻燃特性。虽然预浸件特别是FR4通常优选为刚性PCB，但是也可以使用其他材料特别是基于环氧树脂的堆积材料(如堆积膜)或可光成像介电材料。针对高频应用，可以优选如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂的高频材料。除了这些聚合物，低温共烧陶瓷(LTCC)或其他低、非常低、极其低的DK材料(其中，“DK”可以指介电常数的实部)可以作为电绝缘结构被应用到部件承载件中。

在实施方式中，所述至少一个电传导层结构包括下述各者中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯和钨。虽然通常铜是优选材料，但是其他材料或者其涂层版本也是可能的，特别是分别涂覆有超导材料如石墨烯的材料。

可以嵌入叠置件中的至少一个部件可以选自：电不传导嵌体、电传导嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光导体连接)、电子部件或上述物质的组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层(IMS-inlay)的金属块，它可以被嵌入或表面安装以促进散热。根据材料的热导率确定合适的材料，热导率应至少为2W/mK。此类材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷，例如铜、氧化铝(Al₂O₃)或氮化铝(AlN)。为了增加热交换能力，还经常使用表面积增加的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(实现至少一个p-n结)，例如电阻器、电感或电容器的无源电子部件，电子芯片，存储设备(例如DRAM或其他数据存储器)，滤波器，集成电路(如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)和复杂可编程逻辑器件(CPLD))，信号处理部件，电源管理部件(例如场效应晶体管(FET)，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，互补金属氧化物半导体(CMOS)，结型场效应晶体管(JFET)或绝缘栅型场效应晶体管(IGFET)，所有这些全部基于半导体材料，例如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)、砷化铟镓(InGaAs)和/或任何其他合适的无机化合物)，光电界面元件，发光二极管，光电耦合器，电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)，加密部件，发射器和/或接收器，机电换能器，传感器，作动器，微机电系统(MEMS)，微处理器，电容器，电阻器，电感，电池，开关，相机，天线，逻辑芯片和能量收集单元。然而，其他部件可以嵌入部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这样的磁性元件可以是永久磁性元件(例如铁磁性元件、反铁磁性元件、多铁性元件或亚铁磁性元件，例如铁氧体芯)或者可以是顺磁性元件。然而，部件也可以是IC基板、中介层或另外的部件承载件，例如在板中板构型中。部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以被嵌入部件承载件内。另外，其他部件，特别是那些产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件，也可以被用作部件。

在实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在此类实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而叠置并连接在一起的多层结构的复合物。

在对部件承载件的内层结构进行处理之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层来对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)经处理的层结构的一个主表面或两个相反的主表面。换言之，可以持续堆积直到获得所需数量的层。

在完成电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成之后，可以对获得的层结构或部件承载件进行表面处理。

特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘阻焊剂施加到层叠置件或部件承载件的一个主表面或两个相反的主表面上。例如，可以在整个主表面上形成诸如阻焊剂并随后对阻焊剂的层进行图形化，以暴露一个或更多个电传导表面部分，该一个或更多个电传导表面部分将用于将部件承载件电耦接到电子外围。可以有效地保护部件承载件的仍然被阻焊剂覆盖的表面部分、特别是包含铜的表面部分免受氧化或腐蚀。

就表面处理而言，还可以选择性地将表面修饰应用于部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面修饰可以是在部件承载件的表面上暴露的电传导层结构(例如，垫、传导轨道等，特别是包含铜或由铜组成)上的电传导覆盖材料。如果这种暴露的电传导层结构不受保护，则暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)可能被氧化，使得部件承载件的可靠性降低。然后可以形成表面修饰，例如作为表面安装的部件与部件承载件之间的界面。表面修饰具有以下功能：保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)，并能够(例如通过焊接)实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面修饰的适当材料的示例是有机可焊性保护剂(OSP)、化学镍浸金(ENIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍-金、镍-钯、化学镍浸钯浸金(ENIPIG)等。

根据下文中要描述的实施方式的示例，本发明的以上限定的方面和另外的方面将变得明显，并且将参考实施方式的示例进行说明。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的执行部件承载件结构的质量测试的方法的流程图。

图2示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于执行部件承载件结构的质量测试的设备。

图3示出了根据本发明的示例性实施方式的用于执行部件承载件结构的质量测试的设备的细节。

图4示出了根据本发明的示例性实施方式的用于对部件承载件结构进行以进行质量测试的设备。

图5示出了根据本发明的示例性实施方式的作为部件承载件结构的示例的试样，该试样包括用于材料去除过程的进度控制的牺牲结构。

图6示出了根据本发明的示例性实施方式的用于对部件承载件结构进行处理以进行质量测试的方法的框图。

图7示出了根据本发明的示例性实施方式的在材料去除过程之前并且被初始地和/或连续地监测以对材料去除过程进行调整的具有测试目标的部件承载件结构。

图8示出了根据本发明的示例性实施方式的通过材料去除单元经由材料去除过程的具有测试目标的部件承载件结构，其中，材料去除单元的前进以及去除材料的量可以被监测材料以进行进度控制。

图9示出了根据本发明的示例性实施方式的通过材料去除单元经受材料去除过程的具有测试目标和的牺牲结构的部件承载件结构，其中，可以在牺牲结构和/或测试目标处检测电信号以进行进度控制。

图10示出了根据本发明示例性实施方式的具有测试目标的部件承载件结构和机械止动件，该机械止动件用于在进度控制方面禁止过度的材料去除。

附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元素被设置有相同的附图标记。

具体实施方式

在参照附图对示例性实施方式进行进一步详细地描述之前，将概述研发本发明的示例性实施方式所基于的一些基本考虑。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于对部件承载件结构(比如，试样、PCB或PCB的预成型件、面板等)进行处理的设备和方法，其中，可以去除部件承载件结构的材料(特别地，通过研磨、铣削、切削、机加工、切割等)。可以对材料去除过程的进度进行测量。然后，基于所述测量的结果，可以对材料去除过程的预定目的、终点或目标是否已经实现(例如，部件承载件结构的先前感兴趣的内部横截平面是否已经暴露并且在期望的视图中示出测试目标，例如钻孔)进行分析。如果是这种情况，则可以检测(优选地，在抛光之后)现在暴露的横截平面的图像，其中，一个或更多个测试目标以期望的方式可见，并且可以确定和评估所述一个或更多个测试目标以导出被分析的部件承载件结构的属性或特性。如果还未实现上述目的，则可以将以下各者的过程迭代地重复第二次或额外的多次直到实现研磨目的：通过对部件承载件进行研磨来进行材料去除；对研磨进度和/或结果进行测量；以及对研磨目的是否已经实现进行评定。因此，可以实现调节反馈回路，该调节反馈回路继续研磨直到在暴露测试目标方面获得预定的研磨成功。这种自动化过程可以有利地克服手动研磨的生产量方面的传统限制，同时克服了关于自动化研磨过程的有限精度的传统限制。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种控制系统，该控制系统能够在研磨和抛光过程期间进行精确对准和进度监测。这可以实现样品和研磨/抛光设备的精确对准。此外，这可以在研磨和抛光过程期间监测进度。特别地，可以实现在对准和进度控制方面的闭环控制回路(优选地，实现研磨进度的在线测量)。

更具体地，这种用于研磨和抛光过程的控制系统可以经由显微镜/照相机的组合来实现样品和研磨/抛光设备的精确对准。此外，可以在研磨和抛光剂量期间对进度进行监测。更具体地，可以通过可以集成到样品中的光学、电学、X射线、机械或/或化学特征和方法来连续地监测样品对准的连续监测、研磨/抛光的进度以及研磨/抛光的质量。非常有利地，可以引入用于对准和进度的闭环控制回路(涉及在线测量)(特别地，传感器可以实施在样品中以及在控制系统中)。此外，可以提供实现上述和/或其他特征的全自动质量测试设备。采取上述措施可以允许获得具有高精度和高产量的优选全自动目标制备系统。

