JP3886668B2

JP3886668B2 - フィルムキャリア用ベースフィルムテープ検査装置

Info

Publication number: JP3886668B2
Application number: JP15673199A
Authority: JP
Inventors: 泰昭益子; 弘太萩原
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: JP2000349127A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ＩＣ用フィルムキャリアテープの製造工程においてフィルムキャリア用ベースフィルムテープの孔を検査するための装置に関し、特に、該ベースフィルムテープにパンチ孔もしくはレーザ孔を開口後、それらの孔が開口したベースフィルムテープに銅箔を貼着し、銅箔を貼った側が閉塞した状態となった閉塞孔を検査するための装置に関する。
【０００２】
また、本発明の検査装置は、ＬＣＤドライバ、ＡＳＩＣメモリ用等のＴＡＢテープ全般において形成される閉塞孔の他に、これらと類似の材料と工程を用いるフレキシブルプリント基板に形成される閉塞孔の状態を検査するためにも用いられる。
【０００３】
【従来の技術】
Ｔ−ＢＧＡ(Tape-Ball Grid Array)用テープは、半導体ＩＣ、ＬＳＩ等を基板に実装するためのフィルムキャリアテープであり、ポリイミドフィルム等の絶縁性フィルム表面に銅等の導電性材料で配線が施されたものである。Ｔ−ＢＧＡは従来から使用されていたＴＡＢ(Tape Automated Bonding)テープよりもさらに多ピン化、リードの狭ピッチ化に対応可能であるため、採用が増加しつつある。Ｔ−ＢＧＡ用テープの製造工程、材料は従来のＴＡＢテープの工程、材料の転用が可能であるが、プリント基板との接続に従来のＴＡＢテープのようなＯＬＢ（アウターリードボンディング) を使わず、アレイ状に並べたハンダボールによる接続を用いるところが異なっている。このため一般部品とともに一括して組み立てることが可能で、安価に製造できる。また接続部分が２次元に配列されるため従来のＯＬＢによる接続方法と較べ、接続ピッチを広げることが可能である。
【０００４】
すなわち、同一接続数であれば、より安価なプリント基板を採用できる利点がある。逆に、同一ピッチで接続を行う場合には、より多ピンのＬＳＩにまで適用でき、付加価値の高い製品となる。
Ｔ−ＢＧＡの特徴であるハンダボールはピッチ0.5 〜2.0mm で２次元マトリックス状に配列している。ＢＧＡパッケージ１個当たりのハンダボール数としては、搭載する半導体ＩＣのリード数（ピン数) に応じた数が必要となる。
【０００５】
このハンダボール取り付け方法としては、ベースフィルムテープ上の銅箔等の導電パターンを絶縁保護するためのソルダーレジスト（カバーレジスト) 膜にハンダボール数に応じた孔を開口し、その孔にハンダボールを取り付ける方法が主流である。この方法では、エポキシ系等の感光性樹脂を用いて必要な部分に孔パターンを形成しているが、工程が煩雑である等の欠点がある。
【０００６】
これに対して、金型を用いてベースフィルムテープそのものに開口部を形成する方法が検討されており、工程の簡略化による低価格化の実現が期待されている。金型を用いてベースフィルムテープに開口孔を形成する場合は、出発材料として、ポリイミド等の樹脂フィルムテープの片面にシート状の接着剤（エポキシ系樹脂等) を積層し、さらにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート) フィルム等で保護されたベースフィルムを使用する。このベースフィルムテープに、金型を用いたパンチングによりハンダボール用孔を開口する。孔のサイズは100 〜800 μｍφであり、この孔がエリアアレイ状にベースフィルムテープの１単位当たり（１ピース）数十〜数百個配列している。
【０００７】
これらの開口孔の形成に際し、金型のピン折れやピン劣化等により開口不能となったり、開口したとしてもバリの発生により孔面積が小さくなったり、さらには保護フィルムが孔内部に残留する等の不良を起こすことがある。
また、ＴＡＢテープでは、上記のようにベースフィルムテープに開口孔を加工形成した後、銅箔を貼着して配線等を形成することも行われる。この銅箔を貼着するために、あらかじめベースフィルムテープと銅箔の間に接着剤層が挟み込まれる。この場合、孔の片側は銅箔で覆われることになり、ベースフィルムテープの片側が閉じた閉塞孔となる。
【０００８】
