TWI241397B - Method and apparatus for measuring shape of bumps - Google Patents

Method and apparatus for measuring shape of bumps Download PDF

Info

Publication number
TWI241397B
TWI241397B TW093129459A TW93129459A TWI241397B TW I241397 B TWI241397 B TW I241397B TW 093129459 A TW093129459 A TW 093129459A TW 93129459 A TW93129459 A TW 93129459A TW I241397 B TWI241397 B TW I241397B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
bump
bumps
optical system
patent application
item
Prior art date
Application number
TW093129459A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200514962A (en
Inventor
Hideaki Sasazawa
Mineo Nomoto
Masatoshi Yamaga
Chikara Iwata
Masashi Uehara
Original Assignee
Hitachi Via Mechanics Ltd
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 Hitachi Via Mechanics Ltd filed Critical Hitachi Via Mechanics Ltd
Publication of TW200514962A publication Critical patent/TW200514962A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI241397B publication Critical patent/TWI241397B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/0006Industrial image inspection using a design-rule based approach
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608Height gauges
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4647Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits by applying an insulating layer around previously made via studs
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection
    • G06T2207/30152Solder
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03Conductive materials
    • H05K2201/0332Structure of the conductor
    • H05K2201/0364Conductor shape
    • H05K2201/0367Metallic bump or raised conductor not used as solder bump
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/163Monitoring a manufacturing process
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4614Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards the electrical connections between the circuit boards being made during lamination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

1241397 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關計測在製造多層印刷基板之際或安裝半 導體裝置之際形成於基板上的凸塊形狀的凸塊形狀計測裝 置及其方法,尤有關包含凸塊形狀管理的多層印刷基板的 製造方法。 【先前技術】 近年來的印刷基板製造爲實現高精度化、高密度化, 往微細化、多層化發展。如此,多層印刷基板的層間連接 藉鑽頭或雷射等設孔於連接部,以電鍍實現導通的方式是 主流。然而,近年來,隨著上述高密度化及低成本化,正 適用使用凸塊的連接方式。 另一方面,就以攝影機拍攝形成於半導體元件等的突 起狀凸塊電極,藉由影像處理判定其良否的技術而言,已 知出現於□本特開平1 1 — 2 6 5 3 4號公報第4頁,第4圖( 習知技術1 )以及自動化期刊第4 6卷第4期(2 0 0 1 · 4 ) ,第1 6 — 1 7頁,第4、5圖(習知技術2 )。 於習知技術1中記載將平行於電路零件的主面進入的 光線或具有平行於主面的成分的光線所構成照明光投射於 凸塊電極,使上述照明光沿垂直於上述主面的方向的反射 光入射攝影裝置,對得自該攝影裝置的檢出影像資料與預 先記憶於記憶裝置的基準影像資料加以比較,根據一致的 程度判定凸塊電極良否。 1241397 (2) 於習知技術2記載就由影像計測凸塊高度的方法而言 ’ ^射斜向照明於凸塊,檢測其影子長度的方法。 &爲製造多層印刷基板方面而採取使用凸塊的連接方 @情形下,爲確保高良率,在形成凸塊於下層印刷基板的 # ^後不久,使用凸塊形狀計測裝置確認凸塊的位置及高 ® ^底部直徑等的形狀是否按照設計製造於基板全面,結 ^ ’須消除在對下層印刷基板及上層印刷基板加壓,進行 # 凸塊的導通連接之際,引起導通不良的可能性。 另一方面,使用此種多層印刷基板的製品以例如行動 11話或數位相機等需要小型高密度安裝者居多,由於印刷 S板本身的成本亦因製品的低價化而降低,故凸塊形狀計 '測裝置亦低廉且高速,並要求高計測精度以確保作爲多層 印刷基板的高可靠性。 然而,於上述習知技術1、2中並未充分考慮這幾點 【發明內容】 本發明提供構造簡單’可闻速且局精度測出確實導通 連接所需凸塊參數的凸塊形狀計測裝置及其方法。 又,本發明提供可於凸塊製造裝置中提不控制製造條 件所需凸塊相關資料的凸塊形狀計測裝置。 又,本發明的再另一目的在於提供能以無導通不良的 高可靠性,且以高良率,並提高通量來製造使用凸塊的連 接方式的多層印刷基板的多層印刷基板。 -6- 1241397 (3) 亦即,本發明構成一種凸塊形狀計測裝置,具備:載 台’其載置並移動配置作爲被計測對象物的複數凸塊的基 板;照明光學系統,其使用具有相對於前述基板面低的傾 斜角度的照明光軸,對配置於藉該載台移動的前述基板上 的凸塊照射照明光;檢測光學系統,其使用具有相對於前 述基板面較前述照明光的低傾斜角度更高的傾斜角度的檢 測光軸,會聚受該照明光學系統照射的凸塊的反射光.,檢 測凸塊的影像信號;影像處理部,其A / D轉換該檢測光 學系統所檢出的凸塊影像信號,根據按該A / D轉換的凸 塊的數位影像信號所得凸塊的至少前端部及基部的影像信 號,算出凸塊的至少前端部及基部的輪廓,根據該算出的 凸塊的至少前端部及基部的輪廓,算出由凸塊的至少位置 及高度構成的幾何特徵量;以及主控制部,其顯示有關藉 該影像處理部算出的凸塊幾何特徵量的資訊於顯示裝置。 