JPH10232114A

JPH10232114A - 半導体パッケージの端子検査装置

Info

Publication number: JPH10232114A
Application number: JP32452197A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurihara; 栗原　　隆; Tomikazu Tanuki; 富和田貫
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】端子の頂点付近のエッジパターンを鮮明かつ適
当なる大きさで得ることができ、かつ背景像とのコント
ラストが良好な端子像を得ることができ、さらに隣接端
子像が完全に分離された撮像画像を得ることができるよ
うにして、端子平坦度などの検査精度を向上させる。【解決手段】ボール状の端子が列設された半導体パッケ
ージのパッケージ面を所定の仰角をもって斜め方向から
撮像する斜め撮像手段と、前記斜め撮像手段による撮像
用に前記パッケージ面を照明する斜め撮像用照明手段と
を具え、これら斜め撮像手段の撮像データに基づいて半
導体パッケージの端子を検査する半導体パッケージの端
子検査装置において、前記斜め撮像用照明手段を、少な
くともその内周面から照明光を発生し、前記半導体パッ
ケージの上方に配設されそのリング面が前記斜め撮像手
段の光軸に略直角となるように配設された半リング形状
の照明とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はＢＧＡやＣＳＰな
どの半導体パッケージのボール状端子の位置ズレ、ピッ
チ、平坦度などの各種検査項目を検査する半導体パッケ
ージの端子検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＧＡ（Ball Grid Array）またはＣＳ
Ｐ（Chip Size Package）と呼ばれる半導体パッケージ
（以下これらをまとめてＢＧＡと略記する）は、半導体
パッケージの裏面にボール状のハンダバンプが２次元配
列されたものであり、ＢＧＡはこれらハンダバンプによ
ってプリント配線基板に直接ハンダ付けして実装される
ようになっている。

【０００３】このＢＧＡのようなパッケージ裏面に端子
が形成されたタイプの半導体パッケージに関して、端子
の位置ズレ、ピッチ、平坦度などを検査する際、従来
は、３角測量の原理を用いて被検査対象までの距離を測
定するレーザ変位計を用いるようにしていた。

【０００４】すなわち、このレーザ変位計を用いた従来
技術では、裏面を上にして配設された上記半導体パッケ
ージの上にレーザ変位計を配置し、このレーザ変位計で
半導体パッケージの各ハンダバンプの頂上部付近を１つ
ずつ走査することで、各ハンダバンプの高さなどを計測
するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザ変位
計を用いた従来技術では、レーザ変位計によって各ハン
ダバンプの高さを１つずつ計測するようにしているの
で、検査に多くの時間がかかり、またハンダバンプの表
面に傷等がある場合、正確な検査測定をなし得ないとい
う問題がある。

【０００６】そこで、本出願人は、特願平８−１２４９
５３号によって上記の問題点を解決するようにしてお
り、図１７にその構成を示す。

【０００７】すなわち、図１７において、ＢＧＡ１は表
裏反転されてＢＧＡトレイ３上に載置されており、ＢＧ
Ａ１の上方には、ハーフミラーＨＭが配設され、更にそ
の上方にはカメラＡ用の照明５が配設されている。カメ
ラＡは、ハーフミラーＨＭを介してＢＧＡ１の裏面像を
平面図像として撮像する。ＢＧＡ１の側部にはカメラＢ
用の照明６が設けられており、カメラＢでハンダボール
（ハンダバンプ）２が配設されたＢＧＡ１の裏面を斜め
上方から撮像する。この場合、カメラＡで撮像する際に
はカメラＡ用の照明５のみを点灯し、またカメラＢで撮
像する際にはカメラＢ用の照明６のみを点灯する。

【０００８】上記図１７に示す構成では、２台のカメラ
Ａ，Ｂで撮像した画像データをステレオ法によって処理
することで各ボールの３次元情報（平面位置(ｘｙ位置)
及び高さ(ｚ位置)）を得るようにしている。

【０００９】ここで、上記２台のカメラＡ，Ｂの撮像画
像中でボール２の画像位置を特定する際には、通常パタ
ーンマッチング処理が用いられが、パターンマッチング
において、位置決めする対象（この場合はハンダボール
２）と背景（この場合はパッケージ基板面４）とのコン
トラストが高いほど位置の検出精度は向上する。また、
逆に、背景（パッケージ面４）からの反射光がカメラに
入ってしまうと、位置決め対象であるハンダボールとの
コントラストが低下して、位置決め精度、ひいては平坦
度（高さ）などを検査精度自体が低下してしまう。

【００１０】また、一般に、ＢＧＡパッケージの基板中
にはランダムな配線パターンが走っているために、基板
からの反射光がカメラにはいる場合は、これら配線パタ
ーンからの反射光もカメラにはいることになる。このラ
ンダムな配線パターンからの反射光はパターンマッチン
グの際の外乱になり、これも位置決め精度を低下させる
原因となる。