因此，用于对部件承载件进行处理以供质量测试的设备并且特别是该设备的控制系统的有利特征可以是以下各者中的一者或更多者：

-提供了自动研磨(并且优选地，抛光)过程，该自动研磨(并且优选地，抛光)过程例如由基于相机和/或基于显微镜的控制来支持。

-上述研磨过程可以设置有相机控制系统。

-可以利用适当对准的部件承载件结构、特别是使用在部件承载件结构上和/或部件承载件结构中的一个或更多个对准标记来执行自动研磨(并且优选地，抛光)过程。

-研磨过程可以利用研磨厚度监测来执行，或者更一般地利用对材料去除进度的测量来执行。

-研磨进度可以通过观察研磨程度来测量(描述性地说，因此可以提供研磨引导件)。

-更具体地，可以利用上述研磨引导件或控制轨道来执行全自动研磨过程。

-也可以使用一个或更多个PCB特征进行分析并作为对准的参考。

-特别地，可以有利地提供反馈控制回路，使得不仅实际位置的图像形成用于控制的唯一基础。

有利地，本发明的示例性实施方式可以提供具有整个系统的各个控制站的控制系统。各个横截面图像可以用于比如试样对准、研磨进度、横截面图像的质量之类的目的。可选地，清洁和/或抛光质量也可以通过根据本发明的示例性实施方式的设备来检测。可以通过使用显微镜(显微镜可以对部件承载件结构上的对准标记进行检测)来确保部件承载件结构与设备之间的适当对准。此外，示例性实施方式可以实现X射线和/或电测量(例如，用于表征掩埋过孔)。

因此，示例性实施方式可以使制备用于质量测试的部件承载件结构的制备过程自动化。特别地，有利的控制回路可以识别、对准、制备和控制被测试器装置(DUT)类型的部件承载件结构。该控制回路可以保持在适当的位置，直到获得期望的结果为止。

根据本发明的示例性实施方式的过程将在下面更详细地描述：就用于使部件承载件结构的测试目标暴露的材料去除而言，部件承载件结构可以首先经受粗研磨过程，然后经受细研磨过程。在粗研磨期间，晶粒尺寸可以比细研磨期间的晶粒尺寸(例如，不大于100μm)大(例如，至少200μm)。尽管在研磨期间从部件承载件结构去除大量材料，但随后的抛光可以在不显著地去除材料的情况下并以甚至更小的晶粒尺寸(例如不超过20μm)使表面基本平坦化。描述性地讲，抛光可以在没有显著材料去除的情况下使表面粗糙度降低。例如，研磨可以是在旋转期间由研磨本体的水冲洗支持的湿研磨过程。在抛光期间，可以使用具有金刚石颗粒或类似物的乳液。

就部件承载件结构相对于自动化设备、特别是自动化设备的材料去除单元的对准而言，机器人(比如，多轴机器人)或操纵单元的任何其他适当实体可以抓持部件承载件结构(例如，试样)，可以将部件承载件结构(例如，在已经检测到部件承载件结构的一个或更多个对准结构之后)对准，可以对相对于部件承载件结构的空间距离进行测量并且然后可以对材料去除单元进行控制以接近部件承载件结构而进行材料去除。为此，例如可以在材料去除之前进行第一光学测量，并且在材料去除之后进行第二光学测量。在光学测量之前，可以对部件承载件结构的成像表面进行清洁。如果所述第二光学测量表明材料去除目的尚未实现(特别地，因为诸如钻孔的测试目标尚未暴露或尚未暴露到期望的程度)，则可以进行材料去除的一次或更多次进一步的迭代。可以重复这些迭代，直到达到材料去除目的，例如直到测试目标的测量参数(特别是，钻孔直径)达到预定的目标值(例如，50μm的钻孔直径)。例如，可以在每两次后续材料迭代之间执行相应的光学测量。优选地，可以在每次迭代期间和/或在每次迭代之后对材料去除过程的进度进行测量。例如，这可以通过在研磨期间对部件承载件结构的电传导结构进行电测量来实现，其中，当电传导结构在材料去除过程期间被部分地(并且可选地最终完全地)去除时，电检测信号可能变得较弱(并且可以可选地最终消失)。此外或替代性地，还可以对研磨装置的位置前进进行测量，使得当达到研磨装置的最终位置——以及相应地部件承载件结构的目标构型时，可以得出结论。此外，可以在连续监测研磨过程期间进行X射线分析。此外，可以对横截面的平面度进行监测。优选地，抛光仅在先前的研磨过程的监测已经完成时才开始。可以执行所描述的过程以进行横截面磨削或平面磨削。

在实施方式中，对部件承载件结构的质量进行测试的方法可以包括以下过程：操纵单元(例如，机器人)夹持部件承载件结构(例如，试样)。部件承载件结构被对准并定位。此后，在一个或更多个阶段、特别是研磨阶段中去除部件承载件结构的材料。可选地，然后可以对部件承载件结构的通过材料去除而暴露的表面进行清洁。可以进行(例如，光学和/或电学)测量，以对材料去除过程的进度是否已经达到预定的材料去除目的进行评定。如果情况并非如此，则将材料去除、以及进度测量和分析的成系列的部分重复任何所需次数，直到达到材料去除目的。然后，可以对具有用于质量测试的期望构型的测试目标的暴露表面进行抛光，并且可以执行光学测量作为关于暴露的一个或更多个测试目标的后续缺陷分析的基础。因此，然后可以执行所述测试目标的确定及所述测试目标的特性的评估。质量测试可能比完成的要多。例如，可以考虑IPC-6012D(版本：2015年9月)第3.6章“结构完整性”中提到的一个或更多个标准来对缺陷进行评估。

对部件承载件结构的横截面具有影响的变量的示例(参见下述对单个变量的更详细的讨论)是用于材料去除的研磨体、对准(例如使用操纵臂)、在研磨和/或抛光期间所施加的压力、在研磨或抛光期间的旋转速度、特别是从部件承载件结构的材料去除的控制(更具体地，材料去除进度控制)、清洁(部件承载件结构和/或研磨体)以避免携带、加热或冷却，以及热负载和机械负载。

关于研磨，可调节的参数是研磨介质的晶粒尺寸、接触压力和选择速度。晶粒也可以为研磨机进行调整。部件承载件结构的横截面表面的抛光可以使用金刚石悬浮液进行(其中，旋转可以是同步的或往复的)。可选地，部件承载件结构的浸渍和/或填充可以防止铜孔的污染。

关于用于材料去除的所使用的研磨体，有利的是，材料去除处理不会产生过多的热量，从而保持部件承载件结构的层压件的完整性。优选地，材料去除处理可以在比部件承载件材料的树脂材料的玻璃化转变温度Tg显著低的温度下进行(例如，在摄氏度或开尔文度上比Tg低至少10％)。例如，水可以用作冷却和/或清洁介质。

为了去除部件承载件结构的材料，研磨可能是优选的。然而，材料去除也可以通过(例如线材)切割、线材侵蚀、等离子体处理、激光处理、喷砂、水喷流、铣削、锯切、用门式剪切机处理、离子束处理和/或冲孔来完成。

优选地，晶粒尺寸可以(特别是在材料去除结束时)足够精细，以支持随后的抛光。晶粒尺寸可以根据使用的抛光悬浮液进行选择。例如，3μm晶粒可能仅适用于一定程度的研磨。

为了抑制部件承载件结构的研磨表面和/或抛光表面的平面度的变化，避免过热和过冷可能是有利的。此外，应保持较低的热负载和机械负载荷。

在设计操纵单元的操纵臂时，部件承载件结构的滑动和/或转动应保持尽可能低。这种有利的边界条件可以影响最大旋转速度的选择。

接下来，将对研磨处理的实施方式进行说明。有利地，可以执行迭代研磨控制处理。研磨盘(或板)可以水平地或垂直地布置，或者如果需要或期望(鉴于所实施的研磨类型)，则可以以特殊角度进行布置。

关于材料去除进度的控制，可以使用相机来监测研磨进度。例如，可以将这样的相机布置在研磨体上和/或研磨体中。这可以促进部件承载件结构的经处理过的表面的平面性和/或对准。进度控制也可以通过电性测量来实现，例如通过接触在特定材料去除进度状态下被部分地或全部地去除的铜结构，这可以通过电信号的变化来检测。另外，可替代地，进度控制可以基于一个或更多个机械止动件(例如，具有足够硬的表面，优选地为金刚石表面)，当实现材料去除处理的预定进度时，研磨体紧靠该机械止动件。此外，研磨体上的电阻测量可以用于进度控制。在其他实施方式中，就进度控制方面而言，可以对渐进进料进行测量。例如，对于贯穿孔，这种孔打开的瞬间可能会导致显著的压降。当达到微过孔时，对压力的影响可能是相反的，即可以检测到压力增加或电阻增加。研磨金属过孔材料而不是较软的树脂材料可能会增加压力。如果在微过孔处测量到电信号并且微过孔的电传导材料被去除时，则电阻可能增加，这也是可检测到的。在进度控制的又一实施方式中，可以检测到例如在达到目标时水的变色。此外，电阻测量(例如在研磨期间去除的牺牲结构)也可以用于进度控制。在与进度控制有关的又一实施方式中，可以使用声音检测、基于摩擦计的检测、压在研磨盘上的销(可选地与光栅组合)等。一旦检测到钻孔的中央部，则研磨可以停止。

