JP2012002780A - 形状計測装置、形状計測方法、および半導体パッケージの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被計測物に損害を与えずに、被計測物の形状を正確に計測する。
【解決手段】形状測定装置１１は、スペックルパターン２が投影された被計測物１を撮像する撮像装置１３、１４を備え、撮像装置１３で撮像された画像と、撮像装置１４で撮像された画像とから被計測物１の形状を計測するものである。被計測物１に対して、スペックルパターン２を白色光によって投影する投影装置１２を備えている。撮像装置１３と撮像装置１４は、撮像装置１３で撮像された被計測物１の画像と、撮像装置１４で撮像された被計測物１の画像とが互いに角度がずれて撮像される位置に、配置されている。
【選択図】図２
【解決手段】形状測定装置１１は、スペックルパターン２が投影された被計測物１を撮像する撮像装置１３、１４を備え、撮像装置１３で撮像された画像と、撮像装置１４で撮像された画像とから被計測物１の形状を計測するものである。被計測物１に対して、スペックルパターン２を白色光によって投影する投影装置１２を備えている。撮像装置１３と撮像装置１４は、撮像装置１３で撮像された被計測物１の画像と、撮像装置１４で撮像された被計測物１の画像とが互いに角度がずれて撮像される位置に、配置されている。
【選択図】図２
Description
本発明は、形状計測装置、形状計測技術、および半導体パッケージの製造技術に適用して有効な技術に関する。
コア基板、配線基板などの基板上に半導体装置（半導体チップ）を実装した半導体パッケージの製造工程中において、半導体パッケージが製品として個片化される前の基板は、大判の状態でパネルとして取り扱われる。
このようなパネルの反り、変位などの形状計測には、例えば、平置きによる定規、ノギス、シックネスゲージなどを用いたベース（基台）からの距離計測や、壁にパネルを押し当てて壁からの距離計測によって、数点レベルでの反り計測方法が用いられる。しかし、どの方法も不正確な計測になり、定量評価となり難い。
また、パネルの形状計測には、接触式計測装置や非接触式計測装置を用いた方法がある。接触式計測装置では、計測範囲の制限から、反りの大きなパネルの計測をすることはできない。また、非接触式計測装置として、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）画像計測装置は、計測用レンズ搭載のヘッドとベースに摺動部を持つ構造のため、大型パネルの平面度計測には向かず、一点ずつの数十点計測のため、計測時間もかかってしまう。また、前述の平置きによる定規などによる計測方法では、例えば、半導体パッケージの製造工程でインラインとして用いるには、時間がかかりすぎてしまう。
これら形状計測技術に対して、３次元画像相関法は、摺動部がなく、瞬時の静止像から形状認識するため、パネルの反り、変位などの形状計測に適している。この画像相関法を用いたパネルの形状計測では、被計測物（試料）の表面にスペックルパターンと呼ばれるランダムな白黒の模様が必要である。その際、模様は、被計測物を撮る撮像装置（カメラ）の視野サイズと画像のピクセルサイズに適した大きさにする必要がある。この模様は、画像認識をする上で欠かすことができないものであり、従来では塗装によって形成されていた。
また、特開平８−１４８２４号公報（特許文献１）および特開２００３−２６２５１０号公報（特許文献２）には、レーザスペックル法を用いて、被計測物の動き（変動）を計測する技術が開示されている。レーザスペックル法は、単波長レーザ（コヒーレント光）で被計測物を照射した際、その表面でランダムに反射した光が干渉し合い斑模様（スペックルパターン）を結像して、それを撮像することで計測を行うものである。
レーザ光の特徴としては、指向性が良いこと、高密度のエネルギーを照射できること、単色性であること、およびコヒーレント性を有することが挙げられる。すなわち、特許文献１、２の技術のようなレーザスペックル法による計測は、被計測物にレーザ光を照射した際に現れる斑模様の不規則な輝度分布であるレーザスペックルパターンが被計測物の移動とともに速度に比例して並進することを利用して、被計測物の動きを計測している。
