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Hintergrund der Erfindung
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Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Prüfapparat für elektronische Bauteile und
insbesondere auf einen Prüfapparat
für elektronische Bauteile,
um die Akzeptanz eines Kontakthöckers
in elektronischen BGA-Bauteilen zu überprüfen (vgl. zum Beispiel die
US-A-5 302 836 ).
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Als
Antwort auf einen starken Bedarf für kleinere und mit höheren Geschwindigkeiten
arbeitende elektronische Geräte,
wurde der Integrationsgrad für elektronische
Bauteile mit hohem Integrationsgrad (LSI), die auf einem gedruckten
Substrat montiert sind, höher
und höher.
Je höher
der Integrationsgrad der elektronischen LSI-Bauteile (Chips) wird, desto größer wird
die Anzahl der Leitungsanschlüsse
an den Chips. In neuerer Zeit wurden mehr und mehr elektronische
Bauteile entwickelt, bei denen die Anzahl der Leitungsanschlüsse dadurch
erhöht
wurde, dass die Anschlussleitungen von vier Seiten eines Chips wegragen,
im Gegensatz zu bekannten elektronischen Bauteilen, bei denen die
Anschlussleitungen nur von zwei Seiten eines Chips wegragen. Zusätzlich gibt
es eine wachsende Anzahl von elektronischen BGA-(Bumped Grid Array)Bauteilen
mit Kontakthöckern
in einer Gitteranordnung, bei denen halbkugelige Anschlüsse, sogenannte
Kontakthöcker oder
Bumps, ausgebildet werden, die den Boden des Chips bedecken.
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1A zeigt
eine Aufsicht auf die Fläche (den
Boden) eines elektronischen BGA-Bauteils, auf der Bumps angeordnet
sind. 1B ist eine vergrößerte Ansicht
in Richtung des Pfeiles A. Wie in den 1A und 1B gezeigt,
sind Kontakthöcker 3 vorgesehen,
die einen Boden 2 eines elektronischen BGA-Bauteils 1 bedecken. Üb licherweise
werden die Kontakthöcker 3 gebildet,
indem ein halbkugeliges Lotkügelchen
auf eine Ni- oder Al-Basis aufgebracht wird. Die elektronischen
BGA-Bauteile 1 werden an einer Adsorptionsdüse am Kopf
des Herstellungskopfes einer Montiereinrichtung für die Bauteile
gehalten und zu der Befestigungsposition auf dem gedruckten Substrat
geführt.
Nachdem der Leitungsanschluss des gedruckten Substrats und die Höcker der elektronischen
BGA-Bauteile passend hergestellt sind, verfestigt sich die Lötpaste und
ist dann an einer vorbestimmten Position auf dem gedruckten Substrat fixiert.
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Indem
der Boden des Chips mit den Kontakthöckern versehen ist, kann die
Anzahl der Leitungsanschlüsse
auf einfache Weise erhöht
werden, und die Herstellungsprozesse für die Kontakthöcker auf dem
gedruckten Substrat können
ebenfalls auf einfache Weise realisiert werden, sodass weiterhin
der Bedarf für
diese Technologie angehoben wird.
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Wenn
einige elektronische Bauteile, wobei dies nicht auf elektronische
BGA-Bauteile beschränkt ist,
keinen Leitungsanschluss aufweisen oder einige Leitungsanschlüsse fehlerhaft
in ihrer Form sind, und wenn diese elektronischen Bauteile dann
zum Beispiel auf ein gedrucktes Substrat montiert werden, tritt
eine fehlerhafte Leitungsverbindung auf und es wird das gesamte
gedruckte Substrat fehlerhaft.
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Als
Ergebnis sind auch andere ebenfalls auf dem gedruckten Substrat
montierte Teile insgesamt Ausschuss, was in einem erheblich unwirtschaftlichen
Verfahren resultiert. Zusätzlich
tritt das Problem auf, dass die Bearbeitungszeit um ein gedrucktes Substrat
zu prozessieren, unnütz
vertan ist, wodurch die Leistungsausbeute verschlechtert wird.
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Um
die oben beschriebenen Probleme zu vermeiden, ist es notwendig,
schnell fehlerhafte Teile auszusondern, sobald in einer Vorprüfung erfasst wurde,
ob Fehler an den Leitungsanschlüssen
in elektronischen Bauteilen vorhanden sind oder nicht.
