TW200905772A - System for inspection of semiconductor package - Google Patents

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TW200905772A
TW200905772A TW097119135A TW97119135A TW200905772A TW 200905772 A TW200905772 A TW 200905772A TW 097119135 A TW097119135 A TW 097119135A TW 97119135 A TW97119135 A TW 97119135A TW 200905772 A TW200905772 A TW 200905772A
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Ssang-Gun Lim
Sang-Yun Lee
Ho-Keun Choi
Seung-Gyu Ko
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Intekplus Co Ltd
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    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3422—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour using video scanning devices, e.g. TV-cameras
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200905772 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種半導體封裝的檢測系統，尤指一 種可於單一檢測系統旋轉一次之期間内，分別對半導體封 裝之不同領域進行檢測，而提昇裝備活用能力，並增加檢 測良率之半導體封裝的檢測系統。 【先前技術】 通常，半導體封裝之發展動向係朝儘可能減小封裝之 大小但又兼顧到可保障動作之可靠性之方向發展。因此， 正由現在最廣泛使用之引線框架之表面實裝型發展至超小 型之晶片尺寸半導體封裝（chip scale s e mi conductor p a c k a g e )，最終則以倒 裝晶片半導體封裝為目標。 倒裝晶片封裝係藉以凸塊（b u m p)連結半導體晶 片之模座之電極與半導體封裝用基板之技術製造之半導體 封裝，而取代習知技術之半導体封裝以金線連結半導體晶 片與引線框架之線結技術。 作為倒裝晶片半導體封裝之製造方法之一，可使用錫 焊凸塊，而作為前述錫焊凸塊之製造方法之一例，則可於 對半導體晶圓之預定部分轉印助焊劑（f 1 u X)後，使 用喷嘴配置錫球，並經回填而全部熔接，而製造錫焊凸塊。 另，倒裝晶片封裝之外部連接係藉附著用於B GA( b all grid array)之球形錫球而進行。 前述之倒裝晶片一球柵陣列（f 1 i P chip — ball grid array;以下稱之為「F G — 200905772 B G A」）封裝若存在外形上之瑕疵時，由於將對性能造成 嚴重之影響，故除内部之電性之問題檢測以外，亦須更精 密地進行使用C CD相機等之外觀檢測。 第十一圖係顯示習知之半導體封装之外觀檢測裝置之 一實施例之構造圖，其構造包含有：本體丄〇 〇 ;可供載 疊容置有應檢測之半導體封裝之承载盤之裝載部2 i 〇 ; 用以檢測半導體封裝之檢測部3 〇 〇 ;用以臨時保管容置 有檢測後之半導體封裝之暫存承載盤之暫存部2 2 〇 ;用 以載疊容置有檢測後分類為瑕疵品之半導體封裝之承載 盤，但依瑕疵種類而分類進行載疊之第一廢品部2 3 ◦; 第二廢品部2 4 0及第三廢品部2 5 〇 ;用以載疊容置有 檢測後分類為正常品之半導體封裝之承載盤之卸載部2 6 0 ;分，與裝載部2 1 Q、暫存部2 2 0、第-廢品部2 3 0、第二廢品部2 4 0、第三廢品部2 5 〇及卸載部2 6 0連結，並可使承載盤朝本體丄〇 〇之前後方向移動之 複數個承載盤移送部4 6 G ;設於本體之上側而可朝水平 方向來回移送，以於裝載部21 〇、暫存部2 2 0、第一 廢。口部2 3 0、第二廢品部2 4 〇、第三廢品部2 5 〇及 卸載邛2 6 0之承載盤移送部間移送承載盤之搬送部5 〇 2;設成可來回移送於暫存部2 2 〇、第一廢品部2 3 〇、 第二廢品部2 4 〇、第三廢品部2 5 〇及卸載部2 6 〇之 承載盤移送部之間’並可自移送至卸載部2 6 〇之承載盤 移送部之承載盤所容置之半導體封裝中棟出瑕疮品，再依 瑕紐類對第一廢品部2 3 0、第二廢品部2 4 0、第三 廢品部2 5 0中任一進行移送，並自容置於暫存承載盤之 半導體封裝中楝出正常品’再進行予以置入於前述卸載部 200905772 2 6 0之瑕疵品揀出後之空間之分類處理之分類部6 〇 0 ° 此之所謂檢測部3 〇係由用以進行視訊檢測之第一及 第二視訊相機所構成，第一視訊相機3 1〇可檢測載疊於 裝載部之承載盤所容置之半導體封裝之—面，第二視訊相 機3 2 0則檢測該等半導體之另—面，第—視訊相機 3 1 0與第二視訊相機3 2 〇之間則進而設有可使容 半導體封裝之承載盤倒轉之倒轉部7⑽，以使業經第一 視訊相機3 1 Q檢測過-面之半導體縣之另—面 二視訊相機3 2 0進行檢測。 