JP4191295B2 - Semiconductor package inspection equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、BGA・CSPパッケージ等の半導体パッケージに配列されたボール端子(はんだバンプ)を検査する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
BGA・CSPパッケージのボール端子を検査する装置としては、従来、レーザ変位計測装置があり、また、画像処理を用いた装置が提案されている。
【0003】
レーザ変位計測装置は、半導体パッケージをトレイに反転した状態で収容し、パッケージ裏面のボール端子に対してレーザ光をスキャンすることにより、ボール端子の有無、ボールピッチ、ボール径、ボール形状及びボール位置度(位置ずれ)を計測する装置である。また、そのようなボール計測に加えて、ボール端子配列の平坦度(ボールコプラナリティ)を計測する3次元レーザ変位計測装置が実用化されている。
【0004】
画像処理を用いた検査装置としては、2次元画像と3次元画像からボール天面の光沢小円の移動量を求めてボール高さを計測しようとするものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レーザ変位計測装置によれば、ボール端子の頂点にレーザ光を正確に照射しなければならず、しかもパッケージ内の全てのボール端子に対してレーザ光をスキャンする必要があるので、計測に多くの時間を要する。また、ボール端子の頂点にレーザ光を照射し、その反射レーザ光をセンサ光学系で計測する方式であるので、ボール端子の表面状況が良好である場合は問題がないが、ボール端子全体が曇っていて頂点に光沢(つや)がない場合や、ボール端子の頂点表面に傷等がある場合には、正確な計測結果を得ることができない。
【0006】
さらに、レーザ光のスキャンはボール端子配列の列方向または行方向に沿って行われるが、計測ポジションに対するパッケージ収納トレイの位置決めの誤差などの原因により、レーザ光のスキャン位置が、必ずしもボール端子の頂点に一致しているとは限らず、ボールコプラナリティ計測の信頼性に欠けるという問題もある。
【0007】
一方、画像処理を用いた従来の考え方としては、図8に例示するように、ボール天面に照明によって光沢小円を作り、2次元センサでのボール画像中の光沢小円の位置(A)と、斜めから撮像した3次元画像にできる光沢小円の位置(B)との差で高さを求めようとするものであるが、本方法では、ボール天面が現実に起こり得る、酸化等による曇りが発生した場合や、同様に天面に欠け、傷が生じて小円を作れなかった場合、及び、ボールの真球度が損なわれている場合には、大きな誤差を生じ計測ができなくなるという問題がある。
【0008】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、ボールコプラナリティ計測を正確かつ高速に行うことが可能な半導体パッケージの検査装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の検査装置は、BGA・CSPパッケージなどの半導体パッケージに配列されたボール端子を検査する装置であって、半導体パッケージのボール端子形成面と直交する方向から、ボール端子の全体画像を撮像する2次元計測用ラインセンサと、その2次元計測用ラインセンサと平行に配置され、半導体パッケージのボール端子形成面に対し斜め方向から、各ボール端子の輪郭画像を撮像する3次元計測用ラインセンサと、これらラインセンサ及び半導体パッケージを、ボール端子配列の一方向に相対的に移動する駆動機構と、演算処理手段とを備えている。そして、演算処理手段が、前記2次元計測用ラインセンサで撮像されたボール端子の全体画像から、各ボール端子の中心位置を求め、その中心位置データに基づいて前記3次元計測用ラインセンサの撮像方向における各ボール端子の位置を認識するとともに、前記3次元計測用ラインセンサで撮像された各ボール端子の輪郭画像の画像処理により各ボール端子の輪郭頂点を認識し、その各ボール端子の輪郭頂点データを前記3次元計測用ラインセンサの撮像方向における各ボール端子の位置データを用いて補正し、その補正後のデータからボール端子群の輪郭頂点に沿う仮想平面を求め、その仮想平面を用いてボール端子配列の平坦度を求めるように構成されていることによって特徴づけられる。
【0010】
本発明の検査装置によれば、ボール端子の平面画像及び斜め画像を撮像し、その2つの画像データからボールコプラナリティを求めているので、ボール端子の頂点をレーザ光でスキャンする方式のレーザ変位計測装置に比べて、検査速度を速くすることができる。
【0011】
