TWI813036B - 設計用以執行品質測試的試樣之電腦實施系統、電腦實施方法、電腦可讀取媒體、程式元件和方法 - Google Patents

Abstract

用於設計試樣(200)的電腦實施系統(270)，用以執行與試樣相關之組件載體(256)的品質測試，其中該系統(270)包含符合性輸入單元(272)，組態用以接收符合性輸入資料，該符合性輸入資料指示將由要被設計之該試樣(200)所滿足的符合性條件；產品輸入單元(274)，組態用以接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體(256)的特性，要被設計的該試樣(200)與該等特性有關；以及試樣設計單元(276)，組態用以設計該試樣(200)以便滿足所述符合性條件及/或該等組件載體(256)的所述特性。

Description

設計用以執行品質測試的試樣之電腦實施系統、電腦實施方法、電腦可讀取媒體、程式元件和方法

本發明有關用於設計試樣的電腦實施系統及方法，用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試；執行組件載體之品質測試的方法；電腦可讀取媒體；以及程式元件。

在裝備有一或多個電子組件之組件載體的產品功能不斷增長及該等電子組件之漸增的小型化以及將被安裝在諸如印刷電路板之組件載體上的電子組件數目不斷增加的情況中，正在使用具有多個電子組件之越來越強大的類似陣列的組件或封裝，它們具有複數個接點或連接，在該等接點之間的間隔越來越小。同時，組件載體應係機械 性穩健的和電性可靠的，以便即使在嚴峻的條件下也能操作。

橫剖面係一種用以表徵材料，執行失敗分析及暴露諸如印刷電路板(PCB)之組件載體的內部結構的技術。橫剖面涉及將PCB的目標部分安裝在灌封材料中，以便在隨後的研磨和拋光處理中獲得支撐並保護PCB。所安裝的PCB係使用逐漸變細的介質來仔細地研磨和拋光，用以達到感興趣的目標檢查平面。然後，以此方式所製備的PCB可以由使用者檢查，例如在光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)下。平面研磨係另一種用以暴露組件載體的內部以供使用者檢查之用的技術。

製備和測試組件載體、經平面研磨之組件載體、及相關之實體的橫剖面在傳統上係由工程師手動地執行。此適用於不同類型的微剖面，諸如橫剖面和扁平剖面。惟，此在品質測試方面涉及大量的工作和受限的精確度，且就有關產業規模上之產量的嚴格要求可係關鍵性的。

本發明之目的在於以高可靠度、高產量、及合理的努力來評估組件載體結構的品質。

為了要實現上述目的，提供了依據申請專利範圍獨立項之用於設計試樣的電腦實施系統及方法，用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試；執行組件載體之品質測試的方法；電腦可讀取媒體；以及程式元件。

依據本發明之示例性實施例，提供了用於設計試樣的電腦實施系統，用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試，其中該系統包含符合性輸入單元，組態用以接收符合性輸入資料，該符合性輸入資料指示將由要被設計之該試樣所滿足的符合性條件；產品輸入單元，組態用以接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體的特性，要被設計的該試樣與該等特性有關；以及試樣設計單元，組態用以設計該試樣以便滿足所述符合性條件及/或該等組件載體的所述特性。

依據本發明之另一個示例性實施例，提供了設計試樣的電腦實施方法，用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試，其中該方法包含接收符合性輸入資料，該符合性輸入資料指示將由要被設計之該試樣所滿足的符合性條件；接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體的特性，要被設計的該試樣與該等特性有關；以及設計該試樣以便滿足所述符合性條件及/或該等組件載體的所述特性。

依據本發明之仍另一個示例性實施例，提供了執行組件載體之品質測試的方法，其中該方法包含執行具有上述特徵之方法，用於設計用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試之試樣；處理面板的中心部分，用以製造該等組件載體；處理該面板的邊緣部分，用以製造藉由具有上述特徵之方法來設計的該試樣；以及測試該試樣，用以執行該等組件載體的品質測試。

依據本發明之仍另一個示例性實施例，提供了程式元件(例如，以源碼或以可執行碼的軟體例程)，該程式元件在由處理器(諸如微處理器或CPU)所執行時適合於控制及/或執行具有上述特徵的方法。

依據本發明之又另一個示例性實施例，提供了電腦可讀取媒體(例如，CD、DVD、USB隨身碟、SD卡、磁片或硬碟、或任何其他的(尤其係較小的)儲存媒體)，其中儲存電腦程式，該電腦程式在由處理器(諸如微處理器或CPU)所執行時適合於控制及/或執行具有上述特徵的方法。

可依據本發明之實施例來執行的資料處理可以藉由電腦程式來實現，也就是說，藉由軟體，或藉由使用一或多個特殊的電子最佳化電路，亦即，以硬體，或以混合形式，也就是說，藉軟體組件和硬體組件。

在本申請案的上下文中，〝組件載體〞的術語可以特別地表示能在其上及/或其中容納一或多個組件以提供機械支撐及/或電性連接及/或光學連接及/或熱連通性的任何支撐結構。換言之，組件載體可被組構為用於組件的機械及/或電子載體。特別地，組件載體可係印刷電路板、組織插入件、及IC(積體電路)基板的其中一者。組件載體亦可係組合上述不同類型之組件載體的混合板。

在本申請案的上下文中，〝組件載體結構〞的術語可以特別地表示在製造組件載體期間及/或之後所處置和處理的薄片，例如面板、陣列、或組件載體本身。因此，組 件載體結構可以特別地表示包括多個連接的組件載體預製件的面板，包括多個連接的組件載體預製件的陣列(諸如四分之一面板)，組件載體的預製件(亦即，尚未製造完成的組件載體)，或製造完成的組件載體(諸如印刷電路板(PCB)或積體電路(IC)基板)。然而，組件載體結構也可能係試樣。

在本申請案的上下文中，〝試樣〞(或測試試樣)的術語可以特別地表示組件載體主體(諸如像印刷電路板一樣的主體)，其可用以測試組件載體(特別係印刷電路板)製造處理的品質。測試試樣可以製造在與組件載體(諸如印刷電路板)相同的面板上，例如在該面板的邊緣處或甚至形成該等組件載體的一部分或在組件載體之間的區域。然後，試樣可以在品質測試方面被檢查，以確保例如合適的層對齊、電性連接、等等。也可以將試樣予以橫剖面以檢查內部結構。試樣可以被設計包括與使用型組件載體之該等者相同之尺寸和結構的導電跡線及垂直貫穿連接(諸如通孔)。例如，試樣可係條型板(例如，具有23 x 3.5平方厘米的尺寸；在包括多個單獨可用試樣部分之試樣的模組化組態中，該等試樣部分亦可具有明顯更小的尺寸，諸如例如3 x 1平方厘米)。描述性地說，試樣的結構特徵應該做為同一面板之相對應組件載體(諸如PCB)之結構特徵的鏡像和指紋。從描述上來講，鏡像功能對支援檢查的內容做成複製，以及指紋功能顯示唯一性並顯示結構特徵在製造期間經受之處理的個別特徵。

在本申請案的上下文中，〝品質測試〞的術語可以特別地表示藉由分析其一或多個預界定之測試目標的特徵來評估組件載體結構的品質。在該品質測試中，可以測試該組件載體結構的一或多個該等特性特徵是否滿足一或多個品質準則。該等品質準則可以包括一或多個定性品質準則(諸如做為定性錯誤圖案或失敗情境的層結構之脫層的存在或不存在)及/或一或多個定量品質準則(諸如與預界定範圍之可接受厚度相關之圖案化銅層的厚度)。用於組件載體結構的可決定之品質缺陷的實例係在鑽孔、毛髮內含物、阻焊效應、要分離的導電跡線之間的短路等方面的人工製品。例如，可執行組件載體結構的品質測試以檢查組件載體結構是否符合產業規範(例如，IPC 6012、IPC-A-600、IPC-2221、等等)。

在本申請案的上下文中，〝用以執行與組件載體相關之品質測試的試樣〞之術語可以特別表示的是，所提及的組件載體係在共同製造處理方面與試樣相關聯。特別地，所述組件載體可以與該試樣的製造被同時地製造。該試樣與相關的組件載體可以形成同一面板的部件。因此，可以合理假設的是，試樣之品質問題對應於相關的組件載體之品質問題，且通過品質測試的試樣允許相關的組件載體亦符合所述品質測試要求的結論。例如，將在品質測試期間被評估之至少一個測試目標的缺陷包括由以下所組成之群組中的至少一個：超出可接受值範圍的鑽孔直徑，超出可接受值範圍之相鄰鑽孔間的距離，超出可接受值範圍的導 電層結構之導電跡線的寬度，超出可接受值範圍的導電層結構之相鄰導電跡線間的距離，超出可接受值範圍的層結構厚度，層結構的非平面性，層結構的脫層，及印刷電路板類型之組件載體結構的特徵與預界定規格的任何偏差。例如，可以考慮IPC-6012D(版本：2015年9月)之第3.6章〝結構完整性〞中所提及的一或多個準則。

在本申請案的上下文中，〝設計試樣〞之術語可以特別地表示電腦為基或處理器支援之決定資料集的處理，該資料集在組件載體製造設備中被輸入，該處理包括用以實體創建具有由該資料集所界定之特性的試樣所需的所有資訊。因此，考慮到所接收之關於所欲產品特性及/或符合性條件的輸入，試樣設計可以涉及界定試樣之特性的許多參數的決定。

在本申請案的上下文中，〝將由要被設計之該試樣所滿足的符合性條件〞之術語可以特別地表示要被設計之試樣應滿足的一組約束。此種符合性條件可係由使用者所界定做為要被設計之試樣之目標條件的條件。例如，使用者可以在面板中界定試樣的最大空間消耗。此外，符合性條件也可以與產業標準(例如，IPC-6012和IPC-2221)的符合性有關。

在本申請案的上下文中，〝將被製造之組件載體的特性〞之術語可以特別地表示與要在公共面板上設計的試樣一起製造的組件載體的屬性。該等特性可以包括定性特性(例如，組件載體係PCB或IC基板)及/或定量特性(諸 如參數值)。例如，該等屬性可以包括材料特性(例如，其電性絕緣層結構的樹脂)、結構尺寸(例如，鑽孔的直徑)、等等。組件載體的該等特性也可以反映在試樣設計中。

依據本發明之示例性實施例，提供了用以設計試樣(諸如印刷電路板試樣)的系統，較佳地用於與組件載體(尤其係與該試樣同一基板的印刷電路板)相關之品質測試的完全自動化系統。依據示例性實施例之試樣設計系統可以有利地考慮到輸入邊界條件，該輸入邊界條件涉及將由要被設計之試樣所滿足的符合性條件，以及與要在公共面板上設計的試樣一起製造之組件載體的特性，並且也應該由試樣設計所反映。取代使用標準化試樣來執行相關組件載體的品質測試，本發明之示例性實施例使得可以設計出能專門適應於特定應用或產品的需要(例如，考慮到該產品所欲的特定鑽孔尺寸)，且同時滿足符合性條件(諸如由產業標準所界定之該等者)的試樣。因此，不需要使用者的特定技藝，使用者可以藉靈活的工具來設計出應用特定的試樣。後者僅需要使用者在產品特性及符合性條件方面的輸入或選擇，然後就可以創建出對應的試樣，例如藉由提供包括用於相關組件載體之製造的同時所實體生產該試樣的所有資訊的資料集。在增加工程師在試樣界定的設計自由度之同時，可以同時地確保使用者特定的試樣亦滿足額外所界定的邊界條件，諸如與產業標準的符合性。較佳的是，所設計的試樣也可以符合有關自動化品質測試的要 求。設計試樣並隨後製造該試樣可以允許使用該試樣來高度可靠度地、高產量地、及合理努力地執行品質測試。有利地，該試樣設計可以可選地包括增進在試樣處理及/或分析期間之操作的一或多個特徵。

在下文中，將解釋該系統、方法、電腦可讀取媒體，及程式元件之進一步的示例性實施例。

在實施例中，系統包括輸出單元，該輸出單元係組態用以提供指示滿足所述符合性條件及/或組件載體的所述特性之所設計的試樣的輸出資料。在該輸出單元處，可以配置描述所創建或設計的試樣並且可以包括用以製造該試樣所需的所有資訊或指令的資料集。

