(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に取り付けられた接続要素のアレイに対し、少なくとも１つの着座平面を同定するシステムであって、少なくとも１つの着座平面は、接続要素の頂点を含む複数の入力データ点に適合する平面によって規定されるシステムにおいて、
前記着座平面の候補となる複数の候補平面を、それらが少なくとも３つの頂点を含み、少なくとも３つの頂点のうちの３つは前記候補平面内に３角形を形成し、候補平面内に含まれない全ての頂点は候補平面の前記接続要素のアレイに向かう側に位置するように決定する手段と、
前記複数の候補平面のうち、候補平面から最も遠い前記接続要素の頂点と前記候補平面との距離で定義される面同一性が最も低い候補平面を前記着座平面として同定する手段と
を有することを特徴とする接続要素アレイの着座平面決定システム。
【請求項２】
接続要素は、ボール・グリッド・アレイの接続要素である請求項１記載の接続要素アレイの着座平面決定システム。
【請求項３】
基板は、ディスクリート電子パッケージ、シリコンウエハ、シリコンダイ、プリント配線基板及びハイブリッド回路のうちの１つを備える請求項１記載の接続要素アレイの着座平面決定システム。
【請求項４】
基板は、重心を有するディスクリート電子パッケージを備え、
前記候補平面のうち、候補平面に垂直な重心の投影が３角形内に位置する候補平面を着座平面として決定する請求項３記載の接続要素アレイの着座平面決定システム。
【請求項５】
基板に取り付けられた接続要素のアレイに対し、少なくとも１つの着座平面を同定する方法であって、少なくとも１つの着座平面は、接続要素の頂点を含む複数の入力データ点に適合する平面によって規定される方法において、
前記着座平面の候補となる複数の候補平面を、それらが少なくとも３つの頂点を含み、少なくとも３つの頂点のうちの３つは前記候補平面内に３角形を形成し、候補平面内に含まれない全ての頂点は候補平面の前記接続要素のアレイに向かう側に位置するように決定する工程と、
前記複数の候補平面のうち、候補平面から最も遠い前記接続要素の頂点と前記候補平面との距離で定義される面同一性が最も低い候補平面を前記着座平面として同定する工程と
を有することを特徴とする接続要素アレイの着座平面決定方法。
【請求項６】
基板は、電子回路パッケージを備え、
前記着座平面を同定する工程は、前記電子回路パッケージに対して重心を決定する工程と、前記候補平面のうち前記候補平面に垂直な重心の投影が３角形内に位置する候補平面を着座平面として決定する工程とを更に備える請求項５記載の接続要素アレイの着座平面決定方法。
【請求項７】
前記候補平面を決定する工程は、候補平面を、その法線方向に基板から最も遠いデータ点に接触するように決定する工程を更に備え、他の全てのデータ点は候補平面の一方の側に位置している請求項５記載の接続要素アレイの着座平面決定方法。
【請求項８】
候補平面を最小２乗平均平面に等しく設定する工程を更に備え、最小２乗平均平面は全ての入力データ点に適合し、且つ最も遠いデータ点に接触するように移動されている請求項７記載の接続要素アレイの着座平面決定方法。
【請求項９】
前記候補平面を決定する工程は、候補平面を、その法線方向に基板から最も遠いデータ点及び次に遠い第２のデータ点の双方に接触するように決定する工程を更に備え、他の全てのデータ点は候補平面の一方の側に位置している請求項７記載の接続要素アレイの着座平面決定方法。
【請求項１０】
前記候補平面を決定する工程は、候補平面を、その法線方向に基板から最も遠いデータ点、次に遠い第２のデータ点及びその次に遠い第３の点に接触するように決定する工程を更に備え、他の全てのデータ点は候補平面の一方の側に位置している請求項７記載の接続要素アレイの着座平面決定方法。
【請求項１１】
コンピュータを着座平面決定手段として機能させるために、コンピュータ読み取り可能に具体化された符号を内蔵するコンピュータ使用可能なコンピュータ・プログラムを記録してなる媒体であって、
コンピュータ・プログラムは、基板に取り付けられた接続要素のアレイに対する少なくとも１つの着座平面をコンピュータに同定させるために、少なくとも１つの着座平面が、接続要素の頂点を含む複数の入力データ点に適合する平面によって規定されるものであり、
前記着座平面の候補となる複数の候補平面を、それらが少なくとも３つの頂点を含み、少なくとも３つの頂点のうちの３つは前記候補平面内に３角形を形成し、候補平面内に含まれない全ての頂点は候補平面の前記接続要素のアレイに向かう側に位置するように決定し、前記複数の候補平面のうち、候補平面から最も遠い前記接続要素の頂点と前記候補平面との距離で定義される面同一性が最も低い候補平面を前記着座平面として同定することを特徴とするコンピュータ・プログラムを記録してなる媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、接続要素のアレイの推定着座平面の決定に関する。この発明は、より詳細には、ボール・グリッド・アレイの着座平面（seating plane）決定方法及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここにその全てを言及することにより具体化される、電子デバイス技術合同協議会の「ボール・グリッド・アレイ・パッケージ」ＪＥＤＥＣ標準、Ｎｏ．９５−１、セクション１４（以下、「ＪＥＤＥＣ標準」と呼ぶ）で定義しているように、ボール・グリッド・アレイは、集積回路パッケージのアレイ側の面に形成された金属のボール、カラムまたは他の接続構造による方形または矩形の領域である。このパッケージの本体は、非導電性構造体の上に形成された金属の回路パターンを有する。１以上の半導体ダイが、非導電性構造体の表面または裏面に設定されたダイ側の面に取り付けられる。非導電性構造体のアレイ側の面には、パッケージからプリント回路基板のような相手側のパターンに機械的および電気的接続を形成する金属のボール、カラムまたは他の接続構造のアレイ・パターンがある。半導体ダイを含む平面は、半導体ダイを保護するために、種々の技術によって封止される。
【０００３】
ＪＥＤＥＣ標準は、ボール・グリッド・アレイの着座平面を、１つの水平面によって擬似化された平面として定義する。この水平面は、パッケージがその上に設置されたときに、パッケージを支持する同一直線上にない３以上のボールの頂点に接触するものである。着座平面を規定する３以上のボールによって形成される３角形は、パッケージの重心を含まなければならない。複数の可能性のある着座平面がこれらの条件に一致する場合、面同一性（coplanarity：同一面に対する共通性）の最も低い潜在的着座平面が、実際の着座平面として定義される。これは、その着座平面が、接続失敗につながる“平面外の”接続要素の存在可能性を強調するためである。
【０００４】
着座平面は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ本体の厚さ、面同一性および歪みのようなボール・グリッド・アレイの寸法と公差を評価するときに、非常に重要な参照として使用される。しかしながら、ＪＥＤＥＣ標準では着座平面を決定するための方法は提案されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、着座平面は、寸法と公差を評価するときに参照として使用される。例えば、電子デバイス技術合同協議会は、ボール・グリッド・アレイの面同一性を決定するための１つの方法を提案している。この方法では、面同一性は、着座平面と、全てのボールの中で着座平面から最も遠いボール／カラムの頂点との間の距離である。しかしながら、ＪＥＤＥＣ標準では着座平面を決定するための方法は提案されていない。