【００１１】ここで、上記図１７に示す構成において、
ＢＧＡ１を斜め上方から撮像するカメラＢ用の照明とし
ては、通常図１８または図１９に示すような平板状の反
射照明６が用いられていた。

【００１２】これら平板照明は、プレート上に多数個の
ＬＥＤをマトリクス状に配列したもので、図１８の場合
は、ＢＧＡ１の斜め上方からＢＧＡ１を照明するように
している。なお、ＢＧＡやＣＳＰの場合は、撮像対象で
ある端子（ボール）が基板のエリア内に存在し、ＱＦＰ
のようにパッケージの外側に突出していないので、透過
照明は使用不可能で、どうしても反射照明を使用する必
要がある。

【００１３】この図１８のような斜め上方からの照明６
を用いた場合、ハンダボールの撮像像は円形の光った像
となるが、隣接したハンダボールの撮像像がつながらな
いように照明光の光量を下げると、カメラＢに入射され
るハンダボールからの反射光量自体も減少することにな
り、この結果ハンダボールの撮像像は図２０(a)に示す
ように、１個１個が非常に小さな像となってしまい、実
用には供さない。

【００１４】また、図１８において、照明６の光量を上
げてハンダボールの光る部分の像を大きくしようとする
と、カメラＢからみて奥行き方向に対しても光る部分が
増大されるために、結果として、図２０(b)に示すよう
に、隣接するハンダボールの像がつながってしまう。こ
のように、図１８に示す照明６では、光量を増減して
も、要求されるパターンマッチングの精度を確保するこ
とができない。

【００１５】次に、図１９に示す技術では、ＢＧＡ１を
挟んでカメラＢと正対するように平板照明６を配置して
いるが、この場合には、ＢＧＡ１のパッケージ基板４か
ら反射光がまともにカメラＢに入射されてしまい、カメ
ラＢの撮像像において背景部分（パッケージ基板４）と
ハンダボール２部分とのコントラストが低下して、これ
も要求される位置決め精度を確保することができない。

【００１６】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、端子の頂点付近のエッジパターンを鮮明かつ
適当なる大きさで得ることができ、かつ背景像とのコン
トラストが良好な端子像を得ることができ、さらに隣接
端子像が完全に分離された撮像画像を得ることができる
ようにして、端子平坦度などの検査精度を向上させる半
導体パッケージの端子検査装置を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段および作用効果】請求項１
に対応する発明では、ボール状の端子が列設された半導
体パッケージのパッケージ面を所定の仰角をもって斜め
方向から撮像する斜め撮像手段と、前記斜め撮像手段に
よる撮像用に前記パッケージ面を照明する斜め撮像用照
明手段とを具え、これら斜め撮像手段の撮像データに基
づいて半導体パッケージの端子を検査する半導体パッケ
ージの端子検査装置において、前記斜め撮像用照明手段
は、少なくともその内周面から照明光を発生し、前記半
導体パッケージの上方に配設されそのリング面が前記斜
め撮像手段の光軸に略直角となるように配設された半リ
ング形状の照明であることを特徴とする。

【００１８】すなわち、半リング状照明をリングの頂上
部分とその両側にある側部領域との３つの領域に分けて
考えた場合、上記頂上部分からの光のみでは撮像した端
子像の形状はボール状端子の形をそのまま反映する略円
形となり、隣接した端子像とつながりやすくなる。ま
た、隣接した端子像がつながらないように頂上部分の照
明の光量を下げた場合は、光量が不足して、その端子像
は小さなものとなる。また、上記頂上部分の照明を強く
すると、端子像は大きくはなるが隣接した端子像とつな
がってしまう。

【００１９】そこでこの発明では、半リング状に照明を
構成することにより、半導体パッケージを上記頂上部分
からの他に該頂上部分の両側にある前記側部領域からも
照明することにより、上記頂上部分の照明のみではボー
ル状端子用の照明としては不足する分を上記頂上部分の
両側にある側部領域からの照明によって補填するように
している。すなわち、ボール状端子の頂上付近に前記側
部領域から斜め側方から照明をした像が、半リング状照
明の頂上部分からの照明による像に追加される、この結
果撮像された像は逆Ｕ字型となり、隣接端子像とつなが
り難く分離し易くなる。

【００２０】また、リング状照明のリング面が斜め撮像
手段の光軸に略直角となるように配設されているので、
半リング状照明の前記側部領域からの光は半導体パッケ
ージの基板面で反射されても斜め撮像手段に直接入射さ
れる光量は極めて少なくなる。なお、半リング状照明の
前記側部領域からボール状端子の頂上付近に入射された
光は、端子がボール状をしているので、各方向に適宜散
乱されて斜め撮像手段へも適当量入射される。

