JP2003234361A - 半導体装置の検査方法及び設備 - Google Patents
半導体装置の検査方法及び設備Info
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Abstract
半導体装置の検査を人手を要することなく自動的に行う
半導体装置の検査方法及び設備を提供する。 【解決手段】 検査トレイ12に配置された各半導体装
置11を個々に検査装置によって検査して不良品である
と判断された半導体装置11については、搬送手段16
でピックアップして検査トレイ12とは別位置に配置さ
れた不良品収納トレイ14に搬送し、不良品がピックア
ップされた空席位置に、更に別位置に配置された補充ト
レイ15から良品の半導体装置11を補充する。前記し
た検査装置は、カメラ13によってリード32の底面を
撮像し、撮像したデータを2値化してリード32の光沢
面の2値化データを作成し、基準値と比較して半導体装
置11の良否を判定する。
Description
るリードを底面から露出させた樹脂封止型の半導体装置
の検査方法及び設備に関する。
止型の半導体装置は、小型化の要求を満たすために、樹
脂封止体の側面にリードを突出させず、樹脂封止体の底
面に、外部接続端子となるリードを露出する、SON
(Small Outline Non-leaded package)/QFN(Quad
Flat Non-leaded package)と呼ばれる半導体装置が注
目されている。
おいては、リードの露出面が樹脂封止体の底面とほぼ同
一面状態で露出しているので、図6に示すように、半導
体装置70を樹脂封止する際に、リードの露出面71上
に樹脂が流出してしまうことがある。このようにリード
の露出面71に樹脂が流出してしまうと樹脂バリ72と
なり、外観不良となるばかりでなく、その後リード表面
に半田などの外装めっきを行う際に、めっきが付着しな
いという問題がある。そこで、このように樹脂バリ72
が生じた半導体装置70は、一般には不良品であるの
で、出荷前に検査して取り除く必要がある。従来はこの
樹脂バリ72の有無の検査は、人が目視によって行って
おり、生産性が非常に低いという問題があった。本発明
はかかる事情に鑑みてなされたもので、製造過程で樹脂
バリの発生する可能性のある半導体装置の検査を人手を
要することなく自動的に行う半導体装置の検査方法及び
設備を提供することを目的とする。
明に係る半導体装置の検査方法は、長さ方向の一端が基
準端となる複数のリードの底面を露出させた状態で樹脂
封止されている半導体装置の前記リードの検査方法であ
って、カメラによって前記リードの底面を撮像し、撮像
したデータを2値化して前記リードの光沢面の2値化デ
ータを作成し、基準値と比較して前記半導体装置の良否
を判定している。また、第2の発明に係る半導体装置の
検査方法は、長さ方向の一端が基準端となる複数のリー
ドの底面を露出させた状態で樹脂封止されている半導体
装置の前記リードの検査方法であって、カメラによって
前記リードの底面を撮像し、撮像したデータを2値化し
て前記リードの光沢面の2値化データを作成し、幅方向
の前記2値化データの大きさが基準値A1以上又は前記
基準値A1を超える部分の前記基準端からの寸法を基準
寸法値B1と比較してその良否を判定する。これによっ
て、半導体装置のリードに封止樹脂が被さるとその部分
は一般に黒くなり、リード面の金属光沢色とは異なるの
で、カメラによって容易に識別でき、更に2値化するこ
とによって、その区別が明確になる。そして、幅方向の
2値化データの大きさが基準値A1以上又は基準値A1
を超える部分の基準端からの寸法を基準寸法値B1と比
較してその良否を判定している。この第2の発明に係る
半導体装置の検査方法において、前記複数のリードは、
それぞれ前記半導体装置の中央部分から外側方向を向い
て配置され、前記基準端は、前記各リードの外側端部で
あるのが好ましい。
は、検査トレイに並べて配置された複数の半導体装置の
検査方法であって、前記各半導体装置を個々に検査装置
によって検査して不良品であると判断された半導体装置