【０００６】
代わりの方法として、面同一性を決定するための第２の方法は、先ず最小２乗平均平面を確立する。この最小２乗平均平面は、ボール・グリッド・アレイの全てのボールまたはカラムの球の頂上の間の距離の最小２乗平均を計算することによって決定される。そして、元の最小２乗平均平面から最大距離を有するボールまたはカラムの頂点まで、最小２乗平均平面を、最小２乗平均平面に垂直で、且つボール・グリッド・アレイ・パッケージから遠ざかる方向に沿ってシフトすることによって、シフトされた最小２乗平均平面が決定される。この平面は、最低ボール参照平面と呼ばれ、面同一性計算の際に、定義される着座平面の代用として使用される。
【０００７】
現在、着座平面を決定するための方法がないので、この代用「着座平面」もまた他の寸法及び公差計算の場合に実際に使用される。ボール・グリッド・アレイは半導体工業における主要なデバイスとなってきているので、設計、製造及び検査を案内するための標準に対する強い必要性と、これらの標準に従う必要性とが存在する。
【０００８】
前述した代用方法は、ボール・グリッド・アレイの重心の位置を考慮していない。更に、着座平面は、その定義によれば、ボールの頂点のみに接触することを意図されたものであるのに対し、最小２乗平均平面は、その性質によって、ボールのアレイ全体に基づいて、「最小傾斜」平面（平均平面）を選択する傾向がある。最も突出した頂点だけに基づいた着座平面の傾斜は、前述した最小２乗平均平面よりも傾斜する高い確率を有する。更には、どの面同一性の測定も、ボール・グリッド・アレイの品質を決定するための最も重要なパラメータの１つであり、これは推定された着座平面の傾斜に非常に強く依存する。このため、ＪＥＤＥＣ標準で定義されたような着座平面を決定するための厳密な方法が強く望まれている。
【０００９】
この発明は、ＪＥＤＥＣ標準に従ってボール・グリッド・アレイの着座平面を決定する場合のように、接続要素アレイの着座平面を正確に同定するためのシステム及び方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る接続要素アレイの着座平面決定システムは、基板に取り付けられた接続要素のアレイに対し、少なくとも１つの着座平面を同定するシステムであって、少なくとも１つの着座平面のそれぞれは、接続要素の頂点を含む複数の入力データ点に適合する平面によって規定されるシステムにおいて、接続要素に対して少なくとも１つの着座平面を決定する着座平面決定回路を備え、決定された着座平面のそれぞれは少なくとも３つの頂点を含み、少なくとも３つの頂点のうちの３つは前記着座平面内に３角形を形成し、着座平面内に含まれない全ての頂点は着座平面の一方の側に位置することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るシステムの好適な実施形態においては、次のように構成することができる。
接続要素は、ボール・グリッド・アレイの接続要素である。
基板は、ディスクリート電子パッケージ、シリコンウエハ、シリコンダイ、プリント配線基板及びハイブリッド回路のうちの１つを備える。
基板は、重心を有するディスクリート電子パッケージを備え、着座平面決定回路は、更に着座平面に垂直な重心の投影が３角形内に位置する着座平面を決定する。
この場合、ディスクリート電子パッケージは、ボール・グリッド・アレイを備える。
【００１２】
着座平面決定回路は、例えば少なくとも１つの着座平面のいずれが、入力データ点に対する最悪の面同一性に基づいているかを更に決定する。
着座平面内に含まれない全ての頂点は、着座平面と基板との間に位置する。
着座平面決定回路は、少なくとも１つの着座平面のいずれが、最大面積を有する３角形に基づいているかを更に決定する。
【００１３】
本発明に係る接続要素アレイの着座平面決定方法は、基板に取り付けられた接続要素のアレイに対し、少なくとも１つの着座平面を同定する方法であって、少なくとも１つの着座平面のそれぞれは、接続要素の頂点を含む複数の入力データ点に適合する平面によって規定される方法において、接続要素に対して少なくとも１つの着座平面を決定する着座平面決定工程を備え、決定された着座平面のそれぞれは少なくとも３つの頂点を含み、少なくとも３つの頂点の３つは前記着座平面内に３角形を形成し、着座平面内に含まれない全ての頂点は着座平面の一方の側に位置することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る方法の好適な実施形態においては、次のように構成することができる。
基板は、例えば電子回路パッケージを備え、着座平面決定工程は、前記電子回路パッケージに対して重心を決定する工程と、前記着座平面に垂直な重心の投影が３角形内に位置する着座平面を決定する工程とを更に備える。
着座平面決定工程は、少なくとも１つの着座平面のいずれが、入力データ点に対する最悪の面同一性に基づいているかを決定する工程を更に備える。
着座平面内に含まれない全ての頂点は、着座平面と基板との間に位置する。
着座平面決定工程は、少なくとも１つの着座平面のいずれが、最大面積を有する３角形に基づいているかを決定する工程を更に備える。
【００１５】
着座平面決定工程は、最も遠いデータ点に接触する第１のテスト平面を決定する工程を更に備え、他の全てのデータ点はテスト平面の一方の側に位置し、最も遠いデータ点は第１のテスト平面に垂直な方向に基板から最も遠く離れている。
この場合、第１のテスト平面を最小２乗平均平面に等しく設定する工程を更に備え、最小２乗平均平面は全ての入力データ点に適合し、且つ最も遠いデータ点に接触するように移動されるようにしても良い。
【００１６】
着座平面決定工程は、最も遠いデータ点及び第２のデータ点の双方に接触する第２のテスト平面を決定する工程を更に備え、他の全てのデータ点は第２のテスト平面の一方の側に位置し、最も遠いデータ点及び第２のデータ点は第２のテスト平面に垂直な方向に基板から最も遠く離れている。
第２のテスト平面を決定する工程は、最も遠いデータ点を通る第１のテスト平面内に第１の回転軸を確立する工程と、第１のテスト平面及び第１の回転軸に直交する第１の投影平面を確立する工程と、第１の投影されたデータ点の組を確立するために、複数の入力データ点を第１の投影平面に垂直な方向で第１の投影平面上に投影する工程と、第２のテスト平面が第２のデータ点に接触するまで、第１のテスト平面を第１の回転軸の回りで選択された方向に回転させたものと等価になるように、第２のテスト平面を決定する工程とを備え、第２のデータ点は、第２のテスト平面を第１のテスト平面に対し最小回転角度で配置する第１の投影されたデータ点である。
【００１７】
着座平面決定工程は、最も遠いデータ点、第２のデータ点及び第３のデータ点に接触する着座平面を決定する工程を更に備え、他の全てのデータ点は第２のテスト平面の一方の側に位置し、最も遠いデータ点、第２のデータ点及び第３のデータ点は着座平面に垂直な方向に基板から最も遠く離れている。
【００１８】
着座平面決定工程は、最も遠いデータ点及び第２のデータ点を通る第２のテスト平面内に第２の回転軸を確立する工程と、第２のテスト平面及び第２の回転軸に直交する第２の投影平面を確立する工程と、第２の投影されたデータ点の組を確立するために、複数の入力データ点を第２の投影平面に垂直な方向で第２の投影平面上に投影する工程と、着座平面が第３のデータ点に接触するまで、第２のテスト平面を第２の回転軸の回りで第１の選択された方向に回転させたものと等価になるように、第１の着座平面を決定する工程とを備え、第３のデータ点は、着座平面を第２のテスト平面に対し第１の最小回転角度で配置する第２の投影されたデータ点の１つである。