しかも、パッケージをラインセンサに対して相対的に移動させて、パッケージ内の全てのボール端子を撮像する方式であるので、パッケージのボール端子形成面に対してラインセンサ(3次元計測用)を傾けて配置しても、得られる画像にラインセンサの傾き方向(撮像方向)における歪み(縮み)が生じることがなくなる。これにより、3次元計測用ラインセンサで撮像される斜め画像のデータ補正(ソフト的な補正)、あるいはテレセントリックレンズ等の特殊なレンズ系を用いたハード的な補正が不要になる。
【0012】
また、3次元計測では、従来の光沢小円の位置の移動で計測しようとする方法に比べ、ボール端子の全輪郭を撮像し、その画像からボール端子の頂点を求めているので、ボール端子全体が曇っていて頂点に光沢(つや)がない場合や、頂点表面に傷等がある場合など、ボール端子の頂点部の表面状況が悪くても、また、少々真球度が悪くても、ボール端子の頂点を正確に認識することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
【0014】
図1は本発明の実施の形態の概略構成を示す斜視図である。図2はその実施の形態の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【0015】
まず、本実施の形態の検査装置は、段積みストッカ(図示せず)からハンドリングされ、移動テーブル11a上に位置決めされたローダトレイT1 を、X軸方向に沿って搬送して2次元/3次元計測ポジションS1 を通過させる第1の移動機構11と、表裏反転機構13によって移動テーブル12a上に位置決めされたアンローダトレイT2 を、X軸方向に沿って搬送し(第1の移動機構11とは逆向きの搬送)、外観検査ポジションS2 を通過させる第2の移動機構12とを備えている。なお、ローダトレイT1 には、所定数のパッケージPが、ボール端子Bの形成面を上に向けた状態で収納される。
【0016】
表裏反転機構13は、2次元/3次元計測ポジションS1 を通過したローダトレイT1 に、待機中の空トレイ(アンローダトレイT2 )を上方から被せ、そのセット状態のローダトレイT1 と空トレイとの上下を反転させることにより、ローダトレイT1 に収容されているパッケージPを、表裏を反転させた姿勢で空トレイに移し替え、次いで上側のトレイ(ローダトレイT1 )を外し、下側のトレイ(アンローダトレイT2 )を第2の移動機構12の移動テーブル12a上に位置決めする、という動作を実行するように構成されている。
【0017】
以上の第1の移動機構11、第2の移動機構12及び表裏反転機構13は、それぞれ、演算処理装置20からのコントロール信号によって後述する動作で駆動制御される。
【0018】
2次元/3次元計測ポジションS1 には、第1の移動機構11によってX軸方向に移動するパッケージPのボール端子形成面と直交する方向(真上)から、ボール端子Bの全体画像を撮像する2次元計測用ラインセンサ(CCDカメラ)1と、その2次元計測用ラインセンサ1と平行に配置され、パッケージPのボール端子形成面に対し斜め方向(例えば仰角30°)から、ボール端子Bの全体画像を撮像する3次元計測用ラインセンサ(CCDカメラ)2が配置されている。
【0019】
これら2次元計測用ラインセンサ1と3次元計測用ラインセンサ2は、画素配列がパッケージPの移動方向と直交する方向つまりY軸方向に沿うように配置されている。また、2次元/3次元計測ポジションS1 には、2次元計測用ラインセンサ1の下方で、このラインセンサ1の光軸を挟んで互い対向する2本の照明用光源4が配置されている。
【0020】
外観検査ポジションS2 には、第2の移動機構12によってX軸方向に移動するパッケージP表面の平面像を撮像する外観検査用ラインセンサ(CCDカメラ)3(複数台でもよい)及びその照明用光源5が配置されている。なお、外観検査用ラインセンサ3も、先と同様に、画素配列がパッケージPの移動方向と直交する方向(Y軸方向)に沿うように配置されている。
【0021】
この外観検査ポジションS2 に配置された外観検査用ラインセンサ3と、2次元/3次元計測ポジションS1 に配置された2次元計測用ラインセンサ1及び3次元計測用ラインセンサ2の各出力信号は、図2に示すように、画像処理装置21,22,23に順次に導かれ、所定の信号処理(多値化処理等)が施された後、演算処理装置20に採り込まれる。
【0022】
なお、以上の3台のラインセンサ1,2,3とその照明用光源4,5はそれぞれ演算処理装置20によって駆動が制御され、2次元計測用ラインセンサ1及び3次元計測用ラインセンサ2と照明用光源4は、ローダトレイT1 が2次元/3次元計測ポジションS1 を通過する間においてONとなり、また、外観検査用ラインセンサ3とその照明用光源5は、アンローダトレイT2 が外観検査ポジションS2 を通過する間においてONとなる。
【0023】