については、搬送手段でピックアップして前記検査トレ
イとは別位置に配置された不良品収納トレイに搬送し、
前記不良品がピックアップされた空席位置に、更に別位
置に配置された補充トレイから良品の半導体装置を補充
している。これによって、検査トレイに良品の半導体装
置のみを選別して載せることができる。そして、第3の
発明に係る半導体装置の検査方法において、前記検査装
置は、対象となる前記半導体装置の底面を撮像するカメ
ラと、該カメラによって撮像したデータを2値化して前
記リードの光沢面の2値化データを作成し、幅方向の前
記2値化データの大きさが基準値A1以上又は前記基準
値A1を超える部分の前記基準端からの寸法を基準寸法
値B1と比較してその良否を判定する画像処理部とを有
するのが好ましい。
設備は、検査しようとする半導体装置をそのリード面を
上にして収納する検査トレイと、前記半導体装置の外観
を撮像するカメラと、前記カメラからの画像に基づき、
特定箇所の寸法を測定し、その寸法と基準寸法を比較し
て半導体装置の良否を判断する判別手段と、前記判別手
段によって不良と判断された半導体装置を収納する不良
品収納トレイと、前記検査トレイの不良品の半導体装置
があった位置に補充する良品の半導体装置を有する補充
トレイと、不良品と判定された半導体装置を前記検査ト
レイから前記不良品収納トレイに、更に、前記検査トレ
イに不足の半導体装置を前記補充トレイから搬送する搬
送手段とを有している。そして、この第4の発明に係る
半導体装置の検査設備において、前記判別手段は、前記
カメラによって撮像したデータを2値化して前記リード
の光沢面の2値化データを作成し、幅方向の前記2値化
データの大きさが基準値A1以上又は前記基準値A1を
超える部分の基準端からの寸法を基準寸法値B1と比較
してその良否を判定するプログラムを有するのが好まし
い。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る半導体装置の検査設備の平面図、図2は検査し
ようとする半導体装置の底面図、図3は同半導体装置の
更なる部分拡大図、図4は同半導体装置のリードの拡大
図、図5はこの半導体装置の検査方法のフロー図であ
る。
に係る半導体装置の検査設備10(以下、単に検査設備
という)は、検査しようとする半導体装置11を並べて
収納する検査トレイ12と、半導体装置11の外観を撮
像するカメラ13と、カメラ13からの画像に基づき、
半導体装置11の良否を判断する図示しない判別手段
と、判別手段によって不良と判断された半導体装置11
を収納する不良品収納トレイ14と、検査トレイ12の
不良品の半導体装置11があった位置に補充する良品の
半導体装置11を有する補充トレイ15と、これらの検
査トレイ12、不良品収納トレイ14及び補充トレイ1
5との間で半導体装置11を搬送する搬送手段16とを
有している。以下、これらについて詳しく説明する。
び補充トレイ15は、この実施の形態ではそれぞれ実質
的に同一形状となって、同一ピッチで形成された複数列
の溝状の載置棚17〜19を有し、複数の半導体装置1
1を各載置棚17〜19上に並べて配置できる構造とな
っている。この実施の形態では載置棚17〜19は溝状
としたが、升状であって各升内に半導体装置を収納する
ものであってもよい。この検査トレイ12、不良品収納
トレイ14及び補充トレイ15と平行(X方向)にこれ
らのトレイに載った半導体装置11を搬送するための搬
送手段16を備えている。搬送手段16にはXYテーブ
ル21と、XYテーブル21のY駆動軸22の先部に設
けられたカメラ13及び半導体装置11のピッキング機
構23を有している。カメラ13を中心としてその周囲
にはリング照明機構24が設けられ、カメラ13で撮像
しようとする半導体装置11の照明を行っている。カメ
ラ13には、周知の絞り機構を備え、撮像対象物である
半導体装置11にピントを合わせることができるように
なっていると共に、半導体装置11の状況に応じて適切
量の光が撮像素子(この実施の形態ではCCD)に照射
されるようになっている。なお、カメラ13にオートフ