优选地，可以在测试目标处或接近测试目标处对进度进行测量。仍然参考研磨处理的进度控制，硬停止是可能的。然而，迭代研磨处理也是可能的。

在实施方式中，可以对研磨体与部件承载件结构之间的接触压力进行测量。例如，这可以通过压力调节器(例如根据力进行调节)而以自动化方式来完成。在材料去除期间，压力可以保持恒定，或者可以变化。少量的研磨体可以与时间、压力、旋转进行平衡。也可以根据吞吐量、质量目标、样品厚度来施加可变压力。可以以不会发生部件承载件结构的损坏的方式来调节最大压力，特别是在诸如钻孔的测试目标处或测试目标周围。特别地，可以根据部件承载件的研磨方式(例如，沿层研磨、抵靠层研磨等)来选择接触压力。应注意，切割准备既不会增强也不会减少部件承载件结构中的质量问题。

关于旋转速度和类型，可能有利的是，仅在低于预定最大值的范围内产生热量。旋转方向可以是同步的，或者可以是相反的。夹持或操纵装置(诸如夹紧装置、操纵夹具、六足架等)可以快速振荡。

在旋转方面可以被调整的参数包括旋转时间、接触压力、旋转类型、部件承载件结构的材料、晶粒等。

关于在用于以自动化方式执行质量测试的处理期间的部件承载件结构的对准或取向，相机可以确定部件承载件结构样品在第一次研磨之前是否被正确地定位。如有必要，可以对部件承载件结构的位置进行校正，以确保适当的对准(例如，基于与优选地未镀铜的外部参考孔的比较；例如，可以在光处理中钻孔或蚀刻此类参考孔)。可替代地，可以执行机械对准处理(例如使用对准销)。

对准的目的可以是目标平面和研磨介质应该平行地取向。这可以通过相应地影响介质、研磨体、转动一个或甚至所有所涉及的部件等来实现。

仍然参考对准，相机图像可以捕获参考点和要观看的目标点。这样的数据可以定义目标平面(软件支持地、机械地等)，并且可以使目标平面平行于研磨介质。在对准控制的进一步过程中，限制因素可能是六足架/研磨速度/最大力的组合，从而保持与整个系统的机械稳定性相对应的对准。

现在参考部件承载件结构的清洁，一个实施方式可以在研磨期间对部件承载件结构进行清洁。在迭代方法中，每个新的研磨阶段(例如粗研磨之后的细研磨)可以通过清洁阶段来进行。清洁可以确保不会发生颗粒物的携带。例如，在清洁方面，颗粒可以会被吹走、吸走、蒸发、燃烧、剥离、刷洗、漂洗等。例如，可以在研磨处理期间执行连续清洁。可以实施抽吸、冲洗(优选地浴或水槽)、剥离、吹洗、超声波浴(振洗)或其他清洁单元。有利地，非常小的裂纹可以通过清洗冲洗掉。在清洁之后，可能有利的是，剩余颗粒的最大尺寸应等于或小于下一处理中用于研磨的颗粒尺寸。

关于试样设计，它可以是标准化的，或者可以存在偏差。任何偏差都可以与使用者进行协调。例如，试样型部件承载件结构可以设置有一个或更多个对准孔、磨损传感器等。

在对部件承载件结构的质量进行评定方面，用于质量标准或特性的示例是锐边(优选地90°)、接近零的半径、平面度、低于预定的阈值的公差(例如10％或优选地小于10％，具有不大于7％的公差)。部件承载件结构的另一个质量特征是，它优选地在100倍放大的图像中是无刮痕的。此外，部件承载件结构应该没有间隙(特别是在样品与嵌入剂之间，更特别是在传导层与嵌入剂之间，特别是在铜与嵌入剂之间)。树脂在嵌入时可能会收缩(快速固化嵌入剂有很多体积损失，慢速固化试剂则有很少的体积损失)，但收缩不应过大。

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的执行部件承载件结构102的质量测试的方法的流程图170。用于描述图1的附图标记涉及图2或图3的实施方式。优选地，所提及的部件承载件结构102可以是形成面板的一部分并且用于测试部件承载件(诸如印刷电路板(PCB)或集成电路(IC)基板)的试样。然而，部件承载件结构102可以替代地是包括多个连接的部件承载件的预制件、或部件承载件的预制件、或制造完成的部件承载件的面板或阵列(诸如四分之一面板)。

有利地，流程图170的方法可以对应于由自动化设备100执行部件承载件结构102的质量测试。优选地，该方法可以包括在所述设备100的入口106(在逻辑上对应于输入172)与出口108(在逻辑上对应于输出190)之间执行质量测试，而无需人工干预。换言之，设备100的入口106对应于该方法的输入172，而设备100的出口108对应于该方法的输出190。更具体地，提供了用于部件承载件结构102的横截面制备和视觉检查以及测量的自动化处理。优选地，无需手动工作，并且整个处理可以是自动化的。为此目的，测试试样型的部件承载件结构102可以被配置成用于自动化操纵和机器可读串行化。

如附图标记172所示，可以将部件承载件结构102输入到设备100中。

参考方框174，可以将试样作为部件承载件结构102插入到设备100中，并且由此可以由机器人120完全自动地操纵该试样。更具体地，试样可以是例如可以根据IPC-2221构造或设计的部件承载件结构102。部件承载件结构102可以向设备100提供可追溯性信息。为此目的，可以使用设备100执行的方法可以包括自动地识别将要经历质量测试的部件承载件结构102。例如，可以在列表中登录试样型部件承载件结构102。可以对多个试样进行分类。出于可追溯性的目的，可以在指定给各个部件承载件结构102的数据集中指定诸如批号、面板号、阵列号、x/y信息、横截面号、报告号、请求识别符等的信息。例如，这样的数据集可以存储在数据库128中。

参考方框176，仍然可以与面板等的其余部分一体连接的部件承载件结构102可以被单个化或分离，例如通过从诸如面板的较大本体160铣削或切割部件承载件结构102。为此目的，可以在较大本体160中搜索部件承载件结构102的限定位置并将其切割出。结果，可以获得分离的部件承载件结构102形式的测试样品。例如，可以根据最小的镀覆的贯穿孔或对应于使用者定义来完成对部件承载件结构102的切割。

参考方框178，然后，可以使部件承载件结构102经受热应力，例如通过执行焊料浮动测试来进行。例如，可以将部件承载件结构102浸入熔融焊料中，以使部件承载件结构经受热应力。作为焊料浮动测试的替代方案，也可以执行替代的热应力方法，例如回流模拟。

参考方框180，部件承载件结构102可以经受或者也可以不经受封装处理，以在随后的质量测试期间简化操纵和/或缓冲应力。虽然部件承载件结构的传统手动质量测试可能需要在评定质量之前进行封装，但根据涉及部件承载件结构102的全自动化质量测试的本发明的示例性实施方式，可以省略这种嵌入。如果可选地执行，则封装处理可以将部件承载件结构102放入至诸如树脂的嵌入材料中，用于进一步制备。然而，在其他实施方式中，可以有利地跳过这种嵌入(如附图标记192所指示的)，因为根据本发明的示例性实施方式的自动化操纵也可以在没有这种封装的情况下完成。

参照方框182，然后可以去除部件承载件结构102的材料，以暴露出将要经受质量测试的部件承载件结构的内部。更具体地，可以创建部件承载件结构102的微截面(特别是横截面)。为此目的，可以将部件承载件结构102研磨并且随后抛光到限定的位置(优选地直到过孔或钻孔或图案的中央部)。例如，可以执行不同阶段的砂纸处理和抛光。例如，对于研磨，可以使用具有不同晶粒的砂纸(例如，使用以下晶粒中的一者或更多者：60、180、1200、2000)。