在實施例中，符合性輸入單元係組態用以接收指示根據至少一種產業標準之符合性條件的符合性輸入資料，特別係IPC-2221(關於試樣的設計)、IPC-6012(關於品質測試及評估)、和IPC-A-600(亦關於品質測試及評估)的至少一者(每個所提及的產業標準特別係在本專利申請案之優先權日有效的最新版本)。因此，試樣設計可以呈現標準共形。

在實施例中，符合性輸入單元係組態用以接收指示使用者界定之符合性條件的符合性輸入資料。因此，在設計試樣時也可以考慮可自由界定的使用者需求。此增加了試樣設計的靈活性。

在實施例中，系統包括衝突決定單元，該衝突決定單元係組態用以決定根據至少一種產業標準的符合性條件與 使用者界定的符合性條件之間的衝突。例如，如果產業標準需要2毫米(mm)直徑的鑽孔，而使用者界定的特性要求1毫米直徑的鑽孔，則衝突決定單元可以識別此矛盾，並且可以例如藉由應用預界定的固定優先序規則來處理它或者藉由要求使用者指示是否符合標準或是使用者界定應該優先來處理它。

在實施例中，衝突決定單元係組態用以在決定所述衝突之後，請求使用者決定是否根據至少一種產業標準的符合性條件或使用者界定的符合性條件應該具有用以設計試樣的優先性。因此，在發生衝突的事件中，使用者可以根據具體應用的特殊性來決定是否產業標準或是使用者界定優先用於試樣設計。

在另一個實施例中，衝突決定單元係組態用以在決定所述衝突之後，依據預界定的優先性規則來設計試樣，特別係依據至少一種產業標準的符合性條件或使用者界定的符合性條件的哪一個應該具有用以設計該試樣之預界定的優先性規則。特別地，依據預界定的優先性規則，使用者界定的符合性條件可以優先。

在實施例中，衝突決定單元係組態用以在決定所述衝突之後，提出移除根據至少一種產業標準的符合性條件與使用者界定的符合性條件之間之衝突的修正的符合性規則。例如，如果產業標準需要2毫米直徑的鑽孔，而使用者界定的特性需要1毫米直徑的鑽孔，則系統可以提議1.5毫米直徑的鑽孔做為修正的符合性規則。

在實施例中，產品輸入單元係組態用以接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體之由鑽孔的直徑、相鄰鑽孔間的距離、及層結構的厚度所組成之群組中的至少一個。也可以考慮將在與依據試樣設計的結果所實體創建之試樣相同的面板上被製造之組件載體的其他特性。

在實施例中，系統包括初始試樣輸入單元，該初始試樣輸入單元係組態用以接收指示初始試樣設計的資訊。然後，試樣設計單元可以被組態用以驗證初始試樣設計是否滿足所述符合性條件及/或組件載體的所述特性。如果初始試樣設計被驗證或認可，則試樣設計單元可以使用指示初始試樣設計的資訊來設計試樣，或者至少使用它來做為用於試樣設計的起點。因此，系統亦可以驗證初始試樣設計是否符合根據至少一種產業標準的符合性條件及使用者界定的符合性條件。如果係此情況，則初始試樣設計可以被認可或驗證為標準共形和產品共形。如果情況並非如此，則系統可以提議或執行與初始試樣設計相比之試樣設計的修正。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以依據與良好製造規範(GMP)相關的至少一個邊界條件來設計該試樣。GMP可以描述為了要符合由控制產品之製造和銷售的授權和許可之機構所推薦的指南的規範。該等指南可以提供製造商應該滿足的最低要求，用以確保產品在其所預期用途的批次之間始終保持高品質。藉由交叉檢查試樣 設計與GMP要求，可以避免與GMP不相容的組件載體。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計試樣以與由完全自動化設備所執行之試樣的品質測試相容。因此，試樣可以被專門設計用於被組態用以執行與所述試樣相關之組件載體的品質測試而無需人為干預的設備。此可以使品質測試更為客觀且因此更加可靠，同時實現更高的產量。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有操作區域的試樣，該操作區域係組態用以藉由機器人操作單元(例如，包括多軸機器人)來操作該試樣且沒有用於品質測試的測試目標。可以在試樣的表面上配置專用的操作區域，用以藉由自動化品質測試設備的機器人操作單元來操作試樣，該表面並沒有用於實際品質測試的測試目標。因而，品質測試不會受到操作所影響，且甚至可以與操作同時地執行。因此，依據本發明之示例性實施例所設計的試樣可以被適當地調整以供自動化機器人操作之用。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計試樣，使得操作區域被配置在試樣之基板的兩個相對的主表面上，尤其係在相對應的位置處。此允許自動化設備的操作單元在兩個相對側抓住並完美地夾住試樣，從而適當地操作試樣而沒有試樣從操作單元滑落的任何風險。在操作區域處或附近的工具孔可以允許操作單元的銷支撐試樣的操作。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有測試區域的試樣，該測試區域包括用於品質測試的測試目標。 與試樣的操作區域空間地分離的可係具有測試目標(諸如一系列的鑽孔，可選地填充有諸如銅的導電材料)的測試區域，該測試區域可以經受材料去除處理(例如，但未受限於磨料去除，例如用以創建試樣的橫剖面)，該處理可以在執行品質測試期間被執行(例如，用以暴露鑽孔做為測試目標或特徵來評估)。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以將測試目標設計為一系列的測試孔，特別係填充有導電材料的測試孔。以銅來填充測試孔還可以允許容易地區分測試孔與較佳地未填充的貫穿孔。此外，在所捕獲的橫剖面影像中，金屬填充的測試孔可以容易地以與樹脂的高對比而被目視地識別出。以銅來填充測試孔可以與在材料去除之前所執行的浮焊測試相互關聯。當存在電鍍貫穿孔時，亦即，當測試孔係部分地填充有金屬時，焊料可能會由於毛細管力或潤濕而在電鍍貫穿孔中上升。在非電鍍貫穿孔的情況中，由於缺乏潤濕性，所述焊料上升並不會發生。該等未填充的測試孔可以簡化對齊，然後可以藉由透光照明來完成對齊。

在實施例中，測試孔的序列包括由至少兩個不同尺寸(例如，不同直徑)的測試孔、至少兩個相同尺寸(例如，相同直徑)的測試孔、至少三個沿著直線設置的測試孔、和至少三個在共同橫剖面中(亦即，共平面)的測試孔所組成之群組中的至少一種。測試孔的該等設置可以在品質測試方面提供有意義的資訊。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有識別符的試樣，該識別符係組態用以識別試樣及/或相關的組件載體。在品質測試期間根據其識別符來識別試樣在可追溯性方面可係非常有利的，並且可以被視為用於使品質測試自動化的有力特徵。識別符可以形成在基板上及/或基板中。較佳地，還可以創建識別符以形成基板之層結構的一部分。非常有利地，然後可以在處理面板期間製造試樣的識別符，最佳地藉由圖案化導電層(例如，由銅所製成)，從而在圖案化用以製造組件載體的層結構期間創建識別符(例如，實施為條碼或QR碼)。藉由採取此種措施，用以製造識別符的額外努力(特別係人力資源努力)係最小的。較佳地，識別符唯一地識別其試樣及/或相關的組件載體。因此，在此一實施例中，沒有兩個試樣可以具有相同的識別符。

在實施例中，識別符可以包括由QR碼、條碼、轉發器、電性可讀取識別符、及字母數字碼所組成之組群中的至少一種。例如，該識別符可係QR碼、條碼、字母數字碼、或任何其他光學可讀取碼。替代地，該識別符可係與基板連接的無線轉發器，例如RFID標籤或NFC標籤。該轉發器可以藉由設備之相對應的讀取器裝置來讀出。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有一或多個對齊結構的試樣，特別係一或多個對齊貫穿孔。為了要確保試樣的暴露表面(以所欲方式顯示至少一個測試目標)相對於捕獲所述暴露表面之影像的相機的適當取向， 設備可以自動地決定試樣之一或多個對齊標記的位置，並且可以在捕獲影像之前調整試樣的位置及/或取向。附加地或替代地，在材料去除以暴露所述表面之前或期間，可以執行此一對齊處理。此增進了品質測試的準確性。將對齊結構組態為對齊貫穿孔可以允許使用光學相機及較佳地與其合作的光源來適當地執行對齊測量。例如，該相機可以捕獲試樣的影像，其中根據僅穿過貫穿孔所傳播之光的偵測，可以在具有高對比的該影像上很容易地決定對齊貫穿孔。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有機械編碼特徵的試樣，特別係實質矩形試樣的斜角或邊緣，用以禁止錯誤插入至用於執行品質測試的設備內。此機械碼使試樣相對於自動化設備的任何未對齊皆屬不可能，並確保抗錯穩健性自動化品質測試。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有至少一個犧牲結構的試樣，特別係至少一個導電犧牲結構，該至少一個犧牲結構係在去除試樣之材料以暴露至少一個測試目標的期間被至少部分地去除，其中該至少一個犧牲結構係組態用以偵測材料去除直至至少一個測試目標的目標暴露的進度。特別地，可以將至少一個犧牲結構設置使得在去除試樣的材料期間，當到達至少一個測試目標之測試目標(例如，測試孔，或諸如線、跡線、或焊墊之導電層結構的測試元件)的中心時，被完全地去除。有利地，在材料去除期間測量指示犧牲結構之歐姆電阻的電性信號可 以允許決定材料去除處理的進度，並且允許相應地控制材料去除處理。而且，在所述材料去除處理期間，可以持續地去除犧牲結構，以不斷地改變其歐姆電阻。因此，在試樣之材料去除期間測量犧牲結構之剩餘部分的歐姆電阻可以允許獲得關於材料去除處理之進度的結論。根據對犧牲結構之此種測量，可以準確地及時停止材料去除處理，而以預界定的方式暴露測試目標(例如，暴露其中心)，例如當測量出犧牲結構之預界定的歐姆電阻時。

在實施例中，試樣設計單元係組態用以設計具有多個整體連接且在功能上分離的試樣部分的試樣，每個試樣部分係組態為可單獨分離且可用於藉由自動化設備所執行的品質測試。例如，每個試樣部分都可以包括指定的操作區域和指定的測試區域。而且，每個試樣部分都可以包括識別符、對齊結構、或本文所描述之用於試樣的任何其他特徵。非常有利地，可以將試樣設計為具有可單獨分離之試樣部分的模組化結構。因此，取決於某一品質測試的需求，使用者可以僅使用該等試樣部分的一個或一些以供品質測試之用。此種以模組化方式專門針對個別應用的需要來調整試樣特性節省了資源並增加了使用者的靈活性。就測試目標而言，一些試樣部分可係冗餘的，以便支援不同的測試和/或不同的材料去除處理用以檢查不同的測試目標。尤其，測試目標可係組件載體(例如，PCB)的所有幾何特徵(諸如通孔、層)，其可藉由試樣來反映出。

在實施例中，組件載體結構包括至少一個電性絕緣層 結構和至少一個導電層結構的堆疊。例如，組件載體可係所提及之電性絕緣層結構和導電層結構的疊層，特別係藉由施加機械壓力及/或熱能來形成。所提及的堆疊可以提供板狀組件載體，其能夠為進一步的組件提供大的安裝表面且仍係非常薄和緊密的。

在實施例中，組件載體結構係成形為板狀。此有助於緊密的設計，其中組件載體仍然提供用以在其上安裝組件之大的基礎。此外，特別係做為嵌入式電子組件之實例的裸晶粒，由於它的小厚度，可以方便地嵌入到諸如印刷電路板的薄板內。

