JPH0720099A - Method and apparatus non-destructive examination - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To sense the kind of a foreign matter penetrating into a cavity formed in an examination target without destroying it. CONSTITUTION:Elastic waves generated by in examination target W are detected by a sensor 4 by vibrating the target with a shaker 1. A memory 5 stores data of frequency characteristics of elastic waves conforming with kinds of foreign matters which may penetrate into a cavity of an examination target W. Frequency characteristics of elastic waves detected by the sensor 4 are compared with those of a specific foreign matter stored in the memory 5 by means of a control unit 3 with the result that it is judged whether or not a specific foreign matter has penetrated into a cavity of the examination target W.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は被検査物に形成されたキ
ャビティ内に異物が存在するか否かを判別するようにし
た非破壊検査技術に関し、たとえば、ＬＳＩ等の半導体
パッケージのキャビティ内における異物の存否を検査す
るようにした非破壊検査技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-destructive inspection technique for determining whether or not a foreign substance is present in a cavity formed in an object to be inspected, for example, in a cavity of a semiconductor package such as an LSI. The present invention relates to a nondestructive inspection technique for inspecting the presence or absence of foreign matter.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置は、ペレッ
トつまり半導体チップの保護や配線板への搭載等の必要
性からパッケージに封入される。このパッケージとして
は、たとえば、セラミックス製の基板にペレットを接着
し、リード線をボンディングした後に、セラミック製の
蓋を基板にシールして接着したセラミックパッケージが
ある。2. Description of the Related Art A semiconductor device such as an IC or an LSI is enclosed in a package because it is necessary to protect a pellet, that is, a semiconductor chip, and to mount it on a wiring board. As this package, for example, there is a ceramic package in which pellets are adhered to a ceramic substrate, lead wires are bonded, and then a ceramic lid is sealed and adhered to the substrate.

【０００３】このようなタイプの半導体パッケージにあ
っては、内部に空洞つまりキャビティが形成されてお
り、このキャビティ内に製造工程で導電性の異物が入り
込むおそれがあるので、製造工程が終了した後の半導体
パッケージを検査し、キャビティ内に異物が入り込んで
いるか否かを検査する必要がある。In such a type of semiconductor package, a cavity, that is, a cavity is formed inside, and conductive foreign matter may enter into the cavity during the manufacturing process. Therefore, after completion of the manufacturing process. It is necessary to inspect the semiconductor package of No. 1 to check whether or not foreign matter has entered the cavity.

【０００４】ところで、外部からは目視することができ
ない半導体パッケージのキャビティ内の異物の存否を、
半導体パッケージを破壊することなく判別する技術はの
概要は次のとおりである。By the way, the presence or absence of foreign matter in the cavity of the semiconductor package, which cannot be seen from the outside,
The outline of the technology for discriminating the semiconductor package without destroying it is as follows.

【０００５】すなわち、半導体パッケージのように内部
に空洞つまりキャビティが形成された物品のキャビティ
内に異物が入り込んでいる場合には、物品自体を振動さ
せると、その振動により異物がキャビティの内壁に衝突
し、物品自体が弾性波を発生することになる。この弾性
波をセンサにより検出することにより、物品自体を破壊
することなく、キャビティ内に異物が存在するか否かを
外部から判別することができる。That is, when a foreign substance enters the cavity of an article having a cavity, that is, a cavity such as a semiconductor package, when the article itself is vibrated, the vibration causes the foreign matter to collide with the inner wall of the cavity. However, the article itself generates an elastic wave. By detecting this elastic wave by the sensor, it is possible to determine from the outside whether or not a foreign substance exists in the cavity without destroying the article itself.

【０００６】この弾性波をセンサにより検出するように
したＡＥ(Acoustic Emission) テストを物品の非破壊検
査として用いると、センサにより得られる弾性波のパル
ス強度を判定基準強度と比較することにより、ＬＳＩパ
ッケージのキャビティ内に異物が入り込んでいるか否か
を検出することができる。したがって、このテストによ
りキャビティ内に異物が入り込んでいることが検出され
たならば、それを不良品と判断してそのＬＳＩパッケー
ジは廃棄処分されることになる。When an AE (Acoustic Emission) test in which this elastic wave is detected by a sensor is used as a non-destructive inspection of an article, the pulse strength of the elastic wave obtained by the sensor is compared with the judgment reference strength to determine the LSI. It is possible to detect whether or not foreign matter has entered the cavity of the package. Therefore, if this test detects that foreign matter has entered the cavity, it is judged as a defective product and the LSI package is discarded.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】キャビティ内の異物と
して問題となるのは、金属片のような導電性異物のみで
あるが、キャビティ内に入り込む異物としては、導電性
異物のみならず、絶縁性異物も存在し得る。この絶縁性
異物はキャビティ内に入り込んでも問題とはならず、不
良品とする必要はない。The only foreign matter in the cavity is a conductive foreign matter such as a metal piece, but the foreign matter entering the cavity is not only a conductive foreign matter but also an insulating one. Foreign matter may also be present. The insulating foreign matter does not pose a problem even if it enters the cavity, and it is not necessary to regard it as a defective product.

