DE60018655T2

DE60018655T2 - Prüfvorrichtung

Info

Publication number: DE60018655T2
Application number: DE60018655T
Authority: DE
Inventors: Mitsutoshi Nagano-shi Higashi; Kei Nagano-shi Murayama
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2020-08-26
Also published as: EP1079420A3; DE60018655D1; KR20010021438A; US6738504B1; EP1079420A2; EP1079420B1; KR100711225B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer Fehlausrichtung der Spitzen der externen Anschlussstücke einer Halbleitervorrichtung und einen Teilehalter, der dieselbe verwendet.
Die herkömmliche Überprüfung einer Fehlausrichtung der externen Anschlussstücke einer Halbleitervorrichtung, insbesondere Überprüfung des Auftretens von Biegungen bei leicht biegbaren stiftförmigen externen Anschlussstücken, die ein Stiftraster-Array (PGA, Pin Grid Array) bilden, umfasst Einstrahlen von Licht aus einer ringförmigen Lichtquelle auf eine externe Anschlussstücke tragende Oberfläche einer Halbleitervorrichtung und Aufnehmen eines ebenen Bildes der externe Anschlussstücke tragenden Oberfläche unter der Bedingung, dass die Schatten der externen Anschlusstücke so schwach wie möglich sind. Das ebene Bild wird dann verarbeitet, beruhend auf der Helligkeit, so dass helle Stellen als die Bereiche einschließlich der Spitzen definiert werden und dann die Schwerpunkte der Bereich als die Positionen der Spitzen in einer zweidimensionalen Ebene bestimmt werden. Die so bestimmten Positionen der Spitzen werden bewertet, ob sie innerhalb eines Referenzbereichs fallen oder nicht, wodurch die Überprüfung einer Fehlausrichtung der Spitzen, das heißt, von Biegungen in den stiftförmigen externen Anschlussstücken vervollständigt wird.
Die herkömmliche Überprüfung kann erfolgreich auf ein externes Anschlussstück in der Form eines geraden Stiftes, welches aufrecht auf einem Elektrodenfeld steht, angewandt werden.
Jedoch kann die herkömmliche Überprüfung nicht erfolgreich auf neueste Halbleitervorrichtungen angewandt werden, wie zum Beispiel die in 1 gezeigte, in welchen gekrümmte externe Anschlussstücke 14 normalerweise eine Biegung einschließen, da die Mittelteile sich lateral weg von den Positionen der Elektrodenanschlussflecke 10 erstrecken.
Daher umfassen die gekrümmten externen Anschlussstücke normalerweise eine Verschiebung der Spitzen in Bezug auf die Positionen der Elektrodenanschlussflecke 10. Bezugnehmend auf die 3A und 3B sind, wenn eine ringförmige Lichtquelle die gekrümmten externen Anschlussstücke (3A) bestrahlt, die hellen Stellen B der Elektrodenfelder 10 und die hellen Stellen C der Spitzen A einander sehr nahe (3B), so dass es schwierig ist, beide Stellen B und C voneinander zu unterscheiden, wenn die Positionen der Spitzen A bestimmt werden, was schließlich zu einer Schwierigkeit beim Bereitstellen einer genauen Prüfung der Fehlausrichtung der Spitzen A führt.
US-A-6211959 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen des Vorhandenseins von Kugelrasterarray-Verbindungskugeln. Bei diesem System wird das Kugelrasterarray schief ausgeleuchtet und das sich ergebende Bild wird analysiert, um sicherzustellen, dass sowohl die hellen Stellen, die von den Kugeln herrühren, als auch die dunklen Bereichen, welche von dem Schatten, der von den Kugeln geworfen wird, herrühren, überprüft werden, und auf diese Art und Weise wird zwischen der Anwesenheit einer Kugel und der Anwesenheit eines Defekts unterscheiden.
