專利名稱：監(jiān)控和改進(jìn)多層pcb制造的尺寸穩(wěn)定性和配準(zhǔn)精度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及印制電路板的制造。尤其是，本系統(tǒng)涉及在制造期間遇到的印制電路板扭曲的測量和分析以及對于這類扭曲的補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
印制電路板(PCB)的制造包括一連串的處理步驟，其中一些步驟將多層的線路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為圖像、圖案或電路，其將被轉(zhuǎn)置(transpose)到基底材料上以便后續(xù)處理成為電連接。設(shè)計(jì)可直接實(shí)施于制造介質(zhì)或圖紙上或者圖形表示介質(zhì)上。通常大部分設(shè)計(jì)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)表示法。轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)表示法可用市場上可買到的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件來實(shí)現(xiàn)。CAD程序與計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)程序協(xié)力將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一連串項(xiàng)目(item)的“布局圖(layout)”，諸如被設(shè)置在基底材料板上的電路、互連孔和阻焊層。布局圖通常被轉(zhuǎn)置到一個介質(zhì)上，稱作布線圖(artwork)，不過布局圖也可以經(jīng)由激光器而直接轉(zhuǎn)置。項(xiàng)目被稱為特征。最終，板的各部分將被合成而制成一個PCB，在很多情況下PCB是多層的。
使用布線圖或者直接成像(例如激光成像)，各特征可以經(jīng)一種照相處理而施加到基底材料板上。在制造期間，基底材料的尺寸變化將導(dǎo)致在一個特征的預(yù)期位置和該特征的實(shí)際位置之間的偏差。為免短路或者與相鄰電路干擾，特征的間隔特別重要。此外，當(dāng)特征是一個在多層電路板上的互連孔時，這些孔與其上或其下各層中的特征正確對準(zhǔn)尤其重要。該特征或孔相對于其它特征的定位被稱為其“配準(zhǔn)(registration)”。如果在電路板上存在配準(zhǔn)不良，則后續(xù)處理，諸如鉆孔和進(jìn)一步成像操作可能導(dǎo)致與其它進(jìn)一步特征的配準(zhǔn)不良。在總配準(zhǔn)不良的情況下，最終產(chǎn)品將超出允許偏差并且報(bào)廢。通常設(shè)置在板上的單元具有特殊的標(biāo)記信息或者易于辨認(rèn)的結(jié)構(gòu)，以便于測量在制造過程中出現(xiàn)的移動。這些單元將被稱為“目標(biāo)”。
制造中的誤差校正已經(jīng)成為大量開發(fā)的主題。例如，美國專利第4,890,239號授予Ausschnitt等人的“光刻工藝分析和控制系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)是一種當(dāng)成像具有特定尺寸的圖像特征時，用于建模必要的聚焦和所需曝光的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)具有用于PCB制造的分支機(jī)構(gòu)，但其不涉及如何測量PCB材料的扭曲以及如何校正這些扭曲。
授予Sano等人的美國專利第4,799,175號“用于檢查印刷線路板的圖案缺陷的系統(tǒng)”。該發(fā)明包括很多用于測量PCB缺陷的特殊設(shè)備，以利用在PCB上的目標(biāo)來表示最終PCB的質(zhì)量特性。其中沒有提及如何校正出現(xiàn)的錯誤。
授予Lane等人的美國專利第4,967,381號“用于管理測量數(shù)據(jù)的工藝控制接口系統(tǒng)”。該發(fā)明是一種用于獲得供工藝控制和趨勢分析目的的測量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。雖然可以運(yùn)用這個發(fā)明來取得數(shù)據(jù)，但該發(fā)明未公開所需的校正作用。
授予Ammann等人的美國專利第5,206,820號“分析在板制造過程中板配準(zhǔn)不良并提供適當(dāng)信息以調(diào)整板制造過程的計(jì)量系統(tǒng)”。該專利描述在玻璃母板上生成被稱為“基準(zhǔn)點(diǎn)”的目標(biāo)的過程。目標(biāo)置于母板的角落并隨后被測量。對于制造過程的所有特殊階段均使誤差特性化并受到監(jiān)控，從而可以盡可能地降低各種不同誤差的影響。目標(biāo)不遍及PCB板設(shè)置，因此可能遺漏某些類型的扭曲。此外，未論述校正作用。
授予Smilansky等人的美國專利第5,495,535號“檢查物品的方法”。這個系統(tǒng)具有檢查物品并檢測誤差以隨后監(jiān)控工藝的目的，該工藝也可以包括PCB制造。該系統(tǒng)存儲各點(diǎn)，并將所存儲的點(diǎn)與與實(shí)際的點(diǎn)加以比較。但是未描述校正作用。
授予Chang等人的美國專利第5,519,633號“用于多層印制電路板的截面設(shè)計(jì)的方法和裝置”。這個發(fā)明涉及電路板的設(shè)計(jì)和制造，并且努力將與制造有關(guān)的誤差減到最小。沒有論述經(jīng)由不同類型的目標(biāo)對上述誤差的跟蹤。
授予lriki等人的美國專利第5,497,331號“半導(dǎo)體集成電路器件制造方法及其制造裝置”。該發(fā)明意圖在于提高集成電路器件的成品率。在這個特殊的發(fā)明的教程中，未使用目標(biāo)或與之相關(guān)的設(shè)備。
授予Prein的美國專利第5,495,535號“最大化半導(dǎo)體圓片的芯片成品率的方法”。同樣，這是一個涉及集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)明。其意圖在于能在一個完整的半導(dǎo)體圓片之上最大化芯片成品率。但是，在該過程中沒有包括目標(biāo)，也不試圖模型化任何在制造過程期間引入的系統(tǒng)誤差。
授予Nguyen的美國專利第5,960,185號“基于系統(tǒng)誤差建模的用于圓片配置的方法和裝置”。這個系統(tǒng)涉及集成電路，并且用于建模系統(tǒng)性的且可能在集成電路制造過程中引入的誤差。但是，這個系統(tǒng)建模不同的誤差來源，該誤差來源涉及阻焊層的位置而不涉及材料本身的移動。因此，該專利主要涉及阻焊層對準(zhǔn)和基于一個已知誤差庫的誤差，該誤差可能隨阻焊層對準(zhǔn)出現(xiàn)。在該過程中沒有涉及目標(biāo)，也沒有以任何的方式涉及材料的移動。
授予Whitcomb等人的美國專利第6,030,154號“最小化誤差算法/編程”。這個專利涉及多層印制電路板并用于將與鉆孔(用以將一層上的電路與另一層相連)有關(guān)的誤差減到最小。該系統(tǒng)包括不同的層采用x射線，并且確定對于在各層之間鉆孔來說最佳的位置。雖然這個過程確實(shí)包括設(shè)法補(bǔ)償在材料移動中的誤差，但未試圖以任何系統(tǒng)性的方式測量材料的移動，以便在隨后的制造期間將誤差減到最小。
