用于对部件承载件进行检查的装置及设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种部件承载件。


背景技术：

2.随着配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能的增长和此类部件的小型化，以及安装在所述部件承载件上的越来越多的部件(诸如印刷电路板)的数量增加，越来越强大的阵列状部件或具有若干部件的封装正在被使用，它们具有多个触点或连接部，并且这些触点之间的间距越来越小。在操作期间，由这些部件和部件承载件本身产生的热量的散发成为越来越严重的问题。同时，部件承载件应具有机械稳健性和电气可靠性，以便即使在恶劣条件下也能操作。
3.特别地，在制造过程期间有效地对部件承载件进行检查是一个问题。
4.图3示出了来自现有技术的一种示例，其中使用光源210和相机240对作为薄板的部件承载件201进行光学检查。该薄板包括形成识别区域(图案)的通孔202。从图中可以看出，来自光源210的光束211穿过通孔202并且被相机240检测到。相机所拍摄的图像显示出足够的质量。
5.图4示出了来自现有技术的另一示例，其中，部件承载件201为厚板，即，厚度为1.5mm或更大。可以看出，在这种情况下，由于在所拍摄的图像中不再可以看到许多通孔202，因此相机240所拍摄的图像的质量不足。
6.图5示出了来自现有技术的一种装置，其执行以上针对图3和图4描述的检查。可以看出，来自光源210的光211没有充分地聚焦在相机上。然而，由于在部件承载件制造期间空间非常有限且由此相机的高度不可调节，因此无法解决该问题。
7.特别是在制造过程期间，可能需要关于部件承载件的通孔有效地对(厚)部件承载件进行检查。


技术实现要素：

8.根据本实用新型的示例性实施方式，提供了一种用于对部件承载件进行检查的装置，其包括：
9.i)电磁辐射源，其用于沿着轨迹发射第一电磁辐射束；
10.ii)样品保持件，其用于保持待检查的部件承载件，
11.其中，所述部件承载件包括至少一个通孔，以及
12.其中，所述样品保持件被配置成将所述部件承载件保持到位，使得第一电磁辐射束的轨迹穿过至少一个通孔；
13.iv)光学元件，其被布置成在第一电磁辐射束穿过至少一个通孔之后接收第一电磁辐射束，并且被配置成使第一电磁辐射束的至少一个物理参数(例如焦距、方向等)改变以提供第二电磁辐射束；以及
14.v)电磁辐射检测器，其用于接收第二电磁辐射束。
15.根据本实用新型的另一示例性实施方式，提供了一种设备，包括：
16.i)如上所述的装置；以及
17.ii)布置在样品保持件中的部件承载件，其中，所述部件承载件包括多个通孔。
18.根据本实用新型的另一示例性实施方式，提供了一种对部件承载件进行检查的方法，其中，该方法包括：
19.i)沿着轨迹发射第一电磁辐射束；
20.ii)将待检查的部件承载件保持到位，其中，所述部件承载件包括至少一个通孔；
21.iii)将第一电磁辐射束沿着轨迹穿过被保持的部件承载件的至少一个通孔，然后
22.iv)通过使用光学元件提供第二电磁辐射束来使第一电磁辐射束的至少一个物理参数改变；以及
23.v)由电磁辐射检测器接收第二电磁辐射束。
24.在本文件的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或其中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电气连接的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被配置为用于部件的机械和/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、金属芯基板、无机基板以及ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是组合上述类型的部件承载件中的不同部件承载件的混合板。
25.在本文件的上下文中，术语“光学元件”可以特别地表示适于使第一电磁辐射束(例如，光束)的至少一个物理参数改变以获得第二电磁辐射束(例如，也为光束)的装置，其中，所述物理参数在第一电磁辐射束和第二电磁辐射束中是不同的。在一个示例中，所述物理参数可以是焦距，并且所述光学部件可以包括聚焦透镜。在另一示例中，所述物理参数可以是空间中的方向/轨迹，并且所述光学部件可以包括将第一电磁辐射束的轨迹改变为第二电磁辐射装置的另一轨迹的镜或棱镜。
26.根据一种示例性实施方式，本实用新型基于如下理念：当第一电磁辐射束穿过(一个或更多个)通孔时，可以有效地(在制造过程中)对部件承载件的通孔(例如形成识别区域)进行检查，然后，通过光学元件使至少一个物理参数改变来提供第二电磁辐射束。以这种方式，可以以有利的方式使束的物理参数灵活地适应当前情况(特别是空间要求)。
