(57)【要約】      （修正有）【課題】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を提供する。【解決手段】電気デバイス（キャリアボード１００）の加工においてアラインメントを行う方法であって、該方法は以下のステップを含む。電気デバイス（１００）上に複数の物理的アラインメントマーク（１０２）を設定し、物理的アラインメントマーク（１０２）に基づいて複数の仮想的アラインメントマーク（１０４）を決定し、電気デバイス（１００）を加工するために、物理的アラインメントマーク（１０２）の少なくとも一部または仮想的アラインメントマーク（１０４）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。【選択図】図１
2019145796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
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。
【請求項２】
形状関数を用いて、前記物理的アラインメントマークに基づいて、前記仮想的アラインメントマークを決定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記形状関数は、次の式に従って前記物理的アラインメントマークに基づいて前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】
2019145796.tif 000006
ここで、ＵとＶは前記電気デバイス上の点（ｘ、ｙ）の座標であり、ＵｉとＶｉは前記物理的アラインメントマークの座標であり、Ｎｉ（ｘ、ｙ）は前記形状関数である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前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、前記電気デバイスの非活性領域に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前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、前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、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前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、前記電気デバイスの活性領域内に位置する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前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、前記電気デバイスの中央領域内に位置する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記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、特に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、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記電気デバイスを複数の区画に分割し、
それぞれの前記区画に対応して関連する少なくとも１つの前記物理的アラインメントマークまたは少なくとも１つの前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前記区画を加工する
ことを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
加工するように、対応する前記仮想的アラインメントマークのみに基づいて、前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、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気デバイスの加工を実施するように、前記物理的アラインメントマークよりも多くの前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、特に前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、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記電気デバイスは、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、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前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、および前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前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、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前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、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項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、
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。
【請求項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、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【数１】
2019145796.tif 000003
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
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１】図１は、本発明の例示的な実施形態による、キャリアボードとして構成された電気デバイスの平面図を示す。このキャリアボードは部品キャリアの製造に使用される。そして、この平面図は、加工中において電気デバイスをアラインメントさせる方法の実施中に得られた物理的アラインメントマークおよび仮想環境マークを示す。
【図２】図２は、加工中のアラインメント方法を受けている電気デバイスの平面図を示す。
【図３】図３は、本発明の例示的な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を導出するための形状関数の発想を示す。
【図４】図４は、本発明の例示的な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を導出するための形状関数の発想を示す。
【図５】図５は、本発明の例示的な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を導出するための形状関数の発想を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【数１】
2019145796.tif 000004
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【数２】
2019145796.tif 000005
【００６６】
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。
【００６７】
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）。
【００６８】
「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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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