TW202109034A - 基於x射線檢驗之印刷電路板製造系統及方法、電腦可讀取非暫存性儲存媒體及印刷電路板 - Google Patents

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Abstract

於一實施例中，X射線檢驗系統可非破壞性地檢驗印刷電路板以在印刷電路板的數個預設位置量測數個尺寸。X射線檢驗系統可基於量測到的尺寸為印刷電路板產生資料組。X射線檢驗系統可基於印刷電路板的資料組計算出一或多個鑽孔值。X射線檢驗系統可提供指令給鑽孔機以基於為印刷電路板計算的鑽孔值進行數個電鍍通孔的鑽孔。

Description

基於X射線檢驗之印刷電路板製造系統及方法、電腦可讀取非暫存性儲存媒體及印刷電路板
本申請案主張申請日為2019年7月12日、專利申請號為62/873752的美國臨時申請案優先權，此申請案整體內容可合併於此供參考。
本發明係關於基於X射線檢驗製造印刷電路板之技術。
印刷電路板使用導電走線(track)、墊片及其他的特徵來電性連接並機械地支撐多個電性元件或電子元件。印刷電路板可包含一或多個非導體基板的片層(sheet layer)，其中導體材料層疊於這些基板上。元件可被焊接至印刷電路板上以電性連接並機械地緊固至印刷電路板。由於使用光子或電子來檢驗矽晶片之檢驗技術無法穿過非導體基板而提供印刷電路板的內部視圖(view)，因此這種檢驗技術不能被用來檢驗印刷電路板。因為X射線能穿過許多層的印刷電路板，所以X射線檢驗可提供經組裝的裝置之內部視圖。印刷電路板可具有數個電鍍通孔(plated-through via，PTV)，電鍍通孔可由鑽孔機鑽孔而成。鑽孔製程會被可能負面地影響印刷電路板之品質的各種因素影響。
於此描述的特定實施例相關於基於X射線檢驗製造印刷電路板的系統及方法。印刷電路板可包含數個電鍍通孔，這些電鍍通孔將由鑽孔機進行背鑽孔以移除不需要的部分。X射線檢驗系統可非破壞性地檢驗印刷電路板以於印刷電路板的數個預設位置量測印刷電路板的一或多個尺寸。X射線檢驗系統可基於量測到的印刷電路板尺寸為印刷電路板產生資料組或模型且可基於印刷電路板模型計算出客製化的鑽孔值(如分別對印刷電路板的多個鑽孔位置客製化的多個鑽孔深度)。X射線檢驗系統可基於計算出的鑽孔值提供指令給鑽孔機，以使鑽孔機使用客製化的鑽孔值進行印刷電路板的電鍍通孔的鑽孔。在印刷電路板已經被鑽孔後，X射線檢驗系統可再次檢驗印刷電路板以確保經背鑽孔的電鍍通孔的柱體(Stub)長度位於預設範圍內並辨認由背鑽孔製程造成的有缺陷的電鍍通孔(例如鑽孔不足柱體長度、過度鑽孔柱體長度、錯位鑽孔位置、錯誤鑽孔角度、損毀的鑽頭、錯誤的鑽頭尺寸等等)。為了檢驗經背鑽孔的印刷電路板，系統可於第一方向產生印刷電路板的第一X射線影像。接著，系統可從第一X射線影像辨識出印刷電路板的數個電鍍通孔(例如使用電腦視覺演算法或機器學習模型)。系統可基於第一X射線影像量測相關於各個被辨認出的電鍍通孔之一或多個尺寸。系統可基於根據第一X射線影像量測到的電鍍通孔尺寸辨認出有缺陷的電鍍通孔。系統可更於第二方向產生印刷電路板的第二X射線影像，並基於比較從第一角度捕捉的第一X射線影像以及從第二角度捕捉的第二X射線影像辨認出有缺陷的電鍍通孔。
系統可量測相關於一或多個有缺陷的電鍍通孔的一或多個尺寸，並基於所決定的電鍍通孔尺寸為有缺陷的電鍍通孔計算出新的鑽孔值(如新的鑽孔深度、新的鑽孔角度、新的鑽孔位置、新的鑽頭尺寸等等)。系統可基於新的鑽孔值提供新的指令給鑽孔機，以重新對有缺陷的電鍍通孔進行鑽孔。基於X射線檢驗製造的印刷電路板可包含數個層體，其中一或多個層體具有沿印刷電路板的一或多個尺寸改變的層體厚度。印刷電路板可包含數個導體線路，各個導體線路相關於一個印刷電路板層體。印刷電路板可包含至少100個經背鑽孔的電鍍通孔。各個經背鑽孔的電鍍通孔可包含導體中心部，且導體中心部連接兩個不同層體中的至少二導體線路。經背鑽孔的電鍍通孔可包含第一柱體部。第一柱體部具有第一相關導體線路並連接於導體中心部的第一端。第一柱體部可具有小於或等於6密耳(mil)的最大柱體長度，並從第一相關導體線路朝印刷電路板的第一外表面延伸。
關於本揭露內容公開的實施態樣只是示例，本發明的範圍並不限於它們。特定的實施態樣可以包括上面公開的實施態樣的全部、部分或不包括任何元件、物件、特徵、功能、操作或步驟。針對方法、儲存媒介、系統和電腦程式產品的請求項中，根據本發明的實施例特別公開，其中在任一組請求項(如方法請求項)中提到的任何功能也可以在另一組請求項(如系統請求項)中提出。申請專利範圍中的附屬項或引用記載僅出於形式原因而選擇。然而，任何因刻意引用之前的請求項(特別是多重附屬關係)而產生的標的也可以請求保護，以便本揭露內容公開的請求項及其特徵的任何組合都可以主張，而不需考慮所附屬請求項中選擇的依賴關係。可以主張的標的不僅包含請求項中規定的特徵組合，而且還包括申請專利範圍中任何其他特徵的組合，其中申請專利範圍提到的每個特徵都可以與任一請求項中任何其他特徵組合。此外，揭露內容描述或描繪的任何實施例和特徵可以在單獨的請求項中主張，和/或與揭露內容描述或描繪的任何其他實施例或特徵做任何組合。
自動化高速X射線檢驗系統
X射線系統架構
本發明所揭露的系統和方法是關於系統以及此系統的使用，涉及以X射線照射目標物來進行檢查或檢驗、將X射線轉換成可見光(或波長接近可見光波長)的光子、形成可見光(或波長接近可見光波長)的光子之影像並接著將影像轉換成電子形式。首先，將介紹X射線成像系統的各種實施例，然後介紹利用X射線成像系統的方法和系統之各種實施例。
雖然使用本發明的設備可以對多種物體進行檢測，但特別適用於積體電路晶片和封裝元件的檢測，其中一個例子是有多個矽穿孔(TSV)的矽中介層電路板，但本發明也可以用來檢查積體電路(IC)本身、矽中介層電路板、二氧化矽中介層電路板、具有或不具有已安裝IC的印刷電路板、3D(三維)IC封裝結構或組件、2.5D IC封裝結構或組件、多晶片模組(MCM)、系統封裝(System-in-package，SIP)和其他包含微結構的微電子元件或其部分。基於計量、程序控制、檢驗或良率管理的目的，上述物品可作為進料、成品或在其製造的任何階段作為半完成品被檢查。
具有微米級或奈米級結構的電子元件例如是磁性記錄介質、光子結構和光子晶體、超材料等，這類的電子元件也可以使用本發明的設備進行檢查和檢驗。電容式感測器，如指紋感測器，也可以被檢驗。這種設備特別吸引的特點是，其可以像傳統的計量和檢驗工具那樣對物體內部的特徵進行無破壞性、高解析度的觀察和測量，而這些特徵在其他情況下是無法用電子或光子觀察到的。
一般而言，適於與本發明一起使用的物體包括至少一平坦側，其例子包括：半導體晶片上的電子電路、晶片的部分或晶片上的選定區域；積體電路晶片、晶粒、組裝物、封裝或其部分；微流體裝置；微機電系統，包括加速度計、陀螺儀、磁性感測器及電容感測器等；光子裝置，特別是用平面波導製作的光子裝置；生物組織，包括染色樣本；用於印刷或製造任何上述裝置的模板或光罩；以及太陽能電池、其部件或與太陽能電池有關的部件。其他沒有平坦側的物體也可以使用本發明來觀察和檢驗，但是不規則尺寸的物體的成像品質可能不一致。
在特定實施例中，本發明揭露的X射線檢驗系統可以是高速X射線檢驗系統。於特定實施例中，高速X射線檢驗系統可以具有比傳統X射線系統更高的測量/檢驗速度(例如，比傳統X射線系統快100倍)。高速x射線檢驗系統在檢驗電子元件或裝置時所需要的圖像採集時間例如但不限於是約33毫秒。在特定實施例中，本發明中所描述的X射線檢驗系統可以是自動化X射線檢驗系統。在特定實施例中，自動化X射線檢驗系統可以包括一個或多個電腦或控制器，另外還包含儲存在一個或多個電腦媒介中的一個或多個指令。X射線自動檢驗系統的自動測量過程可以由電腦或控制器執行相應的指令來控制。自動化X射線檢驗系統的自動測量過程可不需要操作員的干預，並且可以按照特定的程式自動執行。
在特定實施例中，本發明所揭露的X射線檢驗系統可多使用一個人工智慧(AI)模組和/或機器學習(ML)模型。在特定實施例中，AI模組可以本身是或是包括由一個或多個計算系統執行的任何合適的方法、過程和/或演算法。在特定實施例中，機器學習模型可以本身是或是包括基於規則庫(Rule-based)之演算法、隨機森林模型、類神經網路或任何合適的機器學習模型，但本發明並不以此為限。在特定實施例中，本發明所揭露的X射線檢驗系統可以對由另一個系統(例如，鑽床、接合工具、組裝工具或任何合適工具)執行的一個或多個製程進行即時測量。在特定實施例中，術語「即時測量」可指由X射線檢驗系統在不降低相關製程進行的速度之情況下，與相關製程(例如鑽孔製程、組裝製程、接合製程或任何合適製程)並行進行的測量。X射線檢驗系統可以執行測量並以相較相關製程還要快或相當的速度向執行此相關製程的系統提供回饋。
在特定實施例中，本發明所揭露的X射線檢驗系統對一個或多個其他系統或工具(例如：鑽孔機、接合工具、組裝工具或任何合適的其他工具)進行現場測量和/或產線上測量。在具體實施例中，術語「現場量測」可指由與其他系統整合的X射線檢驗系統進行的測量。例如，X射線檢驗系統可以整合到鑽孔機上進行現場測量，以監測鑽孔機的鑽孔製程。現場測量可由一個或多個計算系統自動控制，且計算系統與X射線檢驗系統和鑽孔機相協調。在特定實施例中，術語「產線上測量」可指X射線檢驗系統在同一製程(例如鑽孔製程、組裝製程、接合製程或任何合適製程)中由另一個系統(例如鑽孔機、組裝工具、接合工具或任何合適工具)進行的測量。一個示例是由組裝工具執行的組裝製程中，X射線系統可以在組裝製程的一個或多個步驟期間檢查組裝部件或裝置。部件或裝置可以從組裝工具自動地傳送(例如，透過機械手臂)到X射線檢驗系統，或者可以從組裝工具手動地傳送(例如，透過操作人員)到X射線檢驗系統。X射線檢驗系統可以自動向組裝工具或操作人員提供回饋資訊。
X射線成像系統
圖1A繪示根據示例性的自動化高速X射線檢驗系統1000A。X射線發射器101發出X射線111。然後，在某些實施例中，利用X射線發射器101與平板140之間的距離以及平板140的孔徑142，將這些X射線調變(shaped)成準直X射線光束211。準直X射線光束211接著照射一個待檢查的物件200。X射線通過物件200而照射包含閃爍器310的閃爍器組件300，以及在某些實施例中還照射用於支撐閃爍器的載台350。閃爍器310吸收一部分的X射線並伴隨著射出可見光子411而釋放一些所吸收的能量。
藉由光學系統400在感光元件500上形成閃爍器射出的可見光光子的放大影像511。感光元件500將放大影像511的強度轉換成電訊號。感光元件500可包含電子感光元件，例如電荷耦合器件(CCD)或其他本技術領域已知的感光元件。電訊號傳遞到電子裝置600的系統，其在某些實施例中可顯示影像結果，且在某些實施例中可儲存影像結果及/或結合電腦系統700對影像結果進行影像處理演算法。
對於任何發射電離輻射(如X射線)的來源，通常較佳地做法是在X射線源100周圍提供遮罩998，並且在某些情況下進行合乎法規的操作。這樣的遮罩998可以是一個簡單外殼形狀的鉛金屬片，或是以任意數量的X射線吸收材料製作出之更複雜的設計，其中X射線吸收材料例如是本技術領域熟知的含鉛玻璃或塑膠。遮罩是為了避免隨機X射線(直接來自發射器101或從其他表面反射)引起不必要的影響，特別是各種電子元件中用來控制系統的寄生(spurious)訊號。
同樣地，對於某些實施例，也可以在光束路徑周圍增加遮罩999，並且在某些情況下進行合乎法規的操作。額外的遮罩999可以是一個簡單外殼形狀的鉛金屬片，或是以任意數量的X射線吸收材料製作出之更複雜的設計，其中X射線吸收材料例如是本技術領域熟知的含鉛玻璃或塑膠。額外的遮罩999是為了避免隨機X射線(直接來自X射線發射器101或從其他表面反射)引起不必要的影響，特別是各種電子元件中用來控制系統的寄生訊號。
由於某些感光元件500(例如包括CCD感測器的感光元件500)對X射線曝光特別敏感，因此在一些實施例中，閃爍器組件300的一部分可以全部或部分地使用諸如含鉛玻璃的材料製造，該材料在傳遞閃爍器所發出之可見光子411的同時吸收X射線。
圖1B繪示示例性的具有可移動X射線源的X射線檢驗系統1000B，其中X射線源可相對檢驗樣本移動以在不同方向生成X射線影像。作為示例而非限制，X射線系統可包括安裝件106，其可相對於物件200移動X射線源100的位置，從而改變X射線光束相對於物件的入射角。安裝件106可被設計成允許X射線源100在x-z平面、y-z平面或任何其它軸的組合中擺動。X射線源100也可以沿著z軸移動，使X射線源100更靠近物件200，這可能會使光束更亮而增加訊號強度，換來的不良效應是X射線光束的准直度和解析度降低。透過縮減X射線源的光斑尺寸(spot size)，可以減少或消除前述的不良效應。
透過安裝件106移動X射線源100的行為可由電腦系統700以多種方式控制。在某些實施例中，安裝件106可以將X射線源100移動到固定位置以允許捕捉影像。在某些實施例中，當影像被收集時，安裝件106可連續移動X射線源100，以允許通過物件200的X射線強度的動態變化作為光照角度的函數記錄下來。在一些實施例中，X射線發射器101可以移動到偏離法線入射角至少10度的位置。在一些實施例中，可以透過協調X射線源100使用安裝件106的運動與物件200使用安裝件106的運動來進一步調整準直X射線光束211相對於物件200的入射角。這種協調可以手動完成，也可以使用電腦系統700完成。在某些實施例中，遮罩998被設計成包圍X射線源100和安裝件106。在其它實施例中，遮罩998可設計成僅包圍X射線源，且安裝件106設計成在移動X射線源100時一併移動遮罩998。在本發明的一些實施例中，可以使用多個X射線源來產生以不同入射角產生影像。X射線源可以位於空間中的固定位置，也可以是可移動的，並且可以按順序操作或同時操作。X射線源可以手動操作，或使用一個或多個電腦系統700控制這些X射線源。
在特定實施例中，本發明所描述的X射線成像系統可以是用於生成電子裝置的X射線影像的自動化高速高解析度X射線成像系統。在具體實施例中，自動化高速X射線檢驗系統可以包括X射線探測器，其中X射線探測器對X射線輻射具有高靈敏度、具有大動態範圍的大量灰階值(如10,000以上之灰階值)和用於生成高解析度影像的大量像素(如大於2900萬像素)。在特定實施例中，該系統可以具有低於2微米(µm)的空間解析度、12公釐(mm)×12公釐的視野以及每分鐘大於3000平方公釐(mm2 )的流通量(Throughput)。關於X射線系統的更多細節可以參閱2017年3月27日提交的第15/470726號美國專利申請案，其內容合併在此作為參考。
總覽
柱體長度及位元速率
於特定的實施例中，印刷電路板可具有數個層體、數個導體線路及數個電鍍通孔。印刷電路板的各個層體可具有由介電材料所製成的基板層。可將印刷電路板中不同的層體層疊在一起。各個導體線路可相關於印刷電路板的一層體。各個電鍍通孔可連接不同的層體之至少二導體線路。電鍍通孔亦可稱為電鍍穿孔(plated-through hole，PTH)。各個電鍍通孔可具有一或多個柱體部，此一或多個柱體部從相關的導體線路延伸至引刷電路板的外表面。柱體部可以是開放端部，並且除了與相關導體線路連接之外開放端部沒有連接於其他導體線路，其中所述相關導體線路透過中心部連接於柱體部。柱體部可對所發射的訊號造成***損失(insertion loss)且可能會無意間將訊號放散(radiate)至周圍的空間中。柱體部可造成共振(resonance)或難以接受的雜訊，進而限制沿導體線路傳送之訊號的最高頻率或資料速率，其中共振例如為震盪(ringing)。最大柱體長度可決定印刷電路板的效能特性，如頻寬、訊號速度或資料速率。一般來說，較短的最大柱體長度可藉由避免或克服訊號***損失或其他如無意間訊號放射(Radiation)的技術問題，而使印刷電路板能具有較大的頻寬或較高的資料速率。印刷電路板可具有由數個導體電路、柱體及通孔組成的匯流排。印刷電路板中經背鑽孔的電鍍通孔之最大柱體長度可以下列的方式相關於印刷電路板的資料速率(如位元速率)：
位元速率(Gbit/S) 最大柱體長度(密耳)
8 62
16 31
32 16
64 8
128 4
256 2
8密耳(即0.008英吋)的最大柱體長度例如但不以此為限地可對應於64 Gbit/s的資料速率；4密耳(即0.004英吋)的最大柱體長度例如但不以此為限地可對應於128 Gbit/s的資料速率；2密耳(即0.002英吋)的最大柱體長度例如但不以此為限地可對應於256 Gbit/s的資料速率。於特定的實施例中，印刷電路板的電鍍通孔可用背鑽孔製成以降低柱體的長度，進而增加印刷電路板的頻寬、訊號速度或資料速率。
待解決之問題
印刷電路板可包含數個電鍍通孔，這些電鍍通孔需要使用鑽孔機進行背鑽孔。然而，現有的背鑽孔技術具有數個缺點，這些缺點會負面地影響使用這些背鑽孔技術製造的印刷電路板之品質。舉例來說，現有的背鑽孔技術可使用試料(coupon)來測試及實施鑽孔，其中試料係從印刷電路板的角落或是其他不會為其他目的使用的部分所裁切出。在鑽孔後，試料可為了進行剖面量測而被送到實驗室。接著，可根據試料的剖面資料來計算鑽孔深度，並可用於在整個印刷電路板進行鑽孔。為了避免過度鑽孔(over-drilling)，可將目標鑽孔深度減去安全閾值來計算出鑽孔深度值。因此，鑽孔深度係根據試料的層體厚度資訊所計算，而不是根據印刷電路板中將進行鑽孔以製成電路通孔的部分。然而，印刷電路板可具有多個層體，這些層體具有不同的層體厚度且各個層體的層體厚度可沿印刷電路板的一或多個維度變化。因此，印刷電路板中的不同部分可具有不同的板厚及各個層體之層體厚度。將根據試料剖面資料計算出的鑽孔深度值應用到整個印刷電路板將導致最終產生的鑽孔深度有很大的變化。為了避免過度鑽孔而從目標鑽孔值減去的安全閾值將導致較失真的鑽孔深度及較長的背鑽孔柱體，進而負面地影響使用這些技術製造的印刷電路板產品。此外，試料的剖面測量通常會花上1小時至12小時。供印刷電路板安裝的鑽孔機在等待剖面資料時係處於閒置狀態。鑽孔設備的利用率非常低(例如約50%)，有一半的時間花在等待剖面結果上。這對製造資源係巨大的浪費並使印刷電路板的製程之速度顯著降低。此外，由於試料係從印刷電路板所裁切出的，因此試料剖面量測對印刷電路板來說是破壞性量測。因為印刷電路板中僅有有限的地方能作為試料使用，因此試料剖面量測方法的效能(capability)十分有限。
