JPH09283579A - 検査用照明装置及び検査装置 - Google Patents

検査用照明装置及び検査装置

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JPH09283579A
JPH09283579A JP8942996A JP8942996A JPH09283579A JP H09283579 A JPH09283579 A JP H09283579A JP 8942996 A JP8942996 A JP 8942996A JP 8942996 A JP8942996 A JP 8942996A JP H09283579 A JPH09283579 A JP H09283579A
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bump
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frame
flat surface
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JP8942996A
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Unkai Son
運海 孫
Yoshifumi Atono
由文 後野
Shinichi Takahashi
慎一 高橋
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正常形状のバンプとバンプ形状を実質的に喪
失した不良バンプとの区別を容易に行うことができ、バ
ンプ形状の自動検査を可能とし得る検査用照明装置を提
供する。 【解決手段】 基板の平坦面から突出するバンプの突出
状態を検査する検査用照明装置であって、該バンプが形
成された基板が配設される空間部が設けられた環状の枠
体22と、ハロゲン化金属ランプを用いた光源に一端が
連結された複数本の光ファイバ28から成り、且つ光フ
ァイバ28の各々の他端が枠体22の底面に分散して設
けられた光ファイバ束26と、光ファイバ束26を介し
て枠体の底面から下方に向けて射出される光源からの照
射光を反射し、枠体22の空間部に配設される基板の平
坦面に対して10〜20°の角度で照射光を射出する反
射面30が形成された反射鏡部32とを具備することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は検査用照明装置及び
検査装置に関し、更に詳細には、基板面等の平坦面から
突出するバンプの突出状態を検査する検査用照明装置及
びこの検査用照明装置を使用した検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置に使用される回路基板等の基
板には、図6に示す基板10が使用されている。この基
板10は、樹脂製基板12の略中央部に半導体素子を搭
載する搭載穴14が形成され、搭載穴14周囲の基板面
には、搭載穴14を囲むように、多数の外部接続端子と
してのバンプ16、16・・が基板12の平坦面から突
出して設けられている。かかるバンプ16は、はんだボ
ールを溶融して形成されたものであり、図7に示す様
に、正常形状のバンプ16に比較してバンプ形状を実質
的に喪失した不良バンプ16′が存在することがある。
かかる不良バンプ16′が存在すると、得られた半導体
装置を実装基板に実装した場合、実装基板のパッドに接
続されないバンプが発生し、最終的に得られた製品の故
障原因ともなる。このため、半導体装置等に用いる基板
においては、不良バンプ16′が存在するか否かを検査
することが必要である。ところで、この検査を、図7に
示す如く、基板10の平坦面に対して垂直方向からの照
射光で照明しつつ、拡大レンズ18が先端に設けられた
カメラ装置20によって試みた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図7に示す検査装置で
は、カメラ装置20で取り込まれた画像を肉眼によって
検査し、不良バンプ16′の存在の有無を検査する場合
は問題ないが、近年、半導体素子の高密度化等の進展に
伴って基板10に設けられる外部接続端子としてのバン
プ16の数が著しく増加し、肉眼での検査が困難となっ
てきた。このため、本発明者等は、コンピュータを利用
した画像処理によって自動検査できないか検討したとこ
ろ、図7に示す従来の検査装置では、自動検査が困難で
あることが判明した。つまり、図7に示す検査装置でカ
メラ装置20によって取り込まれた画像をコンピュータ
で画像処理すると、図8に示す如く、正常形状のバンプ
16の画像と不良バンプ16′の画像との区別ができな
いからである。そこで、本発明の課題は、正常形状のバ
ンプとバンプ形状を実質的に喪失した不良バンプとの区
別を容易に行うことができ、バンプ形状の自動検査を可
能とし得る手段を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく検討したところ、基板10に対して略平行
の照射光で基板10を照射すると、正常形状のバンプ1
