JP3073485B2 - Height measuring device and semiconductor package inspection device using the same - Google Patents
Height measuring device and semiconductor package inspection device using the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、計測点をレーザビーム
で照射し、照射スポットの高さを、２つの視点から見た
方向に基づいて精密に計測する高さ測定装置に関し、特
にハンダバンプ等のバンプ電極を有する半導体パッケー
ジのバンプ高さ及びパッケージの反りを測定して、プリ
ント基板に実装したときの接触不良を未然防止する半導
体パッケージの測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a height measuring device which irradiates a measuring point with a laser beam and precisely measures the height of an irradiated spot based on directions viewed from two viewpoints, and more particularly to a solder bump or the like. The present invention relates to a semiconductor package measuring apparatus that measures a bump height and a warpage of a semiconductor package having a bump electrode and prevents a contact failure when the semiconductor package is mounted on a printed circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７（ａ）（ｂ）に示すようなＢＧＡや
ＣＳＰ等の半導体パッケージ１は、プリント基板に実装
するための電極として、半田球等を溶着したバンプ電極
２を持つ。このバンプ電極２は、本来同一高さに形成さ
れるものであるが、パッケージ後に半導体部品を検査す
るとき、ハンダバンプに接触する検査ピンによって、欠
け落ちたり、つぶれて低くなることがある。このように
高さが低くなったバンプ電極は、実装時に加熱・溶融し
てもプリント基板側の電極に接触しないか、接触が不充
分になる場合がある。2. Description of the Related Art A semiconductor package 1 such as a BGA or a CSP as shown in FIGS. 7A and 7B has a bump electrode 2 to which a solder ball or the like is welded as an electrode for mounting on a printed circuit board. The bump electrodes 2 are originally formed at the same height. However, when a semiconductor component is inspected after packaging, the bump electrodes 2 may be chipped or crushed by inspection pins that come into contact with the solder bumps, and may be lowered. The bump electrode having such a reduced height may not be in contact with the electrode on the printed circuit board side even if heated and melted during mounting, or the contact may be insufficient.
【０００３】またパッケージ１は、加熱して流動化させ
た樹脂を金型に入れ成形して製作されるものであるた
め、冷却時の残留応力により歪んで反ることがあり、こ
の場合には、バンプ電極の接続部が、実装後に振動で外
れる等の接続不良を引き起こす。[0003] Further, since the package 1 is manufactured by putting a resin which has been heated and fluidized into a mold and then molding, the package 1 may be warped and distorted due to residual stress at the time of cooling. In addition, the connection portion of the bump electrode may be disconnected due to vibration after mounting or the like, resulting in connection failure.
【０００４】このため半導体部品をプリント基板に実装
する前に、バンプ電極の高さが適正であるか試験し、さ
らにパッケージの反りの有無を検査する必要がある。Therefore, before mounting a semiconductor component on a printed circuit board, it is necessary to test whether the height of the bump electrode is appropriate and to check whether the package is warped.
【０００５】従来のバンプ電極の高さの測定する装置
と、その問題点について列挙すると、次のようなる。A conventional apparatus for measuring the height of a bump electrode and its problems are listed as follows.
【０００６】 バンプ電極の影がパッケージ上に形成
されるように、斜め方向から照射し、その影の長さから
バンプ電極の高さを計測する方法 パッケージ表面にあるスルーホールや回路パターンによ
って、計測面に凹凸ができ、反射率も均一ではないの
で、精度の良い計測が出来ない。A method of irradiating a diagonal direction so that a shadow of a bump electrode is formed on a package and measuring a height of the bump electrode from a length of the shadow is measured by a through hole or a circuit pattern on a package surface. Since the surface has irregularities and the reflectance is not uniform, accurate measurement cannot be performed.
【０００７】 傾斜したシート状の光を当て、この光
の先端がバンプ電極に当たる位置をエリアＣＣＤカメラ
で上方から測定してバンプの高さを計測する方法 ２次元画像を撮像するエリアＣＣＤカメラは、セル数が
多いため、１回の走査周期に、例えば16.6ｍｓかかり、
検査時間が長くなる問題がある。A method of irradiating an inclined sheet-like light and measuring the position where the tip of this light hits the bump electrode from above with an area CCD camera to measure the height of the bump The area CCD camera that captures a two-dimensional image, Due to the large number of cells, one scanning cycle takes, for example, 16.6 ms,
There is a problem that the inspection time becomes longer.
【０００８】 パッケージに斜め方向から光を照射
し、これを反対側の斜め方向から見ると、バンプ電極の
シルエット画像がパッケージ表面で反射した光を背景と
して観察される。このシルエット画像からバンプ電極の
高さを求める方法（ＰＡＳ法）。When light is applied to the package from an oblique direction and viewed from the opposite oblique direction, a silhouette image of the bump electrode is observed with the light reflected on the package surface as a background. A method of determining the height of the bump electrode from this silhouette image (PAS method).
【０００９】球状バンプのシルエット画像を斜め方向か
ら観測するため、バンプ電極の頂点から少し離れた位置
を計測することになり、正確な位置測定ができない。Since the silhouette image of the spherical bump is observed obliquely, a position slightly away from the apex of the bump electrode is measured, and accurate position measurement cannot be performed.
【００１０】 パッケージ面を斜め２方向から撮像
し、各画像内のバンプ電極位置と、２箇所の撮像位置と
の関係から、バンプ電極の高さを求めるステレオ画像法 検出点がバンプの頂点ではなく各バンプ電極の画像中心
になるため正確な測定はできない。The package surface is imaged from two oblique directions, and the height of the bump electrode is obtained from the relationship between the position of the bump electrode in each image and the two imaged positions. Accurate measurement is not possible because it is at the center of the image of each bump electrode.
【００１１】 レーザースキャナとＰＳＤ（位置検出
センサ）を用い、パッケージに照射を行うレーザー照射
位置とＰＳＤの出力する２次元位置との関係から三角測
量法の原理でバンプ電極の高さを計測する方法 ＰＳＤは、入射した光のエネルギー重心の位置を出力す
るものであるため、反射パターンの形状や反射光量の部
分的ばらつきにより、測定誤差を生じる。また、この方
法はレーザスキャナとＰＳＤの相対位置から演算して高
さを検出するため、機械的に動いているスキャナに高精
度の位置特性が要求される。特に、ポリゴンミラーを使
用するときは、各面の面倒れを厳密に管理する必要があ
る。また、機械部品のため経時変化により測定誤差を生
じやすいので、キャリブレーション等の補正を行う機能
を充実させる必要がある等で装置が複雑になる問題があ
る。Using a laser scanner and a PSD (Position Detection Sensor), a method of measuring the height of a bump electrode based on the principle of triangulation from the relationship between a laser irradiation position for irradiating a package and a two-dimensional position for PSD output Since the PSD outputs the position of the center of gravity of the energy of the incident light, a measurement error occurs due to partial variations in the shape of the reflection pattern and the amount of reflected light. Further, since this method calculates the height from the relative position between the laser scanner and the PSD and detects the height, a mechanically moving scanner is required to have high-precision position characteristics. In particular, when a polygon mirror is used, it is necessary to strictly control the inclination of each surface. Further, since a measurement error is likely to occur due to a temporal change due to a mechanical component, there is a problem that the apparatus is complicated because it is necessary to enhance a function of performing correction such as calibration.