某些其他現有的背鑽孔技術可使用蜂鳴測試(beep-test)方法來於鑽孔過程中量測鑽孔深度。在鑽孔過程中，為了切穿導體線路，鑽頭可一層一層地切過導體線路並產生開放電路。蜂鳴測試方法可於不同的層體中量測從鑽頭到導體線路的傳導性以指出當下的鑽孔深度。蜂鳴測試方法無法可靠地偵測鑽頭的鑽孔深度且不能於鑽頭位在導體線路的兩個層體之間時偵測鑽孔深度。某些其他現有的背鑽孔技術可從印刷電路板裁切出圓錐部，且可使用光學顯微鏡檢驗銅環(copper ring)以從斜率幾何關係量測層體高度。這種破壞性方法僅能用於印刷電路板中非常有限的非使用區域，且可能會損壞電鍍通孔的電鍍及印刷電路板的導體線路。這種方法不能用於量測整個印刷電路板的層體厚度。某些其他現有的背鑽孔技術可使用時域反射計(time-domain reflectometer)方法，以藉由透過導體線路傳送電訊號並量測所反射的訊號來量測柱體長度。然而，這種方法不能精準地量測柱體長度，因而無法使製造出來的印刷電路板之品質穩定。
解決手段總結
於特定的實施例中，在對印刷電路板進行鑽孔之前， X射線檢驗系統可以非破壞性的方式在印刷電路板上數個預設的位置檢驗印刷電路板的一或多個維度。X射線檢驗系統可根據所量測到的印刷電路板維度為印刷電路板產生一模型，且可根據印刷電路板模型計算客製化的鑽孔值(例如分別對位在多個鑽孔位置之印刷電路板厚度客製化之多個鑽孔深度)。X射線檢驗系統可根據所計算出的鑽孔值提供指令給鑽孔機。鑽孔機可使用客製化的鑽孔值鑽出印刷電路板的電鍍通孔。在已經對印刷電路板進行鑽孔之後，X射線檢驗系統可再次檢驗印刷電路板以確保經背鑽孔的電鍍通孔之柱體長度位於預設的範圍內，並確認是否有因背鑽孔製程導致的電鍍穿孔缺陷(如柱體長度鑽孔不足、柱體長度過度鑽孔、鑽孔位置錯位、鑽孔角度誤差、鑽頭故障、鑽頭尺寸誤差等等)。為了檢驗經背鑽孔的印刷電路板，系統可於第一方向產生印刷電路板的第一X射線影像。接著，系統可從第一X射線影像中辨認印刷電路板的數個電鍍通孔(例如使用電腦視覺演算法或機器學習模型)。系統可根據第一X射線影像量測與各個辨認到的與電鍍通孔相關之一或多個尺寸。系統可根據基於第一X射線影像量測到的電鍍通孔尺寸辨認有缺陷的電鍍通孔。系統可更進一步於第二方向產生印刷電路板的第二X射線影像，並基於比較從第一角度捕捉的第一X射線影像及從第二角度捕捉的第二X射線影像來辨認有缺陷的電鍍通孔。系統可量測相關於有缺陷的電鍍通孔之一或多個尺寸，並根據量測到的電鍍通孔尺寸為有缺陷的電鍍通孔計算出新的鑽孔值(例如新的鑽孔深度、新的鑽孔角度、新的鑽孔位置、新的鑽頭類型或尺寸等等)。為了根據新的鑽孔值對有缺陷的電鍍通孔進行重新鑽孔，系統可將新的指令提供至鑽孔機。根據X射線檢驗製造的印刷電路板可包含數個層體，這些層體的層體厚度沿印刷電路板的一或多個尺寸變化。印刷電路板可包含數個導體線路，這些導體線路各自相關於其中一個印刷電路板層體。印刷電路板可包含至少100個經背鑽孔的電鍍通孔。各個經背鑽孔的電鍍通孔可包含導體中心部，導體中心部連接兩個不同層體的至少二導體線路。經背鑽孔的電鍍通孔可包含第一柱體部，第一柱體部具有第一相關導體線路並連接於導體中心部的第一端。第一柱體部可從第一相關導體線路朝印刷電路板的第一外表面延伸而具有小於或等於6密耳的最大柱體長度。
效益及優點
於特定的實施例中，相較於由先前現有的背鑽孔技術處理的印刷電路板，使用如本發明所述之背鑽孔技術製造的印刷電路板藉由具有較短的柱體長度而可具有較高的訊號速度極限值(limit)或資料速率。於特定的實施例中，使用如本發明所述之背鑽孔技術製造的印刷電路板藉由具有較小的柱體長度變化而可於電路板上具有較小的阻抗變化。於特定的實施例中，對於遍布於電路板的電鍍通孔來說，使用如本發明所述之背鑽孔技術製造的印刷電路板藉由具有較短的柱體長度及較短的柱體長度變化，而可具有較低的***損失及較低的***損失變化。於特定的實施例中，使用如本發明所述之背鑽孔技術製造之印刷電路板可具有較低的缺陷率(defect rate)(例如在柱體長度變化造成缺陷前進行調整及監控變化來降低缺陷率)。於特定的實施例中，相較於現有的技術來說，藉由使用產線上檢驗而不是使用破壞性試料剖面測試，使用如本發明所述之背鑽孔技術製造之印刷電路板可用較快的速度被製造。於特定的實施例中，藉由消除先前技術中耗時的「試誤法(trial-and-error)」及消除用於等待剖面結果的機器閒置時間，使用如本發明所述之背鑽孔技術製造之印刷電路板可用較快的速度被製造。
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可在沒有對製程造成實質改變的情況下將檢驗資料饋送給處於當前配置狀態中的當前製造設備。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可被整合於當前製造設備且可與當前流線化(streamline)製程及當前設備一起使用，藉以增加流線化製造工具的利用率。於特定的實施例中，X射線檢驗系統無須新的硬體便能提升現有鑽孔工具的鑽孔精準度。於特定的實施例中，相關於X射線檢驗的成本可低於印刷電路板的成本之5%。於特定的實施例中，為了控制品質，同一個X射線檢驗系統可一併被用來客製化背鑽孔製程及檢驗印刷電路板，進而提供製造印刷電路板的低成本方案。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可具有較低程度的失真、較少的雜訊及較佳的訊噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。於特定的實施例中，具有高精準度柱體長度的印刷電路板可使伺服器卡無須取代整個背板(backplane)而能以低成本的方式一次性地進行更新。上述優點僅為示例性而非限制性的。這些優點可包含其他的優點。各個優點可針對特定的實施例且非為所有實施例所需。特定的實施例可包含任何優點或不包含任何優點。
電鍍通孔及背鑽孔製程
電鍍通孔柱體部之影響
印刷電路板及電鍍通孔結構
圖2A繪示印刷電路板4100A的電鍍通孔4110A之一示例。印刷電路板4100A可具有數個層體(如層體4120A、4120B)及數個導體線路(如導體線路4102A、4102B)。各個導體線路可相關於印刷電路板4100A的一層體。印刷電路板4100A的各個層體可包含一介電基板。於特定的實施例中，導體線路可層疊於相關的層體，且印刷電路板中不同的層體可被層疊在一起。印刷電路板4100A可具有數個電鍍通孔。於此特定的示例中，電鍍通孔4110A可具有一導體中心部4122A及一柱體部4114。導體中心部4122A也可稱為套筒(barrel)或導體管狀部。導體中心部4122A可連接不同層體的至少二導體線路。導體中心部4122A可具有數個導體墊部。導體中心部4122A可具有一第一導體墊部4112A及一第二導體墊部4112B，其中第一導體墊部4112A位於導體中心部4122A的第一端且第二導體墊部4112B位於導體中心部4122A的第二端。導體中心部4122A可透過第一導體墊部4112A連接於一第一導體線路4102A並透過第二導體墊部4112B連接於一第二導體線路4102B。電鍍通孔4110A的導體中心部4122A及柱體部4114可由導體材料製成，導體材料例如但不限於為銅、銀或任何其他合適的導體材料。於某些實施例中，電鍍通孔4110A可具有用於印刷電路板的各個層體之導體墊部。導體中心部4122A及柱體部4114可具有中空心部(hollow core)(未繪示)，且中空心部由導體中心部4122A及柱體部4114的導體電鍍所形成。中空心部(未繪示)可具有圓柱外型且其軸線對齊於電鍍通孔4110A的軸線。於特定的實施例中，中空心部可為空氣心部(air core)。於特定的實施例中，中空心部可填充有介電材料。圖2A中繪示的電鍍通孔僅為示例性的且印刷電路板並不以此為限。
耦接於其他部份的柱體
於圖2A中，電鍍通孔4110A的導體中心部4122A可將第一層體的第一導體線路4102A連接至印刷電路板4100A的第三層體的第二導體線路4102B。其他層體的所有其他導體線路可無須連接於電鍍通孔4110A的導體中心部4122A或柱體部4114。雖然電鍍通孔4110A的導體中心部4122A及柱體部4114沒有連接於其他層體的導體線路，但電鍍通孔4110A的柱體部4114可從相關的導體線路4102B延伸到其他層體的空間中，其中其他層體包含其他的導體線路(如導體線路4102C-G)。柱體部4114及其他的導體線路(如導體線路4102C-G)可透過電容器、電感器、或電容器及電感器耦接。透過電容器或電感器進行的耦合可能會無意間在柱體部4114及不同層體的導體線路之間產生橫跨影響(cross-influence)，且可能會限制印刷電路板4100A的效能。這些導體線路本身可透過電容器、電感器或是電容器及電感器彼此耦接。不同層體的導體線路彼此之間可能會具有串擾(cross-talk)。對印刷電路板的效能產生的限制例如可為頻寬降低、資料速率降低或訊號速度極限值降低。
訊號***損失
於特定的實施例中，***損失可定義為發送線路中裝置或元件的***所導致的訊號能量損失。***損失可以分貝(decibels，dB)表示。若在***之前發送到負載的能量為PT 且***之後由負載所接收的能量為PR ，則以分貝為單位之***損失(IL)可由以下等式計算：
Figure 02_image001
。於特定的實施例中，柱體部4114可包含位在柱體部一端的一導體墊部4112C。於特定的實施例中，在柱體部4114一端沒有導體墊部的情況下，柱體部4114可包含具有一定長度的管狀部。於特定的實施例中，柱體部4114可包含位在印刷電路板4100A的不同層體之多個導體墊部。電鍍通孔4110A的柱體部4114可為傳送於第一層的導體線路4102A及第三層的導體線路4102B之間的訊號提供額外的訊號路徑。這些額外的訊號路徑可能會於兩個相連的導體線路4102A、4102B之間產生***損失。以不限制本發明的一個例子來說，從導體線路4102A發送的訊號可透過導體中心部4122A發送而到達柱體部4114中位於印刷電路板4100A的底面之一端。接著，訊號可被反射回並發送到印刷電路板4100A的第三基板層(層體4120B)之導體線路4102B。額外的訊號路徑可包含多個訊號路徑，這些訊號路徑包含經反射的訊號。於特定的實施例中，***損失可以頻率響應曲線中的缺口為特徵。於特定的實施例中，***損失例如可但不限於位在-80 dB至-90 dB之位準及12千兆赫(GHz)至14 GHz的頻率中。於特定的實施例中，柱體部4114可具有共振頻率且可於共振頻率電性地共振。於此呈現的示例性***損失量值及訊號頻率僅為示例性而非限制性的。
對周圍空間之訊號放射
此外，柱體部4114可視為將訊號放射至包含柱體部4114的空間及材料的非預期天線(unintended antenna)。除了反射的訊號路徑之外，非預期的放射也可能會造成更進一步的***損失。訊號放射可能會無意間影響其他導體線路的效能。反射的訊號路徑及非預期的訊號放射可隨發送訊號之頻率改變，並限制印刷電路板的訊號速度極限值或資料速率。不適當的柱體長度可能會是讓印刷電路板無法在高訊號速率或高資料速率運作的因素。於特定的實施例中，印刷電路板可由背鑽孔製程處理以降低柱體的長度並增加印刷電路板的訊號速度極限值或資料速率。
經背鑽孔的電鍍通孔
背鑽孔製程
圖2B繪示使用由鑽孔機(未繪示)進行的背鑽孔製程處理的示例性電鍍通孔4110B。於特定的實施例中，鑽孔機(未繪示)可於電鍍通孔4110B的位置在印刷電路板4100B上進行鑽孔。電鍍通孔4110B可包含一中心部4122B，中心部4122B透過導體墊部4112A連接於導體線路4102A並透過導體墊部4112B連接於導體線路4102B。於特定的實施例中，鑽孔方向可正交於印刷電路板4100B的外表面4130B並平行於電鍍通孔4110B的軸線。於特定的實施例中，可從電鍍通孔4110B中對應於沒有連接任何導體線路之部分的背側端開始進行鑽孔製程。在進行背鑽孔製程時，鑽孔機可將鑽頭的軸線及電鍍通孔4110B的軸線對齊，而使得鑽頭及電鍍通孔4110B呈同心(co-centered)的關係。鑽孔機可從外表面4130B朝印刷電路板4100B的內層體進行鑽孔。背鑽孔製程可移除所述電鍍物中對應於柱體部的的至少一部分，其中柱體部沒有連接於任何其他的導體線路。於特定的實施例中，背鑽孔製程可產生由層體材料圍繞並形成圓柱外型的背鑽孔部4117。圖2B中繪示的電鍍通孔僅為示例，且印刷電路板並不以此為限。
過度鑽孔及其影響
經背鑽孔所形成的柱體部4115之長度可作為限制印刷電路板4100B的訊號速度極限值及資料速率之因素。一般而言，相較於具有較長的背鑽孔柱體的印刷電路板，具有較短背鑽孔柱體的印刷電路板可具有較高的訊號速度極限值及資料速率。因此，背鑽孔柱體應盡可能地短以使印刷電路板達到高訊號速度及資料速率。然而，當嘗試製造出較短的背鑽孔柱體並避免產生線路上的「開放」電路時，鑽孔機會有過度鑽孔電鍍通孔4110B的風險。許多因素可能會導致過度鑽孔的電鍍通孔。於特定的實施例中，這種因素例如但不限於包含印刷電路板的層體厚度變化、目標鑽孔深度的精準度等等。雖然印刷電路板可具有多個層體，但各個層體可具有不同的層體厚度。各個層體的厚度可沿印刷電路板的一或多個維度變化。一般來說，具有較厚的層體厚度之印刷電路板可能會具有較大的層體厚度變化。過度鑽孔的電鍍通孔(未繪示)可對連接不同層體的導體線路之一或多個導體墊部造成損毀，且可能會使整個印刷電路板失效(non-functional)。先前存在的背鑽孔技術缺乏在電鍍通孔的位置量測或監控印刷電路板的層體厚度之技術。因此，先前存在的背鑽孔技術可能會使用特定鑽孔深度來避免過度鑽孔，此特定鑽孔深度等於理想鑽孔深度減去鑽孔深度閾值。由先前存在的背鑽孔技術處理所產生的電鍍通孔可能會具有長的背鑽孔柱體，這限制了印刷電路板的最高訊號速度或資料速率。
柱體長度變化
此外，由先前存在的背鑽孔技術製造的背鑽孔柱體可具有較大的變化及較低的長度精準度。因為印刷電路板的層體厚度可沿一或多個維度變化，所以鑽孔機所使用的相同鑽孔深度可能會在不同的位置產生不同的背鑽孔柱體長度。背鑽孔柱體的長度變化可對應於層體厚度的變化。因為各個位置或各個層體可具有不同的層體厚度，所以先前存在的鑽孔技術不能精準地控制柱體長度。柱體長度的變化可相對層體厚度的變化處於相同的位準，或是可大於層體厚度的變化，這是因為多層體的累積效果(accumulative effect)之緣故。因此，由先前存在的背鑽孔技術產生的背鑽孔柱體可具有較長的柱體及較大的柱體長度變化，這將導致印刷電路板之中的阻抗變化及***損失變化。印刷電路板上的阻抗變化可為使印刷電路板無法在高訊號速度或資料速率運作的另一個因素。印刷電路板上的阻抗變化可能會導致印刷電路板的不同位置有不同的訊號速度極限值。特定的高頻訊號可於印刷電路板的一個部分作業，但可能於相同的印刷電路板上之其他部分失效(fail)。整個印刷電路板的訊號速度或資料速率之極限值可由印刷電路板中所有位置的速度下限所決定。
鑽孔不足的柱體長度
圖2C繪示經背鑽孔的電鍍通孔4110C之示例，其具有鑽孔不足(under-drilled)缺陷。電鍍通孔4110C可包含一中心部4122C。中心部4122C透過導體墊部4112A連接於導體線路4102A並透過導體墊部4112B連接於導體線路4102B。對於鑽孔不足的電鍍通孔來說，柱體4116的具體長度可能會長於目標柱體長度。背鑽孔部4118的鑽孔深度可能會小於目標鑽孔深度。先前鑽孔的(prior-drilling)柱體部，鑽孔不足的柱體4116可能會造成不同的層體中相連接的導體線路之間的***損失，且可能會無意間對周圍的材料以及含有鑽孔不足的柱體4116之空間產生訊號放射。因此，鑽孔不足的柱體4116可能會限制印刷電路板4100C的最高訊號速度或資料速率。圖2C中的經背鑽孔的電鍍通孔僅為示例，且印刷電路板並不以此為限。
錯位鑽孔位置
圖2D繪示經背鑽孔的電鍍通孔4110D之示例，其具有因背鑽孔製程之錯位所導致的導體套4119。電鍍通孔4110D可包含一中心部4122D，中心部4122D透過導體墊部4112A連接於導體線路4102A並透過導體墊部4112B連接於導體線路4102B。當鑽孔機將鑽頭軸線對齊於電鍍通孔時，鑽頭可能會有錯位的情形。這種錯位的鑽孔製程可能會造成偏心的背鑽孔部4121。錯位的鑽孔製程可能會在電鍍通孔4110D中留下形成導體套4119的導體材料之薄銀層(thin sliver)。相似於先前鑽孔的柱體及鑽孔不足的柱體，導體套4119可能會造成不同的層體之間相連接的導體線路之間的***損失，並可能會無意間對周圍的材料及含有導體套4119的空間產生訊號放射。因此，導體套4119可能會限制印刷電路板4100D的最高訊號速度或資料速率。圖2D中經背鑽孔的電鍍通孔僅為示例且印刷電路板並不以此為限。