6の画像が明確に現れ、他方、バンプ形状を実質的に喪
失した不良バンプ16′の画像が消失するという知見を
得た。本発明者等は、かかる知見を基にして更に検討を
重ねた結果、検査対象である基板10に対して実質的に
平行の照射光を基板10に照射して得た検査画像と、基
板10と同一パターンでバンプが形成され且つ良品であ
る比較対象としての基板の平坦面に対して垂直方向から
の照射光を基板10に照射して得た比較画像とを比較す
ることによって、不良バンプ16′を検出し得ることを
見出し、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明は、基板面等の平坦面か
ら突出するバンプの突出状態を検査する検査用照明装置
であって、該バンプが形成された基板等の検査対象が配
設される空間部が設けられた枠体と、光源に一端が連結
された複数本の光ファイバから成り、且つ前記光ファイ
バの各々の他端が前記枠体の底面に分散して設けられた
光ファイバ束と、前記光ファイバ束を介して枠体の底面
から下方に向けて射出される光源からの照射光を反射
し、枠体の空間部に配設される検査対象の平坦面に対し
て実質的に平行な照射光を射出する反射面が形成された
反射鏡部とを具備することを特徴とする検査用照明装置
にある。ここで、枠体の空間部に載置される検査対象の
平坦面に対して10〜20°の角度で照射光を射出する
反射鏡を反射鏡部に設けることによって、隣接するバン
プに因る影の影響を可及的に少なくできる。尚、本発明
においていう「実質的に平行な照射光」とは、検査対象
の平坦面に対して0〜20°の角度で照射される照射光
をいう。
【0006】また、本発明は、基板面等の平坦面から突
出するバンプの突出状態を検査する検査装置であって、
前述した検査用照明装置を使用し、検査対象のバンプ形
成面の検査画像を取り込む第1の取込手段と、前記検査
対象と同一パターンでバンプが形成され且つ良品である
比較対象の平坦面に対して略垂直に照射光を射出する照
明装置を使用し、前記比較対象のバンプ形成面の比較画
像を取り込む第2の取込手段と、前記第1及び第2の取
込手段で取り込まれた検査画像と比較画像とを比較し、
バンプが実質的に欠如している箇所の有無を検出する検
出手段とを具備することを特徴とする検査装置にある。
かかる本発明において、比較対象の平坦面に対して略垂
直に照射光を射出する照明装置としては、比較対象が配
設される空間部が設けられた枠体と、光源に一端が連結
された複数本の光ファイバから成り、且つ前記光ファイ
バの各々の他端が前記枠体の底面に分散して設けられた
光ファイバ束とを備え、前記光源からの照射光が光ファ
イバ束を介して枠体の底面から同軸落射される照明装置
を好適に使用できる。
【0007】これら本発明においては、枠体を環状体す
ることによって、光ファイバ束を容易に枠体内に配設す
ることができ、枠体底面の略全面から均一な照射光を同
軸落射できる。また、光源をハロゲン化金属ランプとす
ることによって、強力な照射光を光ファイバ束を介して
検査対象に照射でき、正常形状のバンプ画像を更に一層
明確とすることができる。
【0008】本発明において用いる検査用照明装置によ
れば、基板10の様に、薄い検査対象であっても、枠体
の空間部に配設された基板10の平坦面に対して実質的
に平行な照射光を基板10の全周から安定して照射でき
る。このため、正常形状のバンプ16では、所定高さで
反射された反射光が、画像の取込手段として用いられる
カメラ装置のレンズに入射するため、得られた検査画像
では、バンプ16の画像には、ドーナツ状の明部が形成
される。これに対し、バンプ形状を実質的に喪失した不
良バンプ16′は、正常形状のバンプ16よりも全体形
状が平坦化されているため、不良バンプ16′で反射さ
れた反射光は、カメラ装置のレンズに入射し難いため、
検査画像では、不良バンプ16′の画像が消失する。他
方、検査対象と同一パターンでバンプが形成され且つ良
品である比較対象の平坦面に対して略垂直に照射光を照
射する照明装置を使用して得た比較画像では、全バンプ
が現れる。従って、検査対象の平坦面に対して実質的に
平行な照射光を照射する検査用照明装置を使用して得た
検査画像と、比較対象の平坦面に対して略垂直に照射光
を照射する照明装置を使用して得た比較画像とを比較す
ると、バンプ形状を実質的に喪失した不良バンプ16′
を検出できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明を図面によって更に詳細に
説明する。図1は、本発明に係る検査用照明装置の正面
図であって、検査対象であるバンプが形成された基板1
0が中心部に配設される空間部21が設けられた環状の
枠体22内に、ハロゲン化金属ランプが用いられた光源
24に一端が連結された光ファイバから成る光ファイバ
束26が配設されている。かかる光ファイバ束26を構
成する光ファイバは、図2に示す様に、枠体22内に層
状に光ファイバ28、28・・が配設されており、光フ
ァイバ28の他端が枠体22の底面に分散して設けられ
ている。しかも、光ファイバ28の各他端は、光源24
からの照射光を枠体22の底面から下方に向けて射出さ
れるように、光ファイバ28の端面が枠体22の底面に