在PCB的制造中，為了減少在制造期間定位誤差的積累，每個要求圖像對產(chǎn)品的配準(zhǔn)的工藝都必須對各特征的圖像定位施加補(bǔ)償，以允許材料移動。通過為相似產(chǎn)品所需補(bǔ)償?shù)臍v史數(shù)據(jù)而確定補(bǔ)償，或通過生產(chǎn)一小批板而確定所需要的補(bǔ)償。為了監(jiān)視與控制制造過程，在制造期間測量特征和目標(biāo)位置。將這些測量結(jié)果與技術(shù)規(guī)格相比較。
如上所述，當(dāng)前的測量方法使用位于板的四角或者布線圖中的目標(biāo)，并且補(bǔ)償計(jì)算是建立在所測量的各目標(biāo)之間的間距與所需要的間隔或者間距的差值基礎(chǔ)上。
由于溫度、濕度、材料內(nèi)應(yīng)力的弛豫和由于處理交互作用引入的應(yīng)力變化，出現(xiàn)材料移動。移動的幅度隨所用材料和所制造電路的設(shè)計(jì)不同而不同。印制電路板制造需要很多處理，諸如熱處理或化學(xué)處理，它們將導(dǎo)致溫度和濕度上的變化。當(dāng)產(chǎn)品受到機(jī)械加工，如焊接或者擦刷的時候，也發(fā)生材料移動。
為了保證最終產(chǎn)品滿足用戶的要求，施加圖像補(bǔ)償以抵銷發(fā)生的尺寸變化。這是以展開或者收縮用來產(chǎn)生布線圖(該布線圖用于內(nèi)層和外層制造)的數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行的。初始鉆孔程序也可受到補(bǔ)償。
用于成像處理的照相工具是保持配準(zhǔn)——即多層PCB的一層對另一層的相互關(guān)系——的關(guān)鍵。由此緣故，在布線圖或者其它圖像轉(zhuǎn)換介質(zhì)上的目標(biāo)之間的間距受到測量，以確保在該P(yáng)CB被投入制造之前該校正補(bǔ)償已經(jīng)施加。
一旦計(jì)入了線性扭曲和材料移動，就在制造期間的關(guān)鍵點(diǎn)檢查PCB，以查驗(yàn)所述補(bǔ)償已經(jīng)起作用，并且在樣機(jī)制造的情況下確定對批量制造所施加的補(bǔ)償。
當(dāng)前的系統(tǒng)使用無觸點(diǎn)測量機(jī)來測量位于板四角的目標(biāo)之間的間距，并將這些間距與一個標(biāo)稱值比較而計(jì)算出補(bǔ)償值。對新設(shè)計(jì)的初始補(bǔ)償根據(jù)材料和設(shè)計(jì)對于以前制造的板的類似性來確定。
這種系統(tǒng)的問題是其沒有考慮到非線性扭曲。在邊角中目標(biāo)的測量可能表示該板/布線圖從尺寸上是正確的，但事實(shí)上，非線性扭曲可能已經(jīng)導(dǎo)致在各角之間，也就是在板內(nèi)的特征顯著地移動。當(dāng)受到相同的處理時，不同的材料將表現(xiàn)不同，并且其它處理將以不同方式影響相同的材料。
隨著印制電路設(shè)計(jì)向具有更小特征的更高密度前進(jìn)，材料扭曲和配準(zhǔn)精度對于最終成品率具有更加顯著的影響。制造商正在期待新材料和方法，以給配準(zhǔn)精度以更大的控制。
因此，需要的是一種用以測量和特性化不同材料和設(shè)計(jì)的尺寸穩(wěn)定性以及由PCB制造過程所引起的材料移動的系統(tǒng)。上述的系統(tǒng)將使用遍及PCB制造板的多個目標(biāo)，以生成一個非線性材料移動的標(biāo)引。然后這些目標(biāo)的移動被從數(shù)學(xué)上建立模型，從而可以在產(chǎn)生布線圖的原始數(shù)據(jù)中產(chǎn)生一個相反的扭曲。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)在多層印制電路板制造過程中的配準(zhǔn)能力。
因此，本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)在印制電路板制造過程中的配準(zhǔn)能力。
本方法有另一目的，就是特性化由制造過程所引起的產(chǎn)品和相關(guān)布局圖兩者的材料移動和扭曲。
本發(fā)明的再一個目的是能夠查看和特性化與PCB制造過程期間材料移動相關(guān)的扭曲。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是改變特征的定位，以便補(bǔ)償在生產(chǎn)過程中引入的誤差。
本發(fā)明的再進(jìn)一步的目的是改變特征的定位的數(shù)字表示法，以便補(bǔ)償在生產(chǎn)過程中引入的誤差。
本發(fā)明的又一個目的是能夠從數(shù)學(xué)上特性化與PCB制造期間材料移動相關(guān)的扭曲。
本發(fā)明再有一個目的是在布局圖設(shè)計(jì)中插入目標(biāo)，用于隨后轉(zhuǎn)換到PCB制造板以使扭曲得以被測量。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是在布局圖設(shè)計(jì)中插入目標(biāo)，用于隨后沿著制造板的邊緣轉(zhuǎn)換到PCB制造板以使扭曲得以被測量。
本發(fā)明的又一個目的是建立在制造期間PCB材料的移動的模型。
本發(fā)明的再一個目的是測量出現(xiàn)在PCB范圍內(nèi)的材料移動。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是測量PCB材料圍繞該P(yáng)CB邊緣的移動。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是在PCB制造期間減少廢品。
本發(fā)明的又一個目的是提高PCB生產(chǎn)的能力。
本發(fā)明的再一個目的是測量在PCB工藝中所使用的不同材料的尺寸穩(wěn)定性。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是制造PCB，該P(yáng)CB在整個大塊的多層材料上處于狹窄容限之內(nèi)。
使用本發(fā)明的方法，目標(biāo)被增加給在制造板上的PCB特征的每層的CAD/CAM數(shù)據(jù)。CAD/CAM或者等效工具在每一層的布局圖中插入易于辨認(rèn)的目標(biāo)，其將產(chǎn)生PCB制造板。目標(biāo)位置可以圍繞邊緣、遍及整個PCB制造板或者兩者都有。使用無觸點(diǎn)、非干擾式(non-intrusive)視頻或者X射線坐標(biāo)測量機(jī)，在任何需要的制造階段使目標(biāo)受到檢查，從而確定在二維空間中離開一個預(yù)先確定的位置(標(biāo)稱的起始點(diǎn)中心)的實(shí)際位置。一般的起始點(diǎn)中心的選擇是任意的，并且例如可以是二個目標(biāo)的中點(diǎn)。
實(shí)際位置和標(biāo)稱位置用于計(jì)算偏差。在一個實(shí)施例中，對偏差值施加回歸分析，以對于該實(shí)施例產(chǎn)生二個多項(xiàng)式方程，該多項(xiàng)式方程通過最佳擬合在任何層上離開任何位置的標(biāo)稱值的偏差來確定。
計(jì)算線性補(bǔ)償值以進(jìn)行所有點(diǎn)對于標(biāo)稱值的最佳擬合。利用所計(jì)算的多項(xiàng)式方程產(chǎn)生施加這些補(bǔ)償?shù)男Ч膱D形表示。同樣產(chǎn)生一個模型，該模型顯示出應(yīng)用和未應(yīng)用所計(jì)算的補(bǔ)償時，能夠?qū)崿F(xiàn)所需的位置配準(zhǔn)容限的板區(qū)域。
在有和沒有計(jì)算出的補(bǔ)償情況下所能實(shí)現(xiàn)的最好的特征對特征位置配準(zhǔn)得到確定。產(chǎn)生了用于整體旋轉(zhuǎn)、在二維空間中抵銷平行于板軸線的扭曲和菱形扭曲的系數(shù)值。