参考方框184，该方法可以包括在所述材料去除后，对部件承载件结构102的一个或更多个预定的测试目标116(例如镀覆的过孔及其特性)进行确定。此外，该方法可以包括对部件承载件结构102的一个或更多个测试目标116的特性或属性进行评估，用于对部件承载件结构102的质量进行评定。当跳过框180时，该方法可以包括基于未封装的部件承载件结构102，否则基于封装的部件承载件结构102，来确定至少一个预定的测试目标116。特别地，部件承载件结构102的横截面的视觉分析可以优选地以自动化的方式执行。例如，可以执行x/y尺寸测量(例如检查堆积、铜厚度等)。特别地，视觉检查可以包括对某些缺陷的分析。在所述检查期间，可以考虑以下测试目标116和指定的特性中的一个或更多个：多层堆积；镀覆的贯穿孔特性(如壁特性、地特性)；表面粗糙度的质量(例如，表面粗糙度可以对应于Ra标度和/或对应于Rz标度来确定)。在粗糙度方面，粗糙度值Rz可以用作在部件承载件结构102的暴露表面(特别是横截面)处存在刮痕的标准，而粗糙度值Ra可以用作材料去除处理(特别是研磨处理)的质量的标准。例如，质量标准可以是通过研磨和/或抛光所暴露的部件承载件结构102的表面的粗糙度不应大于在前一材料去除阶段中使用的研磨盘和/或抛光膏的粗糙度。如果不满足这一标准，则可以得出结论，人工制品已由早期的材料去除阶段引入。例如，可以获得至少1μm的测量分辨率。例如，可以根据IPC-6012、IPC-a-600等执行质量测试。

参考方框186，该方法可以包括创建和存储具有预定的特性的报告。报告可以对质量测试及其结论进行总结。这可以确保质量测试的适当文件。

参考方框188，该方法然后可以包括将所分析的部件承载件结构102和质量测试存档。特别地，这可能涉及样本存储、电子文档存储等。

如附图标记190所指示的，然后可以从设备100输出部件承载件结构102。

图2示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于执行部件承载件结构102(在这里实施为试样)的质量测试的设备100。如设备100的圆周外壳131所指示的，整个质量测试可以在封闭的单元内以自动化的方式执行。

在图2的左上侧，示出了平面片状本体160的平面图，该本体可以是用于以批量程序制造多个部件承载件(如印刷电路板)的面板。所示的面板可以例如具有18x 24英寸²或更大的尺寸。面板的中央主区域可以被细分为多个阵列161(在所示实施方式中为四个四分之一面板)，每个阵列包括多个PCB。在围绕部件承载件的框架163中，可以形成一个或更多个条形测试试样作为部件承载件结构102。有利地，可以预见至少一个水平地延伸的部件承载件结构102和至少一个垂直地延伸的部件承载件结构102，从而可以执行质量测试以识别两个垂直方向中的潜在结构缺陷。

现在更详细地参考设备100，入口容纳单元136布置在所述设备100的入口106处，并且被配置成用于在测试之前以堆叠的方式来容纳多个部件承载件结构102。因此，在与面板型本体160分离之后，试样型部件承载件结构102可以被插入到入口容纳单元136中。可替代地，可以将较大本体160堆叠在容器型入口容纳单元136中，每个较大本体160都包括至少一个部件承载件结构102。

机器人操纵单元104被配置成用于沿着设备100的入口106与出口108之间的各个部分来操纵部件承载件结构102(可选地仍然连接在本体160内)。特别地，操纵单元104被配置成用于将待测试的部件承载件结构102(或整个本体160)夹持并从入口容纳单元136通过入口106转移到下面描述的识别单元110。更具体地，操纵单元104包括入口操纵子单元122，该入口操纵子单元122被配置成用于在入口106与下面描述的材料去除单元112之间操纵部件承载件结构102。有利地，操纵单元104包括一个或更多个机器人120，该机器人120可以包括一个或更多个六足架、一个或更多个线性机器人、一个或更多个关节臂机器人等。六轴机器人或六足架(在图2中以附图标记120示意性示出)可以具有配备有传感器的轴，并且适于在全自动化设备100内操纵部件承载件结构102。有利地，六足架可以用于由材料去除单元112执行的材料去除处理(特别是研磨处理)，因为这样的六足架可以是机械稳定的，并且同时可以非常精确地适应于六个轴。参考图3，六轴机器人或六足架可以在横截面站127中用于操作材料去除单元112和/或用于操作对准单元154。因此，通过材料去除来制备部件承载件结构102可以变得高度精确和稳健，以防止可能的未对准。此外，操纵单元104的入口操纵子单元122和/或出口操纵子单元124的线性机器人和/或关节臂机器人(未示出)可以用于在自动化设备100的各个工作站之间操纵部件承载件结构102。

如前所述，操纵单元104的入口操纵子单元122将部件承载件结构102转发到识别单元110。后者识别单元110被配置成用于识别应当对其执行质量测试的部件承载件结构102。这可以确保可追溯性。更具体地，识别单元110被配置成用于基于识别符126的检测来识别部件承载件结构102，该识别符126可以物理地连接到部件承载件结构102或者可以形成部件承载件结构102的一体的一部分。例如，这样的识别符126可以是可以由识别单元110的光学读取器读出的QR码、条形码或字母数字码。识别符126也可以是诸如RFID(射频识别)标签或NFC(近场通信)标签的应答器。在此类实施方式中，识别单元110可以包括无线读取器，该无线读取器被配置成用于无线地读出应答器型识别符126，用于检索识别信息。为了基于部件承载件结构102的识别符126来识别部件承载件结构102以及/或者为了检索指定给所识别的部件承载件结构102的附加数据(例如特定质量测试指令)，识别单元110可以访问相应的数据库128。特别地，识别单元110可以被配置成用于通过将检测到的识别符126与存储在所述数据库128中的指定的数据集中的相关身份信息相匹配来识别部件承载件结构102。例如这样的数据集可以将可从识别符126读取的识别码与关于部件承载件结构102的进一步信息相关联，例如与关于其制造历史的信息(例如批号、制造日期、制造时间等)相关联。识别单元110还可以被配置成用于从数据库128中检索质量测试相关信息，该信息指示要对所识别的部件承载件结构102执行的质量测试。这样的质量测试相关信息可以定义应当针对所识别的部件承载件结构102执行的质量测试。可以对不同类型的部件承载件结构102执行不同的质量测试。

在其中在通过入口106将部件承载件结构102引入设备100之前，该部件承载件结构102尚未与较大本体160分离的实施方式中，可以设置单个化单元148(诸如铣削机器或激光切割机)，并且该单个化单元148可以被配置成用于使部件承载件结构102从面板型本体160单个化。例如，可以通过铣削或激光切割来完成单个化。

此后，经处理的部件承载件结构102可以由操纵单元102传递到热应力暴露单元150，该热应力暴露单元150被配置成用于将部件承载件结构102暴露于热应力。优选地，热应力暴露单元150被配置成用于将部件承载件结构102浮动在热应力浴上，该热应力浴可以包括熔融焊料。由此，可以使部件承载件结构100经受热应力。

部件承载件结构102然后可以由操纵单元104的以上提及的机器人或由操纵单元104的另一机器人120转发到材料去除单元112。后者材料去除单元112被配置成用于去除部件承载件结构102的材料，以暴露正在进行或经受质量测试的部件承载件结构102的内部。特别地，材料去除单元112可以被配置成用于通过研磨、优选地横截面研磨(或者可替代地平面研磨)来去除部件承载件结构102的材料。

为了提高材料去除的精度，可以由对准单元154来对部件承载件结构102对准，该对准单元154可以例如被配置成用于基于其所捕获的图像来确定部件承载件结构102的对准标记(例如，钻孔)。所述对准可以在通过材料去除单元112进行研磨之前执行。对准单元154被指定给材料去除单元112，并且对准单元154可以被配置成用于在材料去除处理之前使部件承载件结构102对准。因此，由对准单元154执行的对准优选地在由材料去除单元112执行的材料去除处理之前执行。这样的对准因此可以形成材料去除处理特别是研磨处理的一部分。

可选地，可以设置去除材料量化单元142并且将去除材料量化单元142配置成用于对在研磨期间从部件承载件结构102去除的材料的量进行量化。通过确定研磨材料的量，可以实现研磨进度，并且因此可以精确控制研磨处理。

