JP6821897B2 - Alignment by physical alignment mark and virtual alignment mark - Google Patents
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Description
本発明は、加工中の電気デバイスをアラインメントさせる方法、コンピュータ可読媒体、およびプログラムに関する。 The present invention relates to methods, computer-readable media, and programs for aligning electrical devices in process.
一つ以上の電子部品を備えた部品キャリアの製品機能は増加している。そのような電子部品はますます小型化されており、プリント回路基板のような部品キャリア上に搭載されるべき電子部品の数は増加している。この場合、いくつかの電子部品を有する、ますます強力なアレイ部品またはパッケージ部品が採用されている。そのようなアレイ部品またはパッケージ部品は複数の接触部またはコネクタを有する。これらの接触部間の間隔は絶えず減少している。動作中にそのような電子部品および部品キャリア自体によって発生した熱を除去することは、ますます顕著な問題となる。また、部品キャリアは、ひどい状況でも動作するように、機械的に安定しており、電気的に信頼できるものであるべきである。 The product functionality of component carriers with one or more electronic components is increasing. Such electronic components are becoming smaller and smaller, and the number of electronic components to be mounted on component carriers such as printed circuit boards is increasing. In this case, increasingly powerful array components or package components with several electronic components are being adopted. Such array parts or package parts have multiple contacts or connectors. The spacing between these contacts is constantly decreasing. Removing the heat generated by such electronic components and the component carriers themselves during operation becomes an increasingly prominent problem. Also, the component carrier should be mechanically stable and electrically reliable so that it can operate in harsh conditions.
また、部品キャリアの構成要素を適切にアラインメントさせることは製造中に問題となる。例えば、製造中に部品キャリアの層構造をパターン化するためには、適切なアラインメント精度がドライフィルムを露出させる際に重要である。他の電気デバイスも同様のアラインメント問題を抱えている。 In addition, proper alignment of component carriers is a problem during manufacturing. For example, in order to pattern the layer structure of the component carrier during manufacturing, proper alignment accuracy is important when exposing the dry film. Other electrical devices have similar alignment problems.
本発明の目的は、高い空間精度で電気デバイスを加工することを可能にすることである。 An object of the present invention is to make it possible to process an electric device with high spatial accuracy.
上記の目的を達成するために、電気デバイスの加工中にアラインメントを行う方法、コンピュータ読み取り可能媒体、およびプログラムユニットを提供する。 To achieve the above objectives, a method of performing alignment during processing of an electrical device, a computer-readable medium, and a program unit are provided.
本発明の1つの例示的な実施形態によれば、加工中の電気デバイスを(または電気デバイスを加工する間)アラインメントさせる方法が提供される。その方法は以下のステップを含む:電気デバイス上に複数の物理的アラインメントマークを設定し、物理的アラインメントマークに基づいて複数の仮想的アラインメントマークを決定し(特に、数学的アルゴリズムを利用して、物理的アラインメントマークによって複数の仮想的アラインメントマークを算出する。)、電気デバイスを加工するために、物理的アラインメントマークの少なくとも一部(特に複数の物理的アラインメントマーク)または仮想的アラインメントマークの少なくとも一部(特に複数のアラインメントマーク)の少なくとも一つを使用してアラインメントを行う。 According to one exemplary embodiment of the invention, there is provided a method of aligning an electrical device being machined (or while the electrical device is being machined). The method involves the following steps: setting multiple physical alignment marks on an electrical device and determining multiple virtual alignment marks based on the physical alignment marks (especially using mathematical algorithms). Multiple virtual alignment marks are calculated by physical alignment marks), at least a portion of the physical alignment marks (especially multiple physical alignment marks) or at least one of the virtual alignment marks for processing electrical devices. Align using at least one of the parts (especially multiple alignment marks).
本発明の別の例示的な実施形態によれば、1つのプログラムユニット(例えば、ソースコード形式または実行可能なコード形式のソフトウェアルーチン)が提供される。このプロセスユニットは、プロセッサ(例えば、マイクロプロセッサまたはCPU(中央処理装置))により実行される時、上記の特徴を有する方法を制御または実行するのに適している。 According to another exemplary embodiment of the invention, one program unit (eg, source code or executable code form software routine) is provided. This process unit is suitable for controlling or executing a method having the above characteristics when executed by a processor (for example, a microprocessor or a CPU (Central Processing Unit)).
本発明のさらに別の例示的実施形態によれば、コンピュータ可読媒体(例えば、CD、DVD、フラッシュドライブ、フロッピーディスク、ハードドライブなど)が提供される。その中には、プロセッサ(例えば、マイクロプロセッサまたはCPU)により実行される時、上記の特徴を有する方法を制御または実行するのに適したコンピュータプログラムが格納されている。 According to yet another exemplary embodiment of the invention, a computer-readable medium (eg, CD, DVD, flash drive, floppy disk, hard drive, etc.) is provided. It contains a computer program suitable for controlling or executing a method having the above characteristics when executed by a processor (eg, microprocessor or CPU).
本発明の実施形態に従って実行できるデータ処理は、コンピュータプログラム即ちソフトウェアによって、または1つまたは複数の専用の電子最適化回路即ちハードウェアを使用することによって、またはハイブリッド即ちソフトウェア部品およびハードウェア部品によって実施できる。 Data processing that can be performed according to embodiments of the present invention is performed by computer programs or software, or by using one or more dedicated electronic optimization circuits or hardware, or by hybrids or software and hardware components. it can.
本出願の文脈において、用語「部品キャリア」は、特に、機械的支持および/または電気的接続を提供するための1つ以上の部品をその上でまたはその中に収容できる任意の支持構造を意味する。言い換えれば、部品キャリアは、部品用の機械的および/または電子的キャリアとして構成されることができる。特に、部品キャリアは、プリント回路基板、有機インターポーザ、およびIC(集積回路)基板のうちの1つであってもよい。部品キャリアはまた、上述の種類の部品キャリア内に異なる部品キャリアを組み合わせるハイブリッドパネルであってもよい。 In the context of this application, the term "part carrier" specifically means any support structure capable of accommodating on or within one or more parts for providing mechanical support and / or electrical connections. To do. In other words, the component carrier can be configured as a mechanical and / or electronic carrier for the component. In particular, the component carrier may be one of a printed circuit board, an organic interposer, and an IC (integrated circuit) board. The component carrier may also be a hybrid panel that combines different component carriers within the above types of component carriers.
本出願の文脈において、用語「物理的アラインメントマーク」は、電気デバイスの構造的または物理的特徴を特に意味してもよい。この構造的または物理的特徴は、電気デバイス(特に、プリント回路基板のプリフォームのような部品キャリア)の表面上または表面領域内で検出されたり、光学的に検査されまたは目視で見られたりすることができる。物理的アラインメントマークは、特に物理的アラインメントマークを使用して空間的に配向することができる加工マシンによる電気デバイスの加工において、実行されるアラインメントの基礎として利用することができる。例えば、そのような物理的アラインメントマークは、光学的に検査されることができる、電気デバイスにおけるスルーホールまたはブラインドホールであってよい。これによって、部品キャリアなどの電気デバイスのプリフォーム(例えば、パネル)の位置および/または向きを決定することができる。例えば、アラインメントマークとして、キャリアボードなどの長方形の電気デバイスの縁部領域においてこのようなホールが複数設けられてよい。また、電気デバイスの対向する二つの主面の両方には、物理的アラインメントマーク(特に各主面の4つの縁部に4つのアラインメントマーク)を設けることができる。 In the context of this application, the term "physical alignment mark" may specifically mean the structural or physical characteristics of an electrical device. This structural or physical feature can be detected on or within the surface area of electrical devices, especially component carriers such as printed circuit board preforms, and can be optically inspected or visually observed. be able to. Physical alignment marks can be used as the basis for the alignments performed, especially in the machining of electrical devices by machining machines that can be spatially oriented using physical alignment marks. For example, such a physical alignment mark may be a through hole or a blind hole in an electrical device that can be optically inspected. This allows the position and / or orientation of preforms (eg, panels) of electrical devices such as component carriers to be determined. For example, as an alignment mark, a plurality of such holes may be provided in the edge region of a rectangular electrical device such as a carrier board. Also, physical alignment marks (particularly four alignment marks on the four edges of each main surface) can be provided on both of the two opposing main surfaces of the electrical device.
本出願の文脈において、用語「仮想的アラインメントマーク」は、電気デバイスに物理的に存在しない特徴を特に意味することができる。この特徴は、電気デバイス(特にプリント回路基板のプリフォームのような部品キャリア)の表面上または表面領域内で検出されたり、光学的に検査されまたは視覚的に見られたりすることはできない。これに対して、仮想的アラインメントマークは、電気デバイス上の算出された位置とすることができる。この位置は、あるアルゴリズムによって決定されており、電気デバイスを加工するときにアラインメントの目的で物理的アラインメントマークと組み合わせて使用される。 In the context of this application, the term "virtual alignment mark" can specifically mean a feature that is not physically present in the electrical device. This feature cannot be detected, optically inspected or visually observed on or within the surface area of electrical devices, especially component carriers such as preforms of printed circuit boards. On the other hand, the virtual alignment mark can be a calculated position on the electrical device. This position is determined by an algorithm and is used in combination with a physical alignment mark for alignment purposes when machining electrical devices.