本方法給出材料移動的圖形和數(shù)字兩種解釋，允許對比不同的材料。本方法也允許了解制造過程對于所使用的PCB材料的效果。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法允許新工藝被特征化。此外，本發(fā)明的方法提供實(shí)時尺寸分析，從而允許工具的重新標(biāo)定以擬合產(chǎn)品并在制造的盡可能早的階段防止超出容限或者報(bào)廢的產(chǎn)品。使用在此所描述和提出了權(quán)利要求的方法以改變特征定位，從而補(bǔ)償所建模的非線性扭曲且查驗(yàn)在容限條件范圍外的制造結(jié)果，確保了將配準(zhǔn)不良和廢品減到最小。
附圖簡要說明

圖1展示一個非線性扭曲的示意圖。
圖2展示一個菱形扭曲的示意圖。
圖3展示根據(jù)一個實(shí)施例圍繞板的邊緣設(shè)置的測量目標(biāo)的示意圖。
圖4展示根據(jù)一個實(shí)施例散布于整個板上的測量目標(biāo)的示意圖。
圖5展示本發(fā)明的測量過程的流程圖。
圖6展示本發(fā)明的分析方法的流程圖。
圖7展示一個示意圖，其顯示出對于軸向扭曲因數(shù)的補(bǔ)償。
圖8展示一個示意圖，其顯示出對于菱形扭曲因數(shù)的補(bǔ)償。
發(fā)明詳細(xì)說明圖1舉例說明在制造過程期間可能發(fā)生的PCB基底的典型非線性扭曲。PCB材料的標(biāo)稱和預(yù)定的位置由網(wǎng)格10表示。這個網(wǎng)格表示制造之前PCB材料預(yù)定的位置和相關(guān)的相互連接特征。但是，如上所述，PCB材料在生產(chǎn)過程期間在其位置和扭曲方面經(jīng)歷變化。因此，相互連接特征諸如在PCB上位置14、16、18、20、22、24、26及28處的各孔，可能相對于以低的錯誤容限制造PCB的設(shè)計(jì)布局而言都在期望的位置規(guī)格范圍之內(nèi)。但是，位于PCB上位置30、32、34、36、38及40上的相同特征將在相對于設(shè)計(jì)布局(成像)容限的范圍之外，并且因此該P(yáng)CB將報(bào)廢，導(dǎo)致低的制造成品率。
因此，圖1的整個非線性扭曲被作為網(wǎng)格12舉例說明。但重要的是要注意，如果僅在PCB材料的角上設(shè)置目標(biāo)并做測量，當(dāng)事實(shí)上在大多數(shù)的其它網(wǎng)格10位置中相互連接特征，諸如孔的位置越出容限范圍之外的時候，該P(yáng)CB將看起來在技術(shù)規(guī)格范圍之內(nèi)。只有通過在PCB材料上的很多位置做測量可以評價實(shí)際的扭曲，并對此加以補(bǔ)償。
參考圖2，舉例說明另一種類型的扭曲。在此例中說明菱形扭曲。同樣，網(wǎng)格10展示完成的PCB材料相關(guān)電路的預(yù)定位置。在這種情況下，在制造期間PCB材料的收縮和扭曲導(dǎo)致某些位置處于技術(shù)規(guī)格的范圍之內(nèi)，諸如在位置42、44、46、48及50。但是，給定所示扭曲，則大多數(shù)PCB將越出技術(shù)規(guī)格的范圍之外。這同樣導(dǎo)致處理的大量廢品和低成品率。
在此例中，網(wǎng)格52表示制造之后的PCB材料。如果僅在位置44和46對扭曲做測量，當(dāng)實(shí)際上大部分PCB材料越出規(guī)格范圍外的時候，將檢測不到扭曲。
因此，重要的是要有一種系統(tǒng)和方法，其檢測在PCB制造過程期間可能存在的各種各樣的線性的和非線性的扭曲。
增加測量點(diǎn)的數(shù)目將給出和PCB材料移動有關(guān)的更多信息。為了這種應(yīng)用起見，用術(shù)語“參考點(diǎn)”指定添加到在所需實(shí)際電路設(shè)計(jì)特征范圍之外的目標(biāo)。電路設(shè)計(jì)特征也可用做本發(fā)明分析的目標(biāo)，這樣的特征僅要求是獨(dú)特的(用于測量精度)，并且具有制造之前已知的位置，以通過大致與參考點(diǎn)相同的方式用做測量點(diǎn)。圖3和圖4示出目標(biāo)可以任何增加到所測量的部分。如上所述，特征可以用做目標(biāo)并且參考點(diǎn)也可以用做目標(biāo)。例如，處于板范圍內(nèi)的圖4中的目標(biāo)有可能是在原電路設(shè)計(jì)中的特征。然而，周邊的目標(biāo)或者參考點(diǎn)除了便于扭曲測量以外不會起到任何作用。因此，為了說明起見，“目標(biāo)”含義包括了設(shè)計(jì)特征或者參考點(diǎn)。
通常，所用目標(biāo)的數(shù)目越多，精確度越高。但是，存在目標(biāo)的某個最佳數(shù)目或者說密度，在其以上則存在報(bào)酬遞減。該最佳值隨所用的材料、PCB的復(fù)雜度和密度，以及在制造中遇到的機(jī)械、熱、化學(xué)和外界條件以及其它條件而變。
目標(biāo)的這一最佳數(shù)目可以最初用實(shí)驗(yàn)方法確定。起初，可以在分析中使用大量的目標(biāo)。然后，用實(shí)驗(yàn)方法從分析中一次除去一個目標(biāo)，直到精確度下降為止。減少目標(biāo)的數(shù)目改善了分析時間。
PCB板材料的材料移動和特征的特性化要求測量目標(biāo)離開其標(biāo)稱位置的偏差。在PCB板上目標(biāo)離開其標(biāo)稱位置到其實(shí)際位置的偏差被輸入用于回歸分析。本優(yōu)選實(shí)施例使用對最佳擬合的曲線擬合法以便導(dǎo)出二個多項(xiàng)式方程。
這些方程用于建立在PCB上任何位置的每個軸(X，Y)中的材料移動和偏差的模型。
參考圖3，舉例說明圍繞初始布線圖的邊緣目標(biāo)的位置。在此例中，布線圖54包括一連串圍繞布線圖邊緣設(shè)置的目標(biāo)56、58、60及62，由該布線圖來制造PCB。通過使目標(biāo)圍繞邊緣，即使當(dāng)材料的各角處于正確位置時，諸如圖1所示類型的誤差也可以檢測到。使用圖3提出的目標(biāo)方案，可檢測到用置于各角的目標(biāo)所無法檢測到的非線性扭曲。從而允許進(jìn)行補(bǔ)償——否則的話該補(bǔ)償是不可進(jìn)行的。此外，當(dāng)制造最終的PCB的時候，如果存在附加目標(biāo)，就更有可能在生產(chǎn)周期以前檢測到越出技術(shù)要求范圍外的條件，從而限制了廢品的數(shù)量。
現(xiàn)在參考圖4，目標(biāo)的可選位置遍及PCB。使用基于視頻的無觸點(diǎn)的坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行對布線圖和外部電路特征的測量。對于板內(nèi)部的目標(biāo)則使用基于X射線的無觸點(diǎn)的坐標(biāo)測量機(jī)。
圖5展示一個用于本發(fā)明實(shí)施例的測量過程的流程圖。首先產(chǎn)生一個包含目標(biāo)和或目標(biāo)特征的CAM文件70。該CAM文件然后被轉(zhuǎn)換為測量程序72。然后，板和或布線圖被加載進(jìn)一個用于確定目標(biāo)位置的測量機(jī)74。二個目標(biāo)被選擇和測量76，并且產(chǎn)生一個原點(diǎn)(起始點(diǎn)的中心)——例如在二個目標(biāo)之間的中點(diǎn)。軸線系統(tǒng)與此點(diǎn)對準(zhǔn)以進(jìn)行測量78。指定原點(diǎn)80。每個目標(biāo)都被賦予一個與其該起始點(diǎn)中心的標(biāo)稱位置相關(guān)的x和y坐標(biāo)。該目標(biāo)的標(biāo)稱位置和實(shí)際位置然后被輸出給一個數(shù)據(jù)文件84。在制造之后測量目標(biāo)的實(shí)際位置離開原點(diǎn)的位置，結(jié)果被連同標(biāo)稱坐標(biāo)一起存儲在一個數(shù)據(jù)文件中。分析軟件將訪問這個數(shù)據(jù)文件。如果一個板的樣本正在受到測量，那么對于每個板重復(fù)該過程，并將結(jié)果添加到該數(shù)據(jù)文件。
