JP2013210260A - Inspection method of substrate with bumps and inspection equipment for substrate with bumps - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an inspection with high efficiency while preventing a substrate with bumps, which should pass the inspection originally, from being rejected.SOLUTION: Based on a shape of ring-like reflection light of bumps by ring-like illumination from an upper side of the bumps, all bump heights are measured to determine the success/failure of a substrate with the bumps (S1, S2). All bumps of the substrate with bumps which is determined as a success are irradiated with scan light from an inclining direction and based on positions from reflection light from bump tops and reflection light from bump bottoms, the heights of all the bumps are measured to determine the success/failure of the substrate with bumps (S3, S5). Regarding the rejected substrate with bumps, from a relational expression about a relation of a diameter of the ring-shaped reflection light of the bumps not suited to a predetermined height reference, the diameter of the ring-shaped reflection light of the bumps obtained from the actual measurement beforehand and the bump heights, compensation is performed to estimate whether the rejected bump has a predetermined height (S7) and while considering the estimation, the success/failure of the substrate with the bumps is determined (S7).

Description

本発明は、バンプ付き基板の検査方法、およびバンプ付き基板の検査装置に係り、特に検査対象である基板上のすべてのバンプが所定の高さ寸法を備えるか否かを検査するバンプ付き基板の検査方法に関する。   The present invention relates to a method for inspecting a substrate with bumps and an inspection apparatus for a substrate with bumps, and more particularly to a substrate with bumps for inspecting whether or not all bumps on a substrate to be inspected have a predetermined height. It relates to the inspection method.

回路基板としてBGA(Ball grid array)と称されるものがある。このBGAは、パッケージ底面の格子状に並んだ端子へディスペンサで溶けた半田を塗布し、半田の表面張力で半球状に形成された電極(バンプ)を形成したものである。バンプは、基板上に数千から数万個配置され、これを基板同士の接合時に電気的接合に用いる。なお、バンプの形状は、半球以外にも回転楕円体形状、角錐形状、柱状等他の形状が採用されることがある。また、ここでいうバンプには、基板の他ウエハーに形成したバンプやピラー等、電極以外の接合部が含まれる。   There is a circuit board called a BGA (Ball grid array). In this BGA, solder melted by a dispenser is applied to terminals arranged in a lattice pattern on the bottom surface of a package, and electrodes (bumps) formed in a hemisphere by the surface tension of the solder are formed. Thousands to tens of thousands of bumps are arranged on the substrates, and these are used for electrical joining when the substrates are joined together. In addition to the hemisphere, other shapes such as a spheroid shape, a pyramid shape, and a column shape may be adopted as the bump shape. In addition, the term “bump” as used herein includes joints other than electrodes, such as bumps and pillars formed on a wafer other than the substrate.

従来、このようなバンプが適正に形成されているかどうかを検査するため、さまざまな装置が使用されている。その1つとしてバンプの状態を3次元的に測定する測定装置がある。特許文献1は、レーザー光源からの照明光をCCDカメラで撮像し、その画像からバンプの三次元情報を取得する測定装置を開示する。   Conventionally, various apparatuses are used to inspect whether or not such bumps are properly formed. One of them is a measuring device that three-dimensionally measures the state of bumps. Patent Document 1 discloses a measuring apparatus that captures illumination light from a laser light source with a CCD camera and acquires three-dimensional information of bumps from the image.

また、バンプの検査を行う装置として、バンプを2次元的に測定する装置がある。特許文献2は、バンプの上方からのリング状照明によるバンプのリング状反射光をCCDカメラで撮像し、このリング状反射光の形状に基づいてバンプの状態を検査するものを開示する。この検査により、バンプの欠陥情報や高さ情報を得ることができる。   As an apparatus for inspecting bumps, there is an apparatus for measuring bumps two-dimensionally. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a method in which a ring-shaped reflected light of a bump by ring-shaped illumination from above the bump is imaged with a CCD camera and the state of the bump is inspected based on the shape of the ring-shaped reflected light. By this inspection, bump defect information and height information can be obtained.

特開2002−107126参照See JP-A-2002-107126 特開2008−261787参照See JP 2008-261787 A

しかしながら、上述した3次元的に検査する検査装置には次の問題点がある。すなわち、この検査装置で小さいバンプを検査しようとすると時間がかかる他、バンプが密集した場所では下地と検査対象の差が測定しづらい。さらに、高精度に高さを測定できるが、表面の材質によってはレーザーの反射光が検出しくい。このため、検査の効率が悪い。   However, the above-described inspection apparatus for three-dimensional inspection has the following problems. That is, it takes time to inspect small bumps with this inspection apparatus, and it is difficult to measure the difference between the ground and the inspection object in a place where the bumps are densely packed. Furthermore, although the height can be measured with high accuracy, the reflected light of the laser is difficult to detect depending on the surface material. For this reason, the inspection efficiency is poor.