ォーカス機構を備えるのがより好ましい。
6によって支持されてX軸方向に延びるガイドレール2
7と、ガイドレール27上を走行する走行台車28を有
している。走行台車28には電動モータの一例であるパ
ルスモータ29及び図示しないラックピニオンを備えた
X軸駆動機構を介して走行台車28がガイドレール27
上を所定の距離移動するようになっている。一方、この
走行台車28には、ガイドレール27に対して直交する
前記したY駆動軸22をその軸方向に案内するガイド機
構と電動モータの一例であるパルスモータ30及び図示
しないラックピニオンを備えたY軸駆動機構が設けら
れ、Y駆動軸22が所定距離移動できるようになってい
る。このようにして、前記したカメラ13、リング照明
機構24及びカメラ13とは少しの距離を設けて配置さ
れたピッキング機構23がXY方向に制御装置からの命
令に従って、移動できるようになっている。
部に突出した支持部31に設けられ、最下部にある図示
しない吸着盤とこの吸着盤の昇降手段の一例である図示
しないシリンダとを有している。吸着盤には真空電磁弁
を介して真空源が接続され、シリンダには図示しないエ
ア電磁弁を介して空圧源に接続されている。これによっ
て、必要な場合には、吸着盤にて半導体装置11を吸着
して上昇し、XYテーブル21を用いて所定の場所で下
降させ、吸着盤から半導体装置11を離して所定の場所
に載置するようになっている。前記したXYテーブル2
1、吸着盤の吸着動作及び昇降、カメラ13の画像取込
み及びその処理は、予め書き込みされたプログラムを有
する制御装置の命令によって行われている。前記した制
御装置は、図2に示すように、カメラ13で得た半導体
装置11の裏面側のリード32の画像から、半導体装置
11の良否を所定の基準に照らして判定する判別手段を
有する画像処理部を備えている。そして、カメラ13と
この画像処理部とによって検査装置が構成される。な
お、前記したカメラ13には手動又は自動の昇降機構
(又はズーム機構)が設けられ、半導体装置11に対し
て所定の大きさの画像が得られるようになっている。
体装置の検査方法について順を追って説明する。まず、
帯状又は短冊状に形成されている銅系又は鉄合金系等か
らなる導電性の薄板材料をエッチングやプレス加工によ
って、パッドとその周囲に配置された複数のリード32
を有するリードフレームを形状加工する。なお、各単位
のリードフレームは帯状に配置する場合もあるが、この
実施の形態ではリードフレームをマトリックス状に形成
している。次に、各単位のリードフレームのパッドに、
銀ペースト等の接着剤や接着用テープを介して半導体チ
ップを搭載し、搭載した半導体チップとリードを含む回
路パターンとをワイヤボンディングやフリップチップ接
続等の周知の接続方法にて電気的に接続する。そして、
マトリックス状に半導体チップが搭載されたリードフレ
ームの半導体搭載面を一括して、各半導体装置11の中
央部分から外側方向を向いて配置されたリード32の底
面(即ち、リード露出面)が裏面側から露出するように
してエポキシ等の樹脂によって封止する。この後、ダイ
シングブレード等の切断刃によって、個別の半導体装置
11に切り分ける。
出面が上側になるようにして検査トレイ12に並べて収
納し、この検査トレイ12を、検査設備10にセットす
る。なお、検査トレイ12は前述のように複数の半導体
装置11を格子状に収納している。また、図1に示すよ
うに、検査設備10には空の不良品収納トレイ14及び
良品の半導体装置11が収納された補充トレイ15をセ
ットしておく。検査設備10には、前述のようにXYテ
ーブル21に、吸着盤を備えたピッキング機構23と、
カメラ13と、カメラ13の撮像を明確にするためのリ
ング照明機構24が設置されており、カメラ13で撮像
した画像に基づいて、撮像した半導体装置11の良品及
び不良品を判別する判別手段を有している。検査設備1
0の動作について、図5を参照しながら説明すると、予
め半導体装置11の種類及び以下に説明する半導体装置
11毎の2値化レベルを入力して、運転をスタートする
と、カメラ13が第1番の半導体装置11の検査位置に