Gemäß dieser Erfindung umfasst eine Prüfvorrichtung und Halbleitervorrichtungskombination: eine Halbleitervorrichtung mit einer Oberfläche, die Elektrodenanschlussflecke und externe Anschlussstücke umfasst, wobei die externen Anschlussstücke im Wesentlichen halbkugelförmige Sockel, die an die Elektrodenanschlussflecke gebunden sind, und Spitzen an ihren anderen Enden haben und in eine gekrümmte Form gebogen sind, wobei sich die jeweiligen Mittelteile lateral weg von den Positionen der Elektrodenanschlussflecke erstrecken; und
eine Prüfvorrichtung umfassend ein Lichtbestrahlungsmittel zum Bestrahlen der Oberfläche der Halbleitervorrichtung,
ein Bildaufnahmemittel zum Aufnehmen eines ebenen Bildes der Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines optischen Systems, um Bilddaten bereitzustellen; und
Prüfmittel zum Prüfen einer Fehlausrichtung der Spitzen der externen Anschlussstücke, beruhend auf den Bilddaten;
wobei das Lichtbestrahlungsmittel so positioniert und angeordnet ist, dass die Oberfläche der Halbleitervorrichtung aus einer Richtung, die schräg oberhalb und im Allgemeinen entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher sich die Mittelteile der externen Anschlussstücke von den Elektrodenanschlussflecken weg erstrecken, bestrahlt wird, so dass nur eine Seite der im Wesentlichen halbkugelförmigen Sockel bestrahlt wird.
Das externe Anschlussstück wird im Allgemeinen durch Ball-bonding eines Drahts aus Gold oder einem anderen Metall mit den Elektrodenanschlussflecken gebildet. Die so gebildete halbkugelförmige konvexe Oberfläche hat eine Seite, welche das Licht von dem Lichtbestrahlungsmittel reflektiert, und die andere Seite, welche nicht von dem Licht von der Lichtbestrahlungseinheit bestrahlt wird und nicht hell ist. Es ist diese andere Seite, welche den Spitzen am nächsten ist.
Deswegen bildet die helle Stelle des Elektrodenanschlussflecks eine Halbmondform mit einer dunklen Seite, die der hellen Stelle der Spitze des externen Anschlussstückes gegenüberliegt, um eine erhöhte Entfernung zwischen der hellen Stelle des gekrümmten Anschlussflecks und der hellen Stelle der Spitze des externen Anschlussstückes im Vergleich mit derjenigen bereitstellt, die von der herkömmlichen Ausleuchtung durch eine ringförmige Lichtquelle bereitgestellt wird. Daher ist die helle Stelle der Spitzen der externen Anschlussstücke von den hellen Stellen der Elektrodenanschlussflecke leicht zu unterscheiden, um die Positionen der Spitze zu bestimmen, wodurch eine genaue Überprüfung einer Fehlausrichtung der Spitzen bereitgestellt wird.
Das optische System ist vorteilhafterweise telezentrisch auf einer Objektseite oder sowohl auf Objekt- als auch Bildseite. Mit dem telezentrischen optischen System wie spezifiziert hat das von den Spitzen der externen Anschlussstücke reflektierte Licht im Wesentlichen parallele Hauptstrahlen, so dass jede Änderung in der Höhe der Halbleitervorrichtung sowie im Überprüfungsobjekt keine Überprüfungsfehler bei dem Umfangsteil des Objekts, das heißt, Parallaxenfehler aufgrund des Feldwinkels verursachen würde, um eine verbesserte Genauigkeit beim Prüfen einer Fehlausrichtung der Spitzen der externen Anschlusstücke bereitzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Teilehalter bereitgestellt, umfassend:
eine Kombination gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung;
einen Haltekopf zum Halten und Freigeben der Halbleitervorrichtung;
eine Kopfüberführungseinheit, die den Haltekopf in drei Dimensionen bewegt; und
eine Steuereinheit zum Steuern des Haltekopfs beim Halten und Freigeben der Halbleitervorrichtung, der Kopfüberführungeinheit beim Bewegen des Haltekopf und der Prüfvorrichtung beim Prüfen der Fehlausrichtung der Spitzen der externen Anschlussstücke, so dass die Halbleitervorrichtung von dem Haltekopf gehalten wird, von der Kopfüberführungseinheit in die Prüfposition überführt wird und von der Prüfvorrichtung auf die Fehlausrichtung hin überprüft wird.
