JPH10335900A - 電子部品の実装検査装置 - Google Patents

電子部品の実装検査装置

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JPH10335900A
JPH10335900A JP9136809A JP13680997A JPH10335900A JP H10335900 A JPH10335900 A JP H10335900A JP 9136809 A JP9136809 A JP 9136809A JP 13680997 A JP13680997 A JP 13680997A JP H10335900 A JPH10335900 A JP H10335900A
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JP
Japan
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electronic component
joint
inspection
infrared camera
printed circuit
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JP9136809A
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English (en)
Inventor
Kenji Okamoto
健二 岡本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10335900A publication Critical patent/JPH10335900A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の実装検査装置において、電気検査
中に、赤外線カメラで、電極とプリント基板のランドパ
ターンとの接合部を正確に検査できる検査装置を提供す
ること。 【解決手段】 電気検査装置12で電子部品15の電極
とプリント基板のランドパターンとの接合部に電流を流
している間に、電子部品の上部に取り付けられた赤外線
カメラ1で接合部を撮像し、画像データから接合部分を
抽出する抽出手段5と、予め記憶された良品接合部の画
像データ8とを比較し良否を判定することにより、電子
部品実装後の電極接合状態の検査をより正確に判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品をプリン
ト基板上に実装した後に、電気検査を行う電子部品の実
装検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、フリップチップICのような半導
体電子部品では狭ピッチ化、多電極化が行われ、プリン
ト基板上に電子部品を確実に実装し、良品生産を確保す
るためには、高度な検査計測技術の開発が不可欠であ
る。フリップチップICのような半導体電子部品を実装
後に検査する装置として、一般的にインサーキットテス
タ(以下ICTという)など電気的に検査する手段が用
いられている。また、特開平7−142545号公報に
記載されているように、赤外線カメラを用いて実装中に
接合部の検査を可能にする方法も知られている。
【0003】以下、従来の電子部品の実装検査方法の一
例について、図4を参照しながら説明する。図4におい
て、25は赤外線カメラ、26は赤外線カメラで撮像さ
れた映像信号から電極部35の形状に相当する部分を抽
出する抽出部、27は抽出部26で得られた抽出画像に
基づいて電極部35の位置ずれ量や接合面積などを演算
する計測部、28は計測部27で求められた結果を予め
設定されている許容値29と比較判定し、接合状態の良
否を決定する比較判定部である。
【0004】ヒータ付きノズル32で吸着されたフリッ
プチップIC34を基板の所定の位置に移動させプリン
ト基板36に実装する。その直後に下面から赤外線カメ
ラ25で撮像し、その撮像された画像データから基板の
接合部分のみを抽出部26により抽出する。次に、抽出
された接合部の位置ズレ量と面積値を計測部27で計測
し、予め設定された許容値29と比較判定することによ
って、実装状態の良否を判定する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の電気的検査方法では、狭ピッチ化、多電極化された電
子部品の全ピンにプロービングすることは困難であり、
さらに、プロービングのためのテストパッドが必要にな
るため、基板全体のサイズが小型化できないという課題
があった。また、電流の導通のみしか検査できず、接合
部の面積の大小や実装ずれ等、すなわち接合部の状態が
検査できないため、検査工程後または市場で接合不良が
発生するという問題点があった。
【0006】また、赤外線カメラを用いて実装中に接合
部の検査を可能にする方法では、接合部分の材質が金や
銀の場合、放射温度が低いため赤外線カメラを用いて撮
像しても十分な感度が得られず、接合部を誤認識すると
いう問題点があった。さらに、安定した検査を行うため
には周辺の温度などの条件や環境を十分に整えなければ
ならないという問題点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の実装検査装置に
おいては、電気検査中に、電子部品の上部に取り付けら
れた赤外線カメラで、電極とプリント基板のランドとの
接合部を撮像する撮像手段と、画像データから接合部分
を抽出する抽出手段と、予め記憶された良品接合部の画
像データとを比較し良否を判定する比較判定手段とを備
えることにより、電子部品実装後の電極接合状態の検査
をより正確に判定できる実装検査装置が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、電子部品をプリント基板上に実装した後に電気検査