演算処理装置20は、パッケージPが2次元/3次元計測ポジションS1 を通過したときに採取される、2次元計測用ラインセンサ1からの平面画像データ(図3参照)に基づいて、ボール端子の有無、ボール径及びボール形状を求めるとともに、その平面画像データ上での各ボール端子Bの中心位置を求め、その中心位置データからボールピッチ及びボール位置度を求める。
【0024】
また、演算処理装置20は、3次元計測用ラインセンサ2からの斜め画像データ(図4参照)を処理して、その平面画像データ上での各ボール端子Bの頂点を認識し、その頂点データと先に求めた中心位置データとを用いて、ボールコプラナリティを求める。
【0025】
具体的には、全ボール端子の中心位置データから、撮像時におけるボール端子の配列方向(列方向)のX軸に対する傾き(ローダトレイT1 及びパッケージPの位置決め誤差)を求め、その傾きデータと3次元計測の角度データ(30°)とをボール端子の頂点データにフィードバックして相関をとり、頂点データを1つの平面データに変換し、その変換後のデータから、最小二乗法により、ボール端子の頂点群に沿う仮想平面を求め、この仮想平面を用いてボールコプラナリティを求めるといった演算処理を行う。
【0026】
さらに、演算処理装置20は、パッケージPが外観検査ポジションS2 を通過したときに採取される外観検査用ラインセンサ3からの画像データに基づいて、マーク有無・欠け・文字抜け及びパッケージボイドの有無等を判定する。
【0027】
なお、演算処理装置20は、以上の処理に加えて、ボールピッチ、ボール径、ボール位置度及びボールコプラナリティの各データ、及び、マーク・パッケージボイドに関するデータをCRT等のビデオモニタ装置24、FFD(フロッピィディスクドライブ)25及びプリンタ26等の外部機器に出力する、という処理も行う。
【0028】
次に、本実施の形態の検査動作を説明する。
まず、ローダトレイT1 にパッケージPを、ボール端子形成面を上にした状態でセットし、このローダトレイT1 を段積みストッカ(図示せず)に収納しておく。
【0029】
検査が開始されると、段積みストッカから1枚のローダトレイT1 が取り出され、第1の移動機構11の移動テーブル11a上に位置決めされる。この動作が完了した時点で、第1の移動機構11が駆動され、ローダトレイT1 が2次元/3次元計測ポジションS1 に向かって移動し、その計測ポジションS1 を通過する際に、2次元計測用ラインセンサ1と3次元ラインセンサ2によって、ローダトレイT1 内のパッケージPのボール端子Bの平面画像と斜め画像が撮像され、その各画像データが演算処理装置20内に採り込まれる。
【0030】
次に、ローダトレイT1 が表裏反転位置に到達した時点で、表裏反転機構13が駆動され、2次元/3次元計測が完了したパッケージPがローダトレイT1 からアンローダトレイT2 へと移し替えられ、そのアンローダトレイT2 つまりパッケージPが表面側を上にして収容されたアンローダトレイT2 が第2の移動機構12の移動テーブル12a上に位置決めされる。なお、パッケージPの移し替えにより空となったローダトレイT1 は回収ストッカに収納される。
【0031】
以上の表裏反転動作が完了した時点で、第1の移動機構11が駆動され、移動テーブル11aが初期位置へと戻り、その移動テーブル11a上に、次のローダトレイT1 が位置決めされる。また、表裏反転動作が完了した時点で、第2の移動機構12が駆動され、アンローダトレイT2 が外観検査ポジションS2 に向かって移動し、その検査ポジションS2 を通過する際に、外観検査用ラインセンサ3によってパッケージP表面の平面画像が撮像され、その画像データが演算処理装置20内に採り込まれる。なお、このような外観検査処理を行っている間に、第1の移動機構11が駆動されて、次のローダトレイT1 内のパッケージPの2次元/3次元計測処理が並列して実行される。
【0032】
以上でトレイ1枚分の計測が完了し、2次元/3次元計測ポジションS1 で採取された画像データを基にして、演算処理装置20が、ボール端子の有無、ボールピッチ、ボール径、ボール形状、ボール位置度、及び、ボールコプラナリティを求め、その各データが許容範囲内に入っているか否かを判定するとともに、外観検査ポジションS2 で採取された画像データからマーク欠陥・パッケージボイドの有無を判定し、それら判定結果からパッケージPの良否を判定する。そして、パッケージ不良がある場合は、詰替えポジション(図示せず)において、不良品パッケージと予め準備された良品パッケージとの詰替え処理が実行される。
【0033】
以上の実施の形態によれば、2次元/3次元ポジションS1 でのボール計測と外観検査ポジションS2 でのマーク・パッケージボイド検査を同一タクトで行うことができるので、BGA・CSP等のパッケージの外観検査(ボール計測+マーク・パッケージボイド検査)を行うにあたり、その検査タクトの短縮化をはかることができる。