例えば、半導体パッケージに用いられる基板は、製造工程中に反りなどで形状が変形することがある。この変形により、搬送時のハンドリング性が低下する。また、絶縁層へのビア（Via）や溝の形成、配線パターン形成時に位置ずれが生じる。更に、電子部品（半導体チップ、チップコンデンサなど）の実装での位置合わせの不具合などを引き起こしてしまう場合がある。基板において反りが発生する要因としては、絶縁層（例えば、熱硬化性樹脂層、感光性樹脂層）、配線パターン（例えば、金属パターン）、半導体チップ（例えば、シリコン）など、これらの半導体パッケージの構成部材の熱膨張係数の差に起因する応力によることが挙げられる。
このように基板に反りなどの形状変化が生じている場合、半導体パッケージの製造歩留まりが低下し、また、完成品としては信頼性が低下してしまうことが考えらえる。したがって、配線層や配線パターンが形成された状態、電子部品が実装された状態など、半導体パッケージで用いられる基板の形状を製造工程中に把握することは、半導体パッケージの製造歩留まりの向上や信頼性の向上に有益となる。
しかしながら、被計測物を、半導体パッケージに用いられる基板とした形状計測において、塗装によってスペックルパターンを形成した画像相関法を用いた場合、基板の表面に、スペックルパターンの大きさをコントロールするため、塗粒を調整しながら吹き付ける技術の習得が必要である。また、塗装技術が熟練したとしても、複数の基板に同様のスペックルパターンの模様を塗布し、同条件で評価することは困難である。
さらに、半導体パッケージに用いられる基板（被計測物）の表面に塗装が施されるため、塗装された基板に反り、変位などが生じていなくても、不良品として取り扱われる（損害が与えられる）こととなる。このため、形状計測を行うことで、必然的に半導体パッケージの製造歩留まりが低下してしまう。したがって、スペックルパターンの形成に塗装を用いた画像相関法は、非接触で計測できる技術にも関わらず、製造工程内の流動調査や、製品検査などに使用することに対しては躊躇される。
また、半導体パッケージに用いられる基板（被計測物）の形状計測において、レーザスペックル法を用いた場合、レーザ光（コヒーレント光）の波長によっては、半導体パッケージの構成部材の一部（例えば、金属パターン）が反射し、他の一部（例えば、熱硬化性樹脂層）が透過して、基板の形状を正確に計測することができないことが考えられる。また、レーザ光の照射強度によっては、感光性樹脂層の感光、劣化に影響し、基板に損害（傷）を与えることも考えられる。
本発明の目的は、被計測物に損害を与えずに、被計測物の形状を正確に計測することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明の一実施形態における形状測定装置は、スペックルパターンが投影された被計測物を撮像する第１および第２撮像装置を備え、前記第１撮像装置で形成された第１画像と、前記第２撮像装置で形成された第２画像とから被計測物の形状を計測するものである。前記被計測物に対して、前記スペックルパターンを白色光によって投影する投影装置を備えている。
なお、特許文献１で開示された技術は、レーザスペックル画像の動きをモニターして変位を計測するものであって、本願のような形状計測とは異なる。また、特許文献１で開示された技術は、本願のような視野角をもつ画像相関技術への適用でもないため、本願技術とは異なる。また、特許文献２で開示された技術は、あくまでも１つのペリスコープを使い、軸対称画像を用いることを前提とされており、本願のような２つのＣＣＤの視野角差（軸対称とは限らない）を用いる画像相関とは異なる。
また、特許文献１、２には、本願のように、半導体パッケージに用いる基板の反り計測に適用することは開示も示唆もされていない。さらに、特許文献１、２で開示された技術は、被計測物の表面にレーザ光を照射することにより発生する被計測物表面の凹凸に対応した乱反射（この乱反射の模様がスペックルパターンとなる）を撮像装置（カメラ）で撮像し、スペックルパターンを得ているのに対して、本願技術では、スペックルパターン自体を被計測物に投影している点で相違する。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記一実施形態における形状測定装置によれば、被計測物に損害を与えずに、被計測物の形状を正確に計測することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