を行う電子部品の実装検査装置において、電気検査中
に、電子部品の上部に取り付けられた赤外線カメラで、
電子部品の電極とプリント基板のランドとの接合部を撮
像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像
データから接合部分を抽出する抽出手段と、予め記憶さ
れた良品接合部の画像データとを比較し良否を判定する
比較判定手段とを備えたことを特徴としたものであり、
ICTの電気検査で電子部品とプリント基板のランドパ
ターンとの接合部に電流を流し、接合部の微少の抵抗値
により発熱する熱量を赤外線カメラで撮像し、温度分布
を基準値と比較することにより接合状態の良否を安定し
て判定できるという作用を有する。
【0009】請求項2に記載の発明は、電気検査の起動
を制御する制御手段は、電子部品の実装位置情報にもと
づいて赤外線カメラを所定位置に移動させ、電子部品の
電極とプリント基板のランドとの接合部を撮像すること
を特徴としたものであり、電子部品の電極とプリント基
板のランドパターンとの接合部の全てを検査できるとい
う作用を有する。
【0010】請求項3に記載の発明は、電気検査によっ
て良品の判定結果が得られたときのみ、赤外線カメラを
用いて接合部の検査を行うことを特徴としたものであ
り、検査時間を短縮できるという作用を有する。請求項
4に記載の発明は、電気検査がバウンダリースキャン方
式であることを特徴としたものであり、電子部品の電極
とプリント基板のランドパターンとの接合部に集中的に
電流を流すことにより、発熱量を増加させ温度分布をよ
り正確に検出できるという作用を有する。
【0011】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図1は本発明の実施の形態における電子部
品の実装検査装置の構成図である。図1において、1は
赤外線カメラであり、フリップチップ部品の主な材質で
あるシリコンを透過して撮像するために撮像管感度特性
が3〜6μmで、測定温度分解能が0.02〜0.05
℃、最小空間分解能が10μm程度のカメラを用いる。
2は赤外線カメラ1から転送されてくるアナログ映像信
号をディジタル信号に変換するA/D変換器であり、3
は温度補正器、4はノイズ除去処理部である。これらの
温度補正器3、ノズル除去処理部4の処理によって温度
画像データを生成する。
【0012】次に、5は接合部抽出処理部であり、予め
設定された温度閾値と接合部の位置座標データに基づい
てプリント基板のランドパターン上に存在する接合部を
抽出する。6は温度ヒストグラム生成部で、抽出処理部
5で抽出された接合部の温度分布をX軸とY軸方向のヒ
ストグラムにする。7は比較判定部、8は良品データ格
納部であり、予め良品の接合部の温度分布データが格納
されている。
【0013】また、14は検査対象であるプリント基板
で、15は電子部品(フリップチップIC)である。次
に、本発明の電子部品の実装検査装置における動作を図
1と図2を用いて説明する。図2は本発明の電子部品の
検査装置における動作をフローチャートで示したもので
ある。
【0014】まず、制御部9から電気検査起動信号が発
信されるとICT検査装置12は、ステップ#1で、赤
外線カメラ1で撮像するフリップチップ部品15とプリ
ント基板14との接合部に電流を流し、電気的な検査を
行うステップ#2で、XYテーブル17を移動し、ステ
ップ#3でICT検査装置12の検査結果が良品(O
K)であるとき次のステップ#3に進む。不良(NG)
が検出された場合は、ステップ#11で、プリント基板
14がNGストッカーに格納される。ステップ#2で
は、赤外線カメラ1が電子部品位置座標データ格納部1
0に格納されている位置データに基づいて、制御部9で
カメラの移動距離を計算し、赤外線カメラが取り付けら
れたXYテーブル17により所定の位置に移動される。
このとき、ステップ#4で、赤外線カメラ1が電子部品
の電極とプリント基板のランドパターンの接合部を撮像
する。この時接合部にはICT検査装置12により電流
が流れており、接合部の微少の抵抗値により発熱する熱
量を赤外線カメラで撮像する。アナログ映像信号をディ
ジタル映像信号に変換した後、画像処理装置によりステ
ップ#5〜#8の処理が行われる。
【0015】次に、画像処理結果が良品(OK)である
場合、ステップ#10に進みプリント基板上の接合部の
検査を全点行う。画像処理結果が不良品(NG)である
場合、ステップ#11で、プリント基板14がNGスト
ッカーに格納される。以上、本発明の電子部品の実装検
査装置について主な動作機能を説明した。次に、画像処
理装置で実行する一実施例について図3を用いて説明す
る。
【0016】図3(a)は、フリップチップ部品15が
プリント基板14上に実装された断面を示している。2
4はランドパターンであり、20〜23が接合部であ
る。20と21は導電性接着剤が多すぎるために互いに
接触し、隣接した電極がショートしているショート不良
の状態を示している。ショート不良の場合、ショート幅
が10μm以上であれば電気検査により不良として検出
が可能であるが、数μm以下の場合、隣接した接合部の
抵抗値が大きいため、電気検査では良品と判定する可能
性もある。
【0017】接合部22は導電性接着剤が少ないために
ランドパターンとの接合面積が小さい状態を示してい
る。接合部22のように接合面積が小さい場合、接合強
度が不足し、次工程または市場への出荷後に、振動など
の影響でオープンになる可能性もある。従って、この場
合は不良品として次工程に進ませないことが望ましい。
図3(b)は、赤外線カメラ1で撮像し、温度補正器
3、ノイズ除去処理部4の処理によって生成された温度
画像データである。赤外線カメラ1の空間分解能が10
μm程度であれば、バンプの直径が80μm、ピッチが
約120μmのフリップチップ部品を撮像すると、1画
面内に10〜15個程度の接合部を撮像することができ
