JP5221314B2 - Ultrasonic measurement method and electronic component manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、超音波測定方法、及び、電子部品製造方法に関するものであり、特に、超音波照射方向において複数の界面が交差する測定対象物に対して行う超音波測定方法、及び、超音波測定方法により測定されて良品評価された電子部品を製品として製造する電子部品製造方法に関するものである。
The present invention, ultrasonic measurement methods, and, which relates to an electronic component manufacturing how, in particular, ultrasonic measuring method for performing the measurement object more surfactants in the ultrasonic irradiation directions cross and super those related is measured by ultrasonic measuring method good evaluation electronic component to the electronic component manufacturing how to manufacture a product.

従来、対象物の内部を測定するための装置として、発信された後に対象物の内部で反射した超音波を用いて測定する超音波測定装置がある(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for measuring the inside of an object, there is an ultrasonic measuring apparatus that uses an ultrasonic wave that has been transmitted and reflected inside the object (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2). ).

従来の超音波測定装置として、半導体パッケージ内部の測定を行う超音波測定装置について説明する。   As a conventional ultrasonic measurement apparatus, an ultrasonic measurement apparatus that performs measurement inside a semiconductor package will be described.

図11は、従来の超音波測定方法の概略構成図である。なお、図面間の相対的な位置関係を明確にするために、図面中にXYZ軸を表示している。   FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a conventional ultrasonic measurement method. In order to clarify the relative positional relationship between the drawings, XYZ axes are displayed in the drawings.

図11において、超音波測定装置1は、超音波を受発信するための超音波探触子2と、送信する超音波の周波数等の超音波測定条件を入力するための入力部3と、超音波探触子2及び入力部3から得られた情報を処理して超音波探触子2の動作を制御するための制御部4と、超音波波形等の測定結果を表示するための表示部5と、から構成されている。   In FIG. 11, an ultrasonic measurement apparatus 1 includes an ultrasonic probe 2 for receiving and transmitting ultrasonic waves, an input unit 3 for inputting ultrasonic measurement conditions such as the frequency of ultrasonic waves to be transmitted, A control unit 4 for processing information obtained from the acoustic probe 2 and the input unit 3 to control the operation of the ultrasonic probe 2, and a display unit for displaying measurement results such as an ultrasonic waveform 5.

超音波測定装置1の動作について簡単に説明する。   The operation of the ultrasonic measurement apparatus 1 will be briefly described.

入力部3で入力された測定条件に基づいて、制御部4で超音波探触子2の動きを制御しながら発信された超音波は、容器内の水6を媒体として半導体パッケージ7に照射される。そして、測定対象物である半導体パッケージ7で反射した反射波を、超音波探触子2で受信する。その受信した反射波を制御部4にて処理することで、半導体パッケージ7の良否判定及び画像化を行い、表示部5にて結果を表示する。   The ultrasonic wave transmitted while controlling the movement of the ultrasonic probe 2 by the control unit 4 based on the measurement conditions input by the input unit 3 is applied to the semiconductor package 7 using the water 6 in the container as a medium. The Then, the reflected wave reflected by the semiconductor package 7 as the measurement object is received by the ultrasonic probe 2. The control unit 4 processes the received reflected wave to determine whether the semiconductor package 7 is good or bad, and displays the result on the display unit 5.

ここで、超音波探触子2は、受発信のどちらの用途にも用いている。また、制御部4は、超音波探触子2で受信した反射波を電圧に変換して増幅するパルサレシーバと電圧波形の強度値を画像化する画像処理部とを含んでいる。   Here, the ultrasonic probe 2 is used for both receiving and transmitting purposes. Further, the control unit 4 includes a pulser receiver that converts the reflected wave received by the ultrasonic probe 2 into a voltage and amplifies it, and an image processing unit that images the intensity value of the voltage waveform.

また、半導体パッケージ7は、超音波照射方向(図11のZ軸方向)に対して多層構造を有し、複数の界面を有するパッケージである。   The semiconductor package 7 is a package having a multilayer structure with respect to the ultrasonic wave irradiation direction (Z-axis direction in FIG. 11) and having a plurality of interfaces.

従来の超音波測定について、より詳細に説明するために、図11の測定部付近を拡大し、半導体パッケージ7の構造と合わせて説明する。   In order to describe the conventional ultrasonic measurement in more detail, the vicinity of the measurement unit in FIG. 11 is enlarged and described together with the structure of the semiconductor package 7.

図12は、従来の超音波測定の概略図である。   FIG. 12 is a schematic diagram of conventional ultrasonic measurement.

図12において、半導体パッケージ7は、上面に基板側電極を有する基板8と、基板8の各基板側電極に設けられた接合材の一例としてのハンダ9と、ハンダ9によって基板8の基板側電極と接合されるインターポーザ側電極を有するインターポーザ10と、半導体チップ11と、インターポーザ10と半導体チップ11を接続するリード線12と、半導体チップ11を覆う樹脂モールド13とで構成されている。   In FIG. 12, a semiconductor package 7 includes a substrate 8 having a substrate-side electrode on the upper surface, solder 9 as an example of a bonding material provided on each substrate-side electrode of the substrate 8, and a substrate-side electrode of the substrate 8 by the solder 9. The interposer 10 has an interposer-side electrode joined to the semiconductor chip 11, a semiconductor chip 11, lead wires 12 that connect the interposer 10 and the semiconductor chip 11, and a resin mold 13 that covers the semiconductor chip 11.

図12に示すように、ここでは、半導体パッケージ7の水没時の例を示しており、液体(水)6の中に載置された測定対象物の具体例である半導体パッケージ7では、水6と樹脂モールド13との界面と、樹脂モールド13とインターポーザ10との界面と、インターポーザ10とハンダ11との界面といった複数の界面が形成されている。   As shown in FIG. 12, here, an example of the semiconductor package 7 being submerged is shown. In the semiconductor package 7, which is a specific example of the measurement object placed in the liquid (water) 6, the water 6 A plurality of interfaces such as an interface between the resin mold 13 and the resin mold 13, an interface between the resin mold 13 and the interposer 10, and an interface between the interposer 10 and the solder 11 are formed.

この構成で、超音波探触子2からの超音波が半導体パッケージ7に照射されると、半導体パッケージ7で反射した反射波を超音波探触子2で受信した場合、その信号は、複数の波が重なり合った波形となる。この波形について説明する。   With this configuration, when the ultrasonic wave from the ultrasonic probe 2 is irradiated onto the semiconductor package 7, when the reflected wave reflected by the semiconductor package 7 is received by the ultrasonic probe 2, the signal is a plurality of signals. Waves overlap each other. This waveform will be described.

図12に示したような複数の界面を有する半導体パッケージ7を超音波測定した場合、図13に示す波形が得られる。   When the semiconductor package 7 having a plurality of interfaces as shown in FIG. 12 is subjected to ultrasonic measurement, the waveform shown in FIG. 13 is obtained.

図13は、従来の超音波測定における超音波波形を示す図である。この波形を用いて、測定箇所の良否判定を行う方法について説明する。   FIG. 13 is a diagram showing an ultrasonic waveform in the conventional ultrasonic measurement. A method for determining pass / fail of a measurement location using this waveform will be described.

図13に示すように、内部に複数の界面を有する半導体パッケージ7を測定した場合、複数の波が重なり合っているため、測定箇所(界面)を定義することは困難である。   As shown in FIG. 13, when a semiconductor package 7 having a plurality of interfaces inside is measured, it is difficult to define a measurement location (interface) because a plurality of waves overlap each other.

そこで、超音波波形が安定して発生する半導体パッケージ7の表面を基準とし、その表面からの時間遅れ(位相のずれ)を用いることで、測定箇所(界面)を定義する。   Therefore, a measurement location (interface) is defined by using a time delay (phase shift) from the surface of the semiconductor package 7 where the ultrasonic waveform is stably generated as a reference.

図13においては、まず、半導体パッケージ7の表面からの表面波に対して、時間軸上のトリガ14(時刻t)を設ける。続いて、半導体パッケージ7の内部の構成に基づいて、測定箇所での反射波に対して、トリガ14をゼロ基点としたゲート15(時刻t)と呼ばれる時間領域を設定する。そして、このゲート15の区間(時間領域)内で、閾値と比較することにより、測定箇所の評価を行う。
特開平05−333007号公報 特開平06−294779号公報
In FIG. 13, first, a trigger 14 (time t 0 ) on the time axis is provided for a surface wave from the surface of the semiconductor package 7. Subsequently, based on the internal configuration of the semiconductor package 7, a time region called a gate 15 (time t 1 ) with the trigger 14 as a zero base point is set for the reflected wave at the measurement location. Then, the measurement location is evaluated by comparing with a threshold value in the section (time region) of the gate 15.
JP 05-333007 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-294779

しかしながら、この方法では、同一種類の2つの半導体パッケージを連続して超音波測定した場合、測定精度が低下するという問題が発生する。この問題について説明する。   However, this method has a problem in that the measurement accuracy is lowered when two semiconductor packages of the same type are continuously subjected to ultrasonic measurement. This problem will be described.

図14は、従来の超音波測定による超音波反射波の波形を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating a waveform of an ultrasonic wave reflected by conventional ultrasonic measurement.

同一種類の2つの半導体パッケージを連続して超音波測定すると、図14に示す波形が得られる。2つの半導体パッケージでの反射波は、図14に示すように、第1の半導体パッケージでの反射波は反射波16とし、第2の半導体パッケージでの反射波は反射波17として、それぞれ時間軸上でずれた状態で得られる。   When two semiconductor packages of the same type are continuously subjected to ultrasonic measurement, the waveform shown in FIG. 14 is obtained. As shown in FIG. 14, the reflected waves in the two semiconductor packages are reflected waves 16 in the first semiconductor package, and reflected waves 17 in the second semiconductor package, respectively. Obtained in a shifted state.

従来の超音波測定では、最初に反射波16に基づいて設定したトリガ18(時刻t)、ゲート19(時刻t)を用いて、反射波17の測定箇所の評価を行う。そのため、図14に示すように、ゲート19(時刻t)は、反射波17の本当の測定箇所(時刻t)とは、大きくずれてしまう。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対しても、高精度な超音波測定方法、及び、電子部品製造方法を提供することにある。
In the conventional ultrasonic measurement, the measurement location of the reflected wave 17 is evaluated using the trigger 18 (time t 2 ) and the gate 19 (time t 3 ) that are initially set based on the reflected wave 16. Therefore, as shown in FIG. 14, the gate 19 (time t 3 ) is greatly deviated from the actual measurement location (time t 4 ) of the reflected wave 17.
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and a highly accurate ultrasonic measurement method and electronic component manufacturing even for a measurement object in which a plurality of interfaces intersect in the ultrasonic irradiation direction. It is to provide a mETHODS.

超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対しても、高精度な超音波測定方法、及び、電子部品製造方法を提供するために、本発明は以下のように構成する。
Also to the object of measurement in which a plurality of surface ultrasonic irradiation directions cross, accurate ultrasonic measurement methods, and, in order to provide an electronic component manufacturing how, the present invention is constructed as follows.

本発明の第態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象物は電子部品であり、前記測定対象界面は、前記電子部品の内部の、接合材で電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であり、前記測定対象界面を前記演算部で測定したのち、前記測定対象界面での前記電極接合部の接合状態を前記演算部で評価する超音波測定方法を提供する。
According to the first aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the ultrasonic waveform signals respectively reflected at the plurality of interfaces in the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
The measurement object is an electronic component, and the measurement object interface is an electrode bonding portion where electrodes are bonded to each other with a bonding material inside the electronic component or a portion adjacent to the electrode bonding portion, and the measurement target. After measuring the interface at the computing unit, to provide an ultrasonic measuring how to evaluate the bonding state of the electrode junction at the measurement target surface by the arithmetic unit.

本発明の第態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内の複数の界面の内で最大振幅強度を有する界面である超音波測定方法を提供する。
According to the second aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the ultrasonic waveform signals respectively reflected at the plurality of interfaces in the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
Wherein when detecting the waveform signal, the reference interface, to provide an ultrasonic measuring method Ru interface der having a maximum amplitude intensity among the plurality of interfaces in the object to be measured.

本発明の第態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内に埋め込まれた埋設物の表面である超音波測定方法を提供する。
According to the third aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves respectively reflected at the plurality of interfaces in the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
Wherein when detecting the waveform signal, the reference interface, to provide an ultrasonic measuring method Ru surface der of buried objects embedded in the measurement target.