具有兩個柱體部的電鍍通孔
圖2E經背鑽孔的電鍍通孔4110E之示例，其具有兩個柱體部(如第一柱體部4124A及第二柱體部4124B)。於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔4110E可具有一第一柱體部4124A以及一第二柱體部4124B。印刷電路板4100E可具有一第一外表面4130A及一第二外表面4130B。於特定的實施例中，印刷電路板的第一外表面4130A及第二外表面4130B可彼此平行。於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔4110E可具有一導體中心部4122E，且導體中心部4122E可具有連接於不同層體的導體線路之一第一導體墊部4112B及一第二導體墊部4122D。導體中心部4122E可透過第一導體墊部4112B連接於導體線路4102B並透過第二導體墊部4122D連接於導體線路4102D。經背鑽孔的電鍍通孔4110E可具有一第一柱體部4124A以及一第二柱體部4124B，其中第一柱體部4124A連接於導體中心部4122E的第一端，而第二柱體部4124B連接於導體中心部4122E的第二端。第一柱體部4124A可相關於導體線路4102B，且第二柱體部4124B可相關於導體線路4102D。第一柱體部4124A可從相關的導體線路4102B延伸到印刷電路板4100E的第一外表面4130A。第二柱體部4124B可從相關的導體線路4102D延伸到印刷電路板4100E的第二外表面4130B。經背鑽孔的電鍍通孔4110E可具有一第一背鑽孔部4126A以及一第二背鑽孔部4126B，其中第一背鑽孔部4126A鄰近於第一柱體部4124A，而第二背鑽孔部4126B鄰近於第二柱體部4124B。圖2E中繪示的經背鑽孔的電鍍通孔及相關的特徵僅為示例，且印刷電路板並不以此為限。圖2A至圖2E僅為示例性的而非用於呈現比例。
電鍍通孔柱體長度及精準度
於特定的實施例中，請參閱圖2B，印刷電路板中根據本揭露中描述的X射線檢驗進行背鑽孔的各個經背鑽孔的電鍍通孔可具有一導體中心部(如中心部4122B)、一柱體部(如柱體部4115)及一背鑽孔部(如背鑽孔部4117)。導體中心部可於導體中心部的各個端具有兩個導體墊部。導體中心部可透過導體墊部將兩個不同層體的至少二導體線路連接起來。於特定的實施例中，柱體部(如圖2B中的柱體部4115)可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度並具有±2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，柱體部(如圖2B中的柱體部4115)可從相關的導體線路朝印刷電路板的第一外表面延伸。於特定的實施例中，背鑽孔部可鄰近於柱體部。於特定的實施例中，背鑽孔部的背鑽孔深度可對應於印刷電路板中含有經背鑽孔的電鍍通孔之部分中的層體厚度變化。
於特定的實施例中，請參閱圖2E，經背鑽孔的電鍍通孔可具有第二柱體部(如第一柱體部4124A)以及第二背鑽孔部(如第一背鑽孔部4126A)。於特定的實施例中，第二柱體部(如第一柱體部4124A)可連接於導體中心部(如導體中心部4122E)的第二端。於特定的實施例中，第二背鑽孔部(如第一背鑽孔部4126A)可鄰近於第二柱體部(如第一柱體部4124A)。於特定的實施例中，第二柱體部(如第一柱體部4124A)可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度並具有±2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，第二柱體部(如第一柱體部4124A)可從相關的導體線路朝印刷電路板的第二外表面延伸。於特定的實施例中，第二背鑽孔部(如第一背鑽孔部4126A)的第二背鑽孔深度可對應於印刷電路板中含有經背鑽孔的電鍍通孔之部分中的層體厚度變化。於特定的實施例中，鑽孔機可從電鍍通孔的第一或第二端沿電鍍通孔的軸線開始進行電鍍通孔的鑽孔。於特定的實施例中，鑽孔機的背鑽孔製程可在從電鍍通孔的第一端朝電鍍通孔的第二端之方向中進行電鍍通孔的鑽孔。於特定的實施例中，鑽孔機的背鑽孔製程可在從電鍍通孔的第二端朝電鍍通孔的第一端之方向中進行電鍍通孔的鑽孔。於特定的實施例中，鑽孔機的背鑽孔製程可一併在第一方向及第二方向中進行電鍍通孔的鑽孔，其中第一方向為從電鍍通孔的第一端朝電鍍通孔的第二端之方向，而第二方向為從電鍍通孔的第二端朝電鍍通孔的第一端之方向。於特定的實施例中，第一及第二柱體部可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度並具有± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，第一及第二柱體部可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度並具有± 1 密耳之內的柱體長度精準度。第一背鑽孔部4126A及第二背鑽孔部4126B的背鑽孔深度對應於印刷電路板4100E中含有經背鑽孔的電鍍通孔4110E之部分的層體厚度變化。
基於X射線檢驗製造印刷電路板
厚度有變化的印刷電路板
於特定的實施例中，印刷電路板可具有一或多個層體、數個導體線路及數個經背鑽孔的電鍍通孔。於特定的實施例中，印刷電路板的這些層體可包含各種介電材料。介電材料例如但不限於可包含環氧樹脂(epoxy)、織狀玻璃(woven glass)、非織狀玻璃、磨砂玻璃(matte glass)、鐵氟龍(Teflon)、酚類棉紙(phenolic cotton paper)、棉紙、磨砂玻璃、聚酯(polyester)、黏膠材料(gluing materials)或任何合適材料的組合。印刷電路板的這些層體可藉由在印刷電路板上施加壓力及熱量一段時間而被層疊在一起。層疊製程可使環氧樹脂材料沿印刷電路板的一或多個尺寸(dimension)具有不同的厚度。於特定的實施例中，一或多個層體可具有通常由環氧樹脂材料的間隙厚度(interstitial thickness)而造成且沿印刷電路板的一或多個尺寸變化的層體厚度。於特定的實施例中，層體厚度變化可能是由於黏膠材料的厚度變化所造成。於特定的實施例中，印刷電路板的片層厚度可相對層體厚度具有高達± 10%的變化率。舉例來說但並不以此為限地，具有100密耳的層體厚度之印刷電路板層體可具有高達± 10密耳的層體厚度變化。再舉例來說但不以此為限地，具有50密耳的層體厚度之印刷電路板層體可具有高達± 5密耳的層體厚度變化。
柱體長度有變化的電鍍通孔
圖3A繪示由先前的背鑽孔技術加工的印刷電路板4200A之示例。於此示例中，印刷電路板4200A可具有六個層體。各個層體可具有不同的層體厚度且各個層體的厚度可沿印刷電路板的一或多個尺寸改變。舉例來說，層體4220A、4220B具有不同的層體厚度且層體4220A、4220B各自的厚度至少沿側向方向變化。不同層體的導體線路之距離也可沿印刷電路板的一或多個尺寸變化。舉例來說，導體線路4230A及導體線路4230B可具有至少沿印刷電路板的側向方向變化的距離。印刷電路板4200A可包含數個電鍍通孔(如電鍍通孔4204A、4204B、4204C、4204D)，並且這些電鍍通孔是透過以相同鑽孔深度進行背鑽孔所形成。背鑽孔部4202A、4202B、4202C、4202D可具有對應於鑽孔深度的相同深度。電鍍通孔4204C可具有長柱體4240，且電鍍通孔4204D可具有長柱體4250。長柱體4240、4250可藉由在電鍍通孔4204C、4204D中層體厚度及板厚度相異的不同位置使用相同的鑽孔深度所產生。長柱體4240、4250可能會限制印刷電路板的訊號速度的極限值或是資料速率。圖3A中繪示的印刷電路板僅為示例性的，且印刷電路板並不以此為限。圖3A僅為示例性的且這些尺寸(如層體厚度、層體厚度的變化)皆非用於呈現比例。
在預設位置預先測繪(Pre-mapping)印刷電路板
於特定的實施例中，在由鑽孔機鑽孔之前，X射線檢驗系統可檢驗印刷電路板，以在印刷電路板上的數個預設位置量測印刷電路板的數個尺寸(如厚度)。於特定的實施例中，可根據印刷電路板的設計來決定用於量測的預設位置，藉以使量測準確度最佳化並減少量測過程所花的時間。X射線檢驗系統可獲得印刷電路板的設計檔案以決定需要進行量測的位置。舉例來說但不以此為限地，印刷電路板可包含數個區域，這些區域各自對應於待安裝至印刷電路板的晶片。系統可檢驗對應於這些區域的位置，其中這些區域各自對應於待安裝的晶片。再舉例來說但不以此為限地，印刷電路板可包含各自包含數個電鍍通孔的數個區域。系統可在各自包含數個電鍍通孔的這些區域檢驗印刷電路板。再舉例來說但不以此為限地，X射線檢驗系統可用較高的位置密度(location density)檢驗印刷電路板的第一部分並可用較低的位置密度檢驗印刷電路板的第二部分，這是因為第一部分具有較大的厚度變化且第二部分具有較小的厚度變化(例如在相同的距離下具有較小的厚度變化)。再舉例來說但不以此為限地，X射線檢驗系統可檢驗對應於各個電鍍通孔的各個位置。再舉例來說但不以此為限地，系統可根據印刷電路板設計選擇數個代表位置，並在這些代表位置量測印刷電路板尺寸。於特定的實施例中，用於量測尺寸的預設位置可包含不同於電鍍通孔的位置之位置。於特定的實施例中，預設位置可包含在印刷電路板上具有均勻或非均勻的間隔之陣列形式的位置(例如每6英寸 × 3英寸之區域一個量測位置)。
基於X射線檢驗量測的印刷電路板尺寸參數
於特定的實施例中，藉由X射線檢驗量測的印刷電路板尺寸例如但不限於包含印刷電路板的各個層體之層體厚度、任兩個印刷電路板層體之間的距離、各個導體線路的線路厚度及線路寬度、任兩個導體線路之間的距離、鑽孔位置、鑽孔深度、鑽孔角度、背鑽孔柱體長度、基板的厚度、印刷電路板的數個特徵其中任兩者之間的距離等等。於特定的實施例中，這些特徵可包含下列一者或多者：印刷電路板的層體、導體線路、電鍍通孔、背鑽孔柱體、晶粒(die)、元件、互連器(interconnect)等等。於特定的實施例中，基於X射線檢驗量測的距離參數可為垂直距離、側向距離或三維空間中的距離。
印刷電路板模型及虛擬剖面
於特定的實施例中，X射線檢驗工具可根據透過X射線檢驗量測到的尺寸來產生印刷電路板的三維模型。於特定的實施例中，三維模型可包含印刷電路板中量測尺寸參數的預設位置之尺寸資料。於特定的實施例中，三維模型可包含印刷電路板的預設位置以外的位置之尺寸資料。可根據量測到的尺寸及一組用來將印刷電路板建模的規則(如內插法)計算出預設位置以外的位置之尺寸資料。於特定的實施例中，用來將印刷電路板建模的這組規則可由使用者輸入並儲存在建模規則資料庫中。於特定的實施例中，用來將印刷電路板建模的這組規則可基於相關領域中的實驗知識及建模理論。於特定的實施例中，三維模型可用來產生印刷電路板的虛擬剖面。虛擬剖面可對應於印刷電路板的任何剖面。虛擬剖面可對應於鑽孔位置，其中鑽孔位置對應於印刷電路板的電鍍通孔位置。印刷電路板的虛擬剖面可對應於印刷電路板的X及Y維度中的任何位置。印刷電路板的虛擬剖面可對應於印刷電路板的X、Y及Z維度中的任何視角。於特定的實施例中，三維模型及虛擬剖面可覆蓋100%的印刷電路板。
計算客製化鑽孔數值
於特定的實施例中，X射線檢驗工具可根據印刷電路板的三維模型計算出一或多個鑽孔值。於特定的實施例中，X射線檢驗工具可根據三維模型產生對應於印刷電路板上的鑽孔位置之一或多個虛擬剖面。X射線檢驗工具可根據對應於特定鑽孔位置的虛擬剖面資料計算出客製化的鑽孔值。於特定的實施例中，鑽孔值例如但不限於可包含下列數值：鑽孔深度量值、鑽孔位置座標、鑽孔角度、鑽頭長度、鑽頭直徑、鑽頭類型等等。以一個不限制本發明的例子來說，X射線檢驗系統可根據印刷電路板在此特定位置的層體厚度資訊為各個電鍍通孔計算客製化的鑽孔深度。對於相同的目標柱體長度來說，相較於在第二位置(位於印刷電路板中較薄的部分)決定的客製化鑽孔深度，X射線檢驗系統可在第一位置(位於印刷電路板中較厚的部分)決定出較大的客製化鑽孔深度。客製化的鑽孔深度可使最終的柱體長度無論印刷電路板層體的厚度如何變化皆能更為準確及精準。
機器學習及人工智慧演算法
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可包含人工智慧(artificial intelligence，AI)模組或/及機器學習(machine learning，ML)演算法。於特定的實施例中，人工智慧模組及機器學習演算法可在與X射線檢驗系統相關的計算裝置、與鑽孔機相關的計算裝置或是與X射線檢驗系統相關的獨立計算裝置中實施。於特定的實施例中，人工智慧模組及機器學習演算法可在鑽孔製程之前的預測繪過程中運行，或是在鑽孔製程中即時進行。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可捕捉印刷電路板的數張X射線影像，並根據捕捉到的X射線影像量測印刷電路板尺寸。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可使用人工智慧模組或/及機器學習演算法分析印刷電路板的三維模型。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可辨認電鍍通孔，並使用人工智慧模組或/及機器學習演算法決定相對應的鑽孔值。於特定的實施例中，鑽孔機可接收由人工智慧模組或/及機器學習演算法決定的計算出之鑽孔值。於特定的實施例中，鑽孔機可根據前述接收到的鑽孔值於電鍍通孔進行鑽孔，且前述接收到的鑽孔值由人工智慧模組或/及機器學習演算法所決定。於特定的實施例中，人工智慧模組或/及機器學習演算法可提供深度學習(deep-learning)以使用高精準度量測柱體長度，如使用± 1密耳的精準度。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可自動從ODB++檔案安裝。ODB檔案及Gerber檔案可含有相關於印刷電路板佈局的資訊、相關於層體中的不同特徵之布置(placement)及多個層體的堆疊資訊(stack-up information)。
使用客製化的鑽孔深度進行電鍍通孔的鑽孔
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可提供帶有客製化鑽孔值(如鑽孔深度及鑽孔角度)的指令給鑽孔機，以使鑽孔機使用計算出的鑽孔值進行印刷電路板的電鍍通孔之鑽孔。於特定的實施例中，所計算出的鑽孔值可基於三維模型資料，三維模型資料包含特定鑽孔位置的層體厚度資訊。可至少基於特定位置的層體厚度資訊來客製化計算出的鑽孔值。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可產生鑽孔檔案，鑽孔檔案包含特定印刷電路板的數個計算出的鑽孔值、特定的印刷電路板設計或特定的多個印刷電路板。於特定的實施例中，鑽孔機可基於各個電路板的情況、各個設計的情況或各組電路板的情況來使用鑽孔檔案進行電鍍通孔的鑽孔，其中鑽孔檔案包含計算出的鑽孔值。於特定的實施例中，可基於各個電路板的情況、各個設計的情況或各組電路板的情況來計算鑽孔值。
具有客製化的鑽孔深度之印刷電路板
圖3B繪示印刷電路板4200B之示例，其具有由自動化高速X射線工具量測的層體厚度。可於電鍍通孔4204A、4204B、4204C、4204D的特定位置量測各個層體的層體厚度。可分別為電鍍通孔4204A、4204B、4204C、4204D計算客製化的鑽孔深度4206A、4206B、4206C、4206D。於此特定的示例中，鑽孔深度可對應於從印刷電路板的頂面算起的上面三個層體。客製化的鑽孔深度可基於在此特定位置的各個層體的層體厚度。各個電鍍通孔可具有不同的鑽孔深度，且不同的鑽孔深度係對在此特定位置的層體厚度客製化所得。舉例來說，因為在電鍍通孔4204C的位置之層體厚度較大，所以電鍍通孔4204C的鑽孔深度4206C可大於電鍍通孔4204B的鑽孔深度4206B。圖3B中繪示的印刷電路板、鑽孔深度、層體厚度變化、層體厚度、層體的數量及其他相關的參數僅為示例，且印刷電路板並不以此為限。
圖3C繪示使用客製化的背鑽孔深度進行背鑽孔的印刷電路板4200C之示例。鑽孔機可使用相對應的鑽孔深度進行各個電鍍通孔的鑽孔，其中相對應的鑽孔深度係對電鍍通孔的此特定位置客製化所得。因此，電鍍通孔4204A、4204B、4204C、4204D可具有短且均勻的背鑽孔柱體長度。背鑽孔開孔4208A、4208B、4208C、4208D可具有分別對應於這些位置的客製化鑽孔深度的不同深度。圖3C中繪示的印刷電路板、鑽孔深度、層體厚度變化、層體厚度、層體的數量及其他相關的參數僅為示例，且印刷電路板並不以此為限。
圖3D繪示印刷電路板4200D的示例，其具有平行的外表面及變動的層體厚度且以客製化的背鑽孔深度進行背鑽孔。於此特定的實施例中，印刷電路板4200D可具有彼此平行的二外表面4242A、4242B。鑽孔機可使用相對應的鑽孔深度進行各個電鍍通孔的鑽孔，其中相對應的鑽孔深度係對電鍍通孔的此特定位置客製化所得。因此，電鍍通孔4214A、4214B、4214C、4214D可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度並具有± 2密耳之內的柱體長度精準度。背鑽孔部4210A、4210B、4210C、4210D可具有分別對應於這些位置的客製化鑽孔深度之不同背鑽孔深度。圖3D中繪示的印刷電路板、鑽孔深度、層體厚度變化、層體厚度、層體及其他相關的參數僅為示例，且印刷電路板並不以此為限。