る。接合部抽出処理部5によって予め設定された温度閾
値に基づいて抽出された部分を20〜23で示してい
る。接合部に相当する部分20〜23はICT検査装置
12で電気検査中のため電流が流れている。接合部は微
少の抵抗値を持っているために周囲の温度よりも少し高
くなっている。この接合部の温度分布をヒストグラムに
X軸とY軸でそれぞれ表すと図3(c)に示したように
なる。
【0018】次に、比較判定部7で、良品データ8で予
め設定されているT(x)、T(y)との2乗誤差が予
め設定されているX方向、Y方向のそれぞれの判定基準
値ε xmin、εxmax、εymin、εymax内の場合のみ良品と
判定する。すなわち、次式(1)と(2)が成立した場
合のみ良品と判定する。
【0019】
【数1】
【0020】
【数2】
【0021】前述した電気検査はICT検査装置を用い
ているが、バウンダリースキャン方式を用いても同様の
検査が可能になる。バウンダリースキャン方式は、数本
のテスト信号をコントロールし、ICのピン間に間接的
にアクセスし、IC自身のセルフテスト、ショート・オ
ープン、インサーキットテストなどが実行できる。この
ため、電子部品の電極とプリント基板のランドパターン
との接合部に集中的に電流を流すことになり、発熱量を
増加させ温度分布をより正確に検出できる。
【0022】なお、本発明の実施例では、接合部の温度
分布をヒストグラムにし、その結果を良品の接合部の温
度分布と比較判定するものとしたが、ラベリングなどの
形状認識に使用される画像処理アルゴリズムでも検査可
能である。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電気検査
中に、電子部品の上部に取り付けられた赤外線カメラ
で、電極とプリント基板のランドとの接合部を検査する
ことにより、接合部の面積の大小や実装ずれ等の状態が
検査でき、検査工程後または市場で発生する接合不良を
事前に防止できるため、実装品質を向上させることがで
きる。さらに、電気検査によって、良品の判定結果が得
られたときのみ赤外線カメラを用いて接合部の検査を行
うため、検査時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品の実装検査装置の構成図であ
る。
【図2】本発明の電子部品の実装検査装置の動作のフロ
ーチャートである。
【図3】(a) 本発明のフリップチップICの接合部
の断面を示した図である。 (b) 本発明の赤外線カメラで撮像したフリップチッ
プICの接合部の画像を示した図である。 (c) 本発明の接合部の温度分布を示した図である。
【図4】従来の実装検査装置の構成図である。
【符号の説明】
1 赤外線カメラ 2 A/D変換器 3 温度補正器 4 ノイズ除去処理部 5 接合部抽出処理部 6 温度ヒストグラム生成部 7 比較判定部 8 良品データ格納部 9 制御部 10 電子部品位置座標データ格納部 11 XYテーブル駆動部 12 ICT検査装置 13 プローブ 14 プリント基板 15 電子部品(フリップチップIC) 16 画像処理装置 17 XYテーブル 18 Y軸モータ 19 X軸モータ 20 電極接合部 24 ランドパターン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品をプリント基板上に実装した後
    に電気検査を行う電子部品の実装検査装置において、電
    気検査中に、電子部品の上部に取り付けられた赤外線カ
    メラで、電子部品の電極とプリント基板のランドとの接
    合部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像さ
    れた画像データから接合部分を抽出する抽出手段と、予
    め記憶された良品接合部の画像データと比較し良否を判
    定する比較判定手段とを備えたことを特徴とする電子部
    品の実装検査装置。
  2. 【請求項2】 電気検査の起動を制御する制御手段は、
    電子部品の実装位置情報にもとづいて赤外線カメラを所
    定位置に移動させ、電子部品の電極とプリント基板のラ
    ンドとの接合部を撮像することを特徴とする請求項1記
    載の電子部品の実装検査装置。
  3. 【請求項3】 電気検査によって良品の判定結果が得ら
    れたときのみ、赤外線カメラを用いて接合部の検査を行
    うことを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装検査
    装置。
  4. 【請求項4】 電気検査がバウンダリースキャン方式で
    あることを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装検
    査装置。
JP9136809A 1997-05-27 1997-05-27 電子部品の実装検査装置 Pending JPH10335900A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326220C (zh) * 2002-04-12 2007-07-11 松下电器产业株式会社 元件安装方法、安装检查装置及安装***
JP2013207292A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Nec Networks & System Integration Corp 電子部品実装回路基板のショート検査方法
TWI486583B (zh) * 2013-06-25 2015-06-01 矽品精密工業股份有限公司 半導體基板之檢測方法
TWI500927B (zh) * 2013-10-14 2015-09-21 Nat Univ Tsing Hua 非接觸式中介層檢測方法與裝置

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