JP3754556B2

JP3754556B2 - 誘電体材料製品の内部品質評価装置および評価方法

Info

Publication number: JP3754556B2
Application number: JP10196298A
Authority: JP
Inventors: 真澄坂; 陽巨; 宏明橋戸; 賢太田
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JPH11281591A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイスパッケージ製品の誘電体材料を非破壊で検査する内部品質評価装置および評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子デバイスパッケージ製品は、コンピュータ等のエレクトロニクス製品に用いられ、これらエレクトロニクス製品の性能を左右する重要な部品のため、高精度の品質評価が求められる。電子デバイスパッケージ製品は小型化・高密度化が進み、これに伴って品質基準はさらに厳しくなっている。また、量産化のためにオンラインで短時間に検査することが求められる。電子デバイスパッケージ製品の樹脂等の誘電体材料部分の品質劣化の原因は主に、亀裂による空隙や異物の混入等の成型時における欠陥の発生、また成型時に生じた欠陥の成長、さらに材質そのものの劣化、および隣り合う材料間の剥離等である。このような欠陥、特に目視によって確認できない内部の欠陥を評価する方法として、例えばＸ線探傷法、超音波探傷法、レーザ超音波法、マイクロ波探傷法等が用いられる。
【０００３】
Ｘ線探傷法は異物の検出には効果的な手法であるが、空隙等の検出に関してはＸ線の透過に正常な部分との顕著な差が生じないため、空隙の検出には適していない。超音波探傷法では、被検査体である電子デバイスパッケージ製品の内部に超音波を伝搬させるために水を伝達媒介として用いることが必要であるが、電子デバイスパッケージ製品を水と接触させることは製品の劣化を生じる恐れがあり、特にオンライン検査には不適である。レーザ超音波法は、水を使わずに非破壊で内部の検査ができる方法であるが、レーザ超音波の性質上、誘電体材料の欠陥を検査するのには不適である。
【０００４】
マイクロ波を用いた検査方法では、例えば導波管を用いてマイクロ波の伝搬が行われる。被検査体は導波管の中に載置され、マイクロ波が透過させられる。導波管は遮断周波数を有し、この遮断周波数以下の周波数を有するマイクロ波は導波管によって伝搬されないため、マイクロ波の使用可能な周波数領域は狭いという欠点がある。この遮断周波数の値を低くしてマイクロ波の使用可能な周波数領域を大きくするために、例えば導波管の寸法を大きくすることがある。しかしこの場合、導波管の寸法が大きくなることにより、空間分解能が低下することが問題となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な点に鑑みてなされたものであり、電子デバイスパッケージ製品の誘電体材料の内部、特に空隙等の検出を容易にし、高精度の品質評価を行う内部品質評価装置および評価方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による内部品質評価装置は、誘電体材料製品である被検査体の内部を非破壊で検査する内部品質評価装置であって、被検査体に向かってマイクロ波を送信し、被検査体側から反射されたあるいは被検査体を透過したマイクロ波を受信する送受信手段と、被検査体および送受信手段を支持する基台と、基台を駆動することにより、被検査体に対する送受信手段の相対位置を制御する制御手段と、送受信手段にマイクロ波を供給する供給手段と、被検査体の内部または裏面の異材によって反射したマイクロ波である反射波あるいは被検査体を透過したマイクロ波である透過波を、送受信手段を介して受信し、これら反射波あるいは透過波の振幅および（または）位相を検出する検出手段と、被検査体に対する送受信手段の相対位置と、振幅および（または）位相のデータに基づいて、被検査体の内部品質の評価を行う評価手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
