JP2001060605A - 実装基板上での電子部品の接合部の検査方法および装置 - Google Patents
実装基板上での電子部品の接合部の検査方法および装置Info
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接観察が不可能な位置にある、実装基板上
での電子部品の接合部の良否を、赤外線を用いて判定で
きるようにする。 【解決手段】 実装基板１側に金からなる突起電極６を
形成し、ここに実装される電子部品９の部品本体１０の
材料として赤外線１８を透過するシリコンを用い、部品
本体１０上にアルミニウムからなるパッド電極１１を形
成する。電子部品９の実装にあたって、突起電極６の金
とパッド電極１１のアルミニウムとの反応によって金・
アルミニウム金属間化合物１３を生成するようにする。
そして、接合部の良否を判定するにあたっては、部品本
体１０に赤外線１８を透過させながら、部品本体１０と
パッド電極１１との界面において反射した赤外線１８に
基づいて金属間化合物１３の生成状態を評価するように
する。
での電子部品の接合部の良否を、赤外線を用いて判定で
きるようにする。 【解決手段】 実装基板１側に金からなる突起電極６を
形成し、ここに実装される電子部品９の部品本体１０の
材料として赤外線１８を透過するシリコンを用い、部品
本体１０上にアルミニウムからなるパッド電極１１を形
成する。電子部品９の実装にあたって、突起電極６の金
とパッド電極１１のアルミニウムとの反応によって金・
アルミニウム金属間化合物１３を生成するようにする。
そして、接合部の良否を判定するにあたっては、部品本
体１０に赤外線１８を透過させながら、部品本体１０と
パッド電極１１との界面において反射した赤外線１８に
基づいて金属間化合物１３の生成状態を評価するように
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、実装基板上での
電子部品の接合部の検査方法および装置に関するもの
で、特に、フリップチップ方式による接合部のように、
直接観察が不可能な位置にある接合部の良否を判定する
ために赤外線を用いる検査方法およびこの検査方法を実
施するための検査装置に関するものである。
電子部品の接合部の検査方法および装置に関するもの
で、特に、フリップチップ方式による接合部のように、
直接観察が不可能な位置にある接合部の良否を判定する
ために赤外線を用いる検査方法およびこの検査方法を実
施するための検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、ＩＣまたはＬＳＩを構成する
ベアチップを実装基板上に実装するにあたって、各々の
電極を互いに対向させて接合することによって電気的接
続を図る、フリップチップ方式による接合が適用されて
いる。このようなフリップチップ実装によれば、ベアチ
ップ側のパッド電極上に突起（バンプ）電極が形成さ
れ、実装基板上には、突起電極に接合されるべき配線電
極が形成され、これら突起電極と配線電極とが互いに接
合される。
ベアチップを実装基板上に実装するにあたって、各々の
電極を互いに対向させて接合することによって電気的接
続を図る、フリップチップ方式による接合が適用されて
いる。このようなフリップチップ実装によれば、ベアチ
ップ側のパッド電極上に突起（バンプ）電極が形成さ
れ、実装基板上には、突起電極に接合されるべき配線電
極が形成され、これら突起電極と配線電極とが互いに接
合される。
【０００３】上述のようなフリップチップ実装において
は、接合前の段階であれば、突起電極および配線電極の
各々の形成状態の良否を外観によって判定することが可
能であるが、接合後の段階では、接合部は、外部からの
直接観察が不可能な位置にあるため、接合部に対して非
破壊外観検査を適用することが不可能である。
は、接合前の段階であれば、突起電極および配線電極の
各々の形成状態の良否を外観によって判定することが可
能であるが、接合後の段階では、接合部は、外部からの
直接観察が不可能な位置にあるため、接合部に対して非
破壊外観検査を適用することが不可能である。
【０００４】そのため、フリップチップ方式による接合
部の良否を判定するにあたって、たとえば、Ｘ線による
透過画像観察が適用されている。
部の良否を判定するにあたって、たとえば、Ｘ線による
透過画像観察が適用されている。
【０００５】しかしながら、上述したＸ線による透過画
像観察を適用する場合、互いに接合されるべき突起電極
と配線電極との相対的な位置関係や突起電極の形状等に
ついては、概ね判定できるものの、突起電極が配線電極
に適正に接合しているかどうかについては、実質的に判
定不可能である。また、Ｘ線観察のための装置は、極め
て高価であるという問題も有している。
像観察を適用する場合、互いに接合されるべき突起電極
と配線電極との相対的な位置関係や突起電極の形状等に
ついては、概ね判定できるものの、突起電極が配線電極
に適正に接合しているかどうかについては、実質的に判
定不可能である。また、Ｘ線観察のための装置は、極め
て高価であるという問題も有している。
【０００６】他方、特許第２７９５２６２号公報および
特開平１０−２７０５０１号公報には、赤外線を透過す
る材料からなるベアチップのフリップチップ接合部の検
査を、赤外線を利用して行なうことが記載されている。
このように、赤外線を利用することにより、前述したＸ
線を利用する場合に比べて、検査装置の低価格化を図る
ことができる。
特開平１０−２７０５０１号公報には、赤外線を透過す
る材料からなるベアチップのフリップチップ接合部の検
査を、赤外線を利用して行なうことが記載されている。
このように、赤外線を利用することにより、前述したＸ
線を利用する場合に比べて、検査装置の低価格化を図る
ことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フリッ
プチップ接合部の検査にあたって、上述したように赤外
