JPH07280868A - セラミック基板の配線パターン検査装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック基板の内部配線パターンの断線・
短絡を高精度に検査できるセラミック基板の配線パター
ン検査装置と方法を提供する。 【構成】 容量計と、移動側プローブ、および固定側プ
ローブを有し、被検査セラミック基板をカメラで撮像
し、該被検査セラミック基板の位置と大きさを検出し、
該撮像した画像を画像処理し、該画像データと、予め設
定・記憶しておいた設計値に基づく検査用画像データと
比較し、該比較データにより、前記被検査セラミック基
板における配線パターンの位置を検出し、該検出データ
により移動テーブルを駆動して容量測定する装置と方法
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板の配線
パターン検査装置と方法に係り、より詳細には、ＰＧＡ
基板等のセラミック基板の配線パターンが、該配線パタ
ーンの容量を測定することで断線・短絡の有無を検査す
るセラミック基板の配線パターン検査装置と方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】セラミック基板の内部配線パターンの断
線・短絡を検査する配線検査は、通常、ショート・オー
プン装置を用いて、外部接続端子とワイヤボンディング
パッドとの間の抵抗値を測定することで、その評価試験
を行っている。しかし、該配線パターンは、殆どが微細
なパターンであるため、抵抗値の測定による場合は、正
確な断線・短絡検査が難しい。

【０００３】ところで、シリコンウェハーの分野では、
このような断線・短絡の検査を容量計を用いて行う方法
が採用されている。これは、該シリコンウェハーの配線
パターンが、精密で個体差が小さいので、各配線パター
ンの容量値にばらつきが小さく判定値を設定し易いこと
による。

【０００４】そこで、本発明者は、シリコンウェハーと
同様に、内部配線パターンを有するセラミック基板にお
いても、容量計を用いて、その配線パターンの断線・短
絡の検査を行えないかという観点に着目して種々・研究
した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミック基
板の配線パターンの断線・短絡検査に容量計を用いた場
合、次のような課題があることが判った。すなわち、 内部配線パターンを有するセラミック基板は、該内
部配線パターンが印刷されたセラミック生基板が、焼成
によって作製されている。従って、該セラミック基板
は、その焼成により熱収縮が生じ、かつ前記内部配線パ
ターンの位置、大きさ（幅）にも設計値と比べて、『ず
れ』が生じる。 また、その熱収縮は、基板の個体差にバラツキがあ
るため、容量値の判定値を設定し難い。 内部配線パターンには、外部接続端子に接続する引
回し用配線パターンの他に、隣接する半導体チップ間を
接続するためのフローティング状態の配線パターンがあ
り、前記引回し用配線パターンは、そのパターン長が長
いため、熱収縮による容量値の変化は大きな影響が生じ
ないが、前記フローティング状態の配線パターンの場
合、そのパターン長が短いため、断線等を生じている位
置によっては容量的に差が生じない。 内部配線パターンが微細パターンの場合、容量値が
小さく良品であるとみなす判定値の幅が小さくなり、セ
ラミック基板の固体差による容量値変化が、これを越え
ることがあるが、この検査を正確に行えない。 焼成による熱収縮で、検査する配線パターンの位置
にずれが発生するため、該個所を正確にプロービングで
きない場合があり、プローブの接触不良により測定がで
きないことがある。 従って、シリコンウェハーの配線パターンの検査に
用いている容量計による測定装置をそのまま使用するこ
とができない。等の課題がある。

【０００６】本発明は、上述した問題に対処して創作し
たものであって、その目的とする処は、前述した課題を
解決し、セラミック基板の内部配線パターンの断線・短
絡を高精度に検査できるセラミック基板の配線パターン
検査装置と方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、上記目的を達成
するための手段としての本発明のセラミック基板の配線
パターン検査装置は、セラミック基板の配線パターンの
容量を測定して断線・短絡を検査するセラミック基板の
配線パターン検査装置であって、容量計と、該容量計の
一方の端子に測定電極を切換える切換え手段を介して接
続されている電源側プローブと、該容量計の他方の端子
に接続されている測定側プローブと、前記被検査セラミ
ック基板を撮像し、該被検査セラミック基板の位置と大
きさを検出するカメラと、該カメラで撮像した画像を画
像処理し、該画像データと、予め設定・記憶しておいた
設計値に基づく検査用画像データと比較する画像処理部
と、該画像処理部で得られた比較データにより、前記被
検査セラミック基板における配線パターンの位置を検出
し、該検出データにより移動テーブルを駆動するＸ，
Ｙ，Ｚ，θコントローラを有する構成としている。