【００１９】
着座平面決定工程は、着座平面が第４のデータ点に接触するまで、第２のテスト平面を第２の回転線の回りで第１の選択された方向とは逆の第２の選択された方向に回転させたものと等価になるように、第２の着座平面を決定する工程を更に備え、第４のデータ点は、第２の着座平面を第２のテスト平面に対し第２の最小回転角度で配置する第２の投影されたデータ点の１つである。
【００２０】
着座平面決定工程は、第２のテスト平面と等しい新規な第１のテスト平面の組と、第２のデータ点と等しい新規な最も遠いデータ点の組と、新規な第１のテスト平面内に位置し、且つ新規な最も遠いデータ点を通り、さらに以前の第１の回転軸に平行である新規な第１の回転軸とを用いて、着座平面決定工程全体を繰り返す工程を更に備える。
【００２１】
着座平面決定工程は、選択された参照平面に対する第１のテスト平面の角度が所定のスレッショルドを超えるまで、着座平面決定工程全体を繰り返す工程を更に備える。
【００２２】
着座平面決定工程は、元の第１のテスト平面内に位置し、且つ元の最も遠いデータ点を通る新規な第１の回転軸と、元の第１の回転軸に対し、選択された方向に所定の増分だけ回転された新規な第１の回転軸とを用いて、着座平面決定工程全体を繰り返す工程を更に備える。
【００２３】
着座平面決定工程は、元の第１の回転軸に対する第１の回転軸の累積角度が所定のスレッショルドを越えるまで、着座平面決定工程全体を繰り返す工程を更に備える。
【００２４】
本発明に係るコンピュータ・プログラムを記録してなる媒体は、コンピュータを着座平面決定手段として機能させるために、コンピュータ読み取り可能に具体化された符号を内蔵するコンピュータ使用可能なコンピュータ・プログラムを記録したものであって、コンピュータ・プログラムは、基板に取り付けられた接続要素のアレイに対する少なくとも１つの着座平面をコンピュータに同定させるために、少なくとも１つの着座平面のそれぞれが、接続要素の頂点を含む複数の入力データ点に適合する平面によって規定されるものであり、接続要素に対する少なくとも１つの着座平面を決定するため、少なくとも１つの着座平面のそれぞれが少なくとも３つの頂点を含み、少なくとも３つの頂点の３つは着座平面内に３角形を形成し、そして着座平面内に含まれない全ての頂点は着座平面の一方の側に位置することを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るコンピュータ・プログラムを記録してなる媒体の好適な実施形態においては、次のように構成することができる。
基板は、電子回路パッケージを備え、コンピュータ・プログラムは更に、電子回路パッケージに対して重心を決定するステップと、着座平面に垂直な重心の投影が３角形内に位置する着座平面を決定するステップとを備える。
コンピュータ・プログラムは、少なくとも１つの着座平面のいずれが、入力データ点の組に対する最悪の面同一性に基づいているかを決定するステップを更に備える。
着座平面内に含まれない全ての頂点は、着座平面と基板との間に位置する。
【００２６】
コンピュータ・プログラムは、少なくとも１つの着座平面のいずれが、最大面積を有する３角形に基づいているかを決定するステップを更に備える。
コンピュータ・プログラムは、最も遠いデータ点に接触する第１のテスト平面を決定するステップを更に備え、他の全てのデータ点はテスト平面の一方の側に位置し、最も遠いデータ点は第１のテスト平面に垂直な方向に基板から最も遠く離れている。
コンピュータ・プログラムは、第１のテスト平面を最小２乗平均平面に等しく設定するステップを更に備え、最小２乗平均平面は全ての入力データ点に適合し、且つ最も遠いデータ点に接触するように移動されている。
コンピュータ・プログラムは、最も遠いデータ点及び第２のデータ点の双方に接触する第２のテスト平面を決定するステップを更に備え、他の全てのデータ点は第２のテスト平面の一方の側に位置し、最も遠いデータ点及び第２のデータ点は第２のテスト平面に垂直な方向に基板から最も遠く離れている。
【００２７】
コンピュータ・プログラムは、最も遠いデータ点を通る第１のテスト平面内に第１の回転軸を確立するステップと、第１のテスト平面及び第１の回転軸に直交する第１の投影平面を確立するステップと、第１の投影されたデータ点の組を確立するために、複数の入力データ点を第１の投影平面に垂直な方向に第１の投影平面上に投影するステップと、第２のテスト平面が第２のデータ点に接触するまで、第１のテスト平面を第１の回転軸の回りで選択された方向に回転させたものと等価になるように、第２のテスト平面を決定するステップとを更に備え、第２のデータ点は、第２のテスト平面を第１のテスト平面に対し最小回転角度で配置する第１の投影されたデータ点である。
【００２８】
コンピュータ・プログラムは、最も遠いデータ点、第２のデータ点及び第３のデータ点に接触する着座平面を決定するために構成されたコンピュータ読み取り可能なプログラム符号を更に備え、他の全てのデータ点は着座平面の単一面上に位置し、最も遠いデータ点、第２のデータ点及び第３のデータ点は着座平面に垂直な方向に基板から最も遠く離れている。
【００２９】
コンピュータ・プログラムは、最も遠いデータ点及び第２のデータ点を通る第２のテスト平面内に第２の回転軸を確立するステップと、第２のテスト平面及び第２の回転軸に直交する第２の投影平面を確立するステップと、第２の投影されたデータ点の組を確立するために、複数の入力データ点を第２の投影平面に垂直な方向に第２の投影平面上に投影するステップと、着座平面が第３のデータ点に接触するまで、第２のテスト平面を第２の回転軸の回りで第１の選択された方向に回転させたものと等価になるように、第１の着座平面を決定するステップとを更に備え、第３のデータ点は、着座平面を第２のテスト平面に対し第１の最小回転角度で配置する第２の投影されたデータ点の１つである。
【００３０】
コンピュータ・プログラムは、第２の着座平面が第４のデータ点に接触するまで、第２のテスト平面を第２の回転線の回りで第１の選択された方向とは逆の第２の選択された方向に回転させたものと等価になるように、第２の着座平面を決定するステップを更に備え、第４のデータ点は、第２の着座平面を第２のテスト平面に対し第２の最小回転角度で配置する第２の投影されたデータ点の１つである。
コンピュータ・プログラムは、第２のテスト平面と等しい新規な第１のテスト平面の組と、第２のデータ点と等しい新規な最も遠いデータ点の組と、新規な第１のテスト平面内に位置し、且つ新規な最も遠いデータ点を通り、さらに以前の第１の回転軸に平行である新規な第１の回転軸とを決定するステップを更に備える。
【００３１】
コンピュータ・プログラムは、選択された参照平面に対する第１のテスト平面の角度が所定のスレッショルドを越えるまで、着座平面を決定するステップを繰り返す。
コンピュータ・プログラムは、元の第１のテスト平面内に位置し、且つ元の最も遠いデータ点を通る新規な第１の回転軸と、元の第１の回転軸に対して選択された方向に所定の増分だけ回転された新規な第１の回転軸とを決定するステップを更に備える。
【００３２】
コンピュータ・プログラムは、元の第１の回転軸に対する第１の回転軸の累積角度が所定のスレッショルドを越えるまで、着座平面を決定するステップを繰り返すものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
この発明によるボール・グリッド・アレイの着座平面を決定するためのシステム及び方法は、電子デバイス技術合同協議会の「着座平面」の定義による着座平面が決定されることを可能にするものである。