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2A ist
eine Schrägansicht,
die ein Beispiel eines herkömmlichen
Prüfapparates
für elektronische
Bauteile zeigt. 2B ist eine teilweise geschnittene
Seitenansicht. Wie in den 2A und 2B gezeigt,
ist ein Prüfapparat 4 für elektronische
Bauteile mit einer rechteckförmigen
Beleuchtungseinheit 7 oberhalb einer Linse 6 einer
Aufnahmekamera 5 vorgesehen. Die Beleuchtungseinheit 7 enthält vier
Platten, die geneigte Flächen
bilden, die sich jeweils nach oben erweitern. Diese vier geneigten
Flächen 8 sind
mit einer Anzahl von Lichtquellen 9 in einer oberen, mittleren
und unteren Reihe auf jedem der vier geneigten Flächen 8 versehen.
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Die
Lichtquellen 9 in den oberen, mittleren und unteren Reihen
werden abhängig
von der Art der zu beleuchtenden elektronischen Bauteile verwendet.
Bei den in den 2A und 2B gezeigten Beispielen
ist ein Bauteil 12, das von einem Teilehalter 11 gehalten
wird, ein elektronisches BGA-Bauteil mit Kontakthöckern 13 am
Boden, wobei die Lichtquellen 9 in der oberen Reihe eingeschaltet
sind, wie dieses durch Pfeile 14 in 2B angegeben
ist.
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3A zeigt
die Oberfläche
der elektronischen Bauteile 12 (der elektronischen BGA-Bauteile 1,
die in den 1A und 1B gezeigt
sind), die mit Kontakthöckern
versehen sind, die durch die oben beschriebene Beleuchtungseinheit 7 beleuchtet und
durch die Aufnahmekamera 5 aufgenommen wurden. 3B ist
eine vergrößerte Ansicht
des Musters des Bauteils, das durch den Kreis B in 3A eingeschlossen
ist. 3C ist eine weiter vergrößerte Ansicht eines Kontakthöckerbereichs, der
durch den Kreis C in 3B eingeschlossen ist, und die
ein Bild darstellt, mit dem die Akzeptanz eines zu überprüfenden Kontakthöckers erkannt
werden kann. Bei dem herkömmlichen
Verfahren zum Überprüfen der
Kontakthöcker
wird ein in Weiß aufgenommener
Bereich ausgewertet, indem ein vorbestimmter Toleranzwert für das Verhältnis der
Fläche dieses
Bereiches zu der Gesamtfläche
des Kontakthöckers
verwendet wird, oder indem ein vorbestimmter Toleranzwert für den Durchmesser
eines Kontakthöckers
nach Vermessen der Umfangslinie des weißen Bereiches verwendet wird.
Bei anderen Auswertungen wird nach einem Verfahren der Musteranpassung
entschieden, wobei das Passverhältnis
zwischen dem weißen
Bereich und einer vorbestimmten Form verwendet wird.
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Wie
in 3C gezeigt, wird zur Verwendung des Erkennens
der Akzeptanz eines zu überprüfenden Kontakthöckers lediglich
das helle Bild 16 eines symmetrischen Querschnittes gezeigt,
das durch vier Formen ähnlich
Rugby-Bällen
mit einem Hintergrund 15 gebildet wird, der durch ein dunkles
Netzwerk angegeben wird. Hierbei wird bestimmt, dass die Bauteile
fehlerhaft sind, falls die Bereiche, die durch die hellen Bilder 16 wie
Balle dargestellt sind, deformiert oder nicht vorhanden sind. Da
der Bereich zwischen den Bällen
der gleiche wie bei dem Hintergrund 15 ist, kann die Akzeptanz
dieses Bereiches nicht bestimmt werden.
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Wenn
die Akzeptanz bestimmt wird, indem das aufgenommene Bild verwendet
wird, wird das Bild um 45° gedreht,
um alle Bälle
nochmals zu überprüfen. Das
bedeutet, dass hierfür
die doppelte Zeit notwendig ist, wodurch wiederum das Ausführen des Prüfprozesses
deutlich verschlechtert wird.