【００１２】 自動焦点カメラの原理として知られる
共焦点光学系方法 この方法は、焦点を合わせるとき、レンズ又は光路長を
変化させる光学材料を機械的に動かし、その移動位置か
らバンプまでの距離を測定する。このため、微小なバン
プの高さを計測するための機械的要求精度が高くなり、
製作が困難になる。また、バンプ電極１個ずつ高さ検出
をする方法であるので、検査時間が長くなる問題があ
る。Confocal optics method known as the principle of an autofocus camera This method mechanically moves a lens or an optical material that changes the optical path length when focusing, and measures the distance from the movement position to the bump. I do. For this reason, the required mechanical accuracy for measuring the height of the minute bumps increases,
Production becomes difficult. In addition, since the method detects the height of each bump electrode one by one, there is a problem that the inspection time becomes long.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ハンダバンプ等のバン
プ電極を持つ半導体パッケージは、バンプ電極の径が従
来の０.８ｍｍφから０.３ｍｍφへと小径化が進むと共
に、電極数が２００〜３００に増加している。したがっ
て、バンプ電極の高さ測定の精度を向上し、測定速度を
高めないと、プリント基板への実装現場における要求性
能を満足できなくなっている。In a semiconductor package having a bump electrode such as a solder bump, the diameter of the bump electrode is reduced from the conventional 0.8 mmφ to 0.3 mmφ, and the number of electrodes is increased to 200 to 300. doing. Therefore, unless the accuracy of the height measurement of the bump electrode is improved and the measurement speed is not increased, the required performance at the site of mounting on a printed circuit board cannot be satisfied.
【００１４】そこで、本発明は、前記従来のバンプ電極
の高さ測定方法の測定精度の低さ、及び測定時間の遅さ
を改善して、高精度且つ高速にバンプ電極の高さを測定
できる高さ測定装置を提案すると共に、パッケージの反
りを検出する装置を提案することを目的とする。Accordingly, the present invention improves the accuracy of measurement and the delay of measurement time of the conventional method for measuring the height of a bump electrode, and can measure the height of a bump electrode with high accuracy and high speed. It is an object of the present invention to propose a height measuring device and a device for detecting package warpage.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
発明は、半導体パッケージを、その平面方向に所定ピッ
チで移動させる移動装置と、ピッチ移動する毎に測定す
るパッケージ面を、所定周期で断続発光するレーザービ
ームによって移動方向と交差する方向に走査するレーザ
ービーム照射装置と、測定するパッケージ面に対して、
その高さ方向に離隔し、相互に一定の距離だけ離れた２
つの視点から、レーザビームの走査によって生じる各照
射スポットの方向を測定する観測装置と、各照射スポッ
トについて、測定した２方向と２つの視点の位置から、
その高さを算出して、測定するパッケージ面の高さの分
布を求め、この分布から半導体パッケージの反りを検出
する演算装置とを具備したことを特徴とする半導体パッ
ケージの検査装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package having a predetermined pitch in a plane direction thereof.
With a moving device that moves the
The laser surface that emits light intermittently at predetermined intervals.
Laser scans in a direction crossing the direction of movement
-For the beam irradiation device and the package surface to be measured,
2 separated from each other by a certain distance in the height direction
From one viewpoint, each illumination caused by the scanning of the laser beam
An observation device that measures the direction of the irradiation spot, and each irradiation spot
From the measured two directions and the positions of the two viewpoints,
Calculate the height and calculate the height of the package surface to be measured.
Find the cloth and detect the warpage of the semiconductor package from this distribution
A semiconductor device, comprising:
This is a cage inspection device.
【００１６】この装置は、計測点に生成した照射スポッ
トを２つの視点から観測し、検出した２方向と視点の座
標から三角測量の原理に基づいて照射スポットの位置を
算出する。This device observes an irradiation spot generated at a measurement point from two viewpoints, and calculates the position of the irradiation spot from the detected two directions and the coordinates of the viewpoint based on the principle of triangulation.
【００１７】観測装置は、視点に設けられた結像光学系
と、この結像光学系によって形成される照射スポットの
結像を受け、その結像位置に応じた検出出力を発生する
ＣＣＤセンサ等の光センサを用いる。The observation device includes an imaging optical system provided at a viewpoint, a CCD sensor or the like which receives an image of an irradiation spot formed by the imaging optical system and generates a detection output corresponding to the imaging position. Is used.
【００１８】結像光学系は、視点から見た画角に対応す
る光センサの位置に、照射スポットを結像させる光学系
を用いる。この光学系は、例えばあおり撮影と同じ光学
系で実現できる。測定ラインの全てに対して焦点を合わ
せるため、光センサは光学系の光軸に対して角度を付け
る。計測する高さ方向を、例えば１ｍｍ以下とすればレ
ンズの焦点深度以内となり、このような距離では焦点ぼ
けは起らず、精度の高い計測が可能になる。As the image forming optical system, an optical system for forming an image of an irradiation spot at a position of the optical sensor corresponding to the angle of view as viewed from the viewpoint is used. This optical system can be realized by, for example, the same optical system as that used for tilt shooting. To focus on all of the measurement lines, the optical sensor is angled with respect to the optical axis of the optical system. If the height direction to be measured is, for example, 1 mm or less, it is within the focal depth of the lens. At such a distance, defocus does not occur, and highly accurate measurement is possible.
【００１９】光センサは、結像位置を出力できる任意の
ものが使用できるが、結像スポットと２つの視点を含む
平面に配置される一次元フォトダイオードアレイ等のリ
ニアセンサを用いると、高速な検出ができ、演算処理が
容易になるので好ましい。Any optical sensor capable of outputting an image forming position can be used. However, if a linear sensor such as a one-dimensional photodiode array arranged on a plane including an image forming spot and two viewpoints is used, high-speed operation is possible. This is preferable because detection can be performed and arithmetic processing is facilitated.
【００２０】光センサの出力は、視点から照射スポット
を見た方向を表わす値に変換処理される。この方向を表
わす値は、例えばリニアセンサを用いた場合は、リニア
センサ上の結像位置、又は視点から照射スポットを見た
画角である。いずれの値を用いるかは、高さの演算式の
立て方によって決められる。The output of the optical sensor is converted into a value representing the direction in which the irradiation spot is viewed from the viewpoint. When a linear sensor is used, the value representing this direction is, for example, an image forming position on the linear sensor or an angle of view of the irradiation spot viewed from the viewpoint. Which value is to be used is determined by how to formulate an arithmetic expression for the height.