設けられている。このため、枠体22の底面全面から照
射光が下方に向けて射出される。
【0010】本発明の検査用照明装置には、枠体22の
下方に、図2に示す様に、光ファイバ28、28・・の
各端面から枠体22の底面下方に向けて射出される照射
光を反射し、枠体22の空間部21に配設される基板1
0の平坦面に対して実質的に平行、具体的には0〜20
°の角度で照射光を基板10に射出する反射面30を具
備する反射鏡部32が設けられている。かかる反射鏡部
32の反射面30の傾斜角αは、反射面30で反射した
照射光の基板10に対する角度(図3に示す角度β)が
0〜20°となるように調整する。また、反射鏡部32
は、枠体22に固着してもよく、取り外し可能に設けて
もよい。この様に、基板10の平坦面に対して実質的に
平行な照射光(角度βが0〜20°)が基板10に照射
された場合、図3に示す様に、正常形状のバンプ16の
所定部位(バンプ16の頂部近傍)に入射された照射光
の反射光のみがカメラ装置20に入射され、その他の部
位、例えばバンプ16の頂部に照射された照射光の反射
光はカメラ装置20に入射されることなく通過する。こ
のため、得られた検査画像のバンプ16の画像には、図
4に示す様に、ドーナツ状の明部Aが形成される。
【0011】一方、バンプ形状を実質的に喪失した不良
バンプ16′は、正常形状のバンプ16に比較して全体
的に平坦化されている。このため、基板10の平坦面に
実質的に平行な照射光が照射された場合、不良バンプ1
6′の表面で反射された反射光は、カメラ装置20に入
射されず、その結果、得られた検査画像においては、図
4に示す様に、不良バンプ16′の画像が消失する。こ
こで、照射光の基板10の平坦面に対する角度βが20
°よりも大きくなると、不良バンプ16′の表面で反射
された反射光がカメラ装置20に入射され易くなる。一
方、角度βが0°に近づくに従い、隣接するバンプ16
の影の影響を受け易くなる傾向にあるため、角度βは1
0〜20°が好ましい。尚、最適な角度βは、バンプ1
6の高さや形状等で変わるため、反射鏡部32の反射面
30の傾斜角αを変更して角度βの最適角を実験的に求
めておくことが好ましい。
【0012】この様に、図1〜図2に示す検査用照明装
置を使用し、基板10の平坦面に対して実質的に平行な
照射光を照射して得られた検査画像と、検査対象の基板
10と同一パターンでバンプが形成され且つ良品である
比較対象の基板を使用し、比較対象の基板の平坦面に対
して略垂直に照射光を照射する照明装置を使用して得ら
れた比較画像とを用い、両画像を比較して不良バンプ1
6′を検出する。つまり、比較画像においては、比較対
象の基板に形成された全バンプが現れるが、図4に示す
検査画像では、不良バンプ16′は消失している。従っ
て、検査画像と比較画像とを比較し、両画像に現れてい
るものは正常形状のバンプ16であり、比較画像に現れ
ているものの、図4に示す検査画像に消失しているもの
は不良バンプ16′であると判断される。尚、比較画像
と検査画像との取り込みの際には、同一カメラ装置で撮
影することにより、カメラ装置のレンズに因る収差等の
影響を可及的に少なくできる。
【0013】かかる不良バンプ16′の検出は、図5に
示す検査装置で行うことができる。図5の検査装置で
は、カメラ装置20(第1の取込手段)から取り込まれ
た検査画像はマイクロプロセッシングユニット(MP
U)に送られ、RAMやハードディスクから成る第2の
記憶手段の第1メモリに書き込みされる。更に、予めカ
メラ装置20〔第2の取込手段(第1の取込手段と兼
用)〕から取り込まれた比較画像は、同様にマイクロプ
ロセッシングユニット(MPU)に送られ、第2の記憶
手段の第2メモリに書き込みされる。次いで、第2の記
憶手段の各メモリに書き込まれた検査画像と比較画像と
は、ROMやハードディスクから成る第1の記憶手段に
予め記憶されているパターンマッチングプログラム等の
検査プログラムをMPU(検出手段)に呼び込み、第2
の記憶手段の第1メモリに書き込まれた検査画像と、第
2メモリに書き込まれた比較画像とを比較し、検査結果
をCRTやプリンタに表示する。その後、基板10を順
次交換してカメラ装置20で取り込んだ検査画像に、第
2の記憶手段の第1メモリの内容を更新しつつ、第2メ
モリに書き込まれた比較画像と比較して検査を行う。こ
の様な、図5に示す検査装置は、半導体装置の製造ライ
ンに組み込み、不良バンプが存在する基板を製造ライン
から取り除くようにしてもよく、キーボードによって、
検査結果の出力様式等を入力可能としてもよい。
【0014】ここで、比較画像を得るための照明装置と
しては、比較対象の基板が配設される空間部が設けられ
た枠体と、ハロゲン化金属ランプが使用された光源に一
端が連結された複数本の光ファイバから成り、且つこれ
ら光ファイバの各々の他端が枠体の底面に分散して設け
られた光ファイバ束とから成り、光源からの照射光が光
ファイバ束を介して枠体の底面から同軸落射される照明
装置を好適に使用できる。かかる照明装置は、図2に示
す照明装置の反射鏡部32を撤去することによって兼用
できるため、図1〜図2に示す検査用照明装置におい