27.对部件承载件的一个或更多个通孔进行检查可能是具有挑战性的，特别是当部件承载件较厚时(例如，具有1.5mm或更大厚度)。传统上，光源通过(一个或更多个)所述通孔发射光束。然而，在这种情况下，可能无法获得(图像的)足够质量的数据，例如参见图4。这里一个特别的问题是，制造过程(和系统)中的空间非常有限，并且只能在可用空间允许的情况下布置光检测器。结果，光源与光检测器之间的距离通常太短而无法建立合适的焦距和/或辐射角。
28.发明人现在令人惊讶地发现，可以通过如下方式在束路径中应用光学元件以有效的方式适应物理参数，来解决在部件承载件制造期间的(一个或更多个)高质量的通孔检查的问题，而不受现有空间的限制。以这种方式，不需要改变电磁辐射检测器的高度即可获得高图像质量(例如，通过调节相机焦点)。
29.在下文中，将解释该方法和部件承载件的其他示例性实施方式。
30.在一实施方式中，电磁辐射源包括光源。
31.在一实施方式中，电磁辐射检测器包括相机。
32.在一实施方式中，光学元件包括被配置成使第一电磁辐射束的焦距(和/或辐射角)改变，使得第二电磁辐射束的焦点与第一电磁辐射的焦点不同。特别地，光学元件包括聚焦透镜。以这种方式，第二电磁辐射束可以有效地聚焦(使用附加的聚焦装置)以获得高质量的数据，而无需改变检测器的位置。
33.在一实施方式中，光学元件包括被配置成使第一电磁辐射束的轨迹改变，使得第一电磁辐射束的轨迹与第二电磁辐射束的另一轨迹不同。特别地，光学元件包括反射镜、棱镜、栅格或楔形物。以这种方式，第二电磁辐射束可以有效地聚焦(通过延长轨迹)以获得高质量的数据，而无需改变检测器的高度。
34.在一实施方式中，光学元件包括反射镜，该反射镜定向为相对于第一电磁辐射束的轨迹成介于1
°
与89
°
之间的角度，特别地，该反射镜定向为相对于第一电磁辐射束的轨迹成介于30
°
与60
°
之间的角度，特别是介于30
°
与50
°
之间的角度，更特别地，该反射镜定向为相对于第一电磁辐射束的轨迹成(基本上)45
°
的角度。
35.在一实施方式中，电磁辐射检测器以相对于与第一电磁辐射束的轨迹平行的轴线偏移的方式布置。特别地，该偏移介于1
°
与90
°
之间，特别是介于30
°
与90
°
之间，更特别是90
°
。这可以允许检测器的灵活定位。
36.在一实施方式中，部件承载件是具有1.5mm的厚度或更大厚度的厚板。这可以提供的优点是，现在甚至可以对厚的部件承载件的通孔进行检查。
37.在一实施方式中，多个通孔形成识别区域。由此，可以实现有效且稳健的制造过程。
38.在一实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，其中，部件承载件仍然提供较大的基底，以用于在其上安装部件。此外，特别地，裸露管芯作为嵌入的电子部件的示例，由于其厚度小，可以方便地嵌入到薄板中，诸如印刷电路板中。
39.在一实施方式中，部件承载件被配置为由印刷电路板、基板(特别是ic基板)和中介层所组成的组中的一者。
40.在本技术的上下文中，术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示板形部件承载件，其通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构进行层压(例如，通过施加压力和/或通过供给热能)而形成。作为pcb技术的优选材料，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或fr4材料。各种导电层结构可以通过如下方式以期望的方式彼此连接：例如通过激光钻孔或机械钻孔形成贯穿层压件的通孔；以及用导电材料(特别是铜)部分地或全部地填充它们，从而形成过孔作或任何其他通孔连接部。填充的孔连接整个叠置件(延伸穿过若干层或整个叠置件的贯穿孔连接部)，或者填充的孔连接至少两个导电层，称为过孔。类似地，可以通过叠置件的各个层形成光学互连，以便接收电光电路板(eocb)。除了可以嵌入印刷电路板中的一个或更多个部件之外，印刷电路板通常被配置成用于在板形印刷电路板的一个或两个相对的表面上容纳一个或更多个部件。这些部件可以通过焊接连接至相应的主表面。pcb的电介质部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂组成。
41.在本技术的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于pcb，基板可以是相对小的部件承载件，其上可以安装一个或更多个部件，并且这些部件可以充当(一个或更多个)芯片与另一pcb之间的连接介质。例如，基板可以具有与要安装在其上的
部件(特别是电子部件)基本上相同的尺寸(例如，在芯片级封装(csp)的情况下)。更具体地，基板可以被理解为用于电连接或电网络的承载件以及与印刷电路板(pcb)相当的部件承载件，但是其在横向和/或竖向布置的连接中具有相当高的密度。横向连接例如是导电路径，而竖向连接可以例如是钻孔。这些横向和/或竖向连接布置在基板内，并且可以用于提供封装的或未封装的部件(诸如裸管芯)、特别是ic芯片与印刷电路板或中间印刷电路板的电气连接、热连接和/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(诸如增强球体，特别是玻璃球体)的树脂组成。