又,本發明構成一種凸塊形狀計測裝置,具備:載台 ,其載置並移動配置作爲被計測對象物的複數凸塊的基板 ;照明光學系統,其使用具有相對於前述基板面低的傾斜 角度的照明光軸,對配置於藉該載台移動的前述基板上的 凸塊照射照明光;檢測光學系統,其使用具有相對於前述 基板面較前述照明光的低傾斜角度更高的傾斜角度的檢測 光軸,會聚受該照明光學系統照射的凸塊的反射光,檢測 凸塊的影像信號;影像處理部,其A / D轉換該檢測光學 系統所檢出的凸塊影像信號,根據按該A / D轉換的凸塊 的數位影像信號所得凸塊的至少前端部及基部的影像信號 -7- 1241397 (4) ,算出凸塊的至少前端部及基部的輪廓,根據該算出的凸 塊的至少前端部及基部的輪廓’算出由凸塊的至少位置及 高度構成的幾何特徵量,根據該算出的凸塊的幾何特徵量 ,判定凸塊良否;以及主控制部,其將該影像處理部所判 定凸塊良否的資訊顯示於顯示裝置。 又,本發明構成一種多層印刷基板之製造方法,具有 :凸塊製造步驟,其於下層印刷基板上形成凸塊;凸塊形 狀計測步驟,其光學計測於該凸塊製造步驟形成的凸塊的 至少位置及高度所構成幾何特徵量,判定凸塊良否;層間 絕緣膜形成步驟,其於形成有經凸塊形狀計測步驟判定爲 良品的凸塊的下層印刷基板上,突出凸塊的前端部,形成 層間絕緣膜;以及加壓步驟,其藉由調整上層印刷基板的 位置,將其載置於自該層間絕緣膜形成步驟所形成的層間 絕緣膜突出的凸塊前端部上,予以加壓’挾持層間絕緣膜 於下層印刷基板與上層印刷基板間,以前述凸塊進行導通 連接。 根據本發明,奏得構造簡單’可商速且局精度測出確 實導通連接所需凸塊參數的效果。 又,根據本發明,可實現能於凸塊製造裝置中提示控 制製造條件所需凸塊相關資料的凸塊形狀計測裝置。 又,根據本發明,藉由逐次回饋所計測凸塊的高度分 布或位置偏差至凸塊製造裝置,奏得能以無導通不良的局 可靠性,且以高良率,並提高通量來製造使用凸塊的連接 方式的多層印刷基板的效果。 ^ 8 - 1241397 (5) 【實施方式】 使用圖式就有關本發明的實施形態加以說明。 近年來的印刷基板製造爲實現高精度化、高密度化, 往微細化、多層化發展。特別是於筆記型電腦、P D A (個 人數位助理)、行動電話用印刷基板領域,伴同零件的高 女衣挖度’基板上的配線及基板層間的連接亦高密度、微 細化。 因此,隨著如此高密度化及低成本化,刻正適用·使用 第1圖所示凸塊的連接方式。首先,如第1 乂 a ).圖所示 ’在連接於形成配線的下層印刷基板1 7 0上的上層基板的 點形成銀或銅等具有2 Ο Ο μ m (微米)左右高度的似圓錐形 凸塊1 7 1。當然,於下層印刷基板〗7 〇上,在凸塊1 7丨形 成位置形成連接於配線的焊墊。此凸塊1 7 1藉由以溶劑使 銀或銅等粒子成爲糊狀,利用網版印刷等印刷銀或銅等的 糊料,使之乾燥形成。另外,亦可塗覆銀或銅等的糊料於 F層印刷基板1 7 0上,於乾燥後,利用光學製程,藉由會虫 刻形成。 於此階段,爲使凸塊1 7 1確實地與下層印刷基板i 7 〇 及上層印刷基板1 7 3導通連接,涖且相鄰者不會短路,亦 即,爲消除引起導通不良的可能性,似圓錐形的凸塊]7 i 的至少高度、基部的直徑及X Y方向的位置等須在期望範 圍內。因此,於第〗(b )圖所示凸塊形狀計測步驟1〇〇 中,爲確認凸塊的至少高度、基部的直徑及XY方向的位 -9- 1241397 (6) 置等於基板全面是否按設計製造,使用本發明的凸塊形狀 計測裝置計測,將所有良好凸塊的Ο K下層印刷基板1 7 〇 送入次一步驟。另外,將存在不良凸塊的NG下層印刷基 板1 7 0廢棄,或修正不良凸塊,並且回饋至網版印刷等製 造條件或設計,將此後製造的凸塊改善成良品。 如第1 ( c )圖所示,於次--步驟,塗覆或成片狀載 置例如聚亞醯胺膜等層間絕緣膜1 7 2於良好凸塊1 7.1形成 的下層印刷基板1 7 0上,於片狀層間絕緣膜1 7 2情形下, 藉由施壓開孔,獲得凸塊的前端部自層間絕緣膜7 2略微 突出的狀態的構件。此際,層間絕緣膜1 7 2的厚度定成凸 塊的前端部自層間絕緣膜1 72略微突出。於塗覆層間絕緣 膜1 7 2情形下,須進行蝕刻等,除去附著於凸塊的前端部 的樹脂膜。 其次,如第1 ( d )圖所示,形成用來連接配線與凸 塊1 7 1的焊墊的上層印刷基板1 7 3於其與下層印刷基板 170之間沿XY方向定位,載置於凸塊的前端部上。 其次,如第1 ( e )圖所示,藉由將上層印刷基板1 7 3 與下層印刷基板1 7 0合倂且加壓,壓縮凸塊,實現其與上 曆印刷基板]7 3的導通連接。藉由以上,能以在下層印刷 基板1 70與上層印刷基板1 73間埋入層間絕緣膜1 72的良 好凸塊】7 1達到導通連接。 其次,藉由反覆進行如第1 ( a )圖〜第1 ( e )圖所 示步驟可高良率製造微細化、多層化的多層印刷基板。 相較於習知利用孔加工電鍍的連接,此種利用凸塊前 -10 - 1241397 (7) 端部的連接方法可預期達到微細化、低成本化。 其次’就凸塊形狀計測步驟1 0 0中所用本發明凸塊形 狀計測裝置的實施形態加以說明。 第2圖是圖示本發明凸塊形狀計測裝潭的第1竇施形 態的構造圖。 形成多數個作爲被計測對象物的凸塊1 7 1的印刷基板 (基板)1吸附並裝載於可沿XYZ三方向移動的載台2 上。載台2如此吸附並保持印刷基板1的原因在於消除印 刷基板1的翹曲。由於翹曲以此方式消除,並且,凸塊 1 7 1的高度約2 Ο Ο μηι左右’故亦可不設置面對印刷基板1 表面的聚光透鏡6的自動聚焦控制系統。當然,藉由設置 自動聚焦控制系統,即使印刷基板1的厚度變動,仍可藉 聚光透鏡ό將相同凸塊的影像成像於影像檢測攝影機7。 自例如鹵素灯等光源3射出的白色光經由光纖5射入照明 透鏡系統4。照明光學系統由光源3、光纖5及照明透鏡 系統4構成。 於印刷基板1形成銅等的配線圖型,在以銀凸塊作爲 凸塊1 7 1情形下,爲自凸塊1 7 1獲得對比度較背景高的影 像’照明光的波長可爲在5 7 0 n m (納米)(綠)以下的短 波長。當然,可爲如此含有甚多上述波長成分的上述白色 光。總而言之,藉由使用白色光或5 7 Onm以下波長的光 作爲照明光,可使凸塊相對於背景變得很明顯。如於第3 圖的放大圖220中所示,照明透鏡系統4由僅沿垂直於印 刷基板I的垂直方向會聚於細帶狀光束(狹縫狀光束) -11 - (8) 1241397 2 3 ]的例如柱面透鏡構成。接著’照明透鏡系統4以相對 於印刷基板1,α爲3 0度左右以下的低角度照射照明光 1 4。在凸塊1 7 1成高密度配置於印刷基板1上的關係下, 若照明角度(主照明光線指向的照明光軸的角度)α大於 低角度,即發生相鄰凸塊的影像。由於藉由如此以3 0度 左右以下的低角度α照射照明光’使包含襯墊的印刷基板 1的表面的反射大多爲正反射,故不射入聚光透鏡6,所 檢出背景很暗,由於凸塊1 7 ]的表面的散射光大多接近正 反射光,故射入聚光透鏡6,檢出很明亮。由於來自凸塊 1 7 1表面的反射散射強度如此增強,故與構成背景的印刷 基板1間的對比度提高,可僅使凸塊1 7 1變得明顯。 藉由來自爲照明光4所照射的凸塊1 7 1表面的反射散 射光大多射入聚光透鏡6,以例如CCD (電荷耦合裝置) 線性感測器所構成的影像檢測攝影機7拍攝於暗背景 上明亮顯露的凸塊1 7 1的影像。爲拍攝包含更多凸塊.1 7 1 的高度資訊的影像,影像檢測攝影機7相對於凸塊.1 7 1傾 斜檢測光軸的角度/3 ,例如以/3二3 0〜5 0度左右的角度 檢測凸塊的影像。檢測光軸相當於聚光透鏡6的光軸。又 ’影像檢測攝影機7例如爲CCD線性感測器,如於第3 圖的放大圖2 2 0中所記載,經由載台控制部1 2及主控制 部1 3,CCD線性感測器的攝影區域(攝影視野)24 }與 箭頭所示載台2的掃瞄同步移動,檢出影像檢測區域2 0 1 的影像信號。由於此時,載台控制部]2輸入以設於X γζ 載台2的變位計計測的Χ γ Z變位,故對主控制部1 3提供 -12 - 1241397 (9) XYZ載台的變位量。然後’將影像檢測攝影機7所檢出 的影像信號8送至影像處理部9。 