まず、本実施形態における形状測定装置の構成について説明する。図１は本実施形態における形状計測装置１１を説明するための図であり、図２は形状計測装置１１の構成を説明するための図である。この形状計測装置１１は、三次元画像相関（３Ｄ−ＤＩＣ：3dimansional Digital Image Correlation）処理を用いて、被計測物１の形状（例えば、反りや変位など）を計測するものである。なお、被計測物１は、例えば、図示されていないステージ上にセットされて計測される。
形状計測装置１１は、被計測物１に対して、スペックルパターン２を白色光（インコヒーレント光）によって投影する投影装置１２を備えている。本実施形態では、投影装置１２として、プロジェクタを用いている。投影装置１２は、投影するための光（投影光）が、被計測物１を構成する種々の部材で反射するように、多周波数の白色光のものを用いる。
この投影装置１２からは、画像相関処理を行うためにスペックルパターン２として白黒模様が投影される。なお、図１では、スペックルパターン２は、模様としては示しておらず、模様が形成される領域として示している。
また、形状計測装置１１は、スペックルパターン２が投影された被計測物１を撮像する撮像装置１３、１４を備えている。本実施形態では、撮像装置１３、１４として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いている。撮像装置１３と撮像装置１４は、撮像装置１３で撮像した画像の被計測物と、撮像装置１４で撮像した画像の被計測物とが互いに角度がずれて撮像される位置に配置されている。
また、形状計測装置１１は、撮像装置１３からのアナログデータを、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１５と、撮像装置１４からのアナログデータを、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１６と、これらのデジタルデータを受け取る演算装置１７とを備えている。なお、撮像装置１３、１４に、Ａ／Ｄ変換機能を持たせても良く、この場合、Ａ／Ｄ変換器１５、１６は不要となる。
また、形状測定装置１１は、形状計測装置１１（演算装置１７）に対して情報を入力する入力装置１８と、形状計測装置１１（演算装置１７）の状態を表示する表示装置１９と、形状計測装置１１（演算装置１７）の情報等を記憶する記憶装置２０とを備えている。このような形状計測装置１１では、演算装置１７が、撮像装置１３、１４、投影装置１２等の各部の制御を行うこととしている。
本実施形態における形状計測装置１１は、撮像装置１３で撮像された被計測物１の画像と、撮像装置１４で撮像された被計測物１の画像との違い（ずれ）から、演算装置１７において画像相関処理することによって、被計測物１の形状を３次元データ化し、３次元データから反りや変位等を計測するものである。また、画像相関処理で必要なスペックルパターン２を、被計測物表面への塗装やレーザ照射による乱反射で形成するのではなく、白色光による投影で形成している。このため、被計測物１に損害を与えずに、被計測物１の形状を正確に計測することができる。
次に、本実施形態における形状測定装置１１を用いた形状測定技術について説明する。図３は形状計測装置１を用いた形状計測技術を説明するための図（フローチャート）である。
まず、被計測物１としての標準サンプルをステージ上にセットし、個々のカメラ（撮像装置１３、１４）を測定エリアが視野に入るようにセットする（ステップＳ１０）。次いで、個々のカメラ（撮像装置１３、１４）の焦点を合わせる（ステップＳ２０）。次いで、予め記憶装置２０に記憶されている画像相関用のソフトウエア（プログラム）で、キャリブレーションを行う（ステップＳ３０）。次いで、投影装置１２によって被計測物１（標準サンプル）の測定エリアにスペックルパターン２を投影する（ステップＳ４０）。
次いで、投影スペックルパターン２をカメラピクセルに対し妥当なサイズに調整する（ステップＳ５０）。言い換えると、撮像装置１３、１４のそれぞれがスペックルパターン２を認識できる大きさに、投影装置１２によってスペックルパターン２の大きさを調整する。
これまでの工程（ステップＳ１０〜Ｓ５０）が終了した後、標準サンプルを取り除き、被計測物１を計測対象としてステージ上にセットする（ステップＳ６０）。次いで、複数のカメラ（撮像装置１３、１４）で同時に撮像する（ステップＳ７０）。