【００２１】したがって、斜め撮像手段により撮像され
たボール状端子像は、背景である基板画像とのコントラ
ストが良好なものになる。

【００２２】請求項１０に対応する発明では、ボール状
の端子が列設された半導体パッケージのパッケージ面を
所定の仰角をもって斜め方向から撮像する斜め撮像手段
と、前記斜め撮像手段による撮像用に前記パッケージ面
を照明する斜め撮像用照明手段とを具え、これら斜め撮
像手段の撮像データに基づいて半導体パッケージの端子
を検査する半導体パッケージの端子検査装置において、
前記斜め撮像用照明手段は、少なくともその内周面から
照明光を発生し、前記半導体パッケージを囲繞するよう
に配設されてそのリング面が前記斜め撮像手段の光軸に
略直角となるように配設されたリング形状の照明である
ことを特徴とする。

【００２３】かかる発明によれば、斜め撮像用照明をリ
ング状形状とし、このリング状形状の照明を半導体パッ
ケージを囲繞するように配設する。

【００２４】したがって、この発明においても、先の発
明同様、隣接ボール画像と分離し易い形状である逆Ｕ字
型のボール端子像を、或る程度の面積を確保しつつ得る
ことができるようになるとともに、背景である基板画像
とボール画像とのコントラストも良好なものになる。

【００２５】請求項１１に対応する発明においては、ボ
ール状の端子が列設された半導体パッケージのパッケー
ジ面を所定の仰角をもって斜め方向から撮像する斜め撮
像手段と、前記斜め撮像手段による撮像用に前記パッケ
ージ面を照明する斜め撮像用照明手段と、を具え、これ
ら斜め撮像手段の撮像データに基づいて半導体パッケー
ジの端子を検査する半導体パッケージの端子検査装置に
おいて、前記斜め撮像用照明手段は、そのドーム内周面
から照明光を発生し、前記半導体パッケージの上方に配
設されてその中心軸が前記斜め撮像手段の光軸に略平行
または一致するように配設されたドーム形状の照明であ
ることを特徴とする。

【００２６】かかる発明によれば、斜め撮像用照明をド
ーム状形状とし、このドーム状形状の照明を半導体パッ
ケージの上方に配設する。

【００２７】したがって、この発明においても、先の発
明同様、隣接ボール画像と分離し易いボール端子像を、
或る程度の面積を確保しつつ得ることができるようにな
り、また背景である基板画像とボール画像とのコントラ
ストも良好なものになる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を添付図
面に従って詳細に説明する。

【００２９】なお、以下の実施例では、検査対象とする
半導体パッケージをＢＧＡ１とする。ＢＧＡ１は、周知
のように、プリント基板を用いたＬＧＡ（Land grid ar
rey）タイプのチップキャリアであり、チップの上面側
をモールドするとともに、下面側に複数のハンダバンプ
２（以下ボールという）を格子状に形成したものであ
る。

【００３０】［第１実施例］図１にこの発明の第１実施
例を示す。

【００３１】図１において、ＢＧＡ１は表裏反転されて
ボール２が列設されたボール面を上にしてＢＧＡトレイ
３上に載置されている。

【００３２】ＢＧＡ１の上方には、ＢＧＡ１のボール２
が配設された裏面を真っ直ぐ上方から撮像するためのカ
メラＡが配設されている。また、ＢＧＡ１の上方には、
ＢＧＡトレイ３を囲むようにリング状照明７が配設され
ており、このリング状照明７はカメラＡでの撮像のとき
にのみ点灯されるカメラＡ用の照明である。このリング
状照明７は、通常の白色蛍光灯でもよいし、リングの内
周面に多数のＬＥＤをマトリクス状に列設したものを用
いてもよい。

【００３３】一方、ＢＧＡ１の斜め上方には、ＢＧＡ１
の裏面を斜め上方から撮像するカメラＢが配設されてお
り、その仰角θは例えば２０度前後に設定するようにし
ている。

【００３４】また、カメラＡとリング状照明７の間に
は、カメラＢ用の照明としてのアーチ状の半リング照明
８が設けられており、この半リング照明８はカメラＢで
の撮像のときにのみ点灯される。この場合、この半リン
グ状照明８の内周面全領域には、多数個の発光素子９
（例えばＬＥＤ）がマトリクス状に列設されている。こ
の半リング状照明８が、この発明における特徴である。

【００３５】かかる図１の構成によれば、カメラＡによ
ってＢＧＡ１の裏面の平面像を撮像し、この撮像データ
から、各ＢＧＡ１のボール２のｘ−ｙ位置を求める。ま
た、必要に応じて、各ボールの直径、変形の有無等の情
報も求める。

【００３６】また、カメラＢでＢＧＡ１の裏面を斜め上
方から撮像することで、各ボール２の斜め方向の高さｄ
を求める。そして、これら各ボール２の高さデータｄが
得られると、この高さデータｄと予め既知であるボール
の理想半径ｒおよびカメラＢの仰角θを用いて、各ボー
ルのｚ方向の高さＨを演算する。