本発明の第態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記測定対象物が、半導体パッケージであって、前記基準界面が、前記半導体パッケージの内部の、前記接合材で前記電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であって、かつ材質の異なる2つの層の界面に位置する超音波測定方法を提供する。
According to the fourth aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves respectively reflected at the plurality of interfaces in the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
When the waveform signal is detected, the object to be measured is a semiconductor package, and the reference interface is an electrode bonding portion where the electrodes are bonded to each other by the bonding material inside the semiconductor package or the electrode bonding a adjacent portions in section, and to provide an ultrasonic measuring how to position the interface of two layers of different materials.

本発明の第態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記超音波の波形信号を受信するとき、前記超音波探触子から送信された前記超音波が前記測定対象物の複数の界面で反射した超音波の波形信号を受信し、
さらに、前記基準界面での波形信号を検出した後でかつ前記測定対象界面を前記演算部で測定する前に、前記超音波探触子と前記測定対象物とを近づけながら受信した波形信号に基づいて前記超音波探触子の位置を調整する超音波測定方法を提供する。
According to the fifth aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves respectively reflected at the plurality of interfaces in the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
When receiving the ultrasonic waveform signal, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe receives the ultrasonic waveform signal reflected by a plurality of interfaces of the measurement object,
Furthermore, after detecting the waveform signal at the reference interface and before measuring the measurement target interface by the calculation unit, based on the waveform signal received while bringing the ultrasonic probe and the measurement target close to each other It said to provide an ultrasonic measuring how to adjust the position of the ultrasonic probe Te.

本発明の第態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象界面を前記演算部で測定するとき、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を基準に、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号より後に検出された波形信号を予め入力された良品の波形信号と比較し、その比較結果により前記測定対象界面の評価を行う超音波測定方法を提供する。
According to the sixth aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves respectively reflected at the plurality of interfaces in the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
When the measurement target interface is measured by the calculation unit, a waveform signal detected after the waveform signal of the reflected wave at the reference interface is previously determined based on the waveform signal of the reflected wave at the reference interface. compared to input non-defective waveform signal, the comparison result by providing a row cormorants ultrasonic measuring method to evaluate the measurement target surface.

本発明の第態様によれば、電子部品内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記電子部品の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記電子部品の測定対象界面を前記演算部で測定して評価を行い、
良品評価された前記電子部品を製品とする、電子部品製造方法を提供する。
According to the seventh aspect of the present invention, the ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves respectively reflected at the plurality of interfaces in the electronic component,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the electronic component is detected by the arithmetic unit,
Perform measurement by measuring the measurement target interface of the electronic component identified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point ,
Provided is an electronic component manufacturing method using the electronic component evaluated as a good product as a product.

以上のように、本発明によれば、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対して、時間遅れのずれ等の影響を従来よりも大幅に軽減することができ、高精度に超音波測定を行うことができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the influence of a time delay shift or the like on a measurement object in which a plurality of interfaces intersect in the ultrasonic irradiation direction, with high accuracy. Ultrasonic measurement can be performed.

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。   Before continuing the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals in the accompanying drawings.

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を説明する。本発明の超音波測定装置及びその方法として、測定対象物である電子部品、例えば、半導体パッケージの内部の測定を行う超音波測定装置及びその方法について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As an ultrasonic measurement apparatus and method of the present invention, an ultrasonic measurement apparatus and method for measuring the inside of an electronic component that is a measurement object, for example, a semiconductor package, will be described.

(実施の形態1)
図1Aは、本発明の実施の形態1の超音波測定方法を実施するための超音波測定装置の概略構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an ultrasonic measurement apparatus for performing the ultrasonic measurement method according to Embodiment 1 of the present invention.

図1Aにおいて、超音波測定装置20は、超音波を受発信するための超音波探触子21と、超音波探触子21を互いに直交するXYZ軸方向にそれぞれ独立して駆動する超音波探触子駆動部21aと、超音波測定条件を入力するための入力部22と、超音波探触子21及び入力部22から得られた情報を処理して超音波探触子21の動作を制御するための制御部23と、超音波波形等の測定結果を表示するための出力部の一例としての表示部24と、を備えている。   In FIG. 1A, an ultrasonic measurement apparatus 20 includes an ultrasonic probe 21 for receiving and transmitting ultrasonic waves, and an ultrasonic probe that drives the ultrasonic probe 21 independently in the XYZ axis directions orthogonal to each other. The probe driving unit 21a, the input unit 22 for inputting ultrasonic measurement conditions, the ultrasonic probe 21 and the information obtained from the input unit 22 are processed to control the operation of the ultrasonic probe 21. And a display unit 24 as an example of an output unit for displaying measurement results such as ultrasonic waveforms.

この超音波測定装置20の動作について簡単に説明する。   The operation of the ultrasonic measurement apparatus 20 will be briefly described.

超音波探触子21は、その下端が水槽25a内の水25内に配置され、測定対象物の一例としての半導体パッケージ26は、水槽25a内の水25内の所定の測定対象物配置位置に配置されている。そして、例えばおよそ10〜100MHzの周波数帯の超音波を水25を媒体として半導体パッケージ26に照射し、半導体パッケージ26内の複数の界面でそれぞれ反射した反射波を受信可能としている。   The lower end of the ultrasonic probe 21 is arranged in the water 25 in the water tank 25a, and the semiconductor package 26 as an example of the measurement object is located at a predetermined measurement object arrangement position in the water 25 in the water tank 25a. Has been placed. Then, for example, ultrasonic waves in a frequency band of about 10 to 100 MHz are irradiated onto the semiconductor package 26 using the water 25 as a medium, and reflected waves respectively reflected at a plurality of interfaces in the semiconductor package 26 can be received.

ここで、図1Aにおいて、水槽25aの底面に平行な面沿いでかつ互いに直交する方向をX方向及びY方向とし、さらに、これらの平面と直交する方向をZ方向とする。   Here, in FIG. 1A, the directions parallel to the bottom surface of the water tank 25a and orthogonal to each other are defined as the X direction and the Y direction, and the directions orthogonal to these planes are defined as the Z direction.

超音波探触子駆動部21aは、例えば、X方向とY方向とZ方向とに、超音波探触子21をそれぞれ移動させるXYZロボットで構成している。なお、超音波探触子21と超音波探触子駆動部21aと後述する送信回路70と後述する受信回路71とにより、超音波送受信装置の一例を構成している。   The ultrasonic probe driving unit 21a is configured by, for example, an XYZ robot that moves the ultrasonic probe 21 in the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively. The ultrasonic probe 21, the ultrasonic probe drive unit 21a, a transmission circuit 70 described later, and a reception circuit 71 described later constitute an example of an ultrasonic transmission / reception apparatus.

制御部23には、超音波探触子21と入力部22と表示部24とが接続されている。   An ultrasonic probe 21, an input unit 22, and a display unit 24 are connected to the control unit 23.

入力部22は、キーボード、マウス、タッチパネル、若しくは、音声入力などの各種入力装置を使用して、作業者が数値などの超音波測定に必要な情報を入力する機器、又は、半導体パッケージ26のCADデータ(例えば、半導体パッケージ又は基板の、各層の材料、厚み、各辺の寸法、音響インピーダンス、半導体チップの位置、接合部の位置などを含む)及び水槽内の半導体パッケージ26の配置位置の位置座標データ、超音波照射の条件(口径、焦点距離、パワーなど)などの超音波測定に必要な情報を入力する機器である。入力部22は、さらに、測定位置データメモリ77と判定部75とマスターデータ保持メモリ76と(さらには、後述する基準界面判定部80と)にそれぞれ記憶させるための、他のサーバー又は記録媒体などのデータベースとの接続端子を備える。入力部22からは、一例として、測定条件が入力されて、測定位置データメモリ77と判定部75とマスターデータ保持メモリ76とにそれぞれ記憶される。すなわち、測定位置データメモリ77には、駆動制御部78に必要な情報が入力部22から入力されて記憶される。判定部75の内部メモリには、判定部75に必要な情報が入力部22から入力されて記憶される。マスターデータ保持メモリ76には、データ演算部74に必要な情報が入力部22から入力されて記憶される。測定条件の例としては、走査エリアと、走査ピッチと、トリガ位置と、トリガ幅と、ゲート位置と、ゲート幅となどが挙げられる。超音波探触子21の走査エリア(被測定部、すなわち、測定すべき部分)として、半導体パッケージ26のどの範囲を測定するかを設定する(言い換えれば、XY平面位置及びZ位置を設定する)。例えば、走査エリアとして、半導体パッケージ26の全面、あるいは、半導体パッケージ26の一部、あるいは、半導体パッケージ26内で複数エリアとすることも可能である。また、走査ピッチとは、反射波の波形データ(波形信号)を取得するための機械分解能(XY平面)を意味する。1つの例としては、数μm〜100μmピッチでデータを取得することができるが、これに限るものではない。トリガ位置、トリガ幅、ゲート位置、ゲート幅とは、測定時間信号の基準位置指定のための信号(トリガ信号)とその基準信号からの時間オフセットを持つ測定開始位置信号(ゲート信号)に関するものである。トリガ位置の設定は、この実施の形態1では重要であり、詳細は後述するように、例えば、半導体パッケージ26の内部の特徴箇所(電極接合部又は電極接合部の近くの部分でかつ音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面)とする。トリガ幅は、使用する超音波探触子の波長程度に設定する。例えば100MHzの超音波を送信可能な超音波探触子であれば、1波長は10nsであり、超音波探触子から出ている超音波の実際の波数が1.5波長とすると、トリガ幅は15nsでよい。ゲート位置の設定としては、予め作成されたマスターデータから、ゲート位置を、演算部の一例としてのデータ演算部74で設定することが考えられる。ゲート幅は、通常は、着目する時間帯の反射波幅にデータ演算部74で設定し、多くの場合は、正弦波1周期分、あるいは、それ以下の長さにデータ演算部74で設定する。半導体パッケージ26に使用する超音波の周波数帯は、およそ10〜100MHzの間であり、従って、ゲート幅は10〜100nsにデータ演算部74で設定されることが多い。ゲート数は、測定対象とする界面の情報が不明な場合、他のゲート情報と比較するために、複数個設定される。このように設定したゲートの区間内で、後述するように、主に波形強度値で、半導体パッケージ26の被測定部(例えば、電極接合部)の良否判定を行う。良否判定方法の一例としては、ゲートの区間内の波形強度の最大値及び最低値(負の最大値)、又は、絶対値の最大値などを使用して、それらの値と、接合状態が良好であることを示す閾値とを比較して、良否判定することができる。良否判定方法の具体的な一例としては、OK/NG(良否)の判定値を予め設定しておき、それを閾値として用いる。一例として、図15A及び図15Bでは、閾値を100とし、その閾値を最大値が超えた場合がOK(良品判定)、その閾値を最大値が下回る場合がNG(不良品判定)としている。閾値の決め方は、実際の不良品を計っていく中で決定していく。   The input unit 22 uses a keyboard, a mouse, a touch panel, or various input devices such as voice input, so that an operator inputs information necessary for ultrasonic measurement such as numerical values, or a CAD of the semiconductor package 26. Data (including, for example, the material of each layer, thickness, dimension of each side, acoustic impedance, position of the semiconductor chip, position of the joint, etc. of the semiconductor package or substrate) and position coordinates of the position of the semiconductor package 26 in the water tank It is a device for inputting information necessary for ultrasonic measurement, such as data and ultrasonic irradiation conditions (bore diameter, focal length, power, etc.). The input unit 22 is further stored in the measurement position data memory 77, the determination unit 75, the master data holding memory 76 (and a reference interface determination unit 80, which will be described later), or another server or recording medium. It has a connection terminal for the database. As an example, measurement conditions are input from the input unit 22 and stored in the measurement position data memory 77, the determination unit 75, and the master data holding memory 76, respectively. That is, information necessary for the drive control unit 78 is input from the input unit 22 and stored in the measurement position data memory 77. Information required for the determination unit 75 is input from the input unit 22 and stored in the internal memory of the determination unit 75. In the master data holding memory 76, information necessary for the data calculation unit 74 is input from the input unit 22 and stored. Examples of measurement conditions include a scanning area, a scanning pitch, a trigger position, a trigger width, a gate position, and a gate width. As a scanning area of the ultrasonic probe 21 (measured portion, that is, a portion to be measured), a range to be measured of the semiconductor package 26 is set (in other words, an XY plane position and a Z position are set). . For example, the scanning area may be the entire surface of the semiconductor package 26, a part of the semiconductor package 26, or a plurality of areas in the semiconductor package 26. The scanning pitch means mechanical resolution (XY plane) for acquiring reflected wave waveform data (waveform signal). As one example, data can be acquired at a pitch of several μm to 100 μm, but is not limited thereto. The trigger position, trigger width, gate position, and gate width are related to a signal for specifying the reference position of the measurement time signal (trigger signal) and a measurement start position signal (gate signal) having a time offset from the reference signal. is there. The setting of the trigger position is important in the first embodiment. As will be described in detail later, for example, a characteristic location inside the semiconductor package 26 (an electrode junction or a portion near the electrode junction and an acoustic impedance difference) Interface between large material layers). The trigger width is set to about the wavelength of the ultrasonic probe to be used. For example, in the case of an ultrasonic probe capable of transmitting a 100 MHz ultrasonic wave, if one wavelength is 10 ns and the actual wave number of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic probe is 1.5 wavelengths, the trigger width May be 15 ns. As the setting of the gate position, it is conceivable that the gate position is set by the data calculation unit 74 as an example of the calculation unit from master data created in advance. The gate width is normally set by the data calculation unit 74 to the reflected wave width in the time zone of interest, and in many cases, the data calculation unit 74 sets the length to one cycle of the sine wave or less. The frequency band of the ultrasonic wave used for the semiconductor package 26 is between about 10 to 100 MHz, and therefore the gate width is often set by the data calculation unit 74 to 10 to 100 ns. When the information of the interface to be measured is unknown, a plurality of gate numbers are set for comparison with other gate information. As described later, the pass / fail judgment of the measured portion (for example, the electrode joint portion) of the semiconductor package 26 is performed mainly by the waveform intensity value within the gate section thus set. As an example of the pass / fail judgment method, use the maximum and minimum values (negative maximum value) of the waveform intensity in the gate section, or the maximum value of the absolute value, and these values and the bonding state are good. It is possible to determine whether the product is good or bad by comparing with a threshold value indicating that As a specific example of the pass / fail determination method, an OK / NG (pass / fail) determination value is set in advance and used as a threshold value. As an example, in FIGS. 15A and 15B, the threshold value is set to 100, and when the maximum value exceeds the threshold value, OK (non-defective product determination) is set, and when the maximum value falls below the threshold value, NG (defective product determination) is set. The method of determining the threshold is determined while measuring the actual defective product.

