采用光电效应测试电气迹的装置和方法制造方法及图纸

用于诸如电路板上的电气迹的测试器，包括：诸如为生成紫外线射束的激光器的电磁射束源；真空室；电极电路，包括电极和相应的电子器件，后者包括用于测量迹与电极之间的光电子流的电流表；控制器；激光束光学器件；图像采集系统；和一对宽带紫外线灯。在测试中，具有迹的板放置在处于低压的真空室中，这时在板的每一侧有格栅电极靠近迹区域。电极电子器件有选择地在每个电极上保持一个已知的电位。迹的准确的位置利用一个图像采集系统来确定。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试诸如在一个基片如印刷电路板上的电气迹(electrical trace)，测试其诸如开路、短路、颈缩(neck-down)或异常蚀刻；更具体地说涉及采用光电效应的测试方法。在制造电子元件方面，封装密度已经大大增大，导致位于具有许多从一侧到另一侧的连接的基片两侧的迹极其窄且薄。这种细迹制造困难，使得缺陷较为常见。因此，测试在基片两侧的细迹和从基片一侧到另一侧的连接的质量已经变得日益重要。大多数有关测试迹的常规方法涉及用一个或两个测试探针对迹进行物理接触。测试探针的物理放置精度和物理尺寸限制了其在大量测试方面的应用。许多电流迹小或密集，使得它们只能利用非常费时且不经济的过程与一个物理探针单独相连。虽然接触式探针可以获得并能够用于生产方式，然而接触的作用，更确切地说所需要的得到良好电接触的力太高，足以使薄薄的迹遭受永久性的损坏，使其无用。因此，一直需要一种用于测试开路、短路、颈缩(neck-down)或异常蚀刻的测试装置和方法，其中，迹不被物理接触，并且，不是过于费时。本专利技术是一种用于诸如在电路板的的电气迹的测试器，其优选实施例概略地说包括一个生成一紫外线射束的激光器；一个真空室；一个电极电路，包括电极和相应的电子器件，电子器件包括用于测量迹与电极之间的光电子流的电流表；一个控制器；一个激光束光学器件；一个图像采集系统；和一对宽带紫外线灯。在测试中，具有迹的板放置在处于低压的真空室中，这时在板的每一侧有格栅电极位于迹区域。电极电子器件有选择地在每个电极上保持一个已知的电位。迹的准确的位置利用一个图像采集系统来确定。迹被初始化至一个已知的电压，诸如通过(1)感应高压法，首先将一个较高的正电压施加到一个电极上，一个高负电压施加到另一个电极上，然后颠倒上述电压的极性；(2)电极的同时光电子效应照射，其方式是，将两个电极置于已知的正电压并利用宽带紫外线电磁源照射电极、板和迹；或者(3)激光法，其方式是，将电极置于已知的电压并使激光束高频振动，以撞击一部分电极和一条迹。把激光束照射在一个位置上以便释放光电子称作“询问(interrogating)”。一条迹上的两个点间的连续性是通过如下方式来确定的询问第一位置直到它充电至一个已知电压，然后询问第二位置。迹之间的短路通过如下方式来确定询问第一迹直到它被充电至一个已知电压，然后询问第二迹。通过结合附图阅读下面的详细说明将会更加清楚本专利技术的其他特征和许多伴随的优点，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件。附图说明图1为本专利技术迹测试器的一个优选实施例的示意表示图。图2为图1中的真空室及其内容物的放大视图。图3为图1中的图像采集单元的放大表示图。图4为电磁源装置和图1中的光束路单元的放大表示图。图5为一个代表性的基片和附近单元的放大的垂直剖视图。如图1和5中所最清楚表示的，基片80，诸如具有上侧81U和下侧81L的印刷电路板80P，具有要测试的电气迹85。一条给定的迹85可以包括在板上侧81U的上部85U和在板下侧81L的下部85L。每一条迹85包括用于连接电气元件的垫(pad)87，通常，位于每一条迹85端部的是端垫87E，如上端垫87EU和下端垫87EL。典型的是，迹85通过金属化通孔89从上侧81U通向下侧81L。测试器10，如图所示，测试在板80P的上、下两侧81U、81L上的迹85。可以对测试器10作出显而易见的修改，使其只测试在板80P的一侧上的迹85。迹测试器10概略地说包括一个电磁源装置20、一个真空室装置12、一个包括电极51和相应的电子线路55的电极电路49、一个控制器71和多个宽带电磁源装置18如宽带电磁源对18U、18L。另外参见图2，真空室装置可以具有常规的众所周知的设计，用于在测试空间13内产生真空压力并将其控制在规定的值。