このような閉塞孔では、上記のような開口時に発生する不良に加え、接着剤の孔部へのしみだしも問題となる。また、閉塞孔下面の銅箔部にメッキ処理を行うこともあるが、銅箔部にそのメッキが完全になされずメッキ不良となる場合もある。
従って、これらの閉塞孔については全数を正確に検査し、一定限度以上の不良が発生した場合は加工工程に速やかにフィードバックする必要がある。
【０００９】
以上の問題は、ＴＡＢテープおよびＦＰＣにおいて形成される各種形状の孔についても同様である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
これらの閉塞孔を検査する手段としては、従来は肉眼による目視検査、または顕微鏡による目視検査しかなかった。しかし、肉眼による目視検査では孔径が小さくなるに従って、比較的容易な開口しているかどうかの確認さえも困難となる。保護フィルムの孔内残留の確認は、対象が透明である為にさらに難しい。バリに至っては、そのサイズが10μｍ台の事が多く、全く不可能といえる。
【００１１】
また、接着剤が孔部にしみだしているか、メッキが十分についているかについての目視検査を行うことは実際上不可能である。
顕微鏡による目視検査では、倍率を上げることによって肉眼での上記問題は解決が可能である。しかし、顕微鏡を用いた目視検査の速度は、金型による孔開口の加工速度よりもはるかに遅い。従って、顕微鏡を用いた全数検査を量産適用するには、多くの目視検査要員を確保する必要があり、多大のコストがかかり、低価格化に反する。
【００１２】
また、閉塞孔の配置は、必ずしも規則的な場合ばかりではない。不規則に閉塞孔が配置され閉塞孔のないスペースが混在するモチーフの場合、一部の閉塞孔に不良があり閉塞孔のないスペースと見分けがつかない場合も考えられる。その場合、目視検査要員は不良を認識できず見落としてしまう事態も発生する。
さらに、目視検査では、疲労や勘違い等による不良の見逃しは避けることができない。
【００１３】
従って、本発明の課題は半導体ＩＣ用フィルムキャリアテープの製造工程において、ベースフィルムテープの閉塞孔の外観欠陥検査を加工スピードに対応した速度で、容易にかつ自動で行える外観検査装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題を解決するために種々研究した結果、従来の肉眼による目視検査に替わり、フィルムキャリア用ベースフィルムテープの検査装置であって、ベースフィルムテープに閉塞孔を含むテープの画像信号を採取し、採取した画像信号を画像処理して良否を判別する判別処理手段を設けることにより、ベースフィルムテープの閉塞孔の外観欠陥検査を加工スピードに対応した速度で、容易に行うことができる本外観検査装置を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明はリールに巻回されたベースフィルムテープを搬送する駆動手段と、前記駆動手段によって搬送される前記ベースフィルムテープのパーフォレーション孔を検出して計数し、前記パーフォレーション孔パターンの基準位置に対する相対的位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記位置情報生成手段から所定間隔離間した画像採取位置で、前記ベースフィルムテープの閉塞孔パターンの画像を採取する画像採取手段と、前記ベースフィルムテープの閉塞孔に画像採取と同じ側の面から均一な散乱光を照射する照明手段と、前記画像採取手段で採取した画像データを処理して閉塞孔不良を判別する判別処理手段と、前記ベースフィルムテープの搬送路に沿い、前記画像採取位置から所定間隔離間して配設され、前記ベースフィルムテープに識別マークを施すマーキング手段と、前記ベースフィルムテープをリールに巻取る巻取り手段と、を具備して、ベースフィルムテープの閉塞孔を検査することを特徴とするフィルムキャリア用ベースフィルムテープ検査装置によって上記課題を解決したのである。
【００１６】
さらに、本発明は、上記の閉塞孔不良を判別する判別処理手段として、少なくとも２値化処理及びラベリング処理を有するようにすることが好適であることを見出したのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明のフィルムキャリア用ベースフィルムテープ検査装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、１は検査されるベースフィルムテープである。２は前記テープがリールに巻かれた送出装置である。３は装置の基準位置とベースフィルムテープの閉塞孔パターン相互の位置決めのためにテープの幅方向端部に形成されているパーフォレーション孔（スプロケットホール) を検出して計数し、前記ベースフィルムテープの位置情報を生成する位置情報生成装置である。