【０００８】しかし、異物の有無のみを判断して異物が
入り込んだ半導体を全て廃棄したのでは、良品を不良品
として廃棄することになり、製造の歩留りを低下させる
ことになる。また、ＬＳＩパッケージのキャビティ内に
入り込んだ異物の種類が特定されるならば、半導体の製
造過程のいかなる箇所でそれが入り込んだのであるかを
特定することができ、不良品の解析効率が向上すること
になる。However, if only the presence or absence of foreign matter is judged and all the semiconductors with foreign matter are discarded, non-defective products will be discarded as defective products, and the manufacturing yield will be reduced. Further, if the type of foreign matter that has entered the cavity of the LSI package is specified, it is possible to specify at which point in the semiconductor manufacturing process it has entered, and the efficiency of analyzing defective products is improved. It will be.

【０００９】本発明の目的は、半導体のような物品を被
検査物として、これに形成されたキャビティ内に特定の
異物が入り込んでいるか否かを被検査物を破壊すること
なく検出できるようにすることにある。An object of the present invention is to use an article such as a semiconductor as an object to be inspected and to detect whether or not a particular foreign substance has entered the cavity formed therein without destroying the object to be inspected. To do.

【００１０】本発明の他の目的は、被検査物のキャビテ
ィ内に入り込んだ異物の種類を検出することができるよ
うにすることにある。Another object of the present invention is to be able to detect the type of foreign matter that has entered the cavity of the object to be inspected.

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.

【００１３】すなわち、本発明にあっては、内部にキャ
ビティが形成された被検査物を振動した状態で前記被検
査物が発生する弾性波を検出し、当該弾性波が特定の周
波数特性を有しているか否かを判定し、前記キャビティ
内に特定の異物が存在しているか否かを検出するように
している。That is, according to the present invention, the elastic wave generated by the object to be inspected is detected while the object to be inspected having the cavity formed therein is vibrated, and the elastic wave has a specific frequency characteristic. It is determined whether or not the specific foreign matter is present in the cavity.

【００１４】[0014]

【作用】被検査物のキャビティ内に異物が入り込んだ状
態で被検査物を振動すると、異物がキャビティの内面に
衝突して被検査物は弾性波を発生する。この弾性波の周
波数特性は、異物の種類等によって相違することにな
り、検出すべき異物の種類に対応した特定の周波数特性
が弾性波に含まれているか否かを判別することにより、
特定の異物が含まれているかどうかを被検査物を破壊す
ることなく判定することができる。When the object to be inspected is vibrated while the foreign matter enters the cavity of the object to be inspected, the foreign matter collides with the inner surface of the cavity and the object to be inspected generates an elastic wave. The frequency characteristics of this elastic wave will differ depending on the type of foreign matter, and by determining whether or not the elastic wave contains a specific frequency characteristic corresponding to the type of foreign matter to be detected,
It is possible to determine whether or not a specific foreign matter is included without destroying the inspection object.

【００１５】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例における非破壊検
査装置を示す概略構成図であり、被検査物としてのＬＳ
Ｉ等の半導体装置のパッケージＷは、加振器つまりシェ
ーカ１の振動子２に設置されるようになっている。振動
子２に対するパッケージＷの設置は、図示しない粘着材
やクランプ部材により行われる。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a non-destructive inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
The package W of the semiconductor device such as I is installed on the vibrator 2 of the shaker 1, that is, the shaker 1. The package W is installed on the vibrator 2 by an adhesive material or a clamp member (not shown).