本発明の例示的な実施形態によれば、物理的アラインメントマークと複数の仮想的アラインメントマークとの組み合わせによって、処理中に電気デバイスのアラインメントを実現する。その物理的アラインメントマークに対してあるアルゴリズムを利用すれば、それらの複数の仮想的アラインメントマークを決定することができる。したがって、物理的アラインメントマークは、仮想的アラインメントマークを計算するための開始点として使用されることができる。このプロセスには大きな利点がある。仮想的アラインメントマークは、物理的アラインメントマークを形成できない機能的な領域であっても、物理的にではなく仮想的に電気デバイスの任意の所望の領域に配置されることができる。この位置にある物理的アラインメントマークは、機能を低下させたり、電気デバイを損傷したりする可能性がある。これにより、アラインメントマークに基づくアラインメントの自由度が著しく増大し、アラインメントマークの少なくとも一部が電気デバイスの任意の所望の位置(例えば、PCBなどの部品キャリアが配置されている領域内)に配置されることができる。また、現実世界の開始点である物理的アラインメントマークに基づいて仮想的アラインメントマークを導出することは、電気デバイスの適切な加工のためのアラインメント機能に関して有意義な位置で複数の仮想的アラインメントマークを決定することを可能にする。 According to an exemplary embodiment of the present invention, the combination of a physical alignment mark and a plurality of virtual alignment marks realizes an alignment of electrical devices during processing. An algorithm for the physical alignment marks can be used to determine those multiple virtual alignment marks. Therefore, the physical alignment mark can be used as a starting point for calculating the virtual alignment mark. This process has great advantages. The virtual alignment mark can be virtually placed in any desired area of the electrical device, not physically, even in a functional area where the physical alignment mark cannot be formed. Physical alignment marks in this position can reduce functionality or damage the electrical device. This significantly increases the degree of freedom of alignment based on the alignment mark, and at least a part of the alignment mark is placed in any desired position of the electrical device (eg, within the area where the component carrier such as a PCB is located). Can be done. In addition, deriving a virtual alignment mark based on the physical alignment mark, which is the starting point of the real world, determines multiple virtual alignment marks at a meaningful position regarding the alignment function for proper processing of an electric device. Allows you to.
説明したアラインメントアーキテクチャは著しい利点を有する。第一に、物理的アラインメントマークと仮想的アラインメントマークとの組み合わせは、非常に有利で非常にバランスのとれた方法で、電気デバイス(特にキャリアボード)の外形に従うことを可能にする。さらに、特に、複数の仮想的アラインメントマークは、利用率に影響を与えることはなく、電気デバイス内のどこにでも(たとえば、キャリアボードのPCB領域内に)配置することができる。仮想的アラインメントマークは、実際には電気デバイスの構造的特徴として存在しないからである。これに加えて、説明されたアラインメントアーキテクチャは、(例えば、組立工程に関して)矩形スケーリングを用いたアレイアラインメントに使用することができる。説明された発想は、効率的かつ正確な方法で、加工(例えば、レーザ加工、光学加工および機械加工)を制御するための既存のソフトウェアでも容易に実施することができる。物理的アラインメントマーク以外の1つまたは複数の仮想的アラインメントマークを使用することによって、ワンステップだけで素早く簡単にアラインメントを実現することができる(特に、ワンステップで繰り返されるという発想を使用する場合よりも速い)。さらに、説明された物理的アラインメントマークと仮想的アラインメントマークのアレイは、電気デバイスの高さの変化(特に、高さの変化するパネル、反りの大きいパネル、または他の電気デバイス)を補償することを可能にする。さらに、実際のアラインメントサンプルを挿入する代わりに、最適化されたキャリア利用率を達成することができる。このプロセスは、わずかワンステップで少数の物理的アラインメントポイントを検出することで実現できるため、非常に高速である。説明された複数の仮想的アラインメントマークを考慮すると、非常に正確なアラインメントプロセスを保証することができる。他のプロセス(例えば、X線、レーザおよび光学プロセス)のために、容量を節約することができる。したがって、高い精度と高いキャリアボード利用率を両立することができる。実際のターゲットまたは物理的アラインメントマークと比べて、追加的に使用された仮想的アラインメントマークは、電気デバイス(例えば、電気デバイスのキャリアボードの例であるプリント回路基板)における活性領域を形成するための表面の損失に及ばない。 The alignment architecture described has significant advantages. First, the combination of physical and virtual alignment marks makes it possible to follow the contours of electrical devices (especially carrier boards) in a very advantageous and very balanced way. Moreover, in particular, the plurality of virtual alignment marks can be placed anywhere in the electrical device (eg, within the PCB area of the carrier board) without affecting utilization. This is because the virtual alignment mark does not actually exist as a structural feature of the electrical device. In addition to this, the alignment architecture described can be used for array alignment with rectangular scaling (eg, with respect to the assembly process). The described ideas can be easily implemented in existing software for controlling machining (eg, laser machining, optical machining and machining) in an efficient and accurate manner. By using one or more virtual alignment marks other than the physical alignment marks, alignment can be achieved quickly and easily in just one step (especially than when using the idea of repeating in one step). Is also fast). In addition, the described physical and virtual alignment mark arrays compensate for changes in the height of electrical devices, especially varying height panels, highly warped panels, or other electrical devices. To enable. Moreover, optimized carrier utilization can be achieved instead of inserting the actual alignment sample. This process is very fast as it can be achieved by detecting a small number of physical alignment points in just one step. Considering the multiple virtual alignment marks described, a very accurate alignment process can be guaranteed. Capacity can be saved for other processes (eg, X-ray, laser and optical processes). Therefore, both high accuracy and high carrier board utilization rate can be achieved at the same time. Compared to the actual target or physical alignment mark, the additionally used virtual alignment mark is for forming an active region in an electrical device (eg, a printed circuit board which is an example of a carrier board of an electrical device). It does not reach the surface loss.
以下では、方法、コンピュータ可読媒体、およびプログラムユニットのさらなる例示的実施形態について説明する。 The following describes further exemplary embodiments of methods, computer-readable media, and program units.
好ましい実施形態では、形状関数を使用して物理的アラインメントマークに基づく仮想的アラインメントマークの決定を実施する。特に、物理的アラインメントマークは、長方形の電気デバイスの外枠に沿って配置することができる。形状関数を使用して、フレーム内で仮想的アラインメントマークを見つけたり導き出したりすることができる。この場合、形状関数は、アラインメントマークのグリッドを定義するために、点のない任意の箇所で補間するのに役立つ数式であってよい。形状関数を使用することによって、装置の外部物理的アラインメントマークに基づいて装置の内部仮想的アラインメントマークを算出する発想は、電気デバイスを加工するためのアラインメントを達成するための強力で高速かつ正確なツールであることが証明された。 In a preferred embodiment, a shape function is used to perform a virtual alignment mark determination based on a physical alignment mark. In particular, the physical alignment marks can be placed along the outer frame of the rectangular electrical device. You can use shape functions to find and derive virtual alignment marks within a frame. In this case, the shape function may be a mathematical formula that is useful for interpolating anywhere without points to define a grid of alignment marks. The idea of calculating the device's internal virtual alignment mark based on the device's external physical alignment mark by using a shape function is powerful, fast and accurate to achieve the alignment for machining electrical devices. Proven to be a tool.
例えば、外周の内部における仮想的アラインメントマークの計算は、以下の式に基づいて実施することができる。外周は、形状関数を使用して複数の物理的アラインメントマークによって定義される。
上記の式において、UとVは電気デバイス上および内部の任意の点(x、y)の座標である。また、UiとViは、変形した物理アラインメントマークの座標である。形状関数はNi(x、y)として表される。 In the above equation, U and V are the coordinates of arbitrary points (x, y) on and inside the electrical device. Also, U i and V i are the coordinates of the physical alignment mark deformed. Shape function N i (x, y) is expressed as.
一実施形態では、物理的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部が電気デバイスの非活性領域内に(そして活性領域から離れて)配置される。「非活性領域」は、電気デバイスにおける電気デバイスを収容しない機能要素の範囲とすることができる。それに対応して、「活性領域」は、電気デバイスにおける電気デバイスを収容している機能要素の範囲とすることができる。部品キャリアのバッチを製造するためのキャリアボードの例では、部品キャリアが配置されているキャリアボード領域が活性領域であり、部品キャリアを含まない領域が非活性領域である。したがって、物理的アラインメントマークは、電気デバイス(例えば、キャリアボード)の活性領域(例えば、PCB)の外側に位置することができる。これは、物理的アラインメントマークの存在による電気デバイスの機能または容量に対する望ましくない影響を回避する。 In one embodiment, at least some, especially all, of the physical alignment marks are placed within (and away from) the inactive region of the electrical device. The "inactive region" can be a range of functional elements in the electrical device that do not contain the electrical device. Correspondingly, the "active region" can be the range of functional elements in the electrical device that house the electrical device. In the example of the carrier board for manufacturing a batch of component carriers, the carrier board region in which the component carriers are arranged is the active region, and the region not including the component carriers is the inactive region. Therefore, the physical alignment mark can be located outside the active region (eg, PCB) of the electrical device (eg, carrier board). This avoids the undesired effect of the presence of physical alignment marks on the function or capacity of the electrical device.