また、発明者が、このような3次元的な検査装置で、不合格とされたバンプについて顕微鏡で観察したところ、バンプの表面状態のわずかな違いや小さな欠陥があるだけで、機能上全く問題がないことが多いことが確認できた。   In addition, when the inventor observed the rejected bump with a microscope using such a three-dimensional inspection apparatus, there was only a slight difference in the surface state of the bump or a small defect, and there was no functional problem. It was confirmed that there were many cases where there was no.

すなわち、3次元的な検査装置では、機能上問題がないバンプ付き基板を不合格とすることがあり、不合格の判定基準の過剰に高くしていると考えられる。   That is, in a three-dimensional inspection apparatus, a bumped substrate that does not have a functional problem may be rejected, and it is considered that the determination criterion for rejection is excessively high.

本発明は上述した課題にかんがみてなされたものであり、本来合格させてもよいバンプ付き基板を不合格にしてしまうことがなく、高い効率で検査を行うことができるバンプ付き基板の検査方法、およびバンプ付き基板の検査装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and does not fail a substrate with a bump that may be allowed to pass by itself, and a method for inspecting a substrate with a bump that can perform inspection with high efficiency, And it aims at providing the inspection apparatus of a board | substrate with a bump.

前記課題を解決する請求項1に記載の発明は、基板上のすべてのバンプが所定の高さ寸法を備えるか否かを検査するバンプ付き基板の検査方法において、バンプの上方からのリング状照明によるバンプのリング状反射光の形状に基づいてすべてのバンプ高さを測定して、すべてのバンプが所定の高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第1の検査ステップと、前記第1の検査ステップで合格したバンプ付き基板のすべてのバンプに傾斜方向から走査光を照射し、バンプ頂部からの反射光およびバンプ底部からの反射光の位置に基づいて不合格したバンプの高さを測定し、すべてのバンプが所定の高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第2の検査ステップと、前記第2の検査ステップで不合格になったバンプ付き基板の、所定の高さ基準に適合しないバンプの前記第1の検査ステップでの検査に基づくリング状反射光の形状と、第1の検査ステップおよび第2の検査ステップでの実測で所定の高さを有すると判定したバンプのリング状反射光の形状と、バンプ高さとの関係について求めた関係式から、当該不合格したバンプが所定の高さを推定し、この推定に基づいて当該不合格したバンプを備えるバンプ付き基板の合否を判定する補完ステップと、を備えることを特徴とするバンプ付き基板の検査方法である。   The invention according to claim 1, which solves the above problem, is a method for inspecting a substrate with bumps for inspecting whether or not all the bumps on the substrate have a predetermined height dimension. A first inspection step for measuring all bump heights based on the shape of the ring-shaped reflected light of the bumps, and passing the bumped substrate when all the bumps have a predetermined height; All the bumps of the substrate with bumps that passed in the inspection step 1 are irradiated with scanning light from the inclination direction, and the height of the rejected bumps is determined based on the positions of the reflected light from the bump top and the reflected light from the bump bottom. A second inspection step in which the bumped substrate is accepted when all the bumps have a predetermined height, and a bumped substrate that has failed in the second inspection step. A shape of the ring-shaped reflected light based on the inspection in the first inspection step of the bump that does not meet the height standard of the bump and a predetermined height in the actual measurement in the first inspection step and the second inspection step. Based on the relational expression obtained with respect to the relationship between the ring-shaped reflected light shape of the determined bump and the bump height, the rejected bump estimates a predetermined height, and the rejected bump is provided based on this estimation. And a complementary step of determining pass / fail of the substrate with bumps.

同じく、請求項2に記載の発明は、基板上のすべてのバンプが所定の高さ寸法を備えるか否かを検査するバンプ付き基板の検査装置において、バンプの上方からのリング状照明によるバンプのリング状反射光の形状に基づいてすべてのバンプ高さを測定して、すべてのバンプが所定の高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第1の検査手段と、前記第1の検査手段で合格したバンプ付き基板のすべてのバンプに傾斜方向から走査光を照射し、バンプ頂部からの反射光およびバンプ底部からの反射光の位置に基づいて不合格したバンプの高さを測定し、すべてのバンプが所定の高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第2の検査手段と、第1の検査手段と第2の検査手段とで、所定の高さを有すると実際に判定したバンプのリング状反射光の形状と、バンプ高さとの関係についての関係式を取得して格納した補完データベースと、前記第2の検査手段で不合格になったバンプ付き基板の、所定の高さ基準に適合しないバンプの前記第1の検査ステップでの検査に基づくリング状反射光の形状を、前記補完式格納手段からの関係式に当てはめ、当該不合格したバンプが所定の高さを推定し、この推定に基づいて当該不合格したバンプを備えるバンプ付き基板の合否を判定する補完手段と、を備えることを特徴とするバンプ付き基板の検査装置である。   Similarly, the invention according to claim 2 is an apparatus for inspecting a substrate with bumps for inspecting whether or not all the bumps on the substrate have a predetermined height dimension. A first inspection means for measuring all bump heights based on the shape of the ring-shaped reflected light and passing the bumped substrate when all the bumps have a predetermined height; and the first inspection Irradiate all the bumps of the board with bumps that passed by means of scanning light from the tilt direction, measure the height of the rejected bumps based on the position of the reflected light from the top of the bump and the reflected light from the bottom of the bump, When all the bumps have a predetermined height, the second inspection means that passes the bumped substrate, the first inspection means, and the second inspection means actually determine that they have a predetermined height. Bump A complementary database that acquires and stores a relational expression regarding the relationship between the shape of the reflected light and the bump height, and a predetermined height standard for the substrate with bumps that is rejected by the second inspection means The shape of the ring-shaped reflected light based on the inspection in the first inspection step of the non-conforming bump is applied to the relational expression from the complementary storage means, and the rejected bump estimates a predetermined height, Complementing means for determining pass / fail of a substrate with bumps including the rejected bumps based on estimation, and an inspection apparatus for a substrate with bumps.