在實施例中，組件載體結構係組態為由印刷電路板、基板(特別係IC基板)、及插入件所組成的群組中的一種。

在本申請案的上下文中，〝印刷電路板〞(PCB)之術語可以特別地表示板狀組件載體，其係藉由疊層多個導電層結構和多個電性絕緣層結構來形成，例如藉由施加壓力及/或供應熱能。做為用於PCB技術的較佳材料，導電層結構係由銅所做成，而電性絕緣層結構則可包括樹脂及/或玻璃纖維、所謂預浸體或FR4材料。各種導電層結構可以藉由形成穿過疊層的貫穿孔，例如藉由雷射鑽孔或機械鑽孔，並且藉由以導電材料(特別係銅)來填充它們，從而形成通孔或其他貫穿孔連接，而以所欲的方式來彼此連接。(例如部分地)填充的孔可以連接整個堆疊(延伸穿過若干層或整個堆疊的貫穿孔)，或填充的孔連接至少兩個導電層，稱作通孔。類似地，可以透過堆疊的各個層來形成 光學互連以便接收電光電路板(EOCB)。除了可被嵌入於印刷電路板中的一或多個組件之外，印刷電路板通常被組構用以在板狀印刷電路板的一或兩個相對表面上容納一或多個組件。它們可以藉由焊接來連接到個別的主表面。PCB的電介質部分可以由帶有增強纖維(諸如玻璃纖維)或其他增強顆粒(諸如增強球體，特別係玻璃球體)的樹脂所組成。

在本申請案的上下文中，〝基板〞之術語可以特別地表示小組件載體。與PCB相比，基板係相對較小的組件載體，一或多個組件可被安裝於其上，且可以扮演一或多個晶片與另一個PCB之間的連接介質。例如，基板可以具有與要安裝在其上之組件(特別係電子組件)實質相同的尺寸(例如，在晶片尺寸封裝(CSP)的情況下)。更具體地，基板可以被理解為用於電性連接或電性網路的載體以及可與印刷電路板(PCB)相比的組件載體，但是具有相當高的橫向及/或垂直設置之連接的密度。橫向連接係例如導電路徑，而垂直連接則可係例如鑽孔。該等橫向及/或垂直連接係設置在基板內，並可用以提供封裝的組件或未封裝的組件(諸如裸晶粒)，特別係IC晶片，與印刷電路板或中間件印刷電路板的電性、熱、及/或機械連接。因此，〝基板〞之術語還包括〝IC基板〞。基板的電介質部分可以由帶有增強顆粒(諸如增強球體，特別係玻璃球體)的樹脂所組成。

基板或插入件可包括或由至少一層玻璃、矽(Si)、及 /或可光成像或可乾蝕刻的有機材料如環氧基積層材料(諸如環氧基積層膜)或聚合物化合物(其可包括或可不包括光敏及/或熱敏分子)如聚醯亞胺或聚苯並

唑所組成。

在實施例中，至少一個電性絕緣層結構包括由樹脂或聚合物所組成之群組中的至少一種，諸如環氧樹脂、氰酸酯樹脂、苯並環丁烯樹脂、雙馬來聚亞胺三嗪樹脂、聚苯衍生物(例如，以聚苯醚PPE為基)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)、及/或它們的組合。也可以使用諸如網、纖維、球體、或其他種類之填料顆粒的增強結構，例如由玻璃(多層玻璃)所製成以形成複合材料。半固化樹脂與增強劑相結合，例如以上述樹脂浸漬的纖維係稱作預浸體。該等預浸體通常以其特性來命名，例如FR4或FR5，其描述了它們的阻燃特性。雖然對於剛性PCB通常偏好預浸體，尤其係FR4，但是也可以使用其他材料，特別係環氧樹脂基材料(諸如積層膜)或可光成像的電介質材料。對於高頻率應用而言，諸如聚四氟乙烯、液晶聚合物、及/或氰酸酯樹脂的高頻材料可係較佳的。除了該等聚合物之外，低溫共燒陶質物(LTCC)或其他低的、極低的、或超低的DK材料(其中DK可意指電介質常數的實部)可以做為電性絕緣結構來應用於組件載體中。

在實施例中，至少一個導電層結構包括由銅、鋁、鎳、銀、金、鈀、及鎢所組成之群組中的至少一種。雖然銅通常係較佳的，但其他材料或其塗層型式亦係可能的， 尤其是塗覆有諸如石墨烯的超導電材料。

可被嵌入於堆疊中的至少一個組件可選自由非導電嵌體、導電嵌體(諸如金屬嵌體，較佳地包括銅或鋁)、傳熱單元(例如，熱管)、光導元件(例如，光波導或光導體連接)、電子組件、或其組合所組成的群組。嵌體可係例如具有或不具有絕緣材料塗層(IMS嵌體)的金屬塊，其可被嵌入或表面安裝以供促進散熱的目的之用。合適的材料係依據其導熱係數來界定，導熱係數至少應為2W/mk(瓦/米．度)。該等材料通常基於，但不受限於金屬、金屬氧化物、及/或陶質物，例如銅、氧化鋁(Al₂O₃)、或氮化鋁(AlN)。為了要增加熱交換能力，也經常使用具有增加表面面積的其他幾何形狀。此外，組件可係主動電子組件(至少實施一個p-n接面)、諸如電阻、電感、或電容器的被動電子組件、電子晶片、儲存裝置(例如，DRAM或另一資料記憶體)、濾波器、積體電路(諸如可場編程閘陣列(FPGA)、可編程陣列邏輯(PAL)、同屬陣列邏輯(GAL)、及複雜可編程邏輯裝置(CPLD))、信號處理組件、功率管理組件(諸如場效電晶體(FET)、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、互補型金屬氧化物半導體(CMOS)、接面型場效電晶體(JFET)、或絕緣閘極場效電晶體(IGFET)，均基於半導體材料，例如碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、氧化鎵(Ga₂O₃)、砷化銦鎵(InGaAs)、和/或任何其他合適的無機化合物)、光電子介面元件、發光二極體、光電耦合器、電壓轉換器(例如，DC/DC轉換器或 AC/DC轉換器)、密碼組件、發射器及/或接收器、機電換能器、感測器、致動器、微機電系統(MEMS)、微處理器、電容器、電阻、電感、電池、開關、相機、天線、邏輯晶片、及能量收集單元。然而，可將其他組件嵌入到組件載體中。例如，磁性元件可用作組件。該磁性元件可係永磁元件(諸如鐵磁元件、反鐵磁元件、多鐵性元件、或亞鐵磁元件，例如鐵氧體磁芯)或者可以係順磁元件。然而，組件亦可係IC基板、插入件、或另外的組件載體，例如以板中板的組態。組件可以表面安裝在組件載體上和/或可被嵌入於其內部中。此外，也可以使用其他的組件，特別係產生和發射電磁輻射及/或對來自環境所傳播的電磁輻射靈敏的該等組件做為組件。

在實施例中，組件載體係疊層型組件載體。在該實施例中，組件載體係藉由施加壓力和/熱量來堆疊及連接在一起的多層結構的複合物。

在處理組件載體的內層結構之後，可以以一或多個其他的電性絕緣層結構和/或導電層結構來對稱地或非對稱地覆蓋(特別係藉由疊層)所處理的層結構之一或兩個相對的主表面。換言之，可以繼續積層直到獲得所欲數量的層。

在完成電性絕緣層結構和導電層結構之堆疊的形成之後，可以對所獲得的層結構或組件載體進行表面處理。

特別地，就表面處理而言，可以將電性絕緣阻焊劑施加到層結構或組件載體的一或兩個相對的主表面上。例 如，可以在整個主表面上形成諸如阻焊劑，並隨後圖案化阻焊劑層，以便暴露一或多個導電表面部分，該導電表面部分將用以將組件載體耦接到電子周邊。仍覆蓋有阻焊劑的組件載體的表面部分可以有效地防止氧化或腐蝕，尤其是包含銅的表面部分。

就表面處理而言，可以選擇性地對組件載體之暴露的導電表面部分施加表面飾面。該表面飾面可係在組件載體之表面上之暴露的導電層結構(諸如焊墊、導電軌跡、等等，特別地包括銅或由銅所組成)上的導電覆蓋材料。如果該等暴露的導電層結構未受到保護，則暴露的導電組件載體材料(特別係銅)可能氧化，而使組件載體不太可靠。然後，可以形成表面飾面，例如做為表面安裝組件與組件載體之間的介面。表面飾面具有保護暴露的導電層結構(特別係銅電路)及致能與一或多個組件的連接處理(例如，藉由焊接)的功能。用於表面飾面之合適材料的實例係有機可焊性防腐劑(OSP)、化學鍍鎳浸金(ENIG)、金(特別係硬金)、化學錫、鎳金、鎳鈀、化學鍍鎳浸鈀浸金(ENIPIG)、等等。

本發明之以上所界定的觀點和進一步的觀點將從下文中所描述之實施例的實例變得明顯，並且將參照該等實施例的實例來加以解釋。

100:自動化設備

102:組件載體結構

104:機器人操作單元

106:入口

108:出口

110:識別單元

112:材料去除單元

114:決定單元

116:測試目標

118:評估單元

120:機器人

122:入口操作子單元

124:出口操作子單元

125:輸入區段

126:識別符

127:橫剖面站

128:資料庫

129:輸出區段

130,204:導電層結構

131:圓周外殼

132,206:電性絕緣層結構

133:脫層程度

134:人工智慧模組

135:輸入/輸出單元

136:入口容納單元

138:出口容納單元

140:拋光單元

142:去除材料量化單元

144:封裝單元

146:封裝膠

148:單個化單元

150:熱應力暴露單元

152:清潔單元

154:對齊單元

156:處理器

158:鑽孔

160:較大的主體

161:陣列

162:決定單元

163:框架

165:頂視圖

167:側視圖

169:回饋迴路

170:流程圖

172:輸入

190:輸出

200:試樣

202:底板

208:操作區域

211:工具孔

212:測試區域

213:細節

216:對齊結構

218:轉角區域/轉角

220:測試孔

222,254:邊緣部分

224:導電犧牲結構

225:中心

226:試樣部分

228:斷裂點

230:機械編碼特徵

250:面板

252:中心部分

256:組件載體

270:電腦實施系統

272:符合性輸入單元

274:產品輸入單元

276:試樣設計單元

278:輸出單元

280:衝突決定單元

282:初始試樣輸入單元

284:處理器

286:使用者介面

288:資料庫

290:資料集

[第1圖]圖示出依據本發明示例性實施例之執行組件 載體結構的品質測試之方法的流程圖。

[第2圖]示意地圖示出依據本發明示例性實施例之用以執行組件載體結構的品質測試之設備。

[第3圖]圖示出依據本發明示例性實施例之用以執行組件載體結構的品質測試之設備的細節。

[第4圖]圖示出依據本發明示例性實施例之用於設計試樣的電腦實施系統，用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試。

[第5圖]圖示出依據本發明示例性實施例之設計試樣用以執行與試樣相關之組件載體的品質測試之處理的示意圖。

[第6圖]圖示出依據第4圖及第5圖所設計之用於完全自動化品質測試設備之試樣的平面視圖。

[第7圖]圖示出依據第4圖及第5圖所設計之包括多個整體連接的試樣部分的試樣。

[第8圖]圖示出依據第4圖及第5圖所設計的另一種試樣。

在圖式中的圖示係示意性的。在不同的圖式中，相似或相同的元件係配置以相同的參考符號。

在參照圖式之前，將更詳細地描述示例性實施例，將根據已開發出之本發明的示例性實施例來總結一些基本的考慮。

依據本發明之示例性實施例，提供了一種用於建構和驗證測試試樣設計的系統，該系統可以考慮所有需要的測試項目。更具體地，可以提供用以建構及驗證或認可用於所有需要的測試項目之測試試樣的完全自動化系統。此一系統可以致能提供符合於用以創建測試試樣應被考慮之所有標準和要求的試樣設計，並且自動化工具可以配置用於此目的。尤其，本發明之示例性實施例可以結合IPC(印刷電路研究所)規定、應用特定的使用者要求、和用於以自動化試樣為基之品質測試的要求。在此基礎上，示例性實施例可以自動地產生試樣設計。此一架構可以減少甚至消除人為錯誤，並且可以比傳統方法更靈活地及更快速地對需求的改變做出反應。此外，此一試樣設計架構可以創建無需多餘特徵的模組化試樣。此可以使資源的使用更有效率。