一実施形態では、物理的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部が、電気デバイスの縁部(特に周縁部)に沿って配置され、中央部分から離れて配置されている。言い換えれば、電気デバイスの縁部に沿って延びるフレーム領域または外側領域には、複数の物理的アラインメントマークを設けることができる。多くの場合に鑑みて、そのような縁部またはフレーム領域に活性領域がないという事実を考慮すると、物理的アラインメントマークは縁部またはフレーム領域を乱すことはない。 In one embodiment, at least a portion, especially all, of the physical alignment marks are located along the edges (particularly the periphery) of the electrical device and away from the central portion. In other words, the frame area or outer area extending along the edge of the electrical device can be provided with a plurality of physical alignment marks. In view of many cases, the physical alignment mark does not disturb the edge or frame region, given the fact that such an edge or frame region has no active region.
一実施形態では、仮想的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部が電気デバイスの活性領域内に(そして非活性領域から離れて)配置される。仮想的アラインメントマークは、物理的に存在せず、電気デバイスをアラインメントさせたり、それに対応してデバイスの加工機械を制御したりするための仮想または数学的データユニットとしてのみ使用されるので、実質的に電気デバイス上のどこにでも配置されることができる。物理的アラインメントマークは、電気デバイスの機能を妨げないように、電気デバイスの機能的に活性な領域に配置されるのが好ましい。これに対して、仮想的アラインメントマークの場合、この制限を考慮する必要はない。 In one embodiment, at least a portion, in particular the entire, virtual alignment mark is placed within (and away from) the active region of the electrical device. Virtual alignment marks are virtually non-existent and are only used as virtual or mathematical data units to align electrical devices and correspondingly control the device's processing machines. Can be placed anywhere on the electrical device. The physical alignment mark is preferably placed in a functionally active area of the electrical device so as not to interfere with the function of the electrical device. On the other hand, in the case of virtual alignment mark, it is not necessary to consider this limitation.
一実施形態では、仮想的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部が電気デバイスの中央領域にあり、周縁部から離れて位置する。したがって、仮想的アラインメントマークは、特に電気デバイスの中央領域に適切に現れることができる。この中央領域は、多くの場合、キャリアボード型電気デバイスの場合のプリント回路基板(PCB)のような機能的に活性な構造のための領域である。したがって、そのような活性領域の高精度アラインメントは、そのような中央領域に物理的アラインメントマークを設けることによって機能的に活性な構造の面積を失うことまたは機能的に活性な構造を妨げることなく達成することができる。 In one embodiment, at least part of the virtual alignment mark, especially all of it, is located in the central region of the electrical device and away from the periphery. Therefore, the virtual alignment mark can appear properly, especially in the central region of the electrical device. This central region is often the region for functionally active structures such as printed circuit boards (PCBs) in the case of carrier board electrical devices. Therefore, high precision alignment of such active regions is achieved without losing the area of the functionally active structure or interfering with the functionally active structure by providing a physical alignment mark in such a central region. can do.
一実施形態では、仮想的アラインメントマークは、特に長方形を画定するために、マトリックスパターンで電気デバイス上に配置される。各矩形は電気デバイスの対応する活性領域を囲む。長方形の少なくとも一部は、長方形の四隅のそれぞれに位置する4つの仮想的アラインメントマークによって画定されることができる。言い換えれば、各区画が電気デバイスの一つの活性領域(特に、キャリアボードのPCBなどの部品キャリアのアレイ)を含むように、電気デバイスを複数の区画へ分割する。したがって、非常に好ましくは、複数の仮想的アラインメントマークを、それぞれの活性領域の円周の周りに、例えば長方形の活性領域の四隅に配置することができる。対応するアレイアラインメントは、大容量という利点を有する。活性領域内だけにおける、オプションで電気デバイスの外周の周りに配置された1つまたは複数の物理的アラインメントマークと組み合わせる仮想的アラインメントマークによって、活性領域をアラインメントできるからである。 In one embodiment, the virtual alignment marks are placed on the electrical device in a matrix pattern, especially to define a rectangle. Each rectangle encloses the corresponding active region of the electrical device. At least a portion of the rectangle can be defined by four virtual alignment marks located at each of the four corners of the rectangle. In other words, the electrical device is divided into multiple compartments so that each compartment contains one active region of the electrical device, in particular an array of component carriers such as PCBs on a carrier board. Therefore, very preferably, a plurality of virtual alignment marks can be placed around the circumference of each active region, for example, at the four corners of a rectangular active region. The corresponding array alignment has the advantage of high capacity. This is because the active region can be aligned by a virtual alignment mark that is optionally combined with one or more physical alignment marks arranged around the outer circumference of the electrical device only within the active region.
一実施形態では、方法は、電気デバイスを複数の区画に分割することを含む。分割は、少なくとも1つの分割線、特に少なくとも2つの直交分割線を決定することによって行われる。少なくとも1本の分割線は、電気デバイスの活性領域の外側に伸びるように決定される。分割線が電気デバイスの機能領域(例えば、キャリアボード上のPCBアレイ)を通って延びるのを防ぐことによって、電気デバイスの機能領域の機能は、アラインメントのプロセスに影響されない。 In one embodiment, the method comprises dividing the electrical device into multiple compartments. The division is performed by determining at least one dividing line, in particular at least two orthogonal dividing lines. At least one dividing line is determined to extend outside the active region of the electrical device. By preventing the dividing line from extending through the functional area of the electrical device (eg, the PCB array on the carrier board), the function of the functional area of the electrical device is not affected by the alignment process.
一実施形態では、それぞれの区画を加工することは、それぞれの区画に関連する(特に空間的に関連し、あるいは空間的にその中に位置する)少なくとも1つの物理的アラインメントマークまたは少なくとも1つの仮想的アラインメントマークの少なくとも一つを使用して実行される。例えば、電気デバイスの外縁部の区画は、複数の物理的アラインメントマークおよび少なくとも1つの仮想的アラインメントマークに基づいてアラインメントされることができる。 In one embodiment, processing each compartment is associated with at least one physical alignment mark or at least one virtual associated with each compartment (particularly spatially related or spatially located therein). Performed using at least one of the target alignment marks. For example, the outer edge compartment of an electrical device can be aligned based on multiple physical alignment marks and at least one virtual alignment mark.
一実施形態では、少なくとも1つの区画は、処理中において対応する仮想的アラインメントマークのみに基づいてアラインメントされる。したがって、電気デバイスの内部の区画は、物理的アラインメントマークよりも多くの仮想的アラインメントマークに基づいて、特に仮想的アラインメントマークのみに基づいてアラインメントされることができる。 In one embodiment, at least one partition is aligned based only on the corresponding virtual alignment mark during processing. Thus, the internal compartments of an electrical device can be aligned based on more virtual alignment marks than physical alignment marks, especially based solely on virtual alignment marks.
一実施形態では、電気デバイスの処理は、物理的アラインメントマークよりも多くの仮想的アラインメントマークを使用してアラインメントを行うことによって、特に仮想的アラインメントマークのみを使用してアラインメントを行うことによって実行される。この措置を講じることによって、必要とされる物理的アラインメントマークの数を非常に少なく抑えることができる。これによって、電気デバイスの容量に対する物理的アラインメントマークによる潜在的な影響が少なくなる。例えば、最大数の部品キャリアの製造にとって、過度の制限はない。 In one embodiment, the processing of the electrical device is performed by performing the alignment using more virtual alignment marks than the physical alignment marks, especially by performing the alignment using only the virtual alignment marks. To. By taking this measure, the number of physical alignment marks required can be kept very low. This reduces the potential impact of physical alignment marks on the capacity of electrical devices. For example, there are no undue limits for the manufacture of the maximum number of component carriers.
一実施形態では、物理的アラインメントマークに基づく仮想的アラインメントマークの決定は、物理的アラインメントマーク間のギャップまたは距離が挿入によって仮想的アラインメントマークで埋められるように実行される。よって、例えば、等間隔の仮想的アラインメントマーク(あるいは、等間隔の物理的アラインメントマークと仮想的アラインメントマーク)が形成される。仮想的アラインメントマークの組は、長方形などの規則的な形状を形成するか、または他の任意の対称基準を満たす。 In one embodiment, the determination of the virtual alignment mark based on the physical alignment mark is performed so that the gap or distance between the physical alignment marks is filled with the virtual alignment mark by insertion. Therefore, for example, evenly spaced virtual alignment marks (or evenly spaced physical alignment marks and virtual alignment marks) are formed. The set of virtual alignment marks forms a regular shape, such as a rectangle, or meets any other symmetry criterion.