本発明によれば、本来実用的には問題がないバンプ付き基板が3次元的な検査装置の過剰に高い検査基準で不合格したとしても、実際のバンプ高さを推定してこれを基準に合否判定を行うので、合格させてもよいバンプ付き基板を不合格にしてしまうことがなく、高い効率でバンプ検査を行うことができる。   According to the present invention, even if a substrate with bumps that is not practically problematic is rejected by an excessively high inspection standard of a three-dimensional inspection apparatus, the actual bump height is estimated and used as a reference. Since the pass / fail determination is performed, bump inspection can be performed with high efficiency without rejecting a substrate with bumps that may be passed.

検査対象であるバンプ付き基板を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is a schematic diagram which shows the board | substrate with a bump which is a test object, (a) is a top view, (b) is a front view. 実施形態に係るバンプ付き基板の検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the inspection apparatus of the board | substrate with bump which concerns on embodiment. 第1の検査装置を説明するものであり、(a)は基本構成を示す模式図、(b)は観察されるリングを示す模式図、(c)は原理を示す模式図、(d)は実際の撮影画像を示す写真である。The first inspection apparatus will be described. (A) is a schematic diagram showing a basic configuration, (b) is a schematic diagram showing an observed ring, (c) is a schematic diagram showing a principle, and (d) is a schematic diagram showing the principle. It is a photograph which shows an actual picked-up image. 第2の検査装置を説明するものであり、(a)は原理を示す模式図、(b)は観察される画像を示す模式図、(c)は実際の測定画像を示す写真である。The second inspection apparatus will be described. (A) is a schematic diagram showing the principle, (b) is a schematic diagram showing an observed image, and (c) is a photograph showing an actual measurement image. 補完データ作成手段に集められるデータの一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the data collected by a complementary data preparation means. 図5に示したデータに基づいて作成した補完式を示すグラフである。It is a graph which shows the complementary formula produced based on the data shown in FIG. 図6の補完式に基づいて作成した補完テーブルである。It is a complementation table created based on the complementation formula of FIG. 同じくバンプ付き基板の検査装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which similarly shows operation | movement of the inspection apparatus of a board | substrate with a bump. 第1の検査装置の写真に第2の検査装置の合否結果を重ねた写真である。It is the photograph which overlapped the pass / fail result of the 2nd inspection device on the photograph of the 1st inspection device.

以下、本発明を実施するための形態に係るバンプ付き基板の検査方法、およびバンプ付き基板の検査装置について説明する。   Hereinafter, an inspection method for a substrate with bumps and an inspection apparatus for a substrate with bumps according to embodiments for carrying out the present invention will be described.

まず、検査対象であるバンプ付き基板としてのプリント基板について説明する。図1は検査対象であるバンプ付き基板を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。なお、図1では、作図の都合上、バンプの大きさを拡大して、また、その数を少なく描いている。実際のバンプ付き基板であるプリント基板200は、基板210上に半田等で形成したほぼ半球状の電極であるバンプ220を数千個から数万個形成したものである。   First, a printed circuit board as a substrate with bumps to be inspected will be described. 1A and 1B are schematic views showing a substrate with bumps to be inspected, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a front view. In FIG. 1, for the sake of drawing, the size of the bump is enlarged and the number thereof is reduced. A printed circuit board 200 that is an actual substrate with bumps is obtained by forming several thousand to several tens of thousands of bumps 220 that are substantially hemispherical electrodes formed on a substrate 210 with solder or the like.

ここで、基板210に形成されるバンプ220は、その直径をd、高さ寸法をhとして形成され、実施形態に係るバンプ付き基板の検査方法、およびバンプ付き基板の検査装置では、バンプ220の高さ寸法hを測定する。   Here, the bump 220 formed on the substrate 210 is formed with a diameter d and a height dimension h, and the bump 220 substrate inspection method and the bump substrate inspection apparatus according to the embodiment are configured with the bump 220. The height dimension h is measured.