線を単に利用しただけでは、実装後におけるベアチップ
上のパッド電極およびその下層部分に生じたダメージは
観察できるが、突起電極と配線電極との接合状態の観察
は実質的に不可能である。なぜなら、突起電極や配線電
極は、赤外線を透過せず、そのため、突起電極と配線電
極との実際の接合部にまで赤外線を到達させることがで
きないからである。
プチップ接合部の検査にあたって、上述したように赤外
線を単に利用しただけでは、実装後におけるベアチップ
上のパッド電極およびその下層部分に生じたダメージは
観察できるが、突起電極と配線電極との接合状態の観察
は実質的に不可能である。なぜなら、突起電極や配線電
極は、赤外線を透過せず、そのため、突起電極と配線電
極との実際の接合部にまで赤外線を到達させることがで
きないからである。
【０００８】そこで、この発明の目的は、赤外線を利用
しながら、上述したような問題を解決し得る、実装基板
上での電子部品の接合部の検査方法および装置を提供し
ようとすることである。
しながら、上述したような問題を解決し得る、実装基板
上での電子部品の接合部の検査方法および装置を提供し
ようとすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、実装基板側
に突起電極が形成され、この実装基板上に実装される電
子部品が、赤外線を透過する材料からなる部品本体を備
え、この部品本体上には、突起電極に接合されるパッド
電極が形成され、電子部品を実装基板上に実装するにあ
たって、突起電極を構成する金属とパッド電極を構成す
る金属との反応によって金属間化合物を生成するよう
に、突起電極とパッド電極とが固相拡散接合される、そ
のような突起電極とパッド電極との接合部の良否を検査
する方法に向けられる。
に突起電極が形成され、この実装基板上に実装される電
子部品が、赤外線を透過する材料からなる部品本体を備
え、この部品本体上には、突起電極に接合されるパッド
電極が形成され、電子部品を実装基板上に実装するにあ
たって、突起電極を構成する金属とパッド電極を構成す
る金属との反応によって金属間化合物を生成するよう
に、突起電極とパッド電極とが固相拡散接合される、そ
のような突起電極とパッド電極との接合部の良否を検査
する方法に向けられる。
【００１０】ここで、この発明の特徴として、突起電極
は実装基板側に形成されること、部品本体は赤外線を透
過する材料からなること、および、接合部には、突起電
極を構成する金属とパッド電極を構成する金属との反応
によって金属間化合物が生成されることに注目すべきで
ある。
は実装基板側に形成されること、部品本体は赤外線を透
過する材料からなること、および、接合部には、突起電
極を構成する金属とパッド電極を構成する金属との反応
によって金属間化合物が生成されることに注目すべきで
ある。
【００１１】そして、この発明に係る検査方法では、部
品本体に赤外線を透過させながら、部品本体とパッド電
極との界面において反射した赤外線に基づいて金属間化
合物の生成状態を評価することによって、接合部の良否
を判定するようにされる。
品本体に赤外線を透過させながら、部品本体とパッド電
極との界面において反射した赤外線に基づいて金属間化
合物の生成状態を評価することによって、接合部の良否
を判定するようにされる。
【００１２】この発明に係る接合部の検査方法は、上述
した部品本体が、シリコンからなるベアチップである場
合において特に有利に適用される。
した部品本体が、シリコンからなるベアチップである場
合において特に有利に適用される。
【００１３】また、この発明に係る接合部の検査方法に
おいて、金属間化合物の存在は、他の部分との間での明
暗の差や色調の差によって認識することができる。より
特定的な実施態様において、突起電極が金または金を主
成分とする合金からなり、パッド電極がアルミニウムま
たはアルミニウムを主成分とする合金からなるとき、金
とアルミニウムとの金属間化合物が生成される。この場
合、接合部の良否を判定するにあたっては、金属間化合
物の生成部分がパッド電極より暗くなることを利用して
金属間化合物の生成状態を評価するようにされる。
おいて、金属間化合物の存在は、他の部分との間での明
暗の差や色調の差によって認識することができる。より
特定的な実施態様において、突起電極が金または金を主
成分とする合金からなり、パッド電極がアルミニウムま
たはアルミニウムを主成分とする合金からなるとき、金
とアルミニウムとの金属間化合物が生成される。この場
合、接合部の良否を判定するにあたっては、金属間化合
物の生成部分がパッド電極より暗くなることを利用して
金属間化合物の生成状態を評価するようにされる。
【００１４】この発明において、突起電極とパッド電極
との固相拡散接合は、好ましくは、超音波、熱および圧
力を加えることによって達成される。
との固相拡散接合は、好ましくは、超音波、熱および圧
力を加えることによって達成される。
【００１５】また、この発明に係る接合部の検査方法に
おいて、接合部の良否を判定する工程の前に、金属間化
合物を成長させるために接合部を加熱する熱エージング
工程が実施されてもよい。この熱エージング工程は、パ
ッド電極の厚みが比較的厚いため、接合部に赤外線で確
認できる程度の厚みに金属間化合物が生成されない場合
において、有利に適用することができる。
おいて、接合部の良否を判定する工程の前に、金属間化
合物を成長させるために接合部を加熱する熱エージング
工程が実施されてもよい。この熱エージング工程は、パ
ッド電極の厚みが比較的厚いため、接合部に赤外線で確
認できる程度の厚みに金属間化合物が生成されない場合
において、有利に適用することができる。
【００１６】この発明は、また、上述したような検査方
法を実施するための検査装置にも向けられる。
法を実施するための検査装置にも向けられる。
【００１７】この発明に係る検査装置は、電子部品を上
方側に向けて実装基板を位置決めするための観察ステー
ジと、電子部品の上方から部品本体に向かって赤外線を
照射するための赤外線光源と、部品本体を透過し、かつ