一実施形態では、電気デバイスは、部品キャリアを製造するためのキャリアボード、ウエハ、およびピックアンドプレース装置による加工の部品からなる群から選択される。最も好ましい実施形態では、PCBキャリアボードは、説明された1つまたは複数の仮想的アラインメントマークと組み合わされた物理的アラインメントマークの発想で処理することができる。その後、キャリアボードの頻繁な反りと変形の傾向は、物理的アラインメントマークと仮想的アラインメントマークを適切に組み合わせることで解決できる。しかしながら、本明細書に説明されたアラインメントプロセスは、個々の電子チップに分離または個片化された半導体ウエハにも有利に適用することができる。この方法のためにも、高精度が有利であり、それは仮想および物理的アラインメントマークの組み合わせによって得ることができる。さらに他の実施形態では、表面実装部品は、アラインメントされており、本発明の別の実施形態における電気デバイスとすることができる。そのような部品は、そのような電気デバイスの位置および向きが正確に分かるようにピックアンドプレース装置によって加工することができる。物理的アラインメントマークと仮想的アラインメントマークとの組み合わせもまた、上述のタスクに対する有利な解決策である。この仮想的アラインメントマークは、物理的アラインメントマークに基づいて導き出されたものである。 In one embodiment, the electrical device is selected from the group consisting of carrier boards for manufacturing component carriers, wafers, and components machined by pick-and-place equipment. In the most preferred embodiment, the PCB carrier board can be processed with the idea of a physical alignment mark combined with one or more virtual alignment marks described. After that, the tendency of frequent warpage and deformation of the carrier board can be solved by properly combining the physical alignment mark and the virtual alignment mark. However, the alignment process described herein can also be advantageously applied to semiconductor wafers separated or fragmented into individual electronic chips. High accuracy is also advantageous for this method, which can be obtained by a combination of virtual and physical alignment marks. In yet another embodiment, the surface mount components are aligned and can be electrical devices in another embodiment of the invention. Such parts can be machined by pick-and-place equipment so that the location and orientation of such electrical devices can be accurately determined. The combination of physical alignment marks and virtual alignment marks is also an advantageous solution to the tasks described above. This virtual alignment mark is derived based on the physical alignment mark.
一実施形態では、電気デバイスを加工するのが、画像形成(特に光学イメージング)、溶接マスク処理、スクリーン印刷、および電気デバイスの機械的処理(特に組み立て工程中)からなる群の少なくとも1つを含む。これらおよび他のプロセスは、加工されるべき電気デバイスの正確なアラインメントを必要とする。 In one embodiment, processing the electrical device comprises at least one of a group consisting of image formation (particularly optical imaging), welding mask processing, screen printing, and mechanical processing of the electrical device (particularly during the assembly process). .. These and other processes require precise alignment of the electrical devices to be machined.
一実施形態では、物理的アラインメントマークは、ホール(ブラインドホールやビアホールなど)、パッド(誘電体などの他の材料で囲まれた導電性材料からなる)、スカイビングマーク(skiving marks)、角部(例えば、長方形の電気デバイスのもの)、およびレーザターゲットとすることができる。典型的には、物理的アラインメントマークは、任意の基準点、すなわちイメージングシステムの視野内に配置された任意の物体とすることができる。この物体は、基準点または測定値として使用されるために、結果の画像において表示される。それは画像化されたオブジェクトの中または上に配置された任意の物体であってよい。この物理的アラインメントマークは、加工されるべき電気デバイスに対して加工機器を調整するために使用されることができる。 In one embodiment, the physical alignment marks are holes (such as blind holes and via holes), pads (consisting of a conductive material surrounded by other materials such as dielectrics), skiving marks, and corners. (For example, those of rectangular electrical devices), and can be laser targets. Typically, the physical alignment mark can be any reference point, i.e. any object located within the field of view of the imaging system. This object is displayed in the resulting image for use as a reference point or measurement. It can be any object placed in or on top of the imaged object. This physical alignment mark can be used to adjust the processing equipment to the electrical device to be processed.
1つまたは複数の部品は、部品キャリアまたはそのプリフォームの中におよび/またはその上に表面実装されおよび/または埋め込まれてもよい。少なくとも1つの部品は、非導電性インレイ、導電性インレイ(金属インレイなど、好ましくは銅またはアルミニウムを含む)、伝熱ユニット(ヒートパイプなど)、電子部品、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されることができる。例えば、部品は、能動電子部品、受動電子部品、電子チップ、記憶装置(例えば、DRAMまたは他のデータ記憶装置)、フィルタ、集積回路、信号処理部品、電力管理部品、光電子インターフェース部品、電圧変換(例:DC/DCコンバータまたはAC/DCコンバータ)、暗号化部品、トランスミッタおよび/またはレシーバ、電気機械トランスデューサ、センサ、アクチュエータ、微小電気機械システム(MEMS)、マイクロマシン、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、電池、スイッチ、カメラ、アンテナ、ロジックチップおよび環境発電ユニットであってもよい。しかしながら、他の部品も部品キャリアに埋め込むことができる。例えば、磁気素子を部品として使用することができる。そのような磁気素子は、永久磁石素子(例えば、強磁性素子、反強磁性素子、またはフェライトベース構造などのフェリ磁性素子)であってもよく、または常磁性素子であってもよい。しかしながら、部品は、パネル中のパネル構成などの別の部品キャリアでもよい。部品は、部品キャリア上に表面実装されてもよく、および/または部品キャリア内に埋め込まれてもよい。 The one or more parts may be surface mounted and / or embedded in and / or on the part carrier or its preform. At least one component is selected from the group consisting of non-conductive inlays, conductive inlays (such as metal inlays, preferably containing copper or aluminum), heat transfer units (such as heat pipes), electronic components, or combinations thereof. Can be done. For example, components include active electronic components, passive electronic components, electronic chips, storage devices (eg, DRAM or other data storage devices), filters, integrated circuits, signal processing components, power management components, optoelectronic interface components, voltage conversion ( Examples: DC / DC converters or AC / DC converters), encryption components, transmitters and / or receivers, electromechanical transducers, sensors, actuators, microelectromechanical systems (MEMS), micromachines, capacitors, resistors, inductors, batteries, It may be a switch, a camera, an antenna, a logic chip and an environmental power generation unit. However, other components can also be embedded in the component carrier. For example, a magnetic element can be used as a component. Such a magnetic element may be a permanent magnet element (eg, a ferromagnetic element, an antiferromagnetic element, or a ferrimagnetic element such as a ferrite-based structure), or may be a paramagnetic element. However, the component may be another component carrier, such as a panel configuration within a panel. The component may be surface mounted on the component carrier and / or embedded within the component carrier.
一実施形態では、部品キャリアまたはそのプリフォームは、少なくとも1つの電気絶縁層構造と少なくとも1つの導電層構造との積層体を含む。例えば、部品キャリアは、上記電気絶縁層構造と導電層構造との積層体は、特に機械的圧力を加えることによって形成されるものであり、所望ならば、形成プロセスが熱エネルギーによって支援される。上記積層体は、他の部品のための大きな取り付け面を提供することができるが、それでもなお非常に薄くかつコンパクトであるプレート形状の部品キャリアを提供することができる。用語「層構造」は、特に、共通平面内の連続層、パターン化層、または複数の不連続な島を意味することがある。 In one embodiment, the component carrier or preform thereof comprises a laminate of at least one electrically insulating layer structure and at least one conductive layer structure. For example, in the component carrier, the laminate of the electrically insulating layer structure and the conductive layer structure is formed particularly by applying mechanical pressure, and if desired, the forming process is supported by thermal energy. The laminate can provide a large mounting surface for other parts, but can nevertheless provide a plate-shaped part carrier that is very thin and compact. The term "layer structure" may specifically mean a continuous layer, a patterned layer, or multiple discontinuous islands in a common plane.
一実施形態では、部品キャリアまたはそのプリフォームはパネルとして形成される。これにより、部品キャリアが部品を取り付けるための大型基板を依然として提供するコンパクトな設計が容易になる。また、ベアウエハは、厚さが薄いので、特に埋め込み型電子部品の一例として、ベアウエハをプリント回路基板等の薄板部材に埋め込むことが便利である。 In one embodiment, the component carrier or preform thereof is formed as a panel. This facilitates compact designs where component carriers still provide large boards for mounting components. Further, since the bare wafer is thin, it is convenient to embed the bare wafer in a thin plate member such as a printed circuit board, as an example of an embedded electronic component.
一実施形態では、製造中の部品キャリアは、プリント回路基板(PCB)および基板(特にIC基板)からなる群のうちの1つとして構成される。 In one embodiment, the component carrier being manufactured is configured as one of a group consisting of a printed circuit board (PCB) and a board (particularly an IC board).
本出願の文脈において、「プリント回路基板」(PCB)という用語は特に、いくつかの導電層構造といくつかの電気絶縁層構造を積層することによって形成された部品キャリア(それは板状(すなわち平面)、三次元湾曲面(例えば3D印刷を使用して製造されるとき)、またはそれは他の任意の形状を有する)を指すことがある。上記形成工程は、例えば、必要に応じて熱エネルギーを供給しながら圧力を加えることにより形成される。PCB技術にとって好ましい材料として、導電層構造は銅で作製される。電気絶縁層構造は、樹脂および/またはガラス繊維、いわゆるプリプレグまたはFR4材料を含んでもよい。積層体を貫通する貫通孔を(例えばレーザ穿孔または機械的穿孔により)形成し、貫通孔を導電性材料、特に銅で充填することにより、ビアコネクタとしてのビアホールを形成する。個々の導電層構造は、所望の方法で互いに接続することができる。プリント回路基板に埋め込める1つまたは複数の部品を除いて、プリント回路基板は通常、パネル形状のプリント回路基板の一方または両方の対向面に1つまたは複数の部品を収容するように構成される。それらは対応する主表面に溶接によって接合することができる。PCBの誘電部分は、ガラス繊維のような強化繊維を有する樹脂で構成することができる。 In the context of this application, the term "printed circuit board" (PCB) specifically refers to a component carrier formed by laminating several conductive layer structures and several electrically insulating layer structures, which are plate-like (ie, planar). ), A three-dimensional curved surface (eg when manufactured using 3D printing), or it may have any other shape. The forming step is formed, for example, by applying pressure while supplying thermal energy as needed. As a preferred material for PCB technology, the conductive layer structure is made of copper. The electrically insulating layer structure may include resin and / or glass fiber, a so-called prepreg or FR4 material. A via hole as a via connector is formed by forming a through hole penetrating the laminate (for example, by laser perforation or mechanical perforation) and filling the through hole with a conductive material, particularly copper. The individual conductive layer structures can be connected to each other in any way. Except for one or more components that can be embedded in a printed circuit board, a printed circuit board is typically configured to accommodate one or more components on one or both opposite surfaces of a panel-shaped printed circuit board. .. They can be joined to the corresponding main surface by welding. The dielectric portion of the PCB can be made of a resin having reinforcing fibers such as glass fibers.