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Wenn
zudem die Akzeptanz aufgrund der Positionen der vier hellen Bilder 16 in 3C überprüft wird,
ohne die Bilder insgesamt zu drehen, das heißt, dass sie mit einer Wahrscheinlichkeit
von etwa ½ überprüft wird,
dann kann dieses zwar geringfügig nützlicher
als überhaupt
keine Überprüfung sein,
jedoch wird sie letztlich erst bestimmt, nachdem die elektronischen
BGA-Bauteile auf dem gedruckten Substrat montiert sind und zur Überprüfung ein
elektrischer Strom hindurch geschickt wird.
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Jedoch
ist es bei diesem Verfahren möglich, dass
elektronische BGA-Bauteile mit fehlerhaften Kontakthöckern versehentlich
auf ein gedrucktes Substrat montiert werden, wodurch es verhindert wird,
eine hohe Leistung bei der Produktion von elektronischen Substraten
zu erhalten und es ebenfalls verhindert wird, das Problem der unwirtschaftlichen Operationen
mit fehlerhaften Bauteilen oder das Problem der Zeitverschwendung
bei den Montierprozessen zu lösen.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine
erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Prüfapparat
für elektronische
Bauteile anzugeben, um korrekt und schnell die Akzeptanz der Kontakthöcker auf
elektronischen BGA-Bauteilen bestimmen zu können, um die oben beschriebenen
Probleme zu lösen.
Um dieses zu erreichen, umfasst der Prüfapparat für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Beleuchtungseinheit mit mehreren Lichtquellen, die
längs des vorbestimmten
Umfanges angeordnet sind, um ein zu beleuchtendes Objekt zu beleuchten
und als Ring zu umfassen; es ist ein Teilehalter zum Halten des elektronischen
BGA-Bauteils in einer Position vorgesehen, in der die Beleuchtungseinheit
die Oberfläche der
Anordnung der Kontakthöcker
der elektronischen BGA-Bauteile in einem kleinen Einfallswinkel
beleuchtet; ferner ist eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen einer
Kontakthöcker
enthaltenden Oberfläche
vorgesehen, die durch die Beleuchtungseinheit für die elektronischen BGA-Bauteile
beleuchtet wird, welche durch den Teilehalter gehalten werden. Die oben
beschriebene Beleuchtungseinheit, die Halteeinheit und die Aufnahmeeinheit
sind so angeordnet, dass die Kontakthöcker der elektronischen BGA-Bauteile
ein regelmäßiges ringförmiges helles Bild
bilden können.
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Dieser
Prüfapparat
für elektronische
Bauteile umfasst ferner eine Speichereinheit zum Speichern einer
vorbestimmten Anzahl vorab definierter Eingangsparameter, die auf
die oben beschriebenen Kontakthöcker
der elektronischen BGA-Bauteile bezogen sind; ferner eine Bestimmungseinheit
zum Bestimmen der Akzeptanz der Kontakthöcker der elektronischen BGA-Bauteile
auf der Basis der vorbestimmten und in der Speichereinheit gespeicherten Parameter
und der Daten in einer vorbestimmten Richtung, die von einem hellen
Bild der Kontakthöcker
der elektronischen BGA-Bauteile
erhalten werden, die durch die Aufnahmeeinheit aufgenommen wurde.
