JPH05152401A

JPH05152401A - バンプ形状検査装置

Info

Publication number: JPH05152401A
Application number: JP31668191A
Authority: JP
Inventors: Moritoshi Ando; 護俊安藤; Satoshi Iwata; 敏岩田; Yoji Nishiyama; 陽二西山; Shinji Suzuki; 伸二鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1993-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はバンプ形状検査装置に関し、正確
に、かつ、安価にバンプ形状を測定できるバンプ形状検
査装置を提供することを目的としている。【構成】プリント板にバンプ接合した所定部材を計測
対象物とし、該バンプ接合の形状を検査するバンプ形状
検査装置であって、前記計測対象物に赤外線を照射する
赤外線照射手段と、該計測対象物により反射した赤外線
を検出する赤外線検出手段とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バンプ形状検査装置に
係り、詳しくは、例えば、プリント基板への部品の実装
の分野に用いて好適な、実装時の不良を防止するバンプ
形状検査装置に関する。近年、半導体技術の急速な進歩
に伴い、例えば、チップをプリント基板に実装する技術
の開発が盛んに行われている。

【０００２】この実装の際は、電気的なパスが短いこ
と、端子数が多いこと、信頼性の高いことが要求され、
この要求に答える一例として、例えば、バンプ結合等の
方法がある。バンプ結合とは、図９に示すように、チッ
プ表面に複数の小さな突起を作成し、これを基材と接合
して電気的導通と機械的な保持とを図るものであり、こ
の方法によれば、電気的な導通部の長さが短縮でき、か
つ、１チップ当り数百個といった多数の接合点を得るこ
とができる。

【０００３】しかし、バンプ結合では、図１０に示すよ
うに、接合部が完全にチップの下となるため、信頼性の
評価が難しいため、図１１に示すように、例えば、バン
プ同士のショート、半田クズの発生、バンプ間隔異常、
バンプ細り等の欠陥が発見しにくいし、また、これらの
欠陥はバンプの結合後に発生する。そこで、結合状態で
欠陥を検出することが必要となる。

【０００４】

【従来の技術】従来のこの種のバンプ形状検査装置とし
ては、Ｘ線によりバンプを透過することで、その形状に
より計測するものがあり、また、接合部の横方向から鏡
を用いて検査する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線を
用いるバンプ形状検査装置にあっては、バンプの形状を
計測するためにＸ線を用いるという構成となっていたた
め、装置全体がどうしても大がかりなものとなり、設備
にコストがかかるという問題点があった。また、接合部
の横方向から鏡を用いて検査する方法にあっては、外周
囲部のバンプの検査は可能であるが、内部のバンプに関
しては検査対象外となるという問題点があった。

【０００６】［目的］そこで本発明は、正確に、かつ、
安価にバンプ形状を測定できるバンプ形状検査装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるバンプ形状
検査装置は上記目的達成のため、プリント板にバンプ接
合した所定部材を計測対象物とし、該バンプ接合の形状
を検査するバンプ形状検査装置であって、前記計測対象
物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、該計測対象物
により反射した赤外線を検出する赤外線検出手段とを備
えるように構成している。

【０００８】なお、前記赤外線照射手段は、前記計測対
象物に対して斜め上方より赤外線を照射し、前記赤外線
検出手段は該計測対象物の位置を基準として該赤外線照
射手段に対となる斜め上方に配置することが望ましく、
また、前記赤外線照射手段は赤外線を広範囲の照明角で
照射し、前記赤外線検出手段は該赤外線照射手段と同じ
光路を通って結像するとともに、該結像点にピンホール
を配置するコンフォーカル光学系であることは有効であ
る。ちなみに、この場合、前記ピンホールのサイズを前
記赤外線のビームの結像サイズよりも小さくすることが
より効果的である。

【０００９】

【作用】通常、チップの主材料となるシリコンは、図１
２に示すように、１．８μｍよりも長い波長の光を透過
する特性がある。しかし、透過光による測定では波長が
短い方がより鮮明な画像が得られることが多く、通常、
１．２μｍ〜２μｍとなっている。

【００１０】そこで、シリコンの透過光のうちで波長の
最も短い１．８μｍ近辺の赤外光が選択され、バンプ接
合されたチップに対して、図１に示すように、観測方向
の斜め上方から照明すると、図２に示すように、赤外光
はチップを透過するとともに、基材部やバンプ表面に当
たって反射する。一方、バンプの頂上付近に当たった赤
外光はバンプを接合するために設けられたパッドの裏面
に当って反射するために頂上部位置では観測できない。

【００１１】そこで、真上方向に反射する赤外光だけを
検出することで、バンプ部の形状が観測される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１，２は本発明に係るバンプ形状検査装置の実施例１を
示す図であり、図１は本実施例の要部構成を示す概略図
であり、平行な赤外線光を計測対象物に対して斜め上方
から照射しているところを示す図である。

【００１３】まず、構成を説明する。本実施例のバンプ
形状検査装置は、大別して、ハロゲンランプを使った光
源１、光ファイバ２、赤外光を生成するための光フィル
タ３、対物レンズ４、赤外線カメラ５から構成されてい
る。なお、６は計測対象物であり、７はチップ、８は基
材、９はバンプである。

【００１４】以上の構成において、まず、光源１から照
射された赤外光が光ファイバ２に導かれ、光フィルタを
透過して近赤外の波長だけが選択的に計測対象物６に照
射される。照射された赤外光は、図１に示すように、計
測対象物６に対して斜め上方から照射され、計測対象物
６の真上には赤外用の対物レンズ４、及び赤外線カメラ
５が配設されているため、赤外光がバンプ９等に当たっ
て反射した反射光の検出によりバンプ形状が観測され
る。

