JP3057830U - 集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の人の目による検出方式に代わって、人
による検出における効率が低いという欠点、及び人為的
な誤判という欠点を改善することができる集積回路基板
はんだ点の金属メッキの検出装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 一つの光源と光源を接収するための電荷
結合デバイス（ＣＣＤ）を利用して基板はんだ点の影像
を撮み取り、そして、その影像をデジタル信号に転換し
てコンピューターまで出力させ、コンピューターのソフ
トの分析により、その影像と良品の影像の差異を比較さ
せる。若しその差異が設定値より小さければ良品と判定
され、また、そうでなければ不良品と判定されると共
に、その検出結果を出力させることにより、自動的に検
出することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、主として集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置に関するも ので、特にボール・グリッド・アレイ集積回路基板（Ball Grid Array Integrat ed Circuit）のはんだ点を使用する金属メッキの検出装置に関するもので、基板 の上にある全てのはんだ点について金属メッキをしていない不良品があるか否か を検出するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種のものにあっては、下記のようなものになっている。

【０００３】 ボール・グリッド・アレイ集積回路のパッケージングは新しい時代のピン数の 多い集積回路のパッケージング技術で、今日サブミクロの解析度で製造される超 大規模集積度（Ultra Large Scale Integration）の集積回路のパッケージング に適用するものである。そのパッケージング方式は分割された単一のウェハをボ ール・グリッド・アレイのパッケージングタイプのプリント回路の基板に固定し 、そして基板の表面から突き出ている集積回路のウェハにプラスチックを注入し てパッケージングするものである。

【０００４】 上述したパッケージング方式では、ボール・グリッド・アレイのパッケージン グタイプのプリント回路の基板にある各はんだ点はボール・グリッド・アレイに 形成されるため、各はんだ点に錫球をスムーズに植え付けるためは、各はんだ点 に錫球パッドとして予め一層の金属メッキをメッキしておかなければならない。 若し、そのはんだ点に金属メッキをスムーズにメッキしておかなければ、後で植 え付けた錫球はそれによって脱落するため、不良品となる。しかし、パッケージ ングは集積回路製品の最後の製造過程だけであって、若し集積回路のウェハの信 号の機能と線路は良好であるが、はんだ点の錫球が脱落することによって不良品 となると、実に良品率を低下するだけでなく、製品の浪費にもつながる。そのた め、全てのはんだ点に錫球パッドとしての金属メッキが行われているかを予め検 出することによって、はんだ点に金属メッキをメッキしていない不良品の基板を 予め取り除いておかなければならない。

【０００５】 このような従来の技術について下記のような問題を指摘することができる。

【０００６】 上述した従来のボール・グリッド・アレイ集積回路基板はんだ点の金属メッキ の検出方式では、拡大鏡を用いて人の目で一つずつ検出するようにしていたが、 検出する速度が遅いだけではなく、効率も悪い。また、目の疲労から又は人為的 な粗忽による誤判も生じていた。

【０００７】 また、コンピュータと影像入力の設備技術の進歩に連れて、コンピュータによ り回路素子の影像を分析して検出を行う方法は、すでに集積回路に関係する産業 において利用されている。例えば、台湾での公告番号第３０５９４０号の特許「 一種の集積回路検出装置及び方法」で開示されたものは、光を切り替えるのを利 用して集積回路の素子を照らし、その生じた後姿を鏡により複数個のレンズまで 反射させることにより、ＩＣ素子の後姿を写り取り、それからコンピュータに伝 送してＩＣ素子のピンの後姿を走査してから、コンピュータを利用して分析を行 い、試験ＩＣのピンの位置が正確であるか否かを判別するものである。このよう なコンピュータを利用することによって影像の分析を行う技術は、人の目による 検出に取って代わることができるため、ボール・グリッド・アレイ集積回路基板 はんだ点の金属メッキの検出にも応用されている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、 その目的とするところは、次のようなことのできるものを提供しようとするもの である。

【０００９】 本考案の目的は、集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置を提供し、従 来の人の目による検出方式に代わって、人による検出における効率が低いという 欠点、及び人為的な誤判という欠点を改善することができる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案による集積回路基板はんだ点の金属メッキ の検出装置は下記のようになるものである。