本出願の文脈において、用語「基板」は、その上に実装されるべき部品(特に電子部品)と実質的に同じ寸法を有するウィジェットキャリアを特に意味することがある。より具体的には、基板は、電気コネクタまたは電気ネットワーク用のキャリア、およびプリント回路基板(PCB)に相当する部品キャリアであるが、比較的高密度の横方向および/または縦方向の配置があるコネクタとして理解することができる。横方向コネクタは例えば導電経路であり、縦方向コネクタは例えばドリル孔である。これらの横方向および/または縦方向のコネクタは基板内に配置され、例えばICチップの収容部品または未収容部品(例えばベアウエハ)と印刷回路板または中間印刷回路板との電気的接続および/または機械的接続を提供するために使用することができる。そのため、「基板」という用語は「IC基板」も含む。基板の誘電体部は、ガラス球などの補強球を有する樹脂で構成することができる。 In the context of this application, the term "board" may specifically mean a widget carrier that has substantially the same dimensions as the components (especially electronic components) to be mounted on it. More specifically, the substrate is a carrier for an electrical connector or electrical network, and a component carrier that corresponds to a printed circuit board (PCB), but with a relatively high density of horizontal and / or vertical arrangements. Can be understood as a connector. The horizontal connector is, for example, a conductive path, and the vertical connector is, for example, a drill hole. These horizontal and / or vertical connectors are arranged within the substrate, for example, electrical connection and / or machine between a contained or uncontained component of an IC chip (eg, a bare wafer) and a printed circuit board or intermediate printed circuit board. Can be used to provide a connection. Therefore, the term "board" also includes "IC board". The dielectric portion of the substrate can be made of a resin having a reinforcing sphere such as a glass sphere.
一実施形態では、少なくとも1つの電気絶縁層構造は、樹脂(エポキシまたはビスマレイミド−トリアジン樹脂などの強化または非強化樹脂、より具体的にはFR−4またはFR−5など)、シアネートエステル、ポリフェニレン誘導体(polyphenylene derivate)、ガラス(特にガラス繊維、複層ガラス、ガラス素材)、プリプレグ材料、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマー(LCP)、エポキシベースのビルドアップフィルム(epoxy−based Build−Up Film)、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))、セラミック、および金属酸化物からなる群のうちの少なくとも1つを含む。例えば、ガラス(多層ガラス)製のメッシュ、繊維または球体のような強化材料も使用することができる。プリプレグまたはFR4が一般に好ましいが、他の材料を使用してもよい。高周波用途では、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、および/またはシアネート樹脂などの高周波材料を、部品キャリア内で電気絶縁層構造として実施することができる。 In one embodiment, the at least one electrically insulating layer structure is a resin (reinforced or non-reinforced resin such as epoxy or bismaleimide-triazine resin, more specifically such as FR-4 or FR-5), cyanate ester, polyphenylene. Derivatives (polyphenylene sulfide), glass (especially glass fiber, multi-layer glass, glass material), prepreg material, polyimide, polyamide, liquid crystal polymer (LCP), epoxy-based build-up film (epoxy-based Built-Up Film), poly Includes at least one of the group consisting of tetrafluoroethylene (Teflon®), ceramics, and metal oxides. For example, reinforcing materials such as meshes, fibers or spheres made of glass (multilayer glass) can also be used. Prepreg or FR4 is generally preferred, but other materials may be used. For high frequency applications, high frequency materials such as polytetrafluoroethylene, liquid crystal polymers, and / or cyanate resins can be implemented as an electrically insulating layer structure within the component carrier.
一実施形態では、少なくとも1つの導電層構造は、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金、パラジウム、およびタングステンからなる群の少なくとも1つを含む。銅が一般に好ましいが、他の材料またはそれらのコーティング形態、特にグラフェンのような超伝導材料でコーティングされた上記材料も可能である。 In one embodiment, the at least one conductive layer structure comprises at least one of the group consisting of copper, aluminum, nickel, silver, gold, palladium, and tungsten. Copper is generally preferred, but other materials or their coating forms, especially those coated with superconducting materials such as graphene, are also possible.
一実施形態では、製造中の部品キャリアは積層型部品キャリアである。そのような実施形態では、部品キャリアは、必要に応じて熱を加えながら圧縮力を加えることによって積み重ねられて互いに接合された複数の層構造の複合体である。 In one embodiment, the component carrier being manufactured is a laminated component carrier. In such an embodiment, the component carrier is a composite of multiple layers that are stacked and joined together by applying compressive forces while applying heat as needed.
本発明の上記態様および他の態様は、以下に記載される実施形態の実施例から明らかになる。そして、本発明の上記態様および他の態様は、これらの実施形態の実施例を参照して説明される。
図示される内容は概略的であり、異なる図において、類似または同一の要素には同じ符号が与えられている。 The contents illustrated are schematic, and similar or identical elements are given the same reference numerals in different figures.
図面を参照して例示的な実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の例示的な実施形態が開発されるいくつかの基本的な考察について概説する。 Before the exemplary embodiments are described in more detail with reference to the drawings, some basic considerations under which the exemplary embodiments of the present invention are developed will be outlined.
本発明の例示的実施形態によれば、1つ以上の物理的アラインメントマークおよび/または物理的アラインメントマークから導出された1つ以上の仮想的アラインメントマークを使用して、加工中において電気デバイスのアラインメントを実施することができる。好ましい実施形態では、電気デバイス(プリント回路基板の製造に使用されるキャリアボードなど)を複数の区画に分割することもできる。そして、形状関数と仮想的なアラインメント点を用いて、区画層でアラインメントを行うことが好ましい。 According to an exemplary embodiment of the invention, an electrical device alignment during machining using one or more physical alignment marks and / or one or more virtual alignment marks derived from the physical alignment marks. Can be carried out. In a preferred embodiment, the electrical device (such as a carrier board used in the manufacture of printed circuit boards) can also be divided into multiple compartments. Then, it is preferable to perform alignment in the partition layer by using the shape function and the virtual alignment point.
また、本発明の例示的な実施形態は、既存のアラインメント方法の制限を克服することができる。実際に、例示的な実施形態の方法によれば、複数の区画を使用することによって、グローバル(global)なアラインメント方法よりも高い精度が可能になる。そして、例示的な実施形態に従って仮想内部点を使用することによって、ローカルアラインメントおよび純粋に実際の分割方法よりも速い速度およびより良いキャリアボード利用率が可能になる。 Moreover, the exemplary embodiment of the present invention can overcome the limitations of existing alignment methods. In fact, according to the method of the exemplary embodiment, the use of multiple compartments allows for higher accuracy than the global alignment method. And by using virtual internal points according to exemplary embodiments, faster speeds and better carrier board utilization than local alignment and purely real division methods are possible.
より具体的には、本発明の例示的な実施形態によるアラインメント方法は、電気デバイスの周方向フレーム(特にキャリアボードフレーム)内の物理的アラインメントマークとして複数の点を使用する。この物理的アラインメントマークは、機械のカメラによる撮影で得られる。これらの物理的アラインメントマークに基づいて、複数の仮想内部点が、区画アラインメントに使用される仮想的アラインメントマークとして算出される。例えば、少ない点数でも精度の高い形状関数で算出することができる。4つの区画の場合は、例えば他の幾何学的方法を用いて、中心点を算出することができる。 More specifically, the alignment method according to an exemplary embodiment of the present invention uses a plurality of points as physical alignment marks within a circumferential frame (particularly a carrier board frame) of an electrical device. This physical alignment mark is obtained by shooting with a mechanical camera. Based on these physical alignment marks, a plurality of virtual internal points are calculated as virtual alignment marks used for partition alignment. For example, even a small number of points can be calculated by a highly accurate shape function. In the case of four compartments, the center point can be calculated using, for example, other geometric methods.
したがって、電気デバイス上の実際のマークは、機械カメラによる撮影によって取得された物理的アラインメントマークとして使用することができる。これに対して、仮想的アラインメントマークは、電気デバイス上の構造的特徴として存在せず、ソフトウェアまたは他の計算資源によって算出されることができる。それから、例えば、4点ごとは、スケーリング区画またはそれらが形成するアレイに使用することができる。 Therefore, the actual mark on the electrical device can be used as a physical alignment mark obtained by shooting with a mechanical camera. Virtual alignment marks, on the other hand, do not exist as structural features on electrical devices and can be calculated by software or other computational resources. Then, for example, every four points can be used for scaling compartments or the arrays they form.