【００１６】このシェーカ１の作動および作動停止は、
制御ユニット３からの信号により制御されるようになっ
ており、シェーカ１にはパッケージＷが発生する弾性波
を検出するためのセンサ４が設けられている。このセン
サ４により弾性波はパスル信号に変換されて、制御ユニ
ット３に送られる。The operation and deactivation of the shaker 1 is
The shaker 1 is controlled by a signal, and the shaker 1 is provided with a sensor 4 for detecting an elastic wave generated by the package W. The elastic wave is converted into a pulse signal by the sensor 4 and sent to the control unit 3.

【００１７】ＬＳＩパッケージＷのキャビティ内に入り
込んだ異物の種類によって、パッケージＷが発生する弾
性波の周波数特性が相違することを発明者は見い出し
た。図２は、異物の種類と弾性波の周波数特性を示す図
であり、図２（Ａ）は導電性異物がキャビティ内に入り
込んでいた場合にセンサ４から送られる信号のパルス分
布の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は絶縁性異物のパ
ルス分布の一例を示す図である。The inventor has found that the frequency characteristics of the elastic wave generated by the package W differ depending on the type of foreign matter that has entered the cavity of the LSI package W. FIG. 2 is a diagram showing the types of foreign matters and the frequency characteristics of elastic waves, and FIG. 2A shows an example of the pulse distribution of the signal sent from the sensor 4 when the conductive foreign matters have entered the cavity. FIG. 2B is a diagram showing an example of the pulse distribution of the insulating foreign matter.

【００１８】図２（Ａ）において、符号ａはアルミニウ
ム片がキャビティ内に入り込んでいた場合における弾性
波の周波数特性を示し、符号ｂは鉛片が入り込んでいた
場合における周波数特性を示す。そして、図２（Ｂ）は
セラミックス片が入り込んでいた場合における周波数特
性を示す。エコーの高さに対応したパルスの強度には、
異物の種類に応じてピーク値の周波数１０ａ〜１０ｃが
相違することになる。したがって、特定の周波数のピー
ク値がしきい値９ａ〜９ｃを超えたか否かを判断するこ
とにより、つまり予め判定パルス強度を設定しておくこ
とにより、異物の種類を判別することができる。In FIG. 2 (A), reference numeral a shows the frequency characteristic of the elastic wave when the aluminum piece has entered the cavity, and reference numeral b shows the frequency characteristic when the lead piece has entered. Then, FIG. 2 (B) shows the frequency characteristic when the ceramic piece has entered. The pulse intensity corresponding to the height of the echo is
The peak frequencies 10a to 10c differ depending on the type of foreign matter. Therefore, the type of foreign matter can be determined by determining whether the peak value of the specific frequency exceeds the threshold values 9a to 9c, that is, by setting the determination pulse intensity in advance.

【００１９】制御ユニット３の内部に設けられるか、あ
るいは制御ユニット３に接続された外部のメモリ５に、
予め実際の半導体装置と同等なサンプルを用いて異物の
種類やサイズ等とピーク値になる周波数の値１０ａ〜１
０ｃとの関係、つまり周波数特性を多数記憶しておく。In an external memory 5 provided inside the control unit 3 or connected to the control unit 3,
Using a sample equivalent to that of an actual semiconductor device in advance, the type and size of foreign matter and the frequency value 10a to 1 that becomes the peak value
A large number of relations with 0c, that is, frequency characteristics are stored.

【００２０】制御ユニット３にはモニタ６が接続されて
おり、センサ４により検出された弾性波の波形がモニタ
６の画面に表示されるようになっている。ただし、モニ
タ６に代えて、プリンタ等の他の出力手段を用いるよう
にして、記録紙に判定結果を表示するようにしても良
い。A monitor 6 is connected to the control unit 3, and the waveform of the elastic wave detected by the sensor 4 is displayed on the screen of the monitor 6. However, instead of the monitor 6, another output means such as a printer may be used to display the determination result on the recording paper.

【００２１】周波数設定ユニット７は判別すべき周波数
の値１０ａ〜１０ｃと、その周波数におけるエコー高さ
のしきい値とを指令して、それを制御ユニット３に入力
するためのものである。キャビティ内にアルミニウム、
鉛、セラミックスの異物が入り込んでいたとすると、図
２（Ａ),（Ｂ）に示した波形ａ〜ｃの全てが複合されて
表示されることになるが、この周波数設定ユニット７を
用いて特徴周波数の値１０ａ〜１０ｃの何れかを入力す
ると、これにより指定された種類の異物について特徴周
波数のパルス強度がしきい値を超えているか否かが表示
されることになる。The frequency setting unit 7 is for instructing the frequency values 10a to 10c to be discriminated and the threshold value of the echo height at that frequency and inputting them to the control unit 3. Aluminum in the cavity,
If foreign matter such as lead or ceramics has entered, all of the waveforms a to c shown in FIGS. 2A and 2B will be displayed in a composite form. When any one of the characteristic frequency values 10a to 10c is input, whether or not the pulse intensity of the characteristic frequency exceeds the threshold value for the designated type of foreign matter is displayed.