なお、以下の測定ステップを行う前段階(測定開始前の段階)で、一例として、入力部22から波形のマスターデータ条件(測定開始時間位置、時間幅など)の情報を入力してマスターデータ保持メモリ76に記憶させることにより、波形のマスターデータをマスターデータ保持メモリ76に予め作成しておく。音速の精度、又は/及び、各層の厚みのばらつきを考慮して、マスターデータとしては、ある程度の時間幅を持たせる必要がある。一例として、15nsである。マスターデータの時間幅は、使用する超音波探触子の周波数帯で決める。その決め方は、例えば、ある周波数帯(例えば100MHz)での1波長の長さ(10ns)が決まり、更に実際に出ている超音波の波数(1.5波長)で設定時間幅(15ns)を決めるのがよい。   As an example, in the previous stage of performing the following measurement steps (the stage before the start of measurement), information on the waveform master data conditions (measurement start time position, time width, etc.) is input from the input unit 22 to hold the master data. By storing the data in the memory 76, waveform master data is created in advance in the master data holding memory 76. In consideration of the accuracy of sound speed and / or the variation in thickness of each layer, the master data needs to have a certain time width. As an example, it is 15 ns. The time width of the master data is determined by the frequency band of the ultrasonic probe to be used. For example, the length of one wavelength (10 ns) in a certain frequency band (for example, 100 MHz) is determined, and further, the set time width (15 ns) is determined by the wave number (1.5 wavelengths) of the actually emitted ultrasonic wave. It is better to decide.

表示部24は、一例としてのディスプレイで構成され、制御部23の後述するデータ処理部73で受信した情報を基に所定の演算及び判定を行ったのちに画像化された判定結果をディスプレイに表示する。   The display unit 24 includes a display as an example, and displays a determination result imaged after performing a predetermined calculation and determination based on information received by a data processing unit 73 described later of the control unit 23. To do.

制御部23は、超音波探触子21に接続されて超音波を発信する送信回路70と、超音波探触子21に接続されて超音波探触子21で受信した超音波を電圧に変換して増幅するパルサレシーバー(受信回路)71と、受信回路71に接続されて受信された反射波の信号をデジタル情報に変換するA/D回路72と、A/D回路72からのデジタル情報が入力されて所定のデータ処理(例えば、測定波形の強度値の画像化)を行うデータ処理部73とを備えている。制御部23は、さらに、測定位置データメモリ77と、超音波探触子駆動部21aと測定位置データメモリ77にそれぞれ接続されかつ測定位置データメモリ77に記憶された情報を基に超音波探触子駆動部21aを駆動制御する駆動制御部78とを備えている。   The control unit 23 is connected to the ultrasonic probe 21 and transmits an ultrasonic wave, and converts the ultrasonic wave connected to the ultrasonic probe 21 and received by the ultrasonic probe 21 into a voltage. The pulsar receiver (receiver circuit) 71 to be amplified, the A / D circuit 72 connected to the receiver circuit 71 for converting the received reflected wave signal into digital information, and the digital information from the A / D circuit 72 And a data processing unit 73 that performs predetermined data processing (for example, imaging of intensity values of measurement waveforms). The control unit 23 is further connected to the measurement position data memory 77, the ultrasonic probe driving unit 21a, and the measurement position data memory 77, and is based on information stored in the measurement position data memory 77. And a drive control unit 78 that controls the child drive unit 21a.

データ処理部73は、超音波反射波の波形信号の基準信号となるマスターデータを予め記憶する基準信号記憶部の一例としてのマスターデータ保持メモリ76と、マスターデータ保持メモリ76とA/D回路72とに接続されかつマスターデータ保持メモリ76に記憶された情報とA/D回路72からのデジタル情報とに基づき演算を行う演算部の一例としてのデータ演算部74と、データ演算部74に接続されてデータ演算部74での演算結果に基づき良否判定動作を行う判定部75とを備えている。   The data processing unit 73 includes a master data holding memory 76 as an example of a reference signal storage unit that stores in advance master data serving as a reference signal of the waveform signal of the ultrasonic reflected wave, the master data holding memory 76, and the A / D circuit 72. And a data calculation unit 74 as an example of a calculation unit that performs calculation based on information stored in the master data holding memory 76 and digital information from the A / D circuit 72, and connected to the data calculation unit 74. And a determination unit 75 that performs a pass / fail determination operation based on the calculation result of the data calculation unit 74.

入力部22で入力された測定条件に基づいて、制御部23の送信回路70及び駆動制御部78による駆動制御の下で超音波探触子21の動きを制御しながら、超音波探触子21から発信された超音波は、水25を媒体として半導体パッケージ26に照射される。そして、測定対象物である半導体パッケージ26で反射した反射波を、超音波探触子21で受信する。その受信した反射波を制御部23にて処理することで、半導体パッケージ26の良否判定及び画像化を行い、表示部24にて結果を表示する。すなわち、受信した情報を基に制御部23の受信回路71で超音波受信信号を電圧に変換して増幅し、A/D回路72でデジタル情報に変換したのち、データ処理部73のデータ演算部74に入力する。データ演算部74にて波形処理及び画像処理等を行うことで、判定部75で半導体パッケージ26の界面の良否の判定及び判定結果の画像化を行っている。画像化された判定結果は、表示部24の一例としてのディスプレイに表示される。   The ultrasonic probe 21 is controlled while controlling the movement of the ultrasonic probe 21 under the drive control by the transmission circuit 70 and the drive control unit 78 of the control unit 23 based on the measurement condition input by the input unit 22. The ultrasonic waves transmitted from the semiconductor package 26 are irradiated with the water 25 as a medium. Then, the reflected wave reflected by the semiconductor package 26 as the measurement object is received by the ultrasonic probe 21. The control unit 23 processes the received reflected wave to determine whether the semiconductor package 26 is good or bad, and display the result on the display unit 24. That is, based on the received information, the reception circuit 71 of the control unit 23 converts the ultrasonic reception signal into voltage and amplifies it, converts it to digital information by the A / D circuit 72, and then the data calculation unit of the data processing unit 73. 74. The data processing unit 74 performs waveform processing, image processing, and the like, so that the determination unit 75 determines the quality of the interface of the semiconductor package 26 and images the determination result. The imaged determination result is displayed on a display as an example of the display unit 24.

ここで、超音波探触子21は、1つの超音波探触子を受発信のどちらの用途にも用いて、全体構造を簡素なものとしている。   Here, the ultrasonic probe 21 uses a single ultrasonic probe for both receiving and transmitting purposes, thereby simplifying the overall structure.

また、半導体パッケージ26は、超音波照射方向(図のZ軸方向)に対して多層構造を有し、複数の界面を有するパッケージであり、超音波が照射されて発生する反射波の波形信号の検出により、前記複数の界面の境界面の接合状態が測定される被測定物体(測定対象物)のことである。   The semiconductor package 26 has a multilayer structure with respect to the ultrasonic wave irradiation direction (Z-axis direction in the figure) and has a plurality of interfaces, and a waveform signal of a reflected wave generated by the ultrasonic wave irradiation. It is an object to be measured (measuring object) whose bonding state of the boundary surfaces of the plurality of interfaces is measured by detection.

半導体パッケージ26の具体的な多層構造は、図2に示す構造である。超音波は、半導体パッケージ26の内部にも透過し、内部の界面からも反射波が発生する。従って、超音波探触子21で受信する反射波の信号は、複数の界面から発生した複数の波が重なりあった波形信号となる。   A specific multilayer structure of the semiconductor package 26 is the structure shown in FIG. The ultrasonic waves are also transmitted inside the semiconductor package 26, and a reflected wave is generated from the internal interface. Therefore, the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 21 is a waveform signal in which a plurality of waves generated from a plurality of interfaces are overlapped.

実施の形態1の超音波測定について、より詳細に説明するために、図1Aの被測定部(測定されるべき部分)付近を拡大し、半導体パッケージ26の構造と合わせて説明する。   In order to describe the ultrasonic measurement according to the first embodiment in more detail, the vicinity of the part to be measured (part to be measured) in FIG. 1A is enlarged and described together with the structure of the semiconductor package 26.

図2において、半導体パッケージ26は、一例として、基板27と、その基板27の上面に設けられた基板側パッド28と、その基板27と接合されるインターポーザ29と、そのインターポーザ29の下面に設けられたインターポーザ側パッド30と、基板側のパッド28とインターポーザ側パッド30とを接合するための接合材の一例としてのハンダ31と、インターポーザ29とフリップチップ接続(図示せず)等で直接接続された半導体チップ32と、半導体チップ32を覆う樹脂モールド33とで構成されている。   In FIG. 2, the semiconductor package 26 is provided, for example, on a substrate 27, a substrate-side pad 28 provided on the upper surface of the substrate 27, an interposer 29 bonded to the substrate 27, and a lower surface of the interposer 29. The interposer side pad 30, the solder 31 as an example of a bonding material for bonding the substrate side pad 28 and the interposer side pad 30, and the interposer 29 and the flip chip connection (not shown) are directly connected. A semiconductor chip 32 and a resin mold 33 covering the semiconductor chip 32 are included.

このような半導体パッケージ26は、以下のようにして製造される。   Such a semiconductor package 26 is manufactured as follows.

まず、下面に多数のインターポーザ側パッド30を有するインターポーザ29の上面に半導体チップ32がフリップチップ接続等で接続される。   First, the semiconductor chip 32 is connected to the upper surface of the interposer 29 having a large number of interposer-side pads 30 on the lower surface by flip chip connection or the like.

次いで、絶縁性の合成樹脂でインターポーザ29上の半導体チップ32を覆い、樹脂モールド33を形成する。   Next, the resin chip 33 is formed by covering the semiconductor chip 32 on the interposer 29 with an insulating synthetic resin.