預測繪印刷電路板及用客製化鑽孔值對印刷電路板鑽孔的示例性方法
圖4繪示使用客製化的背鑽孔深度背鑽孔出電鍍通孔之方法5400的示例。此方法開始於步驟5410，X射線檢驗系統可非破壞性地檢驗印刷電路板以量測數個尺寸，例如印刷電路板的層體厚度。於特定的實施例中，為了產生前饋資訊給背鑽孔製程，X射線檢驗系統可捕捉印刷電路板的影像或檢驗印刷電路板以量測數個尺寸或特徵。可於印刷電路板上的數個預設位置進行檢驗。預設位置可包含或可無須包含鑽孔位置。於步驟5420中，X射線檢驗系統可基於在預設位置量測到的尺寸或特徵為印刷電路板產生資料組或模型。印刷電路板模型可為覆蓋整個印刷電路板的三維模型。於步驟5430中，X射線檢驗系統可根據所產生的印刷電路板的模型計算出鑽孔值。於步驟5440中，為了基於計算出的鑽孔值進行印刷電路板的數個電鍍通孔之鑽孔，系統可將指令及計算出的鑽孔值提供給鑽孔機。鑽孔機在接收到指令及計算出的鑽孔值之後可使用計算出的鑽孔值進行印刷電路板的電鍍通孔之鑽孔。可重複進行步驟5430、5440，直到鑽孔出印刷電路板的所有電鍍通孔。
於特定的實施例中，使用本發明所述之原則、製程、方法或系統進行鑽孔的經背鑽孔的電鍍通孔可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度。於特定的實施例中，可根據印刷電路板分別位於這些鑽孔位置的局部化參數來客製化一或多個鑽孔值。於特定的實施例中，一或多個鑽孔值包含下列一或多者：鑽孔深度、鑽孔位置、鑽孔角度、鑽孔速度、鑽頭長度、鑽頭直徑或鑽頭類型。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可檢驗印刷電路板的數個電鍍通孔(如印刷電路板中部分或所有的電鍍通孔)。X射線檢驗系統可辨認出與印刷電路板的電鍍通孔相關的一或多個缺陷。於特定的實施例中，一或多個缺陷可包含下列一或多者：鑽孔不足的柱體、過度鑽孔的電鍍通孔、錯位的鑽孔位置、鑽孔誤差、柱體套、鑽孔中斷(broken drill)、層體剝離(layer delamination)、翹曲、層體錯位或燒結缺陷。於特定的實施例中，系統可(例如使用分類演算法、機器學習模組或人工智慧模組)將偵測到的缺陷分類成數個缺陷類別(例如基於缺陷類型、柱體長度、柱體精準度等等)。
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可量測電鍍通孔的柱體長度並判斷電鍍通孔的柱體長度是否位於預定範圍內。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可決定相關於一或多個電鍍通孔的一或多個尺寸或特徵，其中此一或多個電鍍通孔相關於一或多個缺陷。X射線檢驗系統可根據所決定的一或多個尺寸或特徵為此一或多個電鍍通孔計算一或多個新的鑽孔值。為了重新進行相關於一或多個缺陷的此一或多個電鍍通孔的鑽孔，系統可基於新的鑽孔值將新的指令提供給鑽孔機。於特定的實施例中，此一或多個缺陷可包含下列一或多者：錯位鑽孔位置、鑽孔不足的電鍍通孔、錯誤的鑽孔角度造成的第一缺陷、損毀的鑽頭造成的第二缺陷或是導體套。於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度。於特定的實施例中，印刷電路板可具有小於或等於千分之一的缺陷率。於特定的實施例中，根據由X射線檢驗系統進行的X射線檢驗，使用本發明中所述之原則、製程、方法或系統製造的經背鑽孔的電鍍通孔可具有十億分之一至千分之一的缺陷率。舉例來說但不以此為限地，缺陷率可小於或等於約千分之一、萬分之一、十萬分之一、百萬分之一、千萬分之一、億分之一或十億分之一。於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔可具有小於或等於4密耳的最大柱體長度及± 1 mil之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔具有2密耳至6密耳的最大柱體長度及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
雖然本發明描述及繪示圖4中的方法的特定步驟以特定的次序進行，但本發明也可考量以任何合適的次序進行圖4中的方法之任何步驟。此外，雖然本發明描述及繪示使用客製化背鑽孔深度進行電鍍通孔的背鑽孔之示例性方法包含圖4中的方法的特定步驟，但本發明也可考量採用使用客製化背鑽孔深度進行電鍍通孔的背鑽孔且包含任何合適的步驟之任何合適的方法，且只要合適，本發明所揭露的方法可包含圖4中的部分或全部步驟，或是不包含圖4中的任何一個步驟。此外，雖然本發明描述及繪示以特定的元件、裝置或系統執行圖4中的方法之特定步驟，但本發明也可考量以任何合適的元件、裝置或系統之任何合適的組合來執行圖4中的方法之任何合適的步驟。
檢驗印刷電路板以辨認缺陷
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可用於預測繪印刷電路板以量測用於客製化背鑽孔製程的印刷電路板尺寸。於特定的實施例中，為了控制品質，可在背鑽孔製程之前及之後使用相同的X射線檢驗系統來檢驗印刷電路板。為客製化的鑽孔製程及品質控制檢驗使用相同的X射線檢驗系統有多個顯著的優點。舉例來說，對於製造設備及製程來說，可用最小的額外成本來大幅提升印刷電路板的產品品質及製造速度。於特定的實施例中， X射線檢驗系統可用來非破壞性地偵測印刷電路板的數個缺陷。於特定的實施例中，這些缺陷例如但不限於可包含鑽孔不足的柱體、過度鑽孔的柱體、鑽孔誤差、柱體套、錯位、損壞的鑽頭、層體剝離、翹曲、層體錯位、燒結缺陷等等。於特定的實施例中，這些缺陷可由數個原因造成，這些原因例如但不限於包含以下一或多者：不精準或不正確的鑽孔值、軟體問題、鑽頭損毀、鑽頭卡住等等。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可用於雷射鑽孔之後的通孔淨空(via clearing)、燒結之前的通孔填充、燒截之後的通孔填充、翻轉鑽孔(flip drill)準確度量測、層間對位(layer-to-layer registration)等等。
圖5繪示檢驗印刷電路板以辨識缺陷之方法5500的示例。此方法可開始於步驟5510，於步驟5510中，X射線檢驗系統可於第一方向產生印刷電路板的第一X射線影像。於步驟5520中，X射線檢驗系統可從第一X射線影像辨認出印刷電路板的數個電鍍通孔(例如使用電腦視覺演算法或機器學習模型)。於步驟5530中，X射線檢驗系統可基於第一X射線影像量測相關於各個辨認出的電鍍通孔之一或多個尺寸或特徵。於步驟5540中，X射線檢驗系統可基於相對應的量測到的尺寸或特徵辨認出相關於一或多個辨認出的電鍍通孔之一或多個缺陷。
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可使用分類演算法將此一或多個缺陷分別分類成多種缺陷類別(例如基於缺陷類型、柱體長度、柱體精準度等等)。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可於第二方向產生印刷電路板的第二X射線影像，並基於比較第一X射線影像及第二X射線影像而辨認出相關於一或多個電鍍通孔的一或多個缺陷。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可基於相關於此一或多個電鍍通孔的辨認出的缺陷來計算一或多個鑽孔值。為了基於計算出的鑽孔值重新進行印刷電路板上的此一或多個電鍍通孔的鑽孔，X射線檢驗系統可將指令及新的鑽孔值提供給鑽孔機。鑽孔機在接收到指令及新的鑽孔值之後可基於新的鑽孔值重新進行有缺陷的電鍍通孔之鑽孔。有缺陷的電鍍通孔在使用新的鑽孔值重新鑽孔後可消除相對應的缺陷並符合品質規範。於特定的實施例中，用來重新鑽孔及修復電鍍通孔缺陷之新的鑽孔值例如但不限於可包含新的鑽孔位置、新的鑽孔深度、新的鑽孔角度、新的鑽頭、新的鑽頭類型、新的鑽頭尺寸等等。於特定的實施例中，能由重新鑽孔製程修復的缺陷例如但不限於可包含鑽孔不足的柱體長度、導體套、由損毀或磨損的鑽頭造成的缺陷、不正確或不準確的鑽孔位置、不正確或不準確的鑽孔角度等等。
雖然本發明描述及繪示圖5中的方法的特定步驟以特定的次序進行，但本發明也可考量以任何合適的次序進行圖5中的方法之任何步驟。此外，雖然本發明描述及繪示檢驗印刷電路板以辨認缺陷之示例性方法包含圖5中的方法的特定步驟，但本發明也可考量採用檢驗印刷電路板以辨認缺陷且包含任何合適的步驟之任何合適的方法，且只要合適，本發明所揭露的方法可包含圖5中的部分或全部步驟，或是不包含圖5中的任何一個步驟。此外，雖然本發明描述及繪示以特定的元件、裝置或系統執行圖5中的方法之特定步驟，但本發明也可考量以任何合適的元件、裝置或系統之任何合適的組合來執行圖5中的方法之任何合適的步驟。
印刷電路板產品
背鑽孔精準度
於特定的實施例中，基於本發明中所述的X射線檢驗進行背鑽孔所得到的背鑽孔電鍍通孔的柱體長度可具有高精準度。於特定的實施例中，柱體長度精準度可由柱體長度值、柱體長度相對目標柱體長度的變化或變異、柱體長度相對其他柱體長度的變異、柱體長度相對多個柱體長度的平均之變異、與目標長度最大的長度變異、作為印刷電路板的所有柱體的柱體長度之標準差的平方之變異數等來描述。於特定的實施例中，背鑽孔精準度位於± 2密耳之內。於特定的實施例中，背鑽孔柱體可具有± 2密耳之內的柱體長度精準度以及小於或等於6密耳的最大柱體長度。於特定的實施例中，背鑽孔柱體可具有4密耳的目標長度及位於4密耳± 2密耳的範圍內之柱體長度。於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔可具有± 1密耳之內的背鑽孔精準度。於特定的實施例中，背鑽孔柱體可具有± 1密耳之內的柱體長度精準度以及小於或等於4密耳的最大柱體長度。於特定的實施例中，背鑽孔柱體的目標長度可為3密耳且背鑽孔柱體的柱體長度可位於3密耳 ± 1密耳的範圍內。於特定的實施例中，背鑽孔柱體可具有± 1密耳之內的柱體長度精準度以及由Lmax表示的最大柱體長度，其中Lmax可包含介於2密耳及6密耳之間的範圍。於特定的實施例中，背鑽孔柱體可具有由Lt表示的目標長度，其中Lt可位於1密耳至5密耳的範圍內且背鑽孔柱體的柱體長度可位於Lt ± 1密耳的範圍內。短的背鑽孔柱體可使印刷電路板能於高的訊號速度或資料速度運作。舉例來說，6密耳的最大柱體長度可使印刷電路板能於56 Gbit/s的資料速率運作。4密耳的最大柱體長度可使印刷電路板能於112 Gbit/s的資料速率運作。2密耳的最大柱體長度可使印刷電路板能於256 Gbit/s的資料速率運作。
於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少100個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度及± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少1000個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少10,000個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少100個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少100個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於7密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少1000個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於7密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少10,000個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於7密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有至少100個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有小於7密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
頻寬及位元速率
於特定的實施例中，印刷電路板中經背鑽孔的電鍍通孔之最大柱體長度可決定印刷電路板的頻寬或資料速率。於特定的實施例中，可對印刷電路板的電鍍通孔進行背鑽孔以移除各個柱體的至少一部分，進而降低柱體長度並增加印刷電路板的頻寬或資料速率。於特定的實施例中，印刷電路板可具有小於或等於特定柱體長度的最大柱體長度，以使印刷電路板能具有特定的資料速率。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有小於或等於8密耳的最大柱體長度且印刷電路板可具有64 Gbit/s的資料速率。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有小於或等於4密耳的最大柱體長度且印刷電路板可具有128 Gbit/s的資料速率。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可具有2密耳的最大柱體長度且印刷電路板可具有256 Gbit/s的資料速率。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板之資料速率可能會被其他與印刷電路板相關的參數所影響，例如印刷電路板的阻抗相關參數及印刷電路板的設計。
於特定的實施例中，經背鑽孔的電鍍通孔可基於由自動化高速X射線檢驗系統進行的檢驗而用小於或等於6密耳的最大柱體長度製造。於特定的實施例中，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板可為高速印刷電路板，高速印刷電路板例如但不限於包含：伺服器背板(server back-plane)、線路卡(line card)、探針卡(probe card)、行動電話板(cell phone board)或測試板。於特定的實施例中，印刷電路板可用於需要印刷電路板的快速互連之5G網路系統或伺服器農場。於特定的實施例中，高速印刷電路板能有效地處理直流訊號、交流訊號或上述兩者之結合。於特定的實施例中，高速印刷電路板能處理數位訊號、類比訊號或上述兩者之結合。於特定的實施例中，印刷電路板可具有小於或等於6密耳的最大柱體長度且印刷電路板可於高達56 Gbit/s的資料速率運作。於特定的實施例中，高速印刷電路板可具有小於或等於4密耳的最大柱體長度且印刷電路板可於高達112 Gbit/s的資料速率運作。於特定的實施例中，印刷電路板可具有小於或等於2密耳的最大柱體長度且印刷電路板可於高達256 Gbit/s的資料速率運作。
印刷電路板產品缺陷率
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可非破壞性地檢驗具有高達36英吋乘48英吋之尺寸的印刷電路板。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可用高達每天50萬樣本的速度檢驗印刷電路板。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可用每張影像1秒至10秒的速度捕捉X射線影像。於特定的實施例中，基於由X射線檢驗系統進行的X射線檢驗，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板產品可具有小於或等於千分之一的缺陷率。於特定的實施例中，基於由X射線檢驗系統進行的X射線檢驗，使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板產品可具有十億分之一至千分之一的缺陷率。舉例來說但不以此為限地，缺陷率可第於或等於約千分之一、萬分之一、十萬分之一、百萬分之一、千萬分之一、億分之一或十億分之一。
印刷電路板產品特性
於特定的實施例中，印刷電路板可包含數個經背鑽孔的電鍍通孔。於特定的實施例中，印刷電路板可具有至少N個電鍍通孔，其中這N個電鍍通孔的最大柱體長度小於或等於6密耳。於特定的實施例中，N個電鍍通孔的柱體長度精準度可位於± 2密耳之內。於特定的實施例中，印刷電路板可具有柱體長度精準度位於± 1密耳之內的至少N個電鍍通孔。於特定的實施例中，數量N例如但不限於可為100、1000或10,000。於特定的實施例中，數量N可為任何大於或等於100的整數。考量在製造印刷電路板的過程中控制柱體長度的技術性困難，在沒有原地(in situ)或產線上(inline)X射線檢驗回饋量測的情況中，僅能藉由使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統得到包含不少於100個經背鑽孔且最大柱體長度小於或等於6密耳的電鍍通孔的產品或裝置(例如基於根據原地或產線上回饋量測所決定的計算出的鑽孔值)。於特定的實施例中，能藉由比較柱體長度及閾值之間的差異來辨認使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板。於特定的實施例中，用來辨認印刷電路板的柱體長度之差異的閾值例如但不限於能為± 1密耳或± 2密耳。