次に実施形態に係るバンプ付き基板の検査装置について説明する。図2は実施形態に係るバンプ付き基板の検査装置を示すブロック図である。   Next, the inspection apparatus for a substrate with bumps according to the embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the inspection apparatus for a substrate with bumps according to the embodiment.

実施形態に係るバンプ付き基板の検査装置100について説明する。検査装置100は、プリント基板200が試料として搬送される試料室10と、試料室10内のプリント基板200に第1の検査を行う第1の検査装置20と、おなじくプリント基板200に第2の検査を行う第2の検査装置30と、補完データ作成手段40と、第1の検査装置20および第1の検査装置20からの検査結果と補完データ作成手段40からの補完データに基づいてプリント基板200の合否判定を行う補完手段50とからなる。   A bumped substrate inspection apparatus 100 according to an embodiment will be described. The inspection apparatus 100 includes a sample chamber 10 in which the printed circuit board 200 is transported as a sample, a first inspection apparatus 20 that performs a first inspection on the printed circuit board 200 in the sample chamber 10, and a printed circuit board 200 that is similar to the second inspection apparatus 200. Printed circuit board based on second inspection apparatus 30 for performing inspection, complementary data creating means 40, inspection results from first inspection apparatus 20 and first inspection apparatus 20, and complementary data from complementary data creating means 40 Complementing means 50 for performing 200 pass / fail judgments.

次に第1の検査装置20について説明する。図3は第1の検査装置を説明するものであり、(a)は基本構成を示す模式図、(b)は観察されるリングを示す模式図、(c)は原理を示す模式図、(d)は実際の撮影画像を示す写真である。   Next, the first inspection apparatus 20 will be described. 3A and 3B illustrate the first inspection apparatus, in which FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a basic configuration, FIG. 3B is a schematic diagram illustrating an observed ring, and FIG. 3C is a schematic diagram illustrating a principle. d) is a photograph showing an actual photographed image.

第1の検査装置20は、バンプの上方からのリング状照明によるバンプ輪郭、リング状反射光の形状に基づいてすべてのバンプの直径、高さ、形状を測定するものである。具体的には、第1の検査装置20は、リング状照明部21と、リング状照明部21で照明されたバンプの画像を撮像するための顕微鏡22および撮像素子23(CCD、C−MOS)と、顕微鏡22内の鉛直方向からの照明部(図示せず)とを有する。リング照明部21は、リング照明の姿勢が調整可能となっている。   The first inspection apparatus 20 measures the diameter, height, and shape of all the bumps based on the bump outline and ring-shaped reflected light from the ring-shaped illumination from above the bump. Specifically, the first inspection apparatus 20 includes a ring-shaped illumination unit 21, a microscope 22 for capturing an image of a bump illuminated by the ring-shaped illumination unit 21, and an image sensor 23 (CCD, C-MOS). And an illumination unit (not shown) from the vertical direction in the microscope 22. The ring illumination unit 21 can adjust the attitude of the ring illumination.

リング状の照明部21からリング状の照明光を照射する。照明する角度は、0°〜30°程度の低傾斜角の照明から60°〜90°までの高傾斜角の照明まで幅広く照明角度を変えることができる。   Ring-shaped illumination light is emitted from the ring-shaped illumination unit 21. The illumination angle can vary widely from illumination with a low inclination angle of about 0 ° to 30 ° to illumination with a high inclination angle of 60 ° to 90 °.

バンプ220の表面からの反射光は、顕微鏡22を通して撮像素子23で撮像される。撮像素子23には、バンプ220の輪郭形状の他、図3(b)に示すように、リング状の輪24が結像する。図3(a)、(b)では1個のバンプ220を撮影した場合を示したが、多数のバンプ220を備えるプリント基板200(図1参照)を撮像すると、図3(d)に示すように、多数のバンプ220からの反射光が多数のリングとして撮像される。   The reflected light from the surface of the bump 220 is imaged by the image sensor 23 through the microscope 22. In addition to the contour shape of the bump 220, a ring-shaped ring 24 forms an image on the image sensor 23 as shown in FIG. FIGS. 3A and 3B show the case where one bump 220 is photographed. However, when a printed board 200 (see FIG. 1) having a large number of bumps 220 is photographed, as shown in FIG. In addition, the reflected light from many bumps 220 is imaged as many rings.