【００２１】次に、演算式の一例について説明する。図
１は、高さ０の基準線をＸ軸、高さ方向をＺ軸に取り、
その原点０に対して角倍率１の結像光学系を介して、２
つのリニアセンサを基準線に対して傾斜させて配置した
場合の、位置関係を示したものである。Next, an example of an arithmetic expression will be described. FIG. 1 shows a reference line having a height of 0 as an X axis and a height direction as a Z axis.
2 through an imaging optical system having an angular magnification of 1 with respect to the origin 0.
FIG. 7 shows a positional relationship when two linear sensors are arranged at an angle with respect to a reference line.
【００２２】図１において、原点０を（ｘ，ｚ）＝
（０，０）と定義し、左右２つのリニアセンサの受光ラ
インに対応させて座標軸Ｄ1，Ｄ2を定義する。さらに、
原点Ｏに対応するリニアセンサ上の結像点、すなわち、
左右２つの結像光学系の位置によって決まる視点をＱ，
Ｒと、原点Ｏを結ぶ２直線が座標軸Ｄ1，Ｄ2と交わる点
Ｏ’，Ｏ”を”センサ原点”と定義し、この２直線がＺ
軸に対して取る角度を、夫々、α1，α2とする。さら
に、この２直線が座標軸Ｄ1，Ｄ2に立てた垂線に対して
取る角度をβ1，β2とする。さらに、原点０から左側の
視点までの距離をａ1，左側視点ａ1から左側の”センサ
原点”までの距離をｂ1、原点０から右側の視点までの
距離をａ2，右側視点ａ2から右側の”センサ原点”まで
の距離をｂ2とする。In FIG. 1, the origin 0 is defined as (x, z) =
(0, 0), and coordinate axes D 1 and D 2 are defined corresponding to the light receiving lines of the two left and right linear sensors. further,
An imaging point on the linear sensor corresponding to the origin O, that is,
The viewpoint determined by the positions of the two left and right imaging optical systems is Q,
Defined and R, the origin O 2 straight lines coordinate axis connecting the D 1, D 2 and intersecting point O ', and O "a" sensor origin ", the two straight lines is Z
The angles taken with respect to the axes are α 1 and α 2 , respectively. Further, the angles taken by these two straight lines with respect to the perpendiculars set on the coordinate axes D 1 and D 2 are β 1 and β 2 . Further, the distance from the origin 0 to the left viewpoint is a 1 , the distance from the left viewpoint a 1 to the left “sensor origin” is b 1 , the distance from the origin 0 to the right viewpoint is a 2 , and the right viewpoint a 2 The distance from to the right “sensor origin” is b 2 .
【００２３】座標軸Ｄ1，Ｄ2上の”センサ原点”からの
変位ｄ1，ｄ2については、左側のラインセンサについて
は、”左上の方向を正”と定義し、右側のラインセンサ
については、”左下の方向を正”と定義する。以上の定
義はリニアセンサの配置に合わせたものであり、リニア
センサの始ピンがどこであるかに依存している。For the displacements d 1 and d 2 from the “sensor origin” on the coordinate axes D 1 and D 2 , the upper left direction is defined as “positive” for the left line sensor, and the upper right direction is defined for the right line sensor. , "The lower left direction is defined as positive." The above definition is adapted to the arrangement of the linear sensor, and depends on the starting pin of the linear sensor.
【００２４】以上の定義により、２つの視点Ｑ，Ｒに対
して基準線（Ｘ軸）方向に離れた任意の計測点Ｐに形成
された照射スポットが、左右のリニアセンサに投影され
た位置ｄ1，ｄ2（”センサ原点”からの変位）を以下の
式に代入するだけで、計測点ＰのＺ座標（高さ）とＸ座
標を算出できる。According to the above definition, the irradiation spot formed at an arbitrary measurement point P separated from the two viewpoints Q and R in the direction of the reference line (X axis) is projected at the position d projected on the left and right linear sensors. The Z coordinate (height) and the X coordinate of the measurement point P can be calculated simply by substituting 1 , d 2 (displacement from the “sensor origin”) into the following equation.
【００２５】計測点Ｐの座標（ＸP，ＺP）は、中間変数
Ｊ1，Ｊ2，Ｋ1，Ｋ2を使用して、次のように表される。The coordinates (X P , Z P ) of the measurement point P are expressed as follows using the intermediate variables J 1 , J 2 , K 1 , and K 2 .
【００２６】 Ｊ1＝ｂ1・ｃｏｓα1−ｄ1・ｓｉｎ（α1＋β1） Ｊ2＝ｂ2・ｃｏｓα2−ｄ1・ｓｉｎ（α2＋β2） Ｋ1＝−ｂ1・ｓｉｎα1−ｄ1・ｃｏｓ（α1＋β1） Ｋ2＝ｂ2・ｓｉｎα2−ｄ2・ｃｏｓ（α2＋β2） とすると、J 1 = b 1 · cos α 1 -d 1 · sin (α 1 + β 1 ) J 2 = b 2 · cos α 2 -d 1 · sin (α 2 + β 2 ) K 1 = -b 1 · sin α 1 −d 1 · cos (α 1 + β 1 ) K 2 = b 2 · sin α 2 -d 2 · cos (α 2 + β 2 )
【００２７】[0027]
【数１】 (Equation 1)
【００２８】上記ＺPの演算により、計測点の高さを算
出できる。By calculating the above Z P , the height of the measurement point can be calculated.
【００２９】 この装置は、半導体パッケージの反りを
検出するもので、上記高さ測定方法によって、半導体パ
ッケージの検査面に、ＸＹ方向に所定ピッチで分散・設
定した多数の計測点の高さを測定し、この高さの分布か
ら、反りの有無とその程度を検出する。この反りの検出
方法は、バンプ電極を有する半導体パッケージに対して
は、上記計測点が、パッケージ面のバンプ電極が存在し
ない部分となるようにレーザービームの発光間隔を設定
する。この方法はバンプ電極を有しない半導体パッケー
ジにも適用できるものである。 This device reduces the warpage of a semiconductor package.
Detected by the above height measurement method.
On the inspection surface of the package at predetermined pitches in the X and Y directions.
Measure the height of a large number of measurement points
Then, the presence and degree of warpage are detected. Detection of this warpage
Method for a semiconductor package having a bump electrode
Indicates that the above measurement point has bump electrodes on the package surface.
Set the emission interval of the laser beam so that there is no part
I do. This method uses a semiconductor package without bump electrodes.
It can also be applied to ji.
【００３０】本発明の請求項２に係る発明は、計測した
バンプ電極の高さと、請求項１の装置で計測したパッケ
ージの反りの少なく共一方を、所定の基準値と比較する
ことにより、半導体パッケージをプリント基板に実装し
たときに発生する接触不良の有無を予測判定する判定部
を備えたことを特徴とする半導体パッケージの検査装置
である。 In the invention according to claim 2 of the present invention, the measured
2. The height of the bump electrode and the package measured by the apparatus of claim 1.
The least warpage is compared with a predetermined reference value
By mounting the semiconductor package on a printed circuit board,
Determining unit that predicts whether there is a contact failure that occurs when
Inspection apparatus for semiconductor package, comprising:
It is.