【００１１】 本考案の集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置は、一つの光源と光源 を接収するための電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を利用して基板はんだ点の影像を 撮み取り、そして、その影像をデジタル信号に転換してコンピュータまで出力さ せる。次いで、コンピュータのソフトウエアの分析により、その影像と良品の影 像を比較させ、若しその差異が設定値より小さければ良品と判定され、また、そ うでなければ不良品と判定される。そして、その検出の結果を出力させることに より、自動的に検出の効果を達成することができる。

【００１２】 すなわち、本考案の集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置は、光源、 影像接収素子および影像処理装置より構成される。光源は試験サンプルの上方に 置かれ、光線を試験サンプルの上に照らすのに用いられる。影像接収素子は試験 サンプルの上方に置かれて試験サンプルから反射してきた光線を接収するのに用 いられると共に、光その光線から形成される影像をデジタル信号として出力させ る。影像処理装置は影像接収素子から送り出されたデジタル影像の信号を接収す るための信号出力／入力ポート（Ｉ／Ｏポート）、メモリおよび中央情報処理器 （ＣＰＵ）を含んでおり、そして、中央情報処理器の演算により試験サンプルの 影像と良品の影像を比較することにより、試験サンプルが良品であるか否かを判 別することができ、その判別の結果を出力ポートを経て出力するように構成され ている。

【００１３】 また、本考案の集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置は、下記のよう に構成することもできる。 1. デジタル影像が影像をピクセルとして表わすドットマトリックスになるよう に構成されている。 2. 試験サンプルが良品であるか否かの判別基準は、試験サンプルの影像と良品 の影像との相符合する程度により行う。 3. 試験サンプルの影像と良品の影像との相符合する程度の認定は、両者のピク セルの面積を比較することにより行われ、相符合する程度が設定標準値を超 えたものを良品と判定する。 4. 設定標準値は可変であり、その可変範囲は５０％〜１００％の間に設定され る。 5. 金属材料の異なる金属メッキの影像の色が違うことに対応するため、同時に 金属材料の異なる金属メッキを検出することができる。

【００１４】

【考案の実施の形態】

本考案の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。

【００１５】 図１に示す本考案の試験ボール・グリッド・アレイ集積回路基板１１の正面図 （フィンガーゾーン）において、その図は主にプリント回路の配線図であり、そ してはんだ点としての金属メッキ区が含まれるため、集積回路のウェハ（図示な し）を金属メッキ区の上に結合させることができる。また、実際に生産される基 板は多数個の基板１１を一つの基板セット１に製造するため、大量生産の目的に 達することができる。図２に示す図１のボール・グリッド・アレイ集積回路基板 １１の底面図（球植込区）において、それぞれの丸い点ははんだ点２である。

【００１６】 図３に示す本考案のボール・グリッド・アレイ集積回路基板１１に錫球２２を 植込んでいない状態の断面図において、錫球パッド２１を有するはんだ点２と錫 球パッド２１を有しないはんだ点２’がそれぞれ形成されている。錫球パッド２ １はよりよい接合力を提供する作用があるため、錫球２２は基板１１とは脱落す ることなく堅く結合される。図４に示す本考案のボール・グリッド・アレイ集積 回路基板１１に錫球２２を植込んだ状態の断面図において、はんだ点２’は錫球 パッド２１を有しない金属メッキであるため、錫球２２は基板１１に付着するこ とができない。そのため、はんだ点２’のところは短絡に形成されるため、基板 １１で製造された集積回路の完成品は不良品となる。

【００１７】 不良品のボール・グリッド・アレイ集積回路基板１１を用いてパッケージング を行ってしまうのを避けるため、予め基板１１に対して検出を行わなければなら ない。図６に示す本考案の基板検出装置の斜視図において、基板検出装置は検出 平台３、光源４、ＣＣＤカメラ５およびコンピュータ６より構成され、試験基板 セット１を検出平台３の上に置くと共に、それぞれの基板セット１を定位置に固 定させ、それから検出平台３により試験基板セット１を光源４とＣＣＤカメラ５ の下の固定位置まで送り出す。