具体的には、ボール・グリッド・アレイ・パッケージはボール・グリッド・アレイ・ボール測定システムにかけられる。このボール・グリッド・アレイ・ボール測定システムは、参照平面から各ボールの頂点までの距離を測定する。これらの距離はそれから、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムに転送される。設計データに基づく公称重心もまた、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムに転送される。ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムは、ＪＥＤＥＣ標準に従ってボール・グリッド・アレイ着座平面を決定する。
【００３４】
この発明によるシステム及び方法の例示される実施例の以下の説明はボール・グリッド・アレイに関するが、これは発明の例示的適用であると理解されるべきである。一般に、この発明のシステム及び方法は、機械的または電気的な接続要素のアレイ内に含まれる最も突出した点の上に存在するどのようなデバイスに対してでも、安定した着座平面を決定するために使用できる。以下の説明では、ボール・グリッド・アレイの頂点について言及している。しかしながら、一般的に、接続要素のアレイのどのようなタイプの頂点でも、ボール・グリッド・アレイの頂点と等価であると考慮されるべきである。
【００３５】
この発明のシステム及び方法は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージを安定した状態におくことを可能にする着座平面、及びＪＥＤＥＣ標準の定義に従うボール・グリッド・アレイ・パッケージ用の少なくとも１つの着座平面の精密な同定を可能にする。ボール・グリッド・アレイの全てのボールの頂点を含むデータセットは、ボール・グリッド・アレイ着座平面システムに入力される。各ボールの頂点は公称的に、そのボールの、ボール・グリッド・アレイ・パッケージのアレイ側の面から最も遠い点である。厳密に言うと、各ボールの頂点は、そのボール上の、最終的に決定された着座平面に最も近い点である。従って、ボール・グリッド・アレイの各ボールの小さな上部頂上領域上にある複数の点を測定する必要がある。この複数の点は、そのボールの頂点を含むべきである。各ボール上の１点だけが測定される場合、着座平面が決定される前に頂点を厳密に決定できないので、その点は真の頂点でないこともある。
【００３６】
ボール・グリッド・アレイ着座平面システムは、一連の候補平面を入力データ点に適合させる。各候補平面は、３つのデータ点の３角形によって規定することができる。ボール・グリッド・アレイ着座平面システムは、全ての候補平面を比較し、面同一性の最も低い平面、または最大の面積を有する３角形を、着座平面として同定する。面同一性の最も低い平面を有するボール・グリッド・アレイ着座平面は、ＪＥＤＥＣ標準の定義に一致する。最大面積の３角形を有するボール・グリッド・アレイ着座平面は、この平面が最大の安定性を有するので、いくつかの特別な応用に使用できる可能性がある。この発明のシステム及び方法は、これら２つの異なる基準に容易に適用可能である。
【００３７】
この発明のシステム及び方法はまた、他の電子パッケージ及び基板上の他のタイプの接続要素のアレイにも適用可能であり、そして一般的には、接続要素アレイのどの頂点が、接続点の相手アレイに対して可能な、または適当な、安定接触点であるかを知ることに関心があるときはいつでも使用できる。即ち、接続要素アレイのどの頂点が可能な、または適当な着座平面を決定するかである。着座平面が既知であるときは、接続要素アレイの面同一性が決定される。この面同一性は、与えられた組立工程に対して、接続要素の全てが接続点の相手アレイと信頼性のある接触を達成しそうであるか否かの指標を与える。
この発明の他の特徴と利点は、以下の好ましい実施例の詳細な説明に記述され、あるいはそれから明らかとなる。
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の典型的な部分のアレイ側の面の図である。ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面に取り付けられたボール１５を有する。これらのボール１５は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０から例えばプリント回路基板に至る機械的及び電気的な接続を形成する。
【００３９】
図２は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の図１に示された部分の側面図である。前述したように、ボール１５は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０と他の表面、例えばプリント回路基板３０との間に機械的及び／又は電気的な接続を形成する。
ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の各ボール１５は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面２５に取り付けられた３次元のボールである。これらボール１５のそれぞれは、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面２５から最も遠い頂点２０を有する。ボール１５の頂点２０は、ボール１５の、着座平面を決定するときに測定された点である。
【００４０】
図３は、着座平面３０を有するボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０を示している。この着座平面３０は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面２５から最も遠い３以上の頂点２０を通る平面を確立することによって得られる。図４は、最小２乗平均平面３５を、最小２乗平均平面３５に垂直で、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面２５から遠ざかる第１の方向にシフトし、シフトされた最小２乗平均平面４５が最小２乗平均平面３５から第１の方向に最も遠いボール１５の頂点４７に接触したときに得られた最低ボール参照平面４５を有するボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０を示している。この平面は、通常は半導体応用における着座平面の代用として使用される。
【００４１】
図５は、ボール・グリッド・アレイの着座平面システム１００を示す。このボール・グリッド・アレイ着座平面システム１００は、ボール・グリッド・アレイ・ボール測定システム１１０と、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０とを備え、両者はリンク１３０によって接続されている。ボール・グリッド・アレイ・ボール測定システム１１０は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージのそれぞれのボール１５の頂点に対応するデータ点の組を決定し、それぞれのボールの頂点から参照平面までの距離を規定する。これらのボールのそれぞれに対するデータ点の決定に際しては、データ、即ちボールの頂点から参照平面までの距離が、リンク１３０を経由して、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０に転送される。ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０は、最悪の面同一性及び／又は結果として得られる最大面積の３角形を有する３以上のデータ点によって規定された平面に基づいて着座平面を決定する。