部品本体とパッド電極との界面において反射した赤外線
による画像を受像するための赤外線カメラと、赤外線カ
メラによって撮像された画像を処理し、それによって、
少なくとも金属間化合物の生成状態に応じて接合部の良
否を判定するために、画像の特徴を抽出するための画像
処理装置とを備えている。
方側に向けて実装基板を位置決めするための観察ステー
ジと、電子部品の上方から部品本体に向かって赤外線を
照射するための赤外線光源と、部品本体を透過し、かつ
部品本体とパッド電極との界面において反射した赤外線
による画像を受像するための赤外線カメラと、赤外線カ
メラによって撮像された画像を処理し、それによって、
少なくとも金属間化合物の生成状態に応じて接合部の良
否を判定するために、画像の特徴を抽出するための画像
処理装置とを備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる接合部の検査方法が適用される電子部品の実装構造
物を得るための工程を順次示す図である。
よる接合部の検査方法が適用される電子部品の実装構造
物を得るための工程を順次示す図である。
【００１９】図１（１）に示すように、実装基板１上の
所定の位置には、複数の配線電極２および３が形成され
ている。また、表面実装可能なチップ部品４が、半田５
を介して配線電極２上に表面実装されている状態が図示
されている。このようなチップ部品４の実装のために、
図１（１）に示した工程の前に、図示しないが、配線電
極２上に半田ペーストが印刷され、次いで、チップ部品
４が配置された後、リフローによる半田付けが適用さ
れ、それによって、チップ部品４が半田５によって配線
基板２に接合され、次いで、洗浄および乾燥工程が実施
される。
所定の位置には、複数の配線電極２および３が形成され
ている。また、表面実装可能なチップ部品４が、半田５
を介して配線電極２上に表面実装されている状態が図示
されている。このようなチップ部品４の実装のために、
図１（１）に示した工程の前に、図示しないが、配線電
極２上に半田ペーストが印刷され、次いで、チップ部品
４が配置された後、リフローによる半田付けが適用さ
れ、それによって、チップ部品４が半田５によって配線
基板２に接合され、次いで、洗浄および乾燥工程が実施
される。
【００２０】また、図１（１）に示すように、配線電極
３上には、突起電極６が形成される。突起電極６は、た
とえば金から構成され、ワイヤボンディング法を用いる
ことによって形成される。より具体的には、バンプボン
ダ７によって金ワイヤ８の先端を加熱溶融させてボール
状にし、これを配線電極３上に固着させた後、金ワイヤ
８を切断することによって、金からなる突起電極６を形
成することができる。
３上には、突起電極６が形成される。突起電極６は、た
とえば金から構成され、ワイヤボンディング法を用いる
ことによって形成される。より具体的には、バンプボン
ダ７によって金ワイヤ８の先端を加熱溶融させてボール
状にし、これを配線電極３上に固着させた後、金ワイヤ
８を切断することによって、金からなる突起電極６を形
成することができる。
【００２１】次に、図１（２）に示すように、実装基板
１上に電子部品９が実装される。電子部品９は、この実
施形態では、ＩＣまたはＬＳＩを構成しかつシリコンか
らなるベアチップによって与えられる部品本体１０を備
え、部品本体１０上には、実装基板１側の突起電極６に
それぞれ接合される複数のパッド電極１１が形成されて
いる。パッド電極１１は、たとえばアルミニウムから構
成される。
１上に電子部品９が実装される。電子部品９は、この実
施形態では、ＩＣまたはＬＳＩを構成しかつシリコンか
らなるベアチップによって与えられる部品本体１０を備
え、部品本体１０上には、実装基板１側の突起電極６に
それぞれ接合される複数のパッド電極１１が形成されて
いる。パッド電極１１は、たとえばアルミニウムから構
成される。
【００２２】電子部品９を実装基板１上に実装するにあ
たって、電子部品９は、パッド電極１１が形成された面
を下方へ向けた姿勢とされるとともに、各パッド電極１
１と対応の各突起電極６とが位置合わせされる。この状
態で、超音波ヘッド１２によって、各パッド電極１１と
各突起電極６との接触部分に超音波および圧力が加えら
れるとともに、これら接触部分が加熱される。その結
果、各パッド電極１１と各突起電極６とが超音波熱圧着
される。この超音波熱圧着による接合部の詳細が、図２
に拡大されて示されている。
たって、電子部品９は、パッド電極１１が形成された面
を下方へ向けた姿勢とされるとともに、各パッド電極１
１と対応の各突起電極６とが位置合わせされる。この状
態で、超音波ヘッド１２によって、各パッド電極１１と
各突起電極６との接触部分に超音波および圧力が加えら
れるとともに、これら接触部分が加熱される。その結
果、各パッド電極１１と各突起電極６とが超音波熱圧着
される。この超音波熱圧着による接合部の詳細が、図２
に拡大されて示されている。
【００２３】図２を参照して、接合部においては、突起
電極６を構成する金属すなわち金とパッド電極１１を構
成する金属すなわちアルミニウムとの反応によって、金
・アルミニウム金属間化合物１３が生成されながら、突
起電極６とパッド電極１１とが固相拡散接合される。
電極６を構成する金属すなわち金とパッド電極１１を構
成する金属すなわちアルミニウムとの反応によって、金
・アルミニウム金属間化合物１３が生成されながら、突
起電極６とパッド電極１１とが固相拡散接合される。
【００２４】この発明による接合部の検査方法は、図１
（２）および図２に示した工程を終えた段階で通常実施
されるが、この検査の実施方法については後述する。
（２）および図２に示した工程を終えた段階で通常実施
されるが、この検査の実施方法については後述する。
【００２５】なお、図１（１）に示すように、配線電極
３上に形成される突起電極６の形成状態の良否について
は、次の図１（２）に示す工程を実施する前に、外観に
よる直接観察が可能である。