Die relative Position zwischen der Halteeinheit und der Beleuchtungseinheit
wird so festgelegt, dass der Einfallswinkel von der Lichtquelle
auf die Oberfläche
mit der Anordnung der Kontakthöcker
der von der Halteeinheit gehaltenen elektronischen BGA-Teile 10° ± 5° ist. Wenn
der Kontakthöcker
in der Oberfläche
der elektronischen BGA-Bauteile akzeptabel ist, kann ein helles
Bild eines regelmäßigen Ringes
mit sau berer Dicke oder Breite erkannt werden, wodurch die Akzeptanz
des Kontakthöckers
korrekt bestimmt werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A ist
eine Aufsicht der Anordnung der Kontaktoberfläche (Boden) der elektronischen BGA-Bauteile;
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1B ist
eine vergrößerte Ansicht
des durch den Pfeil A in 1A gezeigten
Bereiches;
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2A ist
eine Schrägansicht
eines Beispiels eines herkömmlichen
Prüfapparates
für elektronische
Bauteile;
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2B ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines herkömmlichen Prüfapparates für elektronische
Bauteile;
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3A zeigt
die Oberfläche
der elektronischen BGA-Bauteile mit einer Anordnung von Kontakthöckern, die
durch eine herkömmliche
Aufnahmekamera unter Verwendung einer Beleuchtungseinheit aufgenommen
wurde;
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3B ist
eine vergrößerte Ansicht
des Musters des Bereiches, der durch den Kreis B in 3A umgeben
ist;
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3C ist
ein Bild für
die Erkennung der Akzeptanz eines Kontakthöckers, wobei der Bereich, der
durch den Kreis C in 3B umfasst ist, weiter vergrößert ist;
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4A ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Prüfapparates für elektronische
Bauteile entsprechend einem Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4B ist
eine Schrägansicht
des Prüfapparates
für elektronische
Bauteile;
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5A ist
eine vergrößerte Seitenansicht
eines Teils der elektronischen BGA-Bauteile;
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5B zeigt
ein helles Bild eines akzeptablen Kontakthöckers auf den elektronischen BGA-Bauteilen,
das durch den Prüfapparat
für elektronische
Bauteile aufgenommen wurde;
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5C und 5D zeigen
helle Bilder von fehlerhaften Kontakthöckern;
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6A zeigt
die Lagebeziehung zwischen dem Halter für die Bauteile und der Beleuchtungseinheit
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6B zeigt
ein Bild eines Kontakthöckers, wenn
die Lagebeziehung akzeptierbar ist;
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6C und 6D zeigen
jeweils ein Bild, wenn die Lagebeziehung nicht akzeptierbar ist;
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7A und 7B zeigen
eine Darstellung für
einen Bereich, bei dem der Ring eines hellen Bildes eines normalen
Kontakthöckers
nicht vollständig vorhanden
ist;
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8A und 8B zeigen
bei ein Vermessungsverfahren für
ein helles Bild zur Bestimmung der Akzeptanz der Bauteile;
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9 ist
ein Flussdiagramm für
die Funktion des Verfahrens zur Bestimmung der Akzeptanz der Bauteile
durch eine Bestimmungseinheit für
die Bauteile.
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Detaillierte Beschreibung
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
zum Durchführen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden in Bezug zu den beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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4A ist
eine seitliche Querschnittsansicht des Prüfapparates für elektronische
Bauteile gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 4B ist
eine Schrägansicht
des Prüfapparates
für elektronische
Bauteile. Wie in den 4A und 4B gezeigt,
ist ein Prüfapparat 20 für elektronische
Bauteile mit einer zylindrischen Beleuchtungseinheit 23,
die oberhalb einer Linse 22 einer Aufnahmekamera 21 angeordnet
ist, versehen, die nach oben und unten gerichtete Öffnungen
aufweist. Die nach unten gerichtete Öffnung umgibt die Linse 22 der
Aufnahmekamera 21.
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Die
obere Öffnung
der Beleuchtungseinheit 23 ist mit mehreren (in 4A mit
zwei) oberen und unteren ringförmigen
Kammern 24 für
Lichtquellen versehen, die jeweils durch mehrere nach innen gerichtete
Flansche (im Beispiel gemäß 4A drei Flansche)
gebildet werden, die nach innen gerichtet sind. Eine Lichtquelle 25,
die mehrere Licht emittierende Dioden LED aufweist, ist an der Spitze
jeder der Kammern 24 für
die Lichtquelle vorgesehen und weist eine ringförmige Beleuchtungseinheit auf.
Jede der oberen beziehungsweise unteren ringförmigen Beleuchtungseinheiten
wird abhängig
von dem Typ der zu beleuchtenden elektronischen Bauteile verwendet.
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Nahe
der oberen Öffnung
der Beleuchtungseinheit 23 wird ein Teilehalter 26 (üblicherweise
ein Arbeitskopf eines Montiergerätes
für Bauteile)
für ein Aufnahmeverfahren
in Bereitschaft gehalten, der ein Bauteil (ein elektronisches BGA-Bauteil
in dem in den 4A und 4B gezeigten
Beispiel) 27 an der Spitze einer Absorptionsdüse des Teilehalters 26 hält. Wenn
das Teil 27 ein elektronisches BGA-Bauteil ist, wird die
Lichtquelle 25 der oberen Kammer 24 der Lichtquelle
eingeschaltet, wie dieses durch Beleuchtungspfeile 28 in 4A angedeutet
ist.