第1の検査装置20では、バンプ220からの反射光によって撮像される輪24の直径Dに基づいてバンプ220の高さ寸法hを演算処理で求める他、輪24の形状に基づいてバンプ220のゆがみや欠陥を測定する。すなわち、図3(c)に示すように、異なる直径、高さの2つのバンプ220A(高さhA)、220B(高さhB)では同じ方向からの光Lで形成される輪は、異なる直径DA、DBとなる。この観察される輪24の直径Dと、高さ寸法hとは、光Lの照射方向、その他の条件により一義に定まる。このため、輪24の直径Dからバンプ220の高さ寸法hを算出することができる。なお、バンプが半球以外の形状の場合は、それぞれの形状に対応した反射光の形、大きさで形状の歪みや高さを求める。   In the first inspection apparatus 20, the height dimension h of the bump 220 is obtained by calculation processing based on the diameter D of the ring 24 imaged by the reflected light from the bump 220, and the bump 220 is formed based on the shape of the ring 24. Measure distortions and defects. That is, as shown in FIG. 3C, in the two bumps 220A (height hA) and 220B (height hB) having different diameters and heights, the rings formed by the light L from the same direction have different diameters. DA, DB. The observed diameter D of the ring 24 and the height dimension h are uniquely determined by the irradiation direction of the light L and other conditions. For this reason, the height dimension h of the bump 220 can be calculated from the diameter D of the ring 24. When the bump has a shape other than the hemisphere, the shape distortion and height are determined by the shape and size of the reflected light corresponding to each shape.

そして、第1の検査装置20は、バンプの位置と大きさ(直径)を測定するとともに、良品サンプルとの差異を検査し、さらにバンプの高さを測定することができる。そして、第1の検査装置20は、バンプ220直径や形状が基準に達していない場合、高さが所定の基準に達していない場合、例えばバンプ220の高さ寸法hが所定の値H以下である場合等に不合格とする。   The first inspection apparatus 20 can measure the position and size (diameter) of the bump, inspect the difference from the non-defective sample, and further measure the height of the bump. Then, the first inspection apparatus 20 determines that the bump 220 diameter or shape does not reach the reference, or the height does not reach a predetermined reference. For example, the height dimension h of the bump 220 is a predetermined value H or less. In some cases, it will be rejected.

次に第2の検査装置30について説明する。図4は第2の検査装置を説明するものであり、(a)は原理を示す模式図、(b)は観察される画像を示す模式図、(c)は実際の測定画像を示す写真である。第2の検査装置30は、レーザー発振器31からの光Lを図示しないポリゴンミラーで走査して斜め情報からバンプ220に照射し、その反射光をカメラ32で撮像し、図4(b)に示すように、バンプ220のトップ220aの輝度、ボトム220bとの輝度の差に基づいてバンプ220の高さを求めるものである。   Next, the second inspection apparatus 30 will be described. 4A and 4B illustrate the second inspection apparatus, where FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the principle, FIG. 4B is a schematic diagram illustrating an observed image, and FIG. 4C is a photograph illustrating an actual measurement image. is there. The second inspection apparatus 30 scans the light L from the laser oscillator 31 with a polygon mirror (not shown), irradiates the bumps 220 from oblique information, images the reflected light with the camera 32, and shows it in FIG. 4 (b). As described above, the height of the bump 220 is obtained based on the difference in luminance between the top 220a of the bump 220 and the luminance of the bottom 220b.

第2の検査装置30のカメラ32では、図4(c)に示すような画像を取得することができる。そして、求めた画像から、各バンプ220の高さhを取得する。第2の検査装置30では、バンプ220の高さ寸法hが所定の高さ基準、例えば高さH以下である場合等に不合格とする。なお、高さ基準としては、最低値Hの他最高値を定めることができる。 The camera 32 of the second inspection apparatus 30 can acquire an image as shown in FIG. Then, the height h of each bump 220 is acquired from the obtained image. The second inspection apparatus 30 is rejected when the height dimension h of the bump 220 is a predetermined height reference, for example, the height H or less. In addition, as a height reference | standard, the highest value other than minimum value H can be defined.

このような第1の検査装置20と第2の検査装置30とを組み合わせ、第1の検査装置20で合格したプリント基板200を更に第2の検査装置30で検査すれば、第1の検査装置20で、バンプの位置と大きさ(直径)、良品サンプルとの差異を検査しつつ、バンプの高さ寸法を精密に計測して検査を行うことができる。   When the first inspection apparatus 20 and the second inspection apparatus 30 are combined, and the printed circuit board 200 that has passed the first inspection apparatus 20 is further inspected by the second inspection apparatus 30, the first inspection apparatus In 20, the inspection can be performed by accurately measuring the height of the bump while inspecting the position and size (diameter) of the bump and the difference from the non-defective sample.

検査装置100では、第1の検査装置20、第2の検査装置30に加えて補完手段50で第2の検査装置30で不合格になったプリント基板200の不合格したバンプについて補完データ作成手段40からのデータに基づいて補完を行う。   In the inspection apparatus 100, in addition to the first inspection apparatus 20 and the second inspection apparatus 30, complementary data creation means for the rejected bumps of the printed circuit board 200 that has been rejected by the second inspection apparatus 30 by the complementary means 50. Complementation is performed based on data from 40.