この方法に非常に有利に使用できる関数は形状関数Niである。これらの形状関数は、電気デバイス(例えば、キャリアボード)の中央の各点が、スケーリングおよび回転の両方を含むフレームと同じ形状(特に線形または非線形)に従うことを可能にする。 Functions that can be very advantageously used in this process is the shape function N i. These shape functions allow each central point of an electrical device (eg, carrier board) to follow the same shape (especially linear or non-linear) as the frame, including both scaling and rotation.
本発明の例示的な実施形態による方法は、実際の内部点を必要とせずに電気装置の正確なアラインメントを提供することができる。すなわち、電気デバイスの活性領域には、物理的アラインメントマークが不要である。この方法では、非常に高い精度、特にグローバルなアラインメントよりも高い精度が得られる。さらに、この方法は非常に高速で、特にローカルなアラインメントよりも高速である。これに加えて、特に実際点のみに基づく区画と比較してより良好なPCBタイプのキャリアボードの利用率に関して、電気デバイスの効率的な使用を達成することができる。また、本発明の例示的な実施形態は、各機器のためのすべてのアラインメントソフトウェアにおいて容易に実施することができる。本発明の例示的な実施形態が、アラインメントの不良による無駄を減らし、アラインメントを向上させることができることは、非常に有利である。 The method according to an exemplary embodiment of the present invention can provide an accurate alignment of electrical equipment without the need for actual internal points. That is, no physical alignment mark is required in the active region of the electrical device. This method provides very high accuracy, especially higher than global alignment. Moreover, this method is very fast, especially faster than local alignments. In addition to this, efficient use of electrical devices can be achieved, especially with respect to better PCB-type carrier board utilization compared to compartments based solely on practice. Also, exemplary embodiments of the invention can be readily implemented in all alignment software for each device. It is very advantageous that the exemplary embodiments of the present invention can reduce waste due to poor alignment and improve alignment.
図1は、本発明の例示的実施形態による、キャリアボード(例えば、24×18平方インチのサイズで)として構成された電気デバイス100の平面図を示す。このキャリアボードは、プリント回路基板(PCB)などの部品キャリアを製造するために使用される。この実施形態では、電気装置100は22個の物理的アラインメントマーク102および20個の仮想的アラインメントマーク104を有する。これらの物理的アラインメントマークおよび仮想的アラインメントマークは、加工中において電気装置100をアラインメントさせる方法の実施中に得られる。 FIG. 1 shows a plan view of an electrical device 100 configured as a carrier board (eg, in a size of 24 x 18 square inches) according to an exemplary embodiment of the invention. This carrier board is used to manufacture component carriers such as printed circuit boards (PCBs). In this embodiment, the electrical device 100 has 22 physical alignment marks 102 and 20 virtual alignment marks 104. These physical alignment marks and virtual alignment marks are obtained during the implementation of the method of aligning the electrical device 100 during machining.
例えば、電気デバイス100を形成するPCBキャリアボードを溶接マスクプロセスにかけるべきであることが起こり得る。この目的のために、溶接マスクのタスクを実行する機械が、電気デバイス100の現在の位置およびその向きを正確に知っていることが非常に重要であり、その結果、加工は非常に正確になり得る。そのような正確なアラインメントを達成するために、本発明の例示的な実施形態は、複数の物理的アラインメントマーク102(カメラなどによって検出できる電気デバイス100の表面上の構造的特徴である)を使用する。例えば、実質的に長方形の電気装置100の外周に沿って配置された物理的アラインメントマーク102は、銅蝋付けパッドであるか、またはレーザーホールである。したがって、上記のカメラ等の光学的測定により、実際または物理的アラインメントマーク102を検出することができる。 For example, it can happen that the PCB carrier board forming the electrical device 100 should be subjected to a welding mask process. For this purpose, it is very important that the machine performing the task of the welding mask knows exactly the current position of the electrical device 100 and its orientation, and as a result, the machining becomes very accurate. obtain. To achieve such an accurate alignment, exemplary embodiments of the invention use a plurality of physical alignment marks 102, which are structural features on the surface of the electrical device 100 that can be detected by a camera or the like. To do. For example, the physical alignment mark 102 located along the perimeter of a substantially rectangular electrical device 100 is a copper brazed pad or a laser hole. Therefore, the actual or physical alignment mark 102 can be detected by the optical measurement of the above camera or the like.
したがって、電気デバイス100を加工する(またはその間の)方法について説明する第1のプロセスにおいて、複数(これは22だが、他の数量も可能)の物理的アラインメントマーク102が電気デバイス100上で光学的に検出される。対応する画像は画像処理を受けることができる。この画像処理中、物理的アラインメントマーク102の位置(特に座標)は、プロセッサ(図示せず)によって決定され、大容量記憶装置(ハードディスクなど)に記憶される。図1から分かるように、全ての物理的アラインメントマーク102を中央領域112から離して配置することができる。中央領域112は、電気デバイス100の複数の活性領域(図2の符号110を参照)を収容する。電気デバイス100のこれらの活性領域110は、プリント回路基板が形成されたキャリアボードの領域に対応する。言い換えれば、活性領域110の各々は、例えば、プリント回路基板またはプリント回路基板アレイとすることができる。物理的アラインメントマーク102を活性領域110から離して配置し、したがってプリント回路基板の外側に配置することによって、プリント回路基板の容量に望ましくない影響を与えることなく、アラインメントプロセスを実行することが可能になる。 Thus, in a first process describing how to process (or in between) the electrical device 100, a plurality of (22, but other quantities are possible) physical alignment marks 102 are optically formed on the electrical device 100. Is detected. The corresponding image can undergo image processing. During this image processing, the position (particularly coordinates) of the physical alignment mark 102 is determined by a processor (not shown) and stored in a large-capacity storage device (hard disk or the like). As can be seen from FIG. 1, all physical alignment marks 102 can be placed away from the central region 112. The central region 112 accommodates a plurality of active regions of the electrical device 100 (see reference numeral 110 in FIG. 2). These active regions 110 of the electrical device 100 correspond to regions of the carrier board on which the printed circuit board is formed. In other words, each of the active regions 110 can be, for example, a printed circuit board or a printed circuit board array. By placing the physical alignment mark 102 away from the active region 110 and thus outside the printed circuit board, it is possible to perform the alignment process without undesirably affecting the capacitance of the printed circuit board. Become.
図1から分かるように、この場合、電気デバイス100は、22個の物理的アラインメントマーク102のみを使用することによって、加工中においてアラインメントされる。電気デバイス100の内部または中央領域112は考慮されていない。上記の理由により、物理的アラインメントマーク102は、すべて電気装置100の外周または縁部108に沿ってアラインメントされている。 As can be seen from FIG. 1, in this case, the electrical device 100 is aligned during machining by using only 22 physical alignment marks 102. The internal or central region 112 of the electrical device 100 is not considered. For the above reasons, all the physical alignment marks 102 are aligned along the outer circumference or the edge 108 of the electrical device 100.
この制限を克服するために、本発明の例示的実施形態は、上述した物理的アラインメントマーク102に加えて(または置き換えても)、加工中において電気デバイス100をアラインメントさせるために使用される複数の仮想的アラインメントマーク104を決定する。定義された物理的アラインメントマーク102に基づいて仮想的アラインメントマーク104を計算することは非常に有利である。言い換えれば、物理的アラインメントマーク102は、仮想的アラインメントマーク104の位置を計算するための基礎として使用される。この仮想的アラインメントマークは、加工中において物理的アラインメントマーク102に加えて(または置き換えても)、電気デバイス100をアラインメントさせるためのものである。物理的アラインメントマーク102に基づいて仮想的アラインメントマーク104を決定するための様々な代替案を適用することができる。有利には、形状関数を用いて、仮想的アラインメントマーク104を決定することができる。
UとVは、電気デバイス100内の任意の点(x、y)の座標である。また、Ui、Viは、物理的アラインメントマーク102の座標である。形状関数は、Ni(x、y)として表される。 U and V are the coordinates of arbitrary points (x, y) in the electrical device 100. Also, U i, V i are the coordinates of the physical alignment mark 102. Shape function, N i (x, y) is expressed as.
したがって、以前に検出され定義された物理的アラインメントマーク102に基づいて仮想的アラインメントマーク104を決定する数学的過程は、形状関数を使用して実行される。 Therefore, the mathematical process of determining the virtual alignment mark 104 based on the previously detected and defined physical alignment mark 102 is performed using a shape function.
全ての物理的アラインメントマーク102は、縁部108に沿って配置されているので、電気デバイス100の非活性領域に配置されている(図2の符号106を参照)。全ての仮想的アラインメントマーク104は、電気デバイス100の中央領域112(図2に示す活性領域に対応する)に配置されている。 All physical alignment marks 102 are located along the edge 108 so that they are located in the inactive region of the electrical device 100 (see reference numeral 106 in FIG. 2). All virtual alignment marks 104 are located in the central region 112 (corresponding to the active region shown in FIG. 2) of the electrical device 100.