内部品質評価装置において、送受信手段が、一端がケーブルを介して供給手段および検出手段に接続され他端に開口を有する同軸コネクタと、この同軸コネクタの開口端に連結された金属製フランジとを備えていてもよい。
【０００８】
本発明の評価方法は、誘電体材料製品である被検査体の内部を非破壊で検査するために、被検査体に向かってマイクロ波を送信し、被検査体側から反射されたあるいは被検査体を透過したマイクロ波を受信する送受信手段と、被検査体および送受信手段を支持する基台と、基台を駆動することにより、被検査体に対する送受信手段の相対位置を制御する制御手段と、送受信手段にマイクロ波を供給する供給手段と、被検査体の内部または裏面の異材によって反射したマイクロ波である反射波あるいは被検査体を透過したマイクロ波である透過波を、送受信手段を介して受信し、これら反射波あるいは透過波の振幅および（または）位相を検出する検出手段と、被検査体に対する送受信手段の相対位置と、振幅および（または）位相のデータに基づいて、被検査体の内部品質の評価を行う評価手段とを備えることを特徴とする内部品質評価装置を用いる評価方法であって、所定の周波数のマイクロ波を送信し、被検査体と送受信手段との距離を一定にし、反射波あるいは透過波の振幅の測定と被検査体との移動を繰り返すことにより被検査体の内部状態を検出して、振幅と被検査体の移動量とに基づいて、被検査体の内部を画像化することを特徴とする。
【０００９】
評価方法において、好ましくは、所定の周波数が、反射波については最低あるいはそれに近い振幅を示し透過波については最高あるいはそれに近い振幅を示す周波数に定められ、かつ被検査体と送受信手段との一定の距離が反射波については最低あるいはそれに近い振幅を示し透過波については最高あるいはそれに近い振幅を示す被検査体と送受信手段との距離に定められる。
【００１０】
また本発明の評価方法は、誘電体材料製品である被検査体の内部を非破壊で検査するために、被検査体に向かってマイクロ波を送信し、被検査体側から反射されたあるいは被検査体を透過したマイクロ波を受信する送受信手段と、被検査体および送受信手段を支持する基台と、基台を駆動することにより、被検査体に対する送受信手段の相対位置を制御する制御手段と、送受信手段にマイクロ波を供給する供給手段と、被検査体の内部または裏面の異材によって反射したマイクロ波である反射波あるいは被検査体を透過したマイクロ波である透過波を、送受信手段を介して受信し、これら反射波あるいは透過波の振幅および（または）位相を検出する検出手段と、被検査体に対する送受信手段の相対位置と、振幅および（または）位相のデータに基づいて、被検査体の内部品質の評価を行う評価手段とを備えることを特徴とする内部品質評価装置を用いる評価方法であって、所定の周波数のマイクロ波を送信し、被検査体と送受信手段との距離を一定にし、反射波あるいは透過波の位相の測定と被検査体との移動を繰り返すことにより被検査体の内部状態を検出して、位相と被検査体の移動量とに基づいて、被検査体の内部を画像化することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による内部品質評価装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は内部品質評価装置の被検査体である電子デバイスパッケージ製品の一例を示す図である。電子デバイスパッケージ製品、即ち被検査体１０は、アイランド１８上に固定されたチップ１２を有し、このチップ１２から金線１４を介して複数のリード１６がアイランド１８の外側に向かって延びている。このチップ１２およびアイランド１８の周囲は、樹脂２０に包まれており、これによりチップ１２が保護される。リード１６は樹脂２０より外側に延びている。
【００１３】
図２は実施形態である内部品質評価装置の構成を模式的に示すブロック図である。内部品質評価装置は、被検査体１０を載置する第１の基台２０を備える。第１の基台２０に載置された被検査体１０の上方には送受信手段であるセンサ３０が設けられ、このセンサ３０は第１の基台２０に対向する。センサ３０は周囲の物体からの反射波によるノイズが大きくならないように、被検査体１０の近傍に設けられる。第１の基台２０の側方には第２の基台２２が設けられる。第２の基台２２上にはセンサ支持部材２４が固定される。
【００１４】