【００３７】ここで、前記カメラＢ用の半リング照明８
であるが、その半径は、図２に示すように、少なくとも
検査対象である１つのＢＧＡパッケージ１を上方の略１
８０度方向から照明できる大きさに設定している。ま
た、この半リング照明８は、カメラＢの光軸に対しその
リング面Ｇがほぼ直角になるように配設されている。な
お、図１の場合は、半リング状照明８のリング面Ｇを、
ＢＧＡ１に対する正対面Ｊから少しずらせて配設するよ
うにしているが、これはこの場合半リング状照明８の各
ＬＥＤの照射方向をリング面にＧに対し角度を付けて設
定して、ＢＧＡ１の裏面を均一に照明できるようにした
ためであり、この配設位置はＢＧＡ１の上方であれば任
意の位置でよい。例えば、リング面Ｇを面Ｊに一致させ
るようにしてもよい。

【００３８】図３は、かかる半リング状照明８によって
得られたカメラＢによるボール２の撮像画像の一部を示
すもので、この半リング状照明によれば各ボールの頂点
付近の画像は、逆Ｕ字型のエッジパターンとして得るこ
とができる。なお、図３において、２´はボール像、４
´は基板画像である。

【００３９】即ち、半リング状照明８によれば、図２に
示すように、ＢＧＡ１から見て高い位置にある照明領域
Ａ１の部分でＢＧＡ１のボール２の頂点付近を照明する
とともに、その両側のＢＧＡ１から見て低い位置にある
照明領域Ａ２，Ａ３の部分でＢＧＡ１を斜め側方から照
明することにより、ボール２の光る部分の面積を増大さ
せるようにして、図３に示したような逆Ｕ字型のボール
画像を得るようにしている。

【００４０】すなわち、半リング状照明８の照明領域Ａ
１の部分は基本的には先の図１４に示した平板照明と同
じような作用をするが、この照明領域Ａ１の両側に領域
Ａ２，Ａ３を延設して照明８を半リング状としたことに
よって、照明領域Ａ１のみでは不足しているボール２の
光る部分の面積を増大させ（なぜならば、ボールの表面
は球状であるため側方の照明領域Ａ２，Ａ３からの光で
もカメラＢに入射される）、かつその形状は隣接ボール
像とつながり易い円形ではなく逆Ｕ字型とするようにし
ている。

【００４１】また、前記照明領域Ａ２，Ａ３は先の図１
５に示した平板照明と同様、ＢＧＡ１から見て低い位置
にあるが、照明８を半リング状として照明領域Ａ２，Ａ
３からの光をＢＧＡ１のななめ側方（図１ではＹ方向）
から入射するようにしているので、図２に示すように、
照明領域Ａ２，Ａ３の光のパッケージ基板での反射光
は、殆どカメラＢに入射されることはない。このため、
カメラＢによって得られたボールパターンは、背景部分
であるパッケージ基板とのコントラストが大きなものと
なる。

【００４２】なお、図１の場合は、カメラＢの仰角θを
２０゜程度に設定してカメラＢを比較的低い位置に配設
するようにしたので、半リング状照明８のリング面Ｇを
カメラＢの光軸にほぼ直角にするようにしたが、カメラ
Ｂの仰角θが４５゜程度の場合は例外であり、リング面
ＧをカメラＢの光軸に直角にするべきではない。なぜな
らば、カメラＢの仰角θおよびリング面Ｇが双方とも４
５゜程度の場合は、リング状照明８の高い位置にある照
明領域Ａ１からの光のパッケージ基板での反射光がカメ
ラＢに直接入射されるようになり、基板像とボール像と
のコントラストを考えた場合、好ましくないからであ
る。

【００４３】このように、図１の実施例においては、カ
メラＢ用の照明として、ＢＧＡ１の上方にＢＧＡ１を取
り囲むようにかつそのリング面ＧがカメラＢの光軸に直
角になるように半リング状の照明を設けるようにしたの
で、隣接ボール画像と分離し易い形状である逆Ｕ字型の
ボール頂点パターンを、或る程度の面積を確保しつつ得
ることができるようになるとともに、背景である基板画
像とボール画像とのコントラストも良好なものになる。

【００４４】さらに、この実施例では、カメラＡ用とし
て、リング状蛍光灯７によってＢＧＡ１の裏面を３６０
度横方向から照明するようにしたので、ＢＧＡ裏面全面
に均一な照明がなされるようになり、コントラストの良
いＢＧＡ１の平面図画像を得ることができる。

【００４５】［第２実施例］図４にこの発明の第２実施
例を示す。

【００４６】この第２実施例では、前述した半リング状
照明８の内周面上に、まず光拡散シート１０を積層し、
さらにその上層にレンズアレイ１１（例えばプリズムシ
ートやマイクロレンズアレイなど）を積層するようにし
ている。