【0034】
ここで、本発明の検査装置では、前記したような演算処理によりボールコプラナリティを求めているので、常に正確なボールコプラナリティ計測を行うことができる。その理由を、先の図1及び図5〜図7を参照しながら、以下に詳細に説明する。
【0035】
まず、パッケージPのボール端子B・・Bが精度良く形成され、その2次元配列の列または行方向(図1のY方向)に並ぶボール端子B・・Bが直線上に位置している場合は、3次元計測用ラインセンサ2の撮像方向において、各ボール端子Bと3次元計測用ラインセンサ2との間の距離に差がないので、この3次元計測用ラインセンサ2の画像データから得られる頂点データのみでボールコプラナリティを求めても問題はない。
【0036】
しかし、図5及び図6に示すように、1列に並ぶボール端子B・・Bが直線上にない場合、3次元計測用ラインセンサ2の撮像方向において、各ボール端子Bの距離に差が生じるため、実際では、全てのボール端子B・・Bの頂点高さが同じであるのにも関わらず(図5)、画像データ上では、図7に示すように、ボール端子Bの輪郭頂点が直線上に並ばなくなり、頂点高さが異なってしまう。すなわち、ボール端子Bを斜め方向から撮像した場合、その撮像方向におけるボール端子B・・Bの位置精度が計測精度に大きな影響を及ぼすことになる。
【0037】
本発明の検査装置では、そのような点を考慮して、2次元計測用ラインセンサ1からの平面画像データに基づいて各ボール端子の中心位置を求め、その中心位置データを、3次元計測用ラインセンサ2によって得られたボール端子の斜め画像(3次元画像)にフィードバックすることで、パッケージPの2次元的な傾き及びボール端子個々の位置精度による影響を補正しており、しかも、本発明の検査装置では、ボール端子に照射した照明光のうち、ボール端子の頂点で正反射光からボール端子の頂点を測定する方式ではなく、ボール端子の全輪郭(斜め画像)を撮像し、その画像処理によりボール端子の頂点を認識しているので、ボール端子の頂点付近の表面状態が悪くて、正常な反射光が得られなくても、それには関係なく、ボール端子の頂点を常に正確に検出することができる。その結果として、常に正確なボールコプラナリティを得ることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の検査装置によれば、BGA・CSPパッケージ等のボール端子のボールコプラナリティを、高速かつ高精度で計測することができる。しかも、ボール端子の全体画像を撮像して、その画像データからボール端子の頂点位置を認識して、ボールコプラナリティを求めているので、ボール端子が曇っていたり、あるいはボール頂部に傷等がある場合であっても、それに関係なく常に正確な計測を行えるので、実用的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概略構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態において2次元計測用ラインセンサで撮像される画像の一例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態において3次元計測用ラインセンサで撮像される画像の一例を示す図である。
【図5】本発明の検査装置においてボールコプラナリティを求める際の演算手法の説明図である。
【図6】同じくボールコプラナリティの演算手法の説明図である。
【図7】同じくボールコプラナリティの演算手法の説明図である。
【図8】画像処理を用いた検査装置における高さ計測方法の説明図である。
【符号の説明】
1 2次元計測用ラインセンサ
2 3次元計測用ラインセンサ
3 外観検査用ラインセンサ
4,5 照明用光源
11 第1の移動機構
12 第2の移動機構
13 表裏反転機構
20 演算処理装置
21,22,23 画像処理装置
P パッケージ
T1 ローダトレイ
T2 アンローダトレイ
S1 2次元/3次元計測ポジション
S2 外観検査ポジション[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for inspecting ball terminals (solder bumps) arranged in a semiconductor package such as a BGA / CSP package.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a device for inspecting a ball terminal of a BGA / CSP package, there is a laser displacement measuring device, and a device using image processing has been proposed.