影像處理部9由:A / D轉換部91 ’其A / D轉換檢 出的影像信號8 ;影像記憶體92,其記憶該A / D轉換的 濃淡値(色調値)影像信號F ( χΥ ) 2〇2 ;選取電路93 ,其根據凸塊的排列設計資料’由記憶於該影像記億體 9 2的濃淡値影像信號F ( x、y ) 2 0 2選取每一凸塊的濃淡 値影像信號〔P 1 ( i、j )〜P11 (丨、j )〕(由檢出影像中 選取僅含凸塊的區域的影像),以及主影像處理部9 4 ’ 其根據藉該選取電路93所選取每一凸塊的濃淡値影像信 號〔P 1 ( i、j )〜P n ( i、j )〕 ’算出凸塊的高度、底部 (基部)的直徑、其中心位置等的幾何形狀資料,比較該 算出的凸塊幾何形狀資料與判定基準,進行良否的判定’ 將上述算出的凸塊幾何形狀資料或良否的判定結果等輸出 至主控制部1 3構成。 影像資料保存部1 1配置成藉選取電路93自影像記憶 體9 2選取得自主控制部1 3的至少不良凸塊的濃淡値影像 信號Pk ( i、j ),長期加以保存。因此,主控制部1 3可 依使用者要求,再顯示不良凸塊的濃淡値影像信號Pk ( i 、j )於顯示裝置20。又,主控制部13可對凸塊製造裝置 1 1 1提供保存於影像資料保存部1 1的至少不良凸塊的濃 淡値影像信號Pk ( i、j )。 且’選取電路93不必選取形成於印刷基板上的所有 凸塊’可選取代表凸塊。代表凸塊藉由例如依第4(a) -13 - (10) 1241397 圖所示’使用顯示於顯示裝置2 0的畫面的過去測得結果 ,予以指定獲得。又,代表凸塊亦可按製造條件指定來作 爲計測訣窮。 又,顯示裝置2 Q顯示種種計測結果或計測訣竅、計 測條件等。 輸入裝置2 1輸入有關被計測對象物的計測訣竅(例 如依第5圖所示,由CAD (電腦輔助設計)系統11 0獲 得,包含印刷基板1種類的有關印刷基板1的設計資料和 亦含凸塊種類的排列於印刷基板上的設計資料U 6 (例如 對應於網版印刷的印刷圖型。)以及自凸塊製造裝置1 Π 獲得的凸塊的製造條件115)、計測條件(例如判定凸塊 良否的判定基準或良好凸塊及不良凸塊的指定)以及顯示 或輸出計測結果的顯示或輸出模式的選擇指令。 輸出裝置2 2亦包含回饋至第5圖所示凸塊製造裝置 1 1 1或CAD系統1 10等的網路等。 其次’使用第3圖說明本發明的凸塊形狀計測的處理 流程。一開始,主控制部1 3根據使用輸入裝置2 1輸入的 印刷基板的凸塊配置資料設定影像檢測區域2 0 1,俾可有 效檢測配置作爲被計測對象的凸塊1 7 1的區域。吸附保持 印刷基板1的載台2根據來自主控制部1 3的指令,藉由 載台控制部】2的控制,按指定順序,沿XY方向移動, 俾影像檢測攝影機7的線性感測器的攝影區域2 4丨掃描並 拍攝影像檢測區域2 0 ]。同時,藉照明透鏡系統4,使白 色光或5 7 〇 n m以下波長的光自移動方向,以3 0度左右以 -14 - 1241397 (11) 下的低角度α成狹縫狀光束2 3丨照射,俾照射上述攝影區 域2 4 1 °結果,藉A / D轉換部9 1將與載台同步而由影像 檢測攝影機7獲得的影像信號轉換成數位影像信號,作爲 影像信號2〇2記憶於影像記憶器92。 其次,選取電路9 3藉由參考得自主控制部1 3的凸塊 位霞CAD資料(凸塊配置資料)2〇3 ,自記憶於影像記憶 器92的影像信號2 02抽出(選取)僅一凸塊的影像信號 Pk ( i、j ) 204。如此藉選取電路93抽出(選取)僅一凸 塊的影像信號P k ( i、j ) 2 0 4的程序容易於主影像處理部 94中進行影像處理’不一定須要就每一凸塊求出底部位 置、高度及底部直徑。 其次,主影像處理部9 4適用影像處理算法於所抽出 之一凸塊影像信號Pk ( i、j )。由於影像檢測攝影機7沿 移動方向,以4 5度左右的傾斜角度石拍攝,故由一凸塊 獲得以背景(焊墊及印刷基板1的表面)作爲暗部的明部 所構成的影像信號Pk ( 1、j ) 2 0 4。因此,藉某一臨界値 將該影像信號Pk ( i、j )二進位化,獲得凸塊的端緣(輪 廓)座標資料。又,藉由對上述影像信號P k ( i、j )進行 微分處理,求出峰値座標’ nJ獲得凸塊的邊緣(輪靡)座 標資料。 其次,藉由於影像資料上,例如由凸塊前端部的邊緣 的點集合(輪廓)2 0 5算出二次近似曲線或橢圓近似曲線 208,由凸塊基部的底部及稜線的邊緣的點集合(輪1郭) 2 0 6、2 0 7a、2 07b算出二次近似曲線或橢圓近似曲線209 -15- 1241397 (12) 、2 1 0 a、2 ] 0 b,可穩定檢測自3 0〜5 〇度左右的傾斜角度 /3視凸塊時的二次元幾何形狀。藉由算出自此算出的曲線 2 0 8的最高點至曲線2 0 9的最低點間的距離,可求出影像 資料上凸塊的高度Η。又,藉由將算出的曲線209與曲線 2 1 0 a、2 1 〇 b的交點間的距離算出,可求出影像資料上的 底部直徑(基部直徑)D。又,藉由求出所算出曲線209 與曲線210a、210b的交點座標的中點座標,可求出作爲 基部的中心位置2 1 2的凸塊位置座標。 在欲求出實際凸塊的高度尺寸、底部直徑的尺寸情形 下’可乘法運算檢測角度/5成分的校正係數。就校正係數 的求算方法而言,可根據使用計測工具實際計測代表凸塊 的結果以及如上述於影像資料上計測的凸塊高度Η暨凸 塊底部直徑D算出。 由於如以上說明,凸塊1 7 1的形狀爲似圓錐形,俾凸 塊1 7 1可確實導通連接下層印刷基板1 7 0與上層印刷基板 1 73,並可確認相鄰凸塊無短路,故獲得就凸塊形狀計測 裝置的計測結果而言至少必要的凸塊高度Η、凸塊底部直 徑D及凸塊的位置2 1 2。藉由獲得此等凸塊高度η、底部 直徑(基部直徑)D及凸塊的底部(基部)位置21 2,可 判定不會發生導通不良的凸塊良否。凸塊高度Η及凸塊 的底部(基部)位置2 1 2用來確實達到上層印刷基板1 7 3 與焊墊的導通連接。凸塊的底部直徑D及凸塊的底部( 基部)位置2 ] 2用來確實達到下層印刷基板1 7 〇與焊墊的 導通連接。 -16- (13) 1241397 就凸塊的幾何形狀而言,此外還考慮前端部的形狀( 似圓錐角度)及體積。前端部的形狀(似圓錐角度)可由 所算出二次近似曲線或橢圓近似曲線2 〇 8求出。體積可根 據底部的直徑、高度及前端部的形狀(似圓錐角度)求出 。然而’由於在藉由網版印刷形成凸塊]7丨情形下,顯然 凸塊&J局度與則端部的形狀(似圓錐角度)有關,故通常 以凸塊的高度資訊來進行良否判定即很充分。 其次’就主控制部1 3所進行凸塊形狀計測結果輸出 至顯示裝置20或輸出裝置22等的形態加以說明。第4 ( a )圖是就主控制部1 3計測的結果資料而言,將作爲印刷 基板上各凸塊的幾何特徵量的高度、底部直徑、底部位置 等的分布1 2 0顯示於顯示裝置2 0的畫面的圖式。該分布 1 2 0按照相對於設計値的偏差量變化各凸塊1 2〗的顏色、 濃淡或形狀。又’主控制部1 3亦可同時區分高度、底部 直徑、底部位置的各種不良,將判定爲不良的凸塊顯示於 顯示裝置2 0的畫面。藉由如此區分每一不良類別(高度 '底部直徑、低部位置)’顯不判定爲不良的凸塊,容易 發現不良發生的主要原因。 乂’桌4 ( b ) 0是以二次兀向量1 3 ]就主控制部】3 計測的結果資料而言,將作爲印刷基板上各凸塊的幾何特 徵量的局度、底邰直徑、底邰位置等的分布〗3 〇顯示於顯 示裝置20的畫面的圖式。藉由如此以印刷基板上的分布 狀態顯示計測結果’可容易掌握第1 ( a )圖所示凸塊製 程的狀態。 -17' (14) 1241397 第4 ( a )及(b )圖是如此就有關凸塊幾何特徵量( 局度、底部直徑、底部位置)的資訊而言,將印刷基板上 的凸塊幾何特徵量的分布i 2 〇、丨3 〇加以顯示的圖式。 又’第4 ( c )圖是就主控制部]3計測的結果資料而 言’將對印刷基板全體或每一特定區域,以橫軸表示相對 於凸塊的高度、底部直徑或位置等設計値的偏差量,以縱 軸表示頻度.(個數)的直方圖丨4 〇顯示於顯示裝置2 〇的 圖式。由於藉由如此顯示直方圖丨4 〇,可掌握對印刷基板 全體或每一特定區域判定良否的判定基準(設計公差) 1 4 1內的個數及其分布。