センサ３０は、ケーブル３２を介してマイクロ波制御装置３６に接続され開口端を有する同軸コネクタ３５と、同軸コネクタ３５の開口端に接続された金属フランジ３４とを備える。同軸コネクタ３５はセンサ支持部材２４に支持される。第２の基台２２は図の上下方向（Ｚ方向）にセンサ支持部材２４を移動させる駆動手段（図示せず）を有し、センサ支持部材２４がＺ方向に移動させられることにより、センサ３０の被検査体に対する距離ｄが制御される。
【００１５】
一方、第１の基台２０は図の左右方向（Ｘ方向）、および紙面に垂直な方向（Ｙ方向）に移動するための駆動手段（図示せず）を有し、この駆動手段により被検査体１０のセンサ３０に対するＸ、Ｙ方向に関する相対位置が変化させられる。第１および第２の基台２０、２２の駆動手段は、パーソナルコンピュータ４０により制御される。即ち、被検査体１０に対するセンサ３０のＸ、Ｙ、Ｚ方向に関する相対位置は、パーソナルコンピュータ４０により制御される。
【００１６】
図３はマイクロ波制御装置３６の構成を示すブロック図である。マイクロ波制御装置３６はシステムコントローラ３６１により動作が制御され、マイクロ波を発生させる信号源３６２と、ケーブル３２へ連続したマイクロ波を供給する送信部３６３と、受信されたマイクロ波をケーブル３２から得る受信部３６４とを備える。連続したマイクロ波はセンサ３０から被検査体１０に向かって照射され、被検査体１０の側面、内部欠陥、境界面等により反射され、または被検査体１０を透過して被検査体１０の裏面の異材（図示せず）により反射されてセンサ３０により受信される。このセンサ３０により受信された反射波には、ノイズ電波等が含まれる。マイクロ波制御装置３６にはこのノイズ電波等を分離して、被検査体１０の内部あるいは裏面の異材により反射された反射波を得るための信号分離器３６５が設けられる。なお、被検査体１０の裏面はマイクロ波が照射される面に対して反対側の面、即ち第１の基台２０に当接する面である。
【００１７】
なお、図２に示す内部品質評価装置では、送受信手段が送信機能と受信機能とを兼ね備えたセンサ３０であるが、特にこれに限定されることはなく、送受信手段は送信器と受信器とが別体に構成されたものでもよい。この場合、例えば送信器が被検査体１０の上方に、受信器が被検査体１０の裏面側に設けられ、受信器は被検査体１０を透過したマイクロ波、即ち透過波を受信する。
【００１８】
また、マイクロ波制御装置３６は複数の操作スイッチ３６６を備え、この操作スイッチ３６６の操作により、被検査体１０へ照射されるマイクロ波の周波数の変更等が行われる。マイクロ波制御装置３６は２つの測定モード、即ち振幅測定モードと、位相測定モードとが実施可能であり、操作スイッチ３６６により何れか一つの測定モードに切換えられる。また、操作スイッチ３６６によりセンサ３０の構成に応じて測定因子を反射波あるいは透過波のどちらか一方に設定できる。マイクロ波制御装置３６にはこれらの種々の設定または送受信するマイクロ波に関するデータ等を表示するための表示部３６７が設けられ、これにより操作者がマイクロ波制御装置３６の状態を視認できる。
【００１９】
マイクロ波制御装置３６が振幅測定モードに定められている場合、マイクロ波制御装置３６は種々の周波数のマイクロ波を発振したときの反射波（あるいは透過波）の振幅を測定する。マイクロ波制御装置３６が位相測定モードに定められている場合、マイクロ波制御装置３６は所定の周波数のマイクロ波を発振したときの反射波（透過波）の位相を測定する。マイクロ波制御装置３６はパーソナルコンピュータ４０に接続され、反射波（透過波）の振幅または位相のデータをパーソナルコンピュータ４０に送出する。パーソナルコンピュータ４０は図示しないメモリの所定領域にこの反射波（透過波）の振幅または位相のデータを格納する。
【００２０】
図４はセンサ３０を示す斜視図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線における断面図である。センサ３０は同軸コネクタ３５と金属フランジ３４とが一体的に成型されて成る。同軸コネクタ３５は導体の芯線３１と、この芯線３１の周囲を囲む円筒の周縁部３３とからなる。周縁部３３は例えばテフロン等の高周波特性の良好な誘導体である。芯線３１の端面３１ａと、周縁部３３の端面３３ａとを同軸コネクタ３５の開口端面３５ａとする。
【００２１】