３上に形成される突起電極６の形成状態の良否について
は、次の図１（２）に示す工程を実施する前に、外観に
よる直接観察が可能である。
【００２６】次に、図１（３）に示すように、電子部品
９の部品本体１０と実装基板１との間隙に、アンダーフ
ィルとして機能する封止樹脂１４が充填される。封止樹
脂１４の充填には、たとえばディスペンサ１５が用いら
れる。
９の部品本体１０と実装基板１との間隙に、アンダーフ
ィルとして機能する封止樹脂１４が充填される。封止樹
脂１４の充填には、たとえばディスペンサ１５が用いら
れる。
【００２７】上述の封止樹脂１４の充填を終え、これを
硬化させた状態が、図１（４）に示されている。封止樹
脂１４は、前述したような突起電極６とパッド電極１１
との接合部を機械的に補強し、それによって、電子部品
９の実装状態の信頼性を高めるためのものである。
硬化させた状態が、図１（４）に示されている。封止樹
脂１４は、前述したような突起電極６とパッド電極１１
との接合部を機械的に補強し、それによって、電子部品
９の実装状態の信頼性を高めるためのものである。
【００２８】前述したように、図１（２）および図２に
示した工程を終えた段階で、突起電極６とパッド電極１
１との接合部の良否が検査される。図３には、このよう
な接合部の検査を実施するための検査装置１６が示され
ている。
示した工程を終えた段階で、突起電極６とパッド電極１
１との接合部の良否が検査される。図３には、このよう
な接合部の検査を実施するための検査装置１６が示され
ている。
【００２９】図３を参照して、検査装置１６は、電子部
品９を上方側に向けて実装基板１を位置決めするための
観察ステージ１７を備えている。電子部品９を実装した
実装基板１は、図示しないが、搬送コンベアによって観
察ステージ１７上へ搬送され、チャッキング装置によっ
て観察ステージ１７上に固定される。
品９を上方側に向けて実装基板１を位置決めするための
観察ステージ１７を備えている。電子部品９を実装した
実装基板１は、図示しないが、搬送コンベアによって観
察ステージ１７上へ搬送され、チャッキング装置によっ
て観察ステージ１７上に固定される。
【００３０】また、検査装置１６は、電子部品９の上方
から部品本体１０に向かって赤外線１８を照射するため
の赤外線光源１９を備えている。赤外線光源１９は、た
とえばハロゲンランプを備え、このハロゲンランプによ
り得られた赤外線１８が、ハーフミラー２０によって方
向変換され、部品本体１８に向けられる。
から部品本体１０に向かって赤外線１８を照射するため
の赤外線光源１９を備えている。赤外線光源１９は、た
とえばハロゲンランプを備え、このハロゲンランプによ
り得られた赤外線１８が、ハーフミラー２０によって方
向変換され、部品本体１８に向けられる。
【００３１】また、検査装置１６は、赤外線カメラ２１
を備えている。赤外線カメラ２１は、部品本体１０を透
過し、かつ部品本体１０とパッド電極１１との界面にお
いて反射し、次いでハーフミラー２０を透過した赤外線
１８による画像を受像するもので、画像拡大機能を有し
ている。なお、赤外線カメラ２１に代えて、赤外線顕微
鏡が用いられてもよい。
を備えている。赤外線カメラ２１は、部品本体１０を透
過し、かつ部品本体１０とパッド電極１１との界面にお
いて反射し、次いでハーフミラー２０を透過した赤外線
１８による画像を受像するもので、画像拡大機能を有し
ている。なお、赤外線カメラ２１に代えて、赤外線顕微
鏡が用いられてもよい。
【００３２】上述のように赤外線カメラ２１によって撮
像された画像は、画像処理装置２２によって処理され
る。画像処理装置２２においては、赤外線カメラ２１に
よって撮像された画像の焦点合わせを行なうように赤外
線カメラ２１を制御するとともに、赤外線カメラ２１に
よって撮像された画像を取り込み、この取り込まれた画
像を処理して、画像の特徴を抽出する。そして、この抽
出された特徴に基づいて、金属間化合物１３（図２参
照）の生成状態を評価し、それに応じて接合部の良否を
判定する。
像された画像は、画像処理装置２２によって処理され
る。画像処理装置２２においては、赤外線カメラ２１に
よって撮像された画像の焦点合わせを行なうように赤外
線カメラ２１を制御するとともに、赤外線カメラ２１に
よって撮像された画像を取り込み、この取り込まれた画
像を処理して、画像の特徴を抽出する。そして、この抽
出された特徴に基づいて、金属間化合物１３（図２参
照）の生成状態を評価し、それに応じて接合部の良否を
判定する。
【００３３】また、赤外線カメラ２１によって撮像され
た画像は、モニタ２３に表示される。
た画像は、モニタ２３に表示される。
【００３４】図２に示すように、金属間化合物１３は、
パッド電極１１の一部に食い込むように金属間化合物１
３が生成され、この金属間化合物１３は、パッド電極１
１と部品本体１０との界面またはその近傍にまで達する
ような厚みを有している。したがって、赤外線透過性を
有するシリコンからなる部品本体１０を透過した赤外線
１８は、部品本体１０とパッド電極１１との界面におい
て反射するとき、パッド電極１１上で反射するものと金
属間化合物１３上で反射するものとがある。
パッド電極１１の一部に食い込むように金属間化合物１
３が生成され、この金属間化合物１３は、パッド電極１
１と部品本体１０との界面またはその近傍にまで達する
ような厚みを有している。したがって、赤外線透過性を
有するシリコンからなる部品本体１０を透過した赤外線
１８は、部品本体１０とパッド電極１１との界面におい
て反射するとき、パッド電極１１上で反射するものと金
属間化合物１３上で反射するものとがある。
【００３５】このとき、金・アルミニウム金属間化合物
１３上での反射量はアルミニウムからなるパッド電極１
１上での反射量に比べて少ないため、金属間化合物１３
の生成部分では、パッド電極１１の部分より暗く見え
る。このことから、金属間化合物１３の生成状態を評価
することができ、それによって、接合部の良否を判定す
ることができる。