且,亦可在進行直方圖顯示之際 ,比較第4(a) 、 ( b )圖所示凸塊的偏差量分布或三次 元向量與直方圖顯示,予以顯示。藉由如此進行,可由凸 塊的高度、底部直徑或.位置等發現偏差大的主要原因。 第4 ( c )圖是如此就有關凸塊幾何特徵量(高度、 底部直徑、底部位置)的資訊而言,將凸塊相對於印刷基 板上幾何特徵量的發生頻度1 4 0加以顯示的圖式。 若對每一凸塊製造裝置(例如網版印刷機)顯示以上 所說明第4(a) 、 ( b ) 、 ( c )圖所示畫面,即可掌握 凸塊製造裝置的機器誤差。 又’第4 ( d )圖是耪由在以顯不裝置2 0顯示例如第 4(a)圖所示畫面狀態下使用輸入裝置2 1指定某一區域 ,將指定區域中保存於影像資料保存部1 1的凸塊本身的 影像以及以輔助線附加根據該影像於主影像處理部94中 算出的凸塊邊緣(輪廓)者顯示於顯示裝置2 0的圖式。 -18 - (15) 1241397 由於如此顯示附加輔助線於邊緣的凸塊影像,故可觀察實 際的凸塊狀態。由於所檢出凸塊的影像獲得相對於背景高 的對比,故未必須要顯示輔助線。 又,第4 ( e )圖是藉由在以顯示裝置2 0顯示例如依 第4 ( a )圖顯示的不良凸塊畫面狀態下使用輸入裝置2 1 指定不良凸塊,自主控制部1 3保存於影像資料保存部1 1 的影像中選出上述指定的不良凸塊影像1 5 0,.顯示於顯示 裝置2 0的圖式。藉由如此顯示不良凸塊影像,可確認是 否正確進行良否判定等計測訣竅。 又,第4 ( f )圖是以印刷基板單位或批單位算出主 控制部1 3記憶於記憶裝置2 3的凸塊形狀計測結果的歷時 變化,將該算出的歷時變化顯示於顯示裝置2 0的畫面的 圖式。亦即,第4 ( f )圖是就有關凸塊幾何特徵量(高 度、底部直徑 '底部位置等)的資訊而言,顯示凸塊幾何 特徵量的歷時變化的圖式。就算出歷時變化的凸塊形狀計 測結果而言,經察有凸塊的高度、底部直徑、底部位置等 的平均値或凸塊的高度、底部直徑、底部位置等的參數。 藉由如此輸出凸塊形狀的歷時變化’可掌握發生例如網版 印刷情形的網眼堵塞等,歷時變化徐徐增加’接近判定基 準(設計公差)內的情形’能在發生大量+良凸塊之前, 提出事前警告(警報),作爲事前對策。又,藉由將此歷 時變化回饋至凸塊製造步驟,可對應凸塊製造條件的變化 ,尋出不良發生的製造條件。 以上說明的構造的第5圖所示凸塊形狀計測裝置Π 2 -19· (16) 1241397 可監視凸塊製程的狀態。亦即’在主控制部1 3就凸塊形 狀計測結果判定印刷基板I上的特定區域的凸塊高度 '底 部直徑等相較於設計容許値(判定基準)不足情形下,凸 塊形狀計測裝置1 1 2輸出凸塊材料對此區域的供給量不足 等警報資訊,藉由透過網路等輸出裝置22將該輸出結果 提供至凸塊製造裝置111,可於凸塊製造裝置111中發出 警報。 藉由凸塊形狀計測裝置1 1 2的主控制部1 3如此進行 記憶於記憶裝置2 3或影像資料保存部1 1的凸塊計測結果 對凸塊製造裝置(例如網版印刷機)η1的製造條件(環 境(溫度、濕度、氣壓)、材料(種類、溶媒的濃度)、 裝置號碼)的回饋1 1 3,於凸塊製造裝置11 1中控制上述 製造條件,可進行穩定的凸塊製造。 又,在即使對凸塊製造裝置1 1 1回饋仍未改善情形下 ,亦可藉由凸塊形狀計測裝置1 1 2對C A D系統1 1 〇提供 凸塊形狀計測結果1 1 4,C A D系統1 1 0進行更穩定的凸塊 配置(密度)等的設計條件變更的支援。於此情形下,凸 塊形狀計測裝置1 1 2藉由以如第4 ( c )圖所示計測對象 項目的直方圖等掌握設計公差(判定基準)M丨內的個數 及其分布,容易重新評估設計公差的設定。又,在即使凸 塊製造裝置1 ] 1控制凸塊製造條件仍未改善不良發生情形 下,藉由根據凸塊製造條件發現不會發生不良的設計條件 117’將其回饋至CAD系統110,進行設計變更。 其次,使用第6圖及第7圖對本發明凸塊形狀計測裝 -20- (17) 1241397 ®的照明光學系統第2實施例加以說明。亦即,於第2實 施例中,與第2圖所示第1實施例的不同點在於:設置自 複數方向的至少二方向對作爲被計測對象物的印刷基板1 上的凸塊1 7 1照明的照明光學系統(照明元件)3 0 2及 3 0 3。二照明光學系統3 〇 2及3 0 3的仰角α是較檢測透鏡 (聚光透鏡)6的角度々低的角度,例如1 0度左右,二 照明間的角度7是小於1 8 0度的角度,例如1 5 〇度左右。 且顯然照明光學系統亦可爲2個以上的複數。 使用第7圖說明此情形。第7圖是俯視第6圖的照明 系統立體圖的圖式。藉照明系統3 0 2及3 0 3自左右方向對 對象凸塊1 7 1照明。藉此,凸塊全體受到照明,並由於仰 角α是較檢測光學系統6低的角度,故檢測透鏡6可相對 於背景僅明顯化並檢出具有凸塊的高度資訊的部分。藉由 如此自二方向照明,可使具有似圓錐形的凸塊1 7 1的稜線 較背景明顯。 其次,使用第8圖及第9圖對本發明凸塊形狀計測裝 置的照明光學系統第3實施例加以說明。亦即,於第3實 施例中,與第丨和2實施例的不同點在於:於照明元件或 照明光學系統5 0 1的前方設置擴散透鏡5 02,沿水平方向 擴散來自照明元件或照明光學系統5 0 1的照明光,不僅照 射擴散光5 0 3於凸塊丨7丨的前面,亦照射於側面。照明元 件或照明光學系統5 0 1的仰角α是較檢測透鏡6還低的角 度’例如]〇度左右。第9圖是俯視第8圖的照明系統立 體圖的圖式。藉照明元件或照明光學系統5 0 1及擴散透鏡 - 21 - (18) 1241397 502自檢測透鏡6的方向對作爲被計測對象的凸塊1 7 1照 明。藉此,凸塊全體受到照明,並由於仰角α是較檢測透 鏡6低的角度,故檢測透鏡6可相對於背景僅明顯化並檢 出具有凸塊的高度資訊的部分。 其次,使用第1 〇圖及第1 1圖對本發明凸塊形狀計測 裝置的檢測光學系統第2實施例加以說明。亦即,於第2 實施例中,與第2圖所示第1實施例的不同點在於:設有 對焦於凸塊1 7 1的前端部的成像透鏡7 0 3暨線性.感測攝影 機(例如 CCD線性影像感測器)704,以及對焦於凸塊 1 7 1的底部(基部)的成像透鏡7 〇 5曁線性感測攝影機( 例如CCD線性影像感測器)7 06。藉由如此構成,線性感 測攝影機7 04對凸塊171的前端部拍攝鮮明的影像,線性 感測攝影機7 0 6對凸塊1 7 1的底部拍攝鮮明的影像。亦即 ,藉照明光學系統的第1〜第3實施例,以上述角度α對 作爲被計測對象的基板1上的凸塊1 7 1進行照明。 檢測透鏡7 0 1 ( 6 )成與第2圖所示檢測光學系統第1 實施例相同的仰角/S設置。來自檢測透鏡7 0 1所檢出凸塊 的反射光藉分束光學系統7〇2分成第1光7〇8及第2光 7 09。第1光7 0 8藉成像透鏡7〇3成像於線性感測攝影機 7 0 4上。又,同樣地,第2光7 0 9藉成像透鏡7 0 5成像於 線性感測攝影機7〇6上。 第1 1 ( a )圖圖示藉成像透鏡7 〇 3,並藉線性感測攝 影機7 0 4成對焦於凸塊1 7 1的前端部的狀態予以拍攝的情 形,第Π ( b )圖圖示藉成像透鏡7 〇 5,並藉線性感測攝 -22- (19) 1241397 影機706成對焦於凸塊1 7〗的底部的狀態予以拍攝的情形 。視野80 1表示藉線性感測攝影機7 04拍攝的視野。並且 由於線性感測攝影機7 0 4在對可檢出區域8 0 3中檢測位置 8 0 5掃瞄時拍攝凸塊的前端部,故調整成像透鏡7 0 3,俾 凸塊的前端部成爲對焦點。又,視野8 02表示藉線性感測 攝影機7 0 6拍攝的視野。並且由於線性感測攝影機7 06在 對可檢出區域8 04中檢測位置8 0 6掃瞄時拍攝凸塊的底部 ,故調整成像透鏡7 0 5,俾凸塊的底部成爲對焦點。 即使於如此藉由在不同焦面檢測影像,加大檢測透鏡 7〇1 ( 6 )的放大率,提高凸塊171的形狀計測精度情形下 ,仍可防止焦點深度不足所造成的影像模糊。當然,即使 在凸塊1 7 1的高度增高情形下,仍因成分別對焦於凸塊的 前端部及凸塊的底部的狀態拍攝而能以高解析能力正確地 檢測凸塊形狀,結果,可提高凸塊的形狀計測精度。 