[0003]
The laser displacement measuring device accommodates the semiconductor package in an inverted state on a tray and scans the ball terminal on the back surface of the package with laser light to detect the presence / absence of the ball terminal, the ball pitch, the ball diameter, the ball shape, and the ball position. It is a device that measures the degree (positional deviation). In addition to such ball measurement, a three-dimensional laser displacement measuring device that measures the flatness (ball coplanarity) of the ball terminal array has been put into practical use.
[0004]
Some inspection apparatuses using image processing attempt to measure the ball height by obtaining the amount of movement of the small gloss circle on the top of the ball from the two-dimensional image and the three-dimensional image.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the laser displacement measuring apparatus, it is necessary to accurately irradiate the apex of the ball terminal with the laser beam and to scan all the ball terminals in the package. It takes a lot of time. In addition, since the laser light is irradiated to the apex of the ball terminal and the reflected laser light is measured by the sensor optical system, there is no problem if the surface condition of the ball terminal is good, but the entire ball terminal is cloudy. If the vertex of the ball terminal is not glossy or the surface of the ball terminal is scratched, an accurate measurement result cannot be obtained.
[0006]
Furthermore, the laser beam scan is performed along the column direction or the row direction of the ball terminal array. However, due to a positioning error of the package storage tray with respect to the measurement position, the laser beam scan position is not necessarily the apex of the ball terminal. There is also a problem that the reliability of ball coplanarity measurement is not necessarily met.
[0007]
On the other hand, as a conventional idea using image processing, as illustrated in FIG. 8, a glossy small circle is formed on the top surface of the ball by illumination, and the position of the glossy small circle in the ball image by the two-dimensional sensor (A) And the position of the glossy small circle (B) formed in the three-dimensional image taken obliquely, the height is obtained, but in this method, the top surface of the ball can actually occur, oxidation, etc. If there is cloudiness due to the above, or if the top surface is chipped and scratched and a small circle cannot be made, or if the sphericity of the ball is impaired, measurement can be performed with a large error. There is a problem of disappearing.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor package inspection apparatus capable of performing ball coplanarity measurement accurately and at high speed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The inspection apparatus of the present invention is an apparatus for inspecting ball terminals arranged in a semiconductor package such as a BGA / CSP package, and picks up an entire image of the ball terminals from a direction orthogonal to the ball terminal formation surface of the semiconductor package. A line sensor for two-dimensional measurement, and a line sensor for three-dimensional measurement that is arranged in parallel to the line sensor for two-dimensional measurement and that captures an outline image of each ball terminal from a direction oblique to the ball terminal formation surface of the semiconductor package; The line sensor and the semiconductor package are provided with a drive mechanism that relatively moves in one direction of the ball terminal array, and an arithmetic processing unit. The arithmetic processing means, from the entire image of a ball pin which is captured in the 2-dimensional measurement line sensor, obtains the center position of each ball terminal, the three-dimensional measuring line sensor on the basis of the center position data captured The position of each ball terminal in the direction is recognized, and the contour vertex of each ball terminal is recognized by image processing of the contour image of each ball terminal imaged by the three-dimensional measurement line sensor, and the contour vertex of each ball terminal The data is corrected using the position data of each ball terminal in the imaging direction of the three-dimensional measurement line sensor, a virtual plane along the contour vertex of the ball terminal group is obtained from the corrected data, and the virtual plane is used. Characterized by being configured to determine the flatness of the ball terminal array.