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Die
Lagebeziehung zwischen dem Teilehalter 26 und der Beleuchtungseinheit 23 wird
so festgelegt, dass der Boden, auf dem Kontakthöcker 29 der elektronischen
BGA-Bauteile 27, die durch das Beleuchtungslicht 28 der
Beleuchtungseinheit 23 beleuchtet werden, angeordnet sind,
bei kleineren Winkeln beleuchtet werden kann.
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5A ist
eine vergrößerte Seitenansicht
eines Bereiches der elektronischen BGA-Bauteile. 5B zeigt
ein helles Bild eines normalen, durch die Beleuchtungseinheit 23 des
Prüfapparates 20 für elektronische
Bauteile 20 beleuchteten Kontakthöckers der elektronischen BGA-Bauteile 27,
das durch die Aufnahmekamera 21 aufgenommen wurde. 5C und 5D zeigen
Bilder von fehlerhaften Kontakthöckern.
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Mit
der Annahme, dass die elektronischen BGA-Bauteile 27 normale
Kontakthöcker 29-1 und fehlerhafte
Kontakthöcker 29-2 aufweisen,
ist, wie in 5A gezeigt, das aufgenommene
Bild eines normalen Kontakthöckers 29-1 ebenso
dunkel in den Bereichen nahe dem Fuß und dem zentralen Bereich des
halbkugeligen Kontakthöckers
wie der Hintergrund, wobei der Bereich zwischen diesem ein helles ringförmiges Bild 32-1 bildet.
Das helle Bild 32-1, das einen ebenförmigen Ring entsprechend dem
normalen Kontakthöcker 29-1 bildet,
wird erhalten, indem die Lagebeziehung zwischen dem Teilehalter 26 und der
Beleuchtungseinheit 23 sowie der Anordnung der Aufnahmekamera 21 justiert
wird.
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Wie
andererseits in 5A gezeigt, wird dann, wenn
bei einem fehlerhaften Kontakthöcker 29-2 etwa
eine Hälfte
einer regelmäßigen Halbkugel 29' fehlt, ein
helles Bild 32-2 aufgenommen, bei dem eine Hälfte eines
regelmäßigen ringförmigen hellen Bildes
fehlt, wie dieses in 5C gezeigt ist. Wenn zudem,
wie in 5D gezeigt, bei einem fehlerhaften Kontakthöcker 29-3 praktisch
die gesamte reguläre Halbkugel 29-2 fehlt,
wird diese als ein nur in Teilstücken
helles Bild 32-3 entsprechend dem Bereich des Lötmaterials
für den
fehlenden Kontakthöcker
aufgenommen.
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Die
oben beschriebenen hellen Bilder 32 (32-1, 32-2 und 32-3)
werden erhalten, indem das Licht an einer senkrechten Oberfläche des
mittleren Bereichs des Kontakthöckers
reflektiert wird. Daher kann ein helles ringförmiges Bild, das von der Form in 5C oder 5D unterschiedlich
ist, von einer fehlerhaften Form jeder Art gebildet werden, die
nicht auf die fehlerhaften Formen der fehlerhaften Kontakthöcker 29-2 und 29-3 beschränkt sind.
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6A zeigt
die Lagebeziehung zwischen dem Teilehalter 26 und der Beleuchtungseinheit 23, um
ein regelmäßiges ringförmiges helles
Bild mit definierter Dicke oder Breite zu erhalten, wie dieses in 5B für einen
normalen Kontakthöcker 29-1 gemäß 5A gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Der Einfallswinkel von der
Lichtquelle 25 auf die Oberfläche der Kontakthöckeranordnung
der elektronischen BGA-Bauteile 27, die von dem Teilehalter 26 gehalten
werden, ist 10° ± 5°, wie in 6A gezeigt.
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Auf
diese Weise können
helle Bilder aus regelmäßigen Ringen
mit gleichmäßiger Dicke
erhalten werden, wie dieses in 6B (gleicht
der 5B) gezeigt ist. Wenn der Einfallswinkel größer als
10° ± 5° ist, dann
wird die Breite des Ringes in dem hellen Bild zu groß, wie dieses
in 6C gezeigt ist. Selbst wenn eine fehlerhafte Ungleichmäßigkeit
auf der Oberfläche
der Kontakthöcker
vorhanden ist, absorbiert das oben beschriebene helle Bild den Schatten, das
heißt
den Fehler, sodass eine korrekte Beurteilung nicht möglich ist.