ここで、計測対象が複数あるのであれば、対象数分だけ被計測物を交換し、ステップＳ６０、Ｓ７０を繰り返し行う（ステップＳ８０）。繰り返し撮像する場合は、連続して投影装置１２から白色光を照射していても良い。白色光であるので、レーザによる単色光とは異なり、被計測物１に損害を与えることもないからである。また、投影装置１２としてプロジェクタを用いた場合、その光源には、主に、超高圧水銀ランプ（ＵＨＥランプ）が用いられるため、再点灯させるには時間がかかる。このため、繰り返し撮像する場合には、投影装置１２から白色光を照射させたままにしておくことで、処理時間を短縮することができる。
次いで、撮像装置１３で撮像された画像と、撮像装置１４で撮像された画像とから、演算装置１７において画像相関処理することによって、被計測物１の形状を３次元データ化する（ステップＳ９０）。次いで、演算装置１７において、３次元データから反り、変位などの計測データを抽出する（ステップＳ１００）。
本実施形態における形状計測技術は、撮像装置１３で撮像された被計測物１の画像と、撮像装置１４で撮像された被計測物１の画像との違い（ずれ）から、演算装置１７において画像相関処理することによって、被計測物１の形状を３次元データ化し、３次元データから反りや変位等を計測するものである。また、画像相関処理で必要なスペックルパターン２を、被計測物表面への塗装やレーザ照射による乱反射で形成するのではなく、白色光による投影で形成している。このため、被計測物１に損害を与えずに、被計測物１の形状を正確に計測することができる。
次に、本実施形態における形状測定技術を用いた半導体パッケージの製造技術について説明する。図４および図５は製造工程中の半導体パッケージ５１（配線基板３１）を示す断面図である。
また、説明を明解にするために、図６に多数個取り基板（パネル）Ｐの平面図を示す。図６に示す多数個取り基板Ｐでは、１枚の大判基板に、例えば１６個の配線形成領域（パッケージとなる領域である個々の配線基板）Ａが形成されており、この多数個取り基板Ｐを切断することで、個々の配線基板（パッケージ）を得ることができる。なお、図４は、図６に示す多数個取り基板Ｐ中の、一つの配線基板形成領域の断面を示していることになる。また、図５は、図６に示す多数個取り基板Ｐに、半導体チップ５２、チップコンデンサ５５を搭載後、多数個取り基板Ｐを個々の配線基板３１（半導体パッケージ５１）に切断した状態の断面を示している。
まず、図４に示すように、金属層（接続パッド３２など）および絶縁層（絶縁層３７など）を有する配線基板３１を準備する。配線基板３１は、チップ実装面（上面）にチップ実装用の接続パッド３２と、裏面（下面）にはんだボール用の接続パッド３３を有する。また、配線基板３１は、接続パッド３２と接続パッド３３とを電気的に接続する配線パターン３４、３５およびビア３６を有している。また、配線基板３１は、これら接続パッド３２、３３、配線パターン３４、３５およびビア３６を電気的に分離するため絶縁層３７、３８、３９を有している。このように、配線基板１は、絶縁層と配線層とが複数積層されて形成されているものである。また、配線基板３１の裏面には、はんだボール用の接続パッド３３を露出する開口部を有するソルダレジスト層４０が形成されている。
チップ実装用の接続パッド３２は、例えば、めっき法によって形成され、外部露出面からＡｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ｃｕの４層で構成されている。また、はんだボール用の接続パッド３３は、例えば、めっき法によって形成され、Ｃｕ層で構成されている。また、配線パターン３４、３５（配線層）およびビア３６は、例えば、Ｃｕで構成（形成）されている。また、絶縁層３７、３８、３９は、例えば、エポキシ系樹脂層によって構成されている。また、ソルダレジスト層４０は、例えば、エポキシ系樹脂やポリエステル系樹脂によって構成されている。なお、はんだボール用の接続パッド３３も、外部露出面からＡｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ｃｕの４層で構成しても良い。
次いで、前述の形状計測方法によって、配線基板３１の全体（配線基板形成領域）を被計測物１として、その形状を計測する。概略すると、配線基板３１をステージ上にセットし、投影装置１２によって配線基板３１のチップ実装面にスペックルパターン２を投影する。次いで、撮像装置１３、１４のそれぞれがスペックルパターン２を認識できる大きさに、投影装置１２によってスペックルパターン２の大きさを調整する。