【００１８】 光源４で基板セット１を照らし、それからＣＣＤカメラ５によりその反射光か らなる影像を接収する。ＣＣＤカメラ５にデジタルの電子素子が含まれるため、 その影像をデジタル形式の影像資料（図５に示す如く）に転換することができ、 又は、影像を接収してその影像をデジタル方式で出力するような光検出素子を採 用しても可能であり、例えばスキャナーなどを使用できる。

【００１９】 上述如くして得られる影像資料はデジタル影像処理上においてよく知られてい るドットマトリックス図の影像資料であり、影像図面を解析度の高低により二次 元ドットマトリックスピクセルと分解し、それからそれぞれのピクセルのドット に特定の数値を与え、そのドットのピクセル資料を記録させる。若しそれが白黒 の影像であれば、１と０をもってそのドットが黒か白かなどを表わすことができ る。デジタル形式の影像資料を伝送線路５１によりコンピュータ６の入力ポート まで送り出すと、その影像に対してソフトの分析を行うことができる。また、コ ンピュータ６は一般のパーソナルコンピュータ、又はその他の中央情報処理器Ｃ ＰＵ、メモリおよび出力／入力ポート（Ｉ／Ｏポート）を有するマイクロコンピ ュータを使用することができる。

【００２０】 図７、８、９に示す本考案の影像処理のフローチャートに沿って、その手順に ついて説明する。

【００２１】 １. 先ず、良品の基板の影像信号を入力する（図７に示す如く)。その手順は、 Ａ. 良品の基板の影像資料を入力する。 Ｂ. 比較基準の参考値を入力する。 Ｃ. ＡとＢの資料をメモリに記憶させる。 ２. 試験基板１１と良品基板の影像資料について比較する（図８に示す如く)。 その手順は、 Ａ. 試験基板の影像資料を入力する。 Ｂ. メモリから良品基板の影像資料を取出し、試験基板の影像資料につ いて比較を行い、比較値を計算する。 Ｃ. メモリから比較基準の参考値を取出し、比較値と参考値の大きさを 比較する。 Ｄ. 良品又は不良品の判別を行う。 Ｅ. 良品又は不良品を示す信号を出力する。 ３. 良品又は不良品に対して別々に後続の制御を行う（図９に示す如く)。

【００２２】 上述の影像処理の手順について、以下、詳しく説明する。

【００２３】 良品基板と試験基板の影像資料を入力する方式については、ＣＣＤカメラ５を 利用して入力するもので、すなわち二つのデジタル影像の全てのピクセルに対し て比較を行う。金属メッキを有するはんだ点２と金属メッキを有しないはんだ点 ２’とのパターンの色が異なるため、色の相違について全てのはんだ点２のパタ ーンに対して一つずつ比較を行い、そして、その相符合する程度をもってそれぞ れのはんだ点２が良品であるか否かについて判定する。この他に、異なる金属メ ッキ材料についてはその影像の色も異なるため、仮に基板に多種類の材質の異な る金属メッキがあっても同時に比較を行うことができる。

【００２４】 比較を行う方式についても色々な方式を選択することができ、例えば、試験は んだ点２と良品のはんだ点について、同じ色の区域の外廓長さ、最大の垂直長さ 又は水平長さ、又はピクセルの面積などについて比較を行うことができるが、本 考案ではピクセルの面積を計算する方式を採用して比較を行う。試験はんだ点２ を良品のはんだ点と同じ位置のピクセルの場所まで移動させ、両者の同じ色のピ クセルの面積がはんだ点２の総面積に対する割合を計算してから、この計算の結 果を比較値として記録させる。

【００２５】 比較値をメモリから取出した参考値について比較を行うことにより、試験はん だ点が金属メッキを有するか否かを判定することができる。本考案ではその参考 値の大きさは７５％と設定した。すなわち、試験はんだ点２と良品のはんだ点と の同じ色の区域が７５％を超えると、はんだ点２は金属メッキを有していると判 定することができ、これに反すると不良品と判定される。この比較値ははんだ点 ２が金属メッキを有すると１００％に接近するものであるが、金属メッキを有し ていないと０％に接近するものであるため、この参考値を相当大きな範囲に設定 することができ、例えば５０％〜１００％の範囲内であれば正確な設定値として 正確に検出を行うことができる。