その後、ハンダ31が、インターポーザ29の各インターポーザ側パッド30又は基板27の各基板側パッド28のいずれかに形成される。   Thereafter, solder 31 is formed on each interposer side pad 30 of the interposer 29 or each substrate side pad 28 of the substrate 27.

次いで、ハンダ31を介してインターポーザ29の各インターポーザ側パッド30と基板27の各基板側パッド28とを接続する。   Next, each interposer side pad 30 of the interposer 29 and each substrate side pad 28 of the substrate 27 are connected via the solder 31.

このようにして製造することにより、製造時に、後述するように基準界面(接合部良否判定用基準面)として機能しうる界面を作り込むようにする。すなわち、超音波照射時に反射して超音波の波形信号が取得可能な基準界面が、半導体パッケージ26の内部の、ハンダ31で電極同士(基板側のパッド28とインターポーザ側のパッド30と同士)が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であって、かつ材質の異なる2つの層の界面に位置するようにしている。具体的には、一例として、インターポーザ29とインターポーザ側パッド30との間の音響インピーダンス差が、他の2層間の音響インピーダンス差と比較して、最も大きくなるように、インターポーザ29とインターポーザ側パッド30との材質をそれぞれ選定して使用する。より具体的な例としては、後述するように、インターポーザ29の材質としてエポキシ樹脂を用い、インターポーザ側パッド30の材質として銅を用いればよい。   By manufacturing in this way, an interface that can function as a reference interface (a reference surface for determining whether or not a joint is good) is created at the time of manufacturing. That is, the reference interface that can be reflected during ultrasonic irradiation to acquire an ultrasonic waveform signal is formed between the electrodes (the board-side pad 28 and the interposer-side pad 30) between the solder 31 inside the semiconductor package 26. The electrode bonding portion to be bonded or a portion adjacent to the electrode bonding portion is positioned at the interface between two layers of different materials. Specifically, as an example, the interposer 29 and the interposer side pad 30 are set so that the acoustic impedance difference between the interposer 29 and the interposer side pad 30 is the largest compared to the acoustic impedance difference between the other two layers. Select and use each material. As a more specific example, as will be described later, an epoxy resin may be used as the material of the interposer 29 and copper may be used as the material of the interposer side pad 30.

基板27の材料はエポキシ樹脂であり、基板側パッド28の材料とインターポーザ側パッド30の材料は銅(Cu)であり、インターポーザ29の材料はエポキシ樹脂である。また、ハンダ31の材料は、Sn/Pb/Cu、若しくは、Sn/Pb/Agといったハンダ合金、及び、Sn/Ag/Cu、若しくは、Sn/Cuといった鉛フリーハンダである。半導体チップ32の材料はSiであり、樹脂モールド33の材料はエポキシ樹脂とフィラー(SiO2)の混合物である。なお、実施の形態1での半導体パッケージ26としては、一例として、パッケージサイズとシリコンサイズとが同じであるCSPパッケージを用いている。 The material of the substrate 27 is an epoxy resin, the material of the substrate side pad 28 and the material of the interposer side pad 30 are copper (Cu), and the material of the interposer 29 is an epoxy resin. The material of the solder 31 is a solder alloy such as Sn / Pb / Cu or Sn / Pb / Ag and a lead-free solder such as Sn / Ag / Cu or Sn / Cu. The material of the semiconductor chip 32 is Si, and the material of the resin mold 33 is a mixture of an epoxy resin and a filler (SiO 2 ). As an example of the semiconductor package 26 in the first embodiment, a CSP package having the same package size and silicon size is used.

また、基板27の厚さは数100μmで、内部の音速は2,500m/sである。、基板側パッド28とインターポーザ側パッド30の厚さはそれぞれ数10μmで、内部の音速は4,700m/sである。インターポーザ29の厚さは100〜300μmで、内部の音速は2,500m/sである。ハンダ31の厚さは100μmで、内部の音速は3,200m/sである。半導体チップ32の厚さは200〜300μmで、内部の音速は8,500m/sである。樹脂モールド33の厚さは400〜700μmで、内部の音速は3,930m/sである。なお、上記超音波の音速値は、被測定物体の温度によって変動する。そこで、本実施の形態1では、上記音速値を満たす温度で一定に保たれているとする。また、温度測定部(図示せず)を用いて、被測定物体の温度を測定し、音速を補正することで、より高精度にできる。   Further, the thickness of the substrate 27 is several hundred μm, and the internal sound velocity is 2,500 m / s. The thicknesses of the substrate-side pad 28 and the interposer-side pad 30 are several tens of μm, and the internal sound velocity is 4,700 m / s. The thickness of the interposer 29 is 100 to 300 μm, and the internal sound velocity is 2,500 m / s. The solder 31 has a thickness of 100 μm and an internal sound velocity of 3,200 m / s. The thickness of the semiconductor chip 32 is 200 to 300 μm, and the internal sound velocity is 8,500 m / s. The thickness of the resin mold 33 is 400 to 700 μm, and the internal sound velocity is 3,930 m / s. Note that the sound velocity value of the ultrasonic wave varies depending on the temperature of the object to be measured. Therefore, in the first embodiment, it is assumed that the temperature satisfying the sound velocity value is kept constant. Further, the temperature of the object to be measured is measured using a temperature measuring unit (not shown) and the sound speed is corrected, so that the accuracy can be increased.

図2に示すように、水25と樹脂モールド33との界面と、樹脂モールド33とインターポーザ29との界面と、インターポーザ側パッド30とハンダ31との界面といった複数の界面が形成されている。   As shown in FIG. 2, a plurality of interfaces such as an interface between the water 25 and the resin mold 33, an interface between the resin mold 33 and the interposer 29, and an interface between the interposer side pad 30 and the solder 31 are formed.

以上説明した構成を用いた超音波測定について説明する。   The ultrasonic measurement using the configuration described above will be described.

実施の形態1のような半導体パッケージ26では、従来用いていたように樹脂モールド33の表面をトリガとする方法だと、時間遅れ(位相のずれ)のばらつきの影響が大きくなる。そこで、まず、トリガ(基準信号又は基準界面)を樹脂モールド33の表面以外にデータ演算部74(又は、基準界面判定部80及びデータ演算部74)で設定する。   In the semiconductor package 26 as in the first embodiment, when the method using the surface of the resin mold 33 as a trigger as used conventionally, the influence of variations in time delay (phase shift) becomes large. Therefore, first, the trigger (reference signal or reference interface) is set by the data calculation unit 74 (or the reference interface determination unit 80 and the data calculation unit 74) other than the surface of the resin mold 33.

ここで、トリガ(基準信号)とする界面の位置は、まず、最終的な被測定部であるハンダ31と基板27の基板側パッド28との接合部から超音波探触子21側に存在する必要がある。これは、トリガからの時間遅れ(位相のずれ)に基づいて、被測定部(ハンダ31と基板27の基板側パッド28との接合部)を測定するため、この被測定部よりも先にトリガが計測される必要があるためである。   Here, the position of the interface as a trigger (reference signal) first exists on the ultrasonic probe 21 side from the joint portion between the solder 31 as the final measurement target and the substrate-side pad 28 of the substrate 27. There is a need. This is because the part to be measured (joint part between the solder 31 and the board-side pad 28 of the board 27) is measured based on the time delay (phase shift) from the trigger, and therefore the trigger is made before this part to be measured. This is because it is necessary to be measured.

まず、トリガの設定方法について説明する。実際には、このトリガの設定方法は、例えば、後述するステップS2で行われる。   First, a trigger setting method will be described. Actually, this trigger setting method is performed, for example, in step S2 described later.

トリガは、その用途から、周囲の波形よりも大きな信号強度を持つ必要がある。超音波反射波形が大きな強度(振幅強度)を持つためには、界面の2つの材質の音響インピーダンス差が大きい必要がある。今、2つの物質間の音響インピーダンスをそれぞれZ、Zとすると、音圧反射率Rは、
R=(Z−Z)/(Z+Z
で表される。この関係から、音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面での反射波をトリガとする必要がある。
The trigger needs to have a greater signal strength than the surrounding waveform because of its use. In order for the ultrasonic reflected waveform to have a large intensity (amplitude intensity), the difference in acoustic impedance between the two materials at the interface needs to be large. If the acoustic impedance between the two materials is Z 1 and Z 2 respectively, the sound pressure reflectance R is
R = (Z 2 −Z 1 ) / (Z 2 + Z 1 )
It is represented by From this relationship, it is necessary to use a reflected wave at the interface between the material layers having a large acoustic impedance difference as a trigger.

本発明者が様々な検討を行った結果、実施の形態1では、インターポーザ29の材質としてエポキシ樹脂を用い、インターポーザ側パッド30の材質として銅を用いている。このため、それぞれの音響インピーダンスは、エポキシ樹脂:2.9〜3.6で銅:45.8(以下、インピーダンスの単位は10kg/ms)である。実施の形態1の構成においては、これら2層間(インターポーザ29とインターポーザ側パッド30との間)の音響インピーダンス差が、他の2層間の音響インピーダンス差と比較して、最も大きいため、この界面での信号をトリガとする。また、より精度を高めるためには、単に、2つの層間の音響インピーダンス差が、他の2つの層間の音響インピーダンス差と比較して、最も大きい界面を基準界面とするのではなく、以下のように定義してもよい。2つの層間の音響インピーダンス差が所定の閾値よりも大きく、かつ、照射される超音波の口径よりも大きな面積を有する界面であって、接合部の近く、すなわち、インターポーザ側パッド30又は基板側パッド28の近くに位置する界面を基準界面と定義してもよい。もし、音響インピーダンスの差が前記所定の閾値よりも大きくない場合には、後述する実施の形態2又は実施の形態3を適用して、基準界面を予め形成するようにしてもよい。基準界面を設定する条件としては、一例として、エポキシ系の樹脂の音響インピーダンスが2.9〜3.6、基準界面に用いる金属(Cu,Agなど)の音響インピーダンスがおよそ20〜50であることから、インピーダンス差が10以上である界面を基準界面に用いればよい。   As a result of various investigations by the present inventors, in the first embodiment, an epoxy resin is used as the material of the interposer 29 and copper is used as the material of the interposer side pad 30. Therefore, the respective acoustic impedances are epoxy resin: 2.9 to 3.6 and copper: 45.8 (hereinafter, the unit of impedance is 10 kg / ms). In the configuration of the first embodiment, the acoustic impedance difference between these two layers (between the interposer 29 and the interposer side pad 30) is the largest compared with the acoustic impedance difference between the other two layers. This signal is used as a trigger. Further, in order to increase the accuracy, the acoustic interface difference between the two layers is simply not compared with the acoustic impedance difference between the other two layers as the reference interface. You may define An interface having an acoustic impedance difference between the two layers larger than a predetermined threshold and an area larger than the diameter of the irradiated ultrasonic wave, in the vicinity of the joint, that is, the interposer side pad 30 or the substrate side pad An interface located near 28 may be defined as a reference interface. If the difference in acoustic impedance is not larger than the predetermined threshold value, a reference interface may be formed in advance by applying Embodiment 2 or Embodiment 3 described later. As conditions for setting the reference interface, for example, the acoustic impedance of the epoxy resin is 2.9 to 3.6, and the acoustic impedance of the metal (Cu, Ag, etc.) used for the reference interface is about 20 to 50. Therefore, an interface having an impedance difference of 10 or more may be used as the reference interface.

また、このような基準界面を設定する手段として、基準界面判定部80を制御部23内に備えて(図1B参照)、2つの層間の音響インピーダンス差をそれぞれ演算して互いに比較して最も大きい界面を基準界面と判定してもよい。又は、基準界面判定部80で、予め形成された基準界面の有無を判定して、基準界面がある場合には、その基準界面を使用する一方、基準界面が無い場合には、2つの層間の音響インピーダンス差をそれぞれ演算して互いに比較して、最も大きい界面を基準界面と判定するようにしてもよい。基準界面判定部80で判定した結果情報は、測定位置データメモリ77と判定部75とマスターデータ保持メモリ76とにそれぞれ出力されて記憶されるようにしてもよい。   In addition, as a means for setting such a reference interface, a reference interface determination unit 80 is provided in the control unit 23 (see FIG. 1B), and the acoustic impedance difference between the two layers is calculated and compared with each other, which is the largest. The interface may be determined as the reference interface. Alternatively, the reference interface determination unit 80 determines the presence or absence of a reference interface formed in advance. If there is a reference interface, the reference interface is used. The acoustic impedance difference may be calculated and compared with each other, and the largest interface may be determined as the reference interface. The result information determined by the reference interface determination unit 80 may be output and stored in the measurement position data memory 77, the determination unit 75, and the master data holding memory 76, respectively.