【００４７】すなわち、ＢＧＡやＣＳＰにおいては、テ
スト工程でテスト用触針（プローブ）と接触したりして
ボール表面に圧痕が残ったり、製造工程あるいは保存上
の問題でボール表面に微小な凹凸が形成されたりするこ
とがあり、これらの表面が滑らかではないボール表面に
ＬＥＤ等の指向性の高い照明を直接当てると、カメラＢ
で撮像されたボール画像自体に前記ボール表面の凹凸に
対応する輝点や暗点が生じてしまう。これらの輝点及び
暗点は、パターンマッチングの際に大きな悪影響を及ぼ
し、位置決め精度を低下させる１つの原因となる。

【００４８】そこで、この第２の実施例においては、半
リング状照明８の内周面に光拡散用のシート１０を配置
して、図５(a)(b)に示すように、照明の指向性を弱める
ようにしている。また、光拡散用シート１０を配置した
場合、照明の光量が落ちるので、図５(c)に示すよう
に、光拡散用シート１０の前面に一次元の集光作用を持
つレンズアレイを配置して、光量を低下させることなく
光拡散性を増すことが可能にしている。

【００４９】［第３実施例］図６にこの発明の第３実施
例を示す。

【００５０】この第３の実施例においては、半リング状
照明８の前方に偏光フィルタ１２を配置するとともに、
カメラＢの手前にも偏光フィルタ１３を配設するように
している。偏光フィルタ１２及び１３の偏光方向は同じ
にしておく。

【００５１】すなわち、ＢＧＡ１のハンダボールはハン
ダ（金属）であるので、入射光を正反射する割合が多い
ので入射光の偏光状態は概ね変化しない。逆にＢＧＡ１
の基板面はポリイミドなどの有機材料で表面が構成され
ているので、入射光が吸収拡散される割合が多くなり、
偏光状態が変化することが多くなる。

【００５２】したがって、半リング状照明８およびカメ
ラＢの前方に同じ偏光方向をもつ偏光フィルタ１２，１
３を配設すると、ハンダボール上での反射光は殆どカメ
ラＢに入射されるが、基板上での拡散光は偏光フィルタ
１３でカットされることになり、基板像に対するボール
像のコントラストを向上させることができる。

【００５３】［第４実施例］図７にこの発明の第４実施
例を示す。

【００５４】この第４の実施例においては、半リング状
照明８の前方に特定の波長の光をカットする波長選択フ
ィルタ１４を配置するとともに、カメラＢの手前にも波
長選択フィルタ１５を配設するようにしている。

【００５５】すなわち、ＢＧＡ１のハンダボールはハン
ダであり銀色をしているので全ての波長の光を反射す
る。逆にＢＧＡ１の基板面は緑色や茶色など色が付いて
いることが多いので、特定の波長の光のみを反射しがち
である。

【００５６】そこで、波長選択フィルタ１４および１５
によって、基板面から反射される特定の波長をカットす
るようにすれば、ハンダボール上での反射光は殆どカメ
ラＢに入射されるが、基板上での反射光は波長選択フィ
ルタ１５でカットされることになり、基板像に対するボ
ール像のコントラストを向上させることができる。

【００５７】［第５実施例］図８にこの発明の第５実施
例を示す。

【００５８】この第５の実施例においては、半リング状
照明８を青色とし、リング状照明７を赤色とするように
しており、カメラＢの前方には赤色光をカットする（青
色光を透過する）波長選択フィルタ３０を配置するとと
もに、カメラＡの手前には青色光をカットする（赤色光
を透過する）波長選択フィルタ３１を配設するようにし
ている。この場合、リング状照明７および半リング状照
明８は、同時に点灯される。

【００５９】前述したように、半田ボール２は銀色であ
り、全ての波長の光を反射する特性を有している。これ
に対し、基板面の配線パターンは銅や金メッキが使用さ
れ、図９に示すように、特定の波長（特に長波長側）の
光に対する反射率が高い特性を有している。

【００６０】図９は、銅、金、半田の各波長に対する反
射特性を示すもので、この図９によれば、青色光の場合
には銅、金に対する反射率は低くなることが判る。

【００６１】したがって、半リング状照明８として青色
光を採用するようにすれば、カメラＢによって得られる
撮像画像は、半田ボールの画像と基板画像のコントラス
トが向上し、かつ基板面の配線パターンに対応する画像
が取り除かれたものとなり、パターンマッチングの精度
を向上させることができる。なお、赤色光は図９に示し
たように、半田ボール、配線パターン（銅、金）の双方
に対して反射率が高いが、カメラＡはＢＧＡ１を真上か
ら撮像するようにしているので、リング状照明７の照明
による配線パターンからの反射はそれほど問題とはなら
ない。

【００６２】図１０(a)は、赤色照明を用いた場合のカ
メラＢによる撮像画像を示すもので、また図１０(b)は
青色照明を用いた場合のカメラＢによる撮像画像を示す
ものである。赤色照明を用いた場合は、半田ボール、配
線パターンの双方の反射率が高くなるので、配線パター
ンの画像がノイズとなって現れている。これに対し、青
色照明を用いた場合は、配線パターンに対応する画像が
取り除かれた撮像画像を得ることができる。