【００３１】バンプ電極の高さ計測は、半導体パッケー
ジのバンプ電極とこれに隣接するパッケージ面の夫々を
レーザビームで照射するレーザービーム照射装置と、半
導体パッケージのバンプ電極形成面に対して、その高さ
方向に離隔し、相互に一定の距離だけ離れた２つの視点
から、各レーザビームの照射点の方向を測定する観測装
置と、各照射点について測定した２方向と２つの視点の
位置から、その高さを算出し、これらの差をバンプ電極
の高さとして求める演算装置によって行う。 The height of the bump electrode is measured by a semiconductor package.
Each of the bump electrode and the package surface adjacent to it
A laser beam irradiation device that irradiates with a laser beam,
The height of the bumps on the surface of the conductor package
Two viewpoints that are separated in the direction and are separated from each other by a certain distance
Observation device that measures the direction of the irradiation point of each laser beam from
And two directions and two viewpoints measured for each irradiation point.
Calculate the height from the position and calculate the difference
Is performed by the arithmetic unit which is obtained as the height of
【００３２】このバンプ電極の高さ測定は、請求項１の
発明と同様に三角測量の原理を用いて、観測手段から見
たバンプ電極の高さと、それに隣接するパッケージ面の
高さの差から、バンプ電極の高さを測定する。 The height measurement of the bump electrode is performed according to the first aspect of the present invention.
Using the principle of triangulation as in the invention,
Bump electrode height and adjacent package surface height
The height of the bump electrode is measured from the difference in height.
【００３３】この方法は、バンプ電極の先端の高さを、
隣接するパッケージ面からの高さとして検出するので、
精密な測定が可能である。 In this method, the height of the tip of the bump electrode is
Since it is detected as the height from the adjacent package surface,
Precise measurement is possible.
【００３４】なお、この方法で使用される観測装置、結
像光学系、光センサ、及び光センサ出力の処理方法は、
先述した請求項１のものと同様のものを使用する。 The observation device used in this method,
Image optics, optical sensor, and the method of processing the optical sensor output,
The same thing as the above-mentioned claim 1 is used.
【００３５】[0035]
【００３６】この装置は、バンプ電極を有する半導体パ
ッケージをプリント基板に実装したときに発生する、バ
ンプ電極の接続不良を未然防止するためのもので、バン
プ電極の高さとパッケージの反りを検出し、これらを所
定の基準値と比較することにより、接続不良の有無を予
測判定する。この基準値は、例えば、基準値に対する接
続不良の発生率のデータから、半導体パッケージの歩留
まりと、プリント基板の接続不良率とを比較考慮して決
定される。This device is for preventing a connection failure of a bump electrode which occurs when a semiconductor package having a bump electrode is mounted on a printed circuit board, and detects a height of the bump electrode and a warpage of the package. By comparing these with a predetermined reference value, the presence or absence of a connection failure is predicted and determined. The reference value is determined, for example, by comparing the yield of the semiconductor package and the connection failure rate of the printed circuit board based on data on the occurrence rate of connection failure with respect to the reference value.
【００３７】本発明の請求項３に係る発明は、高さ測定
対象に対して走査されるレーザービームの形状を、走査
方向の長さが短い矩形としたことを特徴とする請求項１
又は２に記載された半導体パッケージの検査装置であ
る。According to a third aspect of the present invention, the shape of the laser beam scanned on the height measuring object is a rectangle having a short length in the scanning direction.
Or the semiconductor package inspection apparatus described in 2 .
【００３８】この装置は、観測装置の光センサにリニア
センサを用いた場合に有用なもので、走査方向の分解能
を大きくしながら、レーザービームの走査方向と直交す
る方向のレーザビームとリニアセンサの位置合せを容易
に行うことができる。This device is useful when a linear sensor is used as the optical sensor of the observation device, and while increasing the resolution in the scanning direction, the laser beam in the direction orthogonal to the scanning direction of the laser beam and the linear sensor are used. Positioning can be easily performed.
【００３９】本発明の請求項４に係る発明は、バンプ電
極を有する半導体パッケージを、その平面方向に所定ピ
ッチで移動させる移動装置と、このピッチ移動をする毎
に、バンプ電極とこれに隣接するパッケージ面を、夫々
照射する周期で断続発光するレーザービームによって移
動方向と交差する方向に走査するレーザービーム照射装
置と、半導体パッケージのバンプ電極形成面に対して、
その高さ方向に離隔し、相互に一定の距離だけ離れた２
つの視点から、各レーザビームの照射スポットの方向を
測定する観測装置と、バンプ電極とこれに隣接するパッ
ケージ面の照射スポットについて測定した２方向と２つ
の視点の位置から、夫々の高さを算出し、これらの差を
バンプ電極の高さとして求めると共に、各パッケージ面
の照射スポットについて、測定した２方向と２つの視点
の位置から、夫々の高さを算出して、測定するパッケー
ジ面の高さの分布を求め、この分布から半導体パッケー
ジの反りを検出する演算装置とを具備したことを特徴と
する半導体パッケージの検査装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a moving device for moving a semiconductor package having a bump electrode at a predetermined pitch in a plane direction of the semiconductor package, and each time the pitch is moved, the bump electrode and the adjoining bump electrode are moved. A laser beam irradiation device that scans the package surface in a direction that intersects the moving direction with a laser beam that emits light intermittently at each irradiation cycle, and a bump electrode formation surface of a semiconductor package.
2 separated from each other by a certain distance in the height direction
Observation device that measures the direction of the irradiation spot of each laser beam from two viewpoints, and calculates the height of each from the two directions and the positions of the two viewpoints measured for the bump electrode and the irradiation spot on the package surface adjacent to it. Then, these differences are determined as the height of the bump electrode, and the height of each of the irradiation spots on each package surface is calculated from the measured two directions and the positions of the two viewpoints. And an arithmetic unit for determining the distribution of the height of the semiconductor package and detecting the warpage of the semiconductor package from the distribution.
【００４０】この装置は、バンプ電極の高さ計測と半導
体パッケージの反りの検出を同時に行うことにより、検
査時間の短縮を図ったものである。半導体パッケージの
反りの検出のために必要な照射スポットの形成位置は、
バンプ電極の高さ計測に必要な形成位置と共通するの
で、この検出を高さ計測と同時に行うと、計測及び検査
の時間を短縮できる。This apparatus shortens the inspection time by simultaneously measuring the height of the bump electrode and detecting the warpage of the semiconductor package. The formation position of the irradiation spot necessary for detecting the warpage of the semiconductor package
Since the position is common to the formation position necessary for the height measurement of the bump electrode, if this detection is performed simultaneously with the height measurement, the time for measurement and inspection can be reduced.