[0010]
According to the inspection apparatus of the present invention, a plane image and an oblique image of the ball terminal are taken, and the ball coplanarity is obtained from the two image data. Therefore, the laser displacement measurement is performed by scanning the apex of the ball terminal with a laser beam. Compared with the apparatus, the inspection speed can be increased.
[0011]
Moreover, since the package is moved relative to the line sensor and all ball terminals in the package are imaged, the line sensor (for three-dimensional measurement) is tilted with respect to the ball terminal forming surface of the package. Even if they are arranged, the distortion (shrinkage) in the tilt direction (imaging direction) of the line sensor does not occur in the obtained image. This eliminates the need for data correction (software correction) of an oblique image captured by the three-dimensional measurement line sensor, or hardware correction using a special lens system such as a telecentric lens.
[0012]
Also, in the three-dimensional measurement, compared to the conventional method of measuring by moving the position of the glossy small circle, the entire contour of the ball terminal is imaged and the vertex of the ball terminal is obtained from the image, so the entire ball terminal If the surface condition of the apex part of the ball terminal is poor, such as when the surface is cloudy and the apex is not glossy, or the apex surface has scratches, etc. The vertex of the terminal can be recognized accurately.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the signal processing system according to the embodiment.
[0015]
First, the inspection apparatus according to the present embodiment handles a loader tray T1 which is handled from a stacking stocker (not shown) and positioned on the moving table 11a, along the X-axis direction, and is two-dimensional / three-dimensional. The
[0016]
The front /
[0017]
The
[0018]
At the two-dimensional / three-dimensional measurement position S1, an entire image of the ball terminal B is picked up from the direction (directly above) the ball terminal forming surface of the package P that is moved in the X-axis direction by the
[0019]
The two-dimensional
[0020]
At the appearance inspection position S2, an appearance inspection line sensor (CCD camera) 3 (which may be a plurality of cameras) 3 for picking up a planar image of the surface of the package P moved in the X-axis direction by the second moving
[0021]
The output signals of the visual inspection line sensor 3 arranged at the visual inspection position S2 and the two-dimensional
[0022]
The three
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Specifically, an inclination (positioning error of the loader tray T1 and the package P) with respect to the X axis in the arrangement direction (row direction) of the ball terminals at the time of imaging is obtained from the center position data of all the ball terminals. The angle data (30 °) of the dimension measurement is fed back to the ball terminal vertex data to obtain a correlation, and the vertex data is converted into one plane data. From the converted data, the least square method is used to calculate the ball terminal data. An arithmetic process such as obtaining a virtual plane along the vertex group and obtaining the ball coplanarity using the virtual plane is performed.
[0026]
Further, the
[0027]
In addition to the above processing, the
[0028]
Next, the inspection operation of this embodiment will be described.
First, the package P is set on the loader tray T1 with the ball terminal forming surface facing up, and the loader tray T1 is stored in a stacking stocker (not shown).
[0029]
When the inspection is started, one loader tray T1 is taken out from the stacking stocker and positioned on the moving table 11a of the first moving
[0030]
Next, when the loader tray T1 reaches the front / back reversal position, the front / back reversing
[0031]
When the above front / back reversal operation is completed, the first moving
[0032]
With the above, the measurement for one tray is completed, and based on the image data collected at the two-dimensional / three-dimensional measurement position S1, the
[0033]
According to the above embodiment, since the ball measurement at the 2D / 3D position S1 and the mark / package void inspection at the appearance inspection position S2 can be performed with the same tact, the appearance of the package such as BGA / CSP is obtained. In performing the inspection (ball measurement + mark / package void inspection), the inspection tact can be shortened.