Wenn der Einfallswinkel kleiner als 10° ± 5° ist, wird die Breite des Ringes
des hellen Bildes unregelmäßig, wobei
ein Bereich in dem Ring des hellen Bildes fehlt, selbst dann, wenn
die Kontakthöcker
gleichförmig
sind, wie dieses in 6D gezeigt ist, wodurch eine
korrekte Bestimmung nicht ausgeführt
werden kann.
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Die 7A und 7B zeigen
den Grund dafür,
warum Bereiche in den Ringen der hellen Bilder fehlen, wenn der
Einfallswinkel kleiner als 10° ± 5° ist, selbst
wenn die Kontakthöcker
normal sind. Wenn die elektronischen BGA-Bauteile 27 gemäß 7A bei
der Herstellung der elektronischen Bauteile vollendet sind, wird
den Kontakthöckern
eine elektrische Leistung zugeführt,
um zu bestätigen, dass
der Schaltkreis in dem Chip korrekt mit einem Anschluss (Kontakthöcker) verbunden
ist (Schaltkreistest), wonach anschließend eine Verbindungsprüfung ausgeführt wird.
Bei diesem Prüfverfahren wird
der Schaltkreistest für
jeden Kontakthöcker
mit einem zweifüßigen Probenkontakt 35 ausgeführt, der auf
die Basis des Kontakthöckers 29 aufgesetzt
wird, wie dieses durch den Pfeil F angegeben ist.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird, wie in der Aufsicht auf einen Kontakthöcker in 7B gezeigt,
ein weggebrochener Bereich 29-5 an der Basis des Kontakthöckers 29 detektiert.
Der weggebrochene Bereich selbst verschlechtert nicht die Qualität des Kontakthöckers (die
Funktion für
die Verbindung zu dem Schaltkreis des gedruckten Substrates). Jedoch
zeigen, wenn die Formen der Kontakthöcker geprüft werden, deren Bilder eine
Beeinträchtigung,
wie dies in 6D gezeigt ist. Die Lagebeziehung
zwischen einem Teilehalter 26 und der Beleuchtungseinheit 23 wird
so festgelegt, dass der weggebrochene Bereich 29-5 nicht
als helles Bild erscheinen kann.
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Demnach
prüft der
Prüfapparat 20 für elektronische
Bauteile gemäß der vorliegenden
Ausführung
der Erfindung die Akzeptanz der Kontakthöcker auf der Basis von hellen
Bildern 32 aus regelmäßigen Ringen
mit gleichmäßiger Breite
bei normalen Kontakthöckern 29-1,
die durch die oben beschriebenen Festlegungen erhalten wurden.
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Der
Prüfapparat 20 für elektronische
Bauteile gemäß der vorliegenden
Ausführung
der Erfinder ist zwar nicht in den beigefügten Zeichnungen gezeigt, umfasst
jedoch eine Bestimmungseinheit für die
Bauteile mit einer CPO, einem Speicher, etc. Der Speicher speichert
vorab für
jeden Typ von Bauteilen Vergleichsdaten entsprechend den hellen
Bildern aus regelmäßigen Ringen
mit gleichmäßiger Breite der
normalen Kontakthöcker 29-1 als
ein Parameter für
ein Programm zur Bestimmung der Akzeptanz der Bauteile.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführung
wird die Akzeptanz für
elektronische BGA-Bauteile (Akzeptanz der Kontakthöcker) auf
der Basis des Parameters und des hellen Bildes bestimmt, wie dies
in 5B bis 5D gezeigt
sind. Dieses Verfahren wird weiter unten detailliert beschrieben.
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8A und 8B zeigen
das Verfahren zum Vermessen eines hellen Bildes in einem Verfahren
zum Bestimmen der Akzeptanz eines Bauteiles. 9 ist ein
Flussdiagramm zur Darstellung der Funktion eines Verfahrens zur
Bestimmung der Akzeptanz von Bauteilen durch eine Bestimmungseinheit
für die
Bauteile. Das Verfahren zum Bestimmen der elektronischen BGA-Bauteile
ist weiter unten in Bezug auf die 8A, 8B und 9 beschrieben.