物理的アラインメントマーク102は、環状に配置されている。仮想的アラインメントマーク104は、マトリックス状に電気デバイス100上に配置されて、そして全てが物理的アラインメントマーク102のループ内に配置されている。 The physical alignment marks 102 are arranged in a ring shape. The virtual alignment marks 104 are arranged in a matrix on the electrical device 100, and all are arranged within the loop of the physical alignment marks 102.
得られた物理的アラインメントマーク102および仮想的アラインメントマーク104のアレイは、その後、溶接マスク処理によって電気デバイス100を加工する際のアラインメントのための供給源として使用することができる。この目的のために、例えば、物理的アラインメントマーク102よりも多くの仮想的アラインメントマーク104を使用することができる。また、アラインメントに仮想的アラインメントマーク104のみを使用することさえ可能である。好ましくは、仮想的アラインメントマーク104が決定された後、部分的に物理的アラインメントマーク102を使用して、部分的に仮想的アラインメントマーク104を使用して、アラインメントを行うことができる。電気デバイス100は、溶接マスクプロセスによって加工される。 The resulting array of physical alignment marks 102 and virtual alignment marks 104 can then be used as a source for alignment when machining the electrical device 100 by welding masking. For this purpose, for example, more virtual alignment marks 104 can be used than physical alignment marks 102. It is even possible to use only the virtual alignment mark 104 for alignment. Preferably, after the virtual alignment mark 104 is determined, the alignment can be performed partially using the physical alignment mark 102 and partially using the virtual alignment mark 104. The electrical device 100 is machined by a welding mask process.
図1はまた、電気デバイス100を複数の区画114に分割できることを示している。対応する区画114を加工するために、別個の適切なアラインメントマーク102、104の組を選択することができる。例えば、図1の左上側の区画114にとっては、3つの最も近い物理的アラインメントマーク102と1つの最も近い仮想的アラインメントマーク104をアラインメントに使用することができる。前述の区画114に直接水平方向に隣接する区画114にとっては、2つの最も近い物理的アラインメントマーク102および2つの最も近い仮想的アラインメントマーク104をアラインメントに使用することができる。内部の区画114のそれぞれにとっては、対応する4つの最も近い仮想的アラインメントマーク104をアラインメントに使用することができる。 FIG. 1 also shows that the electrical device 100 can be divided into a plurality of compartments 114. A separate and appropriate set of alignment marks 102, 104 can be selected to machine the corresponding compartment 114. For example, for the upper left section 114 of FIG. 1, three closest physical alignment marks 102 and one closest virtual alignment mark 104 can be used for alignment. For the compartment 114 that is directly horizontally adjacent to the compartment 114, the two closest physical alignment marks 102 and the two closest virtual alignment marks 104 can be used for alignment. For each of the internal compartments 114, the corresponding four closest virtual alignment marks 104 can be used for alignment.
図1では、すべてのアラインメントマーク102、104は、それらのそれぞれの水平方向および垂直方向の隣接マークから等間隔に配置されている。したがって、アラインメントマーク102、104は、行と列を有するマトリックスアレイを形成する。マトリックスアレイは、仮想的アラインメントマーク104におけるより小さな中央マトリックスアレイからなる。この中央マトリックスアレイは、物理的アラインメントマーク102の環状アレイによって囲まれている。 In FIG. 1, all alignment marks 102, 104 are evenly spaced from their respective horizontal and vertical adjacent marks. Therefore, the alignment marks 102, 104 form a matrix array with rows and columns. The matrix array consists of a smaller central matrix array at the virtual alignment mark 104. This central matrix array is surrounded by an annular array of physical alignment marks 102.
図2は、加工中においてアラインメントさせるための方法をしばしば使用する電気デバイス100の平面図を示す。 FIG. 2 shows a plan view of an electrical device 100 that often uses methods for alignment during machining.
図2の実施形態によれば、長方形のマトリックス配置が形成される。各長方形は電気デバイス100のそれぞれの活性領域110を囲む。また、電気デバイス100は、行と列に配置された複数の区画114に分割されている。長方形のそれぞれは、区画114のうちの1つに対応し、対応する長方形または区画114の四隅に位置する4つの仮想的アラインメントマーク104によって画定される。非活性領域106は、周縁部108内に位置し、隣接する長方形または区画114の間の領域によって画定された交差する水平方向および垂直方向のチャネル内に位置する。それぞれの区画114の加工は、それぞれの区画114に関連する4つの最も近い仮想的アラインメントマーク104のみを使用して実行される。言い換えれば、図2に示すべての区画114は、加工中においてそれぞれの仮想的アラインメントマーク104のみに基づいてアラインメントされる。図2では、すべてのアラインメントマーク102、104が、それらのそれぞれの水平方向および垂直方向の隣接マークから等間隔に配置されているわけではない。 According to the embodiment of FIG. 2, a rectangular matrix arrangement is formed. Each rectangle surrounds each active region 110 of the electrical device 100. Further, the electric device 100 is divided into a plurality of compartments 114 arranged in rows and columns. Each of the rectangles corresponds to one of the compartments 114 and is defined by four virtual alignment marks 104 located at the four corners of the corresponding rectangle or compartment 114. The inactive region 106 is located within the peripheral edge 108 and within the intersecting horizontal and vertical channels defined by the regions between adjacent rectangles or compartments 114. Machining of each compartment 114 is performed using only the four closest virtual alignment marks 104 associated with each compartment 114. In other words, all compartments 114 shown in FIG. 2 are aligned based only on their respective virtual alignment marks 104 during machining. In FIG. 2, not all alignment marks 102, 104 are evenly spaced from their respective horizontal and vertical adjacent marks.
図3から図5は、本発明の例示的実施形態に従って実施される、物理的アラインメントマーク102に基づいて少なくとも1つの仮想的アラインメントマーク104を導出するための形状関数の発想を示す。 3 to 5 show the idea of a shape function for deriving at least one virtual alignment mark 104 based on the physical alignment mark 102, which is carried out according to an exemplary embodiment of the present invention.
図3は、長方形の角部および縁部上の8つの点1、2、3 ... 8の実施形態を示す。この実施形態において形状関数の発想を適用すると、以下の結果を取得した。
記述的には、形状関数の発想は、実際空間における要素の変換を、要素を正規化する空間に適用することである。 Descriptively, the idea of a shape function is to apply the transformation of an element in real space to the space that normalizes the element.
後者は図4および5に示されている。そのうち、実際空間からの要素(図4を参照)が正規化のために変換される(図5を参照)。 The latter is shown in FIGS. 4 and 5. Among them, the elements from the actual space (see FIG. 4) are transformed for normalization (see FIG. 5).
「含む」という用語は他の要素またはステップを排除するものではなく、「1個」または「1種」という用語は複数を排除するものではないことに留意されたい。異なる実施形態に関連して説明された要素もまた組み合わせることができる。 Note that the term "contains" does not exclude other elements or steps, and the term "one" or "one" does not exclude more than one. The elements described in relation to different embodiments can also be combined.
請求項中の符号は請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことにも留意すべきである。 It should also be noted that the reference numerals in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.
本発明の実施は、図面に示され及び上述された好ましい実施形態に限定されない。それどころか、根本的に異なる実施形態の場合でさえも、例示された実施形態を使用して、本発明の原理に従って様々な修正を加えることができる。
[項目1]
電気デバイスの加工においてアラインメントを行う方法であって、
上記電気デバイス上に複数の物理的アラインメントマークを設定し、
上記物理的アラインメントマークに基づいて複数の仮想的アラインメントマークを決定し、
上記電気デバイスを加工するために、上記物理的アラインメントマークの少なくとも一部または上記仮想的アラインメントマークの少なくとも一部の少なくとも一つを使用してアラインメントを行う、
ことを含む方法。
[項目2]
形状関数を用いて、上記物理的アラインメントマークに基づいて、上記仮想的アラインメントマークを決定する、項目1に記載の方法。
[項目3]
上記形状関数は、次の式に従って上記物理的アラインメントマークに基づいて上記仮想的アラインメントマークを決定するために使用され、
[数1]
ここで、UとVは上記電気デバイス上の点(x、y)の座標であり、U i とV i は上記物理的アラインメントマークの座標であり、N i (x、y)は上記形状関数である、項目2に記載の方法。
[項目4]
上記物理的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部は、上記電気デバイスの非活性領域に位置する、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[項目5]
上記物理的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部は、上記電気デバイスの縁部、特に周縁部に沿って配置されている、項目1〜4のいずれか一項に記載の方法。
[項目6]
上記仮想的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部は、上記電気デバイスの活性領域内に位置する、項目1〜5のいずれか一項に記載の方法。
[項目7]
上記仮想的アラインメントマークの少なくとも一部、特に全部は、上記電気デバイスの中央領域内に位置する、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
[項目8]
上記仮想的アラインメントマークは、上記電気デバイス上にマトリックスパターンで配置されており、特に長方形を定義するのに使われ、上記長方形のそれぞれは、上記電気デバイスのそれぞれの活性領域を囲む、項目1〜7のいずれか一項に記載の方法。
[項目9]
上記電気デバイスを複数の区画に分割し、
それぞれの上記区画に対応して関連する少なくとも1つの上記物理的アラインメントマークまたは少なくとも1つの上記仮想的アラインメントマークの少なくとも一つを使用して、それぞれの対応する上記区画を加工する
ことを含む、項目1〜8のいずれか一項に記載の方法。
[項目10]
加工するように、対応する上記仮想的アラインメントマークのみに基づいて、上記区画のうちの少なくとも1つをアラインメントさせる、項目9に記載の方法。
[項目11]
上記電気デバイスの加工を実施するように、上記物理的アラインメントマークよりも多くの上記仮想的アラインメントマークを使用してアラインメントを行い、特に上記仮想的アラインメントマークのみを使用してアラインメントを行う、項目1〜10のいずれか一項に記載の方法。
[項目12]
上記電気デバイスは、部品キャリアを製造するためのパネル、ウエハ、およびピックアンドプレース装置により加工される部品からなる群から選択される、項目1〜11のいずれか一項に記載の方法。
[項目13]
上記電気デバイスを加工することは、画像形成すること、特に光学イメージングすること、溶接マスク処理すること、スクリーン印刷すること、および上記電気デバイスを機械的処理すること、特に組み立て工程中において上記電気デバイスを機械的加工することからなる群の少なくとも1つを含む、項目1〜12のいずれか一項に記載の方法。
[項目14]
上記物理的アラインメントマークは、ホール、半田パッド、切り目マーク、角部、およびレーザターゲットからなる群から選択される、項目1〜13のいずれか一項に記載の方法。
[項目15]
電気デバイスの加工においてアラインメントを行うコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読媒体であって、
上記コンピュータプログラムが1つまたは複数のプロセッサによって実行されるときに、項目1から14のいずれか一項に記載の方法を実施または制御するように構成される、コンピュータ可読媒体。
[項目16]
電気デバイスの加工においてアラインメントを行うプログラムであって、
上記プログラムが1つまたは複数のプロセッサによって実行されるときに、項目1から14のいずれか一項に記載の方法を実施または制御するように構成される、プログラム。
The practice of the present invention is not limited to the preferred embodiments shown in the drawings and described above. On the contrary, even in the case of radically different embodiments, various modifications can be made according to the principles of the present invention using the illustrated embodiments .