有利地，用於測試試樣的要求可以寫在外部文件或標準中(特別地做為用以實體製造試樣的配方)。依據本發明之示例性實施例的系統可以自動地編譯所有所界定的需求。此一系統還能夠自動地設計和驗證測試試樣。所提及的系統尚可以根據預編譯的一組要求來測試及/或驗證現有的試樣設計。示例性實施例可以大大地增進實驗室檢查的能力。特別地，依據本發明之示例性實施例的自動化試樣設計系統可以在試樣創建處理中具體地提供高度自動化，並且還可以對所獲得的試樣設計執行驗證。依據本發明之示例性實施例的試樣設計工具可以允許提供符合IPC 的設計，並且可以考慮到PCB生產和實驗室測試的實際情況。尤其，可以在考慮到用於試樣設計之不同邊界條件的整合和組合方面之要求的同時，執行試樣生成的自動化。

依據本發明之示例性實施例，測試試樣特徵可以藉由以電腦為基的系統而不是由工程師來界定和驗證，此係較低勞力密集的，因為來自PCB及來自標準的所有特徵都可以由處理器所編譯。此一系統可以自由地調整符合依據IPC-2221B第12.1章(版本：2012年11月)之一致性測試試樣(Conformance Test Coupon)的試樣設計。由於此種試樣設計系統的動態特性，試樣可以精確地適配以對應於實際的產品屬性，且亦可以導致最佳的面板利用率。非常有利地，由於不受人力資源所限制之以處理器為基的設計程序，模組化試樣設計成為可能。

示例性實施例的要點係一種軟體工具，該軟體工具可以瞭解關於組件載體產品的標準和規格資料。該工具然後可以自動地創建出符合於所述標準和規格的試樣。還可以根據所述標準和規格來檢查現有試樣的正確性。

當依據本發明之示例性實施例的系統完成試樣設計時，試樣可以與組件載體一起被實體地製造在共同面板上。之後，試樣可以與面板分離並可以經受品質測試，較佳地在完全自動化品質測試設備中。由於試樣和組件載體的共同製造，用於試樣所執行之品質測試的結果也可以被預期成為組件載體之品質的指示。在試樣之品質測試的期間，可以使試樣經受材料去除處理(例如，研磨)，以暴露 出顯示一或多個測試目標(諸如鑽孔)的試樣之感興趣的(例如，橫剖面)平面。在本申請案的上下文中，〝去除材料以暴露平面〞的術語可以特別地表示在試樣之水平、垂直、或對角線方向中的材料去除。因此，所暴露的平面可以具有任何取向(特別係水平、垂直、或對角線的)。此後，可以藉由偵測單元來偵測所暴露平面的影像，可以在影像上決定一或多個測試目標(諸如鑽孔)，以及可以根據所決定的至少一個測試目標來評估品質。

對組件載體結構的橫剖面有影響之變量的實例(請參閱下文之各個變量的更詳細討論)係用於材料去除的研磨體、對齊(例如，使用操作臂)、在研磨及/或拋光期間所施加的壓力、在研磨及/或拋光期間的旋轉速度、特別係從組件載體結構的材料去除的控制(更具體地，材料去除進度控制)、清潔(組件載體結構及/或研磨體)以避免攜帶、加熱或冷卻、以及熱及機械負載。

關於研磨，可調參數係磨料介質的顆粒大小、接觸壓力、和轉速。顆粒也可以為研磨機來調整。組件載體結構之橫剖面表面的拋光可以使用金剛石懸浮液來執行(其中旋轉可係同步的或往復的)。可選地，組件載體結構的浸漬及/或填充可以防止銅孔的塗抹。

關於用於材料去除之所使用的研磨體，有利的是，材料去除處理不會產生過多的熱量，用以保持組件載體結構之疊層的完好無損。較佳地，材料去除處理可以在明顯低於組件載體材料的樹脂材料之玻璃化變遷溫度Tg(例如， 在攝氏標度或凱式標度上比Tg低至少10%)的溫度下來執行。例如，水可以用作冷卻及/或清潔介質。

用以去除組件載體結構的材料，研磨可係較佳的。然而，材料去除也可以藉由(例如，線)切割、線腐蝕、電漿處理、雷射處理、噴砂、水噴流、銑削、鋸切、澆口剪處理、離子束處理、及/或沖壓來完成。

較佳地，顆粒大小可以(特別係在材料去除結束時)足夠細以支援隨後的拋光。顆粒大小可以根據所使用的拋光懸浮液來選擇。例如，3微米(μm)顆粒可能只適用於一定程度的研磨。

為了要抑制組件載體結構之研磨及/或拋光表面的平面性變化，避免過熱及過冷可係有利的。此外，熱負載和機械負載應保持低。

當設計操作單元的操作臂時，組件載體結構的滑動及/或轉動應保持盡可能地低。此有利的邊界條件可以影響最大轉速的選擇。

接下來，將解說研磨處理的實施例。有利地，可以執行迭代研磨控制處理。研磨盤(或板)可以水平或垂直地設置，或者如果需要或期望時(鑒於所實施的研磨類型)，以特殊的角度來設置。

關於材料去除之進度的控制，可以使用相機來監控研磨進度。例如，可以將該相機設置在研磨體上及/或研磨體中。此可促進組件載體結構之所處理的表面的平面性和/或對齊。進度控制亦可以藉由電性測量來完成，例如藉 由接觸在某個材料去除進度狀態下被部分或全部去除的銅結構，此可藉由電性信號的改變來偵測。另外替代地，進度控制可以根據一或多個機械止動件(例如，具有足夠硬的表面，較佳地係金剛石表面)，當材料去除處理達到預界定的進度時，研磨體緊靠著該止動件。研磨體上的電阻測量也可以用作進度控制。在其他實施例中，可以在進度控制方面測量漸進進給。例如，關於貫穿孔，打開該孔的瞬間可以導致顯著的壓降。當到達微通孔時，在壓力上的影響可係相反的，亦即，可以偵測出壓力增加或電阻增加。研磨金屬通孔材料而不是較軟的樹脂材料可能會增加壓力。如果在微通孔處測量電性信號且該微通孔的導電材料被去除時，電阻可能增加，此亦可係可偵測的。在進度控制之又一實施例中，可以偵測出目標達到時之例如水的變色。此外，電阻測量(例如，在研磨期間所去除的犧牲結構)也可以用於進度控制。在關於進度控制之再一實施例中，可以使用聲音偵測、以摩擦計為基的偵測、壓在研磨盤上的銷(可選地與擋光板組合)、等等。一旦偵測到鑽孔的中心，則研磨可能會停止。

較佳地，可以在測試目標處或接近測試目標下測量進度。仍關於研磨處理的進度控制，硬停係可能的。無論如何，迭代研磨處理亦係可能的。

在實施例中，可以測量研磨體與組件載體結構之間的接觸壓力。例如，此可以藉由壓力調整器(例如，根據力來調整)而以自動方式來完成。在材料去除期間，壓力可 以保持恆定或可以變化。較少數量的研磨體可以與時間、壓力、旋轉進行平衡。亦可以根據產量、品質目標、樣品厚度來施加可變壓力。最大壓力可以以不損壞組件載體結構的方式來調整，特別係在諸如鑽孔的測試目標處或周圍。特別地，可以根據應該如何研磨組件載體(例如，沿層研磨、對層研磨、等等)來選擇接觸壓力。應注意的是，切割準備既不會增強也不會減少組件載體結構中的品質問題。

關於旋轉速度和類型，僅在低於預界定之最大值的範圍內產生熱量可係有利的。旋轉方向可係同步的或可係相反的。夾持或操作裝置(諸如夾緊裝置、操作夾具、六足架、等等)可以快速擺動。

在旋轉方面可以被調整的參數係旋轉時間、接觸壓力、旋轉類型、組件載體結構的材料、顆粒、等等。

關於在以自動方式執行品質測試的處理期間之組件載體結構的對齊或定向，相機可以決定組件載體結構在第一次研磨之前是否被正確地定位。如有必要時，可以校正組件載體結構的位置以確保適當的對齊(例如，根據與較佳地未鍍銅的外部參考孔的比較；例如，可以在光處理中鑽孔或蝕刻該等參考孔)。或者，可以執行機械對齊處理(例如，使用對齊銷)。

對齊的目的可係目標平面與研磨介質應該平行地取向。此可藉由相對應地影響介質、研磨體、轉動一個或甚至所有所涉及之組件、等等來實現。

仍然關於對齊，相機影像可以捕獲要觀察的參考點和目標點。此資料可以界定目標平面(軟體支援地、機械地、等等)並可以使目標平面平行於研磨介質。在對齊控制的進一步過程中，限制因素可係六足架/研磨速度/最大力的組合，以致使對齊保持，此對應於整個系統的機械穩定性。

現在關於組件載體結構的清潔，一實施例可以在研磨期間清潔組件載體結構。在迭代方法中，每個新的研磨階段(例如，在粗研磨之後的細研磨)可以藉由清潔階段來進行。清潔可以確保不會發生顆粒的攜帶。例如，在清潔方面，顆粒可以被吹走、吸走、蒸發、燃燒、剝離、刷洗、淋洗、等等。例如，可以在研磨處理期間執行連續清潔。可以實施抽吸、淋洗(較佳地，浴或水槽)、剝離、吹走、超音波浴(搖出)、或其他的清潔單元。有利地，非常小的裂紋可以藉由清潔來淋洗掉。在清潔之後，有利的是，剩餘顆粒的最大尺寸應等於或小於下一個處理中之用於研磨的顆粒尺寸。

關於試樣設計，它可係標準化的，或可偏差。任何偏差都可以與使用者協調。例如，試樣型組件載體結構可以配置有一或多個對準孔、磨損感測器、等等。

就評估組件載體結構的品質而言，用於品質準則或特徵的實例係銳邊(較佳地90度)、接近零的半徑、低於預界定之臨限值的公差(例如，10%或較佳地小於10%，公差不超過7%)。組件載體結構的另一個品質特徵在於它在放大 100倍的影像中應該較佳地係無刮痕的。此外，組件載體結構應係沒有間隙(特別係在樣品與嵌入劑之間，更特別係在導電層與嵌入劑之間，尤其係在銅與嵌入劑之間)。嵌入時樹脂可能會收縮(快固化嵌入劑則體積損失大，慢固化嵌入劑則體積損失小)，但收縮不應過大。

第1圖圖示出依據本發明示例性實施例之執行組件載體結構102的品質測試之方法的流程圖170。用以描述第1圖的參考符號涉及第2圖或第3圖的實施例。較佳地，所提及的組件載體結構102可係形成面板之一部分的試樣，並且用以測試組件載體(諸如印刷電路板(PCB)或積體電路(IC)基板)。然而，組件載體結構102可替代地係包括多個連接的組件載體預製件，組件載體的預製件，或製造完成的組件載體的面板或陣列(諸如四分之一面板)。

有利地，流程圖170的方法可以對應於由自動化設備100所執行之組件載體結構102的品質測試。較佳地，該方法可以包括在邏輯上對應於該設備100的輸入172的入口106與在邏輯上對應於該設備100的輸出190的出口108之間執行品質測試，而無需人為干預。換言之，設備100的入口106對應於方法的輸入172，而設備100的出口108對應於方法的輸出190。更具體地，提供了用於組件載體結構102之橫剖面準備和目視檢查以及測量的自動化處理。較佳地，無需手動操作，且整個處理可係自動化的。為此目的，測試試樣型組件載體結構102可以被組態用於自動操作及用於機器可讀取序列化。

如參考符號172所指示的，組件載體結構102可以被輸入到設備100內。

請參閱方塊174，可以將試樣當作組件載體結構102來插入到設備100內，並且以此可以由機器人120完全自動地操作。更具體地，試樣可係例如依據IPC-2221所建構或設計的組件載體結構102。組件載體結構102可以提供可追溯性資訊到設備100。為此目的，可以使用設備100來執行的方法可以包括自動識別將接受品質測試的組件載體結構102。例如，可以在列表中登錄試樣型組件載體結構102。可排序多個試樣。為可追溯性之目的，可以在指定給個別組件載體結構102的資料集中指定諸如批號、面板號、陣列號、x/y資訊、橫剖面號、報告號、請求識別符、等等的資訊。例如，該等資料集可以儲存在資料庫128中。