補完データ作成手段40は、第1の検査装置20と第2の検査装置30とで、基準の高さ寸法H以上の高さ寸法を有すると実際に判定したバンプの直径dと、バンプ高さ寸法hとの関係についての関係式を格納しておく。そして、補完手段50は、不合格したバンプの第1の検査装置20で取得した輪24の直径をこの関係式にあてはめ、補完した高さ寸法h2を取得し、この高さ寸法h2を基準高さ寸法Hと比較して、プリント基板200の合否を判定する。   The complementary data creation means 40 has a bump diameter d determined by the first inspection apparatus 20 and the second inspection apparatus 30 that is actually determined to have a height dimension equal to or higher than the reference height dimension H, and the bump height. The relational expression about the relation with the dimension h is stored. Then, the complementing means 50 applies the diameter of the ring 24 acquired by the first inspection device 20 of the rejected bump to this relational expression, acquires the complemented height dimension h2, and uses the height dimension h2 as the reference height. Compared with the dimension H, the pass / fail of the printed circuit board 200 is determined.

図5は補完データ作成手段に集められたデータの一例を示す表、図6は図5に示したデータに基づいて作成した補完式を示すグラフ、図7は図6の補完式に基づいて作成した高さ寸法と第2の測定装置で得られた値との比較表である。   FIG. 5 is a table showing an example of data collected by the complementary data creating means, FIG. 6 is a graph showing a complementary formula created based on the data shown in FIG. 5, and FIG. 7 is created based on the complementary formula of FIG. It is a comparison table | surface with the measured height dimension and the value obtained with the 2nd measuring apparatus.

まず、補完データ作成手段40は、図7に示す補完テーブルを作成する。補完テーブルは以下のようにして作成する。まず、第1の検査装置20で合格とされ、第2の検査装置30でバンプの高さ寸法が測定されたプリント基板200について第1の検査装置20で取得したバンプの直径dと高さ寸法hとの対応表を作成する。そして、この表に基づいて、例えば最小二乗法で、図6に示ように、第1の検査装置で取得したバンプの直径と、第2の検査装置で取得したバンプの高さ寸法との相関を得る。なお、相関式は、最小二乗法に限らず、多項式近似等その他統計的手法で求めることができる。この例では、バンプの高さをy、バンプの直径をxとしたとき、
相関式
y=0.4774x+53,972(R^2=0.4474)
を得た。
First, the complementary data creating means 40 creates a complementary table shown in FIG. A complement table is created as follows. First, the diameter d and the height dimension of the bumps acquired by the first inspection apparatus 20 for the printed circuit board 200 that has been accepted by the first inspection apparatus 20 and whose bump height dimensions were measured by the second inspection apparatus 30. Create a correspondence table with h. Based on this table, for example, by the least square method, as shown in FIG. 6, the correlation between the bump diameter obtained by the first inspection apparatus and the height dimension of the bump obtained by the second inspection apparatus. Get. The correlation equation is not limited to the least square method, and can be obtained by other statistical methods such as polynomial approximation. In this example, when the bump height is y and the bump diameter is x,
Correlation equation y = 0.4774x + 53,972 (R ^ 2 = 0.4474)
Got.

図7に示すように、相関式と第2の検査装置で得られたバンプ高さ寸法との誤差はわずかなものであった。すなわち、一般に高さ検査に必要な精度はバンプ高さに対して10%程度である。これに対して前記相関式から求めた場合の精度は3%以下であり、十分な精度である。   As shown in FIG. 7, the error between the correlation formula and the bump height obtained by the second inspection apparatus was slight. That is, the accuracy required for the height inspection is generally about 10% with respect to the bump height. On the other hand, the accuracy obtained from the correlation equation is 3% or less, which is sufficient accuracy.

次に検査装置100の動作について説明する。図8は実施形態に係るバンプ付き基板の検査装置の動作を示すフローチャート、図9は同じく第1の検査装置の写真に第2の検査装置の合否結果を重ねた写真である。   Next, the operation of the inspection apparatus 100 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the inspection apparatus for a substrate with bumps according to the embodiment, and FIG. 9 is a photograph in which a pass / fail result of the second inspection apparatus is superimposed on a photograph of the first inspection apparatus.

まず、第1の検査装置20でプリント基板200を検査する(S1)。この検査でプリント基板200上のすべてのバンプの直径、形状、高さ寸法などが検査される。プリント基板200上の1つのバンプでも不合格の場合(S2のno)、プリント基板200は不合格となる(S8)。そして、バンプの直径についてデータが補完データ作成手段40に送られる。   First, the printed circuit board 200 is inspected by the first inspection apparatus 20 (S1). In this inspection, the diameter, shape, height dimension, etc. of all the bumps on the printed circuit board 200 are inspected. If even one bump on the printed circuit board 200 fails (S2: no), the printed circuit board 200 fails (S8). Then, data regarding the diameter of the bump is sent to the complementary data creating means 40.