次いで、撮像装置１３、１４のそれぞれで配線基板３１のチップ実装面を同時に撮像する。この撮像装置１３で撮像した画像と、撮像装置１４で撮像した画像を画像相関処理することによって、配線基板３１のチップ実装面側の形状を計測する。なお、配線基板３１の裏面側の形状も同様に計測することができる。
計測された配線基板３１の形状からは、例えば、配線基板３１の反りの状態を確認することができる。配線基板３１に反りが確認された場合、例えば、その配線基板３１の排除、反りを低減させる処理などの対応をすることができる。また、工程前、工程途中での反り挙動調査に適用することができる。これにより、製造工程の段階で、異物混入の危険性を回避することもできる。
一方、配線基板３１に反りが確認されなかった場合、その配線基板３１はそのまま次の製造工程に搬送することができる。このことは、前述したように、本実施形態では、画像相関処理で必要なスペックルパターン２を、被計測物表面への塗装やレーザ照射による乱反射で形成するのではなく、白色光による投影で形成しているので、配線基板３１に損害を与えずに配線基板３１の反りや変位を正確に計測することができるからである。
ここで、レーザ照射による乱反射でスペックルパターンを形成すること（レーザスペックル法）に対して、白色光による投影によってスペックルパターンを形成することが、配線基板３１に損害を与えずに配線基板３１の反りを正確に計測することができる点について説明する。
レーザスペックル法は、単波長レーザ（コヒーレント光）で被計測物を照射した際、表面でランダムに反射した光が干渉し合い斑模様（スペックルパターン）を結像しており、それを撮像することで計測を行うものである。したがって金属のように照射されたレーザ光の波長の大半を反射する材料に対しては有効であるが、半透明な材料（配線基板の絶縁層（樹脂層））など、その波長の光を反射しない（透過する）材料に対しては投影することができない。
これに対し、白色光には広い範囲の多数の波長が含まれており、半透明な材料でもすべてが透過するわけではなく、反射する光もあり投影像を撮像することができる。材料の反射率、透過率は、照射する光の波長に対してのものであり、使用する各種材料に対してすべてで屈折、吸収されずに大きく反射する波長があるとはいえない。したがって、プロジェクタ（ＵＨＥランプ：超高圧水銀ランプ）のようにインコヒーレントな白色光を用いる場合、反射率０％に近い透明体でもない限り、スペックルパターンを投影することができる。
配線基板の製造段階に用いる絶縁材料には、感光性材を含め半透明のものが多く、コヒーレント光であるレーザを用いると反射率が低く表面認識が困難となり適切な形状可視化につながらない。したがって、配線基板やその製造段階途中における大型基板（パネル）の反り計測、変位計測、形状認識には白色光によって（白〜黒）２５６階調などの輝度の違いによるパターン投影技術が必要となる。
よって、配線基板３１（金属である配線層や、樹脂である絶縁層等、各種素材（各種の透過率や反射率からなる材料）が、計測面となる表面に存在する）の計測には、白色光によるスペックルパターン２の投影が有効である。
続いて、図５に示すように、配線基板３１のチップ実装面に半導体チップ５２を実装する。ここでは、配線基板３１の接続パッド３２と半導体チップ５２の外部接続端子５３（例えば、はんだボール）とが電気的に接続される。また、半導体チップ５２と配線基板３１との間には、半導体チップ５２と配線基板３１の熱膨張率差による応力を緩和させるためアンダーフィル樹脂層５４が形成される。
また、配線基板３１のチップ実装面にチップコンデンサ５５を実装する。ここでは、チップコンデンサ５５は、配線基板３１の接続パッド３２とチップコンデンサ５５の外部接続端子５６とが接続部材５７（例えば、はんだ）を介して電気的に接続される。
また、配線基板３１の裏面の接続パッド３３に外部接続端子となるはんだボール５８を形成する。これにより、配線基板３１の接続パッド３３とはんだボール５８とが電気的に接続される。すなわち、はんだボール５８と、半導体チップ５２、チップコンデンサ５５とは配線基板３１を介して電気的に接続されることとなる。これにより、半導体パッケージ５１が略完成する。なお、図５に示す半導体パッケージ５１は、大判の状態の配線基板３１から個片化された状態で示されている。