て、反射鏡部32を枠体22に取り外し可能に装着する
ことが好ましい。尚、図2に示す照明装置及び/又は基
板10の平坦面に対して略垂直に照射光を照射する照明
装置を構成する枠体は、三角形、四角形等の多角形であ
ってもよい。
【0015】また、比較画像では、図8に示す画像と略
同一形状の画像が得られるため、バンプ16の画像から
バンプ16の中心位置を測定できる。このため、測定し
たバンプ16の中心位置と、バンプ16の中心位置の設
計値とを比較し、両者の位置差が大きい場合には、バン
プ16が大きな位置ずれを起こしているものと判断され
る。かかるバンプ16を具備する基板10を実装基板に
実装すると、大きな位置ずれを起こしたバンプ16は、
実装基板のパッドに接続されず、接続不良を惹起するお
それがある。尚、どの程度の位置ずれを起こした場合
に、接続不良等の問題を惹起するかは予め実験によって
求めておくことが好ましい。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、バンプ形状を実質的に
喪失した不良バンプの存在の有無を検出できるため、不
良バンプに起因するトラブルを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る検査用照明装置の正面図を示す。
【図2】図1に示す検査用照明装置の部分断面図を示
す。
【図3】図1〜図2に示す検査用照明装置を使用した場
合を説明するための説明図である。
【図4】図1〜図2に示す検査用照明装置を使用した場
合に、得られる画像を説明するための説明図である。
【図5】本発明に係る検査装置の概略を説明するための
ブロック図である。
【図6】半導体装置に用いられる基板の一例を示す正面
図である。
【図7】基板の平坦面に対して略垂直に照射光を照射し
た場合を説明するための説明図である。
【図8】基板の平坦面に対して略垂直に照射光を照射し
た場合に、得られる画像を説明するための説明図であ
る。
【符号の説明】
10 基板 16 正常形状のバンプ 16′バンプ形状を実質的に喪失した不良バンプ 20 カメラ装置(取込手段) 21 空間部 22 枠体 24 光源(ハロゲン化金属ランプ) 26 光ファイバ束 28 光ファイバ 30 反射面 32 反射鏡部 α 反射面30の傾斜角 β 照射光の基板10の平坦面に対する角度

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板面等の平坦面から突出するバンプの
    突出状態を検査する検査用照明装置であって、 該バンプが形成された基板等の検査対象が配設される空
    間部が設けられた枠体と、 光源に一端が連結された複数本の光ファイバから成り、
    且つ前記光ファイバの各々の他端が前記枠体の底面に分
    散して設けられた光ファイバ束と、 前記光ファイバ束を介して枠体の底面から下方に向けて
    射出される光源からの照射光を反射し、枠体の空間部に
    配設される検査対象の平坦面に対して実質的に平行な照
    射光を射出する反射面が形成された反射鏡部とを具備す
    ることを特徴とする検査用照明装置。
  2. 【請求項2】 枠体が環状体である請求項1記載の検査
    用照明装置。
  3. 【請求項3】 枠体の空間部に載置される検査対象の平
    坦面に対して10〜20°の角度で照射光を射出する反
    射鏡が、反射鏡部に設けられている請求項1又は請求項
    2記載の検査用照明装置。
  4. 【請求項4】 光源がハロゲン化金属ランプである請求
    項1〜3のいずれか一項記載の検査用照明装置。
  5. 【請求項5】 基板面等の平坦面から突出するバンプの
    突出状態を検査する検査装置であって、 請求項1記載の検査用照明装置を使用し、検査対象のバ
    ンプ形成面の検査画像を取り込む第1の取込手段と、 前記検査対象と同一パターンでバンプが形成され且つ良
    品である比較対象の平坦面に対して略垂直に照射光を射
    出する照明装置を使用し、前記比較対象のバンプ形成面
    の比較画像を取り込む第2の取込手段と、 前記第1及び第2の取込手段で取り込まれた検査画像と
    比較画像とを比較し、バンプが実質的に欠如している箇
    所の有無を検出する検出手段とを具備することを特徴と
    する検査装置。
  6. 【請求項6】 比較対象の平坦面に対して略垂直に照射
    光を射出する照明装置が、比較対象が配設される空間部
    が設けられた枠体と、光源に一端が連結された複数本の
    光ファイバから成り、且つ前記光ファイバの各々の他端
    が前記枠体の底面に分散して設けられた光ファイバ束と
    を備え、前記光源からの照射光が光ファイバ束を介して
    枠体の底面から同軸落射される照明装置である請求項5
    記載の検査装置。
  7. 【請求項7】 枠体が環状体である請求項6記載の検査
    装置。
  8. 【請求項8】 光源がハロゲン化金属ランプである請求
    項6又は請求項7記載の検査装置。
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