【００６３】次に、図８の実施例によれば、半リング状
照明８を青色とし、リング状照明７を赤色とし、各カメ
ラＡ，Ｂの手前に一方の照明光を遮断する波長選択フィ
ルタ３０、３１を設けるようにしているので、２つの照
明７，８を同時に点灯して両カメラＡ，Ｂでの同時撮像
処理を行うことができるようになり、ＢＧＡ検査処理を
高速化することができる。なお、リング状照明７は、青
色以外の光であれば、赤色に限るわけでなく、他の任意
の色の光を採用するようにしてもよい。

【００６４】なお、上記図８の実施例では、半リング状
照明８として青色領域の波長の光を採用するようにした
が、ボール状端子の材質における反射率が基板面の材質
における反射率より高い領域の波長の光であれば青色領
域以外の光を用いるようにしてもよい。また、リング状
照明７は赤色に限らず、半リング状照明８に使用してい
る波長領域以外の波長を使用するようにすればよい。し
たがって、波長選択フィルタ３０としては、リング状照
明７で使用されている波長域の光を遮断する波長選択特
性を持たせるようにすればよく、また波長選択フィルタ
３１としては、半リング状照明８で使用されている波長
域の光を遮断する波長選択特性を持たせるようにすれば
よい。

【００６５】次に、図８の実施例では、半リング状照明
８を各列毎に個別点灯可能なようにしている。すなわ
ち、この場合、半リング状照明８は、リングの内周面に
多数の青色ＬＥＤをマトリクス状に列設しているが、こ
れら複数列のＬＥＤを各列毎に個別点灯可能なようにす
る。例えば、図８においては、９−ａ、９ーｂ，９ー
ｃ，９ーｄの４列を有するようにしているが、これらを
列毎に個別点灯可能なようにしている。

【００６６】すなわち、半田ボールの反射光量は、半田
ボールの表面状態やボールの径の違いによって大きく異
なるが、ある特定の反射光量を想定してカメラＢの画像
増幅部のゲインを決めると、反射光量の大きなボールを
撮像した場合、カメラＢのダイナミックレンジを超えて
画像信号が飽和してしまい、半田ボールの撮像データの
Ｓ／Ｎ比が劣化するという不具合が発生する。

【００６７】そこで、図８の実施例では、半リング状照
明８を各列毎に個別点灯可能なようにし、ボール径の大
きな反射光量の多い半田ボールや表面状態が滑らかな反
射率の高い半田ボールの場合は、点灯する列数を減らし
て画像信号の飽和を防止し、逆にボール径の小さな反射
光量の少ない半田ボールや表面状態が荒れていて反射率
の低い半田ボールの場合は、点灯する列数を増やして反
射光量の低下を防ぐことでＳ／Ｎ比の低下を防ぐように
している。このため、この実施例では半田ボールの表面
状態やボール径に左右されずに、良好な検査精度を確保
することができるようになる。なお、画像信号をダイナ
ミックレンジ内に収める手法としては、他に、カメラの
レンズに可変絞りを入れてこれを調整する、ＣＣＤカメ
ラの増幅部のゲインを調整する、半リング状照明８の光
量自体をアナログ的に調整するなどがある。

【００６８】次に、図８の実施例においては、リング状
照明７は７ーａ、７ーｂの２列にしており、より深い角
度でＢＧＡ１を照射できるようにしている。リング状照
明７はリングの内周面に多数のＬＥＤを２列に列設して
いるが、各列のＬＥＤを列毎に個別点灯可能なようにし
ている。

【００６９】すなわち、ＢＧＡやＣＳＰの検査を行う際
には、ＢＧＡ／ＣＳＰ１は図１１(a)に示すようなリブ
３５を有するトレイ３６上に載置されることが多いが、
図１の実施例のように、リング状照明７を１列としてＢ
ＧＡ／ＣＳＰ１に対し浅い角度でしか光を入射できない
ような構成の場合、リブ３５の存在が、図１１(b)に示
すようにリング状照明７の照明を遮って、ＢＧＡ／ＣＳ
Ｐ１のパッケージ周辺部に影３７を形成しまう。このた
め、カメラＡによって得られたＢＧＡ／ＣＳＰ１の撮像
画像のパッケージ周辺部のボール像としては、他の中央
部のボール像（ほぼ円形）とは異なった変形したもので
得られ、パターンマッチング精度を低下させる原因とな
っていた。

【００７０】そこで、この図８の実施例では、リング状
照明７は７ーａ、７ーｂの２列にし、これら２列を列毎
に個別点灯可能なようにしている。すなわち、トレイ３
６のリブ３５の影が問題とならない場合は、浅い角度の
照明である７ーｂ列のみを点灯し、リブ３５の影が問題
となる場合は、７−ａ列のみもしくは７−ａおよび７ー
ｂ列の双方を点灯する。これにより、図１１(c)に示す
ように、リブの影の影響が撮像画像に現れなくなり、パ
ターンマッチング精度を向上させることができる。