Ein bestimmtes Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird nun in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
1 einen Querschnitt einer Halbleitervorrichtung mit gekrümmten externen Anschlussstücken zeigt, die vorteilhafterweise von einer Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung überprüft werden können;
2 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Halbleitervorrichtung zeigt;
3A eine Seitenansicht einer Halbleitervorrichtung mit gekrümmten externen Anschlussstücken bei der Überprüfung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
3B ein ebenes Bild der in 3A gezeigten gekrümmten externen Anschlussstücke zeigt, die von der herkömmlichen Überprüfung abgebildet werden;
4 ein Blockdiagramm eines Teilhalters zeigt, einschließlich einer Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5A eine Seitenansicht einer Halbleitervorrichtung mit gekrümmten externen Anschlussstücken bei der Überprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5B ein ebenes Bild der in 5A gezeigten gekrümmten externen Anschlusstücke zeigt, die von einer Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung abgebildet werden;
6 eine ebene Ansicht eines Teilehalters zeigt, auf welchen die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise angewendet wird;
7 ein Bild einer externe Anschlussstücke tragenden Oberfläche mit gekrümmten externen Anschlüssen einer Halbleitervorrichtung zeigt, die von der herkömmlichen Überprüfung abgebildet werden;
8 ein Bild derselben externen Anschlussstückoberfläche, wie in 7 gezeigt, zeigt, abgebildet durch die Überprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
9 ein Bild zeigt, das aus dem in 8 gezeigten Bild gemäß der vorliegenden Erfindung weiter verarbeitet wurde.
1 und 2 zeigen in Querschnitt und Draufsicht eine Halbleitervorrichtung mit gekrümmten externen Anschlussstücken, auf welche die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise angewandt wird.
Eine Halbleitervorrichtung 16 hat Elektrodenanschlussflecke 10 und gekrümmte externe Anschlussstücke 14, die auf den Elektrodenanschlussflecken 10 stehen und an diese gebunden sind. Die gekrümmten externen Anschlusstücke 14 werden von gebogenen Metalldrähten gebildet, wobei jedes einen Mittelteil hat, der sich lateral weg aus der Position des entsprechenden Elektrodenflecks 10 in der rechten Richtung auf den Zeichnungen bewegt, um eine Federeigenschaft bereitzustellen.
Die Krümmung wird unter Verwendung einer Kapillare gebildet, indem ein dünner Draht 12 aus Gold oder einem anderen Metall an einen der Elektrodenanschlussflecke 10 auf der externe Anschlussstücke tragenden Oberfläche 16a der Halbleitervorrichtung 16 durch Ball-bonding gebunden wird, Ziehen des gebundenen Drahtes 12 nach oben, so dass der Draht 12 auf dem Anschlussfleck 10 aufrecht steht, Biegen des Drahts 12 bei einem niedrigeren Punkt lateral in Bezug auf den aufrechten Draht 12, weiteres Biegen des Drahtes 12 nach oben bei einem höheren Punkt und Elektroentladungsschneiden des Drahts 12 bei einer bestimmten Höhe, um die gekrümmte Form oder eine Form eines gefallenen Z bereitzustellen. Derselbe Vorgang wird für jeden der Anschlussflecke 10 wiederholt.
Da der Draht 12 an den Anschlussfleck 10 kugel-gebondet (ball-bonded) ist, hat der Anschlussfleck nach dem Bonden (Bonding) eine konvexe halbkugelförmige obere Oberfläche, die von einem Sockelbereich des Drahts 12 definiert wird, der die anfängliche Oberfläche des Anschlussflecks 10 bedeckt.
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Stiftrasterarray, das durch Anbringen von steifen geraden Stiften an ein Substrat gebildet wird, die vorher in eine gewünschte Länge geschnitten worden sind, umfasst das oben erwähnte Verfahren des Bildens gekrümmter Stifte sowohl in der vertikalen als auch in der lateralen Richtung eine größere Fehlausrichtungsmöglichkeit, da der Draht auf jeden der Elektrodenanschlussflecke gebogen werden muss und da das Elektroentladungsschneiden unausweichbarer Weise einen kleinen Zeitabstand zwischen dem Beginn der Entladung und der Vollendung des Schneidens einschließt.