[Item 1]
A method of alignment in the processing of electrical devices
Set multiple physical alignment marks on the above electrical device
Determine multiple virtual alignment marks based on the above physical alignment marks,
Aligning is performed using at least a part of the physical alignment mark or at least one part of the virtual alignment mark in order to process the electric device.
How to include that.
[Item 2]
The method according to item 1, wherein the virtual alignment mark is determined based on the physical alignment mark by using a shape function.
[Item 3]
The shape function is used to determine the virtual alignment mark based on the physical alignment mark according to the following equation.
[Number 1]
Here, U and V are the coordinates of the point on the electrical devices (x, y), U i and V i are the coordinates of the physical alignment mark, N i (x, y) is the shape function The method according to item 2.
[Item 4]
The method according to any one of items 1 to 3, wherein at least a part, particularly all of the physical alignment marks are located in the inactive region of the electrical device.
[Item 5]
The method according to any one of items 1 to 4, wherein at least a part, particularly all of the physical alignment marks are arranged along the edge, particularly the periphery of the electrical device.
[Item 6]
The method according to any one of items 1 to 5, wherein at least a part, particularly all of the virtual alignment marks are located within the active region of the electrical device.
[Item 7]
The method according to any one of items 1 to 6, wherein at least a part, particularly all of the virtual alignment marks, are located in the central region of the electrical device.
[Item 8]
The virtual alignment marks are arranged in a matrix pattern on the electrical device and are used specifically to define a rectangle, each of which surrounds each active region of the electrical device, items 1- The method according to any one of 7.
[Item 9]
Divide the above electrical device into multiple compartments
Process each corresponding compartment using at least one of the relevant physical alignment marks or at least one of the at least one virtual alignment mark associated with each compartment.
The method according to any one of items 1 to 8, including the above.
[Item 10]
9. The method of item 9, wherein at least one of the compartments is aligned so that it is processed, based only on the corresponding virtual alignment mark.
[Item 11]
Alignment is performed using the virtual alignment marks more than the physical alignment marks, and in particular, alignment is performed using only the virtual alignment marks, as in the processing of the electric device, item 1. The method according to any one of 10 to 10.
[Item 12]
The method according to any one of items 1 to 11, wherein the electrical device is selected from the group consisting of panels for manufacturing component carriers, wafers, and components machined by a pick-and-place device.
[Item 13]
Machining the electrical device means forming an image, especially optical imaging, welding masking, screen printing, and mechanically processing the electrical device, especially during the assembly process. The method according to any one of items 1 to 12, which comprises at least one of a group consisting of mechanical processing.
[Item 14]
The method according to any one of items 1 to 13, wherein the physical alignment mark is selected from the group consisting of holes, solder pads, cut marks, corners, and laser targets.
[Item 15]
A computer-readable medium that stores computer programs that align in the processing of electrical devices.
A computer-readable medium configured to perform or control the method according to any one of items 1-14 when the computer program is executed by one or more processors.
[Item 16]
A program that aligns in the processing of electrical devices
A program configured to perform or control the method according to any one of items 1-14 when the program is executed by one or more processors.
Claims (15)
前記電気デバイス上に複数の物理的アラインメントマークを設定し、
前記複数の物理的アラインメントマークに基づいて複数の仮想的アラインメントマークを決定し、
前記電気デバイスを加工するために、前記複数の物理的アラインメントマークの少なくとも一部または前記複数の仮想的アラインメントマークの少なくとも一部の少なくとも一つを使用してアラインメントを行う、
ことを含み、
前記複数の仮想的アラインメントマークの少なくとも一部は、前記電気デバイスの中央領域内に位置する、
方法。 A method of alignment in the processing of electrical devices
Set multiple physical alignment marks on the electrical device
Determining a plurality of virtual alignment mark based on the previous SL plurality of physical alignment mark,
To process said electrical device performs alignment using at least one of the at least part of or prior SL multiple virtual alignment mark before Symbol plurality of physical alignment mark,
Including that
At least a portion of the plurality of virtual alignment marks is located within the central region of the electrical device.
METHODS.
前記電気デバイス上に複数の物理的アラインメントマークを設定し、Set multiple physical alignment marks on the electrical device
前記複数の物理的アラインメントマークに基づいて複数の仮想的アラインメントマークを決定し、A plurality of virtual alignment marks are determined based on the plurality of physical alignment marks, and a plurality of virtual alignment marks are determined.
前記電気デバイスを加工するために、前記複数の物理的アラインメントマークの少なくとも一部または前記複数の仮想的アラインメントマークの少なくとも一部の少なくとも一つを使用してアラインメントを行う、Aligning is performed using at least a portion of the plurality of physical alignment marks or at least one portion of the plurality of virtual alignment marks in order to process the electrical device.
ことを含み、Including that
前記複数の仮想的アラインメントマークの少なくとも一部は、前記電気デバイスの活性領域内に位置する、At least a portion of the plurality of virtual alignment marks is located within the active region of the electrical device.
方法。Method.
前記電気デバイス上に複数の物理的アラインメントマークを設定し、Set multiple physical alignment marks on the electrical device
前記複数の物理的アラインメントマークに基づいて複数の仮想的アラインメントマークを決定し、A plurality of virtual alignment marks are determined based on the plurality of physical alignment marks, and a plurality of virtual alignment marks are determined.
前記電気デバイスを加工するために、前記複数の物理的アラインメントマークの少なくとも一部または前記複数の仮想的アラインメントマークの少なくとも一部の少なくとも一つを使用してアラインメントを行う、Aligning is performed using at least a portion of the plurality of physical alignment marks or at least one portion of the plurality of virtual alignment marks in order to process the electrical device.
ことを含み、Including that
前記複数の仮想的アラインメントマークは、前記電気デバイス上にマトリックスパターンで配置されており、長方形を定義するのに使われ、前記長方形のそれぞれは、前記電気デバイスのそれぞれの活性領域を囲む、The plurality of virtual alignment marks are arranged in a matrix pattern on the electrical device and are used to define a rectangle, each of which surrounds the respective active region of the electrical device.
方法。Method.
それぞれの区画に対応して関連する前記複数の物理的アラインメントマークの少なくとも1つまたは前記複数の仮想的アラインメントマークの少なくとも1つのうちの少なくとも一方を使用して、それぞれの対応する前記区画を加工する
ことを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The electrical device is divided into a plurality of compartments and
At least That other of said plurality of physical alignment mark that are related in correspondence to each ward image using one even without least of the at least one of said plurality of virtual alignment mark, respectively The method according to any one of claims 1 to 7 , which comprises processing the corresponding section of the above.
前記コンピュータプログラムが1つまたは複数のプロセッサによって実行されるときに、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法を実施または制御するように構成される、コンピュータ可読媒体。 A computer-readable medium that stores computer programs that align in the processing of electrical devices.
When said computer program is executed by one or more processors configured to perform or control a method according to any one of claims 1 or et 13, computer-readable media.
前記プログラムが1つまたは複数のプロセッサによって実行されるときに、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法を実施または制御するように構成される、プログラム。 A program that aligns in the processing of electrical devices
Wherein when the program is executed by one or more processors configured to perform or control a method according to any one of claims 1 or et 13, program.
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