【００２２】したがって、図２（Ａ）に示すように、不
良とすべき異物が２個以上存在したり、不良とすべき異
物の良否判定周波数が２個以上必要な場合に、この周波
数設定ユニット７のキーを操作して判別すべき異物の種
類を入力すれば、その種類の異物が入り込んでいるか否
かを、予め想定される異物の種類全部にわたり、その存
否を一回の測定で判別することができる。Therefore, as shown in FIG. 2A, when there are two or more foreign matters to be defective, or when two or more pass / fail judgment frequencies of the foreign matters to be defective are required, this frequency setting unit is used. If the type of foreign matter to be discriminated is input by operating the 7 key, whether or not the foreign matter of that type has entered is discriminated by a single measurement for all types of presumed foreign matter. be able to.

【００２３】複数の異物のそれぞれの周波数特性を予め
サンプルに基づいてメモリ５に記憶しておき、図１に示
す周波数設定ユニット７により異物の種類に応じた周波
数を指定すれば、指定された特定の異物がキャビティ内
に入り込んでいるか否かを検出して、異物の種類を判別
することができる。The frequency characteristics of each of a plurality of foreign matters are stored in advance in the memory 5 based on the sample, and the frequency according to the type of the foreign matter is designated by the frequency setting unit 7 shown in FIG. It is possible to determine the type of foreign matter by detecting whether or not the foreign matter has entered the cavity.

【００２４】ただし、キャビティ内に特定の導電性異
物、たとえばアルミニウムや鉛の異物が入り込んだこと
のみを判別するのであれば、メモリ５にはその導電性異
物の周波数特性のみを記憶させておけば、特徴的なパル
ス周波数１０ａ，１０ｂがしきい値を超えたか否かをモ
ニタ６に表示することにより、その異物が入り込んでい
るか否かを判別することができる。その場合にはモニタ
５を用いることなく、特定の異物が入り込んでいること
を作業者に知らせるべく、出力手段としての表示ランプ
を点灯させたり、あるいは不良マーク付け等を行うよう
にしても良い。However, if it is determined only that a specific conductive foreign substance, such as a foreign substance such as aluminum or lead, has entered the cavity, the memory 5 should store only the frequency characteristic of the conductive foreign substance. By displaying on the monitor 6 whether or not the characteristic pulse frequencies 10a and 10b exceed the threshold value, it is possible to determine whether or not the foreign matter has entered. In that case, without using the monitor 5, a display lamp as output means may be turned on, or a defect mark may be added in order to inform the operator that a specific foreign matter has entered.

【００２５】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【００２６】たとえば、周波数設定ユニット７から指令
された特定の周波数のみがしきい値を超えているか否か
をモニタ６に表示するようにすれば、メモリ５内に予め
多数の周波数特性のデータを記憶させておくことが不要
となる。For example, by displaying on the monitor 6 whether or not only the specific frequency instructed by the frequency setting unit 7 exceeds the threshold value, a large number of frequency characteristic data are stored in the memory 5 in advance. It becomes unnecessary to memorize it.

【００２７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である半導体パッケージ内
の異物を判別するために適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえば、密閉さ
れた容器内に異物が入り込んでいるか否か、そしてその
異物がどのような種類のものであるか否かを判別する場
合にも本発明を適用できる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to discriminate the foreign matter in the semiconductor package, which is the field of use of the invention, has been described, but the invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where it is determined whether or not a foreign matter has entered a sealed container and what kind of foreign matter the foreign matter is.

【００２８】[0028]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【００２９】(1).半導体等の被検査物に形成されたキャ
ビティ内に、導電性異物等のような特定の異物が入り込
んでいるか否かを判別することができるので、不良品と
する必要のない異物が入り込んだ被検査物を不良品と判
別することが防止されて、製品の歩留りを向上させるこ
とが可能となる。(1) Since it is possible to determine whether or not a specific foreign substance such as a conductive foreign substance has entered the cavity formed in the object to be inspected such as a semiconductor, it is necessary to regard it as a defective product. It is possible to prevent the inspected object in which a foreign substance that does not exist enters from being a defective product and improve the product yield.

