TW202235871A - 超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式 - Google Patents

超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式 Download PDF

Info

Publication number
TW202235871A
TW202235871A TW111108927A TW111108927A TW202235871A TW 202235871 A TW202235871 A TW 202235871A TW 111108927 A TW111108927 A TW 111108927A TW 111108927 A TW111108927 A TW 111108927A TW 202235871 A TW202235871 A TW 202235871A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gate
lower layer
mentioned
ultrasonic
time
Prior art date
Application number
TW111108927A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI800299B (zh
Inventor
酒井薫
小林昌幸
菅谷夏樹
菊川耕太郎
Original Assignee
日商日立電力解決方案股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日立電力解決方案股份有限公司 filed Critical 日商日立電力解決方案股份有限公司
Publication of TW202235871A publication Critical patent/TW202235871A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI800299B publication Critical patent/TWI800299B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • G01N29/069—Defect imaging, localisation and sizing using, e.g. time of flight diffraction [TOFD], synthetic aperture focusing technique [SAFT], Amplituden-Laufzeit-Ortskurven [ALOK] technique
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0645—Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/38—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by time filtering, e.g. using time gates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0231—Composite or layered materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects
    • G01N2291/2697—Wafer or (micro)electronic parts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本發明之課題在於，不使用難以恰當設定之S閘門而可抑止便利性降低並生成所需之接合界面之清晰之圖像。 本發明係一種具備超音波探針及控制器之超音波檢查裝置，其中控制器：(A)基於所受理之規定之條件，定義表示擷取反射波之一部分之時間範圍之第一閘門；(B)於第一閘門之結束時間前，定義1個以上的表示時間寬度較第一閘門小之時間寬度之第二閘門；(C)針對被檢查體之複數個測定點各者：(C1)從對應於測定點之反射波中，檢測出從較被檢查體之上表面靠下層之界面反射之下層回波或局部峰；(C2)基於下層回波或局部峰，調整該反射波之接收時間；以及(D)基於時間調整後之反射波及第二閘門，生成被檢查體之剖面圖像。

Description

超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式
本發明係關於一種非破壞檢查裝置，尤其關於使用超音波來判定電子零件等被檢查體內部是否存在剝離等缺陷及將內部狀態可視化之超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式。
關於從被檢查體之圖像中檢查缺陷之非破壞檢查方法，有如下方法：向被檢查體照射超音波，檢測出其反射波而生成超音波圖像，從而特定出缺陷。又，有如下方法：向被檢查體照射X射線，檢測出透過試樣的X射線而生成X射線圖像，從而特定出缺陷。
一般而言，為了藉由超音波檢測出具有多層構造的被檢查體內所存在之缺陷，利用了聲阻抗之不同所引起之反射特性。超音波於液體或固體物質中傳播，於聲阻抗不同之物質之交界面或空隙處，會產生反射波(回波)。此處，來自剝離、空隙等缺陷之反射波之強度高於來自無缺陷處之反射波。因此，藉由將被檢查體之各層之交界面處之反射強度圖像化，可獲得將被檢查體內所存在之缺陷加以顯現化之剖面圖像。
關於藉由超音波檢查裝置生成剖面圖像之方法，除了使用S閘門(gate)及F閘門之方法以外，還有專利文獻1中所記載之方法。該方法具有如下手段：針對從具有複雜且多層構造之被檢查體獲得之各測定位置之反射波，基於局部峰之特徵將反射波彼此對照，於所有反射波間建立相對應之局部峰之對應關係(專利文獻1之S105及S107)。又，專利文獻1中所記載之方法具有如下手段：當指定1個局部峰時，藉由與被指定之局部峰建立有對應關係之所有反射波之局部峰而生成圖像。再者，關於專利文獻1中所記載之特徵量之例，揭示有極性(+或-)、Z座標(z)、反射強度(f(z))、附近之局部峰數量(峰密度)、及與參考波形之交叉相關函數。(參考第0053段)藉此，專利文獻1中所記載之方法即便於不獲得S閘門之觸發點之情形時亦能夠實現交界面之圖像之生成。
又，作為不獲得觸發點之另一先前技術，有專利文獻2中所記載之方法。該方法係針對在根據被檢查體之表面粗糙度等所設定之S閘門內不獲得觸發點之測定位置，應用在周邊之測定位置獲得之觸發點，藉此減少來自目標剖面之反射波之損失。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利6608292號公報 [專利文獻2]日本專利特開2015-83943號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1中所記載之方法係運算局部峰之特徵量，於以特徵量為座標軸之空間(特徵空間)中繪製出該局部峰。其後，於該方法中，藉由對所繪製之圖進行分組來進行。然而，於該方法中，係成為特徵量空間之軸。特徵量之選定或對應基準之調整等試誤會連續發生，便利性較差。 另一方面，專利文獻2中所記載之方法能夠將未能檢測出S閘門之觸發點之測定位置圖像化。然而，由於覆蓋被試驗體之塑模樹脂表面之凹凸，而無法應對來自與表面觸發點相同之交界面之回波之接收時間差針對每個測定點並不固定之情形。