其次,使用第1 2圖及第1 3圖對本發明凸塊形狀計測 裝置的檢測光學系統第3實施例加以說明。亦即,於第3 實施例中,與第2實施例的不同點在於:藉線性感測元件 9 02拍攝以成像透鏡90 1成像的凸塊1 7 1的前端部影像, 藉線性感測元件9 0 3拍攝以成像透鏡9 0 1成像的凸塊1 7 1 的底部(基部)影像。亦即,線性感測元件9 02的受光面 設成凸塊的前端部處於對焦狀態,線性感測元件903的受 光面設成凸塊的底部處於對焦狀態。第1 3圖顯示藉線性 感測元件902及903攝影的情形。視野丨〇丨表示藉線性感 測元件9 0 2及9 0 3攝影的視野。於可檢測區域]〇 2中配置 -23- (20) 1241397 成以線性感測元件9 0 2取得來自包含凸塊前端部的線1 〇 3 白勺影像’並配置成以線性感測元件9 0 3取得來自包含凸塊 底部的線1 〇 3的影像。由於在第3實施例中亦同樣地在不 _ ^面檢測[影像,故獲得與第2實施例相同的效果。 其次,使用第14圖、第〗5圖及第16圖對本發明凸 塊形狀計測裝置的第2實施例加以說明。第2實施形態是 對第1實施形態追加亦可進行形成於印刷基板1 〇上的通 孔(孔)的檢查的照明光學系統及檢測光學系統的實施形 態。考慮對就作爲被計測對象的印刷基板1 〇之一例子而 言,藉由第1圖所示方法製造的第16(a)圖所示多層印 刷基板,如第1 6 ( b )圖所示,藉由鑽頭或雷射加工於未 形成凸塊的區域形成的通孔(孔)i 8 0。又,就作爲被計 測對象的印刷基板1 〇的其他例子而言,亦可爲形成一般 通孔的印刷基板。 亦即,第2實施形態對第1實施形態追加例如自上方 對多餍印刷基板〗〇進行環形照明的照明光學系統1 7,以 ώ自上方會聚得自多層印刷基板1 0的反射光的檢測透 及田曰 y f ] 6和接收得自該檢測透鏡1 6的多層印刷基板1〇的圖 /爲7|〕〗8 0的光影像的檢測攝影機1 5構成之檢測光 型(通仆/ 一 冰,做成亦可自上方檢測多層印刷基板1 〇的影像的 學系忒 获由如此構成,影像處理部9可根據自線性感測1攝影 .7〇4、7 0 6 ·,9 02、903檢出的影像信號8,計測形成 基板1的凸塊1 7 1的位置及形狀,影像處理部9更 -24 - (21) 1241397 可根據得自檢測攝影機1 5的影像信號〗8 ’亦計測加工於 多層印刷基板1 0的通孔(孔)1 8 0的位置及形狀。 其次,使用第1 5圖就第2實施形態的活用例加以說 明。 藉影像處理部9及主控制部1 3,根據自線性感測攝 影機7 ; 7 0 4、7 0 6 ; 9 0 2、9 0 3檢出的影像信號8,對安裝 作爲被計測對象的凸塊的印刷基板1計測凸塊1 7 1的位置 及形狀。 又,藉影像處理部9及主控制部1 3,根據得自檢測 攝影機1 5的影像信號18,對開孔後的多層印刷基板1 〇 計測孔1 8 0的位置及形狀。由於檢測攝影機1 5以圓形孔 部爲暗部,其周邊爲明部的影像信號檢測,故於主影像處 理部9 4中,沿X軸方向及Y軸方向投射例如A / D轉換 而記憶於影像記憶體9 2的孔附近區域(可爲按每一孔選 取者)的影像信號(積分影像信號),以 Y軸方向的二 邊緣間的距離求出 Y軸方向的直徑,藉由求出其中心位 置,求出Y軸方向的位置座標,以X軸方向的二邊緣間 的距離求出X軸方向的直徑,藉由求出其中心位置,求 出X軸方向的位置座標。 主控制部]3以藉計測手段(未圖示)計測並記憶於 記憶裝置2 3的基準標記位置作爲基準,比較二者的位置 資訊,藉此,獲得作爲凸塊狀態的計測結果I 5 5的印刷基 板1上凸塊位置]5 6與作爲開孔狀態的計測結果〗5 7的多 層印刷基板]0上孔位置1 5 8的相關資訊,可容易掌握多 -25- (22) 1241397 層印刷基板1 0上二者的偏差量。且,基準標記形成於印 刷基板】及多層印刷基板1 0二者。 如第]6 ( c )圖所示’此後,藉由電鍍等,形成通孔 導體I 8 1於如此計測的多層印刷基板1 〇的孔1 8 0。因此 ,在高密度配置導體(凸塊1 7 1或通孔導體.1 8 1 )情形下 ,可例如藉由確認與最接近通孔導體的凸塊間的距離,消 除短路或接近短路的狀態。 如以上說明,根據本實施形態,可在製造凸塊於印刷 基板上的方法及製造線中,短時間簡便地計測凸塊的幾何 形狀分布。因此,藉由例如於凸塊形成後進行計測,逐次 將凸塊的高度分布或位置偏差回饋至凸塊製造裝置,可穩 定進行凸塊製程的裝置管理及製程管理。又,由於比較凸 塊計測資料與設計資料,故在製造.模擬的精度提高方面 有用,亦可進行凸塊形狀的設計變更的最適化。 又’根據本實施形態,可在藉由利用凸塊的連接方法 製造多層印刷基板之際,®良率製造具有高可靠性的多層 印刷基板’可達到通量的提高,謀得工程全體的通量提高 〇 且,就凸塊而言,雖對實際安裝於印刷基板上者加以 說明,不過,此外亦包含實際安裝於半導體晶圓或半導體 晶片者或球形凸塊等。 本發明在不悖離其精神或根本特徵下,能以其他具體 形式實施。因此,本發明無論哪方面均應視爲說明而非限 制,發明fc疇以後附申請專利範圍而非前述說明爲準,因 -26- (23) 1241397 此,本文意在涵蓋申請專利範圍的均等意義及範圍內的所 有變化。 本發明的此等暨其他目的、特點及優點由以下如附圖 所示本發明較佳實施例的更具體說明即可瞭然。 【圖式簡單說明】 第1圖是用來說明本發明使用凸塊連接方法的多層印 刷基板製造步騾之一實施形態的圖式。 第2圖是圖示本發明凸塊形狀計測裝置的第1實施形 態的構造圖。 第3圖是用來說明藉第2圖所示檢測光學系統檢出的 影像信號及影像處理部的影像處理的圖式。 第 4 ( a )圖是以顏色、濃淡、形狀等顯示凸塊的幾 何特徵量分布的圖式;第 4 ( b )圖是以三次元向量顯示 凸塊的幾何特徵量分布的圖式;第 4 ( c )圖是顯示相對 於幾何特徵量的凸塊頻度(個數)作成圖表的直方圖的圖 式;第4 ( d )圖是附加輔助線於所檢出凸塊影像信號的 圖式;第 4 ( e )圖是顯示不良凸塊的檢出影像的圖式; 第4 ( f )圖是顯示凸塊幾何特徵量的歷時變化的圖式。 第5圖是用來說明適用本發明凸塊形狀計測裝置於凸 塊製造裝置及CAD系統的情形的圖式。 第6圖是圖示異於第2圖所示照明光學系統第1實施 例的第2實施例的立體圖。 第7圖是第6圖所示照明系統第2實施例的平面圖。 -27- (24) 1241397 第8圖是圖示異於照明光學系統第1及第2實施例的 第3實施例的立體圖。 第9圖是第8圖所示照明系統第3實施例的平面圖。 第1 0圖是圖示異於第2圖所示檢測光學系統第]實 施例的第2實施例的正視圖。 第1 1 C a )圖是圖示以第丨〇 _所示檢測光學系統對 焦於凸塊削端部’第1線性影像感測器拍攝的情形的圖式 ;第1 1 ( b ).圖是圖示以第1 〇圖所示檢測光學系統對焦 於凸塊基部’第2線性影像感測器拍攝的情形的圖式。 第1 2圖是圖示異於檢測光學系統第1及第2實施例 的第3實施例正視圖。 第1 3圖是圖示以第1 2圖所示檢測光學系統對焦於凸 塊前端部,第1線性影像感測器拍攝,對焦於凸塊基部, 第2線性影像感測器拍攝的狀態的圖式。 第1 4圖是圖示本發明凸塊形狀計測裝置的第2實施 形態的構造圖。 第1 5圖是用來說明藉第1 4圖所示凸塊形狀計測裝置 進行的凸塊形狀計測及孔形狀計測的圖式。 第1 6圖是用來說明第1 4圖所示凸塊形狀計測裝置所 計測構成被計測對象的多層印刷基板的製造步驟的圖式。 