[0034]
Here, in the inspection apparatus of the present invention, since the ball coplanarity is obtained by the arithmetic processing as described above, accurate ball coplanarity measurement can always be performed. The reason will be described in detail below with reference to FIG. 1 and FIGS.
[0035]
First, the ball terminals B... B of the package P are formed with high accuracy, and the ball terminals B... B arranged in the two-dimensional array column or row direction (Y direction in FIG. 1) are positioned on a straight line. Since there is no difference in the distance between each ball terminal B and the three-dimensional
[0036]
However, as shown in FIGS. 5 and 6, if the ball terminals B... B arranged in a line are not on a straight line, there is a difference in the distance between the ball terminals B in the imaging direction of the three-dimensional
[0037]
In the inspection apparatus of the present invention, in consideration of such points, the center position of each ball terminal is obtained based on the plane image data from the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the inspection apparatus of the present invention, the ball coplanarity of a ball terminal such as a BGA / CSP package can be measured at high speed and with high accuracy. Moreover, since the entire ball terminal image is taken and the apex position of the ball terminal is recognized from the image data to determine the ball coplanarity, the ball terminal is cloudy or the ball top is damaged. Even so, it is practical because accurate measurement can always be performed regardless of this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a signal processing system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image captured by a two-dimensional measurement line sensor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image captured by a three-dimensional measurement line sensor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a calculation method for obtaining ball coplanarity in the inspection apparatus of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a ball coplanarity calculation method.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a ball coplanarity calculation method.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a height measurement method in an inspection apparatus using image processing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
半導体パッケージのボール端子形成面と直交する方向から、ボール端子の全体画像を撮像する2次元計測用ラインセンサと、その2次元計測用ラインセンサと平行に配置され、半導体パッケージのボール端子形成面に対し斜め方向から、各ボール端子の輪郭画像を撮像する3次元計測用ラインセンサと、これらラインセンサ及び半導体パッケージを、ボール端子配列の一方向に相対的に移動する駆動機構と、演算処理手段とを備え、
その演算処理手段は、前記2次元計測用ラインセンサで撮像されたボール端子の全体画像から各ボール端子の中心位置を求め、その中心位置データに基づいて前記3次元計測用ラインセンサの撮像方向における各ボール端子の位置を認識するとともに、前記3次元計測用ラインセンサで撮像された各ボール端子の輪郭画像の画像処理により各ボール端子の輪郭頂点を認識し、その各ボール端子の輪郭頂点データを前記3次元計測用ラインセンサの撮像方向における各ボール端子の位置データを用いて補正し、その補正後のデータからボール端子群の輪郭頂点に沿う仮想平面を求め、その仮想平面を用いてボール端子配列の平坦度を求めるように構成されていることを特徴とする半導体パッケージの検査装置。An apparatus for inspecting ball terminals arranged in a semiconductor package such as a BGA / CSP package,
A two-dimensional measurement line sensor that captures the entire image of the ball terminal from a direction orthogonal to the ball terminal formation surface of the semiconductor package, and the two-dimensional measurement line sensor are arranged in parallel to the ball terminal formation surface of the semiconductor package. On the other hand, a three-dimensional measurement line sensor that captures an outline image of each ball terminal from an oblique direction, a drive mechanism that relatively moves the line sensor and the semiconductor package in one direction of the ball terminal array, an arithmetic processing unit, With
The calculation processing means, in the overall search of the center position of each ball terminal from the image, the imaging direction of the three-dimensional measuring line sensor on the basis of the center position data of the ball pin captured in the 2-dimensional measurement line sensor Recognize the position of each ball terminal, recognize the contour vertex of each ball terminal by image processing of the contour image of each ball terminal imaged by the three-dimensional measurement line sensor, and obtain the contour vertex data of each ball terminal. Correction is performed using position data of each ball terminal in the imaging direction of the three-dimensional measurement line sensor, a virtual plane along the contour apex of the ball terminal group is obtained from the corrected data, and the ball terminal is used using the virtual plane. An inspection apparatus for a semiconductor package, characterized in that the flatness of the array is obtained.
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