Bei diesem Verfahren wird das Verfahren zum Bestimmen der Akzeptanz
sequenziell für
jeden Ball (Kontakthöcker 29)
der elektronischen BGA-Bauteile 27 gemäß den 4A und 4B ausgeführt.
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In
dem in 9 gezeigten Flussdiagramm wird, sobald das Verfahren
startet, der Durchmesser des aufgenommenen Bildes (helles Bild)
zunächst gemessen
(Schritt S1). Bei diesem Verfahren wird, wie in 8A gezeigt,
der Durchmesser des hellen Bildes 32 in der Nullgrad-Richtung
gemessen. Die Dimensionsdaten, die durch die Messung erhalten wurden,
werden mit den vorab in dem Speicher abgespeicherten Vergleichsdaten
verglichen (Schritt S2). Wenn das Ergebnis innerhalb eines erlaubten
Bereiches (JA in S2) liegt, wird bestimmt, ob die Anzahl der Messungen
des Durchmessers eine vorbestimmte Anzahl erreicht hat oder nicht,
das heißt,
ob der Durchmesser vier Mal in der 0°-Richtung, der 45°-Richtung,
der 90°-Richtung
und der –45°-Richtung gemessen
worden ist oder nicht (Schritt S3).
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Wenn
die Messung des Durchmessers nicht vier Mal wie oben beschrieben
ausgeführt
wurde (NEIN in S3), dann wird die Steuerung wieder auf den Schritt
S1 zurückgeführt und
die Verfahren in den Schritten S1 bis S3 werden wiederholt. Auf
diese Weise werden die Durchmesser, die das helle regelmäßig ringförmige Bild 32 unterteilen,
wie dieses in 8A gezeigt ist, in acht gleiche
Sektoren sequenziell in der Richtung, der der 45°-Richtung, der 90°-Richtung
und der –45°-Richtung
unterteilt. Die Messergebnisse werden mit den vorab in dem Speicher
gespeicherten Vergleichsdaten verglichen. Wenn die Messergebnisse
für die
oben beschriebenen vier Richtungen alle innerhalb dem vorbestimmten
erlaubten Bereich liegen (JA in S3), dann wird die Steu erung auf
das Verfahren weitergeleitet, die Ringbreite (Dicke oder Breite
des Ringes des hellen Bildes 32) gemäß 8B zu
messen.
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Wenn
die Vergleichsergebnisse im Hinblick auf die vorab in dem Speicher
gespeicherten Vergleichsdaten nicht innerhalb dem vorbestimmten
erlaubten Bereich bei dem Verfahren der Durchmessermessung in der
0°-Richtung,
der 45°-Richtung, der
90°-Richtung
und der –45°-Richtung
liegen (NEIN in S2), dann wird bestimmt, dass der Kontakthöcker 29 entsprechend
dem hellen Bild 32 ein fehlerhafter Kontakthöcker 29-2 ist,
und es wird ein Fehlerprozess durchgeführt, indem eine Warnung „keine Montage
auf dem gedruckten Substrat" abgegeben wird
(Schritt S8), womit das Prüfverfahren
für das elektronische
BGA-Bauteil 27 beendet wird.
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Wenn
eine nicht normale Bedingung beim Messen der vier Durchmesser, die
den Kontakthöcker 29 in
acht gleiche Sektoren teilen, detektiert wird, wird bestimmt, dass
das elektronische BGA-Bauteil 27 fehlerhaft ist und das
es ausgeschieden und nicht auf das gedruckte Substrat montiert wird.
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Wenn
andererseits die gemessenen Durchmesser innerhalb eines vorbestimmten
erlaubten Bereiches liegen (JA in S3), wird die Steuerung weitergeleitet
zum Verfahren, die in 8B gezeigte Breite zu messen
und die Breite des Ringes wird an zwei Punkten in der 0°-Richtung
gemessen, die aus den vier Richtungen, der 0°-Richtung, der 45°-Richtung der
90°-Richtung
und der –45°-Richtung
ausgewählt wurde
(Schritt S4).
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Anschließend wird
bestimmt, ob das Messergebnis innerhalb dem vorab festgelegten und
in dem Speicher abgespeicherten Bereich liegt (Schritt S5). Wenn
das Messergebnis innerhalb des erlaubten Bereichs liegt (JA in S5),
dann wird weiterhin bestimmt, ob das Verfahren zum Messen der Breite
des Ringes in der vorbestimmten Anzahl ausgeführt wurde oder nicht, das heißt in der
0°-Richtung,
der 45°-Richtung der
90°-Richtung
und der –45°-Richtung
(Schritt S6).