因此，本發明之目的在於提供一種不使用難以恰當設定之S閘門而可抑止便利性降低並生成所需接合界面之清晰圖像的超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，超音波檢查裝置具備： 超音波探針，其產生超音波並發送至被檢查體，接收從上述被檢查體反射之反射波；以及 控制器；且 上述控制器： (A)基於從使用者受理之規定之條件，定義表示擷取上述反射波之一部分之時間範圍之第一閘門； (B)於上述第一閘門之結束時間前，定義1個以上的表示時間寬度較上述第一閘門小之時間寬度之第二閘門； (C)針對上述被檢查體之複數個測定點各者： (C1)從對應於上述測定點之上述反射波中，檢測出從較上述被檢查體之上表面靠下層之界面反射之下層回波或局部峰； (C2)基於上述下層回波或局部峰，調整該反射波之接收時間；以及 (D)基於時間調整後之反射波及上述第二閘門，生成上述被檢查體之剖面圖像。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種不使用難以恰當設定之S閘門而可生成所需之接合界面之清晰圖像的便利性較高之超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式。
以下，對實施例進行說明。
本實施例係以IC(Integrated Circuit，積體電路)晶片等包含多層構造之電子零件為主要檢查對象。又，本實施例中，即使由於密封樹脂之表面粗糙度或厚度不均、縱構造之面內差異導致反射波之失真，亦可僅以簡單之條件受理生成使用者所需之不同類型構造物之接合界面之圖像。並且，本實施例係關於一種能夠檢測出微小剝離、空隙等接合不良之超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式。即，本實施例中，針對所獲得之所有測定位置之反射波，依序以局部峰等級(level)識別來自底面等下層界面之回波(下層界面回波)。並且，基於其接收時間偏差，修正所有測定位置之反射波之接收時間。進而，在下層界面回波前之接收時段定義特定之窄時間寬度之影像化閘門而生成圖像。本實施例即便於具有複雜且多層構造且縱構造因測定位置而不同時，仍對被檢查體之利用超音波之非破壞檢查特別有效。
以下，使用圖式對實施例進行說明。但是，本發明不被以下所示之實施方式之記載內容限定並解釋。只要為業者便可容易地理解，可於不脫離本發明之思想或主旨之範圍內變更其具體構成。變更例係作為變化(variations)而記載於本說明書之最後。
以下，使用圖式，對本實施例之超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式之實施方式進行說明。再者，為了簡化說明，以2.5維、3維半導體封裝製品等具有積層有複數個電子裝置而形成之多層構造的被檢查體為例進行說明。
首先，當向被檢查體之表面照射超音波時，作為超音波之特性，超音波會於被檢查體內部傳播，當有材料特性(聲阻抗)變化之交界面時，會反射超音波之一部分。特別是當有空隙時，會反射大部分。因此，捕捉所需之來自不同類型交界面之反射波，使其強度圖像化，藉此可生成使空隙或剝離等缺陷顯現化之超音波檢查圖像。再者，以後，有時會將「交界面」稱為「界面」。又，有時會將「位置」稱為「部位」。以下，以多層構造品之不同類型接合界面中之缺陷為檢測對象進行說明。
＜超音波檢查裝置＞ 圖2係表示本實施例之超音波檢查裝置之實施方式之概念圖。超音波檢查裝置具備檢測部1、A/D(Analog-to-Digital，類比/數位)轉換器6、信號處理部7及整體控制部8。檢測部1具備超音波探針(ultrasonic probe)2及探傷器3而構成。探傷器3藉由對超音波探針2賦予脈衝信號，而驅動超音波探針2。由探傷器3驅動之超音波探針2產生超音波，以水為媒介而發送至被檢查體(有時稱為試樣5)。
當所發送之超音波入射至具有多層構造之試樣5時，會從試樣5之表面或不同類型交界面發生反射波4。再者，於本說明書中，被檢查體與試樣係相同之含義。反射波4由超音波探針2接收，藉由探傷器3轉換為反射強度信號。其次，該反射強度信號藉由A/D轉換器6轉換為數位波形資料，輸入至信號處理部7。於試樣5上之檢查區域內逐次掃描來進行該超音波之發送、接收。再者，為便於說明，將超音波探針2所發生之超音波稱為「發送波」，將超音波探針2所接收之超音波稱為「反射波」。又，「反射波」有時會適當地稱為「超音波反射波」。
信號處理部7適當地具有圖像生成部7-1、缺陷檢測部7-2、資料輸出部7-3而構成。圖像生成部7-1對從A/D轉換器6輸入至信號處理部7之波形資料進行下述信號處理。藉由該處理，圖像生成部7-1根據數位波形資料生成試樣5之特定之接合面之剖面圖像。缺陷檢測部7-2於藉由圖像生成部7-1生成之接合面之剖面圖像內，進行下述圖像處理。藉由該處理，缺陷檢測部7-2對剝離、空隙等缺陷進行檢測。具有剝離或空隙之接合面成為上述不同類型交界面，發生反射波4，因此能夠檢測出缺陷。又，資料輸出部7-3生成作為由缺陷檢測部7-2檢測出之各個缺陷之資訊或剖面之觀察用圖像等檢查結果而輸出的資料，輸出至整體控制部8。
其次，將實現圖2所示之構成之具體之超音波檢查裝置100之一構成例的模式圖示於圖3。於圖3中，10表示X、Y、Z之正交3軸之座標系。 圖3之1相當於圖2中所說明之檢測部1。檢測部1所包含之11係掃描器台，12係設置於掃描器台11之上之水槽。又，13係於掃描器台11上以跨越水槽12之方式設置之能夠實現X、Y、Z方向之移動的掃描器。掃描器台11係大致水平(與XY平面平行之面)地設置之基台。Z軸係沿著重力方向之軸。
向水槽12中，將水14注入至點線所表示之高度，於水槽12之底部(水中)放置有試樣5。試樣5如上所述，係包含多層構造等之封裝製品。水14係為了使從超音波探針2出射之超音波有效率地傳播至試樣5之內部所必需之介質。16係機械控制器。
針對試樣5，超音波探針2從下端之超音波出射部發送超音波，接收從試樣5返回之反射波。超音波探針2安裝於保持器15，藉由利用機械控制器16驅動之掃描器13而能夠沿X、Y、Z方向自在地移動。藉此，超音波探針2一面沿X、Y方向移動，一面於試樣5之事先從使用者受理之(或信號處理部7所選擇之)複數個測定點接收反射波。繼而，可獲得測定區域(XY平面)內之接合面之二維圖像，可檢查出缺陷。超音波探針2經由纜線22，與將反射波轉換為反射強度信號之探傷器3連接。再者，藉由超音波檢查裝置100獲得之二維圖像可謂是特定深度Z處之剖面圖像，又可謂是沿著XY平面之剖面圖像。再者，於以後之說明中，有時會將「沿著aaa平面之剖面」簡略記為剖面[aaa]。例如沿著XY平面之剖面為「剖面[XY]」。
超音波檢查裝置100具備進而在圖2中說明之A/D轉換器6、信號處理部7、整體控制部8、及機械控制器16而構成。 信號處理部7係處理藉由A/D轉換器6進行A/D轉換之反射強度信號而檢測出試樣5之內部缺陷之處理部。信號處理部7具備圖像生成部7-1、缺陷檢測部7-2、資料輸出部7-3、參數設定部7-4。
圖像生成部7-1根據從A/D轉換器6獲得之數位資料生成圖像。數位資料係將從受理自使用者之試樣5之測定區域[XY]中的表面及各不同類型交界面等返回而由超音波探針2接收之反射波，藉由A/D轉換器6進行A/D轉換而得者。缺陷檢測部7-2處理藉由圖像生成部7-1生成之圖像，使內部缺陷顯現化或對內部缺陷進行檢測。資料輸出部7-3輸出藉由缺陷檢測部7-2使內部缺陷顯現化或對內部缺陷進行檢測而得之檢查結果。參數設定部7-4受理從外部(例如操作使用者介面部之使用者)輸入之測定條件等參數，設置於圖像生成部7-1、缺陷檢測部7-2中。並且，於信號處理部7中，例如參數設定部7-4係與資料庫18連接。
整體控制部8受理來自使用者之參數(相當於下述之條件)等。又，整體控制部8適當地連接有使用者介面部17以及記憶裝置19，該使用者介面部17顯示超音波反射波、藉由信號處理部7檢測出之缺陷之圖像、缺陷數量、各個缺陷之座標或尺寸等資訊，該記憶裝置19記憶由信號處理部7檢測出之缺陷之特徵量或圖像等。機械控制器16基於來自整體控制部8之控制指令驅動掃描器13。再者，信號處理部7、探傷器3等亦藉由來自整體控制部8之指令而驅動。
再者，信號處理部7、整體控制部8、及機械控制器16之硬體構成使用圖13在之後進行說明。再者，信號處理部7、整體控制部8、機械控制器16如圖3所述可為分開之硬體，亦可合併為共通之硬體。或者，亦可不將機械控制器16合併而是將信號處理部7與整體控制部8合併為共通之硬體。再者，於以後之說明中，有時會將無論有無合併而包含信號處理部7、整體控制部8及機械控制器16中之至少一者、或者經合併之硬體簡稱為「控制器」。