移動する(ステップS1)。カメラ13は、検査トレイ
12にリード32の底面を露出させた状態で載っている
個々の半導体装置11について撮像を順次行うが、半導
体装置11の大きさ及び位置は、予め入力されたデータ
から分かっているので、XYテーブル21を作動させて
カメラ13の位置を検査しようとする半導体装置11の
位置に合わせる。
13の光軸を正確に合わせる必要がある場合には、半導
体装置11の裏面の輪郭の画像を検索し、その図心又は
重心を求めてカメラ13の位置に合わせてもよい。な
お、カメラ13の動作時はリング照明機構24をONに
しておく。そして、図2に示すように、半導体装置11
の裏面像を場所1〜4に分けて、個々の場所について検
査を行う(ステップS2)。この場合、更に場所1〜4
に合わせてカメラ13を動かしてもよいし、高画素のカ
メラ13を用いて一枚の半導体装置11の裏面画像から
場所1〜4を分割してもよい。また、場合によっては、
更には細かく各リード32を個々に撮像して以下の検査
を行ってもよい。
面を場所1〜4に分割して検査を行っている。図3は場
所4の一部拡大図であるが、カメラ13によって撮像さ
れた画像33をもとに判別手段に書き込まれたプログラ
ムによって、以下のようにして半導体装置11の良否の
判定を行う(ステップS3)。撮像された画像33をま
ず256階調の白黒画像に変換する。そして、封止樹脂
34及びこの封止樹脂34がリード32の上に被さった
樹脂バリ35の部分は暗く撮像され、リード32の金属
光沢面は明るく撮像されるので、樹脂バリ35が黒に、
リード32の金属光沢面が白くなるような位置に2値化
レベル(閾値)を決めて、白黒画像を2値化して各リー
ド32の光沢面の2値化データを作成する。この様子を
一つのリード32について、図4に示す。一般に樹脂バ
リ35は、図4に示すように半導体装置11の中央側C
から外側端部Eに向けて発生し、しかも、中央側Cから
外側端部Eに向けて徐々に幅が狭くなる傾向がある。そ
こで、リード32が露出した白部分の幅方向の長さWを
画素(ドット)の数を数えて得る。この実施の形態では
リード32の全幅が20画素となって、樹脂バリ35が
ある部分では、例えば19画素、15画素のようにその
幅が狭くなっている。
る下限値A1と上限値A2を予め決定しておく。従っ
て、A1≦W≦A2となる。なお、A2はリード32の
幅より少し大きい値となり、A1はリード32の幅より
少し狭い幅(例えば、9/10〜6/10)となる。こ
れによって、白部分の幅方向の長さが基準値A1以上と
なる領域が決定されるので、その領域の外側端部E(基
準端)から寸法Lを求める。そして、この寸法Lに対し
て予め決定された基準寸法値である下限値B1と上限値
B2の間に、寸法Lが入っているか否かを判断し、B1
≦L≦B2を満足する場合には、そのリード32は良と
いうことになる。この場合、B1は例えばリード32の
全長の4/10〜8/10となり、B2はリード32の
全長を超える値(例えば、全長の1.1倍)となる。こ
れによって、外部接続端子となるリード32の部分に半
田が確実に溶着できる。なお、以上のリード32の判定
において、上限値A2、B2は必ずしも必要でないが、
カメラ13やその他の処理手段に異常がある場合の判定
として使用できる。このようなリード32の検査を一つ
の半導体装置11の各端子について行う。この場合、必
要な場合にはXYテーブル21を作動させてカメラ13
の位置を動かして行う。一つの半導体装置11におい
て、各リード32の全てについて良であると判定が出た
場合に、半導体装置11を良品として扱う。そして、半
導体装置11の各リード32のうち1つでも不良の判定
が出た場合には、その半導体装置11は不良品として扱
う。検査した半導体装置11が良品である場合には、次
の半導体装置11を検査するために、XYテーブル21
を移動させてカメラ13を次の半導体装置11を撮像す
べき位置に合わせる(ステップS4)。
11が不良品であると判断される場合には、不良品の半
導体装置11を排出する必要がある。この場合は、XY
テーブル21を作動させて、ピッキング機構23の吸着