４は検査対象となるベースフィルムテープの閉塞孔パターン部分に面輝度が均一となるように散乱光を照射し、その反射光によって画像を採取するための照明装置である。５は前記反射光による画像を採取するための撮像装置である。６は採取された画像データに２値化処理、ラベリング処理を行う画像処理装置である。７はパーフォレーション孔を検出して位置情報を生成する位置情報生成装置３の信号を採取して閉塞孔パターンが所定の位置に搬送されたときに画像を採取するための制御装置である。８は画像処理装置６により不良ありと判定されたベースフィルムテープの１単位内に識別マークをつけるマーキング装置である。９は前記ベースフィルムテープを巻き取る巻取り装置である。
【００１８】
本発明の検査装置において、ベースフィルムテープ搬送手段及びベースフィルムテープ巻取り手段は、ＴＡＢテープ等の連続加工装置に用いられる従来技術による搬送手段及びテープ巻取り手段を用いることができる。テープの巻出し及び巻取りリールは、制御装置によりベースフィルムテープの搬送速度が常に設定値通り一定になるように、その回転速度が制御されている。これによりベースフィルムテープは、設定された一定の速度で図の右方向に移動する。
【００１９】
ベースフィルムテープとしては、孔径50〜5000ミクロンの閉塞孔がベースフィルムテープ１単位当たり10〜1500個、ピッチ0.5 〜3.0mm で加工されているものを検査することができる。
位置決め用のパーフォレーション孔を検出する位置情報生成手段においては、前記ベースフィルムテープの幅方向の端部に照明装置を用いて光ビームを照射しておき、その光ビームのパーフォレーション孔を透過する光を受光素子で検出し、その信号を制御装置に送る。
【００２０】
制御装置ではその透過する光の回数を計数し、予め設定しておいたベースフィルムテープ１単位に相当するパーフォレーション孔数と一致するパーフォレーション孔数ごとに閉塞孔パターンの画像を採取する。
散乱光用の照明装置としては、冷陰極管等の平面光源の他に、前面に拡散板を配した高周波点灯の蛍光灯または白熱灯等が利用できる。
【００２１】
画像採取装置はＣＣＤカメラ等が用いられる。画像処理装置は、採取した画像信号を２値化処理及びラベリング処理した後、孔面積及び孔の重心位置、孔の個数を計算する。２値化処理では、先ずＣＣＤカメラより採取した画像データ内の任意に設定した検出枠内について、任意に設定したしきい値によりしきい値以上の値（例えば、表示画像上は白）及びしきい値以下の値（例えば、表示画像上は黒）の２値に変換する。
【００２２】
ラベリング処理では、採取画像中に任意に設定した１ないし複数個の検出枠内の画像データのうち、上記２値化処理にて変換したしきい値以上の値あるいはしきい値以下の値のどちらか任意に選択した値について先に設定した検出枠内で連続した点を一種とみなして１つのカウントとする。算出された孔面積及び孔の重心位置、孔の個数等を所定の設定値と比較し、または予め入力された基準画像との比較を行い、良または不良の判定を行う。
【００２３】
同様の手法により、接着剤のしみだし、めっき不良の検出等も照射する散乱光強度を適切に設定するだけで行うことが可能である。
画像処理装置による上記の検査結果は、ＣＲＴ等の出力装置に送られると同時に、磁気ディスク装置等の外部記憶装置に記録される。また、ＬＡＮ（Local Area Network）等の伝送回線を介して管理用の上位計算機等に伝送するようにしてもよい。
【００２４】
マーキング装置は、上記ベースフィルムテープの搬送路に沿って設置され、位置情報生成手段から所定間隔離間した位置において、画像処理装置６により不良ありと判定されたベースフィルムテープ１単位内に、例えば、スタンピング、パンチング、印刷、レーザマーキング等のマーキング手段により目視、あるいは画像認識装置で素早く読み取りが可能な識別マークを施す。
【００２５】
これらの一連の検査作業の終了後、一定速度で搬送されているベースフィルムテープの次の１単位を上記の流れにより繰り返して検査を続行する。
また、本発明の検査装置には、前記判別処理により必要と判断された場合に相応の信号を発生する信号発生手段をさらに具備しても良い。例えば、不良個数が既定値以上に連続的に発生した場合等は、その信号が制御装置に送られ、制御装置からベースフィルムテープ搬送装置及び巻取り装置に対し停止するよう信号を送ること、あるいは警告ブザー等を発することなどである。
【００２６】