請參閱方塊176，仍然可以與面板或其類似物的其餘部分整體地連接之組件載體結構102可以被單個化或被分離，例如藉由從諸如面板之較大的主體160銑削或切割出組件載體結構102。為此目的，可以在較大的主體160中搜尋組件載體結構102的界定位置並將它切割出。結果，可以獲得分離的組件載體結構102之形式的測試樣品。例如，可以依據最小的電鍍貫穿孔或對應於使用者界定來完成組件載體結構102的切割。

請參閱方塊178，然後可以使組件載體結構102經受熱應力，例如藉由執行浮焊測試。例如，可以將組件載體結構102液浸在熔融焊料中，用以使組件載體結構102經受熱 應力。做為浮焊測試的替代例，也可以執行替代的熱應力方法，例如回流模擬。

請參閱方塊180，組件載體結構102可以或可以不經受封裝處理以在之後的品質測試期間簡化操作及/或緩衝應力。雖然組件載體結構的傳統手動品質測試在評估品質之前可能需要封裝，但是依據涉及組件載體結構102的全自動品質測試之本發明的示例性實施例，可以省略該嵌入。如果可選地執行，則封裝處理可以將組件載體結構102放入至諸如樹脂的嵌入材料內，以用於進一步的製備。然而，在其他實施例中，可以有利地跳過該嵌入(如參考符號192所示)，因為依據本發明之示例性實施例的自動操作也可以在沒有此種封裝的情況下實現。

請參閱方塊182，然後可以去除組件載體結構102的材料，用以暴露出將經受品質測試之組件載體結構102的內部。更具體地，可以創建組件載體結構102的微剖面(特別係橫剖面)。為此目的，組件載體結構102可以被研磨並隨後地拋光直至界定的位置(較佳地，到通孔或鑽孔或圖案的中心)。例如，可以執行不同階段的砂紙處理和拋光。用於研磨，例如可以使用具有不同顆粒的砂紙(例如，使用以下的一種或多種顆粒：60，180，1200，2000)。

請參閱方塊184，然後該方法可以包括在該材料去除之後，決定組件載體結構102的一或多個預界定的測試目標116(諸如電鍍通孔及其特性)。此外，該方法可以包括評估組件載體結構102之該一或多個測試目標116的特徵或 屬性，用以評估組件載體結構102的品質。當跳過方塊180時，該方法可以包括根據未封裝的組件載體結構102，否則根據封裝的組件載體結構102來決定至少一個預界定的測試目標116。特別地，組件載體結構102之橫剖面的目視分析可以較佳地以自動化方式來執行。例如，可以執行x/y尺寸測量(例如，檢查積層、銅厚度，等等)。尤其，目視檢查可以包括對某些缺陷的分析。在上述檢查期間，可以考慮以下一個或多個測試目標116及指定的特徵：多層積層；電鍍貫穿孔特性(如壁特性、地特徵)；表面粗糙度的品質(例如，表面粗糙度可以對應於Ra標度及/或對應於Rz標度來決定)。在粗糙度方面，粗糙度值Rz可以用作組件載體結構102之暴露表面(特別係橫剖面)處是否存在刮痕的準則，而粗糙度值Ra則可以用作材料去除處理(特別係研磨處理)之品質的準則。例如，品質準則可在於由研磨及/或拋光所暴露的組件載體結構102之表面的粗糙度不應大於在前一材料去除階段中所使用之研磨盤和/或拋光膏的粗糙度。如果不滿足此準則，則可以斷定的是，人工製品已由較早的材料去除階段所引入。例如，可獲得至少1微米(μm)的測量分辨率。例如，品質測試可以依據IPC-6012、IPC-A-600、等等來執行。

請參閱方塊186，該方法可以包括創建及儲存具有預界定之特性的報告。該報告可以總結品質測試及其結論。此可確保品質測試的適當文件。

請參閱方塊188，然後該方法可以包括存檔所分析的 組件載體結構102和品質測試。特別地，此可涉及樣品儲存、電子文件的儲存、等等。

如參考符號190所指示的，然後組件載體結構102可以從設備100輸出。

第2圖示意地圖示出依據本發明示例性實施例之用以執行組件載體結構102(此處實施為試樣)的品質測試之設備100。如設備100的圓周外殼131所示，品質測試可以在封閉單元內以自動化方式來執行。

在第2圖的左上側，圖示出平面片狀主體160的平面視圖，其可係用於以批量程序來製造複數個組件載體(諸如印刷電路板)的面板。例如，所示的面板具有18 x 24平方英寸或更大的尺寸。面板的中央主區域可被細分為多個陣列161(在所示實施例中的四個四分之一面板)，每個陣列包括多個PCB。在圍繞組件載體的框架163中，可以形成一或多個測試試樣做為組件載體結構102。有利地，可以預見至少一個水平延伸的組件載體結構102和至少一個垂直延伸的組件載體結構102，以便可執行品質測試用以識別兩個垂直方向中之潛在的結構缺陷。

現在請更詳細地參閱設備100，入口容納單元136係設置在所述設備100的入口106處，並且被組態用於在測試之前以堆疊的方式來容納複數個組件載體結構102。因此，在與面板型主體160分離之後，試樣型組件載體結構102可以被插入到入口容納單元136內。或者，可以在料匣型入口容納單元136中堆疊較大的主體160，每個主體160包括 至少一個組件載體結構102。

機器人操作單元104係組態用以沿著設備100的入口106與出口108之間的各個部分來操作組件載體結構102(可選地仍然連接在主體160內)。特別地，操作單元104係組態用以從入口容納單元136透過入口106將要測試的組件載體結構102(或整個主體160)抓取及轉移到下述的識別單元110。更具體地，操作單元104包括入口操作子單元122，該入口操作子單元122係組態用以在入口106與下述的材料去除單元112之間操作組件載體結構102。有利地，操作單元104包括一或多個機器人120，其可包括一或多個六足架、一或多個線性機器人、一或多個關節臂機器人、等等。六軸機器人或六足架(在第2圖中以參考符號120示意地圖示出)可以具有裝備以感測器並且適用以在完全自動化設備100內操作組件載體結構102的軸。有利地，六足架可以用於由材料去除單元112所執行的材料去除處理(特別係研磨處理)，因為該六足架可係機械穩定的並且同時可係非常精確地適應於六個軸中。請參閱第3圖，六軸機器人或六足架可以在橫剖面站127中用以操作材料去除單元112及/或用以操作對齊單元154。因此，藉由材料去除之組件載體結構102的準備可以變得高度精確和穩健來防止可能的未對齊。此外，入口操作子單元122的及/或在操作單元104之出口操作子單元124處的線性機器人及/或關節臂機器人(未顯示)可用以在自動化設備100的個別工作站之間操作組件載體結構102。

如前所述，操作單元104的入口操作子單元122將組件載體結構102轉遞給識別單元110。後者係組態用以識別將被執行品質測試的組件載體結構102。此可以確保可追溯性。更具體地，識別單元110係組態用以根據對可以實體地連接到組件載體結構102或可以形成組件載體結構102之不可分割部分的識別符126的偵測來識別組件載體結構102。例如，該識別符126可係可以由識別單元110的光學讀取器所讀出的QR碼、條碼、或字母數字編碼。識別符126也可係諸如RFID(射頻識別)標籤或NFC(近場通訊)標籤的轉發器。在該等實施例中，識別單元110可以包括無線讀取器，該無線讀取器係組態用以無線地讀取轉發器型識別符126以供檢索識別資訊之用。為了要根據其識別符126來識別組件載體結構102及/或為了要檢索所指定給所識別之組件載體結構102的附加資料(例如，特定的品質測試指令)，識別單元110可以存取相對應的資料庫128。特別地，識別單元110可以被組態用以藉由將所偵測的識別符126與儲存在該資料庫128中之所指定的資料集中的相關識別資訊進行匹配以識別組件載體結構102。例如，該資料集可以使從識別符126可讀取的識別碼與關於組件載體結構102的進一步資訊，例如有關其製造歷史的資訊(諸如批號、製造日期、製造時間、等等)相關聯。識別單元110還可以被組態用以從資料庫128檢索品質測試相關資訊，該資訊指示將對所識別的組件載體結構102所執行的品質測試。該品質測試相關資訊可以界定應該對所識別之組件載 體結構102執行的品質測試。可以針對不同類型的組件載體結構102執行不同的品質測試。

在其中在通過入口106將組件載體結構102引入到設備100內之前，該組件載體結構102尚未與較大的主體160分離的實施例中，可以配置單個化單元148(諸如銑床或雷射切割機)且可以將其組態用以從面板型主體160使組件載體結構102單個化。例如，單個化可以藉由銑削或雷射切割來完成。

之後，所處理的組件載體結構102可以藉由操作單元104來傳遞到熱應力暴露單元150，該熱應力暴露單元150係組態用以將組件載體結構102暴露於熱應力。較佳地，熱應力暴露單元150係組態用以使組件載體結構102漂浮在熱應力浴上，該熱應力浴可以包括熔融焊料。從而，可以使組件載體結構102經受熱應力。

然後，組件載體結構102可以藉由操作單元104之上述的機器人或另一個機器人120來轉遞到材料去除單元112。後者係組態用以去除組件載體結構102的材料以暴露接受或經受品質測試之組件載體結構102的內部。特別地，材料去除單元112可被組態用以藉由研磨，較佳地橫剖面研磨(或替代地平面研磨)，來去除組件載體結構102的材料。

為了要增進材料去除的精確度，可以藉由對齊單元154來對齊組件載體結構102，該對齊單元154例如可以被組態用以根據其所捕獲的影像來決定組件載體結構102的 對齊標誌(例如，鑽孔)。所述的對齊可以在藉由材料去除單元112研磨之前執行。對齊單元154係指定給材料去除單元112且可被組態用以在材料去除處理之前對齊組件載體結構102。因此，由對齊單元154所執行的對齊係較佳地在由材料去除單元112所執行的材料去除處理之前執行。於是，該對齊可以形成材料去除處理，特別係研磨處理的一部分。

可選地，可以配置去除材料量化單元142且可以將其組態用以量化在研磨期間從組件載體結構102所去除材料的量。藉由決定所研磨材料的量，可以使研磨進度且因此研磨處理的精確控制成為可能。

在研磨之後，組件載體結構102可以被供應到拋光單元140，該拋光單元140係組態用以在材料去除之後將組件載體結構102的暴露表面拋光。不是從組件載體結構102來去除大量額外的材料(其係在研磨期間發生)，而是拋光可以降低表面粗糙度並且可以在不去除過多材料的情況下增進表面品質。拋光的表面可以提供更多或更多有關用作以下將被分析的目標特徵之一或多個測試目標116的精確資訊。

僅可選地，然後可以(或替代地已經在藉由材料去除單元112來去除材料之前)將組件載體結構102供應到封裝單元144，該封裝單元144係組態用以將組件載體結構102封裝在封裝膠146中，以致使組件載體結構102隨後在封裝膠146中被偵測。該封裝膠146可係用作應力緩衝器並在隨 後的分析期間(和/或之前的期間)簡化組件載體結構102之操作的樹脂。

然而，可係替代地且甚至係較佳地省略該封裝，因為全自動品質測試設備100也能夠在沒有封裝的情況下執行組件載體結構102的品質測試。因此，即使沒有封裝的組件載體結構102也可以經受後續的處理。

之後，(封裝的或未封裝的)組件載體結構102可以例如，藉由操作單元104的另一個機器人120來轉遞到清潔單元152，該清潔單元152係組態用以清潔組件載體結構102。例如，組件載體結構102可以以超音波浴來淋洗。

另一個對齊單元154可以被組態用以在偵測及決定其上的測試目標116之前對齊該組件載體結構102。為此目的，可以偵測組件載體結構102的一或多個對齊特徵(諸如貫穿孔，例如設置在轉角中)，並用以空間地對齊該組件載體結構102。