Außerdem hat das gekrümmte externe Anschlussstück, das durch Biegen eines dünnen Drahts gebildet wurde, eine sehr viel geringere Stärke als der PGA-Stift und kann während Transport oder weiterer Handhabung leicht gebogen werden, was auch eine größere Möglichkeit zur Fehlausrichtung in der vertikalen und lateralen Richtung zur Folge hat.
Es ist deswegen absolut erforderlich, dass die Halbleitervorrichtung 16 vor dem Verschiffen von einem Zulieferer darauf geprüft werden muss, ob die Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 in den vorgesehenen richtigen Positionen sind, indem die die externen Anschlussstücke tragende Oberfläche 16a der Halbleitervorrichtung 16 angesehen wird. Benutzer müssen auch die Überprüfung vor dem Festmachen der bereitgestellten Halbleitervorrichtung auf einer Hauptplatine (Motherboard) durchführen. Daher gibt es keine Erfordernis für eine Prüfvorrichtung für Halbleitervorrichtungen und einen Teilehalter mit der darin installierten Prüfvorrichtung.
Bezugnehmend auf die 1 bis 6 arbeitet eine Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt.
Eine Lichtbestrahlungseinheit 22 (4) strahlt Licht auf die Oberfläche 16a der Halbleitervorrichtung 16, welche die externen Anschlussstücke 14 hat, die darauf gebildet sind, nur von einer Seite, die den sich lateral erstreckenden Mittelteilen der externen Anschlussstücke 14 in Bezug auf die Elektrodenanschlussflecke 10 gegenüberliegt, und von schräg oberhalb, aber nicht von unmittelbar oberhalb (5A). Die Lichtbestrahlungseinheit 22 hat bevorzugt eine Linien- oder Bereichslichtquelle, nicht eine Punktlichtquelle, um im Wesentlichen parallele Lichtstrahlen so auszustrahlen, dass die externen Anschlussstücke 14, die auf der Oberfläche 16a der Halbleitervorrichtung 16 stehen, gleichmäßig von dem Licht unter der oben angegebenen Bedingung bestrahlt werden, um ein ebenes Bild für die Bildaufnahmebaugruppe bereitzustellen, wie es hier später ausführlich beschrieben werden wird. Die Lichtbestrahlungseinheit 22 kann in geeigneter Weise vorbereitet werden, indem ein gängiges preiswertes Ringlicht mit einer Lichtabschirmplatte abgeschirmt wird, um zu erlauben, dass Licht in einer einzigen Richtung wie spezifiziert eingestrahlt wird. Lichtemittierende Dioden (LEDs) können in einer Ebene angeordnet werden, um Strahlung von parallelen Lichtstrahlen bereitzustellen.
Die Lichtbestrahlungseinheit 22 hat bevorzugt eine LED, ein zylindrisches Linsensystem oder andere stark gerichtete Belichtungsvorrichtungen, um selektive Reflexion von den Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 zu erleichtern, um Überprüfung der externen Anschlussstücke 14 mit einer verbesserten Deutlichkeit bereitzustellen.
Im Gegensatz zu der herkömmlichen Umgebungsbeleuchtung von einer Ring-Lichtquelle strahlt die vorliegende Erfindung Licht zu der externe Anschlussstücke tragenden Oberfläche 16 in einer einzigen Richtung von schräg oben, um die folgenden Vorteile bereitzustellen.
Wie vorher erwähnt bilden die Spitzen A der externen Anschlussstücke 14, wenn die Oberfläche 16a, welche die externen Anschlussstücke 14 der Halbleitervorrichtung 16 trägt, Bestrahlung von Licht in allen Richtungen von einer Ringlichtquelle, wie in 3A gezeigt, unterworfen wird, die hellen Stellen C und zur selben Zeit bilden die konvexen halbkugelförmigen Sockel 12a der externen Anschlussstücke 14 auch die größeren kreisförmigen hellen Stellen B, wie in 3B gezeigt. Da die größeren kreisförmigen hellen Stellen B der Sockel 12a sehr nahe an den hellen Stellen C der Spitzen A sind, sind die hellen Stellen C getrennt von den hellen Stellen B schwierig zu entdecken. Deswegen können die Positionen der Spitzen A nicht genau nachgewiesen werden, was Überprüfen einer Fehlausrichtung der Spitzen A mit einer praktisch annehmbaren Genauigkeit verhindert.