１３上での反射量はアルミニウムからなるパッド電極１
１上での反射量に比べて少ないため、金属間化合物１３
の生成部分では、パッド電極１１の部分より暗く見え
る。このことから、金属間化合物１３の生成状態を評価
することができ、それによって、接合部の良否を判定す
ることができる。
【００３６】また、画像処理装置２２において抽出され
た画像の特徴に基づいて、突起電極６がパッド電極１１
からはみ出ていないかの判定、および接合部においてク
ラックまたはクレータのようなダメージが存在していな
いかの判定等を行なうこともできる。
た画像の特徴に基づいて、突起電極６がパッド電極１１
からはみ出ていないかの判定、および接合部においてク
ラックまたはクレータのようなダメージが存在していな
いかの判定等を行なうこともできる。
【００３７】また、この検査装置１６は、上述したよう
な接合部の良否の判定、突起電極６のはみ出しの判定お
よびダメージの判定のいずれかにおいて不良とされた電
子部品９またはその近傍に対して、図示しないが、顔
料、塗料または樹脂などによる着色されたマーキングを
施すための装置を備えている。
な接合部の良否の判定、突起電極６のはみ出しの判定お
よびダメージの判定のいずれかにおいて不良とされた電
子部品９またはその近傍に対して、図示しないが、顔
料、塗料または樹脂などによる着色されたマーキングを
施すための装置を備えている。
【００３８】また、実装基板１上には、図示を省略する
が、複数の電子部品９が実装されていることが多い。こ
の場合には、複数の電子部品９の各々について、上述し
たような検査操作が順次実施される。このことを可能に
するため、赤外線カメラ２１および観察ステージ１７の
少なくとも一方は移動可能とされ、それによって、異な
る位置に実装された複数の電子部品９に対する各検査操
作を順次実施できるようにされている。
が、複数の電子部品９が実装されていることが多い。こ
の場合には、複数の電子部品９の各々について、上述し
たような検査操作が順次実施される。このことを可能に
するため、赤外線カメラ２１および観察ステージ１７の
少なくとも一方は移動可能とされ、それによって、異な
る位置に実装された複数の電子部品９に対する各検査操
作を順次実施できるようにされている。
【００３９】次に、図３に示した検査装置１６を用いて
の検査操作の手順を、図４に示したフロー図に従って説
明する。
の検査操作の手順を、図４に示したフロー図に従って説
明する。
【００４０】図３および図４を参照して、ステップ１に
おいて、電子部品９が実装された実装基板１が搬送コン
ベアによって観察ステージ１７上へ搬送される。
おいて、電子部品９が実装された実装基板１が搬送コン
ベアによって観察ステージ１７上へ搬送される。
【００４１】次いで、ステップＳ２において、この実装
基板１がチャッキング装置によって観察ステージ１７上
に固定される。このとき、特定の電子部品９が赤外線カ
メラ２１と位置合わせされた状態となっている。
基板１がチャッキング装置によって観察ステージ１７上
に固定される。このとき、特定の電子部品９が赤外線カ
メラ２１と位置合わせされた状態となっている。
【００４２】次に、ステップＳ３において、部品本体１
０に向かって入射し、次いで反射した赤外線１８による
画像が、赤外線カメラ２１によって取り込まれる。この
とき、赤外線カメラ２１の焦点合わせも行なわれる。
０に向かって入射し、次いで反射した赤外線１８による
画像が、赤外線カメラ２１によって取り込まれる。この
とき、赤外線カメラ２１の焦点合わせも行なわれる。
【００４３】次に、ステップＳ４において、画像処理装
置２２によって、上述の取り込み画像を処理して、その
特徴が抽出される。
置２２によって、上述の取り込み画像を処理して、その
特徴が抽出される。
【００４４】次に、画像処理装置２２において、ステッ
プＳ５として、突起電極６がパッド電極１１からはみ出
ていないかの判定のためのステップが実施される。はみ
出ていないと判定された場合には、ステップＳ６へ進
み、はみ出ていると判定された場合には、ステップＳ１
０へ進む。
プＳ５として、突起電極６がパッド電極１１からはみ出
ていないかの判定のためのステップが実施される。はみ
出ていないと判定された場合には、ステップＳ６へ進
み、はみ出ていると判定された場合には、ステップＳ１
０へ進む。
【００４５】上述のように、ステップＳ５において突起
電極６がパッド電極１１からはみ出ていないと判定され
たとき、ステップＳ６として、金属間化合物１３がある
かの判定のためのステップが実施される。金属間化合物
１３があると判定された場合には、ステップＳ７へ進
み、金属間化合物１３がない（または不十分）と判定さ
れた場合には、ステップＳ１０へ進む。
電極６がパッド電極１１からはみ出ていないと判定され
たとき、ステップＳ６として、金属間化合物１３がある
かの判定のためのステップが実施される。金属間化合物
１３があると判定された場合には、ステップＳ７へ進
み、金属間化合物１３がない（または不十分）と判定さ
れた場合には、ステップＳ１０へ進む。
【００４６】上述のように、ステップＳ６において金属
間化合物１３があると判定されたとき、すなわち接合部
が良好であると判定されたとき、ステップＳ７として、
ダメージがないかの判定のためのステップが実施され
る。ダメージがないと判定されたときには、ステップＳ
８へ進み、ダメージがあると判定された場合には、ステ
ップＳ１０へ進む。
間化合物１３があると判定されたとき、すなわち接合部
が良好であると判定されたとき、ステップＳ７として、
ダメージがないかの判定のためのステップが実施され
る。ダメージがないと判定されたときには、ステップＳ
８へ進み、ダメージがあると判定された場合には、ステ
ップＳ１０へ進む。
【００４７】ステップＳ１０においては、前述のよう
に、ステップＳ５で突起電極６がはみ出ていると判定さ
れたり、ステップＳ６で金属間化合物１３がない（また
は不十分）と判定されたり、ステップＳ７でダメージが
あると判定されたとき、このような判定の対象となった