図3は、横軸が時間で、縦軸が振幅である、実施の形態1の超音波測定における超音波波形を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an ultrasonic waveform in the ultrasonic measurement according to the first embodiment, in which the horizontal axis is time and the vertical axis is amplitude.

図3において、インターポーザ29とインターポーザ側パッド30との界面での信号をトリガ34(時刻t)とし、そこから被測定部での信号であるゲート35(時刻t)の位置をデータ演算部74で特定する。実施の形態1では、構成物それぞれの厚み及び音速とからデータ演算部74で計算して発生時間をデータ演算部74で算出した結果、トリガ34の発生より31nsec後に、ハンダ31と基板27の基板側パッド28との界面の信号(ゲート35)の波形が発生することが分かる。 In FIG. 3, a signal at the interface between the interposer 29 and the interposer-side pad 30 is used as a trigger 34 (time t 5 ), and the position of the gate 35 (time t 6 ), which is a signal at the measurement target, is used as a data calculation unit. Specify 74. In the first embodiment, the data calculation unit 74 calculates the generation time from the thickness and sound speed of each component, and the data calculation unit 74 calculates the generation time. As a result, the solder 31 and the substrate 27 are formed after 31 nsec from the generation of the trigger 34. It can be seen that the waveform of the signal (gate 35) at the interface with the side pad 28 is generated.

ゲート35での波形強度の評価方法としては、このようにして半導体パッケージ26内の構成よりデータ演算部74で求めたトリガ34(基準界面)とゲート35(測定対象界面)との時間差(位相差)を用いてゲート35の位置をデータ演算部74で特定し、入力部22から予め入力された閾値とこの位置での波形信号の振幅強度をデータ演算部74で比較して、測定対象界面(例えば、接合面)の良否を判定部75で評価(判定)する方法を用いる。すなわち、閾値よりも波形信号の振幅強度が小さい場合には、不良と判定部75で判断する。また、閾値よりも波形信号の振幅強度が大きいか同じである場合には、良好と判定部75で判断する。   As a method of evaluating the waveform intensity at the gate 35, the time difference (phase difference) between the trigger 34 (reference interface) and the gate 35 (measurement target interface) obtained by the data calculation unit 74 from the configuration in the semiconductor package 26 in this way. ) Is used to specify the position of the gate 35 by the data calculation unit 74, and the threshold value input in advance from the input unit 22 is compared with the amplitude intensity of the waveform signal at this position by the data calculation unit 74. For example, a method in which the determination unit 75 evaluates (determines) the quality of the bonding surface) is used. That is, when the amplitude intensity of the waveform signal is smaller than the threshold value, the determination unit 75 determines that the waveform signal is defective. In addition, when the amplitude intensity of the waveform signal is greater than or equal to the threshold value, the determination unit 75 determines that the waveform signal is good.

続いて、前述の、閾値との比較による評価方法以外の別の評価方法について説明する。   Subsequently, another evaluation method other than the above-described evaluation method by comparison with a threshold value will be described.

図4の(a)は、実施の形態1の超音波測定におけるゲート位置の波形強度評価を示す図であり、図4の(b)は、実施の形態1の超音波測定におけるマスターデータの一周期を示す図であり、図4の(c)は、実施の形態1の超音波測定における相関係数値を示す図である。   FIG. 4A is a diagram showing the waveform strength evaluation of the gate position in the ultrasonic measurement of the first embodiment, and FIG. 4B is a diagram of master data in the ultrasonic measurement of the first embodiment. FIG. 4C is a diagram showing a correlation coefficient value in the ultrasonic measurement according to the first embodiment.

実施の形態1での波形の評価方法は、良品状態と分かっているハンダ31と基板27の基板側パッド28との接合部の波形をデータ演算部74で切り出して、マスターデータとしてマスターデータ保持メモリ76に予め保存しておき、このマスターデータと実際の測定データ(A/D回路72からのデジタル情報)との相関関数(相関係数値)をデータ演算部74で評価する方法を用いる。   In the waveform evaluation method in the first embodiment, the waveform of the joint portion between the solder 31 and the substrate side pad 28 of the substrate 27, which are known to be non-defective, is cut out by the data calculation unit 74, and master data holding memory is used as master data. A method is used in which the data calculation unit 74 evaluates a correlation function (correlation coefficient value) between the master data and actual measurement data (digital information from the A / D circuit 72).

まず、データ演算部74において、トリガ34の時間位置を、始点T=1とする。以下、下記する手順で、トリガ34(基準界面)での波形信号を始点として特定された半導体パッケージ26の測定対象界面をデータ演算部74で測定する。   First, in the data calculation unit 74, the time position of the trigger 34 is set to the start point T = 1. Hereinafter, the measurement operation interface of the semiconductor package 26 specified by using the waveform signal at the trigger 34 (reference interface) as a starting point is measured by the data calculation unit 74 in the following procedure.

続いて、図4の(b)に示すように、データ演算部74において、マスターデータを時間軸方向(図4の紙面右側)にシフトしながら、測定データとの相関係数データ列をデータ演算部74で作成する。   Subsequently, as shown in FIG. 4B, the data calculation unit 74 performs data calculation on the correlation coefficient data string with the measurement data while shifting the master data in the time axis direction (right side in FIG. 4). Created in part 74.

次に、データ演算部74で、測定データとマスターデータの始点(T=1)を合わせて、相関係数値を取る。   Next, the data calculation unit 74 combines the measurement data and the start point (T = 1) of the master data to obtain a correlation coefficient value.

次に、データ演算部74において、マスターデータの始点をT=2、つまり、測定波形の2点目に合わせて相関係数値を取る。これを、トリガ34からの測定データの長さをNとし、マスターデータの一周期の長さをnとして(ただし、N>n)、データ演算部74において、T=N−(n+1)まで続けて、それぞれのTで相関係数を算出し、図4の(c)に示す相関係数データ列をデータ演算部74で作成する。   Next, in the data calculation unit 74, the correlation coefficient value is obtained by matching the starting point of the master data with T = 2, that is, the second point of the measured waveform. This is continued until T = N− (n + 1) in the data calculation unit 74, where N is the length of the measurement data from the trigger 34 and n is the length of one cycle of the master data (where N> n). Then, the correlation coefficient is calculated at each T, and the correlation coefficient data string shown in (c) of FIG.

図5は、図4の(c)を詳細に表した、実施の形態1の超音波測定の相関係数データ列を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a correlation coefficient data string of the ultrasonic measurement according to the first embodiment, showing in detail (c) of FIG.

図5において、横軸は時間T、縦軸は相関係数値である。データ演算部74において、マスターデータと測定データの接合部波形が一致した時の相関係数値を相関係数データ列の最大値点36(時刻t)とし、この最大値点36での相関係数値を評価値とする。 In FIG. 5, the horizontal axis represents time T, and the vertical axis represents the correlation coefficient value. In the data calculation unit 74, the correlation coefficient value when the junction waveform of the master data and the measurement data coincides is set as the maximum value point 36 (time t 7 ) of the correlation coefficient data string, and the correlation at the maximum value point 36 is obtained. A numerical value is used as an evaluation value.

ハンダ31と基板27の基板側パッド28との接合部が正常な接合状態であれば、測定データはマスターデータと近い波形となるため、相関係数値は1に近くなる。逆に、ハンダ31と基板27の基板側パッド28との接合部の接合状態が良好でなく、クラック又はボイドなどが発生している場合は、相関係数値は1よりも小さい値となる。   If the bonding portion between the solder 31 and the substrate-side pad 28 of the substrate 27 is in a normal bonding state, the measurement data has a waveform close to that of the master data, so the correlation coefficient value is close to 1. On the contrary, when the bonding state between the solder 31 and the board-side pad 28 of the board 27 is not good and cracks or voids are generated, the correlation coefficient value is smaller than 1.

このような相関係数を用いた判定方法では、従来は、測定データ全体に対してマスターデータを時間軸方向にシフトする必要があったため、計算時間の増加と、マスターデータが接合部以外を誤認識するという問題があった。しかし、実施の形態1のように、トリガをデータ演算部74で設け、その位置から相関係数処理をデータ演算部74で行うことにより、計算時間の削減と、誤認識の可能性が減少するという効果が得られる。   In the determination method using such a correlation coefficient, conventionally, it is necessary to shift the master data in the time axis direction with respect to the entire measurement data. There was a problem of recognition. However, as in the first embodiment, by providing a trigger in the data calculation unit 74 and performing correlation coefficient processing from the position in the data calculation unit 74, the calculation time is reduced and the possibility of erroneous recognition is reduced. The effect is obtained.

このようにして、半導体パッケージ26の表面でなく、半導体パッケージ26の内部の特徴箇所(電極接合部又は電極接合部の近くの部分でかつ音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面)をデータ演算部74(又は、基準界面判定部80及びデータ演算部74)でトリガ34とし、それに基づいてゲート35をデータ演算部74(又は、基準界面判定部80及びデータ演算部74)で設定して接合部の検査(測定)をデータ演算部74で行う。これにより、インターポーザ29などの厚み公差によって発生したばらつきにより、ハンダ31と基板27の基板側パッド28との界面の位置が安定しなかった場合でも、トリガ位置以降のみの測定で、被測定部の検査(測定)をデータ演算部74で行うことができ、精度の高い超音波測定が可能となる。   In this way, not the surface of the semiconductor package 26, but the characteristic part inside the semiconductor package 26 (the electrode junction or the interface near the electrode junction and the interface between the substance layers having a large acoustic impedance difference) is used as the data calculation unit 74. (Or the reference interface determination unit 80 and the data calculation unit 74) is set as the trigger 34, and the gate 35 is set by the data calculation unit 74 (or the reference interface determination unit 80 and the data calculation unit 74) based on the trigger 34. Inspection (measurement) is performed by the data operation unit 74. As a result, even when the position of the interface between the solder 31 and the substrate-side pad 28 of the substrate 27 is not stabilized due to the variation caused by the thickness tolerance of the interposer 29 or the like, the measurement of the portion to be measured can be performed only after the trigger position. Inspection (measurement) can be performed by the data calculation unit 74, and ultrasonic measurement with high accuracy is possible.

具体的には、基板側パッド28とインターポーザ側パッド30とがハンダ31で接合された接合部すなわち電極点が複数配置された半導体パッケージ26を測定対象物とするため、各電極点において、それぞれトリガをデータ演算部74で検出して、ハンダ接合部の波形判定をデータ演算部74で行い、判定部75で良否を判定する。   Specifically, since a semiconductor package 26 in which a plurality of joints, ie, electrode points, in which the substrate side pads 28 and the interposer side pads 30 are joined by solder 31 is used as a measurement object, triggers are respectively set at the respective electrode points. Is detected by the data calculation unit 74, the waveform determination of the solder joint is performed by the data calculation unit 74, and the determination unit 75 determines pass / fail.

以上のように、本発明によれば、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対して、時間遅れのずれ等の影響を従来よりも大幅に軽減することができ、高精度に超音波測定を行うことができる。ここで、図2の1点鎖線Gで示すように、超音波が、樹脂モールド33からインターポーザ29を経てハンダ31に至る経路を通過するとき、合計3種類の層を通ることになる。基準界面が電極部に存在する場合、基準界面と電極部との間に樹脂モールド33とインターポーザ29とが介在せず、水25などの媒体と樹脂モールド33との界面及び樹脂モールド33とインターポーザ29との界面の影響が無視されるため、時間遅れのずれ影響を大幅に軽減することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the influence of a time delay shift or the like on a measurement object in which a plurality of interfaces intersect in the ultrasonic irradiation direction, with high accuracy. Ultrasonic measurement can be performed. Here, as indicated by the alternate long and short dash line G in FIG. 2, when the ultrasonic wave passes through the path from the resin mold 33 to the solder 31 through the interposer 29, it passes through a total of three types of layers. When the reference interface exists in the electrode part, the resin mold 33 and the interposer 29 are not interposed between the reference interface and the electrode part, and the interface between the medium such as the water 25 and the resin mold 33 and the resin mold 33 and the interposer 29. Since the influence of the interface with is ignored, it is possible to greatly reduce the influence of the time delay shift.