42.所述基板或中介层可以包括以下各者或由以下各者组成：至少一层玻璃；硅(si)和/或可光成像或干蚀刻的有机材料，如环氧基积层材料(诸如，环氧基积层膜)或聚合物化合物(其可以包含或不包含光敏和/或热敏分子)，如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。
43.在一实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括由以下各者组成的组中的至少一者：树脂或聚合物，诸如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺
‑
三嗪树脂、聚苯醚衍生物(例如基于聚苯醚，ppe)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)，液晶聚合物(lcp)、聚四氟乙烯(ptfe)和/或其组合。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，诸如腹板、纤维、球体或其他种类的填料颗粒，以形成复合材料。半固化树脂与增强剂(例如，浸渍有上述树脂的纤维)组合在一起称为预浸料。这些预浸料通常以其特性命名，例如fr4或fr5，其用于描述它们的阻燃特性。尽管预浸料特别是fr4通常优选用于刚性pcb，但也可以使用其他材料，特别是环氧基积层材料(诸如积层膜)或可光成像介电材料。对于高频应用，诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂之类的高频材料可能是优选的。除这些聚合物外，低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低、极低或超低dk材料也可以作为电绝缘结构应用于部件承载件中。
44.在一实施方式中，所述至少一个导电层结构包括由以下各者组成的组中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯、钨和镁。尽管通常优选铜，但是其他材料或其涂覆版本也是可能的，特别是涂覆有超导电材料或导电聚合物，诸如分别为石墨烯或聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)(pedot)。
45.至少一个部件可以嵌入部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。这种部件以选自由以下各者组成的组：非导电嵌体、导电嵌体(例如金属嵌体，优选包含铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光导体连接件)、电子部件或其组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层(ims嵌体)的金属块，其可以被嵌入或表面安装以用于促进散热。根据材料的热导率限定合适的材料，热导率应为至少2w/mk。这样的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，也经常使用具有增加的表面积的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(已实施至少一个p
‑
n结)、无源电子部件(诸如电阻器、电感或电容器)、电子芯片、存储装置(例如dram或其他数据存储器)、滤波器，集成电路(诸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(诸如场效应晶体管(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)或绝缘栅场效应晶体管(igfet)，全部基于半导体材料，诸如碳化硅(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)、光电子接口元件、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)、密码部件、发送器和/或接收器、机电转换器、传感器、致动器，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，可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如，磁性元件可以用作部件。这样的磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁性元件，反铁磁性元件，多铁性元件或亚铁磁性元件，例如铁氧体磁芯)或者可以是顺磁性元件。然而，该部件也可以是ic基板、中介层或另外的部件承载件，例如呈板对板构造。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入其内部。此外，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，也可以用作部件。