在研磨之后，部件承载件结构102可以被提供至抛光单元140，抛光单元140被配置成用于在去除材料之后将部件承载件结构102的暴露表面抛光。不是从部件承载件结构102去除大量额外的材料(其是在研磨期间发生)，而是抛光可以减少表面粗糙度，并且可以在不过度去除材料的情况下提高表面质量。经抛光的表面可以提供更多或关于将被用作将在下文中分析的目标特征的一个或更多个测试目标116的更多精确信息。

仅可选地，然后可以(或者可替代地，已经在由材料去除单元112来去除材料之前)将部件承载件结构100提供至封装单元144，该封装单元144被配置成用于将部件承载件结构102封装在包封部146中，使得随后在包封部146中将检测到部件承载件结构102。这种包封部146可以是用作应力缓冲器并且在随后的(和/或在先前的)分析期间简化部件承载件结构102的操纵的树脂。

然而，由于全自动化质量测试设备100也可以能够在没有封装的情况下执行部件承载件结构102的质量测试，因此可以替代地并且可能甚至优选地省略这种封装。因此，即使是未封装的部件承载件结构102也可以经受后续的处理。

此后，(封装的或未封装的)部件承载件结构102可以例如由操纵单元104的另一机器人120转发到清洁单元152，该清洁单元152被配置成用于对部件承载件结构进行清洁。例如，部件承载件结构102可以以超声波浴被冲洗。

另一对准单元154可以被配置成用于在检测和确定其上的测试目标116之前使部件承载件结构102对准。为此目的，可以对部件承载件结构102的一个或更多个对准特征(例如贯穿孔，例如布置在角部中)进行检测，并将其用于在空间上对准部件承载件结构102。

然后可以对对准的部件承载件结构102进行成像。为此目的，可以设置检测单元162并且将检测单元162配置成用于对部件承载件结构102的(同时通过所述材料去除而暴露的)内部的图像数据进行检测。

这样的图像数据可以被传送到确定单元114。后者确定单元114可以被配置成用于对部件承载件结构102的一个或更多个预定的测试目标116进行确定。测试目标116可以是在部件承载件结构102的成像横截面中可见的预定特征，并且可以与质量评估方面的特别有意义的特征有关。部件承载件结构102的测试目标116的适当特性或属性可以是钻孔158(特别是激光钻孔或机械钻孔，其可以由镀覆铜填充)的直径D、这些相邻钻孔158之间的距离L、电传导层结构130(诸如图案化的铜层)和/或电绝缘层结构132(诸如预浸件的片材)的厚度d、此类层结构130和/或132的平面度、以及此类层结构130和/或132的分层程度(参见附图标记133)。在图2中分别以顶视图165和侧视图167示出了所提及的测试目标116。然而，另一测试目标116(例如在平面研磨的情况下)可以是铜线或多条铜线以及它们之间的空间。

有利地，确定单元114被配置成用于对图像数据进行处理，以确定或识别预定的测试目标116。更具体地，确定单元114可以被配置成首先基于检测到的部件承载件结构102的第一图像而以粗略的方式来确定预定的测试目标116。此外，确定单元114可以被配置成用于其次基于在检测到第一图像之后并且在蚀刻部件承载件结构102的表面之后所检测到的部件承载件结构102的检测到的第二图像而以精细的方式来确定预定的测试目标116。在可替代实施方式中，确定单元114的单次操作也是可能的，其中确定单元114基于单个图像来对测试目标116进行确定。作为用于该确定的基础，确定单元114还可以访问数据库128，例如访问将被考虑用于该确定的测试目标116。

非常有利的并且如反馈回路169所指示的，确定单元114可以被配置成用于通过迭代地重复包括材料去除(可选地包括抛光和/或清洁和/或蚀刻)、图像检测和图像分析的成系列的部分来对预定的测试目标116进行确定。通过此类迭代方法(当达到足够的准确度时可以终止)，可以显著地提高质量测试的可靠性。

如图2进一步所示，提供了评估单元118，该评估单元118被配置成用于对部件承载件结构102的所确定的测试目标116进行评估，以评估部件承载件结构102的质量。评估单元118可以被有利地配置成用于基于所确定的测试目标116的特性来对部件承载件结构102的质量进行评定。更具体地，评估单元118可以被配置成用于通过将部件承载件结构102分类为多个质量类别中的一个来对质量进行评估。高度合适的可以是将各个部件承载件结构102(和/或指定的较大本体160)自动分类为由下述各者组成的一组类别中的一个类别：“通过”(指示部件承载件结构102和/或较大本体160已经通过质量测试)；“失败”(指示部件承载件结构102和/或较大本体160未通过质量测试)；以及“需要进一步分析”(指示部件承载件结构102和/或较大本体160需要额外的质量分析，因为评估单元118还不能以有意义的方式来决定质量)。在后一种情况下，还可以将部件承载件结构102传递给人工操作者以进行人工分析。所描述的通信和使用者影响可以通过输入/输出单元135与控制单元或处理器156通信耦合而在用户和设备100之间交换。

特别地，评估单元118可以被配置成用于通过下述方式来对质量进行评估：将每个测试目标116单独地或者优选地将部件承载件结构102的每个测试目标106的每个属性或特性单独地分类为多个质量类别中的一个类别，特别是在由“通过”、“失败”、以及“需要进一步分析”组成的一组类别中的一个类别。只有非关键参数的微小偏差仍然可以允许将部件承载件结构102分类为“通过”。基于特定缺陷的类型并且/或者基于特定缺陷的强度，可以将缺陷分类为关键缺陷或非关键缺陷。这样的质量测试可以包括多个标准，这些标准可以被单独地判断，用以实现关于质量和性能的精细决策。

为了支持其评估任务，评估单元118可以包括人工智能模块134，该人工智能模块134被配置成用于使用人工智能来执行评估，例如使用神经网络。用于训练人工智能模块134的训练数据等也可以存储在数据库128中。

通过蚀刻部件承载件结构102的暴露表面的可选的蚀刻处理，部件承载件结构102的被分析的暴露表面上的附加特征(诸如晶界和镀覆线)可以变得可见。这可以使得评估单元118对测试目标116的特性的评估更加准确。

在所述评估之后，被分析的部件承载件结构102可以被输送出设备100。为此目的，操纵单元104设置有出口操纵子单元124，该出口操纵子单元124被配置成用于借助于至少一个附加的机器人120来对部件承载件结构102进行操纵，例如在材料去除单元112与出口108之间进行。如所示，设备100包括出口容纳单元138(例如也是容器型的)，该出口容纳单元138被布置在出口108处并且被配置成用于在测试之后以堆叠的方式容纳多个部件承载件结构102。操纵单元104可以被配置成用于将被测试的部件承载件结构102通过出口108转移到出口容纳单元138。这可以例如通过另外的机器人120来完成。

如附图标记156所指示的，设备100可以包括一个或更多个处理器或处理器的一部分，其可以被视为用于在部件承载件结构102的质量测试期间控制设备100及其上述部件的操作的控制单元。

非常有利地，设备100可以被配置成用于在入口106与出口108之间执行质量测试而无需人工干预。仅可选地，使用者访问可以经由输入/输出单元135来实现。设备100的自动化特性可以使质量测试加速，并且可以使质量测试更加准确，同时减少在质量测试方面所需的人力资源。此外，吞吐量可以增加。

图3示出了根据本发明的示例性实施方式的用于执行部件承载件结构102的质量测试的设备100的细节。图3示出了图示出图2的设备100的元件的特定的实施方式。

输入部分125涉及设备100在入口106与材料去除之间的一部分。横截面站127因此对应于设备100的后续部分，在该后续部分处通过研磨和随后的抛光以全自动化的方式来创建部件承载件结构102的横截面。输出部分129涉及设备100在横截面站127与出口108之间的一部分。

图4示出了根据本发明的示例性实施方式的用于对部件承载件结构102进行处理以供质量测试的设备100。更具体地，图4仅示出了这种设备100的一部分，其中，图2的设备的其他元件也可以与图4中所示的元件组合。图4聚焦在根据预定的材料去除目的从部件承载件结构102去除材料以使一个或更多个测试目标116暴露的过程上。

当部件承载件结构(比如，由图2中的附图标记102示出的部件承载件结构被实施为例如试样)经由入口(参见图2中的附图标记106)而被插入到设备100中时，部件承载件结构102可以——例如，在如参照图2所述的预处理之后——被传送至对准单元154(如图4中所示)，该对准单元154被配置成用于在材料去除之前将部件承载件结构102对准。为此目的，部件承载件结构102可以设置有对准结构，比如位于部件承载件结构102的拐角部中的通孔(参见图5中的附图标记216)。