【００４２】
図６は、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０の典型的な一実施例を詳細に示している。特にこの典型的な実施例では、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０は、コントローラ１４０と、メモリ１５０と、サーチ角度決定回路１６０と、点決定回路１７０と、投影平面決定回路１８０と、線回転回路１９０と、面同一性決定回路２００と、最小２乗平均平面決定回路２１０と、線決定回路２２０と、面決定回路２３０と、面回転回路２４０と、掃引角度決定回路２５０とを備え、全てはデータ／制御バス２６０によって接続される。ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０は、リンク１３０を経由して、ボール・グリッド・アレイ・ボール測定システム１１０からデータ点の組を受信する。
【００４３】
図７を参照すると、データ点の組は、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０に入力され、メモリ１５０にストアされる。コントローラ１４０の制御により、最小２乗平均平面決定回路２１０は、データ点の組に対する最小２乗平均平面ＰSTARTを決定する。続いて最小２乗平均平面決定回路２１０は、最小２乗平均平面ＰSTARTを、最小２乗平均平面に垂直で、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面２５から遠ざかる方向にシフトして、最小２乗平均平面から最も離れたデータ点ＴSTARTに接触させる。これは典型的な平面である。一般に、どのようなＰSTART平面でも、それがボール・グリッド・アレイ・パッケージのアレイ側の面２５からその平面に垂直な方向に最も遠い１つのデータ点を含むものであれば、他の全てのデータ点が、その平面の接続要素の基板に向かう側に位置するので、使用可能である。線決定回路２２０は、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTART内に初期線ＬRを任意に確立する。メモリ１５０にストアされた掃引角度θと、メモリ１５０にストアされたサーチ角度αは共に、処理開始時に０にセットされる。それから、面決定回路２３０は、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTARTに等しいテスト平面Ｐ１をセットし、また点決定回路１７０は、最も遠いデータ点ＴSTARTに等しい第１のテスト点Ｔ１をセットする。
【００４４】
線決定回路２２０はそれから、第１のテスト点Ｔ１を通る任意の線Ｌ１をテスト平面Ｐ１内に生成する。線回転回路１９０は、テスト線Ｌ１と初期線ＬRとの間の角度が掃引角度θに等しくなるまで、テスト線Ｌ１を回転する。
【００４５】
図８に示すように、投影平面決定回路１８０はそれから、テスト平面Ｐ１と第１のテスト線Ｌ１の双方に直交する第１の投影平面ＰＪ１を確立する。投影平面決定回路１８０は、点決定回路１７０及びメモリ１５０と協動して、データ点とテスト平面Ｐ１を第１の投影平面ＰＪ１上に投影する。面決定回路２３０は、第１の投影平面ＰＪ１に投影された後に線になるテスト平面Ｐ１を、テスト点Ｔ１を旋回軸点として選択された方向に、例えば第１の投影平面ＰＪ１内で反時計方向に、テスト平面Ｐ１が投影平面ＰＪ１内で第２のテスト点Ｔ２に接触するまで回転する。
【００４６】
第２のテスト点Ｔ２は、それからメモリ１５０にストアされる。その後、図９に示すように、線決定回路２２０は、第１及び第２のテスト点Ｔ１及びＴ２を通る第２のテスト線Ｌ２を規定する。コントローラ１４０は、回転した第１のテスト平面Ｐ１に等しい第２のテスト平面Ｐ２を設定する。
【００４７】
任意の線Ｌ１、掃引角度θ、テスト平面Ｐ１、第１の投影平面ＰＪ１、第２のテスト線Ｌ２、及び付随する他の構成は、上述した「回転」と同様に、第２のテスト平面を確立するための典型的なシステム的方法を形成するが、この方法だけではない点に留意されるべきである。ここで述べられる「回転」は、この典型的なシステム的方法を支持するために第２のテスト平面が遂行するのに必要な条件を記述または可視化するための単なる一手法に過ぎない。「回転」の効果は、実際に回転を実行することなく、サーチ法として計算アルゴリズムで達成される。例えば、第２のテスト平面は、最も遠いデータ点と、その第１の投影平面への投影が、第１のテスト平面の第１の投影平面への投影に最も近くなる点とを含む第１の投影平面に直交する平面として直接確立できる。一般的に、第２のテスト平面は、最も遠いデータ点と第２のデータ点の双方に接触する平面であり、他の全ての点はその平面の一方の側に位置する。ここでは、最も遠いデータ点と第２のデータ点は、テスト平面に垂直な方向に基板から最も遠い。後述するステップにおいてシステム的サーチ手順を支持する目的で、好ましい第２のテスト平面も第１のテスト平面に対して最小回転角度で配置される。このことから、平面に対する「回転」という用語は、これまで概略した典型的な方法の説明の中で使用した。このような第２のテスト平面を同定するどのような方法も、このシステム的方法で受け入れ可能であり、しかも有用である。
【００４８】
サーチ角度決定回路１６０は、サーチ角度αを、α＋（投影平面ＰＪ１内の第１のテスト平面Ｐ１及び第２のテスト平面Ｐ２の間の角度）に等しく設定する。サーチ角度決定回路１６０は、サーチ角度αがプリセットされたスレッショルド・サーチ角度αTより大きいかを決定する。サーチ角度αがプリセットされたスレッショルド・サーチ角度αTより大きい場合、サーチ角度決定回路１６０は、サーチ角度をゼロにリセットする。このとき、掃引角度決定回路２５０は、掃引角度θを下式に設定する。ここで等号は、右辺の値を左辺の変数に代入する事を示す。
【００４９】
【数１】
θ＝θ＋Δθ
【００５０】
ここで、θは掃引角度、Δθはプリセットされた掃引角度の増分である。
掃引角度決定回路２５０は、掃引角度θが３６０°より大きいか否かをチェックする。掃引角度θが３６０°より大きい場合、この典型的な手順では、追加的な着座平面のサーチは停止し、後述するように、最悪の面同一性及び／又は最大面積の３角形のいずれかを有する平面が着座平面として選択される。
【００５１】
サーチ角度αがプリセットされたスレッショルド・サーチ角度αTより大きくない場合、投影平面決定回路１８０は、第２のテスト平面Ｐ２及び第２のテスト線Ｌ２に直交する第２の投影平面ＰＪ２を確立する。投影平面決定回路１８０は、点決定回路１７０及びメモリ１５０と協動して、データ点及び第２のテスト平面Ｐ２を投影平面ＰＪ２内に投影する。
【００５２】
第２のテスト線Ｌ２は点として第２の投影平面ＰＪ２内に投影されるのに対し、第２のテスト平面Ｐ２は線として第２の投影平面ＰＪ２内に投影される。面回転回路２４０は、投影された第２のテスト線Ｌ２を旋回軸として、投影された第２のテスト平面Ｐ２を第２の投影平面ＰＪ２内で回転させる。特に、図１０に示すように、面回転回路２４０は、投影された第２のテスト平面Ｐ２を、投影された第２のテスト線Ｌ２の回りを選択された方向に、例えば反時計方向に、投影された第２のテスト平面Ｐ２が第３のテスト点Ｔ３に接触するまで回転させる。それから、面決定回路２３０は、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３を使用して第３のテスト平面Ｐ３を規定する。
【００５３】
面回転回路２４０は、投影された第２のテスト線Ｌ２を旋回軸として、投影されたテスト平面Ｐ２を第２の投影平面ＰＪ２内で逆方向に回転させる。特に、面回転回路２４０は、前回選択された方向が反時計方向である場合は、投影された第２のテスト平面Ｐ２を、投影された第２のテスト線Ｌ２の回りを時計方向に、投影された第２のテスト平面Ｐ２が第４のテスト点Ｔ４（図示せず）に接触するまで回転させる。それから、面決定回路２３０は、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ４を使用して第４のテスト平面Ｐ４（図示せず）を規定する。
【００５４】
第２の投影平面ＰＪ２及び他の付属する構成は、上述した「回転」と同様に、第３及び第４のテスト平面を確立するための典型的なシステム的方法を形成する点に留意されるべきである。ここで述べられる「回転」は、この典型的なシステム的方法を支持するために第３及び第４のテスト平面が遂行する条件を記述または可視化するための単なる一手法に過ぎない。「回転」の効果は、実際に回転を実行することなく、サーチ法として計算アルゴリズムで達成される。例えば、第３のテスト平面は、最も遠いデータ点と、第２のデータ点と、およびその第２の投影平面内への投影が第２のテスト平面に最も近くなる点とを含む面として直接確立できる。一般的に、第３及び第４のテスト平面は、最も遠いデータ点と、第２のデータ点と、第３のデータ点とに接触する平面であり、他の全ての点はその平面の一方の側に位置する。ここでは、最も遠いデータ点と第２及び第３のデータ点は、テスト平面に垂直な方向に基板から最も遠い。更に、後述するステップにおいてシステム的サーチ手順を支持する目的で、好ましい第３及び第４のテスト平面もまた、第２のテスト平面に対し最小回転角度で位置する２つの平面である。このような第３及び第４のテスト平面を同定するどのような方法も、このシステム的方法で受け入れ可能であり、しかも有用である。
【００５５】
次に、この実施例の方法では、面同一性決定回路２００は、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３によって形成された３角形Ｒ１と、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ４によって形成された３角形Ｒ２とをチェックして、３角形Ｒ１及び／又は３角形Ｒ２のいずれがボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の重心を含んでいるかを決定する。重心は、そこを通して結果的に重力吸引力が作用する、物体中の固定点として定義される。従って、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の重心は、そこを通して結果的に重力吸引力が作用する、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０内の点である。換言すれば、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の重心は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０がその点から懸架されていると仮定すれば、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０上の全ての重力がそこで平衡するボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０内の点である。
【００５６】
テスト点によって形成される３角形は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の重心を通過し、且つその３角形を含むテスト平面に垂直である線が、その３角形の端部または内部をも通過するときに、ボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０の重心を「含む」。
【００５７】
重心を含む３角形Ｒ１及び／又はＲ２のそれぞれに対して、その３角形Ｒ１及び／又はＲ２の面積、及び／又は、重心を含む３角形Ｒ１又はＲ２を含むテスト平面Ｐ３又はＰ４の面同一性が決定され、ストアされる。しかしながら、３角形Ｒ１及びＲ２の双方が重心を含むものと決定されると、より大きな面積及び／又はより大きな面同一性を有した対応するテスト平面Ｐ３又はＰ４を有する３角形Ｒ１又はＲ２が使用される。かくして、より大きな面同一性を有した、及び／又は、より大きな面積を有する３角形Ｒ１又はＲ２を含んだテスト平面Ｐ３又はＰ４が、現時点で潜在的な着座平面Ｓとして、メモリ１５０にストアされる。
【００５８】
この実施例のシステム的方法では、点決定回路１７０は、第１のテスト点Ｔ１を第２のテスト点Ｔ２と置き換え、また面決定回路２３０は、第１のテスト平面Ｐ１を第２のテスト平面Ｐ２と置き換え、そして先に概略的に説明した手順を繰り返す。即ち、第２のテスト点Ｔ２は、第１のテスト点Ｔ１となり、そして第２のテスト面Ｐ２は、先に概略的に説明した手順の次の反復用の第１のテスト面Ｐ１となる。線決定回路２２０は、第１のテスト点Ｔ１を通過し、初期の第１のテスト平面Ｐ１内で初期線ＬＲから遠ざかる方向に掃引角度θだけ回転された線と平行な新規な第１のテスト線Ｌ１を生成する。図８に示されているように、このプロセスは、投影平面決定回路１８０が第１の投影平面ＰＪ１を形成するときに、その点から繰り返される。
【００５９】
しかしながら、前述し図８に示したように、データ点を第１の投影平面ＰＪ１内に投影した後に、サーチ角度αがプリセットされたスレッショルド・サーチ角度αTより大きいとサーチ角度決定回路１６０が決定した場合、掃引角度決定回路２５０は、掃引角度θを、（現在の掃引角度θ）＋（プリセットされた増分Δθ）に等しく設定する。掃引角度決定回路２５０は、掃引角度θが３６０°より大きいか否かを決定する。掃引角度θが３６０°より小さい場合、システムは、テスト平面Ｐ１を、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTARTに等しく設定し、且つ第１のテスト点Ｔ１をデータ点ＴSTARTに等しく設定することによって、それ自身をリセットする。サーチ角度αはそれからゼロにセットされ、このプロセスは、掃引角度決定回路２５０によってモニタされる掃引角度θが３６０°を越えるまで繰り返される。
【００６０】
掃引角度決定回路２５０が掃引角度θを３６０°より大きいと決定する際に、コントローラ１４０は、最大の面同一性を有するか、及び／又は、対応する点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４によって形成された最大面積を有する３角形を有した、潜在的な着座平面Ｓをメモリ１５０から検索する。この潜在的な着座平面Ｓは、実際の着座平面Ｓとして選択される。
【００６１】
図１１Ａ〜１１Ｃは、この発明による着座平面決定方法の典型的な一実施例を概略的に示すフローチャートである。制御は、ステップＳ１０００から開始する。ステップＳ１１００では、データ点、即ち頂点の横方向の位置と、ボールの頂点から参照平面までの距離とが入力される。次に、ステップＳ１２００では、データ点の組に対する最小２乗平均平面ＰSTARTが決定される。そして、ステップＳ１３００において、最小２乗平均平面ＰSTARTは、最小２乗平均平面ＰSTARTに垂直な線に沿って、最小２乗平均平面から垂直方向に最も遠く、且つボール・グリッド・アレイ・パッケージ１０のアレイ側の面２５から離れたデータ点ＴSTARTに接触するまでシフトされる。そして、制御はステップＳ１４００に続く。