然後，對齊的組件載體結構102可以被成像。為此目的，可以配置偵測單元162並將其組態用以偵測組件載體結構102的(同時藉由材料去除所暴露的)內部的影像資料。

該影像資料可以被傳送到決定單元114。後者可被組態用以決定組件載體結構102之一或多個預界定的測試目標116。測試目標116可係組件載體結構102之成像的橫剖面中之可見的預界定特徵，並且可以關於在品質評估方面之特定有意義的特徵。組件載體結構102之測試目標116的 適當特徵或屬性可係鑽孔158的直徑D(特別是雷射鑽孔或機械鑽孔，其可由電鍍銅所填充)，該等相鄰鑽孔158之間的距離L，導電層結構130(諸如圖案化銅層)及/或電性絕緣層結構132(諸如一片預浸體)的厚度d，該層結構130及/或132的平面性，以及該層結構130及/或132的脫層程度(請參閱參考符號133)。所提及的測試目標116係在第2圖中分別以頂視圖165和以側視圖167示出。然而，另一個測試目標116(例如，在平面研磨的情境中)可係一條銅線或複數條銅線以及其間的空間。

有利地，決定單元114係組態用以處理影像資料以供決定或辨識預界定的測試目標116之用。更具體地，決定單元114可以被組態用以首先根據組件載體結構102之所偵測的第一影像而以粗略方式來決定預界定的測試目標116。而且，決定單元114可以被組態用以其次根據在偵測第一影像之後且在蝕刻組件載體結構102的表面之後的組件載體結構102之所偵測的第二影像而以精細方式來決定預界定的測試目標116。在替代的實施例中，決定單元114也可以進行一次性操作，其中決定單元114根據單個影像來決定測試目標116。做為用於決定的基礎，決定單元114還可以存取資料庫128，例如存取將被考慮用於決定的測試目標116。

非常有利地且如回饋迴路169所示地，決定單元114可以被組態用以藉由迭代地重複包括材料去除(可選地包括拋光及/或清潔及/或蝕刻)、影像偵測、和影像分析的 序列來決定預界定的測試目標116。藉由該迭代方法(當達到足夠的準確性時可以終止)，可以顯著地增進品質測試的可靠度。

如第2圖中進一步所示地，配置了評估單元118，該評估單元118係組態用以評估組件載體結構102之所決定的測試目標116，以評估組件載體結構102的品質。有利地，評估單元118可以被組態用以根據所決定之測試目標116的特性來評估組件載體結構102的品質。更具體地，評估單元118可以被組態用以藉由將組件載體結構102分類為複數個品質等級之一來評估品質。非常合適的可係將各個組件載體結構102(及/或指定之較大的主體160)自動分類為由〝通過〞(指示組件載體結構102及/或較大的主體160已通過品質測試)、〝失敗〞(指示組件載體結構102及/或較大的主體160未通過品質測試)、及〝需要進一步分析〞(指示組件載體結構102及/或較大的主體160需要額外的品質分析，因為評估單元118還不能夠以有意義的方式來決定品質)所組成之一群組之等級中的一個等級。在後者的情況中，還可以將組件載體結構102傳遞給人類操作員以供人工分析之用。所描述的通訊和使用者影響可以藉由與控制單元或處理器156通訊地耦接的輸入/輸出單元135在使用者與設備100之間交換。

尤其，評估單元118可以被組態用以藉由將每個測試目標116單獨地或較佳地將組件載體結構102的每個測試目標116的每個屬性或特徵單獨地分類為複數個品質等級的 一個，特別地以由〝通過〞、〝失敗〞、及〝需要進一步分析〞所組成之一群組之等級中的一個等級來評估品質。只有非關鍵參數的輕微偏差仍可允許將組件載體結構102分類為〝通過〞。可以根據特定缺陷的類型及/或根據特定缺陷的強度來將缺陷分類為關鍵或非關鍵的。該品質測試可以包括多個準則，該等準則可以被單獨地判斷，用以在品質和性能上致能優勝劣敗的決定。

為了要支援其評估任務，評估單元118可以包括人工智慧模組134，該人工智慧模組134係組態用以使用人工智慧來執行評估，例如使用神經網路。用以訓練人工智慧模組134的訓練資料等也可以儲存在資料庫128中。

藉由蝕刻組件載體結構102的所暴露表面之可選的蝕刻處理，在組件載體結構102之被分析的所暴露表面上之諸如顆粒邊界和電鍍線的額外特徵可變成可見的。此甚至可以使得藉由評估單元118來對測試目標116之特徵的評估更為準確。

在所述的評估之後，可以將所分析的組件載體結構102傳送到設備100外面。為此目的，操作單元104係配置有出口操作子單元124，該出口操作子單元124係組態用以例如，在材料去除單元112與出口108之間藉至少一個額外的機器人120來操作組件載體結構102。如圖所示，設備100包括設置在出口108處的出口容納單元138(例如，也係料匣型的)，並且將其組態用於在測試之後以堆疊的方式來容納複數個組件載體結構102。操作單元104可以被組態 用以透過出口108來轉移所測試的組件載體結構102到出口容納單元138。此可以例如，藉由另一機器人120來完成。

如參考符號156所示，設備100可以包括一或多個處理器或可被視為控制單元之處理器的部件，用以在組件載體結構102的品質測試期間控制設備100和其上述之組成物的操作。

非常有利地，設備100可以被組態用以在入口106與出口108之間執行品質測試而無需人為干預。僅可選地，使用者可以經由輸入/輸出單元135來接達。設備100的自動化特點可以加速品質測試並且可以使品質測試更為準確，同時在品質測試方面減少了所需的人力資源。此外，產量可以增加。

第3圖圖示出依據本發明示例性實施例之用以執行組件載體結構102的品質測試之設備100的細節。第3圖圖示出顯示第2圖設備100之元件的具體實施例。

輸入區段125涉及設備100的入口106與材料去除之間的一部分。橫剖面站127對應於設備100的後續部分，在該部分處係藉由研磨和隨後的拋光而以全自動方式來創建組件載體結構102的橫剖面。輸出區段129涉及設備100的橫剖面站127與出口108之間的一部分。

第4圖圖示出依據本發明示例性實施例之用於設計試樣200(請參閱第6圖至第8圖)的電腦實施系統270，用以執行與試樣相關之組件載體256(請參閱第6圖)的品質測試。

如上文參照第2圖及第3圖所述，組件載體結構102可 以在設備100中經受品質測試。較佳地，此一組件載體結構102可係試樣200。亦如第2圖及第3圖所示，自動化設備100可被組態用以藉由測試試樣200(其相應於第2圖的組件載體結構102)來執行與試樣相關之組件載體256的品質測試。顯然地，關於組件載體256之品質測試的可靠係取決於實際被測試之試樣200的品質。在下文中，將描述使用者如何可以容易地使用以自動化電腦為基的工具來設計出試樣200，同時滿足各種要求。

具體地，現在請參閱第4圖，可以配置相應的電腦實施系統270用於設計試樣200，用以執行與試樣相關之組件載體256的品質測試。如圖所示，系統270包括使用者介面286，其作用為輸入/輸出單元且可以例如係圖形使用者介面(GUI)。使用者介面286可以包括輸入元件(諸如鍵盤、電腦滑鼠、觸控螢幕及/或語音辨識系統)以及輸出元件(諸如顯示器、揚聲器、觸控螢幕、等等)。使用者可以經由使用者介面286來輸入或選擇要供應到輸入單元272，274，282的輸入資料。

特別地，系統270包括符合性輸入單元272，該符合性輸入單元272組態用以經由使用者介面286來接收符合性輸入資料，該符合性輸入資料指示將由要被設計之試樣200所滿足的符合性條件。

有利地，符合性輸入單元272可以被組態用以接收指示根據一或多種產業標準之符合性條件的符合性輸入資料。該等產業標準(諸如IPC-2221，在印刷板設計上的通 用標準)可以例如包括對產品類別的界定，以及例如在文件、資格評估、品質保證、等等上的一般要求。特別地，IPC-6012(特別係在本專利申請案之優先權日有效的最新版本)及IPC-A-600(特別係在本專利申請案之優先權日有效的最新版本)係用於例如組件載體256之印刷電路板(PCB)之製造的相關產業標準。更具體而言，IPC-6012與剛性印刷版的資格和性能規格有關。IPC-6012產業標準的主題包括材料要求、目視檢查要求、焊罩要求、電性要求及要執行的電性測試、清潔度要求、以及可適用的測試。經由符合性輸入單元272，使用者可以輸入指示將被創建的試樣200應與其相容之一或多種上述及/或其他的產業標準。因此，可以使用系統270來創建標準共形的試樣200。如圖所示，符合性輸入單元272可以存取其中可以儲存有關產業標準(諸如IPC-6012、IPC-A-600、等等)之資訊的資料庫288。

附加地或替代地，符合性輸入單元272還可以被組態用以經由使用者介面286來接收指示使用者界定之符合性條件的符合性輸入資料。例如，取決於特定應用的特殊性，使用者可以界定符合性準則(例如，電性要求)，其也應由創建的試樣200所反映。相較於其中僅使用標準試樣而無法適應於使用者特定需求的習知方法，藉由提供使用者用以界定一或多個所設計試樣200應滿足之額外邊界條件的機會，可以進一步增加在試樣創建方面的設計自由度。

除此之外，配置了產品輸入單元274，其係組態用以經由使用者介面286來接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體256的特性，要被設計的試樣200與該等特性有關。有利地，產品輸入單元274可以被組態用以接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體256的鑽孔的直徑D，相鄰鑽孔之間的距離L，和/或層結構的厚度d(請參閱第2圖)。換言之，符合性輸入單元272可以允許界定應由要被開發之試樣200所滿足的一般符合性準則，而產品輸入單元274則可以允許使用者界定然後可以反映在所設計的試樣200中之組件載體特定的特性(例如，組件載體256應具有例如2毫米的直徑)。描述性地說，產品輸入單元274可以允許使用者預界定那些PCB特定屬性應該被考慮用於當前設計之試樣200的創建。

此外，系統270可以包括初始試樣輸入單元282，該初始試樣輸入單元282可以被組態用以經由使用者介面286來接收指示初始試樣設計的資訊。例如，使用者可能已經開發出使用者想要使用的試樣-前提在於它與某些產業標準的要求和產品特定要求相容-而且用於本申請案。描述此一使用者界定之試樣的資料集可以被儲存在資料庫288中，並且可以根據使用者所做成的相對應選擇而由初始試樣輸入單元282所存取。系統270可能認可或不認可初始試樣設計。藉由結合使用者側之初始試樣設計的描述與產業標準相關的準則和/或產品特定的準則，可以確保初始試 樣設計僅在不與產業標準及使用者界定之產品互相矛盾時被維持，或僅在受限的程度上被維持。

經由輸入單元272，274(以及可選地，經由輸入單元282)所做成的輸入可以供應給可選的但有利的衝突決定單元280。後者可以被組態用以決定根據所輸入之一或多種產業標準的符合性條件與所輸入之使用者界定的符合性條件之間的潛在衝突或矛盾。在衝突決定單元280決定存在衝突的情況下(例如，由於產品相關的邊界條件與產業標準互相矛盾)，可以邀請使用者經由使用者介面286來指示是否根據個別產業標準的符合性條件或衝突之使用者界定的符合性條件應該具有用以設計試樣200的優先性。較佳地，衝突決定單元280可以被組態用以在決定所述衝突之後，提出移除根據至少一種產業標準的符合性條件與使用者界定的符合性條件之間之衝突的修正的符合性規則。如果衝突未被補救，則衝突決定單元280亦可藉由給予使用者界定之產品準則優先性以繼續試樣創建處理。

直接地或經由可選的衝突決定單元280，由輸入單元272，274，和/或282所接收的輸入資料可以被轉遞給試樣設計單元276，用以創建指示用於製造試樣200所需之試樣200的所有特性的資料集。更具體而言，試樣設計單元276可以被組態用以設計試樣200，以便滿足所述符合性條件及/或組件載體256的所述特性及/或初始試樣設計的特性。在衝突的情況中，所述衝突可以由衝突決定單元280所補救，如上所述。替代地，衝突可以藉由預界定的 優先序排序來補救，例如給予使用者界定的產品特性優先於產業標準的要求。