次いで、前述の形状計測方法によって、半導体パッケージ５１の全体（半導体パッケージ形成領域）を被計測物１として、その形状を計測する。概略すると、半導体パッケージ５１をステージ上にセットし、静止させて、投影装置１２によって半導体パッケージ５１のチップ実装面にスペックルパターン２を投影する。次いで、撮像装置１３、１４のそれぞれがスペックルパターン２を認識できる大きさに、投影装置１２によってスペックルパターン２の大きさを調整する。
次いで、撮像装置１３、１４のそれぞれで半導体パッケージ５１のチップ実装面を同時に撮像する。この撮像装置１３で撮像した画像と、撮像装置１４で撮像した画像を画像相関処理することによって、半導体パッケージ５１のチップ実装面側の形状を計測する。なお、半導体パッケージ５１の裏面側の形状も同様に計測することができる。
計測された半導体パッケージ５１の形状からは、例えば、半導体パッケージ５１の反りの状態を確認することができる。半導体パッケージ５１に反りが確認された場合、例えば、その半導体パッケージ５１の排除、反りを低減させる処理、半導体パッケージ５１の製造工程の確認などの対応をすることができる。
半導体チップ５２（主としてシリコンからなる）と、配線基板３１（主として有機系絶縁樹脂）との熱膨張係数の差による応力によって、半導体パッケージ５１に反りが生じてしまう場合がある。そこで、本実施形態における形状計測技術を適用することは有益である。前述したように、画像相関処理で必要なスペックルパターン２を、被計測物表面への塗装やレーザ照射による乱反射で形成するのではなく、白色光による投影で行っているので、半導体パッケージ５１に損害を与えずに半導体パッケージ５１の反りを正確に計測することができる。これにより、半導体パッケージ５１の製造歩留まりの低減を抑制することができる。
また、例えば、半導体パッケージ５１上に別の半導体パッケージを実装するようなＰＯＰ（Package On Package）構造の場合、半導体パッケージ５１の電子部品が傾いていると、実装の際に、その電子部品と別の半導体パッケージとが接触して不具合が生じてしまう。そこで、本実施形態における形状計測技術を適用し、配線基板３１に実装された電子部品の傾き形状を計測することは有益である。
例えば、電子部品周辺を計測エリア（測定エリア）として、撮像装置１３、１４の視野を調整し、また、計測エリアにスペックルパターン２を投影装置１２で投影する。ここで、撮像装置１３、１４のそれぞれがスペックルパターン２を認識できる大きさに、投影装置１２によってスペックルパターン２の大きさを調整すれば、配線基板３１の全体の形状と同様に、電子部品の形状（傾き）も計測することができる。本実施形態では、画像相関処理で必要なスペックルパターン２を投影することによって形成しているので、投影装置１２の調整でスペックルパターン２の大きさを容易に変えることもできる。
すなわち、本実施形態における形状計測技術では、被計測物１として、配線基板３１が大判の状態から、個片化された半導体パッケージ５１の状態、さらには、電子部品の状態まで、幅広い計測エリアに対応することができる。また、この際、画像相関処理で必要なスペックルパターン２を、被計測物表面への塗装やレーザ照射による乱反射で形成するのではなく、白色光による投影で行っているので、被計測物１に損害を与えずに被計測物１の形状を正確に計測することができる。
このように、本実施形態における形状計測技術では、自由に計測エリアを変更可能である。計測エリアの例としては、図６を参照すると、多数個取り基板Ｐの全領域を計測エリアとした場合、多数個取り基板Ｐのある特定の配線基板形成領域Ａを計測エリアとした場合、更に、多数個取り基板Ｐに搭載された半導体チップ平面のみを計測エリアとした場合が挙げられる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、被計測物として、半導体パッケージ用の配線基板に適用した場合について説明したが、配線基板自体の製造工程における基板や、銅張り積層基板の表面およびその製造工程における基板にも適用することができる。