合格したプリント基板200は、第2の検査装置30で検査する(S3)。この検査でバンプの高さ寸法を測定する。そして、バンプの高さ寸法についてデータが補完データ作成手段40に送られる。補完データ作成手段40では、補完データを作成する(S4)。プリント基板200上の1つのバンプでも不合格の場合(S5のno)、プリント基板200は不合格となる(S8)。   The passed printed board 200 is inspected by the second inspection apparatus 30 (S3). This inspection measures the height of the bump. Then, data regarding the height dimension of the bump is sent to the complementary data creating means 40. The complementary data creating means 40 creates complementary data (S4). If even one bump on the printed circuit board 200 fails (S5: no), the printed circuit board 200 fails (S8).

この検査ですべてのバンプの高さ寸法が合格すると(S5のyes)プリント基板200は合格となる(S6)。一方、1つのバンプでも不合格となると、プリント基板200は、補完手段50で不合格したバンプについて補完が行われる(S7)。補完は、不合格したバンプについて図7に示した相関式にもとづいたバンプ高さ寸法を求めることによって行われる。   When the height dimensions of all the bumps pass in this inspection (Yes in S5), the printed circuit board 200 passes (S6). On the other hand, if even one bump is rejected, the printed circuit board 200 is supplemented for the bumps rejected by the complementing means 50 (S7). Complementation is performed by obtaining the bump height dimension based on the correlation equation shown in FIG. 7 for the rejected bump.

図9に示す第2の検査で不合格になったバンプと、隣接する合格したバンプとを比較すると、第1の検査装置20で取得された画像ではほとんど区別できない程度に良好である。補完ではこのような状態で、不合格したバンプの高さ寸法を第1の検査装置の結果で補完する。   When comparing the bump that failed in the second inspection shown in FIG. 9 with the adjacent passed bump, it is good enough that the image acquired by the first inspection apparatus 20 is almost indistinguishable. In such a state, the height of the rejected bump is supplemented with the result of the first inspection apparatus in this state.

例えば、図6の表中Bで示すバンプは、第1の検査装置20で取得したバンプ直径が105.52であるにもかかわらず、第2の検査装置では、何らかの理由で高さ寸法の取得に失敗している。このバンプを補完手段50で補完する。補完データ作成手段40では、このバンプ直径を相関式に当てはめると、104.347248となる。   For example, the bump indicated by B in the table of FIG. 6 has a height of 105.52 obtained by the first inspection apparatus 20, but the second inspection apparatus obtains the height dimension for some reason. Has failed. This bump is complemented by the complementing means 50. In the complementary data creation means 40, when this bump diameter is applied to the correlation equation, 104.347248 is obtained.

このような補完を不合格したすべてのバンプに行い、すべてのバンプが合格した場合(S7のyes)プリント基板200は、合格となる(S6のno)。一方補完を行ったにもかかわらず、1つでも不合格のバンプがあった場合、プリント基板200は不合格となる(S8)。以上により、一連の検査は終了する。   When all the bumps that fail such a complement are passed and all the bumps pass (Yes in S7), the printed circuit board 200 passes (No in S6). On the other hand, if at least one bump is rejected despite the complement, the printed circuit board 200 is rejected (S8). Thus, a series of inspections is completed.

以上説明したように、実施形態に係るバンプ付き基板の検査方法によれば、本来実用的には問題がないバンプ付き基板を実際のバンプ高さを推定してこれを基準に合否判定を行うので、本来合格させるべきバンプ付き基板を不合格にしてしまうことがなく、高い効率でバンプ検査を行うことができる。   As described above, according to the method for inspecting a substrate with bumps according to the embodiment, an actual bump height is estimated for a substrate with bumps that is not practically practical, and pass / fail judgment is performed based on this. The bump inspection can be performed with high efficiency without rejecting the substrate with bumps that should be passed.

10:試料室
20:第1の検査装置
21:リング状照明部
22:顕微鏡
23:撮像素子
24:輪
30:第2の検査装置
31:レーザー発振器
32:カメラ
40:補完データ作成手段
50:補完手段
100:検査装置
200:プリント基板
210:基板
220:バンプ
10: Sample chamber 20: First inspection device 21: Ring illumination unit 22: Microscope 23: Image sensor 24: Wheel 30: Second inspection device 31: Laser oscillator 32: Camera 40: Supplementary data creation means 50: Complementation Means 100: Inspection apparatus 200: Printed circuit board 210: Board 220: Bump

Claims (2)