【００７１】なお、リング状照明７を３列以上にするよ
うにしてもよい。

【００７２】［第６実施例］図１２にこの発明の第６実
施例を示す。

【００７３】前述した各実施例においては、カメラＢ用
の照明８を半リング状としたが、これはＢＧＡ１を保持
している面より下側の領域がＢＧＡ１の搬送装置などの
ためのエリア用に確保しなくてはならないことを考慮し
たためである。

【００７４】この第６実施例においては、ＢＧＡ１の下
側の領域が自由に使用できる場合を想定しており、この
場合はカメラＢ用の照明として、完全なリング状の照明
１７を用いるようにしている。

【００７５】この第６実施例においても、先の図８に示
した実施例で採用した各種技術を採用するようにしても
よい。すなわち、リング状照明１７を青色にしてもよい
し、リング状照明１７、７を同時点灯できるようにカメ
ラＡ，Ｂの手前に波長選択フィルタを配置するようにし
てもよい。また、リング状照明７を２列〜複数列にする
ようにしてもよい。

【００７６】［第７実施例］図１３〜図１６にこの発明
の第７実施例を示す。

【００７７】この第７実施例においては、カメラＢ用の
照明として、図１３(a)(b)に示すようなドーム型の照明
２０を採用するようにしている。

【００７８】このドーム型照明２０の内側面には、多数
のＬＥＤ２１が縦横に列設されており（図１３の場合は
便宜上簡略化して３列とした）、このドーム型照明２０
は、例えば図１４に示すような位置及び角度に配置され
る。

【００７９】すなわち、このドーム型照明２０は、カメ
ラＢの光軸に対しその中心軸がほぼ平行またはほぼ一致
するように配設されている。なお、図１４の場合は、ド
ーム型照明２０を、ＢＧＡ１（またはＢＧＡトレイ３）
を完全に囲繞できる位置からずらせて配置しているが、
この配置位置は任意である。

【００８０】ドーム型照明２０の頂部には、ＢＧＡ１で
の反射光をカメラＢに導光するための孔２２が形成され
ている。

【００８１】ここで、このドーム型照明２０は、複数
（この場合は３列）の同心円状のＬＥＤ列で構成されて
いるが、該照明２０は点灯するＬＥＤを列単位に任意に
切り換えることができるようになっており、これにより
ＢＧＡ１のボールの形状や基板の反射特性などに応じて
最適な照明条件を試行錯誤で選択することができる。

【００８２】図１４は、全ての列のＬＥＤを点灯した場
合であり、この場合はボールの表面が滑らかでない場合
に有効であり、あらゆる方向から照明を当てることによ
り無影照明に近い効果が得られ、ボールを安定して光ら
せることができる。

【００８３】図１５は、ドームの最下層列である第１列
目の照明２１−１のみを点灯した場合であり、基板配線
パターンからの反射光が比較的小さい場合に有効な照明
となる。すなわちこの場合は、基板での反射光が直接カ
メラＢに入射される照明となるため、反射率が高い基板
を持つＢＧＡ１に対しては不向きとなる。

【００８４】図１６は、ドームの最上層列である第３列
目の照明２１−３のみを点灯した場合であり、基板での
反射光は直接カメラＢには入射されないために、基板配
線パターン化らの反射光が大きな場合でも有効な照明と
なる。なお、この場合は、基板からの反射光のみならず
ボールでの反射光もカメラＢに入射されにくいので、ボ
ールの高さ情報も得にくいという問題も有している。

【００８５】なお、上記図１３〜図１６に示す実施例に
おいて、１列単位ではなく、２〜ｎ列単位にＬＥＤを分
割点灯するようにしても良い。さらに、ドームの円周方
向を複数のブロックに分割し、これら分割したブロック
単位にＬＥＤを分割点灯させるようにしても良い。ま
た、ドーム状照明２０を青色にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す図。