【００４１】本発明の請求項５に係る発明は、バンプ電
極を有する半導体パッケージを、その平面方向に所定ピ
ッチで移動させる移動装置と、所定周期で断続照射され
るレーザービームによって、半導体パッケージの移動方
向と交差する方向に、照射スポットによってパッケージ
面を走査するレーザビーム照射装置と、測定するパッケ
ージ面に対して、その高さ方向に離隔し、一定の距離だ
け離れた２つの視点から見た、レーザビームの走査によ
って生じる各照射スポットの２方向を測定する観測装置
と、各照射スポットについて、測定した２方向と２つの
視点の位置から、その高さを算出する演算部とを有する
ものにおいて、移動装置の移動ピッチと、レーザービー
ム照射装置の断続照射の間隔が、１つのバンプ電極の先
端の所定範囲に、複数の照射スポットが形成されるよう
に定められると共に、演算部が、この範囲内の照射スポ
ットの高さを算出し、これらの高さからバンプ電極の実
質的な高さを演算する機能を備えるものであることを特
徴とする半導体パッケージの測定装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a moving device for moving a semiconductor package having a bump electrode at a predetermined pitch in a plane direction of the semiconductor package, and moving the semiconductor package by a laser beam intermittently irradiated at a predetermined cycle. In the direction intersecting the direction, the laser beam irradiation device that scans the package surface with the irradiation spot, and the package surface to be measured, separated from the height direction and viewed from two viewpoints separated by a certain distance, An observation device that measures two directions of each irradiation spot generated by scanning of a laser beam, and a calculation unit that calculates the height of each irradiation spot from the measured two directions and the positions of two viewpoints, The moving pitch of the moving device and the interval of the intermittent irradiation of the laser beam irradiation device are within a predetermined range at the tip of one bump electrode. The number of irradiation spots is determined so as to be formed, and the calculation unit has a function of calculating the height of the irradiation spot within this range and calculating the substantial height of the bump electrode from these heights. An apparatus for measuring a semiconductor package, comprising:
【００４２】この装置はバンプ電極の高さ計測の精度
を、さらに高めるものである。バンプ電極の形状は、球
状のハンダを溶着して形成され、検査時に試験ピンが当
てられるので、溶着時の溶け方及び試験ピンが当たるこ
とによる変形によって、その形状にある程度のバラツキ
がある。例えば、先端が偏平になっていて、先端の高さ
は低いが、ハンダの量は十分にあるので、プリント基板
に問題なく接続できるものや、先端の高さは十分にある
が、その周囲が窪みハンダ量が少ないためプリント基板
との接続ができないものもある。そこで、バンプ電極の
形状を複数点の高さ計測によって検出し、正常な形状の
バンプ電極の高さに換算して出力し、これを高さの良否
判定をする所定の基準値と比較する。This apparatus further enhances the accuracy of the height measurement of the bump electrodes. The shape of the bump electrode is formed by welding a spherical solder, and a test pin is applied at the time of inspection. Therefore, the shape of the bump electrode varies to some extent due to the melting method at the time of welding and deformation due to the contact of the test pin. For example, the tip is flat and the height of the tip is low, but the amount of solder is sufficient, so that it can be connected to the printed circuit board without any problem, or the tip is high enough, but the surrounding area is Some of them cannot be connected to the printed circuit board due to the small amount of dent solder. Therefore, the shape of the bump electrode is detected by measuring the height of a plurality of points, converted into the height of a bump electrode having a normal shape, output, and compared with a predetermined reference value for determining the quality of the height.
【００４３】[0043]
【実施形態】本発明の一実施形態として、半導体パッケ
ージのバンプ電極高さの測定とパッケージの反りの検出
を同時に行う半導体パッケージの検査装置について説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As one embodiment of the present invention, a semiconductor package inspection apparatus for simultaneously measuring the bump electrode height of a semiconductor package and detecting the warpage of the package will be described.
【００４４】図２において、１はバンプ電極２を有する
半導体パッケージで、図示しない移動装置である吸着ノ
ズルによって吸着されて検査位置に持ち運ばれ、紙面に
対する垂線方向に所定ピッチで移動する。この検査位置
への移動の際に、半導体パッケージは、バンプ電極形成
面のＸＹ方向のずれと、吸着ノズルに吸着姿勢の傾きφ
が測定され、位置補正（アラインメント）が行われ、常
に、正しい検査位置に位置決めされる。このずれと傾き
の検出は、例えば、半導体パッケージの２次元画像を撮
影し、その画像を解析する手法によって行われる。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a semiconductor package having a bump electrode 2, which is sucked by a suction nozzle, which is a moving device (not shown), carried to an inspection position, and moves at a predetermined pitch in a direction perpendicular to the paper surface. When the semiconductor package is moved to the inspection position, the semiconductor package is displaced in the X and Y directions of the bump electrode formation surface and the suction nozzle is tilted by the inclination φ.
Is measured, a position correction (alignment) is performed, and the positioning is always performed at a correct inspection position. The detection of the shift and the tilt is performed by, for example, a method of capturing a two-dimensional image of the semiconductor package and analyzing the image.
【００４５】３はレーザービーム照射装置で、レーザー
ビームを紙面と並行な方向に投光走査する。４Ａ，４Ｂ
は観測装置で、あおり撮像法を用いた結像光学系５Ａ，
５Ｂとリニアセンサを用いた光センサ６Ａ，６Ｂを持
つ。７は演算装置で光センサ６Ａ，６Ｂの出力から、各
バンプ電極２の高さを算出するとともに、パッケージ１
の反りを算出する。Reference numeral 3 denotes a laser beam irradiation device which projects and scans a laser beam in a direction parallel to the paper surface. 4A, 4B
Is an observation device, an imaging optical system 5A using a tilt imaging method,
5B and optical sensors 6A and 6B using linear sensors. Reference numeral 7 denotes an arithmetic unit which calculates the height of each bump electrode 2 from the output of the optical sensors 6A and 6B,
Is calculated.
【００４６】上記レーザービームの照射装置３は、例え
ば、図３に示すように、レーザーダイオード８、コリメ
ートレンズ９、ポリゴンミラー１０、ｋθレンズ１１，
同期検知センサ１２から構成される。レーザーダイオー
ドから発射されたレーザー光はコリメートレンズ９によ
り平行光化され、回転するポリゴンミラー１０で反射さ
れることにより偏光・走査される。このレーザービーム
は、ポリゴンミラー１０の回転角に応じた角度を持つの
で、ｋθレンズ１１を通すことにより、回転角によらず
常に同一方向を向く平行なレーザービームに変換する。
同期検知センサ１２はポリゴンミラー１０から反射され
るレーザービームを検知することにより、半導体パッケ
ージ１に照射するタイミングを決定する。For example, as shown in FIG. 3, the laser beam irradiation device 3 includes a laser diode 8, a collimator lens 9, a polygon mirror 10, a kθ lens 11,
It comprises a synchronization detection sensor 12. The laser light emitted from the laser diode is collimated by the collimator lens 9 and reflected and reflected by the rotating polygon mirror 10 to be polarized and scanned. Since this laser beam has an angle corresponding to the rotation angle of the polygon mirror 10, the laser beam is converted into a parallel laser beam which always faces in the same direction regardless of the rotation angle by passing through the kθ lens 11.