金属フランジ３４は開口端面３５ａに平行である。金属フランジ３４の中央において、開口端面３５ａ、即ち芯線３１の端面３１ａと周縁部３３の端面３３ａとが露出している。金属フランジ３４の外径は、同軸コネクタ３５の外径の約１０倍が好ましい。マイクロ波は通常広がり角度が大きい（例えば９０度）ため発散されやすいが、金属フランジ３４を同軸コネクタ３５の開口端面３５ａに設けることにより、マイクロ波を発散させずに効率よく被検査体１０に照射することができる。
【００２２】
次に図２に示す内部品質評価装置を用いて、被検査体１０の内部、特に誘電体材料の品質を評価する評価方法について説明する。この評価方法には、反射波（透過波）の振幅を測定することにより欠陥を検出する振幅測定方法と、反射波（透過波）の位相を測定することにより欠陥を検出する位相測定方法との２つの手法がある。
【００２３】
測定因子が反射波の場合の振幅測定方法について説明する。振幅測定方法において、被検査体１０に対するセンサ３０のＸ、Ｙ、Ｚ方向に関する相対位置は、所定位置に定められる。このとき被検査体１０のセンサ３０が対向した所定の部分に関してのみ、反射波の振幅が測定される。
【００２４】
図６は、欠陥の有無による振幅の変化の違いを示す図である。図６において曲線Ａ１、Ａ２は同一形状・材質の２つの被検査体の所定部分にマイクロ波を照射したときの反射波の振幅値の変化をそれぞれ示し、実線で示す曲線Ａ１は厚み方向に均一に成型された被検査体を測定したときの振幅値の変化を示し、破線で示す曲線Ａ２は測定された所定部分に空隙即ち欠陥がある被検査体を測定したときの振幅値の変化を示す。図６に示すように、振幅値は周波数の増加に伴っていったん減少し、その後増加する。即ち、振幅値はある周波数（図６では４８．５０ＧＨｚ）において最小値をとる。このように曲線Ａ１、Ａ２に最小値が存在するのは、マイクロ波が距離ｄと被検査体の誘電特性とに応じて共振するためである。
【００２５】
欠陥のある被検査体の振幅値は、均一に成型された被検査体の振幅値に比べ急激に変化し、周波数ｆｏにおいて欠陥のある被検査体の振幅値は、均一に成型された被検査体の振幅値より小さい。厚み方向に均一であれば、共振による変化は小さいが、空隙等の欠陥が生じていると、被検査体の誘電特性が欠陥との境界部分で変化し、その境界部分でのマイクロ波の反射に関してロスが生じるため、振幅値が小さくなり、変化が大きくなる。このように、振幅の変化を比較することにより、誘電特性の変化を検出し、被検査体の欠陥の有無、および欠陥の生じている部分を検出することができる。
【００２６】
振幅測定方法において、まずマイクロ波制御装置３６は振幅測定モードに定められる。被検査体１０は第１の基台２０上に載置される。第１および第２の基台２０、２２を駆動することにより、被検査体１０の測定すべきＸ、Ｙ方向に関する位置、および被検査体１０の表面とセンサ３０との距離ｄ、即ちＺ方向に関する位置が定められる。センサ３０から所定のＸ、Ｙ、Ｚ位置における被検査体に向かってマイクロ波が照射される。マイクロ波制御装置３６により、照射するマイクロ波の周波数が変化させられ、各周波数に対応した振幅値が検出される。周波数毎の振幅測定はＺ位置（距離ｄ）を変化させて繰り返し行われる。以上の測定処理における測定データは、パーソナルコンピュータ４０の図示しないメモリの所定領域に格納される。
【００２７】
パーソナルコンピュータ４０は、メモリに格納された測定データに基づいて振幅の最低値が得られる周波数ｆｏ（図６参照）および振幅の最低値が得られる被検査体１０の表面とセンサ３０との距離ｄｏとを決定する。次にマイクロ波の周波数をｆｏに設定し、また第２の基台２２を駆動してセンサ３０の位置を移動させ、距離ｄがｄｏになるようにセンサ３０を位置決めする。この状態で第１の基台２０を駆動することにより、被検査体１０をＸおよびＹ方向に移動させ、所定のＸ、Ｙ位置における振幅値を測定する。この測定された振幅値はマイクロ波制御装置３６からパーソナルコンピュータ４０に送出され、パーソナルコンピュータ４０において測定されたＸ、Ｙ位置のデータと共にメモリの所定領域に格納される。このようにして１つの被検査体１０においてＸ、Ｙ方向に関する任意の位置の振幅が測定される。
【００２８】