基準界面から順にマスターデータと比較する以外の方法を用いた場合の実施の形態1のフローについて、図6を用いて説明する。   The flow of the first embodiment when using a method other than the comparison with the master data in order from the reference interface will be described with reference to FIG.

図6は、実施の形態1の超音波測定のフローを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a flow of ultrasonic measurement according to the first embodiment.

図6において、まず、ステップS1で、測定対象物(実施の形態1では、半導体パッケージ26)に超音波探触子21から超音波を送信し、測定対象物のそれぞれの界面で反射した反射波を超音波探触子21で受信する。   In FIG. 6, first, in step S <b> 1, an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic probe 21 to the measurement object (in the first embodiment, the semiconductor package 26), and reflected waves reflected at the respective interfaces of the measurement object. Is received by the ultrasonic probe 21.

続いて、ステップS2で、超音波探触子21で受信した複数の反射波による波形と、測定対象物の各層の構成に基づく界面の情報とに基づいて、トリガ(時間補正トリガ)34をデータ演算部74(又は、基準界面判定部80及びデータ演算部74)で設定する。   Subsequently, in step S2, the trigger (time correction trigger) 34 is set as data based on the waveforms of the plurality of reflected waves received by the ultrasonic probe 21 and the interface information based on the configuration of each layer of the measurement object. Setting is performed by the calculation unit 74 (or the reference interface determination unit 80 and the data calculation unit 74).

続いて、ステップS3で、測定対象物の各構成の厚さと音速とに基づいてトリガ34と被測定部(実施の形態1では、ハンダ31と基板27との接合部)との時間差(位相差)をデータ演算部74で検出する。   Subsequently, in step S3, the time difference (phase difference) between the trigger 34 and the part to be measured (the joint part between the solder 31 and the substrate 27 in the first embodiment) based on the thickness and sound velocity of each component of the measurement object. ) Is detected by the data calculation unit 74.

続いて、ステップS4で、データ演算部74で得られたトリガ34と各層の構成に基づく時間差(位相差)とに基づいて、ゲート35の位置(測定箇所)をデータ演算部74で設定する。   Subsequently, in step S <b> 4, the position (measurement location) of the gate 35 is set by the data calculation unit 74 based on the trigger 34 obtained by the data calculation unit 74 and the time difference (phase difference) based on the configuration of each layer.

続いて、ステップS5で、トリガ34から順に求めた、測定データとマスターデータとの相関係数に基づいて、ゲート35の位置での反射波の波形をデータ演算部74で評価し、被測定部の接合状態の良否を判定部75で判定する。   Subsequently, in step S5, based on the correlation coefficient between the measurement data and the master data obtained in order from the trigger 34, the waveform of the reflected wave at the position of the gate 35 is evaluated by the data calculation unit 74, and the measured portion The determination unit 75 determines whether the joining state is good.

以上のステップS1〜S5を測定対象物(半導体パッケージ26)の全面に対して行うことで、測定対象物(半導体パッケージ26)の超音波測定並びに評価(良否判定)を行うことができる。   By performing the above steps S1 to S5 on the entire surface of the measurement object (semiconductor package 26), ultrasonic measurement and evaluation (good / bad determination) of the measurement object (semiconductor package 26) can be performed.

なお、実施の形態1では、振幅強度が最大となる箇所を、音響インピーダンス差が最大となる基準界面としたが、ノイズ等の影響により最大振幅強度と基準界面が異なる場合は、それらを考慮して、最大振幅強度以外の箇所を基準界面とすることも可能である。   In the first embodiment, the location where the amplitude intensity is maximum is the reference interface where the acoustic impedance difference is maximum. However, if the maximum amplitude intensity and the reference interface are different due to noise or the like, these are taken into consideration. Thus, it is possible to set a reference interface other than the maximum amplitude intensity.

前記実施の形態1によれば、測定対象物(例えば電子部品、より具体的には半導体パッケージ26)の表面でなく、半導体パッケージ26の内部の特徴箇所(電極接合部又は電極接合部の近くの部分でかつ音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面)をデータ演算部74(又は、基準界面判定部80及びデータ演算部74)でトリガ34とし、それに基づいてゲート35をデータ演算部74(又は、基準界面判定部80及びデータ演算部74)で設定して接合部の検査(測定)をデータ演算部74で行うようにしている。これにより、インターポーザ29などの厚み公差によって発生したばらつきにより、ハンダ31と基板27の基板側パッド28との界面の位置が安定しなかった場合でも、トリガ位置以降のみの測定で、被測定部の検査(測定)をデータ演算部74で行うことができ、精度の高い超音波測定が可能となる。よって、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対しても、高精度な超音波測定方法及び超音波測定装置を提供することができる。さらに、前記超音波測定方法により測定されて良品評価された電子部品を製品として製造する電子部品製造方法、及び、超音波測定方法に使用される半導体パッケージをも提供することができる。   According to the first embodiment, not the surface of an object to be measured (for example, an electronic component, more specifically, the semiconductor package 26), but a characteristic location (an electrode joint or an area near the electrode joint) inside the semiconductor package 26. The interface between the material layers having a large acoustic impedance difference) is set as the trigger 34 by the data calculation unit 74 (or the reference interface determination unit 80 and the data calculation unit 74), and the gate 35 is set based on the trigger 34 (or The reference interface determination unit 80 and the data calculation unit 74) are set, and the inspection (measurement) of the joint is performed by the data calculation unit 74. As a result, even when the position of the interface between the solder 31 and the substrate-side pad 28 of the substrate 27 is not stabilized due to the variation caused by the thickness tolerance of the interposer 29 or the like, the measurement of the portion to be measured can be performed only in the measurement after the trigger position. Inspection (measurement) can be performed by the data calculation unit 74, and ultrasonic measurement with high accuracy is possible. Therefore, it is possible to provide a highly accurate ultrasonic measurement method and ultrasonic measurement apparatus even for a measurement object in which a plurality of interfaces intersect in the ultrasonic irradiation direction. Furthermore, an electronic component manufacturing method for manufacturing an electronic component measured by the ultrasonic measurement method and evaluated as a non-defective product, and a semiconductor package used for the ultrasonic measurement method can be provided.

特に、この実施の形態1では、超音波測定方法の前記従来の課題を解決するため、基準面(基準界面)の取り方を工夫して前記従来の課題を解決しようとするものであり、半導体パッケージ又は基板の製造方法において基準面を作り込み、これを利用することにより、超音波測定方法を改善可能とするものである。   In particular, in the first embodiment, in order to solve the conventional problem of the ultrasonic measurement method, a method of taking a reference surface (reference interface) is devised to solve the conventional problem. The ultrasonic measurement method can be improved by creating a reference surface in the package or substrate manufacturing method and using the reference surface.

(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2の超音波測定動作を示す説明図である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an ultrasonic measurement operation according to the second embodiment of the present invention.

図7において、測定対象物の他の例としての半導体パッケージ37は、一例として、基板38と、その基板38の上面に設けられた基板側パッド39と、その基板38と接合されるインターポーザ40と、そのインターポーザ40の下面に設けられたインターポーザ側パッド41と、基板側パッド39とインターポーザ側パッド41とを接合するための接合材の一例としてのハンダ42と、インターポーザ40とフリップチップ接続(図示せず)等で直接接続された半導体チップ43と、半導体チップ43を覆う樹脂モールド44と、インターポーザ40の内部でインターポーザ側パッド41に接する位置に配置されたマーク45とで構成されている。この半導体パッケージ37が実施の形態1の半導体パッケージ26と異なる点は、マーク45が形成されていることである。   In FIG. 7, a semiconductor package 37 as another example of the measurement object includes, as an example, a substrate 38, a substrate-side pad 39 provided on the upper surface of the substrate 38, and an interposer 40 bonded to the substrate 38. The interposer side pad 41 provided on the lower surface of the interposer 40, the solder 42 as an example of a bonding material for bonding the substrate side pad 39 and the interposer side pad 41, and the interposer 40 and flip chip connection (not shown). And the like, a resin mold 44 that covers the semiconductor chip 43, and a mark 45 that is disposed inside the interposer 40 at a position in contact with the interposer-side pad 41. The semiconductor package 37 is different from the semiconductor package 26 of the first embodiment in that a mark 45 is formed.

このような半導体パッケージ37は、以下のようにして製造される。   Such a semiconductor package 37 is manufactured as follows.

まず、下面に多数のインターポーザ側パッド41を有するインターポーザ40であって、かつ、インターポーザ40の内部のインターポーザ側パッド41に接する位置にマーク45が配置されたインターポーザ40を用意する。   First, an interposer 40 having a large number of interposer-side pads 41 on the lower surface and having marks 45 arranged at positions in contact with the interposer-side pads 41 inside the interposer 40 is prepared.

次いで、インターポーザ40の上面に半導体チップ43がフリップチップ接続等で接続される。   Next, the semiconductor chip 43 is connected to the upper surface of the interposer 40 by flip chip connection or the like.

次いで、絶縁性の合成樹脂でインターポーザ40上の半導体チップ43を覆い、樹脂モールド44を形成する。   Next, a resin mold 44 is formed by covering the semiconductor chip 43 on the interposer 40 with an insulating synthetic resin.

その後、ハンダ42が、インターポーザ40の各インターポーザ側パッド41又は基板38の各基板側パッド39のいずれかに形成させる。   Thereafter, the solder 42 is formed on each interposer side pad 41 of the interposer 40 or each substrate side pad 39 of the substrate 38.

次いで、ハンダ42を介してインターポーザ40の各インターポーザ側パッド41と基板38の各基板側パッド39とを接続する。   Next, each interposer side pad 41 of the interposer 40 and each board side pad 39 of the substrate 38 are connected via the solder 42.

このようにして製造することにより、製造時に、基準界面(接合部良否判定用基準面)として機能しうる界面をマーク45として作り込むようにする。すなわち、超音波照射時に反射して超音波の波形信号が取得可能な基準界面が、半導体パッケージ37の内部のインターポーザ40の内部でインターポーザ側パッド41に接する位置に、マーク45として、金などの薄い金属層を形成している。マーク45として形成する金属層としては、インターポーザ40と音響インピーダンス差のある材料を用いるとよい。インターポーザ40にガラスエポキシを用いた場合、音響インピーダンスは2.9〜3.6であるため、物質固有の音響インピーダンスを考慮して、例えば銅(音響インピーダンスが41.8)、銀(音響インピーダンスが37.8)、Au(音響インピーダンスが62.5)などをマーク45の材料として使用することができる。   By manufacturing in this way, an interface that can function as a reference interface (a reference surface for determining whether or not a joint is good) is formed as a mark 45 at the time of manufacture. That is, the reference interface capable of acquiring an ultrasonic waveform signal by being reflected during ultrasonic irradiation is thin as a mark 45 at a position in contact with the interposer side pad 41 inside the interposer 40 inside the semiconductor package 37. A metal layer is formed. As the metal layer formed as the mark 45, a material having an acoustic impedance difference from the interposer 40 may be used. When glass epoxy is used for the interposer 40, the acoustic impedance is 2.9 to 3.6. Therefore, considering the acoustic impedance inherent in the substance, for example, copper (acoustic impedance is 41.8), silver (acoustic impedance is 37.8), Au (acoustic impedance is 62.5), or the like can be used as the material of the mark 45.

基板38の材料はエポキシ樹脂であり、基板側パッド39の材料とインターポーザ側パッド41の材料は銅(Cu)である。インターポーザ40の材料はエポキシ樹脂である。ハンダ42の材料は、Sn/Pb/Cu、若しくは、Sn/Pb/Agといったハンダ合金、及び、Sn/Ag/Cu、Sn/Cuといった鉛フリーハンダである。半導体チップ43の材料はSiである。樹脂モールド44の材料はエポキシ樹脂とフィラー(SiO2)の混合物である。マーク45の材料は金(Au)である。 The material of the substrate 38 is an epoxy resin, and the material of the substrate side pad 39 and the material of the interposer side pad 41 are copper (Cu). The material of the interposer 40 is an epoxy resin. The material of the solder 42 is a solder alloy such as Sn / Pb / Cu or Sn / Pb / Ag, and a lead-free solder such as Sn / Ag / Cu or Sn / Cu. The material of the semiconductor chip 43 is Si. The material of the resin mold 44 is a mixture of an epoxy resin and a filler (SiO 2 ). The material of the mark 45 is gold (Au).