The synchronization detection sensor 12 determines the timing of irradiating the semiconductor package 1 by detecting the laser beam reflected from the polygon mirror 10.
【００４７】レーザービーム照射装置３による照射点
は、図４及び図５に示すように、各バンプ電極の先端
と、その中間にあるパッケージ面である。このような間
欠照射のために、レーザー光源８は、図６に示すような
制御信号によって、その導通を制御する。同期検知セン
サ１２の検知タイミングからｔ1時間だけ遅らせて、微
小、時間だけ発光させて最初に検出したいバンプ電極若
しくはパッケージ面の位置に照射させる。さらにｔW時
間の間隔を開け、発光間隔がバンプ電極２の形成ピッチ
の１／２毎に行われるようにする。このようにして図４
に示すような１ラインの走査が行われると、半導体パッ
ケージ１を保持している移動装置である図示しない吸着
ノズルを、走査方向と直交する方向に、所定ピッチだけ
動かす。そして、同期検知センサ１２の検知タイミング
からｔ2時間だけ遅らせて、同様に発光させ、次のライ
ンのバンプ電極と、そのラインのパッケージ面を走査す
る。この走査は、バンプ電極のラインの数だけ行われ、
例えば、バンプ電極が１６×１６個ある半導体パッケー
ジに対しては１６ラインの走査が行われる。The irradiation points of the laser beam irradiation device 3 are, as shown in FIGS. 4 and 5, the tip of each bump electrode and the package surface in the middle. For such intermittent irradiation, the laser light source 8 controls its conduction by a control signal as shown in FIG. Delayed from the detection timing of the synchronization detection sensor 12 t 1 hour only, very small, emit light for a time to first irradiate the position of the bump electrode or the package surface to be detected. Furthermore spaced t W time, so that the light emitting interval is performed for each half of the formation pitch of the bump electrodes 2. Thus, FIG.
Is performed, a suction nozzle (not shown), which is a moving device holding the semiconductor package 1, is moved by a predetermined pitch in a direction orthogonal to the scanning direction. Then, delayed by t 2 hours from the detection timing of the synchronization detection sensor 12, similarly emit light to scan the bump electrodes of the next line, the package surface of the line. This scanning is performed by the number of lines of the bump electrode,
For example, a semiconductor package having 16 × 16 bump electrodes is scanned by 16 lines.
【００４８】観測装置４Ａ，４Ｂは、あおり撮像法を用
いた結像光学系５Ａ，５Ｂと、リニアセンサ６Ａ，６Ｂ
を用いて構成され、図１に示すように、レーザービーム
の照射装置３によって照射された半導体パッケージ上の
照射スポットＰの視点Ｑ，Ｒから見た方向を検出する。
この方向を、リニアセンサの結像位置（”センサ原点”
からの変位）として検出する場合の演算式は、例えば前
述した（１）式を用いることができる。この演算を、１
つの照射スポット毎に行なうと、各バンプ電極の高さ
を、隣接するパッケージ面との高低差によって求めると
共に、パッケージ面の計測高さの分布からパッケージの
反りを検出できる。そこで、演算装置７内に設けた図示
しない判定部により、これを所定の基準値と比較して、
プリント基板に実装したときに接続不良が発生するか否
かを予測し出力させることができる。The observation devices 4A and 4B are composed of imaging optical systems 5A and 5B using a tilt imaging method and linear sensors 6A and 6B.
As shown in FIG. 1, the direction of the irradiation spot P on the semiconductor package irradiated by the laser beam irradiation device 3 as viewed from the viewpoints Q and R is detected.
This direction is determined by the imaging position of the linear sensor ("sensor origin").
For example, the above-described equation (1) can be used as an arithmetic expression for detecting as (displacement from). This operation is
When the process is performed for each of the irradiation spots, the height of each bump electrode can be obtained from the height difference between adjacent package surfaces, and the warpage of the package can be detected from the distribution of the measured height on the package surface. Then, this is compared with a predetermined reference value by a determination unit (not shown) provided in the arithmetic unit 7, and
It is possible to predict and output whether or not a connection failure occurs when mounted on a printed circuit board.
【００４９】上記実施形態は、１つのバンプ電極につい
て、１箇所の計測点を設定するものであったが、レーザ
ービームの照射装置の制御信号に変調をかけると共に、
半導体パッケージの移動ピッチをバンプ電極列のピッチ
よりも、さらに細かいピッチで移動させ、１つのバンプ
電極についての計測点を、例えば１００個と大きくする
ことにより、バンプ電極の形状に影響されないで、接続
不良を生じるか否かの予測判定を行うことができる。In the above embodiment, one measurement point is set for one bump electrode. However, while the control signal of the laser beam irradiation device is modulated,
By moving the movement pitch of the semiconductor package at a finer pitch than the pitch of the bump electrode row and increasing the number of measurement points for one bump electrode to, for example, 100, the connection is not affected by the shape of the bump electrode. Predictive determination as to whether or not a defect occurs can be performed.
【００５０】この装置は、１つのバンプ電極を、先端を
含む全体の高さ形状の分布を測定し、実装時に溶融して
プリント基板に接続される実際の半田量を、形状が正常
な場合の高さに換算して出力する。したがって、この多
点測定型の測定装置を用いれば、さらに精度の高い検査
が可能になる。This device measures the distribution of the height of one bump electrode, including the tip, and measures the actual amount of solder that is melted during mounting and connected to the printed circuit board. Convert to height and output. Therefore, the use of the multi-point measurement type measuring device enables an inspection with higher accuracy.
【００５１】なお、以上の測定において、パッケージ面
を計測するとき、パッケージ面がハンダ面やスルーホー
ル等の凹凸形状を持つ場合があるので、複数の計測点の
高さから、この影響を取り除いた基準面を作成し、この
基準面に対して反りを検出すると共に、バンプ電極の高
さ演算に、この基準面の高さを利用することにより、精
度を確保することができる。また、バンプ電極は球状を
しており、且つ表面に傷が付いているので、レーザービ
ームの当たる位置によって反射光量が大きく変動する。
したがって、位置演算はグレー演算を行い光量変化に強
くする等の画像処理技術を駆使して検出を安定して行え
るようにすることができる。In the above measurement, when measuring the package surface, the package surface may have irregularities such as a solder surface and a through hole. Therefore, this influence was removed from the heights of a plurality of measurement points. Accuracy can be ensured by creating a reference surface, detecting warpage with respect to the reference surface, and using the height of the reference surface in calculating the height of the bump electrode. Further, since the bump electrode has a spherical shape and its surface is flawed, the amount of reflected light greatly varies depending on the position where the laser beam hits.