測定因子が反射波の場合、周波数ｆｏおよび被検査体１０の表面とセンサ３０との距離ｄｏは、振幅の最低値が得られる時の値が設定されるが、測定因子が透過波の場合、周波数ｆｏおよび被検査体１０の表面とセンサ３０との距離ｄｏは、振幅の最高値が得られる時の値に定められる。
【００２９】
なお、同一形状および同一材質で成型された複数の被検査体を連続して測定する場合、最初の被検査体で得られたｆｏおよびｄｏは、他の被検査体に適用される。従って、ｆｏとｄｏを求める処理は一度でよく、測定時間が短縮でき、オンライン測定に好適である。
【００３０】
パーソナルコンピュータ４０において、メモリ内に格納されたＸ、Ｙ位置と振幅値とのデータに基づいて被検査体１０の内部状態の画像化が行われる。例えばＸ方向を横軸とし、被検査体１０のＸ方向に関する位置に対応した振幅値を縦軸にとったグラフが作成され、このグラフがモニタ（図示せず）上に表示される。これにより、操作者は被検査体の欠陥の有無と、欠陥部分のＸ位置とが視認できる。
【００３１】
次に反射波の位相により欠陥を測定する位相測定方法について説明する。この位相測定方法において、前述した振幅測定方法における測定値が振幅であるのに対し、測定値は位相である。それ以外は振幅測定方法と同様の処理が行われるので、ここでは処理の説明を省略する。
【００３２】
均質な被検査体の位相と欠陥のある被検査体の位相との間には、位相値の違い、即ち位相のずれが生じる。この位相のずれは２つの被検査体におけるマイクロ波の反射特性、即ち２つの被検査体の誘電特性が異なっていることを示す。この原因として、例えば剥離、ボイド、配合剤の偏り等の不均一性があげられる。位相を測定することによりどの位置に欠陥が生じているかが容易に視認できる。
【００３３】
なお、振幅測定方法、および位相測定方法の何れの方法においても、内部品質評価は可能であるが、振幅測定方法は被検査体の内部の詳細な検査を行うのに適しており、位相測定方法は一定の条件下で被検査体の内部を画像化するのに適している。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例をあげて、本発明を説明する。
【００３５】
〔実施例１〕
図７および図８に示すように、誘電体材料により、縦１４ｍｍ、横２０ｍｍ、厚み１．４ｍｍの寸法の被検査体Ｓ１、Ｓ２を製作した。誘電体材料においてシリカ８３重量％、および硬化剤を含むエポキシ樹脂と、有機系添加剤とが１７重量％を占める。この誘電体材料を公知のトランスファー成型法により成型する。成型温度は１７５℃、硬化時間は２分、ポストキュアは１７５℃、８時間の条件下で成型が行われた。成型後の誘電体材料２０の内部には９．５ｍｍ四方のＩＣチップ搭載板１２が設けられる（被検査体Ｓ１）。さらに成型品を８５℃、８５ＲＨ％、１６８時間の条件下において吸湿処理を行い、次いで２４０℃、１０秒の条件下で半田処理を行い、被検査体Ｓ２を得た。
【００３６】
被検査体Ｓ１、Ｓ２に関して予め超音波非破壊検査が行われ、検査結果により被検査体Ｓ１は剥離を生じていない正常な部品であり、被検査体Ｓ２は剥離を生じていることが既知である。また、被検査体Ｓ１、Ｓ２は本測定終了後、断面を切断して電子顕微鏡により観察した結果、被検査体Ｓ１には剥離層はみられず、被検査体Ｓ２には厚み５〜１０μｍの剥離層が確認された。
【００３７】
この２つの被検査体Ｓ１、Ｓ２を図２に示す内部品質評価装置を用いて、振幅測定方法による測定を行った。測定において、図９に示すように、被検査体Ｓ１またはＳ２の表面をｘ−ｙ平面とし、表面の中心を原点とする直交３次元座標が設定される。この３次元座標により被検査体Ｓ１およびＳ２に対するセンサの位置が定められる。
【００３８】
図１０はｘ方向を横軸にしたときの被検査体Ｓ１、Ｓ２の振幅の変化をそれぞれ示す図であり、図１１はｙ方向を横軸にしたときの被検査体Ｓ１、Ｓ２の振幅の変化（単位はｄＢ）をそれぞれ示す図である。図１０、１１に結果を示す測定において、周波数ｆｏは４８．５ＧＨｚ、距離ｄｏは０．２ｍｍに設定される。なお、センサ３０によりマイクロ波はｘ−ｙ平面に対して垂直に照射され、図１０においてｙの値は一定、図１１においてｘの値は一定とする。
【００３９】
図１０および図１１に示すように、実線で示す被検査体Ｓ１の振幅値はほぼ一定である。しかし、破線で示す被検査体Ｓ２の振幅値は被検査体Ｓ１の振幅値より小さく、特に各被検査体の中央部分において特に振幅値の差が大きい。このように被検査体Ｓ１、Ｓ２の比較により、Ｓ２において誘電特性が大きく変化している、即ち被検査体Ｓ２内部で剥離が生じていることが視認できる。