【０００８】また、本発明のセラミック基板の配線パタ
ーン検査方法は、セラミック基板の配線パターンの容量
を測定して断線・短絡を検査するセラミック基板の内部
配線検査方法であって、被検査セラミック基板をカメラ
で撮像し、該カメラで撮像した画像を画像処理し、該被
検査セラミック基板の配線パターン位置を検出し、該配
線パターン位置を、予め設定・記憶しておいた測定位置
データに対して比率計算し、該計算値により、前記被検
査セラミック基板における配線パターンの位置を検出
し、該検出データにより移動テーブルを駆動して、プロ
ーブを前記配線パターンに接触して容量測定し、該測定
した容量値が、予め定めた値以外のときには再測定する
構成としている。

【０００９】更に、本発明のセラミック基板の配線パタ
ーン検査方法は、前記発明において、電源側プローブを
セラミック基板の配線パターンに接触させ、測定側プロ
ーブを該セラミック基板の電源用端子またはアース端子
に接触させて、前記配線パターンの一端側での容量を測
定した後、該配線パターンの他端側での容量を測定し、
各測定結果に基づいて断線・短絡の有無を判定する構成
としている。

【００１０】

【作用】本発明のセラミック基板のセラミック基板の配
線パターン検査装置と方法は、配線パターンの断線・短
絡を検査するセラミック基板をカメラで撮像し、該カメ
ラで撮像した画像を画像処理し、該被検査セラミック基
板の配線パターン位置を検出し、該配線パターン位置
を、予め設定・記憶しておいた測定点位置データに対し
て比率計算し、該計算値により、前記被検査セラミック
基板における配線パターンの位置を検出し、該検出デー
タによりプローブを各熱収縮により位置ずれを生じた被
検査セラミック基板の該配線パターンに正確に接触させ
ることができるため、該プローブの接触不良をなくすこ
とができる。さらに、該測定した容量値が、予め定めた
値以外のときには、被検査セラミック基板を所定量移動
させて再測定するので検査ミスを少なくすることができ
る。

【００１１】また、被検査セラミック基板の配線パター
ンの両端側で順次、容量を測定して、各測定結果に基づ
いて断線・短絡の有無を判定するので、同時に２つの端
子を接触させることが困難な狭い配線パターンについて
も、その容量値の確認ができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明する。ここに、図１は、本発明
のセラミック基板の内部配線異常検査方法を適用したセ
ラミック基板の内部配線検査装置の一実施例を示す斜視
図である。

【００１３】本実施例のセラミック基板の配線パターン
検査装置は、セラミックＰＧＡ基板の内部配線パターン
の断線・短絡検査を、高速かつ高精度に行うための検査
装置であって、概略すると、被検査セラミック基板１を
空気浮上式リニアｘｙｚθ精密高速移動装置２でｘｙｚ
θ方向に高速移動させて測定位置を設定しながら、容量
計３の一方の端子に測定電極を切換えるリレー箱４を介
して接続された電源側プローブ５，６を被検査セラミッ
ク基板１の配線パターンに接触させ、容量計３の他方の
端子に接続された測定側プローブ７を、該配線パターン
の端子に接触させて、該配線パターンの一端側での容量
を測定した後、該配線パターンの他端側での容量を測定
し、各測定結果に基づいて、断線・短絡の有無を判定す
る構成としている。

【００１４】空気浮上式リニアｘｙｚθ精密高速移動装
置２は、固定側テーブル１０上に移動テーブル１４がｘ
ｙｚθ方向に移動可能に載置され、テーブル１４を浮上
させるための浮上用エアー源１２が接続されている。こ
の移動テーブル１４は、ｘｙｚθコントローラ１３によ
ってｘｙｚθ方向の移動が制御される構成とされてい
る。移動テーブル１４上には、被検査セラミック基板１
を位置決めする位置決め板１５が取付けられ、基板吸着
用真空源１６に接続されている。