較佳地，試樣設計單元276可以被組態用以使用指示初始試樣設計的資訊做為起點來設計試樣200。因此，僅考慮到產業標準符合性及/或產品特定性之初始試樣設計的必要調整就足以設計試樣200。所以，用以設計試樣200所需的計算負荷可以保持很小。

此外，試樣設計單元276可以被組態用以依據與良好製造規範(GMP)相關的至少一個邊界條件來設計該試樣200。GMP規則可以儲存在資料庫288中(試樣設計單元276可以存取該資料庫288)，並且可以被視為用於試樣設計要考慮的邊界條件。

非常有利地，試樣設計單元276可以被組態用以設計試樣200以與由完全自動化設備100所執行之諸如第2圖及第3圖中所示之該等者之試樣200的品質測試相容。在下文中，將描述用以使所設計的試樣200與全自動品質測試適當地相容而可以採取的幾種措施。用於以下的描述，亦參照第6圖至第8圖中所圖示出之相對應的試樣特徵。

用以實質地支援自動品質測試而無需人為干預，試樣設計單元276可以被組態用以設計具有操作區域208的試樣200，該操作區域208係組態用以藉由設備100的機器人操作單元104來操作試樣200。為了要避免操作與測試之間的衝突，該操作區域208可以沒有用於品質測試的測試目標116。有利地，試樣設計單元276可以被組態用以設計試樣 200，使得操作區域208被配置在試樣200之基板202的兩個相對的主表面上的相對應區域中。此外，試樣設計單元276可以被組態用以設計具有測試區域212的試樣200，該測試區域212係與操作區域208分開並包括用於品質測試的測試目標116，如第6圖至第8圖中所示。

此外，所設計之試樣200的自動識別可以有利於其在品質測試期間的全自動化處理。為此目的，試樣設計單元276係組態用以設計具有識別符126的試樣200，該識別符126係組態用以識別試樣200及/或相關的組件載體256。試樣設計單元276可以確保沒有兩個試樣200具有相同的識別符126，以致使每個試樣200都可以具有唯一的識別符。

用以支援設備100自動對齊試樣200，試樣設計單元276可以被組態用以設計具有一或多個對齊結構216的試樣200，該一或多個對齊結構216係較佳地實施為對齊貫穿孔並顯示於第6圖及第7圖中。

亦如第7圖及第8圖中所示，藉由將試樣設計單元276組態用以設計具有機械編碼特徵230的試樣200，可以禁止任何錯誤地將試樣200插入至用於執行品質測試的設備100內。此可以使自動品質測試具有高度抗故障穩健性，並促進自動化。

除此之外，試樣設計單元276可以被組態用以設計具有犧牲結構224的試樣200，該犧牲結構224係用以監控用於暴露測試目標116之材料去除處理的進度，如參照第8圖所詳細描述的。而且，此促進了試樣200的全自動操作。

非常佳地，試樣設計單元276還可以被組態用以虛擬設計具有多個整體連接且在功能上分離的試樣部分226的試樣200，每個試樣部分226係組態為可單獨用於自動化設備100的品質測試，請參閱第7圖。此外，所設計之試樣200的此種模組化特徵有助於其在全自動品質測試中之整合的明顯適用性。

表徵設計之試樣200的資料集(以第5圖中之參考符號290來表示)可以被轉遞到輸出單元278。所述資料集可以被組態用以提供指示滿足所述符合性條件及/或組件載體256的所述特性，且/或具有初始試樣設計的至少一些特性的設計之試樣200的輸出資料。從輸出單元278，此一資料集可以經由使用者介面286來呈現給使用者。資料集也可以係使用者(諸如顧客)所界定的試樣設計，將對其進行符合性測試(特別地，相對於一或多種產業標準及/或相對於相對應之組件載體的特性)。

第4圖中所示的各種功能方塊可以整合在一或多個處理器284中。

第5圖圖示出依據本發明示例性實施例之設計試樣200用以執行與試樣相關之組件載體256的品質測試之處理的示意圖。

做為輸入(其可以由使用者介面286所供應)，測試標準(比擬符合性輸入單元272)、使用者產品設計(比擬產品輸入單元274)、和與現有測試試樣相關的資料(請參閱初始試樣輸入單元282)可以供應到處理器284(其可以滿足試 樣設計單元276及可選之衝突決定單元280的功能)，用於試樣200的建構及/或驗證。藉由處理器284之處理的結果係認可的試樣200，根據資料集290之試樣可製造性所描述的。

第6圖圖示出依據第4圖及第5圖所設計之用於完全自動化品質測試設備100之試樣200的平面視圖。試樣200可以根據描述設計之試樣200的資料集290來製造，並由參照第4圖及第5圖所描述之系統270所創建。

在進一步詳細描述試樣200的特性及其與設備100的合作之前，還請參閱第6圖中以平面視圖來圖示出的面板250。面板250的中心部分252包括複數個組件載體256，其可以例如以矩陣狀圖案來設置。例如，組件載體256可係印刷電路板(PCB)或積體電路(IC)基板。面板250的邊緣部分254包括上述試樣200。該等組件載體256已經在面板層次上製造，並以批次處理與試樣200一起製造，且仍與試樣200一體地連接為面板250的整體部件。因為試樣200及組件載體256已經被製造在一起，所以可以合理地假設試樣200和組件載體256在品質方面具有類似的特性。因此，用於試樣200所執行的品質測試也可以指示組件載體256的品質。

為執行用以決定關於組件載體256之品質資訊的品質測試，試樣200可以與面板250分離。之後，試樣200可以藉由機器人操作單元104來在試樣200的操作區域208抓住試樣200。此後，可以根據其測試目標116來測試試樣 200，例如以如上文參照第1圖至第3圖所述的方式。

如下文所述，由於試樣200的構造，使得試樣200與由自動化品質測試設備100所執行的全自動品質測試相容。

為此目的，試樣200包括扁平平面底板202，其可具有實質矩形的形狀。做為組件載體256，底板202亦可組態為導電層結構204和電性絕緣層結構206之疊層的層堆疊。疊層可以特別地表示藉由施加壓力及/或熱之層結構204，206的連接。例如，導電層結構204可以包括圖案化的銅箔，和例如銅填充之雷射通孔的垂直貫穿連接，其可以藉由雷射鑽孔及電鍍來創建。電性絕緣層結構206可以包括各自的樹脂(諸如各自的環氧樹脂)，可選地包括增強顆粒於其中(例如，玻璃纖維或玻璃球體)。例如，電性絕緣層結構206可以由預浸體或FR4所製成。

請再參閱第6圖，試樣200包括在底板202的表面之第一部分上的上述操作區域208。該操作區域208係組態用以藉由機器人操作單元104(請參閱第2圖及第3圖)來操作該試樣200，且沒有可以在品質測試之執行期間被偵測、決定、和評估的測試目標116。此外，試樣200包括在底板202的表面之第二部分上及該第二部分中的測試區域212，該測試區域212包括用於品質測試的測試目標116。如圖所示，操作區域208及測試區域212係試樣200的分離非重疊區域。藉由空間分離有關機器人操作和有關根據測試目標116的品質測試之試樣200的作用區域，可以確保試樣200能在不與品質測試妥協的情況下完全自動化地操作。

在所示的實施例中，操作區域208或抓住區域係試樣200之連續的矩形表面部分，除了提供設備100之操作單元104的抓住表面之外沒有任何特徵。操作區域208係組態將由機器人操作單元104所抓住的平坦區域。例如，操作區域208可係底板202的表面部分，對應於試樣200的圖示主表面之整個面積的至少10%。例如，操作區域208可以以5%到20%的範圍，特別地以10%到15%的範圍對應於試樣200的所述主表面之整個面積的百分比。操作區域208應足夠地大，用以允許在操作區域208處之適當的機器人操作試樣200，並且應充分地小，以便提供用於測試目標116和試樣200的其他功能特徵之足夠的空間。在一實施例中，操作區域208具有比試樣200的剩餘表面部分更高的粗糙度Ra或Rz，用以藉由增進抓牢來簡化試樣200的自動操作。雖然並未顯示於第6圖中，但是具有上述特性的操作區域208可以在對應位置處或對應區域中配置在底板202的兩個相對主表面上。此致能藉由設備100的機器人操作單元104從兩個相對側來抓住試樣200。特別地，機器人120可以藉由夾緊來操作試樣200。

可選的但是有利地，工具孔211可以配置與操作區域208相鄰，並且也可以有助於試樣200的適當操作。

如參照第2圖及第3圖所述，品質測試設備100可以包括材料去除單元112，該材料去除單元112係組態用以去除試樣200的材料，以暴露要經受品質測試之該試樣200內部中的一或多個測試目標116。特別地，所述材料去除可以 實施為橫剖面研磨，用以暴露出顯示測試目標116的橫剖面之試樣200的感興趣的內部表面平面。考慮到由於試樣200的圖示設計之操作區域208及測試區域212的空間分離，材料去除完全不由操作區域208所分配，且甚至允許在研磨期間藉由操作單元104的機器人120來保持試樣200。

亦如第6圖中所示，試樣200包括在底板202上的識別符126。該識別符126係組態用以識別(較佳地，唯一識別)試樣200。試樣200的識別也可以指示相關組件載體256的識別(其中試樣200的識別與組件載體256的識別之間的相關性可以例如經由儲存在資料庫128中的資料集來進行)。在所示的實施例中，識別符126係QR碼。相對應地，與試樣200合作的設備100可以包括以QR碼讀取器之形式的識別單元110。識別單元110可以被組態用以根據從試樣200的識別符126所導出的識別資訊，亦即，藉由讀出所述QR碼的識別資訊來識別試樣200。在所示的實施例中，QR碼係最外導電層結構204的圖案化銅層。因此，在試樣200上創建QR碼可以與面板250之組件載體256之導電跡線的創建同時地執行，且因此不涉及任何額外的努力。然而，該碼也可以在單獨的處理中以不同的方式來施加(例如，使用選擇性塗層、貼紙、等等)。惟，較佳地，QR碼係圖案化導電層。

如圖所示，識別符126係較佳地直接設置在操作區域208旁邊，或甚至直接設置在操作區域208上(如果操作裝 置具有整合的碼偵測單元)。識別符126也可以設置在由操作區域208所包圍的中心區域中。此具有優點在於當將識別單元110的讀取器設置在操作單元104的機械臂之上時，抓住及操作試樣200之操作單元104的機器人120可以在操作試樣200期間同時地讀出識別符126。操作和識別的並行化可以加速品質測試。

圖示的測試目標116包括測試孔220系列，該等測試孔係填充有導電材料，較佳係銅。所示的測試孔220序列包括不同尺寸的測試孔220組、相同尺寸的測試孔220組、以及沿著直線設置且因此位於共同橫剖面中的測試孔220組。因此，可以在試樣200的單一橫剖面中分析多個鑽孔尺寸。當在藉由材料去除單元112的研磨期間從第6圖中所示之試樣200的左側及/或從右側去除材料時，可以暴露測試孔220的橫剖面，其可以在品質方面被分析。由於在測試區域212的各個部分之間設置了操作區域208，品質測試(其可以涉及材料去除，如上所述)將不會受到操作所影響。此外，當試樣200的材料被去除時，仍然可以機器人操作試樣200。相對應地，由於識別符126係設置在測試區域212的各個部分之間，識別符126將不會在品質測試期間受到材料去除所影響，且即使在完成品質測試之後仍然係試樣200的一部分。如果需要在任一側去除大量材料，則甚至可以較佳的是，識別碼結構或識別符126位於操作區域208處，以便不會占用在材料去除處理期間必須或可以去除的空間。

如第6圖中所示，底板202的輪廓構成整個試樣200的輪廓。因此，試樣200係非常緊密的，且僅消耗少量材料。然而，請參閱第2圖，可以替代的是，試樣200的底板202至少部分地被特別係由樹脂製成的封裝膠146所包圍。