電子部品９またはその近傍にマーキングが施される。
に、ステップＳ５で突起電極６がはみ出ていると判定さ
れたり、ステップＳ６で金属間化合物１３がない（また
は不十分）と判定されたり、ステップＳ７でダメージが
あると判定されたとき、このような判定の対象となった
電子部品９またはその近傍にマーキングが施される。
【００４８】ステップＳ８においては、ステップＳ７で
ダメージがないと判定された電子部品９またはステップ
Ｓ１０でマーキングが施された電子部品９が、最後のも
のであるかどうかが判定される。検査された電子部品９
が最後のものでない場合には、ステップＳ１１へ進む。
ダメージがないと判定された電子部品９またはステップ
Ｓ１０でマーキングが施された電子部品９が、最後のも
のであるかどうかが判定される。検査された電子部品９
が最後のものでない場合には、ステップＳ１１へ進む。
【００４９】ステップＳ１１においては、次の電子部品
９を検査の対象とすべく、赤外線カメラ２１または観察
ステージ１７が移動され、その後、上述したステップＳ
３からステップＳ８までの各ステップが繰り返される。
９を検査の対象とすべく、赤外線カメラ２１または観察
ステージ１７が移動され、その後、上述したステップＳ
３からステップＳ８までの各ステップが繰り返される。
【００５０】ステップＳ８において、検査された電子部
品９が最後のものであると判定されると、ステップＳ９
において、実装基板１が観察ステージ１７から排出され
る。この排出にあたり、前述したチャッキング装置が解
除され、搬送コンベアによって実装基板１が観察ステー
ジ１７から図１（３）に示す工程を実施するステーショ
ンまで搬送される。
品９が最後のものであると判定されると、ステップＳ９
において、実装基板１が観察ステージ１７から排出され
る。この排出にあたり、前述したチャッキング装置が解
除され、搬送コンベアによって実装基板１が観察ステー
ジ１７から図１（３）に示す工程を実施するステーショ
ンまで搬送される。
【００５１】上述した検査操作において、接合部の評価
にあたって、ステップＳ５ないしＳ７においてそれぞれ
実施した３種類の判定を行なったが、他の判定項目を必
要に応じて追加してもよい。
にあたって、ステップＳ５ないしＳ７においてそれぞれ
実施した３種類の判定を行なったが、他の判定項目を必
要に応じて追加してもよい。
【００５２】また、上述したような赤外線を利用する接
合部の評価は、図１（４）に示した工程を終えた後に行
なうようにしてもよい。
合部の評価は、図１（４）に示した工程を終えた後に行
なうようにしてもよい。
【００５３】また、図２を参照して説明すると、突起電
極６とパッド電極１１とを固相拡散接合するにあたっ
て、パッド電極１１の厚みが比較的厚い場合には、赤外
線１８によって確認できる程度の厚みに金属間化合物１
３が生成されないことがある。このような場合には、た
とえば、１００〜２００℃の温度で１〜１００時間程度
の熱エージング工程を実施し、接合部を加熱することに
よって、金属間化合物１３を成長させ、その後におい
て、図３に示すような検査装置１６を用いて接合部の良
否を判定するようにすればよい。
極６とパッド電極１１とを固相拡散接合するにあたっ
て、パッド電極１１の厚みが比較的厚い場合には、赤外
線１８によって確認できる程度の厚みに金属間化合物１
３が生成されないことがある。このような場合には、た
とえば、１００〜２００℃の温度で１〜１００時間程度
の熱エージング工程を実施し、接合部を加熱することに
よって、金属間化合物１３を成長させ、その後におい
て、図３に示すような検査装置１６を用いて接合部の良
否を判定するようにすればよい。
【００５４】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る接合部の
検査方法においては、次のような接合部、すなわち、実
装基板側に突起電極を形成し、この実装基板上に実装さ
れる電子部品の部品本体上に形成されたパッド電極に突
起電極が接合されるようにしながら、この接合に際して
は、突起電極を構成する金属とパッド電極を構成する金
属との反応によって金属間化合物を生成するように、突
起電極とパッド電極とを固相拡散接合させて得られた接
合部を検査の対象としている。そして、この接合部の良
否を判定するにあたっては、赤外線を透過する材料から
なる部品本体に赤外線を透過させながら、部品本体とパ
ッド電極との界面において反射した赤外線に基づいて金
属間化合物の生成状態を評価するようにしている。
検査方法においては、次のような接合部、すなわち、実
装基板側に突起電極を形成し、この実装基板上に実装さ
れる電子部品の部品本体上に形成されたパッド電極に突
起電極が接合されるようにしながら、この接合に際して
は、突起電極を構成する金属とパッド電極を構成する金
属との反応によって金属間化合物を生成するように、突
起電極とパッド電極とを固相拡散接合させて得られた接
合部を検査の対象としている。そして、この接合部の良
否を判定するにあたっては、赤外線を透過する材料から
なる部品本体に赤外線を透過させながら、部品本体とパ
ッド電極との界面において反射した赤外線に基づいて金
属間化合物の生成状態を評価するようにしている。
【００５５】このように、この発明に係る検査方法で
は、部品本体を透過し、部品本体とパッド電極との界面
において反射した赤外線に基づいて接合部の良否を判定
することを可能にするため、赤外線によって認識可能な
金属間化合物を接合部において生成するようにしなが
ら、この金属間化合物が、部品本体に接するパッド電極
の一部において生成されるようにしている。
は、部品本体を透過し、部品本体とパッド電極との界面
において反射した赤外線に基づいて接合部の良否を判定
することを可能にするため、赤外線によって認識可能な
金属間化合物を接合部において生成するようにしなが
ら、この金属間化合物が、部品本体に接するパッド電極
の一部において生成されるようにしている。
【００５６】したがって、突起電極とパッド電極との接