【主要元件符號說明】 1 印刷基板 2 載台 -28 - (25) (25)1241397 3 光源 4 照明光學系統 5 光纖 6 聚光(檢測)透鏡 7 影像檢測攝影機 8 影像信號 9 影像處理部 10 多層印刷基板 11 影像資料保存部 1 2 載台控制部 1 3 主控制部 14 照明光 15 檢測攝影機 16 檢測透鏡 17 照明光學系統 18 影像信號 2 0 顯示裝置 2 1 輸入裝置 22 輸出裝置 2 3 記憶裝置 9 1 A / D轉換部 92 影像記憶體 9 3 選取電路 94 主影像處理部 -29- 1241397 (26) ]〇 〇 凸塊形狀計測步驟 10] 視野 102 可檢測區域 103 線 1 1 0 C A D系統 111 凸塊製造裝置 1 12 凸塊形狀計測裝置 1 13 回饋 114 凸塊形狀計測結果 1 15 製造條件 1 1 6 設計資料 1 17 設計條件 1 2 0、1 3 0 分布 12 1 凸塊 13 1 三次元向量 140 直方圖 141 判定基準(設計公差) 15 0 不良凸塊的影像 155 凸塊狀態計測結果 156 凸塊位置 157 開孔狀態計測結果 1 5 8 孔位置 170 下層印刷基板 1 7 1 凸塊 -30- 1241397 (27) 172 層間絕緣膜 17 3 上層印刷基板 180 通孔(孔) 181 通孔導體 201 影像檢測區域 2 0 2、2 0 4 濃淡値影像信號 20 3 凸塊位置CAD資料 2 0 5 凸塊前端部的邊緣點的集合 2 0 6、2 0 7 a、2 0 7 b 凸塊基部及稜線的邊緣點的集合 2 0 8、2 0 9 曲線 2 10a、210b 曲線 2 1 2 凸塊底(基部)位置 220 第3圖的放大圖 23 1 細帶狀光束 241 線性感測器的攝影區域 3 02 > 3 0 3 照明系統 501 照明光學系統 5 02 擴散透鏡 5 0 3 擴散光 7 0 1 檢測透鏡 7 02 分束光學系統 7 0 3、7 0 5、9 0 1 成像透鏡 7 0 4、7 0 6 線性感測攝影機 7 0 7 反射光 -31 - (28) 1241397 708 第] 光 709 第2 光 801、 802 視野 8 0 3、 8 04 可檢測區域 8 0 5、 806 檢測位置 9 02 ' 903 線性感測元件 -32 -

Claims (1)

1241397 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種凸塊形狀計測裝置,包含以下構造: 載台’其載置並移動配置作爲被計測對象物的複數凸 塊的基板; 照明光學系統,其使用具有相對於前述基板面低的傾 斜角度的照明光軸,對配置於藉該載台移動的前述基板上 的凸塊照射照明光; 檢測光學系統,其使用具有相對於前述基板面較前述 照明光的低傾斜角度更高的傾斜角度的檢測光軸,會聚該 照明光學系統照射的凸塊的反射光,檢測凸塊的影像信號 影像處理部,其A / D轉換該檢測光學系統所撿出的 凸塊影像信號,根據按該A / D轉換的凸塊的數位影像信 號所得凸塊的至少前端部及基部的影像信號,算出凸塊的 至少前端部及基部的輪廓,根據該算出的凸塊的至少前端 部及基部的輪廓’算出由凸塊的至少位置及高度構成的幾 何特徵量;以及 主控制部,其將有關藉該影像處理部算出的凸塊幾何 特徵量的資訊顯示於顯示裝置。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之凸塊形狀計測裝置 ,其中於前述影像處理部中,前述算出的凸塊幾何特徵量 進一步包含凸塊基部的直徑。 3 .如申請專利範圍第1項所記載之凸塊形狀計測裝置 ,其中於前述影像處理部中進一步根據算出的凸塊幾何特 - 33- (2) 1241397 徵量,判定凸塊良否,將該判定結果提供給前述主 〇 4 .如申請專利範圍第1項所記載之凸塊形狀計 ,其中前述檢測光學系統具有會聚各凸塊的反射光 透鏡,以及接收該聚光透鏡所會聚各凸塊的反射光 成影像信號的線性影像感測器。 5 .如申請專利範圍第1項所記載之凸塊形狀計 ,其中前述照明光學系統配置成前述照明光自複數 前述各凸塊照明。 6 .如申請專利範圍第丨項所記載之凸塊形狀計 ’其中前述照明光學系統照射擴散照明光作爲照明 7 · —種凸塊形狀計測裝置,包含以下構造: 載台’其載置並移動配置作爲被計測對象物的 塊的基板; 照明光學系統,其使用具有相對於前述基板面 斜角度的照明光軸,對配置於藉該載台移動的前述 的凸塊照射照明光; 檢測光學系統,其使用具有相對於前述基板面 照明光的低傾斜角度更高的傾斜角度的檢測光軸, 照明光學系統照射的凸塊的反射光,檢測凸塊的影 > 影像處埋部,其A / D轉換該檢測光學系統所 凸塊影像彳ΰ 5虎,根據按該a / D轉換的凸塊的數位 b虎所凸塊的至少端邰及基部的影像信號,算出 控制部 測裝置 的聚光 ,轉換 測裝置 方向對 測裝置 光。 複數凸 低的傾 基板上 較前述 會聚該 像信號 檢出的 影像信 凸塊的 -34 - (3) 1241397 至少前端部及基部的輪廓,根據該算出的凸塊的至少前端 部及基部的輪廓’算出由凸塊的至少位置及高度構成的幾 何特徵量,根據該算出的凸塊的幾何特徵量,判定凸塊良 否;以及 主控制部,其輸出該影像處理部所判定凸塊良否的資 訊。 8 .如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝置 ,其中於前述影像處理部中,前述算出的凸塊幾何特徵量 進一步包含凸塊基部的直徑。 9.如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝置 ,其中前述主控制部將有關藉前述影像處理部算出的凸塊 幾何特徵量的資訊顯示於顯示裝置。 1 〇 .如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝 置,其中於前述主控制部中,顯示於前述顯示裝置的有關 凸塊幾何特徵量的資訊包含前述基板上凸塊幾何特徵量的 分布、凸塊相對於幾何特徵量的發生頻度或凸塊幾何特徵 量的歷時變化內的任一個以上。 1 1 .如申請專利範圍第7項之凸塊形狀計測裝置’其 中進一步具備影像信號保存部’其保存得自前述影像處理 部的至少判定爲不良的凸塊經過A / D轉換的影像信號。 ! 2 .如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝 置,其中於前述照明光學系統中,前述照明光爲白色光或 具有5 7 0nm以下的波長的光。 ]3 .如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝 -35- (4) 1241397 置’其中前述檢測光學系統具有會聚各凸塊的反射光的聚 光透鏡’以及接收該聚光透鏡所會聚各凸塊的反射光,轉 換成影像信號的線性影像感測器。 1 4 .如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝 置’其中前述照明光學系統配置成前述照明光自複數方向 對前述各凸塊照明。 1 5 .如申請專利範圍第7項所記載之凸塊形狀計測裝 置’其中前述照明光學系統照射擴散照明光作爲照明光。 Ϊ 6 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之凸塊形狀計測裝 置’其中前述線性影像感測器由聚焦於各凸塊的前端部而 接收光的第1線性影像感測器以及聚焦於各凸塊的基部而 接收先的弟2線性影像感測器構成。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之凸塊形狀計測裝 置’其中前述照明光學系統配置成對應前述線性影像感測 器的光接收區域,對各凸塊進行細帶狀照明。 1 8 . —種凸塊形狀計測方法,包含以下步驟: 自相對於該基板面低的第1角度方向,對配置在基板 上的凸塊照明的步驟; 藉由沿相對於前述基板面較前述第1角度高的第2角 度方向,檢測自該第1角度方向照明而爲前述凸塊反射的 反射光,獲得前述凸塊的影像信號的步驟; 處理該檢出所得的前述凸塊的影像信號,算出包含前 述凸塊的至少位置及高度資訊的幾何特徵量的步驟; 並且’將有關該算出的前述凸塊幾何特徵量顯示於畫 -36- 1241397 (5) 面上的步驟。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所記載之凸塊形狀計測方 法’其中於自第1角度方向對前述基板照明的步驟及沿第 2角度方向檢測前述反射光獲得影像信號的步驟中,一面 沿至少一方向連續移動前述基板,一面進行。 2 〇 ·如申請專利範圍第1 8項所記載之凸塊形狀計測方 法’其中在顯示於前述晝面的步驟中,就有關前述凸塊幾 何特徵量的資訊而言,將有關前述凸塊的高度、底部直徑 及底部位置於前述基板上的分布資訊顯示於前述叢面上。 2 1 .如申請專利範圍第丨8項所記載之凸塊形狀計測方 法’其中在顯示於前述畫面的步驟中,就有關前述凸塊幾 何特徵量的資訊而言,將有關前述凸塊的高度、底部直徑 及低部位置的各個不良情形顯示於时述畫面上。 2 2 ·如申請專利範圍第1 8項所§5載之凸塊形狀計測方 法,其中於包含前述凸塊的至少位置及高度資訊的幾何特 徵量算出中,根據前述檢測所得前述凸塊的影像信號中至 少前述凸塊的前端部及基部的影像信號,算出凸塊的至少 前端部及基部的輪廓,並根據該算出的前述凸塊的至少前 端部及基部的輪廓,算出前述凸塊的至少位置及高度所構 成的幾何特徵量。 -37-