Im Gegensatz dazu ist die Oberfläche 16a, welche die externen Anschlussstücke 14 der Halbleitervorrichtung 16 trägt, gemäß der vorliegenden Erfindung Strahlung von Licht von schräg oben in einer einzigen Richtung entgegen der Richtung der Mittelteile, die sich von den Positionen der Sockel 12a oder Anschlussflecke 10 wie in 5A gezeigt weg erstrecken, unterworfen, so dass die Sockel 12a, mit der konvexen halbkugelförmigen Oberfläche nur auf der Seite bestrahlt werden, welche der Lichtquelle 22 gegenüberliegt, und nicht auf der anderen Seite bestrahlt werden. Als Ergebnis bilden die hellen Stellen B der Elektrodenanschlussflecke 10 wie in 5B gezeigt Halbmond-Formen mit der dunklen Seite, welche den hellen Stellen C der Spitzen A der externen Anschlusstücke 14 gegenüberliegt, um eine vergrößerte Ent fernung L zwischen den Stellen B und C im Vergleich mit der herkömmlichen Ring-Beleuchtung in allen Richtungen bereitzustellen, wobei kreisförmige Stellen B der Anschlussflecke 10 bereitgestellt werden, so dass die Stellen C der Spitzen A leicht von den Stellen B der Anschlussflecke 10 bei der Bildverarbeitung unterschieden werden, um eine genaue Bestimmung der Positionen der Spitzen A zu gewährleisten, wobei eine genaue Überprüfung einer Fehlausrichtung der Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 bereitgestellt wird.
Die tragenden Oberfläche 16a kann nicht auf einmal abgebildet werden, sondern kann Bereich nach Bereich abgebildet werden, wenn die externen Anschlussstücke 14 dicht auf der tragenden Oberfläche 16a angeordnet werden, oder wenn die Mittelteile der gekrümmten externen Anschlussstücke 14 sich in verschiedenen Richtungen in verschiedenen Bereichen der tragenden Oberfläche 16a erstrecken. In diesem Fall kann die Lichtbestrahlungseinheit 22 und die Bildaufnahmebaugruppe 24 in der Größe verringert werden, um im Wesentlichen parallele Lichtstrahlen auf einen einheitlichen Bereich der tragenden Oberfläche 16a zu strahlen.
Die Bildaufnahmebaugruppe 24 umfasst ein optisches System 26 und eine Kamera 28 von der CCD-oder einer anderen Art, um ein ebenes Bild der tragenden Oberfläche 16a aufzunehmen, welche die externen Anschlussstücke 14 trägt. Um genaue Überprüfung der Positionen der Spitzen A der Anschlussstücke 14 bereitzustellen, muss eine Umfangsverzerrung in dem ebenen Bild minimiert werden. Zu diesem Zweck, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ist das optische System telezentrisch auf der Objektseite oder sowohl auf Objekt- und Bildseite, so dass die Umfangsverzerrung minimiert werden kann, während das optische System in der Größe verringert wird. Ein telezentrisches optisches System der Objektgrößen-Art ist zum Beispiel in der JP-A-7-325036 offenbart. Das telezentrische optische System hat vollständig parallele Hauptlichtstrahlen in einem Objektraum und stellt eine minimierte Umfangsverzerrung bereit, so dass eine genaue Überprüfung der Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 erreicht wird, sogar mit einer Linse, die eine schmale Öffnung hat.