Therefore, the position calculation can be performed stably by making full use of an image processing technique such as performing a gray calculation to make the change in the amount of light strong.
【００５２】この多点測定型の測定装置を持ちいた場合
の測定速度を、次に試算する。例えば、直径が０.３ｍ
ｍで１６×１６の正方形状に配置された２５６個のバン
プ電極を持つＣＳＰパッケージに対して、図３のポリゴ
ンミラーとして１８角形で回転数が２００００ｒｐｍの
ものを使用し、一回の測定エリアが０.１×０.１ｍｍ
で、測定間隔を０.０１ｍｍとし、一個のバンプ電極当
たり１００点の測定を行う場合、１点当たりの走査時間
を０.０００１６７秒にできるので、検出時間は、０.０
００１６７×１００×１６＝０.２６７秒になる。この
場合の演算時間は０.２秒、部品移動時間は０.５秒にで
きる。この合計時間は、０.２６７＋０.２＋０.５＝０.
９６７秒となるが、部品の移動中に演算を行えるので、
実質的に要する時間を、０.７６秒とすることができ
る。この検査時間は、現在最速と言われているＰＳＤと
レーザスキャナーを併用した場合の検査時間に比べて３
倍以上の性能が得られることを示すものである。Next, the measurement speed when the multi-point measurement type measuring device is held is estimated. For example, 0.3m in diameter
For a CSP package having 256 bump electrodes arranged in a 16 × 16 square shape with an m of 16 m, an 18-gon polygon mirror having a rotation speed of 20,000 rpm is used as a polygon mirror in FIG. 0.1 × 0.1mm
When the measurement interval is set to 0.01 mm and measurement is performed at 100 points per bump electrode, the scanning time per point can be set to 0.0001167 seconds.
[00167] 100 × 16 = 0.267 seconds. In this case, the calculation time can be 0.2 seconds, and the component movement time can be 0.5 seconds. This total time is 0.267 + 0.2 + 0.5 = 0.
It is 967 seconds, but since the calculation can be performed while the parts are moving,
The substantially required time can be 0.76 seconds. This inspection time is 3 times shorter than the inspection time when a PSD and laser scanner, which is said to be the fastest, is used together.
This shows that the performance is more than doubled.
【００５３】[0053]
【発明の効果】本発明は、レーザスキャンニングと２つ
の視点から見た照射点の方向測定から三角測量の原理に
基づいて、計測点の高さを算出するので、高速かつ高精
度に、半導体パッケージ等の微小部品の計測点の高さ測
定を行い、バンプ電極の高さやパッケージの反りを計測
できる。また、移動装置とレーザスキャニングの変調周
期を変えることにより、計測ポイントを自由に変えるこ
とができるため、バンプの位置が異なる多品種の部品
に、機械的に無調整で対応でき汎用性が高い。According to the present invention, the height of the measurement point is calculated based on the principle of triangulation from the laser scanning and the measurement of the direction of the irradiation point viewed from two viewpoints. By measuring the height of a measurement point of a small component such as a package, the height of a bump electrode and the warpage of the package can be measured. In addition, since the measurement point can be freely changed by changing the modulation period of the moving device and the laser scanning, it is possible to cope with various kinds of parts having different bump positions without mechanical adjustment and has high versatility.
【００５４】高速化が可能であるのは、レーザービーム
により１ラインのバンプの複数の計測点を一回の走査で
照射できることによる。The reason why the speed can be increased is that a plurality of measurement points of one line of bumps can be irradiated by a single scan with a laser beam.
【００５５】高精度化が可能であるのは、パッケージの
位置とバンプの高さを同時に計測するため、機械の振動
や部品を移動させたときのずれ等により、高さデータの
誤差が生じないこと、照射された各計測点の方向検出を
２個のリニアセンサで同時に行い、この出力に基いて高
さ演算を行い、機械的な可動部による計測を完全に廃し
ていること、レーザービーム照射装置は、単に光を当て
るだけであり、その結像精度が他の方式に比べてラフに
設定してあっても、この後に、複数の計測点の高さデー
タから演算によって最適値を決定できること、高分解能
のリニアセンサと、ビデオ信号の画像処理技術を使うこ
とにより検出ポイントの不安定要素を軽減できること等
による。The high accuracy is possible because the position of the package and the height of the bump are measured at the same time, so that errors in the height data do not occur due to vibrations of the machine or displacement when parts are moved. The two linear sensors simultaneously detect the direction of each illuminated measurement point, calculate the height based on this output, and completely eliminate the measurement by mechanical moving parts. The device simply irradiates light, and even if the imaging accuracy is set rougher than other methods, the optimum value can be determined by calculation from the height data of multiple measurement points after this. In addition, the use of a high-resolution linear sensor and video signal image processing technology can reduce unstable elements at detection points.
【図１】 本発明の高さ測定の原理を示す測定光学系の
幾何概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a measurement optical system illustrating a principle of height measurement according to the present invention.
【図２】 本発明の一実施形態である半導体パッケージ
の検査装置の概略構成図FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a semiconductor package inspection apparatus according to an embodiment of the present invention;
【図３】 図２のレーザービーム照射装置の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of the laser beam irradiation device of FIG. 2;
【図４】 バンプ電極を有する半導体パッケージに対す
るレーザービームの照射位置及び走査方向を示す図FIG. 4 is a diagram showing a laser beam irradiation position and a scanning direction on a semiconductor package having bump electrodes.
【図５】 レーザービームによって形成される照射スポ
ットと観測装置の位置関係を示す側面図FIG. 5 is a side view showing a positional relationship between an irradiation spot formed by a laser beam and an observation device.
【図６】 レーザービーム照射装置の制御信号を示す図FIG. 6 is a diagram showing control signals of a laser beam irradiation device.