TW093129459A 2003-10-17 2004-09-29 Method and apparatus for measuring shape of bumps TWI241397B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003357510A JP4147169B2 (ja) 2003-10-17 2003-10-17 バンプ形状計測装置及びその方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200514962A TW200514962A (en) 2005-05-01
TWI241397B true TWI241397B (en) 2005-10-11

Family

ID=34614377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW093129459A TWI241397B (en) 2003-10-17 2004-09-29 Method and apparatus for measuring shape of bumps

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7336816B2 (zh)
JP (1) JP4147169B2 (zh)
KR (1) KR100796113B1 (zh)
CN (1) CN1310013C (zh)
HK (1) HK1077627A1 (zh)
TW (1) TWI241397B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI427263B (zh) * 2006-09-12 2014-02-21 Dainippon Printing Co Ltd 突起之高度測定方法、突起之高度測定裝置、程式
US9495738B2 (en) 2012-08-27 2016-11-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Semiconductor component mounting apparatus
US10001407B2 (en) 2016-05-23 2018-06-19 National Chiao Tung University Optical detecting device
TWI761202B (zh) * 2020-09-09 2022-04-11 海華科技股份有限公司 晶片共面度檢測設備

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8588511B2 (en) * 2002-05-22 2013-11-19 Cognex Corporation Method and apparatus for automatic measurement of pad geometry and inspection thereof
DE102006001496B4 (de) * 2006-01-11 2019-02-21 Siemens Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Bestimmung geometrischer Veränderungen eines Werkstücks
JP5393531B2 (ja) * 2010-02-25 2014-01-22 キヤノン株式会社 位置姿勢推定装置、位置姿勢推定方法、プログラム、記憶媒体
JP5830644B2 (ja) * 2011-12-06 2015-12-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 下受けピン配置判定装置および下受けピン配置判定方法
WO2013115386A1 (ja) * 2012-02-03 2013-08-08 独立行政法人産業技術総合研究所 物品面上の突起ないし突条の高さを計測する方法及びそのための装置
US9644942B2 (en) * 2012-11-29 2017-05-09 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Method and apparatus for laser projection, and machining method
DE102013216196A1 (de) * 2013-08-14 2015-02-19 Asm Assembly Systems Gmbh & Co. Kg Erfassen der 3D Struktur eines auf einen Bauelementeträger aufgebrachten Depots aus Lotpaste
US9372951B2 (en) * 2013-11-20 2016-06-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device design methods and conductive bump pattern enhancement methods
US20160330835A1 (en) * 2014-01-24 2016-11-10 Toppan Forms Co., Ltd. Wiring board
CN104849211B (zh) * 2015-05-27 2017-11-17 深圳市常兴技术股份有限公司 电镀磨具表面金刚石加厚程度的检测方法
US11334842B2 (en) * 2016-03-18 2022-05-17 Misumi Corporation Automatic estimation method, server, and automatic estimation system
JP6718502B2 (ja) * 2016-03-29 2020-07-08 株式会社Fuji 電子部品装着機の動作確認装置
CN107597497A (zh) * 2017-09-08 2018-01-19 佛山缔乐视觉科技有限公司 一种基于机器视觉的自动陶瓷涂胶装置和方法
JP2019152486A (ja) * 2018-03-01 2019-09-12 株式会社東京精密 設計公差の補正方法及び補正装置
JP7083695B2 (ja) * 2018-05-11 2022-06-13 株式会社荏原製作所 バンプ高さ検査装置、基板処理装置、バンプ高さ検査方法、記憶媒体
KR102716070B1 (ko) * 2018-06-29 2024-10-14 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 범프 높이 측정 장치, 기판 처리 장치, 범프 높이 측정 방법, 기억 매체
US11592555B2 (en) 2019-03-11 2023-02-28 Mitsubishi Electric Corporation Setting value adjustment device for displacement meter
CN111623723B (zh) * 2020-05-06 2022-09-27 深圳中科飞测科技股份有限公司 检测设备及检测方法
