JP4162386B2

JP4162386B2 - 半田バンプにおけるボイドの検査方法

Info

Publication number: JP4162386B2
Application number: JP2001074346A
Authority: JP
Inventors: 篤司寺本; 貴行村越; 勇夫堀場
Original assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Current assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2002280727A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板やシリコンウエハ上に形成された半田バンプ（以下、単にバンプと呼ぶ）中の微小ボイドを検査して、該ボイドの大きさが予め設定した値より大きいか否かを検査するための検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バンプ中のボイドの有無を検査する方法としては、Ｘ線発生器によりＸ線を基板やシリコンウエハに照射し、該Ｘ線が透過したＸ線透過画像をＸ線検出器で検出し、このＸ線透過画像をあるレベルで２値化することにより検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来の検査方法にあっては、図７に示すようにバンプの上面が平らな場合には、２値化することによってボイドの大きさを検出することができるが、基板やシリコンウエハ上に形成されているバンプは平らな部分がなく図８に示すように丸みを帯びるため、２値化によりボイドの大きさを検出することは困難であった。
【０００４】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、球形状のバンプに含まれるボイドであっても、かつ、微小なボイドであっても検出することができる半田バンプにおけるボイドの検査方法を提供せんとするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の半田バンプにおけるボイドの検査方法は前記した目的を達成せんとするもので、その請求項１の手段は、基板やシリコンウエハ上に形成された球形状の半田バンプに含まれるボイドを検出するボイドの検査方法において、被検査バンプのＸ線透過画像の取込みに続いて、該被検査バンプの形状に類似で、かつ、ボイドが存在しない、あるいは、存在していても不良品とは判定しないモデルバンプ画像の取込みを行い、次いで、両バンプ画像の差分処理を行った後に、該差分画像から被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかを求め、該被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかと予め設定した基準値のボイドの体積、面積、厚みとの比較を行って良否判定を行うようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の手段は、基板やシリコンウエハ上に形成された球形状の半田バンプに含まれるボイドを検出するボイドの検査方法において、被検査バンプのＸ線透過画像の取込みを行うと共に多数のバンプを平均化したモデルバンプ画像を作成し、次いで、両バンプ画像の差分処理を行った後に、該差分画像から被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかを求め、該被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかと予め設定した基準値のボイドの体積、面積、厚みとの比較を行って良否判定を行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３の手段は、前記した請求項１または２において、前記モデルバンプ画像をローパスフィルタを通過させることにより、小さな部分の形状変化を無くしたことを特徴とし、請求項４の手段は、前記した請求項１または２の手段において、前記モデルバンプ画像は、被検査バンプの画像を膨張・収縮処理することにより作成することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半田バンプにおけるボイドの検査方法の実施の形態を図面と共に説明する。
図１はバンプ中のボイドを検出するためのブロック図にして、１はプリント基板またはシリコンウエハ等の基板、２は該基板上に形成されたバンプ、３はＸ線を被検査物に向かって照射するＸ線発生器、４は該Ｘ線発生器３よりのＸ線が基板１を透過したＸ線透過画像を検出するＸ線検出器、５は該Ｘ線検出器４で検出した電気信号をＸ線透過画像に変換するＸ線透過画像読取装置、６は該Ｘ線透過画像読取装置よりのアナログＸ線透過画像をデジタル画像信号に変換するＡＤ変換器、７は該ＡＤ変換器よりの被検査バンプのデジタル画像信号を記憶する被検査バンプ画像メモリにして、以上は公知の構成である。
【０００９】
８は予めバンプ内にボイドが存在しない、あるいは、ボイドが存在したとしてもボイドの寸法形状が予め設定した、すなわち、ボイドが存在していたとしても不良品ではないと判定し得る範囲のボイドであると確認したサンプル基板によって事前に作成したバンプや、Ｘ線検出器４の撮影範囲内に入っている多数のバンプを平均化した比較的均一なバンプを記憶したモデルバンプ画像メモリ、９は前記被検査画像メモリのバンプ画像と前記モデルバンプ画像メモリとの差分処理を行う差分処理手段、１０は該差分画像を任意のしきい値で２値化し、ボイド体積を求めるボイド体積演算手段、１１は基板製造会社が正常であると判定する判定基準のボイド体積と、前記ボイド体積演算手段１０において検査した被検査バンプにおけるボイドとの体積比較を行って良否判定を行う良否判定手段である。
【００１０】
次に、前記したブロック図による装置によってボイドの検査を行う動作を図２のフローチャートと共に説明する。
先ず、Ｘ線発生器３とＸ線検出器４との間を移動するＸ−Ｙステージ（図示せず）上の基板１における検査しようとするバンプ２を、前記Ｘ線発生器３の中心位置に前記Ｘ−Ｙステージを駆動して位置させる。
【００１１】
この状態において、Ｘ線発生器３を動作させて基板１にＸ線を照射すると、Ｘ線発生器３よりのＸ線は基板１を透過してＸ線検出器４に達するので、Ｘ線検出器４よりのＸ線画像は、Ｘ線透過画像読取装置５によって図３に示すような画像となる（ステップＳ１）。
【００１２】
そして、Ｘ線透過画像読取装置５よりのアナログ画像信号はデジタル画像信号にＡＤ変換器６で変換され、被検査バンプ画像として画像メモリに記憶される。なお、図３には３個のバンプの写真が掲示されているが、実際には多数のバンプが同時に撮影されており、検査と平行してモデルバンプ画像を作成する場合には、それら、または、同種のバンプの全てを平均化した画像からモデルバンプ画像を作成する。
【００１３】
なお、前記モデルバンプ画像は多数の画像を平均化したものであることから、前記バンプに多少のボイドが存在していても、平均化されて比較的均一のモデルバンプ画像となるので、モデルバンプ画像として不都合なことはない（ステップＳ２）。
【００１４】
次いで、前記差分処理手段９によって前記被検査バンプ画像と、前記モデルバンプ画像との差分処理を行い図５に示すような差分画像を求める。この時、前記差分時の誤差が最も小さくなるように、モデルバンプ画像をＸ，Ｙ，Ｚ方向に伸縮させることが望ましい（ステップＳ３）。
【００１５】
そして、このように求めた差分画像を任意のしきい値で２値化し抽出した画素数を計数することにより、最初に図６に示すボイド面積を算出することができる。そして、ボイド面積内の画素単位の濃淡情報（デジタル信号）から厚みの総和を求めることにより、ボイド体積を算出することができる。
【００１６】
このようにして求められたボイドの体積と、予め設定したボイド体積との比較を行い（ステップＳ４）、正常値以上の場合にはボイドが大きく不良品であると判断し、あるいは、正常値以下の場合には良品であるとの判定を行うものである（ステップＳ５）。
【００１７】
なお、前記は体積により比較を行う方法を例示したが、ボイドの面積（断面積）、厚み（ボイドの中心の厚みを測ることで、深さの方向の直径を算出することができる）等を良否判定基準としてボイドの良否判定を行うこともボイド自体が比較的球形に近い形状を有するために可能である。また、前記モデル画像の作成において、ステップＳ２におけるモデル画像をローパスフィルタを通過させることにより、バンプの小さい部分の形状変化を無くすことができる。
【００１８】
さらに、前記モデル画像の作成において、被検査バンプ画像を膨張処理した後に収縮処理することにより、ボイド等の微小な形状を除去したモデルバンプ画像を作成することができる。
【００１９】
ここで、膨張処理とは、画像の処理対象画素近傍の領域から最大濃度値を対象画素の濃度値として採用するフィルタであり、ボイド等の凹みを除去をする処理である。また、収縮処理とは、画像の処理対象画素近傍の領域から最小濃度値を対象画素の濃度値として採用するフィルタであり、膨張処理で全体的に膨張した画像を元のサイズに戻す作用をする。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は前記したように、被検査バンプの取込みに続いてモデルバンプ画像の取込みを行い、次いで、両バンプ画像の差分処理を行った後に、該差分画像からボイドの寸法形状を求め、該被検査バンプのボイドの寸法形状と、予め設定した正常値のボイドとの比較を行って良否判定を行うようにしたので、球形状のバンプに含まれるボイドであっても、かつ、微小なボイドであっても検出することができる。
【００２１】
また、局所的な形状の差異がなければ、オフラインで代表的なモデルバンプ画像を作成しておくことにより、検査時にリアルタイムでモデルバンプ画像を作成する場合よりも、検査時間の短縮を図ることができ、さらに、モデルバンプ画像をローパスフィルタを通過させることにより、小さな部分の形状変化を無くすことができる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半田バンプにおけるボイドの検査方法を実施するためのブロック図である。
【図２】同上のブロック図による動作を示すフローチャートである。
【図３】被検査バンプのＸ線撮影画像である。
【図４】モデルバンプのＸ線撮影画像である。
【図５】差分処理したＸ線画像である。
【図６】ボイド画像からボイド面積、深さ（厚み）、体積の算出を示す説明図である。
【図７】従来のボイドの検査状態を示す説明図である。
【図８】丸みを帯びたボイドの検査状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１基板
２バンプ
３Ｘ線発生器
４Ｘ線検出器
５Ｘ線透過画像読取装置
６ＡＤ変換器
７被検査バンプ画像メモリ
８モデルバンプ画像メモリ
９差分処理手段
１０ボイド演算手段
１１良否判定手段