圖6展示一個本發(fā)明實(shí)施例的分析方法的流程圖。由分析軟件從上述數(shù)據(jù)文件輸入結(jié)果(即，標(biāo)稱目標(biāo)坐標(biāo)86和實(shí)際目標(biāo)坐標(biāo)88)。對于每個測量點(diǎn)90計(jì)算在x和y軸中的偏差。對這些結(jié)果執(zhí)行非線性回歸分析92以確定二個多項(xiàng)式方程，根據(jù)每個點(diǎn)在板上的位置，一個方程用于x偏差而另一個用于y偏差。
一旦非線性回歸模型被確定，就執(zhí)行線性回歸以產(chǎn)生在每個軸上的線性補(bǔ)償系數(shù)、離開起始點(diǎn)并對應(yīng)于板的旋轉(zhuǎn)的偏差。假定線性回歸補(bǔ)償被施加于預(yù)先制造的布局圖，利用多項(xiàng)式方程，建立制造后位置的扭曲模型96。根據(jù)一個假定已做了線性回歸補(bǔ)償?shù)哪Ｐ?，并根?jù)一個其中未施加補(bǔ)償?shù)哪Ｐ停_定最佳能實(shí)現(xiàn)的配準(zhǔn)100。由模型導(dǎo)出能夠?qū)崿F(xiàn)所需配準(zhǔn)容限的板的區(qū)域102。
利用由非線性回歸導(dǎo)出的多項(xiàng)式方程而產(chǎn)生板的線框示意圖形式的圖形表示。利用非線性分析結(jié)果產(chǎn)生而第二個線框示意圖，以顯示施加計(jì)算出的線性補(bǔ)償?shù)男Ч?。用戶可以調(diào)整該示意圖以除去測量到的偏移和旋轉(zhuǎn)的影響。
圖7展示這樣的線框示意圖。在此例中，圖7展示一個示意圖，顯示出對于軸向扭曲因數(shù)計(jì)算的需要。比較圖7與圖1。實(shí)線框104是對理論上理想的虛線框106的‘最佳擬合’。請注意，圖7中的擬合——其使用了一個非線性回歸模型以影響補(bǔ)償——優(yōu)于圖1中的擬合。
圖8展示一個示意圖，顯示出對于菱形扭曲因數(shù)計(jì)算的需要。
該板的圖形表示顯示出用戶輸入的受測量的板的區(qū)域，其中可基于關(guān)于起始點(diǎn)的x和y坐標(biāo)取得最小配準(zhǔn)容限，這里通過非線性多項(xiàng)式計(jì)算出的偏差小于所要求的容限。能夠?qū)崿F(xiàn)容限L1和L2的區(qū)域進(jìn)一步具有可滿足容限的區(qū)段108、110及112。其它的區(qū)域可能越出容限范圍之外。可產(chǎn)生以圖形表示出在容限之內(nèi)和容限之外條件的第二個示意圖，其中了忽略偏移和旋轉(zhuǎn)的影響。
一個實(shí)施例使用彩色編碼以突出顯示實(shí)現(xiàn)容限(綠色)，以及在容限范圍之外(紅色)。綠色和紅色的使用不意味著是限制性的?？赡苁褂闷渌山邮艿暮筒豢山邮艿念伾M合。
基于上述這些測量和觀察，現(xiàn)在就能夠產(chǎn)生CAD/CAM數(shù)據(jù)和/或原始的主布線圖，其包含在初始測量過程期間遇到的誤差的反量。在如此進(jìn)行時，在PCB制造過程期間出現(xiàn)的扭曲將仍然出現(xiàn)，不過代之以將導(dǎo)致材料和特征移動到正確的容限內(nèi)位置上。
另外，可以在制造中使用本系統(tǒng)和方法。目標(biāo)將被監(jiān)控且目標(biāo)位置將被制成圖表。然后，制造位置可以與回歸模型的推算位置相比較。當(dāng)實(shí)際位置離開期望位置的偏差超出了某些限度，可能會重新計(jì)算回歸分析。將改變補(bǔ)償從而改變制造工具，以便對離開期望的材料移動的改變進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的裝置包括硬件和軟件的組合。例如，產(chǎn)生計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)方面可以使用可得自Frontline公司的GenesisCAM軟件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。得自Router Solution公司的CAD CAM軟件可以用于轉(zhuǎn)換CAM文件為本發(fā)明的測量功能。用于本發(fā)明測量設(shè)備的信源包括Videomic，Optek，Inc.，Innervision，Optek，Inc.以及Smartscope，Optical GaugingProducts，Inc.。
現(xiàn)在已經(jīng)舉例說明了一種用于監(jiān)控和改進(jìn)多層PCB制造的尺寸穩(wěn)定性和配準(zhǔn)精度的系統(tǒng)和方法。對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在目標(biāo)位置和數(shù)學(xué)分析中的其它變化是能夠做到的，無需脫離所公開的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在印制電路板(PCB)板上精確定位和配準(zhǔn)特征的方法，包括生成一個具有各角的布局圖，用以在至少一個基底材料板上定位特征；在該布局圖上期望的位置定位多個目標(biāo)；記錄每個目標(biāo)的制造前標(biāo)稱位置；由該至少一個基底材料板制造至少一個PCB；測量每個目標(biāo)的制造后實(shí)際位置；記錄該每個目標(biāo)的實(shí)際位置；計(jì)算該每個目標(biāo)的實(shí)際位置離開該每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置的移動；建立在制造期間該多個目標(biāo)的移動的模型；和運(yùn)用該模型于制造前特征位置，以補(bǔ)償在該制造期間的移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該布局圖取布線圖的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中記錄每個目標(biāo)的制造前標(biāo)稱位置包括作為一個在該布局圖之內(nèi)的點(diǎn)，建立對應(yīng)于所有目標(biāo)的制造前起始點(diǎn)中心；作為相對于該原點(diǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，分配每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置；和存儲每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，以用于隨后計(jì)算制造后移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中計(jì)算每個目標(biāo)的制造后實(shí)際位置的移動包括作為相對于該制造前起始點(diǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，而測量每個目標(biāo)的實(shí)際制造后位置；和作為在該目標(biāo)的實(shí)際橫坐標(biāo)和該目標(biāo)的標(biāo)稱橫坐標(biāo)之間的差值，而計(jì)算出每個目標(biāo)的橫坐標(biāo)移動；和作為在該目標(biāo)的實(shí)際縱坐標(biāo)和該目標(biāo)的標(biāo)稱縱坐標(biāo)之間的差值，而計(jì)算出每個目標(biāo)的縱坐標(biāo)移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中建立在制造期間目標(biāo)的移動的模型包括分析該目標(biāo)移動以導(dǎo)出一種最佳擬合非線性回歸分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中分析該最佳擬合非線性回歸分析包括產(chǎn)生至少一個多項(xiàng)式方程，由此對于在該至少一個基底材料板上的任何特征所預(yù)測的非線性位置是在該布局圖上的該特征的標(biāo)稱位置的函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中分析該最佳擬合非線性回歸分析包括產(chǎn)生一個多項(xiàng)式方程，用以推算在板上的每個特征的制造后水平位置；和產(chǎn)生一個獨(dú)立的多項(xiàng)式方程，用以基于在該布局圖上每個特征的標(biāo)稱的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，推算在板上每個特征的制造后垂直位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中定位多個目標(biāo)以供測量包括在該布局圖的各角上定位目標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中定位多個目標(biāo)以供測量包括圍繞該布局圖的邊緣定位目標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該多個目標(biāo)包括特征。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中生成布線圖、定位特征以及定位目標(biāo)以作測量包括使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序生成該布線圖。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中制造后實(shí)際位置的測量包括非干擾式測量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中對于外部PCB特征和目標(biāo)位置的該非干擾式測量是通過無觸點(diǎn)視頻坐標(biāo)測量機(jī)完成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中用于固有的PCB特征和目標(biāo)定位的該非干擾式測量是通過X射線坐標(biāo)測量機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括運(yùn)用線性回歸分析以產(chǎn)生在橫軸和縱軸上的對于特征的線性補(bǔ)償系數(shù)、離開該原點(diǎn)的偏移和對應(yīng)于板旋轉(zhuǎn)的偏移。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中運(yùn)用該線性回歸分析是通過以線性系數(shù)來偏移特征的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)、從而定位該特征以補(bǔ)償在制造期間引入的移動完成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括施加旋轉(zhuǎn)偏差系數(shù)以補(bǔ)償在制造期間引入的移動。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括施加菱形偏差系數(shù)以補(bǔ)償在該制造期間引入的移動。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以圖表形式表示所預(yù)測的該特征的實(shí)際位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中以圖表形式表示所預(yù)測的該特征的實(shí)際位置包括以線框示意圖表示該特征的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括以圖表形式表示所預(yù)測的該特征的實(shí)際位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中以圖表形式表示所預(yù)測的該特征的實(shí)際位置包括以線框示意圖表示該特征的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，進(jìn)一步包括在以利用線框示意圖的圖表形式表示所預(yù)測的該特征的實(shí)際位置之前，施加線性補(bǔ)償給在該布局圖上的每個特征位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括建立對于每個特征推算的實(shí)際位置的模型；和呈現(xiàn)以色彩編坐標(biāo)的圖形表示，其以一種顏色表明特征的預(yù)期位置越出容限范圍之外，而且以第二種顏色表明特征的預(yù)期位置處于容限范圍之內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中用綠色表示特征位置在容限之內(nèi)，而且用紅色表示特征位置越出容限范圍之外。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括在使用非線性回歸模型建立對于每個特征預(yù)期的實(shí)際位置的模型之前，施加線性補(bǔ)償給在該布局圖上的每個特征的位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中用綠色表示所預(yù)測的特征位置是處于容限范圍之內(nèi)，而且用紅色表示特征所預(yù)測的特征位置是越出容限范圍之外。
28.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算使用非線性回歸分析能取得的最小配準(zhǔn)誤差；和如果該最小配準(zhǔn)誤差是在預(yù)先確定的容限范圍之內(nèi)則制造該P(yáng)CB。
29.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括對特征定位施加線性補(bǔ)償以校正由該非線性回歸分析所預(yù)測[lxs19]的配準(zhǔn)不良；在施加該線性補(bǔ)償之后，施加該非線性回歸分析；計(jì)算能取得的最小配準(zhǔn)誤差；且如果該最小配準(zhǔn)誤差是在預(yù)先確定的容限范圍之內(nèi)則制造該P(yáng)CB。
30.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括建立該目標(biāo)的制造后實(shí)際位置的模型，其中該目標(biāo)的標(biāo)稱位置在該布局圖中已經(jīng)過調(diào)整，以便補(bǔ)償由制造導(dǎo)致的材料移動；測量其標(biāo)稱位置已經(jīng)過如此調(diào)整的該目標(biāo)的制造后實(shí)際位置；比較所測量出的該目標(biāo)的制造后實(shí)際位置與模型得到的制造后目標(biāo)位置；和調(diào)整該布局圖，以便進(jìn)一步補(bǔ)償通過多個目標(biāo)的移動所測量的特征布局圖位置，由此該特征的定位會減少越出容限范圍之外的條件以及配準(zhǔn)不良，而否則的話它們未經(jīng)進(jìn)一步補(bǔ)償就可能出現(xiàn)。
31.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中制造具有不同基底材料的PCB并且進(jìn)行該非線性回歸分析，從而可以根據(jù)配準(zhǔn)精度而估計(jì)使用替換材料的效果。
32.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括測量各該目標(biāo)在該布局圖上的位置；和估計(jì)該多個目標(biāo)離開在該布局圖上期望的位置的移動。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括補(bǔ)償在該布局圖上特征的布置以抵銷由于從設(shè)計(jì)生成該布局圖而導(dǎo)致的扭曲的影響。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中測量各該目標(biāo)在該布局圖上的位置是以非干擾式的方式進(jìn)行的。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中測量各該目標(biāo)在該布局圖上的位置是以包括無觸點(diǎn)視頻坐標(biāo)測量的非干擾式的方式進(jìn)行的。
36.一種用于在PCB板上精確定位和配準(zhǔn)特征的系統(tǒng)，包括用于生成一個具有各角的布局圖，以在至少一個基底材料板上定位特征的裝置；用于在該布局圖上期望的位置定位多個目標(biāo)的裝置，所述目標(biāo)被散布于整個該至少一個基底材料板上；用于記錄每個目標(biāo)的制造前標(biāo)稱位置的裝置；用于由該至少一個基底材料板而制造至少一個PCB的裝置；用于測量每個目標(biāo)的制造后實(shí)際位置的裝置；用于記錄該每個目標(biāo)的實(shí)際位置的裝置；用于計(jì)算該每個目標(biāo)的實(shí)際位置離開該每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置的移動的裝置；用于建立在制造期間引入的該多個目標(biāo)的移動的模型的裝置；和用于通過在該布局圖中補(bǔ)償特征的位置以補(bǔ)償在該至少一個PCB的制造中引入的移動，從而優(yōu)化該特征的位置的裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中該布局圖取布線圖的形式。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于作為一個在該布局圖之內(nèi)的點(diǎn)而建立對應(yīng)于所有目標(biāo)的制造前起始點(diǎn)中心的裝置；用于作為相對于該起始點(diǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)而分配每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置的裝置；用于記錄每個目標(biāo)的坐標(biāo)的裝置；用于作為相對于該制造前起始點(diǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，而測量每個目標(biāo)的實(shí)際制造后位置的裝置；用于作為離開其起始點(diǎn)中心坐標(biāo)的在橫坐標(biāo)上的差值和在縱坐標(biāo)上的差值，而計(jì)算每個目標(biāo)的移動的裝置；和用于使用在該布局圖上的每個目標(biāo)的標(biāo)稱坐標(biāo)作為基礎(chǔ)，建立在一個或多個基底材料板上的每個目標(biāo)的制造后坐標(biāo)的模型，以分析該移動從而導(dǎo)出一種最佳擬合非線性回歸分析的裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中該最佳擬合非線性回歸分析進(jìn)一步包括至少一個多項(xiàng)式方程，由此對于在該至少一個基底材料板上的每個特征所預(yù)測的非線性位置是在該布局圖上的該特征的制造前標(biāo)稱位置的函數(shù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的系統(tǒng)，其中該最佳擬合非線性回歸分析結(jié)果包括一個第一多項(xiàng)式方程，其用以預(yù)測該特征在板上的水平位置，和一個獨(dú)立的多項(xiàng)式方程，其推算該特征在板上的垂直位置；和一個第二多項(xiàng)式方程，其用以給定在該布局圖上該特征的標(biāo)稱縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)而預(yù)測該特征的垂直位置。
41.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中該多個供測量的目標(biāo)包括位于該布局圖的各角上的目標(biāo)。
42.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中該多個供測量的目標(biāo)包括位于圍繞該布局圖的邊緣的目標(biāo)。
43.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中該多個目標(biāo)包括該P(yáng)CB的特征。
44.根據(jù)權(quán)利要求37的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于生成該布線圖、用于定位特征和目標(biāo)的CAD/CAM指令。
45.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中用于測量制造后目標(biāo)實(shí)際位置的裝置是非干擾式的。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的系統(tǒng)，其中用于以非干擾式的方式測量后期制造目標(biāo)實(shí)際位置的裝置包括無觸點(diǎn)視頻坐標(biāo)測量機(jī)。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的系統(tǒng)，其中用于以非干擾式的方式測量制造后目標(biāo)實(shí)際位置的裝置包括X射線坐標(biāo)測量機(jī)。
48.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于施加非線性回歸分析的裝置，以便產(chǎn)生線性的補(bǔ)償系數(shù)給特征布局圖位置的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于施加該線性的補(bǔ)償系數(shù)給該特征布局圖位置的裝置，以便補(bǔ)償在該至少一個PCB的制造中引入的移動和扭曲。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于施加一個旋轉(zhuǎn)偏差系數(shù)給該特征布局圖位置的裝置，以便補(bǔ)償在PCB的制造中引入的移動和扭曲。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于施加一個菱形偏差和移動系數(shù)給該特征布局圖位置的裝置，以便補(bǔ)償在PCB的制造中引入的移動和扭曲。
52.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于以圖表形式表示所預(yù)測的特征的實(shí)際位置的裝置。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的系統(tǒng)，其中用于以圖表形式表示所預(yù)測的特征的實(shí)際位置的裝置包括用于產(chǎn)生線框示意圖的裝置。
54.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于使用該最佳擬合非線性回歸分析以預(yù)測實(shí)際的特征位置的裝置；和用于以圖表形式表示所預(yù)測特征的實(shí)際位置的裝置。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的系統(tǒng)，其中用于以圖表形式表示所預(yù)測的特征的實(shí)際位置的裝置是線框示意圖。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在以利用線框示意圖的圖表形式表示所預(yù)測的特征的實(shí)際位置之前，用于施加線性的補(bǔ)償給在該布局圖上的特征位置的裝置。
57.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于建立對于每個特征的預(yù)期實(shí)際位置的模型的裝置；和用于生成以色彩編坐標(biāo)的圖形表示的裝置，其以第一種顏色表明每個特征的預(yù)期布置越出容限范圍之外，而以第二種顏色表明特征的預(yù)期布置在容限范圍之內(nèi)。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的系統(tǒng)，其中該第二種顏色是綠色，并且該第一種顏色是紅色。
59.根據(jù)權(quán)利要求57的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在使用非線性回歸模型進(jìn)行對每個特征的預(yù)期的實(shí)際位置的預(yù)測之前，用于施加線性補(bǔ)償給在該布局圖上的每個特征的位置的裝置。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的系統(tǒng)，其中該第二種顏色是綠色，并且該第一種顏色是紅色。
61.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于計(jì)算使用非線性回歸分析能取得的最小配準(zhǔn)誤差的裝置；和用于當(dāng)該最小配準(zhǔn)誤差處于預(yù)先確定的容限范圍之內(nèi)時制造該P(yáng)CB的裝置。
62.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于對特征定位施加線性補(bǔ)償以校正由非線性回歸分析所預(yù)測的配準(zhǔn)不良的裝置；用于在施加該線性補(bǔ)償之后，施加該非線性回歸分析的裝置；用于計(jì)算能取得的最小配準(zhǔn)誤差的裝置；和用于當(dāng)該最小配準(zhǔn)誤差處于預(yù)先確定的容限范圍之內(nèi)時制造該P(yáng)CB的裝置。
63.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括該多個目標(biāo)的制造后實(shí)際位置的模型，該多個目標(biāo)在該布局圖中的標(biāo)稱位置已經(jīng)過調(diào)整，以便補(bǔ)償由于制造導(dǎo)致的材料移動；用于測量其標(biāo)稱位置已經(jīng)過如此調(diào)整的該多個目標(biāo)的制造后實(shí)際位置的裝置；用于比較所測量出的實(shí)際目標(biāo)制造后位置與模型得到的制造后目標(biāo)位置的裝置；用于進(jìn)一步調(diào)整特征的制造布局圖的裝置，以便進(jìn)一步補(bǔ)償意外的材料移動，使得特征的定位會減少越出容限范圍之外的條件以及配準(zhǔn)不良，而否則的話它們未經(jīng)進(jìn)一步補(bǔ)償就可能出現(xiàn)。
64.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中該基底板材料彼此不同，并且進(jìn)一步包括用于根據(jù)所使用的基底板材料估計(jì)該最小配準(zhǔn)誤差的裝置，以便根據(jù)配準(zhǔn)精度而估計(jì)使用替換材料的效果。
65.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于測量在布局圖上該多個目標(biāo)位置的裝置，以便估計(jì)在布局圖中該目標(biāo)的坐標(biāo)離開該多個目標(biāo)期望的位置的偏差。
66.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于補(bǔ)償在該布局圖上特征的布置的裝置，以便抵銷由于生成該布局圖而導(dǎo)致的扭曲的影響。
67.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中用于測量各該目標(biāo)在該布局圖上位置的裝置是非干擾式的。
68.根據(jù)權(quán)利要求67的系統(tǒng)，其中用于以非干擾式的方式測量各該目標(biāo)在該布局圖上位置的裝置包括無觸點(diǎn)視頻坐標(biāo)測量機(jī)。
69.一種以根據(jù)權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的印制電路板(PCB)，包括生成一個具有各角的布局圖，用以在至少一個基底材料板上定位特征；在該布局圖上施加多個目標(biāo)，所述目標(biāo)將散布于整個該至少一個板上的期望的位置，所述目標(biāo)用于測量在制造期間任何的尺寸變化；記錄每個目標(biāo)的制造前標(biāo)稱位置；測量每個目標(biāo)的制造后實(shí)際位置；記錄該每個目標(biāo)的實(shí)際位置；計(jì)算該每個目標(biāo)的實(shí)際位置離開該每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置的移動；導(dǎo)出一個模型以表示在制造過程中引入的該目標(biāo)的移動；和運(yùn)用所述模型，以便通過在該布局圖中對于在PCB制造過程中引入的移動補(bǔ)償特征的位置，從而優(yōu)化特征的定位。
70.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，其中在生產(chǎn)過程中使用的該布局圖取布線圖的形式。
71.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括作為一個在該布局圖之內(nèi)的點(diǎn)，建立用于所有目標(biāo)的制造前起始點(diǎn)中心；作為相對于該起始點(diǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，分配每個目標(biāo)的標(biāo)稱位置；和記錄用于每個目標(biāo)的所述坐標(biāo)；作為相對于該制造前起始點(diǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，而測量每個目標(biāo)的實(shí)際的制造后位置；和作為離開其起始點(diǎn)中心坐標(biāo)的在橫坐標(biāo)上的差值和在縱坐標(biāo)上的差值，計(jì)算出每個目標(biāo)的移動；和使用在該布局圖上的目標(biāo)的標(biāo)稱制造前坐標(biāo)，作為基礎(chǔ)以建立在該基底材料板上目標(biāo)的制造后坐標(biāo)的模型，分析所述移動以導(dǎo)出一種最佳擬合非線性回歸分析。