JP2023047919A (ja) * 2021-09-27 2023-04-06 株式会社神戸製鋼所 形状計測装置用光学系

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01111281A (ja) * 1987-10-23 1989-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品認識方法
US5192983A (en) * 1989-12-19 1993-03-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for and method of checking external appearance of soldering state
JPH0688709A (ja) * 1992-09-07 1994-03-29 Fujitsu Ltd バンプ電極検査装置
JPH10227620A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Komatsu Ltd 半導体パッケージの端子検査装置
JP3414967B2 (ja) * 1997-02-24 2003-06-09 松下電器産業株式会社 バンプ検査方法
JPH1126534A (ja) 1997-07-07 1999-01-29 Sanken Electric Co Ltd バンプ電極の検査方法及び装置
US6633663B1 (en) * 1998-05-05 2003-10-14 International Business Machines Corporation Method and system for determining component dimensional information
JP3299193B2 (ja) * 1998-08-21 2002-07-08 日本電気株式会社 バンプ検査方法/装置、情報記憶媒体
US6262803B1 (en) * 1998-09-10 2001-07-17 Acuity Imaging, Llc System and method for three-dimensional inspection using patterned light projection
JP2000131037A (ja) * 1998-10-26 2000-05-12 Hitachi Denshi Ltd 物体形状検査装置
JP3257530B2 (ja) * 1999-01-11 2002-02-18 ソニー株式会社 情報処理装置及び情報処理方法
JP2001298036A (ja) * 2000-02-08 2001-10-26 Toshiba Corp バンプ高さ測定方法、バンプ位置測定方法およびバンプ高さ測定装置、バンプ位置測定装置ならびに半導体装置の製造方法、半導体装置の実装方法
US6750974B2 (en) * 2002-04-02 2004-06-15 Gsi Lumonics Corporation Method and system for 3D imaging of target regions
US7171036B1 (en) * 2002-05-22 2007-01-30 Cognex Technology And Investment Corporation Method and apparatus for automatic measurement of pad geometry and inspection thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI427263B (zh) * 2006-09-12 2014-02-21 Dainippon Printing Co Ltd 突起之高度測定方法、突起之高度測定裝置、程式
US9495738B2 (en) 2012-08-27 2016-11-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Semiconductor component mounting apparatus
US10001407B2 (en) 2016-05-23 2018-06-19 National Chiao Tung University Optical detecting device
TWI761202B (zh) * 2020-09-09 2022-04-11 海華科技股份有限公司 晶片共面度檢測設備

Also Published As

Publication number Publication date
CN1609550A (zh) 2005-04-27
CN1310013C (zh) 2007-04-11
HK1077627A1 (en) 2006-02-17
JP4147169B2 (ja) 2008-09-10
KR100796113B1 (ko) 2008-01-21
TW200514962A (en) 2005-05-01
US7336816B2 (en) 2008-02-26
JP2005121508A (ja) 2005-05-12
US20050129304A1 (en) 2005-06-16
KR20050037375A (ko) 2005-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI241397B (en) Method and apparatus for measuring shape of bumps
US5455870A (en) Apparatus and method for inspection of high component density printed circuit board
TWI416064B (zh) 量測三維形狀之方法
US9470752B2 (en) Board inspection apparatus and method
JP5934874B2 (ja) ウェーハを検査するためのシステム及び方法
JP6103171B2 (ja) ウェーハを検査するためのシステム及び方法
JP5672240B2 (ja) ウェーハを検査するためのシステム及び方法
KR101614061B1 (ko) 조인트 검사 장치
WO2010090605A1 (en) Methods for examining a bonding structure of a substrate and bonding structure inspection devices
JP2009145072A (ja) 測定方法及び検査方法並びに測定装置及び検査装置
JP2019197018A (ja) 平坦度検出方法、平坦度検出装置及び平坦度検出プログラム
KR101144749B1 (ko) 소자의 불량 검사방법
CN103247548B (zh) 一种晶圆缺陷检测装置及方法
JP2019100753A (ja) プリント基板検査装置及びプリント基板検査方法
JP4130895B2 (ja) 外観検査装置
JP2005274256A (ja) 表面検査方法
JP2006317391A (ja) スリット光照射装置
JP2000009452A (ja) 表面の凹凸検査方法および装置
KR100251482B1 (ko) Pcb기판 검사장치 및 검사방법
KR101005076B1 (ko) 범퍼 검사장치 및 방법
JPH03108735A (ja) 比較検査方法および装置
JP2001349929A (ja) プローブ針の針先位置の検出方法及び検出装置
KR101005077B1 (ko) 범퍼 검사장치
JP2005061853A (ja) 表面検査装置
JP4522570B2 (ja) パターン検査用照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees