[发明专利]将预定元件置于目标平台的装置和方法

说明书

本发明是基于申请号为200610109038.8，申请日为2006年7月31日，申请人“温泰克工业有限公司”，题为“将预定元件置于目标平台的装置和方法”的分案申请。

技术领域

本发明一般而言涉及组装技术，更具体地，本发明包括通过用各种探测技术把对准标记结合到元件上和把参考标记结合到目标平台上而在目标平台上检测和改进元件放置准确度的结构和方法。

背景技术

电子器件已经发展多年了。随着集成电路(IC)的复杂性和运行速度增加，具有超过几百或甚至一千的管脚数量的器件的数量不断增加，这并不是不寻常的。例如，高速设计需要更多的功率和接地管脚。这种差动对正在代替器件的输入和输出管脚(I/O)处的单端信号，以满足信号完整性要求。此外，随着芯片上系统变成现实，越来越多的管脚被添加到器件I/O中以支持更多的功能。总之，这些管脚中的许多(如果不是所有的话)趋于增加封装器件或元件中的管脚数量。

随着管脚数量的增加，器件的管脚间距趋于减少而限制封装尺寸的增加。减少的管脚间距，特别是如果管脚间距小于0.5mm，对将元件准确地置于目标平台(诸如，印刷电路板(PCB))上的放置设备提出了挑战。

传统的表面安装设备在目标焊接区图案的中心处使用直角坐标作为参考点以将元件置于PCB上。没有反馈来监视元件放置的准确度。没有适当的反馈，元件放置的准确度不确定。实际上，元件放置的准确度受到封装轮廓的缺陷、元件的触点阵列离理想格栅位置的偏离、PCB封装参考中的缺陷、放置设备的老化和内在公差等的影响。随着累积误差接近触点阵列的间距尺寸，将元件准确地放置在PCB上是个很大的问题。

在表面安装装配线中不难碰到元件放置问题，特别是放置细间距元件。例如，如果BGA元件不准确地置于PCB上，则会引起BGA触点阵列离理想的焊接区图案位置偏移，导致焊接不足或焊料桥接到PCB上相邻的垫。修正这些问题的返工是乏味的和昂贵的。对于在高密度PCB上的高价高管脚数量元件的返工更加糟糕。

而且，制造商经常使用插座将高端高管脚数量的芯片容纳在母板上。这使得用户能够在现场选择正确的速度等级的元件或中执行速度升级。然而，对用户或制造商来说，没有简便的方法来监视芯片是否正确地插在插座上或芯片是否与插座内的插孔良好地接触。

可见，需要用于检测和改进元件放置准确度以及用于检测接触状态的技术。

发明内容

本发明一般而言涉及组装技术，描述了在组装中改进元件放置的准确度的对准和探测技术。更具体地，本发明包括通过用各种探测技术把对准标记结合到元件上和把参考标记结合到目标平台上而在目标平台上检测和改进元件放置准确度的结构和方法。组成阵列以形成多传感器探头的一组传感器，能够在组装中检测位移元件的偏离。仅仅通过示例的方式，将本发明应用于将封装器件置于用于电子系统制造的电子衬底上。但是应认识到本发明具有更宽的应用范围。

在一个具体的实施例中，本发明提供了一种技术解决方案，用于IC或封装器件，在IC或封装器件上的预定的空间区域中具有一组一个或多个对准标记。根据该实施例，封装器件可以是封装在诸如塑料(例如，环氧)、陶瓷(例如，二氧化铝)或其它材料中的集成电路器件，封装器件含有多个I/O触点和多个连接到I/O触点的焊垫。封装器件可以是多IC堆叠器件、多封装堆叠器件或多芯片载体。封装器件还可以是层叠有各向异性传导弹性体(ACE)膜作为用于外部连接的互连界面的集成电路器件，等等。该组对准标记监视该封装器件在目标衬底或平台上的放置，以判断在器件上的多个外部连接是否精确地放置在诸如印刷电路板、母板、陶瓷板、裸管芯IC或其它封装器件和元件的目标衬底或平台上的焊接区图案处。如果封装器件没有精确地放置，则对准标记还能够用来获得反馈以调节器件位置的偏离。为了简便，IC和封装器件称为元件。

在一个具体的实施例中，对准标记是在元件上的参考区域，外部探头能够使用该对准标记监视在目标平台上的元件放置的精确度。结合在元件上的对准标记可以是在元件上作为直接对准标记的从顶部到底部的连接表面区域的传导路径，或可以是作为间接对准标记的在元件的底部处连接两个表面区域的不同的传导路径。除了在元件内作为传导路径，对准标记还可以是在元件上的简单表面标记，这取决于所使用的探测方法。对准标记的结构可以是简单的几何结构或一组几何结构。