＜試樣＞ 圖4係表示作為試樣5之一例之被檢查體400之圖。被檢查體400係作為主要檢查對象之具有多層構造之電子零件，於本圖中模式性地示出了電子零件之縱構造。再者，如上所述，於本說明書中，被檢查體與試樣係相同之含義。401表示X、Y、Z之正交3軸之座標系。座標系401係圖3之座標系10。被檢查體400係於最下層之印刷配線基板40之上經由焊錫球41接合有半導體元件42者。半導體元件42係積層複數個晶片(此處為43、44、45這3個)，並經由凸塊層47與插入式基板46連接而產生。凸塊層47之周邊係進行藉由液狀密封材(底部填充膠，圖中之黑色部分)密封之模塑底部填充(Molded Underfill)。又，整體進行由樹脂48(圖中之陰影部)密封之包覆成型(over-molded)，進行保護以免受外部影響。當超音波49從被檢查體400之表面側(圖中之上方)入射時，超音波49被傳播至檢查體400之內部。超音波49於樹脂48之表面、及各晶片43、44、45間之交界面、凸塊層47所代表之存在聲阻抗不同之部位反射，該等作為1個反射波由超音波探針2接收。
＜S閘門及F閘門方式之詳細問題＞ 圖5係表示S閘門及F閘門方式之問題之圖。再者，以下，於省略主語之情形時，信號處理部7為處理主體。 圖5之50、55係從圖4所示之被檢查體400之不同測定點由超音波探針接收之反射波之一例。50、55係橫軸表示接收時間(路程)，縱軸表示反射強度(峰值)時之超音波波形。再者，圖5以外之圖6～圖11之反射波之圖之縱軸及橫軸亦相同。又，接收時間可指超音波探針接收超音波之時間，亦可為超音波檢查裝置之其他構成物接收超音波反射波(或者基於反射波之數位或類比資料)之時間。於假定試樣5內部之各構成物內之超音波之移動速度大致相同之情形時，接收時間係表示被檢查體400之深度(亦可謂Z軸方向之位置)者。縱軸所表示之反射強度係將中央設為0，從此處向上表示正極性，向下表示負極性。反射波之極性不同之峰交替出現。以下，將各個峰記載為局部峰。於一般之閘門控制方式中，首先，從使用者受理條件，定義作為用以檢測出來自表面之反射波之閘門的S閘門51(56)。繼而，於S閘門之時間範圍內，從來自表面之反射波(表面回波)中檢測出最先發生超過閾值之峰之時點(以後，有時會稱為觸發點)。
再者，不限於S閘門及F閘門方式，本說明書中有時會將反射波之一部分(可為精確標點亦可為區間)稱為「回波」。進而，有時會將從試樣5之特定部位(表面、界面、缺陷、下層、底面)反射之(或「視為反射之」)反射波之一部分稱為開頭賦予該部位之名稱之回波(例如表面回波、界面回波、缺陷回波)。 又，含義如上所述，於本說明書中，係使用被稱為「閘門(gate)」之用語進行說明，其係「為了從反射波中擷取缺陷回波等而在時間軸上定義之範圍」。
再次回到S閘門及F閘門方式之詳細問題。其次，於較觸發點延遲了從使用者受理之時間的時間範圍內來定義影像化閘門(圖中之52、57)。再者，影像化閘門有時會稱為F閘門。並且，於F閘門52、57內，若從使用者受理之極性為正，則檢測最大反射強度，於極性為負之情形時，檢測最小反射強度。將其視為作為檢查對象之接合界面之回波，基於所檢測出之最大反射強度或最小反射強度之絕對值生成檢查圖像。即，藉由F閘門52、57捕捉來自距表面固定距離之下層之界面的反射波，並生成圖像。
為了進行此種處理，S閘門之高度較為重要。其原因在於，S閘門之高度係特定出上述觸發點之閾值。然而，當將閾值定義為51中之虛線所示之高度時，於反射波50中，應檢測之強度最大之峰53(正確)前之峰54(錯誤)會被誤檢測為表面回波。另一方面，當為了不誤檢測而將閾值定義為S閘門51中之實線高度時，會於反射波55中錯過正確之表面回波58(正確)。如此，表面回波之強度因測定點而不同之原因在於，因塑模表面之粗糙度之不均勻性，照射波於表面散射。因此，可知S閘門之高度調整較為困難。當有表面回波之誤檢測時，F閘門52、57會定義在錯誤之時間範圍(深度)內，從而生成錯誤之深度之圖像。
於S閘門及F閘門方式中，信號處理部7之圖像生成部7-1藉由重複如下所述之處理，而生成處於距表面固定深度之接合界面之圖像： (A1)根據於測定區域(XY平面)內掃描而獲得之各反射波4，算出觸發點。 (A2)於延遲固定時間(係從使用者受理之時間)之時間範圍內設定F閘門。 (A3)從F閘門之範圍中，選擇符合從使用者受理之極性且峰值之絕對值為最大之局部峰。 (A4)將峰值之絕對值轉換為濃淡值(例如，於生成256階調之圖像之情形時，濃淡值為0～255之值，若絕對值為零，則濃淡值為0)。 以上為處理之說明。再者，本說明書中之局部峰之「檢測」之一例係從作為源頭之反射波中「選擇」或「特定出」滿足條件之點或時間點。
如此，迄今為止之閘門控制方式係以如圖4之400般，表面至各晶片之交界面之距離固定，且穩定地獲得表面回波為前提。然而，實際上，如上所述，存在表面回波之峰值根據試樣5之表面而大幅變動，而難以穩定地獲得所需之接合界面之圖像的情形。
又，近年來，藉由電子零件之小型、薄型化之進展，內部構造物亦不斷薄化，來自各種不同類型界面之反射波於時間軸上接近而被接收。因此，當將F閘門定義為如圖5之52、57之時間範圍時，來自複數個界面之反射信號於F閘門內混合存在，會檢測出錯誤之界面之反射信號。
於以下所示之本實施例中之方式中，即便於此種狀況下，無需令使用者設定複雜之S閘門，亦可簡單地生成所需之界面之圖像。
＜本實施例之處理＞ 以下，對本實施例之處理進行說明。 圖1係表示本實施例之超音波檢查方法之處理步序之流程圖之一例。適當地參考圖3。再者，S101～S111之處理係信號處理部7所進行之處理。若於信號處理部7具有圖3所示之各部7-1至7-4之情形時，與作為各步驟之處理主體之各部的對應如下所述： 圖像生成部7-1：S101～S110。 缺陷檢測部7-2：S111。 資料輸出部7-3：圖像1-2、圖像1-3、檢測結果1-4之顯示。該等更準確而言，係為了從各部接收資訊而顯示於使用者介面部17，發送至整體控制部8之處理。 參數設定部7-4：條件1-1之受理、設計資訊1-5之受理、將所受理之該等資訊發送至各部。 但是，處理主體及步驟不限定於上述例。
(S101)首先，檢測部1向試樣照射超音波，獲取作為其反射波之第一參考波。第一參考波係從測定區域內之任意位置獲取。再者，第一參考波從測定區域中之XY平面中之至少一處獲取即可。所獲取之第一參考波顯示於使用者介面部17。
基於第一參考波，受理條件1-1作為生成下述第一剖面圖像之條件。該受理係藉由視認到第一參考波之使用者將條件1-1輸入至使用者介面部17來進行。於條件1-1中，例如儲存有第一閘門(時間範圍)、及作為生成下述第二剖面圖像之條件的所生成之剖面圖像數量、及用以生成圖像之回波之極性等。此處，關於閘門之結束時間，理想的是將下述第二閘門定義為較第一閘門於時間軸上靠前，且設為較第一閘門寬度窄之時間範圍。對使用者而言，可視為具有第一閘門係將生成複數個剖面圖像(下述第二剖面圖像)之時間範圍輸入至信號處理部7之手段的含義。再者，條件1-1係上述參數之一例。
圖6係表示第一閘門、第二閘門之圖。 此處，圖6之60係第一參考波之一例，62係基於第一參考波而定義之第一閘門，61係對第一閘門內進行放大後之第一參考波，63～68係第二閘門之例。第一閘門62係用以生成下述第一剖面圖像之閘門。又，第二閘門63～68係用以生成下述第二剖面圖像之閘門。於圖6之例中，定義有6個第二閘門63～68，而這表示生成6個第二剖面圖像。於本例中，第一閘門62係以包含複數個局部峰之方式，以較廣之時間寬度被定義。又，第二閘門63～68係6個包含1個局部峰之程度的短於第一閘門之時間寬度之閘門，由信號處理部7所定義。於此情形時，第二閘門63～68之數量根據圖1之條件1-1之剖面圖像數量來決定。又，如圖6所示，將第二閘門63～68定義在第一閘門62之結束時間之前。又，第二閘門63～68之時間寬度係照射至試樣之超音波之一波長以下。
再者，於以後之說明中，以各個第二閘門之時間寬度相同且不重複地填充第一閘門之時間範圍之前提進行說明。但是，亦可如圖6般，使從第一閘門之開始時間及結束時間起的規定時間範圍不與第二閘門對應。於此情形時，從使用者受理上述規定之時間範圍作為條件1-1。於以後之說明中，以第二閘門之時間範圍不從使用者直接受理，而是基於剖面圖像數量等而被定義之例進行說明。其他例記載於變化中。
回到圖1之說明。 (S102)於圖1中，基於所受理之條件1-1，一面掃描測定區域內一面從各測定點獲取超音波反射波(以後，適當地省略稱為反射波)，保存至資料庫18(參考圖3)。