46.在一实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热量而叠置并连接在一起的多层结构的复合物。
47.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/或导电层结构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或两个相反的主表面。换句话说，积层可以持续进行直到获得期望的层数。
48.在完成形成电绝缘层结构和导电层结构的叠置件之后，可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。
49.特别地，可以将电绝缘阻焊剂可以施加到层叠置件或部件承载件的一个或两个相反的主表面。例如，可以在整个主表面上形成这种阻焊剂，并随后对阻焊剂层进行图案化，以暴露一个或更多个导电表面部分，所述一个或更多个导电表面部分部分将用于将部件承载件电耦接到电子器件外围。可以有效地保护保持被阻焊剂覆盖的部件承载件的表面部分、特别是包含铜的表面部分以免受氧化或腐蚀。
50.在表面处理方面，还可以选择性地对部件承载件的暴露的导电表面部分应用表面修饰。这种表面修饰可以是在部件承载件的表面上的暴露的导电层结构(诸如，垫、导电迹线等，特别是包含铜或由铜组成)上的导电覆盖材料。如果不保护这种暴露的导电层结构，则暴露的导电部件承载件材料(特别是铜)可能会氧化，从而降低部件承载件的可靠性。然后可以形成表面修饰，例如作为表面安装的部件和部件承载件之间的界面。表面修饰具有保护暴露的导电层结构(特别是铜电路)的功能，并且能够例如通过焊接实现与一个或更多个部件的连结过程。用于表面修饰的适当材料的示例为有机可焊性防腐剂(osp)、化学镍浸金(enig)、化学镍浸钯金(enipig)、金(特别是硬金)、化学锡、镍
‑
金、镍
‑
钯等。
51.从下文将描述的实施方式的示例中，本实用新型的上述限定的各方面和其他方面将变得显而易见，并且将参考这些实施方式的示例进行说明。
附图说明
52.图1示出了根据本实用新型的示例性示例的用于对部件承载件进行检查的装置，其中，光学元件包括反射镜。
53.图2示出了根据本实用新型的另一示例性示例的用于对部件承载件进行检查的装置，其中，光学元件包括聚焦透镜。
54.图3示出了来自现有技术的对薄板的通孔的光学检查。
55.图4示出了来自现有技术的对厚板的通孔的光学检查。
56.图5示出了根据现有技术的用于对部件承载件进行检查的装置。
具体实施方式
57.附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。
58.图1示出了用于对部件承载件101进行检查的装置100，其中，装置100包括：电磁辐射源110，其用于沿着轨迹t1发射第一电磁辐射束111。在该示例中，电磁辐射源110被配置为发射光束的光源。装置100包括样品保持件120，该样品保持件用于将待检查的部件承载件101保持到位。部件承载件101包括用作识别(id)区域的多个通孔102。样本保持件120被配置为将部件承载件101保持到位，使得第一电磁辐射束111的轨迹t1穿过多个通孔102。装置100还包括光学元件130，该光学元件布置在部件承载件101后面以接收第一电磁辐射束111。由此，光学元件130被配置成使第一电磁辐射束111的至少一个物理参数改变以提供第二电磁辐射束112。在图1的示例中，光学元件130包括反射镜，并且待改变的物理参数是第一电磁辐射束111的空间方向(轨迹)。在该示例中，另一轨迹t2相对于轨迹t1改变90
°
的角度。此外，装置100包括用于接收第二电磁辐射束112的电磁辐射检测器140。在该示例中，该检测器包括相机。即使空间非常有限，来自光源110的光也可以被引导到相机140，从而获得完美的焦距，并且可以拍摄和检查高质量的图像。
59.图2原则上示出了与图1相同的装置，然而，光学元件130包括聚焦透镜，该聚焦透镜被配置成使第一电磁辐射束111的焦距改变，使得第二电磁辐射束112的焦点与第一电磁辐射束111的焦点不同。
60.应当注意，术语“包括”不排除其他元素或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。此外，可以对与不同实施方式相关联地描述的元素进行组合。
61.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。
62.本实用新型的实现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，使用所示出的解决方案和根据本实用新型的原理的多种变体也是可行的。