合部自身を赤外線によって確認できるようになり、接合
部の良否を、高い信頼性をもって判定することができ
る。その結果、たとえばフリップチップ接合を採用した
商品の信頼性の向上を図ることができるとともに、赤外
線を利用するので、検査コストの低減を図ることもでき
る。
合部自身を赤外線によって確認できるようになり、接合
部の良否を、高い信頼性をもって判定することができ
る。その結果、たとえばフリップチップ接合を採用した
商品の信頼性の向上を図ることができるとともに、赤外
線を利用するので、検査コストの低減を図ることもでき
る。
【００５７】この発明に係る接合部の検査方法におい
て、突起電極が金を含み、パッド電極がアルミニウムを
含むとき、接合部において、金とアルミニウムとの金属
間化合物が生成されることになり、赤外線による接合部
の良否を判定するにあたっては、金属間化合物の生成部
分がパッド電極より暗くなることを利用しての金属間化
合物の生成状態の評価が可能になるので、金属間化合物
の生成状態を明瞭に確認することが可能になる。
て、突起電極が金を含み、パッド電極がアルミニウムを
含むとき、接合部において、金とアルミニウムとの金属
間化合物が生成されることになり、赤外線による接合部
の良否を判定するにあたっては、金属間化合物の生成部
分がパッド電極より暗くなることを利用しての金属間化
合物の生成状態の評価が可能になるので、金属間化合物
の生成状態を明瞭に確認することが可能になる。
【００５８】また、この発明に係る接合部の検査方法に
おいて、接合部の良否を判定する工程の前に、金属間化
合物を成長させるために接合部を加熱する熱エージング
工程を実施するようにすれば、金属間化合物を成長させ
た段階で接合部の良否を判定できるようになるので、よ
り容易かつ確実な判定が可能になる。
おいて、接合部の良否を判定する工程の前に、金属間化
合物を成長させるために接合部を加熱する熱エージング
工程を実施するようにすれば、金属間化合物を成長させ
た段階で接合部の良否を判定できるようになるので、よ
り容易かつ確実な判定が可能になる。
【００５９】また、この発明に係る接合部の検査装置に
よれば、赤外線カメラによって撮像された画像を処理
し、それによって、少なくとも金属間化合物の生成状態
に応じて接合部の良否を判定するために、画像の特徴を
抽出するための画像処理装置を備えているので、能率的
な検査操作を実施することが可能になり、検査の自動化
も可能になり、そのため、検査ミスの発生も少なくする
ことができる。また、このような検査装置は、電子部品
が実装された実装基板を製造する装置においてインライ
ンで組み込むことが可能であり、このようにすることに
より、実装および検査におけるさらなる能率化を図るこ
とができる。
よれば、赤外線カメラによって撮像された画像を処理
し、それによって、少なくとも金属間化合物の生成状態
に応じて接合部の良否を判定するために、画像の特徴を
抽出するための画像処理装置を備えているので、能率的
な検査操作を実施することが可能になり、検査の自動化
も可能になり、そのため、検査ミスの発生も少なくする
ことができる。また、このような検査装置は、電子部品
が実装された実装基板を製造する装置においてインライ
ンで組み込むことが可能であり、このようにすることに
より、実装および検査におけるさらなる能率化を図るこ
とができる。
【図１】この発明の一実施形態による接合部の検査方法
が適用される電子部品の実装構造物を得るための工程を
順次示す図である。
が適用される電子部品の実装構造物を得るための工程を
順次示す図である。
【図２】図１（２）に示した工程を終えた段階にある突
起電極６とパッド電極１１との接合部の状態を拡大して
示す断面図である。
起電極６とパッド電極１１との接合部の状態を拡大して
示す断面図である。
【図３】この発明に係る接合部の検査方法を実施するた
めの検査装置１６を示す図である。
めの検査装置１６を示す図である。
【図４】図３に示した検査装置１６において実行される
検査手順の一例を示すフロー図である。
検査手順の一例を示すフロー図である。
１ 実装基板 ２，３ 配線電極 ６ 突起電極 ９ 電子部品 １０ 部品本体 １１ パッド電極 １２ 超音波ヘッド １３ 金属間化合物 １６ 検査装置 １７ 観察ステージ １８ 赤外線 １９ 赤外線光源 ２１ 赤外線カメラ ２２ 画像処理装置
Claims (6)
- 【請求項１】 実装基板側に突起電極が形成され、前記
実装基板上に実装される電子部品は、赤外線を透過する
材料からなる部品本体を備え、前記部品本体上には、前
記突起電極に接合されるパッド電極が形成され、前記電
子部品を前記実装基板上に実装するにあたって、前記突
起電極を構成する金属と前記パッド電極を構成する金属
との反応によって金属間化合物を生成するように、前記
突起電極と前記パッド電極とが固相拡散接合される、そ
のような前記突起電極と前記パッド電極との接合部の良
否を検査する方法であって、 前記部品本体に赤外線を透過させながら、前記部品本体
と前記パッド電極との界面において反射した赤外線に基
づいて前記金属間化合物の生成状態を評価することによ
って、前記接合部の良否を判定する工程を備える、実装
基板上での電子部品の接合部の検査方法。 - 【請求項２】 前記部品本体は、シリコンからなるベア
チップである、請求項１に記載の接合部の検査方法。 - 【請求項３】 前記突起電極は金を含み、前記パッド電
極はアルミニウムを含み、前記金属間化合物は金とアル
ミニウムとの金属間化合物であり、前記接合部の良否を
判定する工程は、前記金属間化合物の生成部分が前記パ
ッド電極より暗くなることを利用して前記金属間化合物
の生成状態を評価する工程を備える、請求項１または２
に記載の接合部の検査方法。 - 【請求項４】 前記突起電極と前記パッド電極との固相
拡散接合は、超音波、熱および圧力を加えることによっ
て達成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の接