基板上のすべてのバンプが所定の高さ寸法を備えるか否かを検査するバンプ付き基板の検査方法において、
バンプの上方からのリング状照明によるバンプのリング状反射光の形状に基づいてすべてのバンプの直径と高さ寸法とを測定し、すべてのバンプが所定の直径および高さ寸法であるとき当該バンプ付き基板を合格とする第1の検査ステップと、
前記第1の検査ステップで合格したバンプ付き基板のすべてのバンプに傾斜方向から走査光を照射し、バンプ頂部からの反射光およびバンプ底部からの反射光の位置に基づいて不合格したバンプの高さを測定し、すべてのバンプが所定の高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第2の検査ステップと、
前記第1の検査ステップで取得したすべてのバンプの直径と、第2の検査ステップで取得したすべてのバンプ高さ寸法とから、バンプの直径とバンプの高さ寸法との相関関係を取得する補完データ作成ステップと、
前記第2の検査ステップで不合格になったバンプ付き基板の、所定の高さ基準に適合しないバンプの前記第1の検査ステップでの検査で取得したバンプの直径を、前記補完データ作成装置が作成した関係式に当てはめ、当該不合格したバンプが所定の高さを推定し、この推定に基づいて当該不合格したバンプを備えるバンプ付き基板の合否を判定する補完ステップと、
を備えることを特徴とするバンプ付き基板の検査方法。
In the method of inspecting a substrate with bumps for inspecting whether all the bumps on the substrate have a predetermined height dimension,
Measure the diameter and height of all bumps based on the shape of the ring-shaped reflected light of the bump from the ring illumination from above the bump, and when all the bumps have the specified diameter and height A first inspection step that passes the attached substrate;
All the bumps of the substrate with bumps that have passed in the first inspection step are irradiated with scanning light from the tilt direction, and the height of the failed bumps is determined based on the positions of the reflected light from the bump top and the reflected light from the bump bottom. A second inspection step of measuring the thickness and passing the bumped substrate when all the bumps have a predetermined height;
Complement to obtain the correlation between the bump diameter and the bump height dimension from all the bump diameters obtained in the first inspection step and all the bump height dimensions obtained in the second inspection step A data creation step;
The complementary data creation device calculates the diameter of the bump obtained in the inspection in the first inspection step of the bump-imposed substrate that has failed in the second inspection step and does not meet a predetermined height standard. Applying to the created relational expression, estimating the predetermined height of the rejected bump, and a complementary step of determining pass / fail of the substrate with the bump including the rejected bump based on the estimation,
A method for inspecting a substrate with bumps, comprising:
基板上のすべてのバンプが所定の高さ寸法を備えるか否かを検査するバンプ付き基板の検査装置において、
バンプの上方からのリング状照明によるバンプからの反射光に基づいてすべてのバンプの直径と高さ寸法を測定して、すべてのバンプが所定の直径および高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第1の検査手段と、
前記第1の検査手段で合格したバンプ付き基板のすべてのバンプに傾斜方向から走査光を照射し、バンプ頂部からの反射光およびバンプ底部からの反射光の位置に基づいて不合格したバンプの高さを測定し、すべてのバンプが所定の高さであるとき当該バンプ付き基板を合格とする第2の検査手段と、
前記第1の検査手段で取得したすべてのバンプの直径と、第2の検査手段で取得したすべてのバンプ高さ寸法とから、バンプの直径とバンプの高さ寸法との相関関係を取得する補完データ作成装置と、
前記第2の検査手段で不合格になったバンプ付き基板の、所定の高さ基準に適合しないバンプの前記第1の検査装置での検査で取得したバンプの直径を、前記補完データ作成装置が作成した関係式に当てはめ、当該不合格したバンプが所定の高さを推定し、この推定に基づいて当該不合格したバンプを備えるバンプ付き基板の合否を判定する補完手段と、
を備えることを特徴とするバンプ付き基板の検査装置。
In the inspection apparatus for a substrate with bumps for inspecting whether all the bumps on the substrate have a predetermined height dimension,
Measure the diameter and height of all bumps based on the light reflected from the ring by ring illumination from above the bump, and pass the bumped board when all the bumps are of the specified diameter and height. First inspection means, and
All bumps of the substrate with bumps that have passed by the first inspection means are irradiated with scanning light from the tilt direction, and the height of the rejected bumps based on the positions of the reflected light from the bump top and the reflected light from the bump bottom. A second inspection means for measuring the thickness and accepting the bumped substrate when all the bumps have a predetermined height;
Complement to obtain the correlation between the bump diameter and the bump height dimension from all the bump diameters obtained by the first inspection means and all the bump height dimensions obtained by the second inspection means A data creation device;
The complementary data creation device calculates the diameter of the bump acquired by the inspection by the first inspection device of the bump that does not conform to a predetermined height standard of the substrate with bumps that has failed the second inspection means. Applying to the created relational expression, estimating the predetermined height of the rejected bump, and a complementary means for determining pass / fail of the substrate with the bump including the rejected bump based on this estimation,
An inspection apparatus for a substrate with bumps, comprising:
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