在对准之前、在对准期间和/或在对准之后，可以使用初始测量单元258来首先对部件承载件结构102进行测量，即在去除材料之前对部件承载件结构102进行测量。初始测量单元258可以例如是捕获部件承载件结构102的图像的相机。部件承载件结构102的信息比如位置、取向和/或结构人工痕迹可以由初始测量单元258识别。根据由初始测量单元258捕获的这种数据，可以对随后的材料去除过程进行调整和/或可以对部件承载件结构102的位置和/或取向进行校正。

此后，部件承载件结构102行进至材料去除单元112。材料去除单元112可以被配置成用于对部件承载件结构102的材料进行去除，以使部件承载件结构102的内部中的一个或更多个测试目标116暴露以经受质量测试。例如，材料去除单元112通过研磨、优选地通过横截面研磨而对部件承载件结构102的材料进行去除。有利地，材料去除单元112可以被配置成通过使用较大晶粒尺寸的粗磨阶段和随后使用较小晶粒尺寸的细磨阶段来对部件承载件结构102的材料进行去除。这可以允许平稳地操纵敏感部件承载件结构102，并且可以防止由于在材料去除期间对部件承载件结构102进行处理而将质量问题引入到部件承载件结构102中。

还如图4中所示，进度测量单元250可以设置在设备100中，并且进度测量单元250可以被配置成对部件承载件结构102的材料去除的进度进行测量，优选地，进度测量单元250可以被配置成在材料去除期间(和/或在材料去除之后)对部件承载件结构102的材料去除的进度进行测量。下面将参照图5和图7至图10对进度测量单元250的各种实施方式进行描述。如由附图标记251示意性示出的，进度测量单元250可以包括以下元件中的一者、以下元件中的两者或更多者的任何期望组合或者以下元件中的全部：光学进度测量件253，该光学进度测量件253使用相机来捕获部件承载件结构102的图像；电进度测量件255，该电进度测量件255用于对测试目标116或牺牲结构224执行电测量；去除材料量化单元142；材料去除单元112的空间上的前进测量件257；位于材料去除单元112处的接触压力检测件259；以及位于材料去除单元112处的旋转速度检测件261。上述附图标记与图5、图7至图10有关。

在通过进度测量单元250对材料去除过程的进度进行测量之后，设备100的分析单元252对测得的进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析。例如，分析单元252可以对测试目标116的中央部225在通过材料去除而暴露的部件承载件结构102的横截面中是否可见进行分析。

设置有控制单元254(该控制单元254也可以集成到图2中所示的处理器156中)，以用于基于分析结果而控制另外的过程进行控制。当材料去除目的尚未实现时，控制单元254对部件承载件102的操纵进行控制，使得可以对以下成系列的部分重复一次或更多次直到实现预定的材料去除目的为止：通过材料去除单元112对材料进行去除；通过进度测量单元250对材料去除的进度进行测量；以及通过分析单元252对测得的进度是否满足上述要求进行分析。在这种情况下，控制单元254可以对部件承载件结构102进行操作，以通过沿着调节回路263对部件承载件结构102进行操纵来迭代地重复该成系列的部分。

当实现预定的材料去除目的时，部件承载件结构102被传送至抛光单元140，该抛光单元140用于在去除材料之后对部件承载件结构的暴露表面进行抛光。通过抛光，部件承载件结构102的通过材料去除而暴露的表面可以被平坦化，并且部件承载件结构102的通过材料去除而暴露的表面粗糙度可以降低。这可以提高质量测试的准确度，因为一个或更多个测试目标116的属性能够在横截面的捕获图像上更好地看到。

在通过检测单元162检测到部件承载件结构102的现在暴露的、经抛光的并且优选地经清洁的表面的图像之后，可以将相应的图像数据供给至确定单元114，该确定单元114被配置成在所述图像上对部件承载件结构102的至少一个测试目标116进行确定。然后，评估单元118可以对所确定的部件承载件结构102的所述至少一个测试目标116的特性或属性进行评估，以对部件承载件结构102的质量进行评定。

有利地，所描述的设备100被配置成用于在没有人为干预的情况下执行质量测试。因此，可以以高生产量执行高精度的质量测试。

图5示出了作为部件承载件结构102的示例的试样200，该试样200包括根据本发明的示例性实施方式的用于材料去除过程的进度控制的牺牲结构224。

试样200包括具有操纵区域208的PCB型基板202，该操纵区域208用于由操纵单元104对试样200进行机器人操纵。诸如QR码之类的标识符126允许对试样200进行识别。在此被实施为铜填充钻孔的多个测试目标116位于测试区域212中，该测试区域212被定位成与操纵区域208分隔开。根据图5，试样200的基板202设置有作为机械编码的机械编码特征部230，以确保试样200在被插入到设备100时的正确取向。在所示的实施方式中，机械编码特征部230被实施为——除此之外——基本上矩形的基板202的倾斜边缘。

此外，图5的试样200包括多个对准结构216，这些对准结构216在这里被实施化为对准贯穿孔。所述对准结构216被布置在底板202的角区/角部中。无铜对准结构216被实现为完全延伸贯穿底板202的参考贯穿孔，使得能够通过设备100的光学相机进行对准。这种对准在材料去除期间和/或在抛光和/或图像检测期间可能是有利的。

此外，图5的试样200包括电传导牺牲结构224，该电传导牺牲结构224可以例如被实施为底板202中的金属插入件。牺牲结构224可以用于在研磨试样200期间对诸如研磨工具的材料去除单元112进行进度控制。为此目的，在从图5的右手侧去除材料期间，设备100的电极(未示出)可以与电传导牺牲结构224连接。在开始时，电极可以在电传导牺牲结构224处测量电信号。当在材料去除期间去除牺牲结构224时，电信号发生变化，并且当牺牲结构224被完全去除时，电信号最终消失。该事件对应于其中材料去除暴露出构成测试目标116的金属填充的贯穿孔的中央部225的情形。因此，在牺牲结构224处检测到的电信号的丧失可以用作关断材料去除单元112的诱因，因为已经达到了与测试目标116的横截面视图有关的期望目标位置(对应于预定的材料去除目的)。因此，在去除试样200的材料以暴露测试目标116期间，可以有意地去除牺牲结构222。因此，牺牲结构224可以用于检测材料去除直至测试目标116的目标暴露出的进度，因为牺牲结构224被布置为使得当到达测试孔220的中央部225时，在去除试样200的材料期间完全去除牺牲结构224。可替代地，在材料去除期间对牺牲结构222的剩余电阻进行测量也可以用作进度控制的基础。

在实施方式中，牺牲结构224以指示用于过程控制所需的不同部分的方式被结构化。例如，可以限定第一部分(例如，90％)，在该第一部分中可以使用第一研磨材料，可以限定第二部分(例如，7.5％)，在该第二部分中使用第二研磨材料(第二研磨材料可以是比第一材料更细的材料)，并且可以限定第三部分(例如，最后的2.5％)，在该第三部分中可以使用第三材料以用于精细研磨或抛光剩余部分。

图6示出了根据本发明示的例性实施方式的对部件承载件结构102进行处理以用于质量测试的方法的框图。

该方法可以在框265中开始。然后，在框267中可以执行关于部件承载件结构102的目标位置测量。然后，对是否已经到达目标位置进行评估，参见框269。如果否(参见框271)，则在框273中执行样品对准，随后进行目标制备过程275。然后，可以在框267中继续该过程。如果是(参见框277)，则对部件承载件结构102进行抛光，参见框279。然后，对表面质量是否是可接受的进行评估，参见框281。如果否(参见框283)，则重复抛光。如果是(参见框285)，则该过程在框287中结束。

图7示出了根据本发明的示例性实施方式的在材料去除过程之前并且被初始地和/或连续地监测以对材料去除过程进行调整的具有测试目标116的部件承载件结构102。

所示的部件承载件结构102例如可以是具有作为测试目标116的铜镀覆钻孔的印刷电路板(PCB)。所述测试目标116布置成使得所述测试目标116的中央部225沿着直线227布置并且所述测试目标116延伸到图7的纸平面中。如所示出的，部件承载件结构102具有倾斜的前边缘229，该前边缘229将通过研磨而经受材料去除过程。