また、例えば、半導体パッケージの製造途中での抜き取り検査や、インライン計測や、完成品の反り検査に使用できるように、無塗装で非接触式計測を実現しているため、画像相関技術の適用範囲が広がる。具体的には、スペックルサイズの調整やスペックルパターンの投影範囲は、投影装置１２により容易にコントロールできる。このようにサンプルサイズに合わせた投影が可能になるため、基板（パネル）、パッケージレベルでもアセンブル基板（電子部品を搭載した基板）でも同様に計測することができる。
本発明は、配線基板、特に、半導体パッケージ用の配線基板に有効で、とりわけ半導体パッケージの製造業に幅広く利用されるものである。
１ 被計測物
２ スペックルパターン
１１ 形状測定装置
１２ 投影装置
１３、１４ 撮像装置
１５、１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 演算装置
１８ 入力装置
１９ 表示装置
２０ 記憶装置
３１ 配線基板
３２、３３ 接続パッド
３４、３５ 配線パターン
３６ ビア（Ｖｉａ）
３７、３８、３９ 絶縁層
４０ ソルダレジスト層
５１ 半導体パッケージ
５２ 半導体チップ
５３ 外部接続端子
５４ アンダーフィル樹脂層
５５ チップコンデンサ
５６ 外部接続端子
５７ 接続部材
５８ はんだボール
２ スペックルパターン
１１ 形状測定装置
１２ 投影装置
１３、１４ 撮像装置
１５、１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 演算装置
１８ 入力装置
１９ 表示装置
２０ 記憶装置
３１ 配線基板
３２、３３ 接続パッド
３４、３５ 配線パターン
３６ ビア（Ｖｉａ）
３７、３８、３９ 絶縁層
４０ ソルダレジスト層
５１ 半導体パッケージ
５２ 半導体チップ
５３ 外部接続端子
５４ アンダーフィル樹脂層
５５ チップコンデンサ
５６ 外部接続端子
５７ 接続部材
５８ はんだボール
Claims (7)
- スペックルパターンが投影された被計測物を撮像する第１および第２撮像装置を備え、前記第１撮像装置で撮像された第１画像と、前記第２撮像装置で撮像された第２画像とから被計測物の形状を計測する形状計測装置であって、
前記被計測物に対して、前記スペックルパターンを白色光によって投影する投影装置を備えていることを特徴とする形状計測装置。 - 請求項１記載の形状計測装置において、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、前記第１画像の被計測物と前記第２画像の被計測物とが互いに角度がずれて撮像される位置に、配置されていることを特徴とする形状測定装置。 - 請求項１または２記載の形状計測装置を用いた形状計測方法において、
前記投影装置によって前記被計測物に前記スペックルパターンを投影し、
前記第１および第２撮像装置のそれぞれが前記スペックルパターンを認識できる大きさに、前記投影装置によって前記スペックルパターンの大きさを調整し、
前記第１および第２撮像装置により前記被計測物を撮像し、前記第１および第２画像を画像相関処理することによって、前記被計測物の形状を計測することを特徴とする形状計測方法。 - 請求項３記載の形状計測方法において、
複数の前記被計測物の形状を測定するとき、連続して前記投影装置から白色光を照射していることを特徴とする形状計測方法。 - 請求項３または４記載の形状計測方法を用いた半導体パッケージの製造方法において、
（ａ）配線層および絶縁層を有する基板を準備する工程と、
（ｂ）前記基板に電子部品を実装する工程と、
を含み、
前記（ａ）工程において、前記形状計測方法によって、前記基板を被計測物として、その形状を計測することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。 - 請求項５記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程において、前記形状計測方法によって、前記基板を被計測物として、その形状を計測することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。 - 請求項５記載の半導体パッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程において、前記形状計測方法によって、前記基板に実装された前記電子部品を被計測物として、その形状を計測することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150127 |