盤の位置を該当する半導体装置11の中心位置に合わ
せ、シリンダを作動させて吸着盤を半導体装置11の背
中に合わせ、真空電磁弁を開いて吸着盤によって半導体
装置11を吸着し、シリンダを上昇させて半導体装置1
1を所定位置まで上げ、XYテーブル21を作動させて
半導体装置11を不良品収納トレイ14の所定の空き位
置まで搬送し、シリンダを下降させると共に、真空状態
を解いて吸着盤から半導体装置11を離し、不良品収納
トレイ14の所定位置に半導体装置11を載置する。こ
れによって、不良品の半導体装置11が排出される(ス
テップS5)。
装置11が一つ無くなることになるので、半導体装置1
1の補充を行うか否かの命令に従い、必要がある場合に
は(ステップS6)予め検査された良品の半導体装置1
1を補充トレイ15から補充する。この動作は、XYテ
ーブル21と作動させてピッキング機構23を動かし、
吸着盤によって補充トレイ15からの半導体装置11を
取り出し、検査トレイ12の空き部分に移載する(ステ
ップS7)。以上の処理を検査トレイ12に載った各半
導体装置11について繰り返すことによって、不良品の
半導体装置11が全部除去され、しかも検査トレイ12
は良品の半導体装置11で埋まる。従って、この検査ト
レイ12をそのまま製品トレイとすることもできるし、
更には全部の半導体装置11を同時に別の製品トレイに
移載することもできる。
ではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変形例を
含むものであり、例えば、前記実施の形態においては、
補充トレイを有さず、不良と判定された半導体装置を除
去するだけでもよい。また、不良品収納トレイは、単に
ゴミ箱であってもよい。更には、実施の形態では一つの
XYテーブルにカメラ及びピッキング機構を設けている
が、これらを干渉しないようにして独立に制御すること
もできる。
法においては、撮像したデータを2値化してリードの光
沢面の2値化データを作成し、基準値と比較して半導体
装置の良否を判定しているので、従来人手で行っていた
半導体装置の検査を自動化することが可能となった。こ
れによって検査品質が安定することになった。しかも、
2値化データを用いて判断しているので、制御装置の処
理が簡単で高速に行える。特に、請求項2、3記載の半
導体装置の検査方法は、カメラによってリードの底面を
撮像し、撮像したデータを2値化してリードの光沢面の
2値化データを作成し、幅方向の2値化データの大きさ
が基準値A1以上又は基準値A1を超える部分の基準端
からの寸法を基準寸法値B1と比較してその良否を判定
しているので、より実際の合否の判断基準に適用した検
査を行うことができる。
検査方法は、各半導体装置を個々に検査装置によって検
査して不良品であると判断された半導体装置について
は、搬送手段でピックアップして検査トレイとは別位置
に配置された不良品収納トレイに搬送し、不良品がピッ
クアップされた空席位置に、更に別位置に配置された補
充トレイから良品の半導体装置を補充するので、検査終
了後も検査トレイに必要な数の、しかも良品の半導体装
置が並んでいることになる。従って、検査終了後の半導
体装置を再度並べなおす必要がなく、作業効率が向上す
る。請求項6、7記載の半導体装置の検査設備は、従来
人手で行っていた半導体装置の検査を自動的に行うこと
ができ、検査品質が向上する。そして、検査によって不
良品となった半導体装置を不良品収納トレイに入れて除
去し、更には検査トレイに不足の半導体装置を補充トレ
イから搬送しているので、検査トレイに良品の半導体装
置のみを収納でき、作業効率が向上する。
設備の平面図である。
2:検査トレイ、13:カメラ、14:不良品収納トレ
イ、15:補充トレイ、16:搬送手段、17〜19:
載置棚、21:XYテーブル、22:Y駆動軸、23:
ピッキング機構、24:リング照明機構、25、26:
支柱、27:ガイドレール、28:走行台車、29、3
0:パルスモータ、31:支持部、32:リード、3
3:画像、34:封止樹脂、35:樹脂バリ
Claims (7)