在从部件承载件结构102去除材料之前，可以使用初始测量单元258对部件承载件结构102进行测量。在所示的实施方式中，初始测量单元258被实施为光学相机。当捕获到图7中所示的部件承载件结构102的图像时，初始测量单元258可以对部件承载件结构102的倾斜的前边缘229进行识别。然后，可以考虑初始测量单元258的测量结果对由材料去除单元112执行的材料去除过程进行调整以对部件承载件结构102的材料进行去除。在所示的示例中，可以执行材料去除过程，使得经处理的部件承载件结构110的前边缘229在研磨之后水平地延伸。

此外，图7示出了监测单元260，该监测单元260在此实施为X射线相机。所示的X射线相机被配置成在从部件承载件结构102去除材料之前、在从部件承载件结构102去除材料期间和/或在从部件承载件结构102去除材料之后对部件承载件结构102进行一次、定期地或甚至连续地监测。特别地，监测单元260还可以对部件承载件结构102的树脂基体的内部中的铜型测试目标116进行检测。基于该信息，可以对材料去除过程进行相应地调整。此外，材料去除过程的进度可以由X射线相机型监测单元260检测。在去除材料(特别地，通过研磨)期间，铜型测试目标116也被连续地去除，这可以通过监测单元260来检测。基于由监测单元260捕获的X射线图像，可以对材料去除过程进行控制以使材料去除过程在预定的材料去除目的被实现时精确地停止。在所示的实施方式中，当材料去除已经进行到直线227使得测试目标116的中央部225暴露时，所述预定的材料去除目的被实现。

图8示出了根据本发明的示例性实施方式的通过材料去除单元112经受材料去除过程的具有测试目标116的部件承载件结构102，其中，材料去除单元112的前进以及/或者去除材料的量可以被监测以进行进度控制。

所示的部件承载件结构102例如可以是具有作为测试目标116的铜完全填充的钻孔的PCB，测试目标116布置成使得测试目标116的中央部225沿着直线227布置，直线227又限定了预定的材料去除目的，在该预定的材料去除目的处，材料去除过程将停止。另外，这可以通过进度测量单元250来确保。在所示的实施方式中，进度测量单元250可以以组合的方式使用多个感测到的参数来对材料去除单元112的直到直线227但不超过直线227的进度进行确定和控制。替代性地，进度测量单元250可以仅使用下面提到的措施中的一个措施。

如所示出的，进度测量单元250包括示意性地示出的去除材料量化单元142，该去除材料量化单元142被配置成对由材料去除单元112从部件承载件结构102去除的材料的量进行量化。材料去除单元112在此被实施为研磨装置，该研磨装置通过研磨从部件承载件结构102去除材料。所述去除材料(更具体地，研磨碎屑)是由图8中的附图标记141示出的。尽管未在图8中示出，但进度测量单元250可以包括称重装置，该称重装置用于对去除材料的重量进行确定并且因此对去除材料的量进行确定。当部件承载件结构102的特性已知时，可以对为使测试目标116在直线227处暴露而应当去除的材料的量进行确定。

除去除材料量化单元142以外或替代去除材料量化单元142，进度测量单元250可以包括去除材料分析单元，该去除材料分析单元被配置成对由材料去除单元112从部件承载件结构102去除的材料进行分析(例如，化学分析)。例如，这种分析可以对从部件承载件结构102去除树脂材料的时间间隔与从部件承载件结构102去除铜材料的另一时间间隔进行区分。通过这种分析，当部件承载件结构102的构型已知时，可以确定材料去除的进度。

为了进一步提高对材料去除进度的确定的分辨率(resolution)，进度测量单元250还可以对在去除部件承载件结构102的材料期间材料去除单元112的空间上的前进进行测量。该空间上的前进是由箭头143示意性地指示的。如图所示，材料去除单元102的研磨工具145可以由驱动单元147、比如电动马达驱动。通过对用于驱动研磨工具145的驱动单元147触发的运动进行感测，可以对研磨工具145在根据图8的竖向方向上并向部件承载件结构102中的空间上的前进进行检测。此外，该检测可以提供能够用于使材料去除过程在直线227处停止的信息，即，根据预定的材料去除目的使材料去除过程停止的信息。

此外，进度测量单元250可以被配置成基于在去除部件承载件结构102的材料期间材料去除单元112对部件承载件结构102的接触压力的检测而对进度进行测量。为此目的，材料去除单元112可以设置有压力传感器149，优选地，材料去除单元112可以靠近研磨装置145的前侧部设置有压力传感器149。当研磨装置145抵靠部件承载件结构102向前移动时，研磨装置145与部件承载件结构102之间的接触压力可以由压力传感器149检测。尽管研磨装置145从部件承载件结构102去除相对柔软的树脂材料，但是测得的接触压力可能很小。当研磨装置105到达测试目标116的较硬的铜材料并且开始对测试目标116的较硬的铜材料进行部分地去除时，检测到的接触压力将增加。当达到具有最大铜横截面的直线227时，检测到的接触压力可以变为最大。因此，接触压力的时间依赖性也可以用于进度确定和控制。除接触压力以外或替代接触压力，还可以在去除部件承载件结构102的材料期间基于材料去除单元112的可旋转本体256的旋转速度来对进度进行测量。

图9示出了根据本发明的示例性实施方式的通过材料去除单元112经受材料去除过程的具有测试目标116和牺牲结构224的部件承载件结构102，其中，可以在牺牲结构224和/或测试目标116处检测电信号以进行进度控制。

根据图9的进度测量单元250被配置成通过对部件承载件结构102的呈测试目标116和/或牺牲结构224形式的电传导结构进行电测量来对材料去除单元112的进度进行测量。另外，测试目标116被实施为铜完全填充的钻孔，如图8中所示。牺牲结构224也由铜制成，并且牺牲结构224以与图5中的牺牲结构224类似的方式起作用。测试目标116的中央部225以及牺牲结构224的背侧部是沿着直线227布置的，该直线227限定了预定的材料去除目的，在该预定的材料去除目的处，材料去除过程将停止。

如图所示，进度测量单元250包括电检测单元151(例如，能够对电压或电流进行测量)，该电检测单元151与牺牲结构224和/或测试目标116中的一个或更多个测试目标电耦合。在由材料去除单元112从图9的底侧部开始从部件承载件结构102去除材料期间，材料去除单元112将在特定的时间点处到达牺牲结构224并且开始对牺牲结构224进行去除。因此，接地牺牲结构224的剩余铜材料的欧姆电阻将增加，这可以由电检测单元151检测。在将牺牲结构224完全去除的时间点处，即，当达到与预定的材料去除目的相对应的直线227时，源自牺牲结构224的电信号将消失，这可以用作用于使材料去除过程停止的诱因(trigger)。

除在牺牲结构224处捕获电信号之外或替代在牺牲结构224处捕获电信号，还可以对测试目标116中的一个或更多个测试目标执行这种测量，测试目标116也由电传导的铜制成。当材料去除过程到达测试目标116的底侧端时，测试目标116的欧姆电阻开始增加，这可以由电检测单元151检测。当到达直线227时，测试目标116的一半材料被去除。该事件可以被检测到，这是因为：在这种情况下，欧姆电阻以及因此由电检测151检测到的电信号具有特征值。然后，可以终止材料去除过程。还可以通过对电信号的梯度进行分析来检测已经到达直线227的事件，因为到达直线227对应于所述梯度的转折点。

图10示出了根据本发明的示例性实施方式的具有测试目标116的部件承载件结构102和机械止动件262，该机械止动件262用于在进度控制方面禁止过量材料去除。

所示的机械止动件262可以安置在下述位置：使得机械止动件262构造成抵靠部件承载件结构102以禁止材料去除单元112对部件承载件结构的过度材料去除。换句话说，当材料去除单元110已经到达与预定的材料去除目的对应的直线227时，材料去除单元112将抵靠机械止动件262的优选硬化的抵接表面153。

如图10中所示，进度测量单元250还可以配置成通过对部件承载件结构102的一个或更多个图像进行光学检测来对进度进行测量，如在图10中由附图标记155示意性地示出的。在该图像上，各个测试目标116的横截面是可见的，各个测试目标116在此被实施为铜镀覆的通孔。在由附图标记157示出的第一种情形中，部件承载件结构102的暴露平面示出了圆筒形的测试目标116的直壁，该直壁指示适当地竖向(例如，根据可以存储在数据库中的一个或更多个评估标准“适当地”)的横截面侧壁。因此，部件承载件结构102可以进行质量的确定和评估。在由附图标记159示出的第二种情形中，部件承载件结构102的暴露平面示出了圆筒形的测试目标116的倾斜侧壁，该倾斜侧壁指示部件承载件结构102的不适当(例如，根据可以存储在数据库中的一个或更多个评估标准“不适当地”)倾斜的横截面侧壁。然后，可能触发通过附加的材料去除进行的校正。