なお、実施の形態2での半導体パッケージ37としては、一例として、パッケージサイズとシリコンサイズとが同じであるCSPパッケージを用いている。   As the semiconductor package 37 in the second embodiment, a CSP package having the same package size and silicon size is used as an example.

ここで、マーク45の厚みは、各電極(パッド)41におけるマーク厚みにばらつきが発生しても影響が小さくなるように、極力薄くする必要がある。マーク45の形成方法の一例としては、電極パッド41を作製する前に、真空蒸着などでマーク45を作製すればよい。より具体的には、インターポーザ40に、マーク45形成用の開口を有するメタルマスクを設置し、金などをインターポーザ40に蒸着させて、マーク45を形成することができる。マーク45の配置箇所としては、全てのインターポーザ側パッド41上の場合もあれば、一部のパッド41には形成しない場合もある。例えば、図7のように、樹脂モールド44からインターポーザ40を経てハンダ42に至る経路と、樹脂モールド44からSiチップ43及びインターポーザ40を経てハンダ42に至る経路とがある場合、同じ経路同士で電極間での測定結果の差が少ない場合は、マーク45を2箇所のパッド41に形成するだけでよい場合もある。しかしながら、同じ経路同士でも、実際には厚さなどにバラつきがあるため、各電極にマーク45を形成して測定するほうが、高精度に測定することができる。マーク45の最大の大きさはパッド41のサイズであり、最小の大きさは超音波のスポットサイズ(50um(110MHz)〜150um(10MHz)、周波数に依存する。)とするとよい。マーク45の形成の観点からは、大きさが小さいほど形成が難しくなる。このマーク45により、トリガ位置を簡便に設定可能で、かつ、ばらつきの影響の少ない超音波測定が可能となる。   Here, it is necessary to reduce the thickness of the mark 45 as much as possible so that the influence is reduced even if the mark thickness in each electrode (pad) 41 varies. As an example of a method for forming the mark 45, the mark 45 may be formed by vacuum deposition or the like before the electrode pad 41 is formed. More specifically, the mark 45 can be formed by installing a metal mask having an opening for forming the mark 45 on the interposer 40 and depositing gold or the like on the interposer 40. The positions of the marks 45 may be on all the interposer-side pads 41 or may not be formed on some of the pads 41. For example, as shown in FIG. 7, when there is a path from the resin mold 44 to the solder 42 via the interposer 40 and a path from the resin mold 44 to the solder 42 via the Si chip 43 and the interposer 40, the electrodes are the same path. When there is little difference in the measurement results between the two, the mark 45 may be formed only on the two pads 41. However, since the thickness and the like actually vary even in the same path, it is possible to measure with higher accuracy by forming the mark 45 on each electrode and measuring. The maximum size of the mark 45 is the size of the pad 41, and the minimum size is preferably an ultrasonic spot size (50 μm (110 MHz) to 150 μm (10 MHz), depending on the frequency). From the viewpoint of forming the mark 45, the smaller the size, the more difficult the formation. With this mark 45, it is possible to easily set the trigger position and to perform ultrasonic measurement with little influence of variation.

続いて、実施の形態2の超音波測定方法について説明する。   Next, the ultrasonic measurement method according to the second embodiment will be described.

実施の形態1と同様に、超音波探触子21から水25を媒体として超音波を送受信する。   As in the first embodiment, ultrasonic waves are transmitted and received from the ultrasonic probe 21 using water 25 as a medium.

次いで、超音波探触子21で得られた波形に基づいて、被測定部(ハンダ42と基板38との接合部)を評価するが、実施の形態1とは違い、実施の形態2では、基準界面の別の例としてのマーク45による反射波をトリガとしてデータ演算部74で用いる。マーク45に関する情報(例えば、マーク45が半導体パッケージ37に形成されているという情報、マーク45の大きさ、配置位置、音響インピーダンス値などの情報)は、測定位置データメモリ77に記憶されている。   Next, based on the waveform obtained by the ultrasonic probe 21, the measured part (joint part between the solder 42 and the substrate 38) is evaluated. Unlike the first embodiment, in the second embodiment, The data calculation unit 74 uses a reflected wave from the mark 45 as another example of the reference interface as a trigger. Information about the mark 45 (for example, information that the mark 45 is formed in the semiconductor package 37, information such as the size, arrangement position, and acoustic impedance value of the mark 45) is stored in the measurement position data memory 77.

実施の形態2では、マーク45に金(Au)を用いているため、その音響インピーダンス差(マーク45とインターポーザ側パッド41との音響インピーダンス差)は62.5となる。すると、このマーク45とインターポーザ側パッド41との音響インピーダンス差は、実施の形態1でのインターポーザ側パッド30とインターポーザ29との差よりも大きくなり、データ演算部74でトリガを、より容易に設定することができる。   In the second embodiment, since gold (Au) is used for the mark 45, the acoustic impedance difference (acoustic impedance difference between the mark 45 and the interposer side pad 41) is 62.5. Then, the difference in acoustic impedance between the mark 45 and the interposer side pad 41 is larger than the difference between the interposer side pad 30 and the interposer 29 in the first embodiment, and the data calculation unit 74 can easily set the trigger. can do.

このように、実施の形態2では、マーク45を半導体パッケージ37内部に埋め込む形にし(埋設物とし)、マーク45の材質又はインターポーザ40の材質を自由に設定することで、音響インピーダンス差を調整することができ、音響インピーダンス差の大きいトリガを発生させることができる。   As described above, in the second embodiment, the mark 45 is embedded in the semiconductor package 37 (an embedded object), and the material of the mark 45 or the material of the interposer 40 is freely set to adjust the acoustic impedance difference. And a trigger having a large acoustic impedance difference can be generated.

図8Aは、実施の形態2の時刻t=0での超音波測定動作を示す説明図であり、図8Bは、実施の形態2の時刻t=0での超音波測定動作における波形を示す図である。また、図9Aは、実施の形態2の時刻t=1での超音波測定動作を示す説明図であり、図9Bは、実施の形態2の時刻t=1での超音波測定動作における波形を示す図である。   FIG. 8A is an explanatory diagram showing an ultrasonic measurement operation at time t = 0 in the second embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing a waveform in the ultrasonic measurement operation at time t = 0 in the second embodiment. It is. FIG. 9A is an explanatory diagram showing an ultrasonic measurement operation at time t = 1 in the second embodiment, and FIG. 9B shows waveforms in the ultrasonic measurement operation at time t = 1 in the second embodiment. FIG.

図8A及び図8Bに示すように、ここでは、半導体パッケージ37の内部にマーク45を埋め込んだ構造を対象として説明する。ここでは、まず、マーク45の界面に焦点を合わせ、そこを基準として、さらに焦点位置を調整し、目的とするハンダの界面を観測する。   As shown in FIGS. 8A and 8B, here, a description will be given of a structure in which a mark 45 is embedded in a semiconductor package 37. FIG. Here, the focal point is first focused on the interface of the mark 45, the focal position is further adjusted with reference to that point, and the target solder interface is observed.

まず、超音波探触子21からの超音波の焦点を、インターポーザ40とマーク45の接合部に超音波探触子駆動部21aで合わせることを考える。ここで、インターポーザ40とマーク45との界面での反射波の発生時刻Ttrigは、前述したように、半導体パッケージ37の構成物の厚みと音速とよりデータ演算部74で計算して、予め求めておく。なお、Ttrigは、樹脂モールド44の表面での反射波形を時刻t=0とした時の時間である。実施の形態2では、インターポーザ40とその周囲に設けられた半導体チップ43のシリコンとの公差(厚みのばらつき)が存在するため、その近辺の微少時間ΔTも含めたTtrig±ΔTの区間で最も波形が大きくなる焦点距離を探す。 First, consider focusing the ultrasonic wave from the ultrasonic probe 21 on the junction between the interposer 40 and the mark 45 by the ultrasonic probe driving unit 21a. Here, as described above, the generation time T trig of the reflected wave at the interface between the interposer 40 and the mark 45 is calculated in advance by the data calculation unit 74 based on the thickness and sound speed of the components of the semiconductor package 37. Keep it. Note that T trig is the time when the reflected waveform on the surface of the resin mold 44 is set to time t = 0. In the second embodiment, since there is a tolerance (thickness variation) between the interposer 40 and the silicon of the semiconductor chip 43 provided around the interposer 40, it is the most in a section of T trig ± ΔT including a minute time ΔT in the vicinity thereof. Find the focal length at which the waveform increases.

図8Bに示すように、トリガであるインターポーザ40とマーク45との界面での反射波は、他の界面での反射波よりも強度値が大きいため、波形自体は測定しやすい。ここでは、トリガが最も大きな信号強度になる位置を探すために、超音波探触子21を半導体パッケージ側(図8Aの紙面下側)に超音波探触子駆動部21aにより移動させる。その後、トリガ波形強度が最も大きくなった際の焦点距離Dtrigの距離をデータ演算部74でその内部メモリに保存しておく。 As shown in FIG. 8B, since the reflected wave at the interface between the trigger, the interposer 40 and the mark 45, has a larger intensity value than the reflected wave at the other interface, the waveform itself is easy to measure. Here, in order to find a position where the trigger has the highest signal intensity, the ultrasonic probe 21 is moved to the semiconductor package side (the lower side in the drawing of FIG. 8A) by the ultrasonic probe driving unit 21a. Thereafter, the distance of the focal distance D trig when the trigger waveform intensity becomes the largest is stored in the internal memory by the data calculation unit 74.

続いて、図9Aに示すように、ハンダ42と基板側パッド39とに超音波探触子21の焦点を超音波探触子駆動部21aで合わせる。焦点距離Dtrigからの降下距離ΔDは、同種類の(すなわち、材料が同じ)半導体パッケージをデータ演算部74で予め測定して求めておく。 Subsequently, as shown in FIG. 9A, the ultrasonic probe 21 is focused on the solder 42 and the board-side pad 39 by the ultrasonic probe driving unit 21a. The descent distance ΔD from the focal distance D trig is obtained by measuring the same type of semiconductor package (that is, the same material) in advance by the data calculation unit 74.

図9Bに示すように、降下距離ΔDは、ハンダ41の厚みと音速とに基づいて、焦点距離Dtrigからの超音波の到達時間をデータ演算部74で計算し、その時間位置をデータ演算部74で特定しておく。 As shown in FIG. 9B, the descent distance ΔD is calculated based on the thickness of the solder 41 and the sound speed by the data calculation unit 74 using the data calculation unit 74 to calculate the arrival time of the ultrasonic wave from the focal length D trig. 74 is specified.

次に、ハンダ42と基板38との接合部の波形が最も大きな強度になるまで、超音波探触子21を半導体パッケージ側(図9Aの紙面下側)に降下させる。焦点距離Dtrigからの降下距離がΔDであり、実際の測定では、初期測定のみ降下距離ΔDを求め、以後の測定では、焦点距離Dtrigに基づいて超音波探触子駆動部21aで調整することで、焦点が合った状態とすることができる。 Next, the ultrasonic probe 21 is lowered to the semiconductor package side (the lower side of the drawing in FIG. 9A) until the waveform at the joint portion between the solder 42 and the substrate 38 has the highest strength. The descent distance from the focal distance D trig is ΔD. In actual measurement, the descent distance ΔD is obtained only in the initial measurement, and in the subsequent measurements, the ultrasonic probe driving unit 21a adjusts based on the focal distance D trig. Thus, it can be in a focused state.

この方式により、半導体パッケージ37の厚み公差(厚みのばらつき)により発生する焦点位置のばらつきを補正することが可能となる。   By this method, it is possible to correct the variation in the focal position caused by the thickness tolerance (thickness variation) of the semiconductor package 37.

(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3の超音波測定動作を示す図である。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a diagram illustrating an ultrasonic measurement operation according to the third embodiment of the present invention.