【００２６】 判別が終了した際、良品又は不良品と判定されたそれぞれの結果を出力ポート により判別信号を周辺の設備まで出力させることができ、例えば、指示灯、表示 器、警音器又はその他の音、光、力の電子素子などで、又は制御信号を出力し自 動制御作動を行い、例えばコンベヤーを制御して良品と不良品を自動的に分けて 輸送するなどである。

【００２７】

【考案の効果】

本考案は、上述の通り構成されているので次に記載する効果を奏する。

【００２８】 本考案の集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装置は、人による検出方式 に代わって自動的に集積回路基板はんだ点の金属メッキを検出することができる ため、検出のスピードが速くなるだけではなく、人為的な誤判のケースをなくす ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例で用いられるボール・グリッド
・アレイ集積回路基板の正面図（フィンガーゾーン）で
ある。

【図２】図１に示すボール・グリッド・アレイ集積回路
基板の底面図（球植込区）である。

【図３】本考案の実施例で用いられるボール・グリッド
・アレイ集積回路基板に錫球を植込んでいない状態を示
す断面図である。

【図４】ボール・グリッド・アレイ集積回路基板に錫球
を植込んだ状態を示す図３と同様な断面図である。

【図５】本考案の実施例におけるボール・グリッド・ア
レイ集積回路基板の底面の影像のドットマトリックス図
である。

【図６】本考案の実施例による基板検出装置の斜視図で
ある。

【図７】本考案の実施例における影像処理を説明するた
めのフローチャートで、標準影像の入力手順を示す。

【図８】本考案の実施例における影像処理を説明するた
めの別のフローチャートで、比較の手順を示す。

【図９】本考案の実施例における影像処理を説明するた
めの別のフローチャートで、出力の手順を示す。

【符号の説明】

１ 基板セット ２ はんだ
点 ２’ はんだ点 ３ 検出平
台 ４ 光源 ５ ＣＣＤ
カメラ ６ コンピュータ １１ ボール・グリッド・アレイ集積回路基板 ２１ 錫球パッド ２２ 錫球 ５１ 伝送線路

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源（４）、影像接収素子および影像処
   理装置より構成され、光源（４）は試験サンプルの上方
   に置かれ、光線を試験サンプルの上に照射するのに用い
   られ、影像接収素子は試験サンプルの上方に置かれて試
   験サンプルから反射してきた光線を接収するのに用いら
   れると共に、その光線から形成される影像をデジタル信
   号として出力させ、影像処理装置は影像接収素子から送
   り出されたデジタル影像の信号を接収するための信号出
   力／入力ポート（Ｉ／Ｏポート）、メモリおよび中央情
   報処理器（ＣＰＵ）を含み、中央情報処理器の演算によ
   り試験サンプルの影像と良品の影像を比較することによ
   り、試験サンプルが良品であるか否かを判別することが
   でき、その判別の結果を出力ポートを経て出力するよう
   に構成されていることを特徴とする集積回路基板はんだ
   点の金属メッキの検出装置。
2. 【請求項２】 前記デジタル影像は影像をピクセルとし
   て表わすドットマトリックスになるように構成されてい
   る請求項１記載の集積回路基板はんだ点の金属メッキの
   検出装置。
3. 【請求項３】 前記試験サンプルが良品であるか否かの
   判別基準は、試験サンプルの影像と良品の影像との相符
   合する程度によって行われるように構成されている請求
   項２記載の集積回路基板はんだ点の金属メッキの検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記試験サンプルの影像と良品の影像と
   の相符合する程度についての認定は両者のピクセルの面
   積を比較することにより遂行され、相符合する程度が設
   定標準値を超えたものを良品と判定するように構成され
   ている請求項３記載の集積回路基板はんだ点の金属メッ
   キの検出装置。
5. 【請求項５】 前記設定標準値は可変であり、その可変
   範囲は５０％〜１００％の間に設定されるように構成さ
   れている請求項４記載の集積回路基板はんだ点の金属メ
   ッキの検出装置。
6. 【請求項６】 金属材料が異なることによる金属メッキ
   の影像の色の違いに対応するように、同時に金属材料の
   異なる金属メッキを検出することができるように構成さ
   れている請求項３記載の集積回路基板はんだ点の金属メ
   ッキの検出装置。