72.根據(jù)權(quán)利要求71的方法生產(chǎn)的PCB，其中分析該最佳擬合非線性回歸分析進(jìn)一步包括產(chǎn)生多個多項(xiàng)式方程，從而對于在一個基底材料板上的特征所預(yù)測的位置是在該布局圖上該特征的標(biāo)稱位置的函數(shù)。
73.根據(jù)權(quán)利要求72的方法生產(chǎn)的PCB，其中該多個多項(xiàng)式方程預(yù)測該特征在板上的水平位置和在板上的垂直位置。
74.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，其中該插入多個用于測量的目標(biāo)包括插入位于布局圖的各角的目標(biāo)。
75.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，其中該插入多個用于測量的目標(biāo)包括位于圍繞該布局圖的邊緣的目標(biāo)。
76.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，其中該目標(biāo)包括特征。
77.根據(jù)權(quán)利要求70的方法生產(chǎn)的PCB，其中該生成布線圖和插入目標(biāo)是使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序完成的。
78.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，其中該測量制造后實(shí)際位置包括非干擾式測量。
79.根據(jù)權(quán)利要求78的方法生產(chǎn)的PCB，其中非干擾式測量包括無觸點(diǎn)視頻坐標(biāo)測量。
80.根據(jù)權(quán)利要求68的方法生產(chǎn)的PCB，其中該非干擾式測量包括X射線坐標(biāo)測量。
81.根據(jù)權(quán)利要求71的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括運(yùn)用線性回歸分析以產(chǎn)生在橫軸和縱軸上的對于每個特征的線性補(bǔ)償系數(shù)、離開該原點(diǎn)的偏移和對應(yīng)于板旋轉(zhuǎn)的偏移。
82.根據(jù)權(quán)利要求81的方法生產(chǎn)的PCB，其中運(yùn)用該線性回歸分析包括通過線性系數(shù)來偏移在該布局圖上該特征的水平位置和垂直位置坐標(biāo)，以補(bǔ)償在該P(yáng)CB制造期間引入的移動和扭曲，從而定位特征。
83.根據(jù)權(quán)利要求82的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括施加旋轉(zhuǎn)偏差系數(shù)以補(bǔ)償在該P(yáng)CB的制造期間引入的移動。
84.根據(jù)權(quán)利要求82的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括施加菱形偏差系數(shù)以補(bǔ)償在該P(yáng)CB制造期間引入的移動。
85.根據(jù)權(quán)利要求71的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括計(jì)算使用非線性回歸分析能取得的最小配準(zhǔn)誤差；和如果該最小配準(zhǔn)誤差是在預(yù)先確定的容限范圍之內(nèi)則制造該P(yáng)CB。
86.根據(jù)權(quán)利要求71的方法生產(chǎn)的PCB，包括對特征定位施加線性補(bǔ)償給以校正由非線性回歸分析所預(yù)測的配準(zhǔn)不良；在施加該線性補(bǔ)償之后，施加該非線性回歸分析；計(jì)算能取得的最小配準(zhǔn)誤差；和如果該最小配準(zhǔn)誤差是在預(yù)先確定的容限范圍之內(nèi)則制造該P(yáng)CB。
87.根據(jù)權(quán)利要求71的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括建立該目標(biāo)的制造后實(shí)際位置的模型，其中該目標(biāo)的標(biāo)稱位置在該布局圖中已經(jīng)過調(diào)整，以便補(bǔ)償由制造所導(dǎo)致的材料移動；測量其標(biāo)稱位置已經(jīng)過如此調(diào)整的該目標(biāo)的制造后實(shí)際位置；比較所測量出的該目標(biāo)的制造后實(shí)際位置與模型得到的制造后目標(biāo)位置；和調(diào)整該布局圖，以便進(jìn)一步補(bǔ)償通過該多個目標(biāo)的移動所測量的特征布局圖位置，由此該特征的定位會減少越出容限范圍之外的條件以及配準(zhǔn)不良，而否則的話它們未經(jīng)進(jìn)一步補(bǔ)償就可能出現(xiàn)。
88.根據(jù)權(quán)利要求69的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括測量在該布局圖上離開所期望的位置的該多個目標(biāo)的位置。
89.根據(jù)權(quán)利要求88的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括補(bǔ)償在該布局圖上特征的位置以抵銷由于從設(shè)計(jì)生成該布局圖而導(dǎo)致的扭曲的影響。
90.根據(jù)權(quán)利要求88的方法生產(chǎn)的PCB，其中在該布局圖上對于該目標(biāo)位置的測量包括非干擾式測量。
91.根據(jù)權(quán)利要求88的方法生產(chǎn)的PCB，其中該非干擾式測量包括無觸點(diǎn)視頻坐標(biāo)視頻測量。
92.根據(jù)權(quán)利要求71的方法生產(chǎn)的PCB，進(jìn)一步包括在該P(yáng)CB制造中使用不同的基底材料；并且使用該非線性回歸分析，從而可以根據(jù)配準(zhǔn)精度而估計(jì)替換材料的效果。
全文摘要
目標(biāo)被插入在PCB布局圖的各處。目標(biāo)的制造后測量與制造前位置相比，以計(jì)算出非線性回歸分析最佳擬合模型。該模型用于在布局圖上給出特征位置的PCB上或之內(nèi)生成一個特征的位置。該非線性回歸分析產(chǎn)生一組x和y多項(xiàng)式方程。這些多項(xiàng)式方程允許一個線性的補(bǔ)償被施加于在布局圖上的特征位置，以便將在PCB制造過程中特征的配準(zhǔn)不良減到最小。在對于該特征在制造前的定位進(jìn)行線性補(bǔ)償之前和之后建立該特征在制造后的定位的模型。因此，可以估計(jì)特征位置補(bǔ)償?shù)男Ч?。使用線框示意圖和彩色編碼示意圖的圖形表示有助于標(biāo)識板的那些區(qū)域，即相對于技術(shù)要求被預(yù)測處于容限之內(nèi)和之外的區(qū)域。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于測試不同材料的效果。以此方式，根據(jù)使對配準(zhǔn)條件的超出減到最小，可以識別用于特定PCB的最佳材料。
文檔編號G06F17/50GK1481535SQ01820798
公開日2004年3月10日 申請日期2001年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者J·托爾內(nèi), A·凱利, S·瓊斯, J 托爾內(nèi) 申請人:惠亞集團(tuán)公司