【００４０】
〔実施例２〕
実施例１において製作した被検査体Ｓ１、Ｓ２を検査対象とし、図２の内部品質評価装置を用いて位相測定方法による測定を行った。図１２はｘ方向を横軸にしたときの被検査体Ｓ１、Ｓ２の位相の変化（単位は度）をそれぞれ示す図であり、図１３はｙ方向を横軸にしたときの被検査体Ｓ１、Ｓ２の位相の変化をそれぞれ示す図である。図１２、１３に結果を示す測定において、周波数ｆｏは２０．０ＧＨｚ、距離ｄｏは０．２ｍｍに設定される。なお、センサ３０によりマイクロ波はｘ−ｙ平面に対して垂直に照射され、図１０においてｙの値は一定、図１１においてｘの値は一定とする。
【００４１】
図１２および図１３に示すように、破線で示す被検査体Ｓ２の位相値は、実線で示す被検査体Ｓ１の位相値より小さく、特に各被検査体の中央部分において特に位相のずれが大きい。このように同一の形状および同一の材質で製作された被検査体Ｓ１、Ｓ２において位相のずれが生じていることは、Ｓ１とＳ２においてマイクロ波の反射特性が異なっている、即ち誘電特性が異なっていることを示し、従って被検査体Ｓ２内部で剥離が生じていることが確認できる。
【００４２】
実施例１、２で示すように、本実施形態の内部品質評価装置はマイクロ波の振幅あるいは位相の何れかを測定して電子デバイスパッケージ製品のとくに誘電体部分における内部品質が評価できる。
【００４３】
なお、実施例１、２において、画像化された結果、即ちグラフは被検査体の測定位置を横軸に、反射波の振幅または位相を縦軸に設定しているが、特にこれに限定されることはない。例えばｘ方向を横軸、ｙ方向を縦軸とし、振幅あるいは位相を濃度マップとしてパーソナルコンピュータ４０のモニタに表示してもよく、この場合欠陥の視認がより容易になる。
【００４４】
〔実施例３〕
図７および図８に示す被検査体Ｓ１、Ｓ２と同じ寸法、即ち縦１４ｍｍ、横２０ｍｍ、厚み１．４ｍｍの寸法の被検査体Ｓ３、Ｓ４を誘電体材料により製作した。誘電体材料においてシリカ８０．７５重量％、および硬化剤を含むエポキシ樹脂と、有機系添加剤とが１９．２５重量％を占める。この誘電体材料を被検査体Ｓ１の製作時の処理と同じ処理を施して成型し、被検査体Ｓ３を得る。さらにＳ２の製作時の処理と同じ処理を施して、被検査体Ｓ４を得た。
【００４５】
この２つの被検査体Ｓ３、Ｓ４を図２に示す内部品質評価装置を用いて、位相測定方法による測定を行った。測定範囲は０≦ｘ≦１２、０≦ｙ≦１２（単位はｍｍ）であり、ｘおよびｙをそれぞれ１ｍｍ毎に変化させて１３×１３個の位相値を得た。パーソナルコンピュータ４０において、これらｘ、ｙおよび位相値のデータは画像変換ソフトMicroAVS（株式会社ケー・ジー・ティー）のコマンド「面コンター」により画像データに変換され、モニタに表示される。この測定において、周波数ｆｏは２０．０ＧＨｚ、距離ｄｏは０．２ｍｍに設定される。なお、被検査体Ｓ３、Ｓ４に関して予め超音波非破壊検査が行われ、検査結果により被検査体Ｓ３は剥離を生じていない正常な部品であり、被検査体Ｓ４は剥離を生じていることが既知である。
【００４６】
図１４はｘ方向を横軸、ｙ方向を縦軸とし、被検査体Ｓ３の位相を濃度マップとして示す図である。また図１５はｘ方向を横軸、ｙ方向を縦軸とし、被検査体Ｓ４の位相を濃度マップとして示す図である。図１４および図１５において、位相値の範囲は２０〜５０度であり、この範囲で２５６階調表示とする。マップの左方には位相値に対応した濃度のチャートが示される。
【００４７】
図１４および図１５において、被検査体Ｓ３、Ｓ４中の各ＩＣチップに対応する部分を比較すると、図１５に示す被検査体Ｓ４のほうが明るく表示される。即ち、ＩＣチップの部分はＳ３の位相値よりＳ４の位相値が小さく、Ｓ４のＩＣチップに対応する部分において剥離が生じていることがわかる。このように、濃度マップとして表示することにより、位相値の違い、即ち剥離状況と位置との関係がより視認しやすくなる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によると、誘電体材料製品の内部品質評価を非破壊でかつ水などの媒介を使用することなく行うことができ、また内部の微細な欠陥や材質の違いをその発生した位置と共に的確に評価できる。従って、本発明による内部品質評価装置および評価方法は、誘電体材料製品を製造する際の品質管理に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内部品質評価装置の被検査体として用いられる電子デバイスパッケージ製品の一例を示す図である。