真空室装置12包括一个包围测试空间13的室12C；一个排气装置诸如真空泵14，用于降低测试空间13内的压力；用于存取的门(未示出)；和窗15，诸如上窗15U和下窗15L。真空室12的采用有助于测试器10的效率。板80P放置在真空室12内并被不妨碍测试器10工作的任何合适的装置支承。真空泵14将空间13抽空至大致真空的程度。图像采集图3为图1中的图像采集单元的放大表示图，测试器10通过图像采集单元确定测试迹85T在室12C中相对于光路元件的位置。优选地，板80P在室12内的手动或机械放置的初始精度大约为±1.02mm(±0.40英寸)。板80P放置的精确定位通过采用图像采集来确定。控制器71包括一个计算机并具有板80P上的迹85和其他标志的映象。控制器71经路径72U控制上伺服机构35U，而上伺服机构35U则将上电流束镜(galvo beam mirror)44U旋转到一个预定位置，该镜会俘获在板80P的上侧81U的基准、可识别特征的图像。此图像经扫描透镜46U、上电流束镜44U被反射，通过上高反射器41U和上望远镜式视觉系统47U至通过线73U连接于控制器71的上CCD采集系统48U。把基准的实际位置与由控制器71所提供的位置数据作比较。这种过程对第二个和也许存在的第三个已知的基准重复进行。所得的数据会提供X、Y位置偏移和/或比例因子，它们被用于确定板80P上的测试迹85T的每个上端垫87EU的位置数据。以同样的方式，控制器71经线73L控制下伺服机构35L，而该下伺服机构则将下电流束镜44L旋转到一个预定位置，该镜会俘获在板80P的下侧81L的基准的图像。此图像经扫描透镜46L、下电流束镜44L被反射，通过第一下高反射器41LS和下望远镜式视觉系统47L至通过线73L连接于控制器71的下CCD采集系统48L。把基准的实际位置与由控制器71所提供的位置数据作比较。这种过程对第二个和也许存在的第三个已知的基准重复进行。所得的数据会提供X、Y位置偏移和/或比例因子，它们被用于确定板80P上的测试迹85T的每个下端垫87EL的位置数据。在板80P的两侧执行这一任务不仅校正了板80P定位误差，而且解决了在板80P的上侧81U的迹的图案相对板80P的下侧81L的迹的图案的定位或对准方面的任何误差，并解决了材料伸展和收缩的问题。这样，控制器71知道板80P上的迹85相对于光路元件的实际位置。光束路图4为图1中的电磁源装置20和光束路单元的放大表示图。电磁源装置20一般包含一个电磁辐射源21，如紫外线激光器22，用于生成一束电磁辐射束24，如紫外光束；和包括用于将射束24分成上、下射束24U、24L的分束器42的光路元件38，用于把射束24U、24L射向室12C。尽管图示了一个单独的源21用于生成射束24U、24L，但是可以采用多个源。激光器22可以是连续式的、脉冲式的、Q开关式的或锁模式的。Q开关式的优选。上射束24U通过上光闸43U和上射束调节光学器件37U，离开上高反射器41U，至上电流束镜44U，然后通过上扫描透镜46U、窗15U和上电极51U，至一个具体的靶，诸如到达测试迹85T或一个端垫87E。扫描透镜45U和45L已经为平面聚焦场而设计，同时在同一扫描区域既维持视觉也维持紫外线波长。光闸43U和43L用来通过使射束24U和24L照射迹85T的端垫87EU和87EL而控制测试时间。光闸43U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试电气迹（８５）的测试器（１０），其特征在于，它包括：电磁源（１８），首先用于把电磁辐射（２１）的第一射束（３９Ｕ）射到一个电气迹（８５Ｕ）上的第一位置上，以在其上产生光电效应，另外用于把电磁辐射（２５）的第二射束（３９Ｌ）射 到上述迹（８５）上的第二位置上，以在其上产生光电效应；电极电路（４９），包括一个置于上述迹（８５）附近的电极（５１），所述电极电路（４９）用于把所述电极（５１）保持在给定的电位，以便收集通过上述射束（３９Ｕ，３９Ｌ）在迹（８５）上产生的 光电效应而释放的电子；和一个仪表（５７），用于测量在所述电极电路（４９）和迹（８５）之间的光电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥A库吉尼，
申请(专利权)人：马尼亚泰克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]