於特定的實施例中，印刷電路板可具有數個經背鑽孔的電鍍通孔，這些電鍍通孔具有對位於經背鑽孔的電鍍通孔之位置的層體厚度客製化的背鑽孔深度。於特定的實施例中，經背鑽孔的通孔深度之差異可對應於相同空間中的層體厚度差異。於特定的實施例中，能藉由比較層體厚度的差異以及背鑽孔通孔深度的差異並辨認對應關係(correspondence)而辨認出具有客製化的背鑽孔通孔深度之特性的印刷電路板。於特定的實施例中，能藉由比較層體厚度量值以及背鑽孔通孔深度量值並辨認對應關係而辨認出具有客製化的背鑽孔通孔深度之特性的印刷電路板。於特定的實施例中，能藉由辨認層體厚度差異的存在及柱體長度例如具有± 1密耳或± 2密耳的精準度之事實而辨認出使用本發明中描述的原則、製程、方法或系統製造的印刷電路板。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可被用來檢驗印刷電路板以辨認出此印刷電路板係根據X射線檢驗系統的檢驗使用客製化的鑽孔製程所製造。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可為印刷電路板的數個背鑽孔柱體量測柱體長度及柱體長度精準度，藉以辨認出印刷電路板的製造過程中已有使用本發明中描述的客製化鑽孔製程之事實。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可將X射線源及X射線偵測器定位於特定的檢驗角度以為印刷電路板的數個背鑽孔柱體量測柱體長度及長度精準度。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可為鑽孔前及鑽孔後量測而檢驗印刷電路板。
基於即時X射線檢驗製造印刷電路板
即時X射線檢驗
即時X射線檢驗的反應速度
於特定的實施例中，X射線檢驗系統及鑽孔機可被整合於一個系統中。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可用即時的方式非破壞性地檢驗印刷電路板，藉以於鑽孔製程中量測相關於印刷電路板或鑽孔機的狀態之數個尺寸。於特定的實施例中，對於鑽孔機及背鑽孔製程來說，X射線檢驗及量測可於產線上及原地進行。X射線檢驗及量測可集中於印刷電路板中對應於鑽孔位置的區域(如電鍍通孔的位置)。於特定的實施例中，X射線檢驗工具可計算出鑽孔值，且鑽孔值至少基於相關於此特定鑽孔位置的量測到的尺寸資料客製化。於特定的實施例中，鑽孔機可於鑽孔製程中即時地接收計算出的鑽孔值。於特定的實施例中，鑽孔機可使用計算出的這些鑽孔值分別在印刷電路板上的多個位置進行鑽孔。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可為具有0.02秒至0.05秒的反應時間之自動化高速X射線檢驗系統。於特定的實施例中，反應時間可指X射線檢驗系統可完成回饋循環以提供回饋資訊(如計算出的鑽孔值)給鑽孔機所經過的時間。於特定的實施例中，回饋循環例如但不限於可包含檢驗印刷電路板以量測印刷電路板的預設位置之數個尺寸、基於量測到的尺寸產生印刷電路板的模型、基於印刷電路板的模型計算出一或多個鑽孔值，以及將這些鑽孔值提供給鑽孔機。反應時間可指出X射線檢驗系統多快能提供回饋給鑽孔機。舉例來說，對於反應時間為0.2秒的情況來說，X射線檢驗系統每0.2秒可將至少一計算出的鑽孔值或其他回饋資訊提供給鑽孔機。藉由具有如此短的反應時間，X射線檢驗系統可提供即時回饋資訊給鑽孔機並可使鑽孔機能用很高的精準度進行電鍍通孔的鑽孔。
即時回饋
圖6繪示鑽孔機的示例性態樣4300以及來自X射線檢驗系統的即時回饋。舉例來說但不以此為限地，印刷電路板4310可具有一電鍍通孔4320。鑽頭4302可垂直於印刷電路板4310的表面且可對齊於電鍍通孔4320的軸線。X射線檢驗工具可包含多個X射線源及多個X射線偵測器。這些X射線源例如但不限於包含一第一X射線源4304A以及一第二X射線源4304B。這些X射線偵測器例如但不限於包含一第一X射線偵測器4306A以及一第二X射線偵測器4306B。於特定的實施例中，第一X射線源4304A可沿第一軸線對齊於第一X射線偵測器4306A，且第二X射線源4304B可沿第二軸線對齊於第二X射線偵測器4306B。第一X射線偵測器4306A可偵測來自第一X射線源4304A的X射線。第二X射線偵測器4306B可偵測來自第二X射線源4304B的X射線。於特定的實施例中，用於第一對X射線源及X射線偵測器(第一X射線源4304A、第一X射線偵測器4306A)以及用於第二對X射線源及X射線偵測器(第二X射線源4304B、第二X射線偵測器4306B)的第二軸線可彼此交錯於檢驗區域，其中檢驗區域對應於印刷電路板中含有待以特定交錯角度鑽孔的電鍍通孔之部分。第一及第二對的X射線源及感測器之檢驗區域可覆蓋鑽頭的鑽孔位置，且鑽孔位置對應於電鍍通孔4320的位置。圖6中所繪示的態樣僅為示例且此系統並不以此為限。
於特定的實施例中，具有經整合的自動化高速X射線檢驗系統及鑽孔機之系統可使用兩個步驟的鑽孔製程來鑽孔印刷電路板。於第一步驟中，鑽孔機可為了第一鑽孔深度用第一鑽孔速度在印刷電路板上特定電鍍通孔之位置進行鑽孔。於第二步驟中，鑽孔機可為第二鑽孔深度用第二鑽孔速度在印刷電路板上相同的電鍍通孔之位置進行鑽孔。於特定的實施例中，第二鑽孔速度可小於第一鑽孔速度。於特定的實施例中，第二鑽孔深度可對應於鑽孔製程的結束(ending)。於特定的實施例中，第二鑽孔深度可為4密耳。於特定的實施例中，第二鑽孔深度可為2密耳。於特定的實施例中，X射線檢驗系統進行的即時檢驗可開始於第一步驟結束時以及鑽孔製程的第二步驟之前。於特定的實施例中，鑽孔機的鑽孔製程之第二步驟可由X射線檢驗系統主動且即時地控制。於特定的實施例中，第二步驟可包含即時接收計算出的鑽孔值以及使用計算出的鑽孔值鑽孔印刷電路板。於特定的實施例中，計算出的鑽孔值可至少基於即時檢驗資料客製化。
圖7繪示根據來自X射線檢驗系統的即時回饋背鑽孔出電鍍通孔的方法5100之示例。此方法可開始於步驟5102，於步驟5102中，鑽孔機可為第一鑽孔深度以第一速度進行電鍍通孔的鑽孔。於特定的實施例中，第一鑽孔深度可但不限於為目標鑽孔深度減去4密耳。於特定的實施例中，第一鑽孔深度可但不限於為目標鑽孔深度減去2密耳。於步驟5104中，此系統可開始由自動化高速X射線檢驗系統進行的產線上即時檢驗，這可基於X射線檢驗計算出鑽孔值並將計算出的鑽孔值即時傳送給鑽孔機。於步驟5106中，鑽孔機可即時從自動化高速X射線檢驗系統接收計算出的鑽孔值。於步驟5108中，鑽孔機可為了第二鑽孔深度以低於第一速度的第二速度進行電鍍通孔的鑽孔。於特定的實施例中，第二鑽孔深度例如但不限於為4密耳、2密耳等等。
於特定的實施例中，具有整合的自動化高速X射線檢驗系統及鑽孔機的系統可使用一個步驟的鑽孔製程來鑽孔印刷電路板。於特定的實施例中，可主動地基於來自於自動化高速X射線檢驗系統的即時回饋控制鑽孔機的鑽孔製程。鑽孔機可基於計算出的鑽孔值鑽孔印刷電路板，其中計算出的鑽孔值於鑽孔製程中從X射線檢驗系統即時接收。計算出的鑽孔值可至少基於由X射線系統產生的即時檢驗結果客製化。於特定的實施例中，鑽孔製程可從開始到結束以恆定的速度進行。於特定的實施例中， X射線檢驗系統可為印刷電路板中的層間變化補償背鑽孔深度，其中印刷電路板具有高達36英吋乘48英吋的尺寸。雖然本發明描述及繪示圖7中的方法以特定的次序進行特定步驟，但本發明也可考量以任何合適的次序進行圖7中的步驟。此外，雖然本發明描述及繪示基於來自X射線檢驗系統的即時回饋進行電鍍通孔的背鑽孔之示例性方法包含圖7中的方法及其特定步驟，但本發明也可考量採用基於來自X射線檢驗系統的即時回饋進行電鍍通孔的背鑽孔且包含任何合適的步驟之任何合適的方法，且只要合適，任何合適的步驟可包含圖7中的部分或全部步驟，或是不包含圖7中的任何一個步驟。此外，雖然本發明描述及繪示以特定的元件、裝置或系統執行圖7中的方法之特定步驟，但本發明也可考量以任何合適的元件、裝置或系統之任何合適的組合來執行圖7中的方法之任何合適的步驟。
偵測製程變化
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可非破壞性地偵測相關於印刷電路板製程的一或多個參數變化。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可將偵測到的變化饋送給製程(例如以即時或近乎即時的方式)。在這樣的變化造成製造出的印刷電路板中的任何缺陷之前，製程中使用的一或多個製造工具可進行相對應的調整或改變。因此，可避免印刷電路板上潛在的缺陷。舉例來說但不以此為限地，製程可為由鑽孔機執行的背鑽孔製程。X射線檢驗工具可將偵測到的變化饋送給鑽孔機(例如以即時或近乎即時的方式)。並且，在這樣的變化造成正在被鑽孔的印刷電路板中的任何缺陷之前，鑽孔機可基於偵測到的變化進行相對應的調整。X射線檢驗工具可根據偵測到的變化計算出鑽孔值，並將計算出的鑽孔值饋送給鑽孔機(例如以即時或近乎即時的方式)。在這樣的變化造成任何缺陷之前，鑽孔機可根據計算出的鑽孔值調整一或多個鑽孔參數。於特定的實施例中，偵測到的此一或多個變化可但不限於為：製程變化、結構變化、設備狀態變化、系統變化等等。於特定的實施例中，這種調整或改變能但不限於為：鑽孔位置的調整、鑽孔深度的調整、鑽孔角度的調整、鑽孔速度的調整、採用新的鑽頭等等。
圖8繪示根據在鑽孔製程中偵測到的參數變化調整鑽孔製程的方法5200之示例。此方法可開始於步驟5202，於步驟5202中，自動化高速X射線檢驗系統可偵測相關於印刷電路板的背鑽孔製程的一或多個參數變化。參數變化可為可能造成印刷電路板中的缺陷之變化(如參數偏移或突發改變)。參數變化例如但不限於可包含印刷電路板的層體厚度變化、鑽頭磨損狀態、系統性鑽孔值誤差(如鑽孔位置誤差、鑽孔角度誤差)。於步驟5204中，自動化高速X射線檢驗系統可根據偵測到的變化計算出鑽孔值。於步驟5206中，計算出的鑽孔值可被饋送到鑽孔機(例如以即時或近乎即時的方式)。於步驟5208中，鑽孔機可根據接收到的鑽孔值調整鑽孔製程。因此，可藉由在造成缺陷之前調整鑽孔製程參數來避免可能會由參數變化在印刷電路板中造成的潛在缺陷。
雖然本發明描述及繪示圖8中的方法的特定步驟以特定的次序進行，但本發明也可考量以任何合適的次序進行圖8中的方法之任何步驟。此外，雖然本發明描述及繪示基於在鑽孔製程中偵測到的參數變化調整鑽孔製程之示例性方法包含圖8中的方法的特定步驟，但本發明也可考量採用基於在鑽孔製程中偵測到的參數變化調整鑽孔製程且包含任何合適的步驟之任何合適的方法，且只要合適，本發明所揭露的方法可包含圖8中部分或全部步驟，或是不包含圖8中的任何一個步驟。此外，雖然本發明描述及繪示以特定的元件、裝置或系統執行圖8中的方法之特定步驟，但本發明也可考量以任何合適的元件、裝置或系統之任何合適的組合來執行圖8中的方法之任何合適的步驟。
使用空間適應性壓力曲線層壓印刷電路板
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可接收並分析印刷電路板的設計，並決定出印刷電路板上用來檢驗及量測的數個位置。於特定的實施例中，可用最佳化量測的準確度及最小化量測所花費的時間為原則挑選上述的這些位置。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可非破壞性地檢驗印刷電路板以於印刷電路板的製程(如層壓製程)中量測位於預設位置的數個尺寸。於特定的實施例中，待量測的尺寸例如但不限於包含印刷電路板的各個層體之層體厚度、印刷電路板的任兩個層體之間的距離、導體線路的線路寬度及線路厚度或是任兩個導體線路之間的間隔。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可基於量測到的尺寸資料為印刷電路板產生資料組或模型。於特定的實施例中，印刷電路板的模型可為三維模型。於特定的實施例中，印刷電路板模型可包含各個印刷電路板層體的層體高度分佈資料(map)。
於特定的實施例中，X射線檢驗系統可根據印刷電路板模型或/及印刷電路板的層體高度分佈資料為印刷電路板產生空間適應性壓力曲線。於特定的實施例中，空間適應性壓力曲線可於層壓製程中由層壓機施加至印刷電路板。於特定的實施例中，層壓機可具有壓力板，且壓力板包含可供空間適應壓力曲線施加的數個單元板。於特定的實施例中，不同的單元板上可施加有不同的壓力。於特定的實施例中，可於加熱製程中在壓力板上施加壓力。於特定的實施例中，由X射線檢驗系統進行的檢驗及量測在印刷電路板層壓製程中可為即時的。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可根據即時檢驗產生並更新印刷電路板的模組及空間適應壓力曲線。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可提供回饋資訊來基於即時檢驗主動地控制層壓機的空間適應壓力曲線。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可偵測印刷電路板的一或多個尺寸的變化。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可基於偵測到的尺寸變化修改模型及空間適應壓力曲線。於特定的實施例中，X射線檢驗系統可使用人工智慧模組或/及機器學習演算法產生印刷電路板模型及空間適應壓力曲線。
圖9繪示包含多個單元板而用於客製化印刷電路板的層壓製程之壓力板4700的示例。壓力板4700可具有數個單元板，如單元板4702。各個單元板可被施加有空間適應壓力曲線中的不同壓力。在圖9中的側視圖中，壓力板4700可放置於印刷電路板4710的頂部，且印刷電路板4710的頂部位於支撐件4720的頂部。壓力板中的單元板可接收形成用於印刷電路板4710的空間適應壓力曲線之不同壓力量值。舉例來說，單元板4718可接收第一壓力4712，這不同於單元板4716可接收相異壓力4714。圖9中繪示的單元板的數量、印刷電路板的層體數量及構造僅為示例且本發明並不以此為限。於特定的實施例中，壓力板可具有對應於空間適應壓力曲線的空間解析度之不同數量的單元板。圖9中繪示的壓力板僅為示例且印刷電路板層壓機並不以此為限。
圖10繪示使用空間適應性壓力曲線控制層壓製程的方法5600之示例。此方法可開始於步驟5602，於步驟5602中，自動化高速X射線檢驗系統可基於印刷電路板的設計決定出印刷電路板上用於檢驗及量測的數個位置。可用最佳化量測的準確度及最小化量測花費的時間為原則決定這些位置。於步驟5604中，X射線檢驗系統可於預設位置檢驗印刷電路板以量測數個尺寸。於步驟5606中，X射線檢驗系統可基於量測到的尺寸資料為印刷電路板產生三維模型。三維模型可包含印刷電路板的各個層體之層體高度分佈資料。於步驟5608中，X射線檢驗系統可根據三維模型或/及印刷電路板的層體高度分佈資料產生空間適應壓力曲線。於步驟5610中，X射線檢驗系統可將空間適應壓力曲線提供給層壓機。層壓機可藉由施加各個壓力量值到相對應的單元板而施加空間適應壓力曲線至壓力板。使用空間適應壓力曲線製造的印刷電路板之層體厚度及層體間隔可具有高的精準度。於特定的實施例中，藉由使用空間適應壓力曲線，印刷電路板可具有± 2密耳之內的層體厚度精準度及層體距離精準度。於特定的實施例中，藉由使用空間適應壓力曲線，印刷電路板可具有± 1密耳之內的層體厚度精準度及層體距離精準度。
雖然本發明描述及繪示圖10中的方法的特定步驟以特定的次序進行，但本發明也可考量以任何合適的次序進行圖10中的方法之任何步驟。此外，雖然本發明描述及繪示使用空間適應壓力曲線控制印刷電路板層壓製程之示例性方法包含圖10中的方法的特定步驟，但本發明也可考量採用使用空間適應壓力曲線控制印刷電路板層壓製程且包含任何合適的步驟之任何合適的方法，且只要合適，本發明所揭露的方法可包含圖10中部份或全部的步驟，或是不包含圖10中的任何一個步驟。此外，雖然本發明描述及繪示以特定的元件、裝置或系統執行圖10中的方法之特定步驟，但本發明也可考量以任何合適的元件、裝置或系統之任何合適的組合來執行圖10中的方法之任何合適的步驟。
優點：檢驗速度
本發明的一個明顯優點是可以使用擴增的X射線源，從而增加了用於成像的X射線的可用流通量，這又進一步增加了系統可能的流通量。換句話說，在可移植像素圖格式(PPM)系統獲取單張檢驗影像的時間內，本發明可以獲得超過30萬張相同解析度的影像。
考慮以下與PPM X射線系統的比較，獲得影像的時間取決於X射線的通量：Tacquire = (P# x XP )/Φ，其中P# 是像素數量，XP 是每個像素的x射線數，以及Φ是X射線的通量。來自一點光源的X射線的通量為：通量 = Φ = β x Ω x SA ，其中β是點光源的亮度，Ω是角分布(單位為毫弧度平方，mrad2 )，SA 是點光源面積(SA =πr2 )。X射線系統點光源的光斑尺寸通常使用ASTM標準SE-1165定義(“Standard Test Method for Measurement of Focal Spots of Industrial X-ray Tubes by Pinhole Imaging,” ASTM Committee E- 7 on Nondestructive Testing, May 15, 1992)。