【図７】 バンプ電極を有する半導体パッケージを示す
平面図 （ｂ）に示すような １ 半導体パッケージ ２ バンプ電極 ３ レーザービーム照射装置 ４Ａ，４Ｂ 観測装置 ５Ａ，５Ｂ 結像光学系 ６Ａ，６Ｂ 光センサ（リニアセンサ） ７ 演算装置 ８ レーザーダイオード ９ コリメートレンズ １０ ポリゴンミラー １１ ｋθレンズ １２ 同期検知センサFIG. 7 is a plan view showing a semiconductor package having a bump electrode as shown in FIG. 1 (b) 1 semiconductor package 2 bump electrode 3 laser beam irradiation device 4A, 4B observation device 5A, 5B imaging optical system 6A, 6B optical sensor ( Linear sensor) 7 arithmetic unit 8 laser diode 9 collimating lens 10 polygon mirror 11 kθ lens 12 synchronization detection sensor
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 H05K 13/00 - 13/08 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01N 21/84-21/958 H05K 13/00-13/08
Claims (5)
定ピッチで移動させる移動装置と、ピッチ移動する毎に
測定するパッケージ面を、所定周期で断続発光するレー
ザービームによって移動方向と交差する方向に走査する
レーザービーム照射装置と、測定するパッケージ面に対
して、その高さ方向に離隔し、相互に一定の距離だけ離
れた２つの視点から、レーザビームの走査によって生じ
る各照射スポットの方向を測定する観測装置と、各照射
スポットについて、測定した２方向と２つの視点の位置
から、その高さを算出して、測定するパッケージ面の高
さの分布を求め、この分布から半導体パッケージの反り
を検出する演算装置とを具備したことを特徴とする半導
体パッケージの検査装置。1. A moving device for moving a semiconductor package at a predetermined pitch in a plane direction of the semiconductor package, and a package surface measured every time the pitch moves is scanned in a direction intersecting the moving direction by a laser beam intermittently emitting light at a predetermined cycle. The direction of each irradiation spot generated by the scanning of the laser beam is measured from two viewpoints that are separated in the height direction from the laser beam irradiation device to be measured and the package surface to be measured and are separated by a fixed distance from each other. For the observation device and each irradiation spot, the height is calculated from the measured two directions and the positions of the two viewpoints, the height distribution of the package surface to be measured is obtained, and the warpage of the semiconductor package is detected from this distribution. An inspection apparatus for a semiconductor package, comprising:
隣接するパッケージ面の夫々をレーザビームで照射する
レーザービーム照射装置と、半導体パッケージのバンプ
電極形成面に対して、その高さ方向に離隔し、相互に一
定の距離だけ離れた２つの視点から、各レーザビームの
照射点の方向を測定する観測装置と、各照射点について
測定した２方向と２つの視点の位置から、その高さを算
出し、これらの差をバンプ電極の高さとして求める演算
装置によって計測したバンプ電極の高さと、請求項１の
装置で計測したパッケージの反りの少なく共一方を、所
定の基準値と比較することにより、半導体パッケージを
プリント基板に実装したときに発生する接触不良の有無
を予測判定する判定部を備えたことを特徴とする半導体
パッケージの検査装置。2. A bump electrode of a semiconductor package and a bump electrode.
Irradiate each of the adjacent package surfaces with a laser beam
Laser beam irradiation device and semiconductor package bump
It is separated from the electrode formation surface in the height direction and
From two viewpoints separated by a fixed distance, each laser beam
Observation device that measures the direction of the irradiation point, and for each irradiation point
Calculate the height from the measured two directions and the positions of the two viewpoints
And calculate the difference between them as the height of the bump electrode
By comparing a height of the bump electrode measured by the device and at least one of the warpage of the package measured by the device of claim 1 with a predetermined reference value, a contact generated when the semiconductor package is mounted on a printed circuit board. An inspection apparatus for a semiconductor package, comprising: a determination unit for predicting and determining the presence or absence of a defect.
ービームの形状を、走査方向の長さが短い矩形としたこ
とを特徴とする請求項１または２に記載された半導体パ
ッケージの検査装置。Wherein the laser beam shape to be scanned relative to the height measured, the semiconductor package inspection system according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the scanning direction is shorter rectangle .
を、その平面方向に所定ピッチで移動させる移動装置
と、このピッチ移動をする毎に、バンプ電極とこれに隣
接するパッケージ面を、夫々照射する周期で断続発光す
るレーザービームによって移動方向と交差する方向に走
査するレーザービーム照射装置と、 半導体パッケージのバンプ電極形成面に対して、その高
さ方向に離隔し、相互に一定の距離だけ離れた２つの視
点から、各レーザビームの照射スポットの方向を測定す
る観測装置と、 バンプ電極とこれに隣接するパッケージ面の照射スポッ
トについて測定した２方向と２つの視点の位置から、夫
々の高さを算出し、これらの差をバンプ電極の高さとし
て求めると共に、各パッケージ面の照射スポットについ
て、測定した２方向と２つの視点の位置から、夫々の高
さを算出して、測定するパッケージ面の高さの分布を求
め、この分布から半導体パッケージの反りを検出する演
算装置とを具備したことを特徴とする半導体パッケージ
の検査装置。4. A moving device for moving a semiconductor package having a bump electrode at a predetermined pitch in a plane direction of the semiconductor package, and each time the pitch is moved, the bump electrode and a package surface adjacent to the bump electrode are irradiated at a cycle of irradiating the bump electrode and the package surface adjacent thereto. A laser beam irradiator that scans in a direction intersecting the moving direction with a laser beam that emits intermittent light; and a laser beam irradiation device that is separated from the bump electrode formation surface of the semiconductor package in the height direction and is separated by a certain distance from each other. An observation device that measures the direction of the irradiation spot of each laser beam from the viewpoint, and calculates the respective heights from the positions of the two directions and the two viewpoints measured for the irradiation spot on the bump electrode and the package surface adjacent to the bump electrode. And the difference between them is determined as the height of the bump electrode. Calculating the respective heights from the positions of the viewpoints, obtaining a distribution of the height of the package surface to be measured, and an arithmetic unit for detecting the warpage of the semiconductor package from the distribution; Inspection equipment.
を、その平面方向に所定ピッチで移動させる移動装置
と、所定周期で断続照射されるレーザービームによっ
て、半導体パッケージの移動方向と交差する方向に、照
射スポットによってパッケージ面を走査するレーザビー
ム照射装置と、測定するパッケージ面に対して、その高
さ方向に離隔し、一定の距離だけ離れた２つの視点から
見た、レーザビームの走査によって生じる各照射スポッ
トの２方向を測定する観測装置と、各照射スポットにつ
いて、測定した２方向と２つの視点の位置から、その高
さを算出する演算部とを有するものにおいて、 移動装置の移動ピッチと、レーザービーム照射装置の断
続照射の間隔が、１つのバンプ電極の先端の所定範囲
に、複数の照射スポットが形成されるように定められる
と共に、演算部が、この範囲内の照射スポットの高さを
算出し、これらの高さからバンプ電極の実質的な高さを
演算する機能を備えるものであることを特徴とする半導
体パッケージの測定装置。5. A moving device for moving a semiconductor package having bump electrodes at a predetermined pitch in a plane direction of the semiconductor package, and an irradiation spot in a direction intersecting the moving direction of the semiconductor package by a laser beam intermittently irradiated at a predetermined cycle. A laser beam irradiator that scans the package surface by means of a laser beam, and each irradiation spot generated by scanning the laser beam as viewed from two viewpoints that are separated from the package surface to be measured in the height direction by a fixed distance. An observation device that measures the two directions, and a calculation unit that calculates the height of each irradiation spot from the measured two directions and the positions of the two viewpoints. A plurality of irradiation spots are formed in a predetermined range of the tip of one bump electrode when the interval of the intermittent irradiation of the irradiation device is set. The calculation unit calculates the height of the irradiation spot within this range, and has a function of calculating the substantial height of the bump electrode from these heights. Measurement equipment for semiconductor packages.
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|---|---|---|---|
| JP11008018A JP3073485B2 (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Height measuring device and semiconductor package inspection device using the same |
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