【図２】本発明による内部品質評価装置の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２に示すマイクロ波制御装置の主要構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示すセンサの構成を示す斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】被検査体に照射するマイクロ波の周波数の変化に対応した、反射波の振幅値の変化を示す図である。
【図７】被検査体Ｓ１、Ｓ２の外形を寸法と共に示す平面図である。
【図８】被検査体Ｓ１、Ｓ２の外形を寸法と共に示す側面図である。
【図９】被検査体上に設定された直交３次元座標系を模式的に示す図である。
【図１０】被検査体Ｓ１、Ｓ２のｘ方向における反射波の振幅値の変化をそれぞれ示す図である。
【図１１】被検査体Ｓ１、Ｓ２のｙ方向における反射波の振幅値の変化をそれぞれ示す図である。
【図１２】被検査体Ｓ１、Ｓ２のｘ方向における反射波の位相の変化をそれぞれ示す図である。
【図１３】被検査体Ｓ１、Ｓ２のｙ方向における反射波の位相の変化をそれぞれ示す図である。
【図１４】被検査体Ｓ３のｘ−ｙ平面における反射波の位相の変化を濃度として示す図である。
【図１５】被検査体Ｓ４のｘ−ｙ平面における反射波の位相の変化を濃度として示す図である。
【符号の説明】
１０被検査体
２０第１の基台
２２第２の基台
２４センサ支持部材
３０センサ
３２ケーブル
３４金属フランジ
３５同軸コネクタ
３６マイクロ波制御装置
４０パーソナルコンピュータ

Claims

誘電体材料製品である被検査体の内部を非破壊で検査する内部品質評価装置であって、
一端に開口を有する同軸コネクタと前記同軸コネクタの開口端に連結された金属製フランジとを備え、前記金属製フランジと非接触の状態で前記被検査体に向かってマイクロ波を送信し、前記被検査体側から反射されたあるいは前記被検査体を透過したマイクロ波を受信する送受信手段と、
前記被検査体および前記送受信手段を支持する基台と、
前記基台を駆動することにより、前記被検査体に対する前記送受信手段の３次元方向の相対位置を制御する制御手段と、
前記同軸コネクタの前記開口端の他端にケーブルを介して接続され、前記送受信手段にマイクロ波を供給する供給手段と、
前記同軸コネクタの前記開口端の他端にケーブルを介して接続され、前記被検査体の内部または裏面の異材によって反射したマイクロ波である反射波あるいは前記被検査体を透過したマイクロ波である透過波を、前記送受信手段を介して受信し、これら反射波あるいは透過波の振幅および位相の少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記被検査体に対する前記送受信手段の３次元方向の相対位置と、前記振幅および前記位相の少なくとも一方のデータに基づいて、前記被検査体の内部品質の評価を行う評価手段とを備え、
前記供給手段から供給されるマイクロ波の周波数を、前記送受信手段から送信されるマイクロ波と前記反射波または前記透過波とが共振する周波数に調整可能である
ことを特徴とする内部品質評価装置。
請求項１に記載の内部品質評価装置を用いる評価方法であって、前記送受信手段から送信されるマイクロ波と前記反射波または前記透過波とが共振する周波数のマイクロ波を送信し、前記被検査体と前記送受信手段との距離を一定にし、前記反射波あるいは前記透過波の振幅の測定と前記被検査体との移動を繰り返すことにより前記被検査体の内部状態を検出して、前記振幅と前記被検査体の移動量とに基づいて、前記被検査体の内部を画像化することを特徴とする評価方法。
前記被検査体と前記送受信手段との距離が、前記反射波については最低あるいはそれに近い振幅を示し前記透過波については最高あるいはそれに近い振幅を示す前記被検査体と前記送受信手段の距離とに定められることを特徴とする請求項２に記載の評価方法。