Bei einer Anordnung, in welcher das optische System 26 (4) der Bildaufnahmebaugruppe 24 angeordnet ist, um eine optische Achse senkrecht zu der Oberfläche 16a und zu den sich lateral erstreckenden Mittelteilen der externen Anschlussstücke 14 zu haben, ist die Lichtbestrahlungseinheit 22 bevorzugt angeordnet, um Licht in einem Winkel θ (5A) von größer als 0° und nicht größer als 45° in Bezug auf die Oberfläche 16a zu bestrahlen, so dass das optische System 26 keine hellen Bilder der Oberfläche 16a oder der Mittelteile der externen Anschlussstücke 14 empfängt, sondern nur ein helles Bild der Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 empfängt, um die Überprüfung der externen Anschlussstücke 14 mit einer verbesserten Deutlichkeit zu erleichtern. Wenn der Winkel θ größer als 45° ist, empfängt das optische System 26 nicht nur von den Spitzen A, sondern auch von der Oberfläche 16a der Mittelteile der externen Anschlussstücke helle Bilder, was eine gute Überprüfung verhindert. Der Winkel θ muss größer als 0° sein, um helle Stellen C der Spitzen A bereitzustellen.
Bei einer Anordnung, in welcher das optische System 26 angeordnet ist, um eine optische Achse nicht senkrecht, sondern geneigt in einem Winkel α (α≠$90°) zu der Oberfläche 16a und zu den sich lateral erstreckenden Mittelteile der externen Anschlussstücke 14 zu haben, ist der Winkel α bevorzugt θ ± (10° bis 90°), um ein helles Bild der Spitzen A in einem dunklen Hintergrund bereitzustellen, um eine gute Überprüfung mit einer verbesserten Deutlichkeit zu erleichtern. Wenn der Winkel α ungefähr gleich dem Winkel θ ist, wird die Erkennung der Spitzen A durch ein intensives Reflexionslicht von den anderen Teilen verhindert.
Die Bildaufnahmebaugruppe 24 umschließt auch eine Bildverarbeitungseinheit 30, welche die importierten Bilddaten in binäre Daten für digitales Verarbeiten in einer Prüfeinheit oder Systemsteuereinheit 32 konvertiert und welche auch die Differenzierung der Bilddaten bewirkt, um eine verbesserte Erkennungsgenauigkeit bereitzustellen. Die Bildverarbeitungseinheit 30 kann von der Bildaufnahmebaugruppe 24 getrennt sein.
Die Systemsteuereinheit 32 wirkt als eine Überprüfungseinheit, welche Fehlausrichtung der Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 durch Musterabgleich oder andere Methoden überprüft, die auf den Bilddaten des in die Bildaufnahmegruppe 24 importierten ebenen Bilds beruhen, so dass irgendwelche externen Anschlussstücke mit fehlerhaft ausgerichteten Spitzen A in Bezug auf die richtigen Positionen geprüft werden können.
Die Systemsteuereinheit 32 steuert auch die Lichtbestrahlungseinheit 22, um Licht bei einer für die Bildaufnahmebaugruppe 24 geeigneten Intensität auszustrahlen.
Eine Datenspeichereinheit 34 speichert Daten wie zum Beispiel Referenzdaten zum Musterabgleich.
Bezugnehmend auf 4 und 6 arbeitet ein Teilehalter 36 einschließlich der Prüfvorrichtung 20 wie folgt.
Ein Haltekopf 38 hält und gibt eine Halbleitervorrichtung 16 frei durch Absorption oder ähnliches. Der Teilehalter 36 kann auch zum Halten von anderen elektronischen Teilen als die Halbleitervorrichtung 16 mit dem dafür angepassten Haltekopf 38 verwendet werden.
Der Haltekopf 38 wird durch eine Kopfüberführungseinheit 40 dreidimensional bewegt und wird gedreht, um die Halbleitervorrichtung 16, die daran adsorbiert ist, in die notwendigen Richtungen auszurichten. Die Kopfsteuereinheit 42 steuert den Absorptions- und Freigabevorgang des Haltekopfs 38 und steuert die Bewegung der Kopfüberführungseinheit 40.
Der Teilehalter 36 umfasst auch eine Transportleitung 46 zum Transportieren eines Substrats, auf welchem die Halbleitervorrichtung 16 oder andere elektronische Teile festzumachen sind, und eine Teileversorgungsstation 52 mit einer Versorgungswanne 48 zum Versorgen der Halbleitervorrichtung und einen Bandzubringer 50 zum Zubringen anderer kleiner elektronischer Teile.