一種典型的X射線源亮度β滿足以下條件：β = 108 X射線/秒/平方公釐/毫弧度平方。為了避免自動檢驗中產生視差誤差，PPM X射線系統需以良好的方式實現準直，典型是20毫弧度的發散程度。對於一個點光源滿足下列條件：Ω = (20 mrad)2 = 400 mrad2 ，以及光源光斑直徑d滿足下列條件：d = 2r = 1 µm = 10-3 mm，可以由下列計算得到通量Φ：Φ = β x Ω x SA = 108 x 400 x π x [0.5 x 10-3 ]2 X射線/秒 = 400 x π x 0.25 x 108 x [10-3 ]2 X射線/秒 = 400 x π x 25 X射線/秒 = 31,416 = 3.14 x 104 X射線/秒。
典型的X射線感光元件可具有512 x 512個像素，其需要每個像素1000道X射線來形成影像。因此，PPM系統的影像採集大約需要8350秒，即2.3小時。
另一方面，根據本發明揭露之內容，保持光源亮度但用尺寸較大的光斑照射會顯著增加照射在物體上的X射線通量。例如，假設光源直徑為1公釐(半徑r=0.5公釐)，與物體相距100公釐，並且物體與閃爍器相距100微米，則可以由下列計算得到X射線束的角發散度(angular divergence)：α = 1 mm /100 mm = 10 mrad，因此Ω = 100 mrad2 。光斑面積=π x [0.5]2 = 0.785 mm2 ，故通量Φ變成：Φ = 108 x 100 x 0.785光子數/秒 = 7.85 x 109 光子數/秒；此通量比PPM的構成還要高250,000倍。因此，現在能夠快速地產生同樣的512 x 512影像(每個像素1000道X射線)，例如影像採集時間大約成比例地提高了33毫秒。
作為一個實際問題，流通量的增加可能會從這個數字進一步減少2到10倍。PPM成像系統可搭配量子效率在50%到100%之間的CCD X射線偵測器直接偵測放大子影像(Shadow image)中的X射線。典型的X射線CCD陣列包含陣列像素，其中像素尺寸大約為100微米 x 100微米。
相較之下，本發明揭露的系統的高解析度直接子影像來自擴增的X射線源，並且不被放大。現有X射線成像偵測器的像素太大而無法解析近距離影像。相反地，本發明揭露包括一個閃爍器以將X射線轉換為光學光子，然後放大光學影像。
為了達到特定的解析度，閃爍器可能有厚度規格。例如，對於1微米的解析度，閃爍器可具有1到10微米之間的指定厚度。對於薄閃爍器而言，一些入射的X射線會穿過閃爍器而不被吸收。因此，這種轉換過程的量子效率可能比PPM系統還要差，只有大約20%的X射線通過閃爍器時會發射出可見光子。除此之外，顯微鏡可能會失去額外的光子，這取決於光學系統的數值孔徑(NA)和可見光CCD偵測器的量子效率。即使有這些損失，擴增光源的較高通量所提供的好處仍然有顯著的優點。
優點：成像解析度
先前技術的PPM系統解析度由X射線源的光斑尺寸決定。舉例來說，假設系統以最佳解析度運作，光斑尺寸1微米的X射線源可產生解析度1微米的影像。實際上，由於小光斑尺寸的X射線源之效率快速衰減，PPM系統很難達到遠低於1微米的解析度。當X射線源的光斑尺寸減小，必須降低X射線功率以避免熔化X射線目標物。此外，X射線目標物需要較薄以減少目標物光散射現象。如此一來，對於光斑尺寸每減小二倍，來自射線源的通量會減少二至四倍。總體而言，隨著解析度提升二倍，流通量可減少至少八倍。
對於根據本發明之成像系統來說，閃爍器離待檢查的物體很近，並且射出的光子與x射線成比例。對於將閃爍器發射的光子傳輸到偵測器的光學系統，假設有發射波長為535奈米的閃爍器以及數值孔徑約為1.75的固體浸入式光學系統(含有折射率為1.84的LuAG光學元件)，將閃爍器產生的光子傳輸到偵測器的光學系統所擁有的繞射極限解析度R可定義如下：
Figure 02_image003
，此繞射極限解析度R比PPM系統的1微米解析度還要小6.5倍。
優點：上市時間
解析度小於50微米的無損影像的高採集速度可以改善如前述提到的倒裝晶片互連(FCI)製程等生產製程以縮短上市時間。在之前也提及的針對失效分析的破壞性製程可能耗費數星期收集單一影像，以及耗費數個月獲得部分的統計資料。由於使用本發明揭露的系統可以快速地收集和分析影像，此類產品的開發過程所需時間可以以天為單位計算，通常只占設計並將新產品推向市場所需總時間的一小部分。
另外，由於解析度提升，本發明可用於線寬小於50微米的新倒裝晶片互連製程。本發明可用於明顯更小的線寬且仍然維持滿足需求的影像解析度和速度。就產品開發週期而言，增加一周到數周的回饋時間對開發新產品所需的時間有明顯的影響。舉一個簡單的例子，也許三到五個週期的設定和資料收集就足以建構一個新裝置的製程。在更複雜的情況下，如高密度交聯器或3D積體電路，可能需要數十或數百次反覆運算。如果不採用本發明，每個週期可能需要耗費幾個星期，而產品的總上市時間可能就會被這些週期嚴重影響。很明確地，在加工過程中確認細小線寬(50微米和更小的)接合品質的方法給出顯著的優勢。
本發明揭露的系統和方法所產生的影像和計算允許在接合之後的數秒或數分鐘內立即檢查接合品質。為了開發一種新的半導體產品並使其能被量產，必須建立、調整和測試許多單獨的製程和這些製程的整合。在半導體晶圓中形成矽穿孔的情況下，製造流程通常要求首先形成通孔，然後在通孔上的晶圓表面形成面環(Capture pad)。由於面環模糊了對通孔本身的光學檢查，在沒有本發明的情況下，如果不切割矽晶圓並在橫截面上檢查通孔特徵，則可能無法在製造時精準確定通孔和面環之間的對準關係。由於這個對準程序很耗時，而且會破壞矽晶圓和其中所包含的有價值之內容，因此不希望有它的存在。
在使用倒裝晶片互連製程將兩個或多個晶片、基板或甚至數個完整晶圓接合在一起時，必須嚴格控制對準關係、接合力、接合溫度、加熱速率和冷卻速率等因素。雖然對製造設備和製程的控制可以實現一些必要的控制，但對產品中不可見的特徵的檢驗和測量也可能是必需的。在不使用本發明所公開的設備的情況下，組裝部件必須被橫切以便進行檢驗。考慮到連接接合的細小線寬和大量的連接處，這個檢驗程序可能需要幾個星期。通常只有很小一部分的連接接合會被檢驗。
不能快速檢查接合會明顯增加微調獨立製程步驟以及多個製程步驟之整合以創建成品所需的時間。例如考慮一個案例，其中需要反覆25次接合過程來開發和鑒定產品。在沒有本發明所揭露的裝置的情況下，在各種製程和工具配置下，每次反覆運算可能需要1周時間來構建每組樣品。在製造一組樣品之後，可能需要額外的2周的時間來橫切個別的單元並檢驗已經形成的接合之品質和屬性。因此，總時間為25次週期x(1周製作+2周檢查)= 75.0周。
使用本發明所揭露的裝置，透過消除耗時的橫切需求，可以將2周的檢查縮短到幾分鐘。一連串週期的總時間現在可以計算為：25個週期x(1周製作+ 1小時檢查)= 25.15周，減少了49.85周(約初始上市時間的66%)。隨著電子產品大量消費，如手機年銷量超過1億台，不難看出上市時間縮短了50周(近一年)會對市場產生重大影響。設備還可進一步整合到接合工具或通孔填充工具(例如電化學沉積工具)，以即時對接合製程提供反饋。這種設備的使用減少了數周的上市時間，實際上使一種產品可即時進入市場，而不會因太昂貴或上市時機太晚而喪失經濟價值。
優點：產品良率和成本
據稱，已經在這些裝置上開始生產商業產品，並且與封裝組件和互連裝置的總體良率在80%的範圍內。這個良率遠低於半導體領域一般能接受的數值，且有相當多的與廢料相關的額外成本。然而，對於被認為具有很高商業價值的特定物件，即使考慮到低產量所付出的相關成本，僅僅80%的封裝組件良率進行生產也是可行的。在其他成本更低、更以消費者為導向的市場領域，定價壓力要大得多，而且只有這種水準的封裝組件產品不太可能具有商業可行性。基於這個理由，產品製造過程必須強力且嚴格控管，以減少因接合製程而產生的報廢產品數量或良率損失。傳統上，封裝組件的良率範圍在98%至99%之間。本領域的技術人員能很快認知到，透過使用低良率的接合技術導致良好晶片被報廢，並且用於生產封裝良率低於80%的低價值晶片，是完全不可接受的。
需要注意的是，在多個晶粒以3D IC或高密度交聯器的形式安裝在一起的情況下，任何晶片上的一個連接失敗都會導致整個MCP或封裝組件的報廢。可能有成千上萬的連接處都必須按照設計的功能正常運行。如果有接合不正確的情況，通常難以對材料進行任何形式的重工(Rework)或回復(Recovery)。舉例來說，以一個成本為10美元的處理器晶片與4個成本為5美元(即20美元)的記憶體晶片安裝在一起為例。晶片的總成本是30美元。晶片組裝和封裝可能會增加另外5美元的成本，總組裝成本為35美元。
藉由本發明的設備所產生的影像和測量結果，可以控制和監控對準流程和檢驗接合，從而使良率能夠迅速提高。對於MCP封裝，在上面的例子中，偵測前兩個晶粒之間的瑕疵將允許封裝組裝者只報廢前兩個晶粒，而不需要損失所有五個晶粒，因此節省報廢成本和提高良率。在良好的控制和監控下，組裝流程的良率通常能超過99.9%。本發明允許封裝組裝者在MCP結構中達到大於或等於90%的良率，其中此MCP結構具有4個以上的晶粒；另外，在最小間距小於100微米的間距處，每個中介層或晶粒層具有超過100個矽穿孔。在最小間距小於100微米之間距處具有超過400個微凸塊的倒裝晶片結構中，也可以實現同樣優異的良率。
這種在成本和良率方面的優異性也可以體現在細小間距中介層和3D晶粒堆疊的其他製程中，例如空孔的孔填充監視器、面環與穿孔的對準、凸塊對晶片或中介層的對準以及接合後完整焊點的品質。它也可用於測量矽裝置或小間距中介層的多晶片組裝中的熔合線(Bondline)，或是矽裝置和其他感興趣材料之間的熔合線，熔合線的厚度對裝置性能是至關重要的。
備註
此處，詞語「或」具有包容性和非排他性，除非另有說明或上下文另有說明。因此，此處的詞語「A或B」是指「A、B或兩者」，除非另有明確說明或上下文另有說明。此外，詞語「和/以及/與」是共同且連帶的，除非另有明確說明或上下文另有說明。因此，此處的詞語「A和/以及/與B」是指「A、B共同」或「A、B個別」，除非另有明確說明或上下文另有說明。
本發明的專利保護範圍包括本發明中描述或說明的具有本技術領域具有通常知識的人可能理解的對示例性實施例的所有變更、替換、變化、變更和修改。本發明的專利保護範圍不限於本文描述或說明的示例性實施例。此外，儘管本發明描述和說明了各個實施例包含特定元件、物件、特徵、功能、操作或步驟，這些實施例可能包含任意段落描述或說明的任何元件、物件、特徵、功能、操作或步驟的任何組合或排列，並且這些組合或排列是本技術領域具有通常知識的人能夠理解的。此外，請求項中對設備或系統或設備與系統的組合適於、配置成、能夠或可操作地執行包括該設備、系統、部件的特定功能，無論此特定功能是否被啟動、接通或解鎖，只要該設備、系統或部件適於、被佈置成、能夠或可操作的。儘管本發發明公開描述或繪示了提供特定優點的特定實施例，但是特定實施例也可以沒有這些優點，或是只有部分優點或全部優點。
1000A:X射線檢驗系統 1000B:X射線檢驗系統 100:X射線源 101:X射線發射器 106:安裝件 111:X射線 140:平板 142:孔徑 200:物件 211:準直X射線光束 300:閃爍器組件 310:閃爍器 350:載台 400:光學系統 411:可見光子 500:感光元件 511:放大影像 600:電子裝置 700:電腦系統 998:遮罩 999:遮罩 4100A:印刷電路板 4102A、4102B:導體線路 4102C-G:導體線路 4110A:電鍍通孔 4112A:導體墊部 4112B:導體墊部 4112C:導體墊部 4114:柱體部 4120A、4120B:層體 4122A:導體中心部 4100B:印刷電路板 4110B:電鍍通孔 4115:柱體部 4117:背鑽孔部 4122B:中心部 4130B:外表面 4100C:印刷電路板 4110C:電鍍通孔 4122C:中心部 4116:柱體 4118:背鑽孔部 4100D:印刷電路板 4110D:電鍍通孔 4119:導體套 4121:背鑽孔部 4122D:中心部 4100E:印刷電路板 4110E:電鍍通孔 4122E:導體中心部 4124A:第一柱體部 4124B:第二柱體部 4130A:第一外表面 4122D:第二導體墊部 4126A:第一背鑽孔部 4126B:第二背鑽孔部 4200A:印刷電路板 4202A、4202B、4202C、4202D:背鑽孔部 4204A、4204B、4204C、4204D:電鍍通孔 4220A、4220B:層體 4230A:導體線路 4230B:導體線路 4240、4250:長柱體 4200B:印刷電路板 4206A、4206B、4206C、4206D:鑽孔深度 4200C:印刷電路板 4208A、4208B、4208C、4208D:背鑽孔開孔 4200D:印刷電路板 4210A、4210B、4210C、4210D:背鑽孔部 4214A、4214B、4214C、4214D:電鍍通孔 4242A、4242B:外表面 5400:方法 5410、5420、5430、5440:步驟 5500:方法 5510、5520、5530、5540:步驟 4300:態樣 4302:鑽頭 4304A:第一X射線源 4304B:第二X射線源 4306A:第一X射線偵測器 4306B:第二X射線偵測器 4310:印刷電路板 4320:電鍍通孔 5100:方法 5102、5104、5106、5108:步驟 5200:方法 5202、5204、5206、5208:步驟 4700:壓力板 4710:印刷電路板 4712:第一壓力 4714:相異壓力 4702、4716、4718:單元板 4720:支撐件 5600:方法 5602、5604、5606、5608、5610:步驟
圖1A繪示自動化高速X射線檢驗系統之示例。 圖1B繪示具有可移動X射線源的X射線成像系統之示例，其中X射線源可相對檢驗樣本移動以在不同方向生成X射線影像。 圖2A繪示印刷電路板的電鍍通孔之示例。 圖2B繪示藉由鑽孔機使用背鑽孔製程(back-drilling process)加工的電鍍通孔之示例。 圖2C繪示經背鑽孔的電鍍通孔之示例，其具有鑽孔不足(under-drilled)缺陷。 圖2D繪示經背鑽孔的電鍍通孔之示例，其具有因背鑽孔製程之錯位所導致的導體套(conductive sleeve)。 圖2E經背鑽孔的電鍍通孔之示例，其具有兩個柱體部(stub portion)。 圖3A繪示印刷電路板之示例，其具有變動的層體厚度，且從印刷電路板表面以相同的背鑽孔深度進行背鑽孔。 圖3B繪示印刷電路板之示例，其具有由自動化高速X射線檢驗系統量測的層體厚度。 圖3C繪示使用客製化的背鑽孔深度進行背鑽孔的印刷電路板之示例。 圖3D繪示印刷電路板的示例，其具有平行的外表面及變動的層體厚度且以客製化的背鑽孔深度進行背鑽孔。 圖4繪示使用客製化的背鑽孔深度背鑽孔出電鍍通孔之方法的示例。 圖5繪示檢驗印刷電路板以辨識缺陷之方法的示例。 圖6繪示鑽孔機的示例性態樣以及來自X射線檢驗系統的即時(real-time)回饋。 圖7繪示根據來自X射線檢驗系統的即時回饋背鑽孔出電鍍通孔的方法之示例。 圖8繪示根據在鑽孔製程中偵測到的參數變化調整鑽孔製程的方法之示例。 圖9繪示包含多個單元板而用於客製化印刷電路板的層壓製程之壓力板的示例。 圖10繪示使用空間適應性壓力曲線(spatially adaptive pressure profile)控制層壓製程的方法之示例。 須注意的是，圖式中所呈現的元件僅用於解釋本發明的功能而非用於呈現比例(scale)。
5400:方法
5410、5420、5430、5440:步驟

Claims (75)

  1. 一種由自動化高速X射線檢驗系統執行的方法，該方法包含：非破壞性地檢驗一印刷電路板以在該印刷電路板上的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出至少一鑽孔值；以及基於為該印刷電路板計算的該至少一鑽孔值提供多個指令給一鑽孔機，且該些指令用於進行多個電鍍通孔的鑽孔。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該至少一鑽孔值分別基於該印刷電路板中鑽孔位置的至少一局部化參數客製化。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該至少一鑽孔值包含下列一或多者：鑽孔深度、鑽孔位置、鑽孔角度、鑽孔速度、鑽頭長度、鑽頭直徑、鑽頭類型。
  4. 如請求項1所述之方法，更包含：自動地分析至少一X射線影像以檢驗該印刷電路板的該些電鍍通孔；以及基於該至少一X射線影像的分析自動地辨認相關於該些電鍍通孔其中一或多者的至少一缺陷。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該至少一缺陷包含下列一或多者：鑽孔不足的柱體、過度鑽孔的電鍍通孔、錯位的鑽孔位置、鑽孔誤差、柱體套、鑽孔中斷、層體剝離、翹曲、層體錯位或燒結缺陷。
  6. 如請求項4所述之方法，更包含：量測該些電鍍通孔其中一者的一柱體長度；以及判斷該柱體長度是否位於一預設範圍內。
  7. 如請求項4所述之方法，更包含：決定出相關於該些電鍍通孔其中該一或多者的至少一尺寸，該些電鍍通孔其中該一或多者相關於該至少一缺陷；基於所決定的該至少一尺寸為該些電鍍通孔其中該一或多者計算出至少一新鑽孔值；提供多個新的指令給該鑽孔機以基於該至少一新鑽孔值重新進行該些電鍍通孔其中該一或多者之鑽孔，該些電鍍通孔其中該一或多者相關於該至少一缺陷。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該至少一缺陷包含下列一或多者：錯位鑽孔位置、鑽孔不足的電鍍通孔、由不正確的鑽孔角度造成的一第一缺陷、由損毀的鑽頭造成的一第二缺陷、導體套。