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Wenn
die Messung nicht insgesamt vier Mal an acht Bereichen durchgeführt wurde
(NEIN in S6), dann wird die Steuerung zum Schritt S4 zurückgeführt und
es werden die Verfahren in den Schritten S4 bis S6 wiederholt. Somit
werden die acht Breiten des hellen Bildes 32 eines regelmäßigen in
8 gleiche Sektoren unterteilten Ringes sequenziell in der 0°-Richtung,
der 45°-Richtung
der 90°-Richtung
und der –45°-Richtung entsprechend 8B gemessen.
Die Messergebnisse werden mit den vorab in dem Speicher gespeicherten
Vergleichsdaten verglichen. Wenn die Messergebnisse in den oben
beschriebenen vier Richtungen alle innerhalb des vorbestimmten erlaubten
Bereiches liegen (JA in S6), dann wird bestimmt, dass der Ball (Kontakthöcker) akzeptabel ist
(Schritt S7), womit das Prüfverfahren
für den
Kontakthöcke
beendet ist. Anschließend
wird das Verfahren zum Messen und Bestimmen des nächsten Kontakthöckers ausgeführt. Das
heißt,
dass die Verfahrensschritte S1 bis S7 ausgeführt werden.
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Wenn
somit die Verfahren wiederholt werden und die Messungen für alle Kontakthöcker 29 des elektronischen
BGA-Bauteils 27 ohne abnorme Bedingungen vollendet sind,
wird bestimmt, dass die elektronischen BGA-Bauteile 27 normal
sind, das heißt,
dass die akzeptabel sind, und die Steuerung wird zu dem Verfahrensschritt
weitergeführt,
die Bauteile auf ein gedrucktes Substrat zu montieren. Wenn andererseits
das Messergebnis nicht innerhalb des erlaubten Bereiches (NEIN in
S5) im obigen Schritt S5 liegt, dann wird das Verfahren für den Schritt
S8 ausgeführt,
womit das Prüfverfahren
für die
elektronischen BGA-Bauteile 27 beendet ist.
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Auf
diese Weise kann eine Fehlerbedingung, so zum Beispiel unebene Oberflächen, fehlende
Bereiche, etc. detektiert werden, indem die Form und Größe eines
hellen Bildes entsprechend dem Durchmesser des Kontakthöckers der
elektronischen BGA-Bauteile in mehreren Richtungen vermessen wird,
indem bestimmt wird, ob die Kreisform des Kontakthöckers innerhalb
eines erlaubten Bereiches liegt oder nicht, und indem die Dicke
oder Breite des Ringes des hellen Bildes in mehreren Richtungen
gemessen wird. Wenn alle gemessenen Längen und Dicken innerhalb eines
erlaubten Bereiches liegen, dann ist der Kontakthöcker eine
regelmäßige Halbkugel.
Das heißt,
es wird bestimmt, dass eine Halbkugel mit normaler Form vorliegt.
Wenn andererseits irgendwelche gemessenen Längen oder Dicken nicht innerhalb
eines erlaubten Bereichs liegen, ist der Kontakthöcker nicht
normal, das heißt,
es wird bestimmt, dass ein fehlerhaftes elektronisches Bauteil detektiert
wurde, wonach ein Warnsignal abgegeben wird.
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Da
ein aufgenommenes Bild eines normalen Kontakthöckers als regelmäßiges ringförmiges helles Bild
mit gleichmäßiger Breite
angezeigt wird, kann die gesamte Oberfläche des Höckers geprüft werden, indem ein einziges
Bild verwendet wird, das in einem einzigen Aufnahmeprozess erhalten
wurde. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, elektronische BGA-Bauteile
in zwei oder mehr Prüfprozessen wie
bei den herkömmlichen
Verfahren zu prüfen.
Als Ergebnis können
fehlerhafte Kontakthöcker,
das heißt,
fehlerhafte elektronische Bauteile korrekt und wirkungsvoll detektiert
werden, womit es vermieden wird, fehlerhafte elektronische BGA-Bauteile
mit fehlerhaften Kontakthöckern
zu montieren, womit die Ergebnisse und die Wirtschaftlichkeit verbessert
werden.