合部の検査方法。 - 【請求項５】 前記接合部の良否を判定する工程の前
に、前記金属間化合物を成長させるために前記接合部を
加熱する熱エージング工程をさらに備える、請求項１な
いし４のいずれかに記載の接合部の検査方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の実
装基板上での電子部品の接合部の検査方法を実施するた
めの検査装置であって、前記電子部品を上方側に向けて
前記実装基板を位置決めするための観察ステージと、 前記電子部品の上方から前記部品本体に向かって赤外線
を照射するための赤外線光源と、 前記部品本体を透過し、かつ前記部品本体と前記パッド
電極との界面において反射した赤外線による画像を受像
するための赤外線カメラと、 前記赤外線カメラによって撮像された画像を処理し、そ
れによって、少なくとも前記金属間化合物の生成状態に
応じて前記接合部の良否を判定するために、前記画像の
特徴を抽出するための画像処理装置とを備える、実装基
板上での電子部品の接合部の検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23639999A JP2001060605A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 実装基板上での電子部品の接合部の検査方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23639999A JP2001060605A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 実装基板上での電子部品の接合部の検査方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001060605A true JP2001060605A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=17000194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23639999A Pending JP2001060605A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 実装基板上での電子部品の接合部の検査方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001060605A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008098384A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Denso Corp | 半導体パッケージの製造装置及び半導体パッケージの製造方法 |
| JP2008145344A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Shinko:Kk | 微小な金属接合部位の評価方法 |
| JP2008227017A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Shibaura Mechatronics Corp | 電子部品の実装装置及び実装方法 |
| KR101050842B1 (ko) | 2004-07-05 | 2011-07-21 | 삼성테크윈 주식회사 | 접합위치 불량 검사 장치 및 이의 접합위치 불량 판단보정방법 |
| WO2011114945A1 (ja) | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 常陽機械株式会社 | 微小径ワイヤボンディングの良否判定方法及び判定装置 |
| US20150162299A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-11 | Fairchild Semiconductor Corporation | Integrated wire bonder and 3d measurement system with defect rejection |
| KR102166700B1 (ko) * | 2020-08-04 | 2020-10-19 | 주식회사 성우티엠 | 연약지반 개량용 배수재의 공랭식 제조방법 |
| KR102207930B1 (ko) * | 2020-08-04 | 2021-01-26 | 유영호 | 연약지반 개량용 배수재의 공랭식 제조장치 |
| KR102216565B1 (ko) * | 2020-12-30 | 2021-02-16 | 유영호 | 연약지반 개량용 배수재의 공랭식 제조장치 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP23639999A patent/JP2001060605A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101050842B1 (ko) | 2004-07-05 | 2011-07-21 | 삼성테크윈 주식회사 | 접합위치 불량 검사 장치 및 이의 접합위치 불량 판단보정방법 |
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| US7659127B2 (en) | 2006-10-11 | 2010-02-09 | Denso Corporation | Manufacturing device of semiconductor package and manufacturing method of semiconductor package |
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