【００３０】(2).キャビティ内に入り込んだ異物の種類
を特定することできるので、その被検査物を製造する過
程のうち何れの過程で異物が入り込んだのであるかとい
う不良解析の効率を向上させることができる。(2) Since it is possible to specify the type of foreign matter that has entered the cavity, it is possible to improve the efficiency of failure analysis as to which step in the process of manufacturing the inspection object the foreign matter has entered. Can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例における非破壊検査装置を示
す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a nondestructive inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図２】（Ａ）は導電性異物が入り込んだ場合の周波数
特性を示す図、（Ｂ）は絶縁性異物が入り込んだ場合の
周波数特性を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing a frequency characteristic when a conductive foreign substance enters, and FIG. 2B is a diagram showing a frequency characteristic when an insulating foreign substance enters.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ シェーカ（加振手段） ２ 振動子 ３ 制御ユニット（制御手段） ４ センサ ５ メモリ ６ モニタ（出力手段） ７ 周波数設定ユニット Ｗ 半導体（被検査物） 1 shaker (vibrating means) 2 vibrator 3 control unit (control means) 4 sensor 5 memory 6 monitor (output means) 7 frequency setting unit W semiconductor (inspection object)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 内部にキャビティが形成された被検査物
を振動した状態で前記被検査物が発生する弾性波を検出
し、当該弾性波が特定の周波数特性を有しているか否か
を判定し、前記キャビティ内に特定の異物が存在してい
るか否かを検出するようにしたことを特徴とする非破壊
検査方法。1. An elastic wave generated by the inspected object is detected while the inspected object having a cavity formed therein is vibrated, and it is determined whether or not the elastic wave has a specific frequency characteristic. The nondestructive inspection method is characterized by detecting whether or not a specific foreign matter is present in the cavity. 【請求項２】 内部にキャビティが形成された被検査物
を振動する加振手段と、振動された前記被検査物が発生
する弾性波を検出するセンサと、前記キャビティ内に特
定の異物が入り込んだ場合における前記弾性波の周波数
特性を記憶するメモリと、前記メモリに記憶された周波
数特性と前記センサにより得られた周波数特性とを比較
して前記キャビティ内に特定の異物の存否を判定する制
御手段と、判定結果を表示する出力手段とを有すること
を特徴とする非破壊検査装置。2. A vibrating means for vibrating an object to be inspected having a cavity formed therein, a sensor for detecting an elastic wave generated by the vibrated object to be inspected, and a specific foreign matter entering the cavity. In this case, a memory for storing the frequency characteristic of the elastic wave and a control for comparing the frequency characteristic stored in the memory with the frequency characteristic obtained by the sensor to determine the presence / absence of a specific foreign matter in the cavity A nondestructive inspection apparatus comprising: a means and an output means for displaying a determination result. 【請求項３】 内部にキャビティが形成された被検査物
を振動する加振手段と、振動された前記被検査物が発生
する弾性波を検出するセンサと、前記キャビティ内にお
ける異物による前記弾性波の周波数特性を異物の種類に
応じて記憶するメモリと、前記メモリに記憶された周波
数特性と前記センサにより得られた周波数特性とを比較
して前記キャビティ内に入り込んだ異物の存否と種類と
を判定する制御手段と、判定結果を出力する出力手段と
を有することを特徴とする非破壊検査装置。3. A vibrating means for vibrating an object to be inspected having a cavity formed therein, a sensor for detecting an elastic wave generated by the vibrated object to be inspected, and the elastic wave caused by a foreign matter in the cavity. A memory for storing the frequency characteristic of the foreign matter according to the type of the foreign matter, and the frequency characteristic stored in the memory and the frequency characteristic obtained by the sensor are compared to determine the presence and type of the foreign matter entering the cavity. A nondestructive inspection apparatus comprising: a control unit for making a decision and an output unit for outputting a result of the decision. 【請求項４】 前記被検査物が半導体パッケージである
ことを特徴とする請求項２または３記載の非破壊検査装
置。4. The nondestructive inspection apparatus according to claim 2, wherein the inspection object is a semiconductor package.