- 【請求項1】 長さ方向の一端が基準端となる複数のリ
ードの底面を露出させた状態で樹脂封止されている半導
体装置の前記リードの検査方法であって、カメラによっ
て前記リードの底面を撮像し、撮像したデータを2値化
して前記リードの光沢面の2値化データを作成し、基準
値と比較して前記半導体装置の良否を判定することを特
徴とする半導体装置の検査方法。 - 【請求項2】 長さ方向の一端が基準端となる複数のリ
ードの底面を露出させた状態で樹脂封止されている半導
体装置の前記リードの検査方法であって、カメラによっ
て前記リードの底面を撮像し、撮像したデータを2値化
して前記リードの光沢面の2値化データを作成し、幅方
向の前記2値化データの大きさが基準値A1以上又は前
記基準値A1を超える部分の前記基準端からの寸法を基
準寸法値B1と比較してその良否を判定することを特徴
とする半導体装置の検査方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の半導体装置の検査方法に
おいて、前記複数のリードは、それぞれ前記半導体装置
の中央部分から外側方向を向いて配置され、前記基準端
は、前記各リードの外側端部であることを特徴とする半
導体装置の検査方法。 - 【請求項4】 検査トレイに並べて配置された複数の半
導体装置の検査方法であって、前記各半導体装置を個々
に検査装置によって検査して不良品であると判断された
半導体装置については、搬送手段でピックアップして前
記検査トレイとは別位置に配置された不良品収納トレイ
に搬送し、前記不良品がピックアップされた空席位置
に、更に別位置に配置された補充トレイから良品の半導
体装置を補充することを特徴とする半導体装置の検査方
法。 - 【請求項5】 請求項4記載の半導体装置の検査方法に
おいて、前記検査装置は、対象となる前記半導体装置の
底面を撮像するカメラと、該カメラによって撮像したデ
ータを2値化して前記リードの光沢面の2値化データを
作成し、幅方向の前記2値化データの大きさが基準値A
1以上又は前記基準値A1を超える部分の前記基準端か
らの寸法を基準寸法値B1と比較してその良否を判定す
る画像処理部とを有することを特徴とする半導体装置の
検査方法。 - 【請求項6】 検査しようとする半導体装置をそのリー
ド面を上にして収納する検査トレイと、前記半導体装置
の外観を撮像するカメラと、前記カメラからの画像に基
づき、特定箇所の寸法を測定し、その寸法と基準寸法を
比較して半導体装置の良否を判断する判別手段と、前記
判別手段によって不良と判断された半導体装置を収納す
る不良品収納トレイと、前記検査トレイの不良品の半導
体装置があった位置に補充する良品の半導体装置を有す
る補充トレイと、不良品と判定された半導体装置を前記
検査トレイから前記不良品収納トレイに、更に、前記検
査トレイに不足の半導体装置を前記補充トレイから搬送
する搬送手段とを有することを特徴とする半導体装置の
検査設備。 - 【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の検査設備に
おいて、前記判別手段は、前記カメラによって撮像した
データを2値化して前記リードの光沢面の2値化データ
を作成し、幅方向の前記2値化データの大きさが基準値
A1以上又は前記基準値A1を超える部分の基準端から
の寸法を基準寸法値B1と比較してその良否を判定する
プログラムを有することを特徴とする半導体装置の検査
設備。
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JP2002030668A JP4021677B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 半導体装置の検査方法 |
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JP4021677B2 JP4021677B2 (ja) | 2007-12-12 |
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