【００１５】移動テーブル１４上には、電源側プローブ
５，６を支持板１７で支持されたプローブ固定用板１８
が固定され、固定側テーブル１０上に取付けた固定台１
９には測定側プローブ７が支持されている。電源側プロ
ーブ５，６は、測定電極を切換える切換え手段であるリ
レー箱４を介して容量計３の一方の端子に接続するが、
セラミックＰＧＡ基板の場合、いわゆる電源とアースの
端子に接続する。また、測定側プローブ７は、ＰＧＡ基
板のワイヤボンディング側の端子（キャビティ内のワイ
ヤボンディングパッド）に接触させる。リレー箱４は、
容量値測定の信号線を種類（電源、アース、信号線）に
応じたリレー配分で切換えるためのものである。

【００１６】また、被検査セラミック基板１の上方に基
板位置を検出するためのカメラ２０を配置し、このカメ
ラ２０で撮像した撮像データを画像処理装置２１に入力
して、画像処理装置２１では、予め与えられた測定位置
データと比較してワイヤボンディングパッドの位置を認
識検出する。ここで、該予め与えられた測定位置データ
は、設計データによるパターンである。また画像処理装
置２１には、複数段のボンディング層がある場合には、
層間のパターンずれを補正できるように層別にパターン
が与えられ、またｘ，ｙ，θ，収縮差（大きさ）を補正
するために三点、例えば左下、右下、右上の位置情報が
与えられる。

【００１７】更に、本検査装置全体を制御するためのパ
ソコン２２、ディスプレイ２３、ハードディスク装置２
４、入力装置２５、および印刷装置２６を有し、容量計
３、ｘｙｚθコントローラ１３、および画像処理装置２
１を制御して、断線・短絡の有無を判定検査する構成と
されている。

【００１８】次に、本実施例のセラミック基板の配線パ
ターン検査装置を用いて、本実施例の検査方法を説明す
る。先ず、測定検査に必要なパラメータ、基準点設定開
始時のステージの高さ、容量値計測時のストローク値、
Ｚ軸移動基準値、容量値検出判定値、退避位置（基板セ
ット位置）、中継位置、測定位置等をパソコン２２によ
って設定した後、被検査セラミック基板１を移動テーブ
ル１４上にセットして、被検査セラミック基板１の吸
着、電源側プローブ５，６の配線パターンへの接触など
の検査準備を行う。

【００１９】この準備を終えた後、被検査セラミック基
板１を所定の位置に移動して、位置ずれを補正するため
のパターンをカメラ２０で読み取って、その層のｘｙ位
置、θ、収縮差をティーチングデータから算出して移動
量に換算し、この算出した移動量に従って被検査セラミ
ック基板１を移動させ、被検査セラミック基板１のワイ
ヤボンディングパッドに測定側プローブ７が当たるよう
にする。すなわち、カメラで撮像したセラミック基板の
配線パターン位置を、予め設定、記憶しておいた測定点
位置に対して比率計算し、該計算値により、セラミック
基板の配線パターン位置を算出して被検査セラミック基
板１を修正・移動させる。

【００２０】そして、予め定められたリレー箱４のリレ
ーをオン状態にして、容量計３でその値を検出し、予め
定めた値の範囲内にあれば、そのステップは「ＯＫ」と
してすべてのステップについて基板１を移動し、容量計
３による容量測定を行い、すべての層が「ＯＫ」であれ
ば、良品とする。ここで、該測定した容量値が、予め定
めた値以下のときには、測定側プローブ７が所定のワイ
ヤボンディングパッドに接触しなかったものとして、被
検査セラミック基板１を予め定めた方向（ｘｙｚ方向）
に所定量移動させて、再測定することができる。また、
前記良品の範囲外の容量値の場合にも、同様に被検査セ
ラミック基板１を移動させて再測定することもできるよ
うにされている。

【００２１】また、ＰＧＡ基板の電源やアースなどは、
容量ではなく、リレー操作によって容量計３のショート
検知機能を利用して、直接ショートを確認し、導通を確
認して良品か否かを判定することもできる。更に、被検
査セラミック基板１の電源以外の配線については配線パ
ターンの一方側を測定した後、他方側を測定して、配線
パターンの両端側でそれぞれ測定し、各測定結果が同じ
か否かを判別することにより、個体差の影響を小さくし
て判定するようにしている。この場合、配線パターンの
両端から同時に２つの端子を接触させて測定することは
狭いパターンでは無理であるが、一端ずつ行うことによ
って両端からの容量値を測定することができ、これによ
り一端だけでは容量値に大きな差が生じないような位置
での断線、短絡をも検査することができ、かつ容量値の
チェックができる。特に、微細なパターンについて、そ
の容量値のチェックが可能となる。