Claims

基板やシリコンウエハ上に形成された球形状の半田バンプに含まれるボイドを検出するボイドの検査方法において、被検査バンプのＸ線透過画像の取込みに続いて、該被検査バンプの形状に類似で、かつ、ボイドが存在しない、あるいは、存在していても不良品とは判定しないモデルバンプ画像の取込みを行い、次いで、両バンプ画像の差分処理を行った後に、該差分画像から被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかを求め、該被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかと予め設定した基準値のボイドの体積、面積、厚みとの比較を行って良否判定を行うようにしたことを特徴とする半田バンプにおけるボイドの検査方法。
基板やシリコンウエハ上に形成された球形状の半田バンプに含まれるボイドを検出するボイドの検査方法において、被検査バンプのＸ線透過画像の取込みを行うと共に多数のバンプを平均化したモデルバンプ画像を作成し、次いで、両バンプ画像の差分処理を行った後に、該差分画像から被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかを求め、該被検査バンプのボイドの体積、面積、厚みの何れかと予め設定した基準値のボイドの体積、面積、厚みとの比較を行って良否判定を行うようにしたことを特徴とする半田バンプにおけるボイドの検査方法。
前記モデルバンプ画像をローパスフィルタを通過させることにより、小さな部分の形状変化を無くしたことを特徴とする請求項１または２記載の半田バンプにおけるボイドの検査方法。
前記モデルバンプ画像は、被検査バンプの画像を膨張・収縮処理することにより作成することを特徴とする請求項１または２記載の半田バンプにおけるボイドの検査方法。