  9. 如請求項1所述之方法，其中經背鑽孔的該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的一最大柱體長度。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該印刷電路板具有小於或等於千分之一的一缺陷率。
  11. 如請求項1所述之方法，其中經背鑽孔的該些電鍍通孔具有小於或等於4密耳的一最大柱體長度以及± 1密耳之內的一柱體長度精準度。
  12. 如請求項1所述之方法，其中經背鑽孔的該些電鍍通孔具有2密耳至6密耳的一最大柱體長度以及± 1密耳之內的一柱體長度精準度。
  13. 一種由自動化高速X射線檢驗系統執行的方法，該方法包含：於一第一方向產生一印刷電路板的一第一X射線影像；從該第一X射線影像辨認該印刷電路板的多個電鍍通孔；基於該第一X射線影像量測相關於辨認出的各個該電鍍通孔的至少一尺寸或特徵；以及基於相對應的量測到的該至少一尺寸或特徵辨認出相關於該些電鍍通孔其中一或多者的至少一缺陷。
  14. 如請求項13所述之方法，更包含：使用一分類演算法將該至少一缺陷分類成多個缺陷類別。
  15. 如請求項13所述之方法，更包含：於一第二方向產生該印刷電路板的一第二X射線影像；以及基於比較該第一X射線影像及該第二X射線影像辨認出相關於該些電鍍通孔其中一或多者的一或多個缺陷。
  16. 如請求項13所述之方法，更包含：基於相關於該些電鍍通孔其中該一或多者的辨認出的該一或多個缺陷計算出一或多個鑽孔值；以及提供多個指令給一鑽孔機以基於為該印刷電路板計算出的該至少一鑽孔值重新進行該些電鍍通孔其中該一或多者的鑽孔。
  17. 一種自動化高速X射線檢驗系統，包含至少一處理器；以及至少一電腦可讀取非暫存性儲存媒體，該至少一電腦可讀取非暫存性儲存媒體耦接於該至少一處理器並包含多個指令，該至少一處理器可執行該些指令以使該自動化高速X射線檢驗系統能夠：非破壞性地檢驗一印刷電路板以於該印刷電路板的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出至少一鑽孔值；以及提供多個指令給一鑽孔機以基於為該印刷電路板計算的該至少一鑽孔值進行多個電鍍通孔的鑽孔。
  18. 一種自動化高速X射線檢驗系統，包含至少一處理器；以及至少一電腦可讀取非暫存性儲存媒體，該至少一電腦可讀取非暫存性儲存媒體耦接於該至少一處理器並包含多個指令，該些指令由該至少一處理器執行以使該自動化高速X射線檢驗系統能夠：於一第一方向產生一印刷電路板的一第一X射線影像；從該第一X射線影像辨認出該印刷電路板的多個電鍍通孔；基於該第一X射線影像量測與辨認出的各個該電鍍通孔相關之至少一尺寸或特徵；以及基於相對應的量測到的該至少一尺寸辨認出與辨認出的該些電鍍通孔其中一或多者相關的至少一缺陷。
  19. 一或多個電腦可讀取非暫存性儲存媒體，含有一可操作軟體，該可操作軟體能執行下列步驟：非破壞性地檢驗一印刷電路板以於該印刷電路板的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出一或多個鑽孔值；以及提供多個指令給一鑽孔機以基於為該印刷電路板計算的該一或多個鑽孔值進行多個電鍍通孔的鑽孔。
  20. 一或多個電腦可讀取非暫存性儲存媒體，含有一可操作軟體，該可操作軟體能執行下列步驟：於一第一方向產生一印刷電路板的一第一X射線影像；從該第一X射線影像辨認出該印刷電路板的多個電鍍通孔；基於該第一X射線影像量測相關於辨認出的各個該電鍍通孔之至少一尺寸或特徵；以及基於相對應的量測到的該至少一尺寸辨認出與辨認出的該些電鍍通孔其中一或多者相關的至少一缺陷。
  21. 一種印刷電路板，包含：多個層體，該些層體其中一或多者具有沿該印刷電路板的至少一尺寸變化的層體厚度；多個導體線路，各自相關於該些層體其中一者；以及經背鑽孔的多個電鍍通孔，經背鑽孔的該些電鍍通孔的數量至少為100個，經背鑽孔的各個該電鍍通孔包含：一導體中心部，將相異的其中二個該些層體之至少二個該些導體線路連接；以及一第一柱體部，具有一第一相關導體線路，該第一柱體部連接於該導體中心部的一第一端，該第一柱體部具有小於或等於6密耳的最大柱體長度，且該第一柱體部從該第一相關導體線路朝該印刷電路板的一第一外表面延伸。
  22. 如請求項21所述之印刷電路板，其中經背鑽孔的各個該電鍍通孔更包含：一第二柱體部，具有一第二相關導體線路，該第二柱體部連接於該導體中心部的一第二端，該第二柱體部具有小於或等於6密耳的最大柱體長度，該第二柱體部從該第二相關導體線路朝該印刷電路板的一第二外表面延伸。
  23. 如請求項21所述之印刷電路板，其中經背鑽孔的各個該電鍍通孔更包含：一第一背鑽孔部，鄰近於該第一柱體部，經背鑽孔的各個該電鍍通孔的該第一背鑽孔部具有一第一背鑽孔深度，且該第一背鑽孔深度對應於該印刷電路板中含有該電鍍通孔之部分中的層體厚度變化。
  24. 如請求項21所述之印刷電路板，其中經背鑽孔的各個該電鍍通孔的該第一柱體部具有小於或等於4密耳的目標柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。
  25. 如請求項21所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的經背鑽孔的該些電鍍通孔的數量至少為1000個，且該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。
  26. 如請求項21所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的經背鑽孔的該些電鍍通孔的數量至少為10,000個，且該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。
  27. 一種印刷電路板，包含：多個層體，該些層體其中一或多者具有沿該印刷電路板的至少一尺寸變化的層體厚度；多個導體線路，各自相關於該些層體其中一者；以及經背鑽孔的多個電鍍通孔，經背鑽孔的該些電鍍通孔的數量至少為100個，經背鑽孔的各個該電鍍通孔包含：一導體中心部，將相異的其中二個該些層體之至少二個該些導體線路連接；以及；一第一柱體部，具有一第一相關導體線路，該第一柱體部連接於該導體中心部的一第一端，該第一柱體部具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度，且該第一柱體部從該第一相關導體線路朝該印刷電路板的一第一外表面延伸。
  28. 如請求項27所述之印刷電路板，其中經背鑽孔的各個該電鍍通孔更包含：一第二柱體部，具有一第二相關導體線路，該第二柱體部連接於該導體中心部的一第二端，該第二柱體部具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度，該第二柱體部從該第二相關導體線路朝該印刷電路板的一第二外表面延伸。
  29. 如請求項27所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的經背鑽孔的該些電鍍通孔之數量至少為1000個，該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
  30. 如請求項27所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的經背鑽孔的該些電鍍通孔之數量至少為10,000個，該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
  31. 一種印刷電路板，包含多個層體、多個導體線路及多個背鑽孔電鍍通孔，各個該背鑽孔電鍍通孔具有基於由一自動化高速X射線檢驗系統進行的多個檢驗而用小於或等於6密耳的最大柱體長度製造的至少一柱體部，藉由一製程製造該印刷電路板，該製程包含下列的步驟：由該自動化高速X射線檢驗系統檢驗該印刷電路板，以於該印刷電路板的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出至少一鑽孔值；以及在一鑽孔機的一背鑽孔製程中，基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行多個電鍍通孔的鑽孔，其中該些背鑽孔電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度。
  32. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該些尺寸包含下列一或多者：該印刷電路板的該些層體其中任一者的層體厚度；該印刷電路板的該些層體其中任兩者之間的一第一距離；該些導體線路其中任一者的線路寬度、線路厚度或線路長度；該些導體線路其中任兩者之間的一第二距離；鑽孔位置、鑽孔深度、鑽孔角度、背鑽孔柱體長度；或是一基板的厚度。
  33. 如請求項32所述之印刷電路板，其中該些尺寸更包含多個特徵其中任兩者之間的一第三距離，該些特徵包含下列一或多者：該印刷電路板的該些層體其中一者；該些導體線路其中一者；該些電鍍通孔其中一者；多個背鑽孔柱體其中一者；多個晶片其中一者；多個元件其中一者；或是多個互連裝置其中一者。
  34. 如請求項33所述之印刷電路板，其中該第一距離、該第二距離及該第三距離為垂直距離、側向距離、三維距離其中一者。
  35. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該資料組包含該印刷電路板的一三維模型。
  36. 如請求項35所述之印刷電路板，其中該三維模型包含一第一組尺寸及一第二組尺寸，該第一組尺寸對應於該印刷電路板的該些預設位置，該第二組尺寸對應於該印刷電路板中除了該些預設位置之外的多個位置，其中該第二組尺寸基於量測到的該些尺寸所計算。
  37. 如請求項35所述之印刷電路板，其中基於該印刷電路板的該資料組計算出該至少一鑽孔值的步驟包含基於該三維模型產生該印刷電路板的一虛擬剖面，其中該印刷電路板的該虛擬剖面能為該印刷電路板中對應於一鑽孔位置的任何剖面。
  38. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該些檢驗為即時的、產線上的及非破壞性的，且該至少一鑽孔值即時且自動地被饋送至該鑽孔機。
  39. 如請求項38所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統包含：一第一X射線源；一第一X射線感測器；一第二X射線源；以及一第二X射線感測器；其中該第一X射線源沿一第一軸線對齊於該第一X射線感測器，且該第二X射線源沿一第二軸線對齊於該第二X射線感測器，並且其中該第一軸線及該第二軸線於該印刷電路板中含有一鑽孔位置的部分彼此交錯。
  40. 如請求項38所述之印刷電路板，其中基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔的步驟包含：於該鑽孔機的該背鑽孔製程中，用一第一鑽孔速度於該印刷電路板上進行該些電鍍通孔其中一者的鑽孔，以得到一第一鑽孔深度；即時地接收來自該自動化高速X射線檢驗系統的該至少一鑽孔值；以及於該鑽孔機的該背鑽孔製程中，基於該至少一鑽孔值用一第二鑽孔速度於該印刷電路板上進行該些電鍍通孔其中該者的鑽孔，以得到一第二鑽孔深度，其中該第二速度小於該第一速度。
  41. 如請求項40所述之印刷電路板，其中該第二鑽孔深度為4密耳。
  42. 如請求項40所述之印刷電路板，其中該第二鑽孔深度為2密耳。
  43. 如請求項38所述之印刷電路板，其中基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔的步驟包含：即時地接收來自該自動化高速X射線檢驗系統的該至少一鑽孔值；以及於該鑽孔機的該背鑽孔製程中，於該印刷電路板上基於該至少一鑽孔值進行該些電鍍通孔的鑽孔。
  44. 如請求項38所述之印刷電路板，其中該製程更包含下列步驟：非破壞性地由該自動化高速X射線檢驗系統偵測該印刷電路板的至少一變化；即時地基於偵測到的該至少一變化計算該至少一鑽孔值；以及在該至少一變化造成任何缺陷之前基於計算出的該至少一鑽孔值即時地由該鑽孔機調整該背鑽孔製程。
  45. 如請求項44所述之印刷電路板，其中該至少一變化包含下列一或多者：製程變化、結構變化、系統變化。
  46. 如請求項44所述之印刷電路板，其中調整該背鑽孔製程包含調整下列一或多者：鑽孔位置、鑽孔深度、鑽孔角度、鑽孔速度、鑽頭。
  47. 如請求項38所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統具有0.02秒至0.05秒的反應時間。
  48. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統用於為了控制品質而客製化該背鑽孔製程並檢驗該印刷電路板。
  49. 如請求項48所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統非破壞性地偵測下列一或多者：鑽孔不足的柱體、過度鑽孔的電鍍通孔、鑽孔誤差、柱體套、鑽孔中斷、層體剝離、翹曲、層體錯位、燒結缺陷。
  50. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統非破壞性地檢驗具有第一尺寸及第二尺寸的該印刷電路板，該第一尺寸高達36英吋且該第二尺寸高達48英吋。
  51. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統用高達每天50萬樣本的一第一速度檢驗該印刷電路板，且該自動化高速X射線檢驗系統用每張影像5至10秒的一第二速度捕捉影像。
  52. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該至少一柱體部具有小於或等於6密耳的最大柱體長度，且該印刷電路板以高達56 Gbit/s的資料速率運作。
  53. 如請求項52所述之印刷電路板，其中該至少一柱體部具有4密耳± 2密耳的柱體長度。
  54. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該至少一柱體部具有小於或等於4密耳的最大柱體長度，且該印刷電路板以高達112 Gbit/s的資料速率運作。
  55. 如請求項54所述之印刷電路板，其中該至少一柱體部具有3密耳± 1密耳的柱體長度。
  56. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該至少一柱體部具有小於或等於2密耳的最大柱體長度，且該印刷電路板以高達256 Gbit/s的資料速率運作。
  57. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該些背鑽孔電鍍通孔具有多個阻抗，該些阻抗與該印刷電路板上的多個位置無關，各個該阻抗至少部分地由相關的至少一柱體的至少一柱體長度調諧。
  58. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的該些背鑽孔電鍍通孔的數量至少為100，該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 2密耳之內的柱體長度精準度。
  59. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的該些背鑽孔電鍍通孔的數量至少為100，該些電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
  60. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該印刷電路板為一高速印刷電路板並為下列其中一者：伺服器背板、線路卡、探針卡、行動電話板或測試板。
  61. 如請求項31所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統包含一人工智慧模組以及一機器學習演算法。
  62. 如請求項61所述之印刷電路板，其中檢驗的步驟包含：由該自動化高速X射線檢驗系統捕捉該印刷電路板的多個影像；以及由該自動化高速X射線檢驗系統使用該人工智慧模組及該機器學習演算法基於捕捉到的該些影像量測該些尺寸。
  63. 如請求項61所述之印刷電路板，其中基於該印刷電路板的該資料組計算出該至少一鑽孔值的步驟包含：使用該人工智慧模組及該機器學習演算法分析該印刷電路板的該資料組；以及使用該人工智慧模組及該機器學習演算法決定該一或多個鑽孔值。
  64. 如請求項61所述之印刷電路板，其中基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔的步驟包含：從該自動化高速X射線檢驗系統接收該至少一鑽孔值；以及在該鑽孔機的該背鑽孔製程中，基於接收到的該至少一鑽孔值以及該人工智慧模組和該機器學習演算法進行的即時分析在該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔。