本発明の検査装置によれば、種々の幅を有するベースフィルムテープにも対応可能であり、検査速度はベースフィルムテープ幅、パーフォレーション数およびベースフィルムテープ１単位当りの孔数によって変わるが、ベースフィルムテープ幅35mmで５個のパーフォレーションを有する製品の場合、孔数が十数個から数百個で約300 〜330msec/ピースの速度で検査することができる。
【００２７】
また、検査速度は画像信号の採取、画像データ処理、良及び不良判別処理などを行う装置の能力に依存する。従って、処理能力が改善された装置に変更することにより、本発明による検査の速度は自動的に改善されることになる。
【００２８】
【実施例】
次に、図２は本発明の実施例の作業を説明するフローチャートである。
まず本発明の検査装置では、ベースフィルムテープのパーフォレーション数を設定する。次に、上記ベースフィルムテープの搬送速度を設定し、ベースフィルムテープの搬送を開始する。搬送されたベースフィルムテープ中のパーフォレーション孔を検出して計数し、位置情報を制御ユニットに送る。次に、この制御ユニットからの信号に基づいて照明装置及び撮像装置を起動して閉塞孔パターン部分の画像を採取する。得られた画像データに２値化処理及びラベリング処理を行い、閉塞孔の良否を検査する。
【００２９】
接着剤のしみだし、メッキ不良等の所定の不良ありと判定された場合には、マーカ位置決めカウンターを起動するとともに、その結果を出力およびＣＲＴ上に結果を表示し、マーキング装置を起動してベースフィルムテープ１単位内に識別マークを付ける。
一方、良好と判定された場合には、その結果を出力およびＣＲＴ上に結果を表示する。以後、搬送された次のベースフィルムテープにこれらの一連の操作を繰り返して検査を続行する。
【００３０】
以上のような本発明の検査装置を用いて、閉塞孔の数と配置が異なるベースフィルム３種のハンダボール用閉塞孔を、搬送速度５ｍ/ 分の速度で繰り返し検査した結果を表１に示す。表１には顕微鏡を用いた目視検査の結果も併せて示した。表中の数字は検出された不良の数である。本発明の閉塞孔検査装置による結果は、３種のモチーフいずれの場合でも、安定している。
【００３１】
一方顕微鏡を用いた目視検査では、本発明の検査装置に比べて、繰り返しによる習熟効果は認められるものの、検出数が少なく、また安定していない。即ち、目視検査には不良の見逃しがあることを示している。なお、モチーフ１の検査所要時間は、目視検査の約20時間以上に対し、本発明の検査装置は約32分と、大幅に短縮されている。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、銅箔で裏面が貼着された閉塞孔における接着剤しみだし等の不良の検出を加工スピードに対応した速度で、容易にかつ自動で行える外観検査装置を提供することができるようになった。
従って、本装置をＴ−ＢＧＡなどの半導体ＩＣ用フィルムキャリアテープの製造ラインに組み込んで、多数の閉塞孔パターンを持ったフィルムキャリアの低コスト化を実現可能とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の外観検査装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例の作業を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ベースフィルムテープ
２送出装置
３位置情報生成装置
４照明装置
５撮像装置
６画像処理ユニット
７制御ユニット
８マーキング装置
９巻取り装置

Claims

リールに巻回されたベースフィルムテープを搬送する駆動手段と、
前記駆動手段によって搬送される前記ベースフィルムテープのパーフォレーション孔を検出して計数し、前記パーフォレーション孔パターンの基準位置に対する相対的位置情報を生成する位置情報生成手段と、
前記位置情報生成手段から所定間隔離間した画像採取位置で、前記ベースフィルムテープの閉塞孔パターンの画像を採取する画像採取手段と、
前記ベースフィルムテープの閉塞孔に画像採取と同じ側の面から均一な散乱光を照射する照明手段と、
前記画像採取手段で採取した画像データを処理して閉塞孔不良を判別する判別処理手段と、
前記ベースフィルムテープの搬送路に沿い、前記画像採取位置から所定間隔離間して配設され、前記ベースフィルムテープに識別マークを施すマーキング手段と、
前記ベースフィルムテープをリールに巻取る巻取り手段と、
を具備して、ベースフィルムテープの閉塞孔を検査することを特徴とするフィルムキャリア用ベースフィルムテープ検査装置。
前記の閉塞孔不良を判別する判別処理手段が、少なくとも２値化処理及びラベリング処理を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルムキャリア用ベースフィルムテープ検査装置。