第7圖圖示出依據第4圖及第5圖所設計之包括多個整體連接的試樣部分226的試樣200。

因此，第7圖的試樣200包括複數個整體連接且在功能上分離的試樣部分226，該等試樣部分226沿著直線方向彼此互相連接，該方向對應於第7圖的水平方向。每個試樣部分226都包括指定的操作區域208和指定的測試區域212，如參照第6圖所描述的。如圖所示，相鄰的試樣部分226係在各自的斷裂點228處相互連接。後者可以在底板202中以機械弱化、變薄、或穿孔線的形式實施為斷裂邊緣。因此，如果僅一個試樣部分226係足以用於品質測試，則可以將其中一個試樣部分226從整個試樣200分離出，例如藉由沿著各自的斷裂邊緣來手動地將它斷裂。如果需要兩個相鄰的試樣部分226以供品質測試之用，則可以將該兩個試樣部分226從整個試樣200分離出，例如藉由沿著另一個斷裂邊緣來手動地將其斷裂。然後，可以將所分離的試樣部分226插入至料匣(請參閱例如第2圖中的入口容納單元136)內，並可藉由設備100來進行全自動品質測試。僅以一個或幾個試樣部分226為基礎(而非使用整個試樣200)來執行品質測試，可以節省面板250的資源並可 允許增加產能。例如，單個試樣部分226可以具有長度範圍從20毫米到40毫米的長度l(例如，30毫米)。此外，單個試樣部分226可以具有寬度範圍從10毫米到20毫米的寬度w(例如，15毫米)。例如，可以將試樣部分226實施為第6圖的試樣200。所示之試樣部分226的模組化設置清楚表明的是，以此模組化方法，可以將高靈活性與資源節約架構結合起來。

從第7圖中的細節213可以看出，底板202(或甚至每個試樣部分226)可以配置有單個機械編碼特徵230，其係在此處被實施為實質矩形底板202的倒角230。機械編碼特徵230可用以界定插入取向，用於將試樣200插入至用以執行品質測試之設備100的入口容納單元136(請參閱第2圖)內。所圖示的機械編碼特徵230可用作機械碼，用以確保在自動品質測試設備100之入口容納單元136的相對應形狀容納容積中正確容納試樣200或試樣部分226。當使用者試圖以取向不正確的試樣200來插入至入口容納單元136之內時，此可以由機械編碼特徵230形式的機械碼所禁止。因此，機械編碼特徵230確保了藉由完全自動化設備100之試樣200的適當加工性。

此外，第7圖的試樣200包括複數個對齊結構216，其係在此處被實施為對齊貫穿孔。所述對齊結構216係設置在底板202的轉角區域/轉角218中。被實現為完全穿過底板202延伸之參考貫穿孔的無銅對齊結構216使得能夠藉由設備100的光學相機來對齊。此種對齊在材料去除期間及 /或在拋光和/或影像偵測期間可係有利的。

仍請參閱第7圖，每個試樣部分226的測試目標116係沿著底板202的兩個相對邊緣部分222沿著兩條平行直線設置。與實施為貫穿孔的對齊結構216相比，測試目標116係填充以銅，例如係實施為填充銅的通孔。藉由提供兩列平行的測試目標116，一組測試目標116係配置做為引入冗餘的備份。

此外，在第7圖的實施例中，每個試樣部分226都可以配置有指定的識別符126，該識別符126可係在面板250的生產期間所印製的唯一資料矩陣碼(Unique Data Matrix Code)。因此，識別符126可以被實施為圖案化的銅層，從而可以以省力和低空間消耗來製造。

在實施例中，可以依據需要及/或在面板上所製造的特徵來調整試樣結構。此外，試樣可以位於面板或框架的中央或側面或邊緣。

第8圖圖示出依據第4圖及第5圖所設計的試樣200。

依據第8圖，底板202係配置有機械編碼特徵230做為機械碼，用以確保試樣200插入設備100之內時的適當取向。在所示的實施例中，機械編碼特徵230係實施為-除此之外-實質矩形底板202的傾斜邊緣。

而且，第8圖的試樣200包括導電犧牲結構224，該導電犧牲結構224可以例如實施為底板202中的金屬插件。犧牲結構224可用於研磨試樣200期間之諸如研磨工具的材料去除單元112的進度控制。為此目的，設備100的電極(未 顯示)可以在從第8圖右側之材料去除期間與導電犧牲結構224連接。一開始，電極可以測量導電犧牲結構224處的電性信號。當在材料去除期間去除犧牲結構224時，電性信號會改變，並且當犧牲結構224被完全去除時，電性信號終於地消失了。此事件對應於其中材料去除已暴露構成測試目標116之金屬填充貫穿孔的中心225的情境。因此，在犧牲結構224處所偵測之電性信號的損失可以用作用以關閉材料去除單元112的觸發器，因為已到達關於測試目標116的橫剖面視圖之所欲的目標位置。於是，可以在去除試樣200的材料以暴露測試目標116的期間有意地去除犧牲結構224。因此，犧牲結構224可用以偵測材料去除的進度直至測試目標116的目標暴露，因為犧牲結構224係設置使得它在去除試樣200的材料的期間在到達測試孔220的中心225時被完全地去除。替代地，在材料去除期間測量犧牲結構224的剩餘電阻亦可用作用於進度控制的基礎。

另一種選項在於藉由連續的視覺分析或逐步(例如，執行序列：研磨-檢查-研磨-檢查，等等)來目視地測量材料去除處理。

應注意的是，術語〝包括〞並未排除其他的元件或步驟且〝一〞或〝一個〞也沒有排除複數個。此外，可以將與不同實施例相關聯所述的元件組合在一起。

此外，應注意的是，在申請專利範圍中的參考符號不應被解釋為限制該等申請專利範圍的範疇。

本發明的實施方式並未受限於圖式中所示的和上文所 述的較佳實施例。相反地，即使在基本不同之實施例的情況中，使用所示的解決方案和依據本發明的原理之多種變化例亦係可能的。

270:電腦實施系統

272:符合性輸入單元

274:產品輸入單元

276:試樣設計單元

278:輸出單元

280:衝突決定單元

282:初始試樣輸入單元

284:處理器

286:使用者介面

288:資料庫

Claims (18)

1. 一種用於設計試樣(200)的電腦實施系統(270)，用以執行與試樣相關之組件載體(256)的品質測試，其中該系統(270)包含：符合性輸入單元(272)，組態用以接收指示符合性條件的符合性輸入資料，其將由要被設計之該試樣(200)所滿足；產品輸入單元(274)，組態用以接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體(256)的特性，要被設計的該試樣(200)與該等特性有關；以及試樣設計單元(276)，組態用以設計該試樣(200)以便滿足所述符合性條件及/或該等組件載體(256)的所述特性，其中該符合性輸入單元(272)係組態用以根據至少一種產業標準接收該指示符合性條件的符合性輸入資料。
2. 如請求項1之系統(270)，包括輸出單元(278)，該輸出單元(278)係組態用以提供指示滿足所述符合性條件及/或該等組件載體(256)的所述特性之所設計試樣(200)的輸出資料。
3. 如請求項1之系統(270)，其中該符合性輸入單元(272)係組態用以根據IPC-6012和IPC-A-600的至少一者接收該指示符合性條件的符合性輸入資料。
4. 如請求項1之系統(270)，其中該符合性輸入單元(272)係組態用以接收指示使用者界定之符合性 條件的符合性輸入資料。
5. 如請求項1之系統(270)，包括衝突決定單元(280)，該衝突決定單元(280)係組態用以決定根據至少一種產業標準的符合性條件與使用者界定的符合性條件之間的衝突。
6. 如請求項5之系統(270)，包括以下特徵之至少一個：其中該衝突決定單元(280)係組態用以在決定所述衝突之後，請求使用者指示是否根據該至少一種產業標準的該等符合性條件或該等使用者界定的符合性條件應該具有用以設計該試樣(200)的優先性；其中該衝突決定單元(280)係組態用以在決定所述衝突之後，提出用以設計該試樣(200)之修正的符合性規則。
7. 如請求項6之系統(270)，其中該衝突決定單元(280)係組態用以在決定所述衝突之後，提出移除根據該至少一種產業標準的該等符合性條件與該等使用者界定的符合性條件之間的該衝突之修正的符合性規則。
8. 如請求項1之系統(270)，其中該產品輸入單元(274)係組態用以接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之該等組件載體(256)之由鑽孔的直徑(D)、相鄰鑽孔間的距離(L)、及層結構厚度(d)所組成之群組中的至少一個。
9. 如請求項1之系統(270)， 包括初始試樣輸入單元(282)，組態用以接收指示初始試樣設計的資訊；其中該試樣設計單元(276)係組態用以驗證該初始試樣設計是否滿足所述符合性條件及/或該等組件載體(256)的所述特性。
10. 如請求項1之系統(270)，其中該試樣設計單元(276)係組態用以依據與良好製造規範(Good Manufacturing Practice)相關的至少一個邊界條件來設計該試樣(200)。
11. 如請求項1之系統(270)，包括以下特徵之至少一個：其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計該試樣(200)以與由完全自動化設備(100)所執行之該試樣(200)的品質測試相容；其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有操作區域(208)的該試樣(200)，該操作區域(208)係組態用以藉由機器人操作單元(104)來操作該試樣(200)且沒有用於該品質測試的測試目標(116)；其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有測試區域(212)的該試樣(200)，該測試區域(212)包括用於該品質測試的測試目標(116)；其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有識別符(126)的該試樣(200)，該識別符(126)係組態用以識別該試樣(200)及/或該等與試樣相關的組件載體(256)； 其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有一或多個對齊結構(216)的該試樣(200)；其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有機械編碼特徵(230)的該試樣(200)，以禁止錯誤插入至用於執行該品質測試的設備(100)內；其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有至少一個犧牲結構(224)的該試樣(200)，該至少一個犧牲結構(224)係在去除該試樣(200)之材料以暴露至少一個測試目標(116)的期間被至少部分地去除，其中該至少一個犧牲結構(224)係組態用以偵測該材料去除直至該至少一個測試目標(116)的目標暴露的進度；其中該試樣設計單元(276)係組態用以設計具有多個整體連接且在功能上分離的試樣部分(226)的該試樣(200)，每個試樣部分係組態為可單獨分離且可用於藉由自動化設備(100)所執行的品質測試。
12. 如請求項11之系統(270)，其中該機械編碼特徵(230)包括該實質矩形試樣(200)的斜角或邊緣。
13. 如請求項11之系統(270)，其中該至少一個犧牲結構(224)包括至少一個導電犧牲結構。
14. 一種設計試樣(200)的電腦實施方法，用以執行與試樣相關之組件載體(256)的品質測試，其中該方法包含：接收符合性輸入資料，該符合性輸入資料指示將由要被設計之該試樣(200)所滿足的符合性條件； 接收產品輸入資料，該產品輸入資料指示將被製造之組件載體(256)的特性，要被設計的該試樣(200)與該等特性有關；以及設計該試樣(200)以便滿足所述符合性條件及/或該等組件載體(256)的所述特性，其中該符合性輸入單元(272)係組態用以根據至少一種產業標準接收該指示符合性條件的符合性輸入資料。
15. 一種儲存設計用以執行與試樣相關之組件載體(256)的品質測試之試樣(200)的電腦程式的電腦可讀取媒體，該電腦程式在由一個或複數個處理器(284)所執行時適合於執行及/或控制如請求項14之方法。
16. 一種設計用以執行與試樣相關之組件載體(256)的品質測試之試樣(200)的程式元件，該程式元件在由一個或複數個處理器(284)所執行時適合於執行及/或控制如請求項14之方法。
17. 一種執行組件載體(256)之品質測試的方法，其中該方法包含：執行如請求項14之方法，用於設計用以執行與試樣相關之組件載體(256)的品質測試之試樣(200)；處理面板(250)的中心部分(252)，用以製造該等組件載體(256)；處理該面板(250)的邊緣部分(254)，用以製造藉由如請求項14之方法來設計的該試樣(200)；以及測試該試樣(200)，用以執行該等組件載體(256)的品 質測試。
18. 如請求項17之方法，其中該方法包括藉由自動化設備(100)來在無人為干預的情況下測試該試樣(200)。

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