  65. 一種印刷電路板，包含多個層體、多個導體線路及多個背鑽孔電鍍通孔，各個該背鑽孔電鍍通孔具有用小於或等於6密耳的最大柱體長度製造的至少一柱體部，該印刷電路板基於由一自動化高速X射線檢驗系統進行的多個檢驗而以低於或等於千分之一的缺陷率製造，該印刷電路板由一製程所製造，該製程包含下列步驟：由該自動化高速X射線檢驗系統檢驗該印刷電路板以在該印刷電路板的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出至少一鑽孔值；以及在一鑽孔機的一背鑽孔製程中，基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行多個電鍍通孔的鑽孔，其中該些背鑽孔電鍍通孔具有小於或等於6密耳的最大柱體長度，且該印刷電路板具有小於或等於千分之一的缺陷率。
  66. 如請求項65所述之印刷電路板，其中該些檢驗為即時的、產線上的以及非破壞性的，且該一或多個鑽孔值即時地且自動地被饋送至該鑽孔機。
  67. 如請求項66所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統包含：一第一X射線源、一第一X射線感測器、一第二X射線源及一第二X射線感測器，該第一X射線源沿一第一軸線對齊於該第一X射線感測器，且該第二X射線源沿一第二軸線對齊於該第二X射線感測器，其中該第一軸線及該第二軸線在該印刷電路板中含有一鑽孔位置的部分彼此交錯。
  68. 如請求項66所述之印刷電路板，其中基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔的步驟包含：於該鑽孔機的該背鑽孔製程中，用一第一鑽孔速度於該印刷電路板上進行該些電鍍通孔其中一者的鑽孔，以得到一第一鑽孔深度；即時地接收來自該自動化高速X射線檢驗系統的該至少一鑽孔值；以及於該鑽孔機的該背鑽孔製程中，基於該至少一鑽孔值用一第二鑽孔速度於該印刷電路板上進行該些電鍍通孔其中該者的鑽孔，以得到一第二鑽孔深度，其中該第二速度小於該第一速度。
  69. 如請求項66所述之印刷電路板，其中基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔的步驟包含：即時地接收來自該自動化高速X射線檢驗系統的該至少一鑽孔值；以及於該鑽孔機的該背鑽孔製程中，基於該至少一鑽孔值於該印刷電路板上進行該些電鍍通孔的鑽孔。
  70. 如請求項65所述之印刷電路板，其中該製程更包含下列步驟：非破壞性地由該自動化高速X射線檢驗系統偵測該印刷電路板的至少一變化；即時地基於偵測到的該至少一變化計算該至少一鑽孔值；以及在該至少一變化造成任何缺陷之前基於計算出的該至少一鑽孔值即時地由該鑽孔機調整該背鑽孔製程。
  71. 如請求項70所述之印刷電路板，其中該至少一變化包含下列一或多者：製程變化、結構變化、系統變化。
  72. 如請求項70所述之印刷電路板，其中調整該背鑽孔製程包含調整下列一或多者：鑽孔位置、鑽孔深度、鑽孔角度、鑽孔速度、鑽頭。
  73. 如請求項70所述之印刷電路板，其中該自動化高速X射線檢驗系統具有0.02秒至0.05秒的反應時間。
  74. 一種印刷電路板，包含多個層體、多個導體線路及多個背鑽孔電鍍通孔，各個該背鑽孔電鍍通孔具有基於由一自動化高速X射線檢驗系統進行的多個檢驗用小於或等於4密耳的最大柱體長度及± 1密耳之內的柱體長度精準度製造的至少一柱體部，該印刷電路板由一製程製造，該製程包含下列步驟：由該自動化高速X射線檢驗系統檢驗該印刷電路板以在該印刷電路板的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出至少一鑽孔值；以及在一鑽孔機的一背鑽孔製程中，基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行多個電鍍通孔的鑽孔，其中該些背鑽孔電鍍通孔具有小於或等於4密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
  75. 一種印刷電路板，包含多個層體、多個導體線路及多個背鑽孔電鍍通孔，各個該背鑽孔電鍍通孔具有基於由一自動化高速X射線檢驗系統進行的多個檢驗而用2密耳至6密耳的最大柱體長度及± 1密耳之內的柱體長度精準度製造的至少一柱體部，該印刷電路板由一製程製造，該製造包含下列步驟：由該自動化高速X射線檢驗系統檢驗該印刷電路板以在該印刷電路板的多個預設位置量測多個尺寸；基於量測到的該些尺寸為該印刷電路板產生一資料組；基於該印刷電路板的該資料組計算出至少一鑽孔值；以及在一鑽孔機的一背鑽孔製程中，基於計算出的該至少一鑽孔值在該印刷電路板上進行多個電鍍通孔的鑽孔，其中該些背鑽孔電鍍通孔具有2密耳至6密耳的最大柱體長度以及± 1密耳之內的柱體長度精準度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI765786B (zh) * 2021-03-31 2022-05-21 大陸商勝達克半導體科技（上海）有限公司 晶片測試機內提高抓取訊號精度的方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11651492B2 (en) * 2019-07-12 2023-05-16 Bruker Nano, Inc. Methods and systems for manufacturing printed circuit board based on x-ray inspection
CN114175743B (zh) * 2019-08-16 2024-06-25 华为技术有限公司 一种用于信号发送的方法、装置以及用于信号接收的方法、装置
TWM601814U (zh) * 2020-05-13 2020-09-21 金像電子股份有限公司 量測系統
US20230026067A1 (en) * 2021-07-21 2023-01-26 R&D Circuits Method for detecting and adjusting poor back drills in printed circuit boards
US11817231B2 (en) * 2021-08-16 2023-11-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Detection system for X-ray inspection of an object
US12040103B2 (en) 2021-08-16 2024-07-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Imaging optical arrangement to image an object illuminated by X-rays
EP4141805A1 (de) * 2021-08-30 2023-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum erzeugen, automatisierten annotieren und bereitstellen von trainings-bilddaten
TWI786894B (zh) * 2021-10-20 2022-12-11 國立清華大學 檢測方法
CN117078674B (zh) * 2023-10-14 2024-01-05 中电鹏程智能装备有限公司 一种pcba外观缺陷智能检测方法和检测***

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL135522A (en) * 2000-04-06 2005-11-20 Orbotech Ltd Optical inspection of laser vias
EP1390975A2 (en) * 2000-08-21 2004-02-25 The Board Of Regents, The University Of Texas System Flexure based translation stage
US7058474B2 (en) * 2000-11-08 2006-06-06 Orbotech Ltd. Multi-layer printed circuit board fabrication system and method
JP2003107022A (ja) 2001-09-28 2003-04-09 Hitachi Ltd 欠陥検査装置及び検査方法
US6982556B2 (en) * 2003-06-06 2006-01-03 Yieldboost Tech, Inc. System and method for classifying defects in and identifying process problems for an electrical circuit
US7440862B2 (en) * 2004-05-10 2008-10-21 Agilent Technologies, Inc. Combining multiple independent sources of information for classification of devices under test
US7353598B2 (en) * 2004-11-08 2008-04-08 Alien Technology Corporation Assembly comprising functional devices and method of making same
US7430729B2 (en) * 2005-03-16 2008-09-30 Motorola, Inc. Design rule report utility
US7368744B2 (en) * 2006-02-17 2008-05-06 Asml Netherlands B.V. Photon sieve for optical systems in micro-lithography
US20090326703A1 (en) * 2007-04-30 2009-12-31 Presley Bryan S Integrated miniature microelectronic device factory
US20100122224A1 (en) * 2007-05-03 2010-05-13 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for designing an integrated circuit
KR100882261B1 (ko) * 2007-07-25 2009-02-06 삼성전기주식회사 인쇄회로기판의 제조 방법 및 장치
US20090056116A1 (en) * 2007-08-07 2009-03-05 Micro Foundry Inc. Integrated miniature device factory
US8031929B2 (en) * 2007-09-21 2011-10-04 Teradyne, Inc. X-ray inspection of solder reflow in high-density printed circuit board applications
US7921404B2 (en) * 2007-12-11 2011-04-05 International Business Machines Corporation Method of reusing constraints in PCB designs
US20090178751A1 (en) * 2007-12-11 2009-07-16 Micro Foundry Inc. Integrated miniature microfluidics device factory and method for use
US8144973B2 (en) * 2009-03-24 2012-03-27 Orbotech Ltd. Multi-modal imaging
CN103049590A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 信号线检查***及方法
US9129715B2 (en) * 2012-09-05 2015-09-08 SVXR, Inc. High speed x-ray inspection microscope
US20150014044A1 (en) * 2013-07-15 2015-01-15 International Business Machines Corporation High speed via
US10295485B2 (en) * 2013-12-05 2019-05-21 Sigray, Inc. X-ray transmission spectrometer system
US10297359B2 (en) * 2013-09-19 2019-05-21 Sigray, Inc. X-ray illumination system with multiple target microstructures
US10352880B2 (en) * 2015-04-29 2019-07-16 Sigray, Inc. Method and apparatus for x-ray microscopy
US10247683B2 (en) * 2016-12-03 2019-04-02 Sigray, Inc. Material measurement techniques using multiple X-ray micro-beams
US10395362B2 (en) * 2017-04-07 2019-08-27 Kla-Tencor Corp. Contour based defect detection
US11270430B2 (en) * 2017-05-23 2022-03-08 Kla-Tencor Corporation Wafer inspection using difference images
US10895541B2 (en) * 2018-01-06 2021-01-19 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for combined x-ray reflectometry and photoelectron spectroscopy
US10622345B2 (en) * 2018-01-24 2020-04-14 Honeywell International Inc. Wafer trust via location locked circuit layout with measurable integrity
US10546088B2 (en) * 2018-04-03 2020-01-28 International Business Machines Corporation Document implementation tool for PCB refinement
US10572697B2 (en) * 2018-04-06 2020-02-25 Lam Research Corporation Method of etch model calibration using optical scatterometry
US10713769B2 (en) * 2018-06-05 2020-07-14 Kla-Tencor Corp. Active learning for defect classifier training
US11947890B2 (en) * 2019-05-10 2024-04-02 Sandisk Technologies Llc Implementation of deep neural networks for testing and quality control in the production of memory devices
US11651492B2 (en) * 2019-07-12 2023-05-16 Bruker Nano, Inc. Methods and systems for manufacturing printed circuit board based on x-ray inspection
US11175243B1 (en) * 2020-02-06 2021-11-16 Sigray, Inc. X-ray dark-field in-line inspection for semiconductor samples

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI765786B (zh) * 2021-03-31 2022-05-21 大陸商勝達克半導體科技（上海）有限公司 晶片測試機內提高抓取訊號精度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11651492B2 (en) 2023-05-16
WO2021011350A1 (en) 2021-01-21
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