図10において、実施の形態3と実施の形態2(図7)との違いは、実施の形態2でのインターポーザ40の内部のマーク45の代わりに、実施の形態3では、基板38の内部にマーク46を設けて、このマーク46を、基準界面のさらに別の例としている点である。ここで、基板38より下(図10の紙面下側)の層は存在しないため、マーク46の材質は超音波が全反射する材質でもよく、例えば、マーク46の例として空隙層とすることもできる。また、基板38の材質を変更し、基板38の材質と基板側パッド39の材質との音響インピーダンス差を大きくし、超音波の反射強度を大きくすることも考えられる。この場合、基板38の材質と基板側パッド39の材質との界面が基準界面のさらに別の例となる。   In FIG. 10, the difference between the third embodiment and the second embodiment (FIG. 7) is that in the third embodiment, instead of the mark 45 in the interposer 40 in the second embodiment, the difference between the third embodiment and the second embodiment is shown in FIG. A mark 46 is provided, and this mark 46 is another example of the reference interface. Here, since there is no layer below the substrate 38 (the lower side of the drawing in FIG. 10), the material of the mark 46 may be a material that totally reflects ultrasonic waves. For example, the mark 46 may be a void layer. it can. It is also conceivable to change the material of the substrate 38, increase the acoustic impedance difference between the material of the substrate 38 and the material of the substrate-side pad 39, and increase the reflection intensity of the ultrasonic waves. In this case, the interface between the material of the substrate 38 and the material of the substrate-side pad 39 is still another example of the reference interface.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4では、前述の実施の形態1〜実施の形態3のいずれかを用いて、測定対象物(半導体パッケージ)の内部の傷を探す超音波探傷において、トリガを超音波探触子21の焦点位置合わせに用いる方法について説明する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment of the present invention, in any one of the first to third embodiments described above, in the ultrasonic flaw detection for searching for a flaw inside the measurement object (semiconductor package), the trigger is used for the ultrasonic flaw detection. A method used for the focus position adjustment of the touch element 21 will be described.

超音波探傷は焦点型の探触子を用いることが多く、そのため測定対象物(半導体パッケージ)への焦点位置合わせが重要となってくる。既に述べたように半導体パッケージには厚みのばらつき(公差)が存在するため、焦点位置を予め設定しておいても、実際に測定する半導体パッケージでは、厚みの分だけ誤差が発生してくる。実施の形態4では、トリガを用いることで、半導体パッケージ毎に焦点位置合わせを行う。   Ultrasonic flaw detection often uses a focus type probe, and for that reason, it is important to align the focus with the measurement object (semiconductor package). As already described, since there is a variation (tolerance) in the thickness of the semiconductor package, even if the focal position is set in advance, an error is generated by the thickness of the semiconductor package that is actually measured. In the fourth embodiment, the focus position is adjusted for each semiconductor package by using a trigger.

このようにして焦点位置合わせを行った後に、超音波探傷を行うことで、より精度が向上した検査を行うことができる。   By performing ultrasonic flaw detection after performing focus position alignment in this way, it is possible to perform an inspection with improved accuracy.

なお、本発明の先の実施の形態では、超音波反射波の振幅強度信号を解析することを特徴としているが、透過法といった他の手段系に関しても、基本的な手法、課題、解決案が同じ場合であるとともに、同様の構造を有する測定対象物であれば、実施の形態4の方法を適用できる可能性がある。   The previous embodiment of the present invention is characterized by analyzing the amplitude intensity signal of the ultrasonic reflected wave. However, there are basic methods, problems, and solutions regarding other means such as the transmission method. If it is the same case and it is a measuring object which has the same structure, the method of Embodiment 4 may be applicable.

なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることはもちろん言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、各パッドの材質は、銅、金、又は、銀などを使用することができる。   For example, the material of each pad can be copper, gold, silver, or the like.

また、従来例で示したように電子部品にリード線があり、かつ、リード線が測定作業に妨げとなる場合には、リード線で超音波が遮断又は妨害される可能性のある領域以外の領域で、基準界面を設定すればよい。   In addition, as shown in the conventional example, when there is a lead wire in the electronic component and the lead wire hinders the measurement work, the lead wire other than the region where the ultrasonic wave may be blocked or obstructed A reference interface may be set in the region.

なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。   It is to be noted that, by appropriately combining any of the above-described various embodiments, the effects possessed by them can be produced.

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。   Although the present invention has been fully described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications are to be understood as being included therein unless they depart from the scope of the invention as defined by the appended claims.

本発明の超音波測定方法は、複数の界面が内部に積層されて超音波照射方向において前記複数の界面が交差する半導体パッケージの非破壊検査等の用途に適用できる。また、本発明の電子部品製造方法は、前記超音波測定方法により測定されて良品評価された電子部品を製品として製造する電子部品製造方法に適用できる。
The ultrasonic measurement method of the present invention can be applied to uses such as nondestructive inspection of a semiconductor package in which a plurality of interfaces are laminated inside and the plurality of interfaces intersect in the ultrasonic irradiation direction. The electronic component manufacturing how the present invention can be applied to the electronic component has been non-defective evaluated measured by the ultrasonic measurement method in the electronic component manufacturing how to manufacture a product.

本発明の実施の形態1の超音波測定方法を実施するための超音波測定装置の概略構成図Schematic configuration diagram of an ultrasonic measurement apparatus for carrying out the ultrasonic measurement method of Embodiment 1 of the present invention 実施の形態1における前記超音波測定装置の制御部などのブロック図Block diagram of the control unit and the like of the ultrasonic measurement apparatus according to the first embodiment 実施の形態1の超音波測定動作を示す説明図Explanatory drawing which shows the ultrasonic measurement operation | movement of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の超音波測定における超音波波形を示す図The figure which shows the ultrasonic waveform in the ultrasonic measurement of Embodiment 1. (a)実施の形態1の超音波測定におけるゲート位置の波形強度評価を示す図、(b)実施の形態1の超音波測定におけるマスターデータの一周期を示す図、(c)実施の形態1の超音波測定における相関係数値を示す図(A) The figure which shows the waveform strength evaluation of the gate position in the ultrasonic measurement of Embodiment 1, (b) The figure which shows one period of the master data in the ultrasonic measurement of Embodiment 1, (c) Embodiment 1 Of correlation coefficient in ultrasonic measurement 図4(c)を詳細に表した、前記実施の形態1の超音波測定の相関係数データ列を示す図The figure which shows the correlation coefficient data sequence of the ultrasonic measurement of the said Embodiment 1 which expressed FIG.4 (c) in detail 実施の形態1の超音波測定動作のフローチャートFlowchart of ultrasonic measurement operation of the first embodiment 本発明の実施の形態2の超音波測定動作を示す説明図Explanatory drawing which shows the ultrasonic measurement operation | movement of Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2の時刻t=0での超音波測定動作を示す説明図Explanatory drawing which shows the ultrasonic measurement operation | movement at the time t = 0 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の時刻t=0での超音波測定動作における波形を示す図The figure which shows the waveform in the ultrasonic measurement operation | movement at the time t = 0 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の時刻t=1での超音波測定動作を示す説明図Explanatory drawing which shows the ultrasonic measurement operation | movement at the time t = 1 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の時刻t=1での超音波測定動作における波形を示す図The figure which shows the waveform in the ultrasonic measurement operation | movement at the time t = 1 of Embodiment 2. 実施の形態2の超音波測定動作の別方式を示す図The figure which shows another system of the ultrasonic measurement operation | movement of Embodiment 2. FIG. 従来の超音波測定方法の基本構成図Basic configuration of conventional ultrasonic measurement method 従来の超音波測定の概略図Schematic diagram of conventional ultrasonic measurement 従来の超音波測定における超音波波形を示す図The figure which shows the ultrasonic waveform in the conventional ultrasonic measurement 従来の超音波測定による超音波反射波の波形を示す図The figure which shows the waveform of the ultrasonic reflected wave by the conventional ultrasonic measurement 実施の形態1の超音波測定動作での良否判定の判定基準である閾値を波形強度の最大値が越えており、良品判定される場合を示すグラフThe graph which shows the case where the maximum value of a waveform strength exceeds the threshold value which is the determination criterion of the quality determination in the ultrasonic measurement operation of Embodiment 1, and a quality product is determined 実施の形態1の超音波測定動作での良否判定の判定基準である閾値よりも波形強度の最大値が小さく、不良品判定される場合を示すグラフThe graph which shows the case where the maximum value of waveform intensity is smaller than the threshold value which is the determination criterion of the quality determination in the ultrasonic measurement operation of Embodiment 1, and a defective product is determined

符号の説明Explanation of symbols

21 超音波探触子
25 水
26,37 半導体パッケージ
27,38 基板
28,39 基板側パッド
29,40 インターポーザ
30,41 インターポーザ側パッド
31,42 ハンダ
32,43 半導体チップ
33,44 樹脂モールド
41 埋設物
74 演算部
21 Ultrasonic probe 25 Water 26, 37 Semiconductor package 27, 38 Substrate 28, 39 Substrate side pad 29, 40 Interposer 30, 41 Interposer side pad 31, 42 Solder 32, 43 Semiconductor chip 33, 44 Resin mold 41 Embedded object 74 Calculation unit

Claims (7)

測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象物は電子部品であり、前記測定対象界面は、前記電子部品の内部の、接合材で電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であり、前記測定対象界面を前記演算部で測定したのち、前記測定対象界面での前記電極接合部の接合状態を前記演算部で評価する超音波測定方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected from each of the multiple interfaces within the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
The measurement object is an electronic component, and the measurement object interface is an electrode bonding portion where electrodes are bonded to each other with a bonding material inside the electronic component or a portion adjacent to the electrode bonding portion, and the measurement target. After measuring the interface at the computing unit, ultrasonic measuring how to evaluate the bonding state of the electrode junction at the measurement target surface by the arithmetic unit.
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内の複数の界面の内で最大振幅強度を有する界面である超音波測定方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected from each of the multiple interfaces within the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
Wherein when detecting the waveform signal, the reference interface, ultrasonic measurement methods Ru interface der having a maximum amplitude intensity among the plurality of interfaces in the object to be measured.
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内に埋め込まれた埋設物の表面である超音波測定方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected from each of the multiple interfaces within the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
Wherein when detecting the waveform signal, the reference interface, ultrasonic measurement methods Ru surface der of the measurement target within the embedded buried object.
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記測定対象物が、半導体パッケージであって、前記基準界面が、前記半導体パッケージの内部の、前記接合材で前記電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であって、かつ材質の異なる2つの層の界面に位置する、超音波測定方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected from each of the multiple interfaces within the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
When the waveform signal is detected, the object to be measured is a semiconductor package, and the reference interface is an electrode bonding portion where the electrodes are bonded to each other by the bonding material inside the semiconductor package or the electrode bonding a adjacent portions in section, and located at the interface of the two layers of different materials, ultrasonic measurement methods.
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記超音波の波形信号を受信するとき、前記超音波探触子から送信された前記超音波が前記測定対象物の複数の界面で反射した超音波の波形信号を受信し、
さらに、前記基準界面での波形信号を検出した後でかつ前記測定対象界面を前記演算部で測定する前に、前記超音波探触子と前記測定対象物とを近づけながら受信した波形信号に基づいて前記超音波探触子の位置を調整する超音波測定方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected from each of the multiple interfaces within the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
When receiving the ultrasonic waveform signal, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe receives the ultrasonic waveform signal reflected by a plurality of interfaces of the measurement object,
Furthermore, after detecting the waveform signal at the reference interface and before measuring the measurement target interface by the calculation unit, based on the waveform signal received while bringing the ultrasonic probe and the measurement target close to each other ultrasonic measuring how to adjust the position of the ultrasonic probe Te.
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象界面を前記演算部で測定するとき、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を基準に、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号より後に検出された波形信号を予め入力された良品の波形信号と比較し、その比較結果により前記測定対象界面の評価を行う超音波測定方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected from each of the multiple interfaces within the measurement object,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the measurement object is detected by the calculation unit,
When measuring the measurement target interface of the measurement target specified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point,
When the measurement target interface is measured by the calculation unit, a waveform signal detected after the waveform signal of the reflected wave at the reference interface is previously determined based on the waveform signal of the reflected wave at the reference interface. compared to input non-defective waveform signal, the measurement target row cormorants ultrasonic measuring method characterize interface by the comparison result.
電子部品内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記電子部品の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記電子部品の測定対象界面を前記演算部で測定して評価を行い、
良品評価された前記電子部品を製品とする、電子部品製造方法。
The ultrasonic probe receives the waveform signals of the ultrasonic waves reflected at each of the multiple interfaces in the electronic component,
Based on the amplitude of the waveform signal received by the ultrasonic probe, the waveform signal of the reflected wave at the reference interface inside the electronic component is detected by the arithmetic unit,
Perform measurement by measuring the measurement target interface of the electronic component identified by using the waveform signal of the reflected wave at the reference interface as a starting point ,
An electronic component manufacturing method using the electronic component evaluated as a good product as a product.
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