(S103)繼而，藉由第一閘門內之最大反射強度(從使用者受理之檢測極性(以後簡稱為極性)為正之情形)或最小反射強度(從使用者受理之極性為負之情形)之絕對值而生成第一剖面圖像1-2。該第一剖面圖像1-2係用於決定參考位置之剖面圖像。此時，不使用如圖5所示之S閘門而僅藉由相當於F閘門之第一閘門進行影像化。
(S104)其次，基於所生成之第一剖面圖像1-2內之濃淡變化，選擇特定之測定位置(以後稱為位置U)，從資料庫18中獲取來自所選擇之測定位置之第二參考波。獲取第二參考波之測定位置理想的是於第一剖面圖像1-2中濃淡值較高(接近於白色)、周邊之濃淡變化較小之部位。
獲得上述第二參考波之部位(以後稱為位置U)較佳為信號處理部7基於第一剖面圖像1-2，測量圖像內之濃淡變動，從變動較小之部位中決定。關於用以決定位置U之濃淡變動之測量方法之一例，有以下手法。 (B1)第一剖面圖像1-2之各位置(x,y)之濃淡值f(x、y)高於閾值Th之部位。 (B2)算出包含自身之像素之其附近之(N＋1)×(N＋1)個像素之濃淡值f(x＋L、y＋M)(L,M＝-N～N)之標凖偏差σ，σ為最小之部位。 滿足上述(B1)且滿足(B2)之部位成為位置U。
(S105)其次，從第二參考波中，檢測出來自下層之反射波、即下層回波。下層回波理想的是來自廣範圍(或整個下述測定區域)地共通存在於XY平面上之測定區域的下層之界面(以後稱為共通下層界面)之回波。該下層之一例考慮為印刷配線基板(圖4之40)之底面或插入式基板(圖4之46)之底面等，但亦可為其他構造。下層回波包含1個局部峰，又，於第二參考波中，從第一閘門內進行特定。更具體而言，考慮如下處理：信號處理部7選擇第一閘門內所包含之第二參考波之局部峰中反射強度之絕對值為最大之局部峰，檢測以所選擇之局部峰為中心之第二閘門寬度之時間範圍作為下層回波。
圖7係表示下層回波之例之圖。 圖7之71係第二參考波之例，72係第一閘門之例。此處，第一閘門72表示與第一參考波之第一閘門(圖6之62)相同之時間範圍。73係藉由信號處理部7檢測出之下層回波。再者，於本說明書之圖中，閘門由將角磨圓之四邊形(實線)所表示，回波由將角磨圓之四邊形(單點鏈線)表示。於以下之說明中，使下層回波73之時間寬度與第二閘門寬度相同來進行說明。74指對71之第一閘門72內放大後之第二參考波，75指被選擇為下層回波之中心之局部峰。
再者，來自第二參考波71之下層回波之檢測方法例如考慮如下： *於第二參考波71中，從規定基準以上之峰強度中選擇在時間軸上最遲之局部峰。繼而，將以該局部峰為中心減去第二閘門寬度之一半之時間與加上第二閘門寬度之一半之時間的時間範圍設為下層回波73。(「下層」＝試樣5之底面之情形) *從使用者受理檢測出下層回波之時間範圍作為條件1-1之一部分。繼而，於該時間範圍中，基於規定之基準(例如為規定基準以上之峰強度，或者為絕對值最大之峰強度，或者為於時間軸上最遲或最早之局部峰)選擇局部峰。繼而，將以該局部峰為中心減去第二閘門寬度之一半之時間與加上第二閘門寬度之一半之時間的時間範圍設為下層回波73。(「下層」＝較試樣5之底面靠上部之交界面之情形)。根據之後於圖8及＜下層回波之傳播＞之章節中說明之處理，該時間範圍之指定僅對第二參考波71進行即可，因此可維持較高之便利性。進而，該時間範圍之寬度可設為於圖8及＜下層回波之傳播＞中使用之下層回波83之寬度。 以上為檢測方法。再者，於第二參考波71中之下層回波可於藉由上述檢測方法檢測出之後由使用者變更。
回到圖1之說明。 (S106)其次，從資料庫18中讀出從各測定點獲得之超音波反射波，基於在S105中檢測出之下層回波(對應於第二參考波)，從所讀出之各反射波中檢測出下層回波。該處理亦可謂利用第二參考波，亦從其他測定點之超音波反射波中檢測出源自共通下層界面之下層回波(更具體而言係局部峰)。但是，於在S106中設為處理對象之各個反射波中，精確標點之時間中不一定包含用於特定出下層回波之局部峰。其原因在於，例如，由於試樣5之表面高度(Z軸方向)原本就不均勻或試樣5所包含之構成物之材質不同，於複數個測定點中，即便在與距表面之深度相同之深度的部位存在作為局部峰之發生源的構造物，超音波到達並反射之時間亦有時不同。以下，對其應對方法進行說明。
＜下層回波之傳播＞ 於圖8中示出下層回波之檢測處理之一例。再者，本圖係以第二參考波以外之超音波反射波為對象。800係試樣5之XY測定區域面(即掃描之面)，位置U、M、D係各測定點。再者，測定點有時亦稱為「測定位置」或「測定部位」。又，以下，以U、M、D測定點各者對應於輸出圖像中之1個像素的情形進行說明。其他對應記載於變化中。
U係測定出第二參考波之試樣5之位置。81表示從測定點U獲取之第二參考波。82係在S105中選擇之局部峰，83係在S105中檢測出之下層回波。81、82、83分別對應於圖7之71、75、73。84、87係從與測定點U相鄰之測定點M、與測定點M相鄰之測定點D獲得之反射波。
為了自此檢測下層回波，依序使在第二參考波81中檢測出之下層回波83之時間範圍從測定點U向相鄰之測定點M傳播，進而向與測定點M相鄰之測定點D傳播。藉此，亦針對第二參考波以外之反射波84、87各者檢測下層回波。
使用圖8對其進行更具體之說明，如箭頭對83Tr所示，於第二參考波81中特定出之下層回波83之時間範圍傳播至反射波84。箭頭對83Tr之下之區域係所傳播之時間範圍。信號處理部7以傳播至反射波84之時間範圍內所存在之局部峰85為中心，檢測出反射波84之下層回波86。再者，於本圖中，示出了該檢測將以局部峰85為中心減去下層回波83之寬度之一半之時間與加上下層回波83之寬度之一半之時間的時間範圍設為下層回波86之例。又，於圖8之例中，局部峰之時間在第二參考波81與反射波84中有偏差，因此結果上，傳播之時間範圍與新檢測出之下層回波86係一部分重複但有偏差。
其次，對反射波87進行說明，如箭頭對86Tr所示，於下層回波86中特定出之時間範圍傳播至反射波87。信號處理部7以傳播至反射波87之時間範圍內所存在之局部峰88為中心，檢測出反射波87之下層回波89。檢測方法與反射波84相同。
藉由重複進行該處理，向進而相鄰之超音波反射波傳播下層回波。即，於相鄰之超音波反射波中識別下層回波。對所有超音波反射波進行相同之處理，於XY測定區域面依序向隔開距離之測定點傳播下層回波。圖8之例係於800之XY測定區域內從上往下地進行傳播，但亦可從下往上、從左往右、從右往左四個方向地進行傳播，藉此實現識別精度之提高。
對伴隨著傳播之下層回波檢測處理之特性進行敍述。
嚴格來說，超音波之傳播速度因發送波所通過之電子零件內之構造物之素材而不同，因此即便假設共通下層界面與XY平面平行，共通下層界面回波之接收時間亦會有微小偏差，因此藉由該傳播亦可吸收此種偏差。
如上所述，示出了藉由下層回波之傳播來建立各反射波間之局部峰之對應關係之例，但亦可於反射波與反射波中藉由基於動態規劃法(dynamic programming)之彈性匹配來進行統一之對應關係建立。如此建立對應關係之方法有複數種，藉由在所有反射波間建立局部峰之對應關係，即使在獲得來自表面之反射信號時，即，即使對於無法獲得觸發點之反射波，亦可檢測出來自共通下層界面之回波。
回到圖1之說明。 (S107)於對各超音波反射波檢測出下層回波之後，以第二參考波中選擇之局部峰之接收時間為基準，調整各超音波反射波之接收時間。更具體而言，以各超音波反射波中選擇之下層回波(或其所包含之局部峰)成為相同之接收時間之方式，調整各超音波反射波之接收時間。換言之，亦可謂以源自共通下層界面之下層回波(或其所包含之局部峰)成為相同之接收時間之方式，調整各超音波反射波之接收時間。再者，於以後之說明中，有時會將該處理稱為「時間調整」。以下，以在局部峰調整接收時間之情形為例進行說明。
＜超音波反射波之時間調整＞ 圖9表示超音波反射波(反射波)之時間調整之一例。91表示第二參考波，92表示所選擇之局部峰。93(單點鏈線之時間範圍)係以局部峰92為時間中心之下層回波。91、92、93分別對應於圖7之71、75、73。94係從另外之測定點獲得之超音波反射波(時間調整前之各反射波)，對應於圖8之84、87。並且，超音波反射波94之局部峰95(為便於理解而以圓包圍)係對應於在S105中所選擇之第二參考波91之局部峰92(相當於圖8之85、88)的在S106中選擇之局部峰。局部峰95之接收時間相對於局部峰92早了Δt。於此情形時，以Δt成為0之方式，使超音波反射波94於時間軸上向後位移Δt。即，以局部峰92為基準對超音波反射波94進行時間調整。96係使時間調整後之超音波反射波94(各反射波)重疊於91而表示者。
回到圖1之說明。 (S108)其次，針對進行上述時間調整後之超音波反射波，獲取第二閘門內之最大反射強度或最小反射強度。該處理係針對存在複數個之第二閘門各者來進行。再者，針對反射波之「獲取最大反射強度或最小反射強度」亦可謂「獲取最大絕對值」。再者，第二閘門不調整時間(即位移)。若假設第二閘門定義為圖9之接收時間2000附近，則於反射波94(時間調整前)之情形時，會以絕對值較小之局部峰為對象進行檢測。另一方面，若為時間調整後之反射波，則如96般，合適之局部峰接近於時間2000，因此於上述時間2000附近之第二閘門中包含合適之局部峰。
(S109)對試樣之測定區域內之所有反射波實施以上之S106～S108。
(S110)將在S108中檢測出之反射強度轉換為濃淡值。藉此，生成作為缺陷檢查用剖面圖像之第二剖面圖像1-3，輸出第二剖面圖像1-3。輸出之第二剖面圖像1-3之張數為複數張，係由條件1-1中所受理之剖面圖像數量所決定。例如，如圖6所示，於定義有第二閘門63～68這6個第二閘門之情形時，輸出6張第二剖面圖像1-3。從反射強度到濃淡值之轉換方法可與F閘門之情形相同。
圖10表示時間調整後之反射波與複數個第二閘門之關係之一例。 圖10之100a係第二參考波之例，101係於第二參考波100a中檢測出之局部峰，102係以局部峰101為時間中心之下層回波。再者，第二參考波100a對應於圖7之第二參考波71，下層回波102對應於圖7之下層回波73，局部峰101對應於圖7之局部峰75。100b係對從複數個測定點獲得之複數個超音波反射波(亦包含第二參考波)調整了時間後之反射波。100b之一部分反射波相當於圖9之96，101相當於圖8之局部峰92、95。
100c係將其一部分放大者。圖中示出了相對於以單點鏈線表示之下層回波102，以較其於時間軸上靠前之實線表示之103～106這4個閘門定義為第二閘門。繼而，藉由各閘門內之最大反射強度、最小反射強度，生成第二剖面圖像1-3(參考圖1)。
藉此，可生成處於距共通下層界面固定距離之上層中之複數個接合界面之圖像。
回到圖1之說明。 (S111)進而，於本實施例中，除了生成試樣之各接合界面之圖像以外，亦從所生成之接合界面圖像中檢測出缺陷，輸出檢測結果1-4。
＜缺陷檢測例＞ 圖11表示缺陷之檢測處理S111之一例。1100係第二參考波之例，1101係下層回波，1102係第二閘門。再者，第二參考波1100對應於圖7之第二參考波71，下層回波1101對應於圖7之下層回波73。又，第二閘門1102相當於圖10之第二閘門103～106中之任一者。
又，1103係基於第一閘門生成之第一剖面圖像(對應於圖1之1-2)。第一閘門設為包含下層回波之較廣之時間範圍。因此，於本例中，下層回波相對於來自其他界面之回波，反射強度較強，因此第一剖面圖像1103包含較多之共通下層界面(此處為底面)之配線圖案。再者，如圖6所示，第一閘門62被定義成較廣之時間寬度，因此假設於較共通下層界面靠上表面存在反射強度較強之構造，則有時該圖像會包含該構造。
另一方面，1104係基於第二閘門1102內之反射強度生成之第二剖面圖像(對應於圖1之1-3)。第二剖面圖像1104表示藉由將第二閘門1102之寬度設為較窄之時間範圍，而排除了底面之配線圖案之影響，且使處於較底面靠上層之凸塊顯現化。即，第二閘門1102被定義成較窄之時間寬度，因此於第二剖面圖像1104中僅觀察到特定之深度區域之構造。再者，各個第二閘門亦可由使用者基於該圖像變更時間範圍，以進一步使構造或缺陷顯現化。
於凸塊接合層之檢查中，需要檢測凸塊之龜裂等接合不良。此處，第二剖面圖像1104內之以虛線包圍之凸塊1104a之圖像與其他凸塊相比，中央部分較暗，為缺陷，使用者藉由目視確認第二剖面圖像1104而能夠檢測出缺陷。
進而，於本實施例中，亦可自動檢測缺陷。 此種檢測方法之一例係預先生成、保存良品圖像並進行比較之方法。1105表示良品圖像之例。需要已知良品圖像1105不包含缺陷。亦可採用相同品種之試樣之圖像且目視判斷為不包含缺陷者作為良品圖像1105。或者，亦可獲取相同品種之複數個試樣之圖像，運算各圖像之濃淡值之平均值或中央值而圖像化，藉此生成良品圖像1105。
繼而，針對第二剖面圖像1104及良品圖像1105之各像素，檢測出濃淡值之差大於事先所定義之閾值(可為固定值，亦可為從使用者受理之值)之部位作為缺陷。於良品圖像1105中，處於與1104a之凸塊相同之位置之凸塊1105a之中央部分較為明亮，將其作為良品，因此判定1104a為缺陷。
關於檢測方法之另一例，有如下方法：使用關於被檢查體(試樣)之縱構造、橫構造之設計資料、即凸塊之佈局資訊。1106係設計資料之一例，圓形之線圖表示測定區域內之凸塊之配置資訊。於本實施例之超音波檢查裝置100中，可針對作為檢查對象之試樣5(參考圖2)，受理各層之配線圖案等佈局資訊作為設計資訊(圖1之1-5)，而利用於缺陷檢測。基於設計資料1106之各凸塊區域(各個圓形內)，算出第二剖面圖像1104內之各凸塊之濃淡值特徵(例如濃淡值之平均或標凖偏差等)，檢測出特徵脫離了良品偏差之範圍之凸塊作為缺陷。
1104a與第二剖面圖像1104內之其他凸塊相比，濃淡平均值較低，且標凖偏差變大，因此可作為缺陷而被檢測出。如此，缺陷檢測部7-2擷取缺陷之圖像。圖11之1107係缺陷檢測結果(圖1之1-4)之一例。
除了以上所述之第一剖面圖像1-2、第二剖面圖像1-3、缺陷檢測結果1-4以外，第一參考波、第二參考波等超音波反射波或處理中途結果等亦適當地藉由資料輸出部7-3而顯示於使用者介面部17。
如上所述，藉由設計資料受理各層之設計資訊，可用於缺陷之檢測，但亦可受理深度方向之設計資訊作為設計資訊1-5，用於上述缺陷之檢測。深度方向之設計資訊之一例係各層之厚度(關於縱方向、橫方向之資訊)、材質。亦可根據該等資訊，算出所需之來自接合界面之反射波之接收時間，於圖11之反射波1100中定義第二閘門1102。再者，使用者亦可確認所生成之圖像，並能夠沿時間軸方向微調整定義後之第二閘門。
藉由以上所述之實施例，亦可對縱構造於測定區域面內不同之試樣進行缺陷之檢測。於圖12中示出該處理之例。 1200係模式性地表示具有於測定區域面內不同之縱構造的電子零件(被檢查體)之內部構造之例。被檢查體1200係於最下層之印刷配線基板121之上經由焊錫球122接合有半導體元件123者。半導體元件123係安裝有不同種類之晶片(此處係124a、124b這2種)，與插入式基板125分別經由凸塊層126a、126b連接而產生。
凸塊層126a、126b之周邊分別進行了由液狀密封材(底部填充膠，圖中之黑色部分)密封之模塑底部填充。又，對整體進行藉由樹脂(圖中之陰影部)來密封之包覆成型，進行保護以免受外部影響。從被檢查體1200之表面側(圖中之上方)入射之超音波因XY平面之位置而縱構造不同，因此於凸塊層126a與凸塊層126b中，其反射波之接收時間不同。其原因在於，對於密封所使用之樹脂與其他電子零件之素材，超音波之移動速度會有不同。於此種被檢查體1200中，可分為各個晶片，藉由至此所說明之處理進行檢查。例如，可基於XY面內之佈局資訊、及縱構造資訊、即Z方向構造資訊，將測定區域分為2個而從各個區域內之各反射波中檢測出來自作為共通之基板之插入式基板125之正面或背面(均符合上述共通下層界面)之回波(即下層回波)。繼而，針對經分割之各測定區域各者，於反射波之時間調整後，針對每個區域於不同之時間範圍定義第二閘門。
圖12之127係從上表面觀察被檢查體1200時之測定區域，2個不同之區域128a、128b表示縱構造不同。基於此，能夠以在區域128a內獲得之反射波與在區域128b內獲得之反射波中識別不同之下層回波，於不同之時間範圍定義第二閘門而生成兩種凸塊層之剖面圖像。
＜硬體構成＞ 圖13係表示電腦900之硬體構成之圖。 電腦900係圖3所示之信號處理部7、整體控制部8之實現形態之一。再者，各部亦可藉由複數個電腦900而實現。例如，藉由複數個電腦900進行並行計算，或者亦可包含具備使用者介面部17之平板電腦。 電腦900具有記憶體901、CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)902、HD(Hard Disk，硬碟)等記憶裝置903、NIC(Network Interface Card，網路介面卡)等通信裝置904。 並且，記憶於記憶裝置903之程式載入至記憶體901，所載入之程式由CPU902執行。藉此，實現圖3所示之圖像生成部7-1、缺陷檢測部7-2、資料輸出部7-3、參數設定部7-4、整體控制部8之各功能。亦可使記憶裝置903對應於圖3之資料庫18或記憶裝置19。又，雖省略圖示，電腦900係使用者介面部17之一例，亦可具有顯示器、觸控面板、滑鼠、鍵盤。
於本實施例中，信號處理部7及整體控制部8係各自包含分開之電腦900，但並不限於此。如上所述，作為將信號處理部7及整體控制部8合併之結果，亦可藉由共通之電腦900來實現。又，亦可具備發佈伺服器(未圖示)，該發佈伺服器係將用以實現圖像生成部7-1、缺陷檢測部7-2、資料輸出部7-3、參數設定部7-4、整體控制部8之各功能之程式發佈至信號處理部7或整體控制部8。又，此種程式亦可在儲存於USB記憶體等非揮發記憶介質之狀態下分發。此種介質係用於超音波檢查裝置100之設置、功能更新。
再者，於圖13所示之例中，記載有CPU902作為執行程式之處理器之一例。然而，不限於此，亦可使用GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理單元)等作為處理器，只要為執行規定處理之主體則亦可使用其他半導體元件作為處理器。又，電腦900亦可包含其他構成物。
又，亦可採用電腦900之構成作為機械控制器16之實現形態之一。於此情形時，電腦900亦可包含驅動掃描器13(參考圖3)之元件或電路。例如，向掃描器13所包含之馬達供給電壓或電流之步進馬達用驅動器IC或DC(direct current，直流)馬達用驅動器電路係一例。
＜變化＞ 以上，對本實施例進行了說明。再者，考慮以下事項作為變化。 *於本實施例中，S106所使用之反射波係利用在S102中獲取且記憶於資料庫18(參考圖3)之反射波。然而，不限於此，亦可於S106中，重新將超音波照射至試樣(被檢查體)。
*又，於預先確定了圖1之條件1-1之情形時，可跳過S101。或者，亦可於S101中以對試樣之檢查部位進行掃描之方式照射、獲取超音波，將所獲取之反射波保存至資料庫18。於此情形時，圖1中之第一參考波、反射波、第二參考波利用保存於資料庫18之反射波(之資料)即可。
*進而，於本實施例中，係使下層回波之時間範圍寬度與第二閘門之時間寬度一致，但亦可不必使其等一致。 並且，於本實施例中，S106～S109之處理係針對每個反射波進行，亦可一次獲取各反射波，一次進行各個反射波之時間調整(S107)。
*又，於本實施例中，係生成第一剖面圖像，基於該第一剖面圖像而選擇獲取第二參考波之部位，但例如亦可基於設計資訊，使用者選定獲取第二參考波之部位。如此便可省略第一剖面圖像之生成，可減少處理步序。
*再者，獲得第二參考波之部位只要能選擇於Z軸方向上界面較少、即除表面以外直接達到共通下層界面之位置，則亦可為其他方法。
*再者，作為超音波之媒介之液體亦可為水以外者。
*於以上之例中，如圖1所示，敍述了在S102中獲取、保存測定區域內之所有反射波，於以後之處理中，再利用所保存之反射波的方式。藉此，於生成第二剖面圖像1-3時，無需再獲取由超音波探針2之掃描所接收之所有反射波，但於暫時保存所有反射波時需要時間。然而，為了進一步追求即時性，亦可不保存所有反射波，每當生成圖像，與超音波探針2之掃描並行，即時地進行圖像生成部7-1之處理。
*位置U亦可藉由受理使用者確認顯示於畫面之第一剖面圖像1-2時所做之指定而決定。進而，亦可藉由將由信號處理部7所決定之位置U作為推薦點(或推薦區域)顯示於第一剖面圖像1-2之上，而輔助使用者所做之選擇。 *下層回波亦可不以局部峰為中心進行定義。例如，亦可於發送波或反射波之局部峰離1/2波形之中心偏離規定之比率之情形時，加入該偏離之比率。 *下層回波之寬度亦可不與第二閘門之寬度相同。例如，下層回波之寬度亦可為對應於發送波或反射波之1/2波長之時間寬度。
*已說明反射波94之時間調整係以第二參考波91為基準而對局部峰進行。然而，時間調整亦可以除第二參考波以外之任意反射波為基準進行，亦可以除局部峰以外之時間進行。 *再者，亦可將時間調整後之第二參考波以外之反射波輸出至使用者介面部17。於進行該輸出時，亦可配合表示正在進行時間調整之文本或記號、強調顏色而輸出。
*於以上之說明中，係對剖面圖像之1個像素對應於1個測定點之情形進行了說明，但亦可不如此。
*關於圖8中所說明之下層回波之傳播，傳播來源之測定點與傳播目的地之測定點未必需要所對應之像素彼此相鄰，亦可在像素間或測定點間位於事先制定之規定範圍內(相當於相鄰像素之測定區域上之距離以上)之情形時進行傳播。若於下層回波之接收時間偏差不怎麼大時，則即便將規定範圍設定得較大，亦可恰當地進行下層回波之檢測或局部峰之選擇。從像素之視點而言，亦可以隔開2、3個像素之像素彼此為對象進行傳播。
*又，傳播單元亦可不為至此所說明之每1個像素或每1個測定點，可以複數個像素或複數個測定點共同進行。 *進行圖1之處理之超音波檢查裝置亦可藉由從使用者受理之指示而切換剖面圖像生成處理模式。於此情形時，第一模式可藉由圖1及至此所說明之處理而生成圖像，於第二模式中，可使用S閘門及F閘門來生成剖面圖像。
*於上述說明中，示出了第一閘門係令使用者指定定義第二閘門之時間範圍、及檢測出視為從共通下層界面反射之下層回波或局部峰之時間範圍的實體(entity)。然而，對於使用者而言之第一閘門之設定意義即便追加除此以外之意義，亦可僅為一部分意義。
*又，對於上述各構成、功能、各部7-1～7-4、8、資料庫18、記憶裝置19等，亦可將其等之一部分或全部藉由例如於積體電路中進行設計等而以硬體來加以實現。又，如圖13所示，上述各構成、功能等亦可藉由CPU902等處理器解釋並執行實現各個功能之程式而以軟體來實現。實現各功能之程式、表格、檔案等資訊除了儲存於HD(Hard Disk)以外，亦可儲存於記憶體901或SSD(Solid State Drive，固態硬碟)等記錄裝置、或者IC(Integrated Circuit)卡或SD(Secure Digital，安全數位)卡、DVD(Digital Versatile Disc，數位多功能光碟)等記錄介質。 *又，於各實施方式中，示出了說明上認為有必要之控制線或資訊線，未必示出製品上所有控制線或資訊線。可認為幾乎所有構成實際上係相互連接。
＜總結＞ 藉由以上之說明，於本說明書中說明了以下內容。 ＜＜觀點1＞＞ 一種超音波檢查裝置，其具備： 超音波探針，其產生超音波並發送至被檢查體，接收從上述被檢查體反射之反射波；以及 控制器；且 上述控制器： (A)基於從使用者受理之規定之條件，定義表示擷取上述反射波之一部分之時間範圍之第一閘門； (B)於上述第一閘門之結束時間前，定義1個以上的表示時間寬度較上述第一閘門小之時間寬度之第二閘門； (C)針對上述被檢查體之複數個測定點各者： (C1)從對應於上述測定點之上述反射波中，檢測出從較上述被檢查體之上表面靠下層之界面反射之下層回波或局部峰； (C2)基於上述下層回波或局部峰，調整該反射波之接收時間；以及 (D)基於時間調整後之反射波及上述第二閘門，生成上述被檢查體之剖面圖像。
＜＜觀點2＞＞ 上述控制器亦可： (E)獲取來自上述被檢查體之第一參考用測定點之反射波即第一參考波；以及 (F)於從使用者受理上述規定之條件之前，顯示於使用者介面。
＜＜觀點3＞＞ 一種超音波檢查裝置，其中上述控制器： (G)獲取來自上述被檢查體之第二參考用測定點之反射波即第二參考波；以及 (H)從上述第二參考波中檢測出從上述下層之界面反射之參考用下層回波或參考用局部峰； 此處，(C2)之接收時間之調整係以上述參考用下層回波或上述參考用局部峰為基準進行調整。
＜＜觀點4＞＞ 上述控制器亦可 (I)基於時間調整前之反射波及上述第一閘門，生成上述被檢查體之剖面圖像；以及 (J)基於該像素之濃淡值以及該像素及周邊之像素之濃淡值之變化，對構成(I)中生成之剖面圖像之像素進行評估，藉此將對應於規定之像素之測定點定為上述第二參考用測定點。
＜＜觀點5＞＞ 作為(C1)，為了從與規定之第一測定點對應之規定之第一反射波中檢測出下層回波或局部峰，上述控制器亦可： (C1A)從上述規定之第一測定點中選擇位於規定範圍內之規定之第二測定點； (C1B)從與上述規定之第二測定點對應之規定之第二反射波中獲取檢測完畢之下層回波之時間範圍； (C1C)於在(C1B)中獲取之時間範圍內，從上述規定之第一反射波中選擇局部峰；以及 (C1D)基於在(C1C)中選擇之局部峰，從上述規定之第一反射波中檢測出下層峰。
＜＜觀點6＞＞ 上述第二閘門之時間寬度亦可為發送至上述被檢查體之超音波之1波長以下。 ＜＜觀點7＞＞ (B)之第二閘門之定義基亦可於從使用者受理之剖面圖像數量來進行。
＜＜觀點8＞＞ 上述較上表面靠下層之界面亦可為廣泛地或全面地共通存在於上述被檢查體之測定區域的下層之界面。
＜＜觀點9＞＞ 上述較上表面靠下層之界面亦可為上述被檢查體所包含之印刷配線基板之底面、插入式基板之底面中之任一者。
＜＜觀點10＞＞ (B)之第二閘門之定義亦可基於從使用者受理之上述被檢查體之設計資料之縱構造及橫構造來進行。
＜＜觀點11＞＞ 上述被檢查體亦可包含第一晶片、及構造與上述第一晶片不同之第二晶片； (A)至(D)之處理係針對每個晶片進行， 定義為關於上述第一晶片之第二閘門之時間範圍或數量與關於上述第二晶片之第二閘門之時間範圍或數量不同。
＜＜觀點12＞＞ 上述第一閘門亦可為令使用者指定上述第二閘門之定義範圍、及從上述較上表面靠下層之界面反射之下層回波或局部峰之檢測時間範圍的實體。
＜＜觀點13＞＞ 上述控制器可藉由從使用者受理之指示，切換在(A)至(D)之處理中生成剖面圖像之第一模式、及使用S閘門及F閘門生成剖面圖像之第二模式。
1:檢測部 1-1:條件(規定之條件，包含剖面圖像數量) 1-2,1103:第一剖面圖像(基於第一閘門之剖面圖像) 1-3,1104:第二剖面圖像(基於第二閘門之剖面圖像) 1-4:檢測結果 1-5:設計資訊 2:超音波探針 3:探傷器 4,50,55,84,87:反射波 5:試樣(被檢查體) 6:A/D轉換器 7:信號處理部(控制器) 7-1:圖像生成部(控制器) 7-2:缺陷檢測部(控制器) 7-3:資料輸出部 7-4:參數設定部 8:整體控制部 10:座標系 11:掃描器台 12:水槽 13:掃描器 14:水 15:支持器 16:機械控制器 17:使用者介面部(使用者介面) 18:資料庫 19:記憶裝置 22:纜線 40,121:印刷配線基板(包含下層之界面) 41:焊錫球 42:半導體元件 43:晶片 44:晶片 45:晶片 46,125:插入式基板(包含下層之界面) 47:凸塊層 48:樹脂 49:超音波 51,56:S閘門 52,57:F閘門 53:峰 54:峰 58:表面回波 60:第一參考波 61:第一參考波 62,72:第一閘門 63~68,103~106,1102:第二閘門 71,74,91,100a,1100:第二參考波 73,83,86,89,93,102,1101:下層回波(參考用下層回波) 75,82,85,88,92,95,101:局部峰(參考用下層峰) 81:第二參考波(第二反射波) 83Tr:箭頭對 84,87:超音波反射波(第一反射波) 86Tr:箭頭對 94:超音波反射波(反射波) 100:超音波檢查裝置 100b,100c:時間調整之後之反射波(時間調整後之反射波) 122:焊錫球 123:半導體元件 124a:晶片(第一晶片) 124b:晶片(第二晶片) 126a:凸塊層 126b:凸塊層 127:測定區域 128a,128b:區域 400,1200:被檢查體 401:座標系 800:XY測定區域面 900:電腦 901:記憶體 902:CPU 903:記憶裝置 904:通信裝置 1104a:凸塊 1105:良品圖像 1105a:凸塊 1106:設計資料 1107:缺陷檢測結果之一例 D:位置 M:位置(第二參考用測定點，第一測定點) U:位置(第二參考用測定點，第二測定點)
圖1係超音波檢查方法之處理步序之例。 圖2係表示超音波檢查裝置之概念之方塊圖。 圖3係表示超音波檢查裝置之概略構成之方塊圖。 圖4係作為被檢查體之一例的具有多層構造體之半導體封裝之縱構造之模式圖。 圖5係表示S閘門及F閘門之定義例之圖。 圖6係第一及第二閘門定義之例。 圖7係表示於第二參考波中之下層回波及局部峰之圖。 圖8係局部峰及下層回波之傳播處理之例。 圖9係超音波反射波之時間調整處理之例。 圖10係表示時間調整後之超音波反射波與第二閘門之關係之圖。 圖11係缺陷自動檢測處理之例。 圖12係表示具有複數個晶片之被檢查體之例之圖。 圖13係表示電腦之硬體構成之圖。
1-1:條件(規定之條件，包含剖面圖像數量)
1-2:第一剖面圖像(基於第一閘門之剖面圖像)
1-3:第二剖面圖像(基於第二閘門之剖面圖像)
1-4:檢測結果
1-5:設計資訊
7-1:圖像生成部(控制器)
7-2:缺陷檢測部(控制器)

Claims (15)

  1. 一種超音波檢查裝置，其具備： 超音波探針，其產生超音波並發送至被檢查體，接收從上述被檢查體反射之反射波；以及 控制器；且 上述控制器： (A)基於從使用者受理之規定之條件，定義表示擷取上述反射波之一部分之時間範圍之第一閘門； (B)於上述第一閘門之結束時間前，定義1個以上的表示時間寬度較上述第一閘門小之時間寬度之第二閘門； (C)針對上述被檢查體之複數個測定點各者： (C1)從對應於上述測定點之上述反射波中，檢測出從較上述被檢查體之上表面靠下層之界面反射之下層回波或局部峰； (C2)基於上述下層回波或局部峰，調整該反射波之接收時間；以及 (D)基於時間調整後之反射波及上述第二閘門，生成上述被檢查體之剖面圖像。
  2. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述控制器： (E)獲取來自上述被檢查體之第一參考用測定點之反射波即第一參考波；以及 (F)於從使用者受理上述規定之條件之前，顯示於使用者介面。
  3. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述控制器： (G)獲取來自上述被檢查體之第二參考用測定點之反射波即第二參考波；以及 (H)從上述第二參考波檢測出從上述下層之界面反射之參考用下層回波或參考用局部峰； 此處，(C2)之接收時間之調整係以上述參考用下層回波或上述參考用局部峰為基準進行調整。
  4. 如請求項3之超音波檢查裝置，其中 上述控制器係 (I)基於時間調整前之反射波及上述第一閘門，生成上述被檢查體之剖面圖像；以及 (J)基於該像素之濃淡值以及該像素及周邊之像素之濃淡值之變化，對構成(I)中生成之剖面圖像之像素進行評估，藉此將對應於規定之像素之測定點定為上述第二參考用測定點。
  5. 如請求項4之超音波檢查裝置，其中 作為(C1)，為了從與規定之第一測定點對應之規定之第一反射波中檢測出下層回波或局部峰，上述控制器： (C1A)從上述規定之第一測定點中選擇位於規定範圍內之規定之第二測定點； (C1B)從與上述規定之第二測定點對應之規定之第二反射波中獲取檢測完畢之下層回波之時間範圍； (C1C)於在(C1B)中獲取之時間範圍內，從上述規定之第一反射波中選擇局部峰；以及 (C1D)基於在(C1C)中選擇之局部峰，從上述規定之第一反射波中檢測出下層峰。
  6. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述第二閘門之時間寬度係發送至上述被檢查體之超音波之1波長以下。
  7. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 (B)之第二閘門之定義係基於從使用者受理之剖面圖像數量來進行。
  8. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述較上表面靠下層之界面係廣泛或全面地共通存在於上述被檢查體之測定區域的下層之界面。