【００２２】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で
変形実施できる構成を含むものである。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のセラミック基板の配線パターンの検査装置と方法によ
れば、配線パターンの断線・短絡を検査するセラミック
基板をカメラで撮像し、該カメラで撮像した画像を画像
処理し、該被検査セラミック基板の配線パターン位置を
検出し、該配線パターン位置を、予め設定・記憶してお
いた測定点位置に対して比率計算し、該計算値により、
前記被検査セラミック基板における配線パターンの位置
を検出し、該検出データによりプローブを各熱収縮によ
り位置ずれを生じた被検査セラミック基板の該配線パタ
ーンに正確に接触させることができるため、該プローブ
の接触不良をなくすことができるという効果を有す
る。。

【００２４】また、本発明のセラミック基板の配線パタ
ーンの検査方法によれば、被検査セラミック基板の配線
パターンの両端側で順次、容量を測定して、各測定結果
に基づいて断線・短絡の有無を判定するので、同時に２
つの端子を接触させることが困難な狭い配線パターンに
ついても、該容量値の確認ができるという効果を有す
る。

【００２５】従って、本発明によれば、従来の課題を解
決し、セラミック基板の内部配線パターンの断線・短絡
を高精度に検査できるセラミック基板の配線パターン検
査装置と方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のセラミック基板の内部配線異常検査
方法を適用したセラミック基板の内部配線検査装置の一
実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】 １・・・被検査基板、２・・・空気浮上式リニアｘｙｚ
θ精密高速移動装置、３・・・容量計、４・・・リレー
箱、５，６・・・電源側プローブ、７・・・測定側プロ
ーブ、１０・・・固定側テーブル、１１・・・移動台、
１２・・・浮上用エアー源、１３・・・ｘｙｚθコント
ローラ、１４・・・移動テーブル、１５・・・位置決め
板、１６・・・基板吸着用真空源、１７・・・支持板、
１８・・・プローブ固定用板、１９・・・固定台、２０
・・・カメラ、２１・・・画像処理装置、２２・・・パ
ソコン、２３・・・ディスプレイ、２４・・・ハードデ
ィスク装置、２５・・・入力装置、２６・・・印刷装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板の配線パターンの容量を
   測定して断線・短絡を検査するセラミック基板の配線パ
   ターン検査装置であって、容量計と、該容量計の一方の
   端子に測定電極を切換える切換え手段を介して接続され
   ている電源側プローブと、該容量計の他方の端子に接続
   されている測定側プローブと、前記被検査セラミック基
   板を撮像し、該被検査セラミック基板の位置と大きさを
   検出するカメラと、該カメラで撮像した画像を画像処理
   し、該画像データと、予め設定・記憶しておいた設計値
   に基づく検査用画像データと比較する画像処理部と、該
   画像処理部で得られた比較データにより、前記被検査セ
   ラミック基板における配線パターンの位置を検出し、該
   検出データにより移動テーブルを駆動するＸ，Ｙ，Ｚ，
   θコントローラを有することを特徴とするセラミック基
   板の配線パターン検査装置。
2. 【請求項２】 セラミック基板の配線パターンの容量を
   測定して断線・短絡を検査するセラミック基板の内部配
   線検査方法であって、被検査セラミック基板をカメラで
   撮像し、該カメラで撮像した画像を画像処理し、該被検
   査セラミック基板の配線パターン位置を検出し、該配線
   パターン位置を予め設定・記憶しておいた測定点位置に
   対して比率計算し、該計算値により、前記被検査セラミ
   ック基板における配線パターンの位置を検出し、該検出
   データにより移動テーブルを駆動して、プローブを前記
   配線パターンに接触して容量測定し、該測定した容量値
   が、予め定めた値以外のときには再測定することを特徴
   とするセラミック基板の配線パターン検査方法。
3. 【請求項３】 電源側プローブをセラミック基板の配線
   パターンに接触させ、測定側プローブを該セラミック基
   板の電源用端子またはアース端子に接触させて、前記配
   線パターンの一端側での容量を測定した後、該配線パタ
   ーンの他端側での容量を測定し、各測定結果に基づいて
   断線・短絡の有無を判定する請求項２に記載のセラミッ
   ク基板の配線パターン検査方法。