【００６２】
ステップＳ１４００では、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTART内で初期線ＬRが任意に確立される。次に、ステップＳ１５００では、掃引角度θが０にセットされる。それから、ステップＳ１６００では、テスト平面Ｐ１が、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTARTにセットされ、また第１の点Ｔ１が、最も遠いデータ点ＴSTARTにセットされる。そして、制御はステップＳ１７００に続く。
【００６３】
ステップＳ１７００では、サーチ角度αが０にセットされる。次に、ステップＳ１８００では、第１の点Ｔ１を通る第１の面Ｐ１内にテスト線Ｌ１が生成される。次に、ステップＳ１９００では、テスト線Ｌ１と初期線ＬRの間の角度が掃引角度θに等しくなるまで、テスト線Ｌ１が回転される。その後、ステップＳ２０００では、テスト平面Ｐ１と第１のテスト線Ｌ１の双方に直交する投影平面ＰＪ１が確立される。そして、制御はステップＳ２１００に続く。
【００６４】
ステップＳ２１００では、データ点及びテスト平面Ｐ１が第１の投影平面ＰＪ１上に投影される。次に、ステップＳ２２００では、実際には第１の投影平面ＰＪ１内に投影された線であるテスト平面Ｐ１が、第１のテスト点Ｔ１を旋回軸として、テスト平面Ｐ１が投影平面ＰＪ１内で第２のテスト点Ｔ２に接触するまで、第１の投影平面ＰＪ１内で反時計方向に回転される。その後、ステップＳ２３００では、第２のテスト平面Ｐ２が、回転した第１のテスト平面Ｐ１に等しく設定される。そして、制御はステップＳ２４００に続く。
【００６５】
ステップＳ２４００では、サーチ角度αが、（サーチ角度α）＋（投影平面ＰＪ１内の第１のテスト平面Ｐ１及び第２のテスト平面Ｐ２間の角度）にセットされる。次に、ステップＳ２５００では、サーチ角度αが、プリセットされたスレッショルド・サーチ角度αTより大きいか否かについての決定がなされる。サーチ角度αが、プリセットされたスレッショルド・サーチ角度αTより大きい場合、制御はステップＳ３４００にジャンプする。そうでない場合、制御はステップＳ２６００に続く。
【００６６】
ステップＳ２６００では、テスト点Ｔ１及びテスト点Ｔ２によって形成される第２のテスト線Ｌ２に直交した第２の投影平面ＰＪ２が確立される。次に、ステップＳ２７００では、データ点、第２のテスト平面Ｐ２及び第２のテスト線Ｌ２が第２の投影平面ＰＪ２内に投影される。特に、第２のテスト線Ｌ２は点として第２の投影平面ＰＪ２内に投影されるのに対し、第２のテスト平面Ｐ２は線として第２の投影平面ＰＪ２内に投影される。ステップＳ２８００では、投影された第２のテスト平面Ｐ２が、投影された第２のテスト線Ｌ２を旋回軸として、第２の投影平面ＰＪ２内で回転される。特に、投影された第２のテスト平面Ｐ２は、投影された第２のテスト平面Ｐ２が第３のテスト点Ｔ３に接触するまで、投影された第２のテスト線Ｌ２の回りを反時計方向に回転される。ステップＳ２９００では、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３を使用して第３のテスト平面Ｐ３を規定する。そして、制御はステップＳ３０００に続く。
【００６７】
ステップＳ３０００では、投影されたテスト平面Ｐ２が、投影された第２のテスト線Ｌ２を旋回軸として、第２の投影平面ＰＪ２内で時計方向に回転される。特に、投影された第２のテスト平面Ｐ２は、投影された第２のテスト平面Ｐ２が第４のテスト点Ｔ４に接触するまで、投影された第２のテスト線Ｌ２の回りを時計方向に回転される。次に、ステップＳ３１００では、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ４を使用して第４のテスト平面Ｐ４を規定する。ステップＳ３２００では、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３によって形成される３角形Ｒ１と、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ４によって形成される３角形Ｒ２のいずれか一方又は双方が、ボール・グリッド・アレイの重心を含んでいるかチェックされる。ステップＳ３３００では、第１のテスト点Ｔ１が第２のテスト点Ｔ２に置き換えられ、また第１のテスト平面Ｐ１が第２のテスト平面Ｐ２に置き換えられる。即ち、第２のテスト点Ｔ２が第１のテスト点Ｔ１となり、また第２のテスト平面Ｐ２が第１のテスト平面Ｐ１となる。そして、制御はステップＳ１８００にジャンプする。
【００６８】
ステップＳ３４００では、掃引角度θが、（掃引角度θ）＋（プリセットされた掃引角度の増分Δθ）に等しくセットされる。次に、ステップＳ３５００では、掃引角度θが３６０°より大きいかについての決定がなされる。掃引角度θが３６０°より大きくない場合は、制御はステップＳ１６００にジャンプする。そうでない場合は、制御はステップＳ３６００に続く。ステップＳ３６００では、最悪の面同一性有するか、及び／又は、点Ｔ１、Ｔ２とＴ３又はＴ４の一方とによって規定される最大面積の３角形を有するテスト平面が、着座平面Ｓとして選択される。この３角形を規定する点はまた、着座平面Ｓを規定する。そして制御はステップＳ３７００に続き、そこで制御シーケンスが終了する。
【００６９】
図１２は、図１１Ｂの潜在的着座平面の決定ステップＳ３２００を詳細に示している。図１２に示すように、制御はステップＳ３２００で開始する。次に、ステップＳ３２１０では、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３によって形成される３角形Ｒ１内に重心が含まれるかについての決定がなされる。重心が３角形Ｒ１内に含まれる場合は、制御はステップＳ３２２０に続く。そうでない場合は、制御はステップＳ３２６０にジャンプする。
【００７０】
ステップＳ３２２０では、テスト点Ｔ１、Ｔ２及びＴ４によって形成される３角形Ｒ２内にも重心が含まれるかについての決定がなされる。重心が３角形Ｒ２内にも含まれる場合は、制御はステップＳ３２３０に続く。そうでない場合は、制御はステップＳ３２５０にジャンプする。
【００７１】
ステップＳ３２３０では、３角形Ｒ１の面積が３角形Ｒ２の面積よりも大きいか、及び／又は、３角形Ｒ１によって規定される平面の面同一性が３角形Ｒ２によって規定される平面の面同一性よりも悪いか、についての決定がなされる。３角形Ｒ１の面積が３角形Ｒ２の面積よりも大きいか、及び／又は、３角形Ｒ１によって規定される平面の面同一性が３角形Ｒ２によって規定される平面の面同一性よりも悪い場合は、制御はステップＳ３２５０にジャンプする。そうでない場合は、制御はステップＳ３２４０に続く。
【００７２】
ステップＳ３２４０では、テスト平面Ｐ４は、３角形Ｒ２に対応する面積と共に、潜在的な着座平面としてストアされる。それから、制御はステップＳ３２８０にジャンプする。これに対し、ステップＳ３２５０では、テスト平面Ｐ３は、３角形Ｒ１に対応する面積と共に、潜在的な着座平面としてストアされる。それから、制御はステップＳ３２８０にジャンプする。
【００７３】