【００１５】これは、赤外光によりシリコンでできてい
るチップ７が透過され、基材８やバンプ７表面に当たっ
て反射するためであり、図２に示すように、バンプ７の
頂上付近に当たった赤外光はバンプ７を接合するために
設けられたパッド１０の裏面に当って反射するために頂
上部位置では観測できない。すなわち、計測対象物６の
真上方向に反射する赤外光だけを検出することで、バン
プ７の形状が観測される。

【００１６】図３〜５は本発明に係るバンプ形状検査装
置の実施例２を示す図であり、図３は本実施例の全体構
成を示す概略斜視図、図４は本実施例の要部構成を示す
概略断面図、図５は本実施例の動作を説明するための概
略断面図である。まず、構成を説明する。なお、図３〜
５において、図１に示した実施例１に付された番号と同
一番号は同一部分を示す。

【００１７】本実施例のバンプ形状検査装置は、大別し
て、ハロゲンランプを使った光源１、光ファイバ２、赤
外光を生成するための光フィルタ３、ビームスプリッタ
１１、振動ミラー１２、テレセントリックレンズ１３、
レンズ１４、アパーチャ１５、赤外光センサ１６、コン
パレータ１７、画像処理部１８、出力部１９、コントロ
ーラ２０、移動テーブル２１から構成されている。

【００１８】振動ミラー１２は、図３，４に示すよう
に、計測対象物６上に対して大きな照射角度で走査でき
るように設けたものである。次に作用を説明する。ま
ず、計測対象物６が移動テーブル２１上に載置された状
態で移動させながら赤外線レーザ光が計測対象物６に照
射される。

【００１９】図５に示すように、検出系は照射光と同じ
光路を逆順にたどるようになっており、反射光が結像さ
れたら、その結像面にアパーチャ１５によるピンホール
が設置され、照射光は基材８上で結像するように焦点が
調節されている。ピンホールの位置は、この反射光が結
像する位置に設置されてあり、こうすることによって結
像点が基材８上にあるときは反射光が大きいが、パッド
１０上に来るとピンホールの上では結像しないため、ピ
ンホールの透過光量は少なくなり、計測対象物６に応じ
て透過光量が変化することになる。

【００２０】赤外光センサ１６により得られる信号は、
図６に示すように、基材８では大きく、バンプ１０では
小さくなる。そして、得られた反射光の信号がコンパレ
ータ１７で二値化されるとともに、画像処理部１８に送
られ、例えば、図７に示すような画像が得られる。した
がって、バンプ１０は予め決められた大きさの形状を有
するため、それから外れた大きさのものを欠陥とするこ
とにより容易にバンプ欠陥が検出できる。

【００２１】また、アパーチャ１５に形成されたピンホ
ールの大きさを小さくすると、赤外光のビームの一部だ
けを観測することになり分解能が向上する。このように
本実施例では、シリコンが赤外線を透過するという性質
を利用し、シリコンが主材料であるチップ７を赤外光に
より透過させ、バンプ１０と基材８とを区別して計測す
ることができる。

【００２２】なお、赤外光の照射方法に関しては、図１
に示すような平行光を斜めから当てる方法や、図８に示
すような赤外線レーザ光を大きな照射角度で集光する方
法を例に採り説明したが、赤外光の照射方法については
特に限定しない。

【００２３】

【発明の効果】本発明では、シリコンの赤外光透過特性
を生かして、従来計測できなかったバンプ形状を正確に
検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の要部構成を示す概略図である。

【図２】実施例１の作用を説明するための要部断面図で
ある。

【図３】実施例２の全体構成を示す概略斜視図である。

【図４】実施例２の要部構成を示す概略断面図である。

【図５】実施例２の動作を説明するための概略断面図で
ある。

【図６】得られる信号強度の例を示す図である。

【図７】得られる画像例を示す図である。

【図８】赤外光を大きな照射角で照射する例を説明する
ための断面図である。

【図９】バンプ接合を説明するための概略断面図であ
る。

【図１０】図９の斜視図である。

【図１１】バンプ接合の欠陥例を説明するための断面図
である。

【図１２】シリコンの赤外光透過度を示す図である。

【符号の説明】１光源２光ファイバ３光フィルタ４対物レンズ５赤外線カメラ６計測対象物７チップ８基材９バンプ１０パッド１１ビームスプリッタ１２振動ミラー１３テレセントリックレンズ１４レンズ１５アパーチャ１６赤外光センサ１７コンパレータ１８画像処理部１９出力部２０コントローラ２１移動テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木伸二神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント板にバンプ接合した所定部材を計
測対象物とし、該バンプ接合の形状を検査するバンプ形
状検査装置であって、前記計測対象物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、該計測対象物により反射した赤外線を検出する赤外線検
出手段と、を備えることを特徴とするバンプ形状検査装置。
【請求項２】前記赤外線照射手段は、前記計測対象物に
対して斜め上方より赤外線を照射し、前記赤外線検出手
段は該計測対象物の位置を基準として該赤外線照射手段
に対となる斜め上方に配置することを特徴とする請求項
１記載のバンプ形状検査装置。
【請求項３】前記赤外線照射手段は赤外線を広範囲の照
明角で照射し、前記赤外線検出手段は該赤外線照射手段
と同じ光路を通って結像するとともに、該結像点にピン
ホールを配置するコンフォーカル光学系であることを特
徴とする請求項１、または２記載のバンプ形状検査装
置。
【請求項４】前記ピンホールのサイズを前記赤外線のビ
ームの結像サイズよりも小さくすることを特徴とする請
求項３記載のバンプ形状検査装置。