【図２】第１実施例の作用を説明するための図。

【図３】第１実施例により得られるボール撮影像を示す
図。

【図４】この発明の第２実施例を示す図。

【図５】第２実施例の作用を説明す為の図。

【図６】この発明の第３実施例を示す図。

【図７】この発明の第４実施例を示す図。

【図８】この発明の第５実施例を示す図。

【図９】半田、金、銅の反射特性を示す図。

【図１０】赤色光を照明した場合と青色光を照明した場
合の撮像画像のディスプレイ上に表示した中間調画像を
それぞれ示す図。

【図１１】第５実施例を説明するための図。

【図１２】この発明の第６実施例を示す図。

【図１３】この発明の第７実施例を示す図。

【図１４】第７実施例の動作例を示す図。

【図１５】第７実施例の他の動作例を示す図。

【図１６】第７実施例の更に別の動作例を示す図。

【図１７】先行技術を示す図。

【図１８】先行技術による照明の一例を示す図。

【図１９】先行技術による照明の他の一例を示す図。

【図２０】先行技術によるボール撮影像を示す図。

【符号の説明】

１…ＢＧＡ２…ハンダバンプ（ボール）３…Ｂ
ＧＡトレイ４…基板面５，７…カメラＡ用照明６…カメ
ラＢ用照明Ａ，Ｂ…カメラ８…半リング状照明９…ＬＥＤ１０…光拡散層１１…レンズアレイ１２，１３
…偏光フィルタ１４，１５…波長選択フィルタ１７…リング状照明２０…ドーム状照明２１…ＬＥＤ列２２…孔３０、３１…波長選択フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボール状の端子が列設された半導体パッケ
ージのパッケージ面を所定の仰角をもって斜め方向から
撮像する斜め撮像手段と、前記斜め撮像手段による撮像用に前記パッケージ面を照
明する斜め撮像用照明手段と、を具え、これら斜め撮像手段の撮像データに基づいて半
導体パッケージの端子を検査する半導体パッケージの端
子検査装置において、前記斜め撮像用照明手段は、少なくともその内周面から
照明光を発生し、前記半導体パッケージの上方に配設さ
れてそのリング面が前記斜め撮像手段の光軸に略直角と
なるように配設された半リング形状の照明であることを
特徴とする半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項２】前記半リング形状照明は、半円筒状である
請求項１記載の半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項３】前記半リング形状照明の内周面に、光拡散
層を配設するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項４】前記光拡散層上にレンズアレイ層を配設す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導体パ
ッケージの端子検査装置。
【請求項５】前記半リング形状照明から半導体パッケー
ジまでの光路上に第１の偏光光学手段を配設すると共
に、前記半導体パッケージから斜め撮像手段までの光路
上に前記第１の偏光光学手段の偏光方向と同じ偏光方向
を有する第２の偏光光学手段を配設するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の半導体パッケージの端子検
査装置。
【請求項６】前記半導体パッケージから斜め撮像手段ま
での光路上に、前記半導体パッケージの基板面での反射
光に対応する波長の光のみをカットする波長選択光学手
段を配設するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項７】前記半リング形状照明から半導体パッケー
ジまでの光路上および前記半導体パッケージから斜め撮
像手段までの光路上に、前記半導体パッケージの基板面
での反射光に対応する波長の光のみをカットする波長選
択光学手段を配設するようにしたことを特徴とする請求
項１記載の半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項８】前記半リング形状照明として、前記ボール
状端子の材質における反射率が基板面の材質における反
射率より高い領域の波長を使用するようにしたことを特
徴とする請求項１記載の半導体パッケージの端子検査装
置。
【請求項９】半導体パッケージのパッケージ面の平面像
を撮像する平面像撮像手段と、前記平面像撮像手段による撮像用に前記パッケージ面を
照明する前記半リング形状照明に使用している波長領域
以外の波長を使用している平面像撮像用照明手段と、前記半導体パッケージから前記斜め撮像手段までの光路
上に設けられて前記平面像撮像用照明手段からの光を遮
断する第１のフィルタ手段と、前記半導体パッケージから前記平面像撮像手段までの光
路上に設けられて、前記半リング形状照明に使用してい
る波長領域の光を遮断する第２のフィルタ手段と、前記斜め撮像用および平面像撮像用照明手段を同時に点
灯し、斜め撮像手段及び平面像撮像手段の撮像データに
基づいて半導体パッケージの端子を検査する制御手段
と、を更に備えるようにしたことを特徴とする請求項８記載
の半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項１０】ボール状の端子が列設された半導体パッ
ケージのパッケージ面を所定の仰角をもって斜め方向か
ら撮像する斜め撮像手段と、前記斜め撮像手段による撮像用に前記パッケージ面を照
明する斜め撮像用照明手段と、を具え、これら斜め撮像手段の撮像データに基づいて半
導体パッケージの端子を検査する半導体パッケージの端
子検査装置において、前記斜め撮像用照明手段は、少なくともその内周面から
照明光を発生し、前記半導体パッケージを囲繞するよう
に配設されてそのリング面が前記斜め撮像手段の光軸に
略直角となるように配設されたリング形状の照明である
ことを特徴とする半導体パッケージの端子検査装置。
【請求項１１】ボール状の端子が列設された半導体パッ
ケージのパッケージ面を所定の仰角をもって斜め方向か
ら撮像する斜め撮像手段と、前記斜め撮像手段による撮像用に前記パッケージ面を照
明する斜め撮像用照明手段と、を具え、これら斜め撮像手段の撮像データに基づいて半
導体パッケージの端子を検査する半導体パッケージの端
子検査装置において、前記斜め撮像用照明手段は、そのドーム内周面から照明
光を発生し、前記半導体パッケージの上方に配設されて
その中心軸が前記斜め撮像手段の光軸に略平行または一
致するように配設されたドーム形状の照明であることを
特徴とする半導体パッケージの端子検査装置。