应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且单数形式不排除多个。同样，结合不同实施方式描述的元件可以被组合。

还应注意，权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。

本发明的实施方式不限于附图中所示和上面描述的优选实施方式。相反，即使在根本不同的实施方式的情况下，使用示出的解决方案和根据本发明的原理的多种变型是可能的。

Claims (15)

1.一种用于对部件承载件结构(102)进行处理以供质量测试的设备(100)，其中，所述设备(100)包括：

材料去除单元(112)，所述材料去除单元(112)被构造成对所述部件承载件结构(102)的材料进行去除，以使位于所述部件承载件结构(102)的内部中的待经受所述质量测试的至少一个测试目标(116)暴露；

进度测量单元(250)，所述进度测量单元(250)被配置成对所述部件承载件结构(102)的材料去除的进度进行测量；

分析单元(252)，所述分析单元(252)被配置成对所测得的所述进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析；以及

控制单元(254)，所述控制单元(254)被配置成基于所述分析的结果而对是否必须重复下述成系列的部分进行控制：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测得的所述进度是否满足所述预定材料去除目的的要求进行分析。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

其中，所述控制单元(254)被配置成将下述成系列的部分迭代地重复一次或多次直到实现所述预定的材料去除目的：去除材料；对去除材料的所述进度进行测量；以及对所测得的进度是否满足所述要求进行分析；

其中，所述控制单元(254)被配置成在调节回路中迭代地重复所述成系列的部分。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备(100)，其中，所述材料去除单元(112)被配置成通过研磨对所述部件承载件结构(102)的材料进行去除。

4.根据权利要求3所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

其中，所述材料去除单元(112)被构造成通过横截面研磨和平面研磨中的一者来对所述部件承载件结构(102)的材料进行去除；

其中，所述材料去除单元(112)被构造成通过粗研磨阶段和随后的细研磨阶段来对所述部件承载件结构(102)的材料进行去除。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

所述设备(100)包括抛光单元(140)，所述抛光单元(140)构造成在去除材料之后对所述部件承载件结构(102)的暴露的表面进行抛光；

其中，所述进度测量单元(250)被配置成在由所述材料去除单元(112)去除材料期间对所述进度进行测量；

其中，所述进度测量单元(250)被配置成通过对所述部件承载件结构(102)的图像进行光学检测来对所述进度进行测量。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备(100)，其中，所述进度测量单元(250)被配置成通过对所述部件承载件结构(102)的电传导结构(116、224)处的电信号进行电测量来对所述进度进行测量。

7.根据权利要求6所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

其中，所述电传导结构(116、224)属于所述部件承载件结构(102)的测试目标(116)和牺牲结构(224)中的一者；

其中，所述进度测量单元(250)被配置成通过在用于使所述至少一个测试目标(116)暴露的材料去除期间对待被至少部分地去除的所述电传导结构(116、224)的电信号进行检测来对所述进度进行测量，其中，所述电传导结构(116、224)被配置为用于根据所述预定材料去除目的来对所述材料去除直到所述至少一个测试目标(116)的暴露的进度进行检测。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

其中，所述进度测量单元(250)包括去除材料量化单元(142)，所述去除材料量化单元(142)被配置成对由所述材料去除单元(112)从所述部件承载件结构(102)去除的材料的量进行量化；

其中，所述进度测量单元(250)被配置成基于在去除所述部件承载件结构(102)的材料期间所述材料去除单元(112)的空间上的前进来对所述进度进行测量；

其中，所述进度测量单元(250)被配置成基于在去除所述部件承载件结构(102)的材料期间对所述材料去除单元(112)抵靠所述部件承载件结构(102)的接触压力的检测来对所述进度进行测量；

其中，所述进度测量单元(250)被配置成基于在去除所述部件承载件结构(102)的材料期间对所述材料去除单元(112)的可旋转体的旋转速度的检测来对所述进度进行测量。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的设备(100)，

所述设备(100)包括初始测量单元(258)，所述初始测量单元(258)被配置成用于在去除材料之前对所述部件承载件结构(102)进行初始地测量；

其中，所述材料去除单元(112)被配置成基于所述初始测量单元(258)的测量结果而对所述部件承载件结构(102)的材料进行去除。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的设备(100)，所述设备(100)包括：

确定单元(114)，所述确定单元(114)被配置成在所述材料去除之后对所述部件承载件结构(102)的所述至少一个测试目标(116)进行确定；以及

评估单元(118)，所述评估单元(118)被配置成对所述部件承载件结构(102)的所确定的所述至少一个测试目标(116)的特性进行评估，以对所述部件承载件结构(102)的质量进行评定。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

其中，所述部件承载件结构(102)的所述至少一个测试目标(116)包括以下中的至少一者：至少一个钻孔(158)；以及至少一个层结构(130、132)；

其中，在所述质量测试期间待被评估的所述部件承载件结构(102)的所述至少一个测试目标(116)的特性包括以下各者中的至少一者：钻孔(158)的直径(D)、相邻的钻孔(158)之间的距离(L)、电传导层结构(130)的电传导迹线的宽度、电传导层结构(130)的相邻的电传导迹线之间的距离、层结构(130、132)的厚度(d)、层结构(130、132)的平面度、层结构(130、132)的分层、以及印刷电路板型部件承载件结构(102)的任何特征；

所述设备(100)包括监测单元(260)，所述监测单元(260)被配置成至少在所述成系列的部分中的至少一部分期间对所述部件承载件结构(102)进行监测，特别地，所述监测单元(260)被配置至少在所述成系列的部分中的至少一部分期间连续地对所述部件承载件结构(102)进行监测，特别地，所述监测单元(260)是X射线装置；

其中，所述材料去除目的是到达所述部件承载件结构(102)的测试目标(116)的中央部(225)，特别地，所述材料去除目的是到达所述部件承载件结构(102)的钻孔或电传导结构的中央部(225)；

所述设备(100)包括机械止动件(262)，该机械止动件(262)构造成抵靠所述材料去除单元(112)以禁止由所述材料去除单元(112)对所述部件承载件结构(102)的过度材料去除；

其中，所述设备(100)被配置为在没有人为干预的情况下执行所述质量测试；

所述设备(100)包括对准单元(154)，所述对准单元(154)构造成在所述材料去除之前将所述部件承载件结构(102)对准，特别地，所述对准单元(154)构造成基于对所述部件承载件结构(102)的至少一个对准结构(216)的检测来在所述材料去除之前将所述部件承载件结构(102)对准。

12.一种对部件承载件结构(102)进行处理以供质量测试的方法，其中，所述方法包括：

对所述部件承载件结构(102)的材料进行去除，以使位于所述部件承载件结构(102的内部中的待经受所述质量测试的至少一个测试目标(116)暴露；

对去除所述部件承载件结构(102)的材料的进度进行测量；

对所测得的所述进度是否满足预定的材料去除目的的要求进行分析；以及

基于所述分析的结果，对是否必须重复以下成系列的部分进行控制：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测的进度是否满足所述预定材料去除目的的要求进行分析。

13.根据权利要求12所述的设备(100)，所述设备(100)包括以下特征中的至少一者：

其中，所述方法包括将以下成系列的部分迭代地重复一次或多次直到实现所述预定的材料去除目的：去除材料；对去除材料的进度进行测量；以及对所测量的进度是否满足所述要求进行分析；

其中，所述部件承载件结构(102)包括以下各者中的一者：包括多个连接的部件承载件预制件的面板；包括多个连接的部件承载件预制件的阵列；部件承载件预制件；试样；以及部件承载件，所述部件承载件特别是印刷电路板和集成电路基板中的一者；

其中，所述方法包括在没有人为干预的情况下执行所述质量测试。

14.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质中存储有用于对部件承载件结构(102)进行处理以供质量测试的计算机程序，所述计算机程序在由一个或多个处理器(156)执行时适于执行和/或控制根据权利要求12或13中的任一项所述的方法。

15.一种对部件承载件结构(102)进行处理以供质量测试的程序元件，所述程序元件在由一个或多个处理器(156)执行时适于执行和/或控制根据权利要求12或13中的任一项所述的方法。

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