Die Prüfvorrichtung 20 ist zwischen der Transportleitung 46 und der Teileversorgungsgsstation 52 angeordnet, um Fehlausrichtungen der Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 der Halbleitervorrichtung, die auf dem Haltekopf 38 gehalten wird, zu überprüfen. Wenn eine Prüfvorrichtung 20 für die Überprüfung der Halbleitervorrichtung 16 mit gekrümmten externen Anschlussstücken 14 ausgebildet ist, kann, falls nötig, eine andere Prüfvorrichtung auch neben der Prüfvorrichtung 20 angeordnet werden, um Überprüfung auch von anderer elektronischer Teile als die Halbleitervorrichtung 16 auszuführen. Die Prüfvorrichtung 20 kann eine Lichtquelle haben, die mit einer Ringlichtquelle zum Überprüfen anderer elektronischer Teile austauschbar ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Systemsteuereinheit 32 der Prüfvorrichtung 20 auch die Kopfsteuereinheit 42 steuern, wobei der Absorptions- und Freigabevorgang des Haltekopfs 38 und die Überführungsbewegung des Haltekopf 38 gesteuert wird, so dass die Systemsteuereinheit 32 als eine Steuereinheit des Teilehalters 36 wirkt.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird der Haltekopf 38 zu der Teileversorgungsstation 52 überführt und hält ein vorherbestimmtes elektronisches Teil durch Absorption und, wenn das elektronische Teil eine Halbleitervorrichtung mit gekrümmten externen Anschlussstücken 14 ist, wird der Kopf 38 dann in eine Prüfposition E überführt, bei welcher die Prüfvorrichtung 20 angeordnet ist, wo die Spitzen A der externen Anschlussstücke 14 auf Fehlausrichtung überprüft werden.
Wenn das Überprüfungsergebnis gut ist, wird der Kopf 38 in eine Befestigungsposition auf einem Substrat 44 überführt, befestigt die Halbleitervorrichtung 16 auf dem Substrat 44 an Ort und Stelle, gibt die Halbleitervorrichtung 16 frei und wird zu der Teileversorgungsstation 52 zum Halten der nächsten Halbleitervorrichtung 16 zurückgebracht.
Die Prüfvorrichtung 20 überprüft im Wesentlichen laterale Fehlausrichtung der Spitzen A in einer zu der die externen Anschlussstücke tragenden Oberfläche 16a der Halbleitervorrichtung parallelen Ebene und, falls nötig, kann die Vorrichtung 20 auch vertikale Fehlausrichtung oder Veränderung in der Höhe der Spitzen A überprüfen, indem die Tiefe des Felds des optischen Systems 26 eingeschränkt wird, so dass nur die Spitzen A mit einer geeigneten Höhe mit der eingeschränkten Tiefe des Felds überdeckt werden und andere Bilder außerhalb des Fokus sind, das heißt, eine Spitze A mit einer Höhe, die nicht mit der eingeschränkten Tiefe des Felds überdeckt wird, stellt eine erhöhte Größe der hellen Stelle bereit, die von der Prüfvorrichtung leicht nachgewiesen wird.
Die 7, 8 und 9 sind Fotografien, welche Bilder einer externe Anschlussstücke tragenden Oberfläche mit gekrümmten externen Anschlussstücken einer Halbleitervorrichtung zeigen, in welchen die 7 und 8 die Bilder zeigen, die jeweils von der Kamera 28 in der herkömmlichen Vorrichtung und in der vorliegenden erfinderischen Vorrichtung genommen werden, und die 9 ein Bild zeigt, das aus dem in 8 gezeigten Bild gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet wurde. Bei dem herkömmlichen in 7 gezeigten Bild sind die Bilder der Spitzen A der externen Anschlussstücke nicht unterscheidbar von den Bildern anderer Teile der externen Anschlussstücke. Im Gegensatz dazu sind bei den in 8 und 9 gezeigten Bildern der vorliegenden Erfindung die Bilder der Spitzen der externen Anschlussstücke deutlich von den anderen Bildern zu unterscheiden.
Wie hier beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Prüfvorrichtung für Halbleitervorrichtungen bereit, welche die genaue Überprüfung einer Fehlausrichtung der Spitzen der externen Anschlussstücke ermöglicht, die von gekrümmten Metalldrähten geformt werden. Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Teilehalter einschließlich der Prüfvorrichtung zur Verfügung.

Claims

Prüfvorrichtung und Halbleitervorrichtungskombination, umfassend: eine Halbleitervorrichtung (16) mit einer Oberfläche (16a), die Elektrodenanschlussflecke (10) und externe Anschlussstücke (14) einschließt, wobei die externen Anschlussstücke (14) im Wesentlichen halbkugelförmige Sockel (12a), die an die Elektrodenanschlussflecke (10) gebunden sind, und Spitzen (A) an ihren anderen Enden haben und in eine gekrümmte Form (12) mit entsprechenden Mittelteilen gebogen sind, welche sich seitlich von den Positionen der Elektrodenanschlussflecke (10) weg erstrecken; und eine Prüfvorrichtung (20) umfassend ein Lichtbestrahlungsmittel (22) zum Bestrahlen der Oberfläche (16a) der Halbleitervorrichtung (16), ein Bildaufnahmemittel (24) zum Aufnehmen eines ebenen Bilds der Halbleitervorrichtung (16) unter Verwendung eines optischen Systems (26), um Bilddaten bereitzustellen; und Prüfmittel (32, 34) zum Prüfen einer Fehlausrichtung der Spitzen (A) der externen Anschlussstücke (14), beruhend auf den Bilddaten; wobei das Lichtbestrahlungsmittel (22) so positioniert und angeordnet ist, dass die Oberfläche (16a) der Halbleitervorrichtung (16) aus einer Richtung, die schräg oberhalb und im Allgemeinen entegegengesetzt zu der Richtung, in welcher sich die Mittelteile der externen Anschlussstücke (14) von den Elektrodenanschlussflecken (10) weg erstrecken, bestrahlt wird, so dass nur eine Seite der im Wesentlichen halbkugelförmigen Sockel (12a) bestrahlt wird.
Kombination gemäß Anspruch 1, wobei das optische System (26) auf einer Objektseite oder auf beiden Objekt- und Bildseiten telezentrisch ist.
Kombination gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das optische System (26) positioniert ist, um eine optische Achse zu haben, die senkrecht zur Oberfläche (16a) die Halbleitervorrichtung und zu den Mittelteilen der externen Anschlussstücke (14) ist, und das Lichtbestrahlungsmittel (22) positioniert ist, um Licht in einem Winkel θ von größer als 0° und nicht größer als 45° bezüglich der Oberfläche (16a) der Halbleitervorrichtung einzustrahlen.
Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das optische System (26) positioniert ist, um eine optische Achse zu haben, die nicht senkrecht, sondern in einem Winkel α (α ≠ 90°) zu der Oberfläche (16a) der Halbleitervorrichtung und zu den Mittelteilen der externen Anschlussstücke (14) geneigt ist, das Lichtbestrahlungsmittel (22) positioniert ist, um Licht in einem Winkel θ von größer als 0° und nicht größer als 45° bezüglich der Oberfläche (16a) der Halbleitervorrichtung einzustrahlen, und der Winkel α gleich θ ± (10° bis 90°) ist.
Teilehalter umfassend: eine Kombination gemäß einem vorhergehenden Anspruch, die in einer Prüfposition angeordnet ist; einen Haltekopf (38) zum Halten und Freigeben der Halbleitervorrichtung (16); eine Kopfüberführungseinheit (40), die den Haltekopf (38) in drei Dimensionen bewegt; und eine Steuereinheit (42) zum Steuern des Haltekopfs (38) beim Halten und Freigeben der Halbleitervorrichtung (16), der Kopfüberführungseinheit (40) beim Bewegen des Haltekopfs (38) und der Prüfvorrichtung beim Prüfen der Fehlausrichtung der Spitzen (A) der externen Anschlussstücke (14), sodass die Halbleitervorrichtung (16) von dem Haltekopf (38) gehalten wird, von der Kopfüberführungseinheit (40) in die Prüfposition überführt wird und von der Prüfvorrichtung (20) auf die Fehlausrichtung hin überprüft wird.