  9. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述較上表面靠下層之界面係上述被檢查體所包含之印刷配線基板之底面、插入式基板之底面中之任一者。
  10. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 (B)之第二閘門之定義係基於從使用者受理之上述被檢查體之設計資料之縱構造及橫構造來進行。
  11. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述被檢查體包含第一晶片、及構造與上述第一晶片不同之第二晶片； (A)至(D)之處理係針對每個晶片進行， 可定義為關於上述第一晶片之第二閘門之時間範圍或數量與關於上述第二晶片之第二閘門之時間範圍或數量不同。
  12. 如請求項2之超音波檢查裝置，其中 上述第一閘門係令使用者指定上述第二閘門之定義範圍、及從上述較上表面靠下層之界面反射之下層回波或局部峰之檢測時間範圍的實體。
  13. 如請求項1之超音波檢查裝置，其中 上述控制器藉由從使用者受理之指示，切換在(A)至(D)之處理中生成剖面圖像之第一模式、以及使用S閘門及F閘門生成剖面圖像之第二模式。
  14. 一種超音波檢查方法，其係利用如下超音波檢查裝置之超音波檢查方法，該超音波檢查裝置具備： 超音波探針，其產生超音波並發送至被檢查體，接收從上述被檢查體反射之反射波；以及 控制器；且 該超音波檢查方法係 (A)基於從使用者受理之規定之條件，定義表示擷取上述反射波之一部分之時間範圍之第一閘門； (B)於上述第一閘門之結束時間前，定義1個以上的表示時間寬度較上述第一閘門小之時間寬度之第二閘門； (C)針對上述被檢查體之複數個測定點各者： (C1)從對應於上述測定點之上述反射波中，檢測出被視為來自較上述被檢查體之上表面靠下層之界面之反射的下層回波或局部峰； (C2)基於上述下層回波或局部峰，調整該反射波之接收時間；以及 (D)基於時間調整後之反射波及上述第二閘門，生成上述被檢查體之剖面圖像。
  15. 一種程式，其使超音波檢查裝置執行如請求項14之超音波檢查方法。
TW111108927A 2021-02-09 2022-03-11 超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式 TWI800299B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-018817 2021-02-09
JP2021018817A JP7508384B2 (ja) 2021-02-09 2021-02-09 超音波検査装置、超音波検査方法及びプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202235871A true TW202235871A (zh) 2022-09-16
TWI800299B TWI800299B (zh) 2023-04-21

Family

ID=82838392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111108927A TWI800299B (zh) 2021-02-09 2022-03-11 超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240036010A1 (zh)
JP (1) JP7508384B2 (zh)
KR (1) KR20230130054A (zh)
DE (1) DE112022000587T5 (zh)
TW (1) TWI800299B (zh)
WO (1) WO2022173062A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5629865A (en) * 1995-10-23 1997-05-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Pulse-echo ultrasonic imaging method for eliminating sample thickness variation effects
JP2003121426A (ja) 2001-10-15 2003-04-23 Nippon Steel Corp 超音波探傷装置及び超音波探傷方法
JP5221314B2 (ja) 2007-12-26 2013-06-26 パナソニック株式会社 超音波測定方法、及び、電子部品製造方法
JP5507751B1 (ja) 2013-10-25 2014-05-28 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査装置
JP6546826B2 (ja) * 2015-10-08 2019-07-17 株式会社日立パワーソリューションズ 欠陥検査方法、及びその装置
JP6608292B2 (ja) * 2016-01-20 2019-11-20 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査方法及び装置
JP6263665B1 (ja) * 2017-01-24 2018-01-17 住友化学株式会社 擬似欠陥サンプルおよびその製造方法、超音波探傷測定条件の調整方法、ターゲット素材の検査方法、スパッタリングターゲットの製造方法
JP7042149B2 (ja) * 2018-04-12 2022-03-25 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査装置及び超音波検査方法
JP6602449B1 (ja) 2018-12-05 2019-11-06 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波検査方法、超音波検査装置及び超音波検査プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
TWI800299B (zh) 2023-04-21
JP7508384B2 (ja) 2024-07-01
JP2022121859A (ja) 2022-08-22
KR20230130054A (ko) 2023-09-11
DE112022000587T5 (de) 2023-10-26
WO2022173062A1 (ja) 2022-08-18
US20240036010A1 (en) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI627405B (zh) 缺陷檢查方法及其裝置
JP6608292B2 (ja) 超音波検査方法及び装置
JP7042149B2 (ja) 超音波検査装置及び超音波検査方法
TWI768448B (zh) 超音波檢查裝置及超音波檢查方法
KR102406801B1 (ko) 초음파 프로브를 이용한 불량 소자 검사방법 및 이를 이용하는 검사장치
US10663433B2 (en) Ultrasound imaging device and method of generating image for ultrasound imaging device
JP2018084416A (ja) 超音波検査装置及び超音波検査方法
CN110690137B (zh) 一种晶圆检测设备及晶圆检测方法
TW202235871A (zh) 超音波檢查裝置、超音波檢查方法及程式
KR102459234B1 (ko) 초음파 프로브를 이용한 불량소자 검사방법 및 이를 이용하는 검사장치, 그리고 그 프로세서에 의해 수행되는 불량 소자 분류 방법
TWI824581B (zh) 超音波檢查裝置及超音波檢查方法
TWI774260B (zh) 超音波檢查裝置及超音波檢查方法
JP4787914B2 (ja) 音速測定方法、音速測定装置、及び超音波画像検査装置
JPS63295960A (ja) 超音波測定方式