ステップＳ３２６０では、重心が３角形Ｒ２内に含まれるかについての決定がなされる。重心が３角形Ｒ２内にある場合は、制御はステップＳ３２７０に続く。そうでない場合は、制御はステップＳ３２８０にジャンプし、そこで制御はステップＳ３３００に戻る。ステップＳ３２７０では、３角形Ｒ２の面積及び／又は３角形Ｒ２によって形成される平面の面同一性がストアされる。それから、制御はステップＳ３２８０に続く。
【００７４】
図５及び６に示すように、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０は、プログラム及び汎用コンピュータ上で実施されることが好ましい。しかしながら、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０はまた、専用コンピュータや、プログラムされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ及び周辺集積回路要素、ＡＳＩＣ又は他の集積回路、デジタル・シグナル・プロセッサ、ディスクリート・エレメント回路のようなハード・ワイヤード電子又は論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ又はＰＡＬのようなプログラム可能論理デバイス等によっても実施可能である。一般的に、図１１Ａ〜１１Ｃ及び１２に示されたフローチャートを実施可能な有限な状態の機械を実現できるどのようなデバイスでも、ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム１２０を実施するために使用できる。
【００７５】
リンク１３０及び２６０は、どのような有線又は無線リンクでも、あるいは接続された要素との間で電子的データを授受できるどのような既知の要素でもかまわない。
【００７６】
最小２乗平均平面ＰSTARTを、最も遠いデータ点ＴSTARTに接触するように決定しシフトした後は、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTART上に１以上の最も遠いデータ点が存在しうることが理解されるべきである。このことが起こると、計算効率のために、上記の方法は、より効率的な処理を与えるために修正することができる。特に、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTART上に３以上のデータ点が含まれる場合は、最大の３角形を作る３つのデータ点が選択される。重心がこの３角形内に含まれる場合、この３角形は潜在的な着座平面として保存される。それから、処理は、先に概略的に説明した手順に従って継続される。これは、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTART内に任意に初期線ＬRを確立し、シフトされた最小２乗平均平面の一方の面上の全てのデータを保持したまま、シフトされた最小２乗平均平面の回転を可能にする点を選択することによって行われる。
【００７７】
この代わりに、シフトされた最小２乗平均平面ＰSTART上に２つの点が配置される場合は、これら２つの点は、線Ｌ２として直ちに設定されうる。それから、処理は、先に概略的に説明したように継続する。これは、線Ｌ２と初期線ＬRの間の角度が掃引角度θに等しくなるまで、線Ｌ２を回転させることによって行われる。第２のテキスト点Ｔ２の選択は、シフトされた最小２乗平均平面の一方の面上の全てのデータ点を保持したまま、シフトされた最小２乗平均平面の回転を可能にする点を選択することによって達成される。
【００７８】
この発明は、上記に概略を示した典型的実施例に関連して説明されたが、多くの変更、修正及び変形は当業者にとって自明であることは明らかである。例えば、その頂点が解析される電子的接続要素は、従来のボール・グリッド・アレイのそれらである必要はない。ピン、表面実装接続パッド、バネ接触接続要素等のどのような接続要素のアレイでも、同様に解析できる。更には、接続要素は、ディスクリート電子パッケージや、シリコンウエハ、シリコンダイ、プリント配線基板、ハイブリッド回路等の上にも配置できる。更には、実際に有意で潜在的な着座平面をサーチする前述した典型的な方法は、システム的で、計算効率的な方法である。しかしながら、ここに含まれる平面同定技術の多くは、他の徹底的なサーチ及びスクリーニング方法、例えば冗長計算、点毎の計算、試行錯誤的スクリーニング等を可能にする方法と関連して適用される場合にも有用である。従って、上述したこの発明の好ましい実施例は、説明することを意図したもので、限定することを意図したものではない。種々の変形が、この発明の精神及び範囲を逸脱することなくなされるものである。
【００７９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のシステム及び方法によれば、ボール・グリッド・アレイ等の接続要素アレイを安定した状態におくことを可能にする着座平面、及びＪＥＤＥＣ標準の定義に従う接続要素アレイ用の少なくとも１つの着座平面を精密に同定することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  典型的ボール・グリッド・アレイ・パッケージの一部の典型的なアレイ側からみた図である。
【図２】  ボール・グリッド・アレイ・パッケージの一部の典型的な側面図である。
【図３】  典型的ボール・グリッド・アレイ・パッケージに対する着座平面を示す図である。
【図４】  典型的ボール・グリッド・アレイ・パッケージに対する最小２乗平均平面及びシフトされた最小２乗平均平面を示す図である。
【図５】  ボール・グリッド・アレイ着座平面システムを示す機能ブロック図である。
【図６】  図１のボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムの詳細を示す機能ブロック図である。
【図７】  ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムの動作を示す図である。
【図８】  ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムの動作を示す図である。
【図９】  ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムの動作を示す図である。
【図１０】  ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システムの動作を示す図である。
【図１１Ａ】  この発明によるボール・グリッド・アレイ着座平面決定方法の典型的な一実施例を概略的に示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】  図１１Ａの続きのフローチャートである。
【図１１Ｃ】  図１１Ｂの続きのフローチャートである。
【図１２】  図１１Ｂの潜在的着座平面決定ステップの典型的な一実施例を詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１０…ボール・グリッド・アレイ・ボール測定システム、１２０…ボール・グリッド・アレイ着座平面決定システム、１３０…リンク、１４０…コントローラ、１５０…メモリ、１６０…サーチ角度決定回路、１７０…点決定回路、１８０…投影平面決定回路、１９０…線回転回路、２００…面同一性決定回路、２１０…最小２乗平均平面決定回路、２２０…線決定回路、２３０…面決定回路、２４０…面回転回路、２５０…掃引角度決定回路。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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