繼之標號270係空盤部，41_ 部，420係可供置放空盤之進給部42 4〇、45 0、4 6 0則分別代表設於第_、第二 Γ=:、2 4 0、2 5 0及卸載部2 60之:給部， 610則係用以分類半導體封裝之分類器。 藉上述構造，由裝載部21 0供給而藉承載盤移 移送之承載盤所容置之半導體封裝 ::盤= 機310進行檢測，一面已檢 f由帛視讯相 7 0 0力__。 仏狀+導體封㈣由倒轉部 所容置之半導體封裝之 導體封裝露出另一面並 在此，倒轉部7 0 〇將承载盤 兩面倒轉時，必須設有空盤以使半 再予容置。 -〜小戰避則藉 移送承載紅搬送部5 Q Q而移 、、〜敎間來回 之檢測領域之移送部，動第 ―魏相機3 2 0 後移送之承載盤所容置之半導&封^目機320檢測倒轉 200905772 然而，上述之習知之半導體封裝外觀檢測裝 慮封裝類型，而僅使用第一視訊相機3丄〇拍攝一考 使用第一視訊相機拍攝另一面，而藉所拍旦 並 別有無瑕疵。 〜77析判 因此，領域個別之反射度互異之FG —q 裝之檢測可信度較低，即成問題。 51之封 換言之，即便半導體晶片與基板藉錫焊凸塊結
4 (con t r 〇 1 1 ed-co 1 1 ap s e ^ C P c 〇nn e c t i 〇 n)領域，以及由塑膠 二 之基板領域、用於外部連接之鍚球領域之個別反射声成 同，亦未區分個別領域而同時以相同照明進行照射，二不 發生照明過度而使反射度過高，或局部之照明不足，: 之影像之可信度降低等問題。 所得 因此，為依反射度之差別而將半導體封裝區 領域’以取得各領域個別之影像，必須增加使用單 裝備之檢測旋轉數而進行半導體封裝之檢測，而有 用能力及檢測良率降低之問題。 、" 【發明内容】 ^發明乃有鑒於上述實情而完成者。其目的在提供一 種就單一檢測系統設置種類互異之複數相機，以於單一檢 測系統旋轉一次之期間内，由各相機分別實施對半導體封 裝之互異領域之檢測，而藉一次之旋轉進行全領域之=割 檢測，並提昇檢測可信度之半導體封裝的檢測系統。刀° 為達成上述目的，本發明之半導體封裝的檢測裝置包 含有：本體；裝載部，設於前述本體前方，謂容置有應 檢測之半導體封裝之承載盤送至第—移送軌；第—視訊檢 200905772 測部，設於鈿述第一移送轨，用以進行半導體封裝之第— 面之視訊檢測，第二移送轨，設於前述第一移送軌之一側. 第二視訊檢測部，設於前述第二移送轨上，可使用彩色相 機對半導體封裝之第二面進行2D_ ;承載盤移送機 構，可使業經前述第二視訊檢測部之視訊檢測之承載盤移 動至前述第二移送轨之—側之第三移送轨；第三視訊檢測 部，設於前述第三移送軌上，可使用線性掃聪相機對 體封裝進行2D檢測；卸載部，狀前述第三視訊檢測部 =側’可供容置有良好之半導體元件之承載盤載疊 _，設於㈣卸載部之後方；暫存轨，設於前述卸载轨 =側，第四視訊檢測部，分別設於前述卸載軌與前述暫 子九’可使用線性掃晦相機對半導體封裝之 D檢測；倒轉機構，可使 弟面進仃2 -移送執上倒轉而移使!， f倒轉而朝前述 疵種別加以分類容署· 千令組兀件之％ 廢品部與卸載部之間昉二:員态二可移動於前述複數之 封骏。 守刀類已完成視訊檢測之半導體 在此，月i述第—視訊檢測 + f 3 - - 3 , =測可使用彩色相機對前述半導：裝== 於以以:=卸—設有 又’別述第—訊檢測部及第二視訊檢測部之前段宜分 10 200905772 別設有清潔裝置，前述、、主 組’可與半導酽封生月置則宜包含右· 模組，設=貼而力，二=化模 空吸人。 組，可實施:氣:::: 在此，前逑風力淨化模 去除靜電之離子化裝置。、.且且進而包含可藉離子供給而 另，前述清潔裝置可進— 供裝，述刷式淨化模組與前清潔模M主體，可 可導引前述清潔模級主體之 平化模組；導引部， 側固定於前述清潔模組主體上.^移動；正時皮帶，一 之兩側，可驅動前述正時固定於前逑導引部 移動，·及昇降裝置 ;則述清潔模紐主體左右 使用真空吸附墊將已容置於 :之下部，可於 使其進行昇降。 丰蛉肢封裝吸附後， 依據士發明，就單一檢測系統設置種類互異之 機’而於單—檢測系統旋轉一次之期間内’由各相機每施 對半導體封裝之_材質領域之c4領域與制邊領二、 球柵陣列面之3 D及2 D檢測，即可藉單-系統之—次旋 轉進行全領域之分割檢測，並提昇檢測可信度，且提高裝 備活用能力及檢測良率。 t 【實施方式】 本發明可藉後述之參照附圖說明之較佳實施例而更為 清楚明瞭。以下，即藉實施例詳細說明之，以促使熟習本 技術領域之業者理解本發明。 第一圖係本發明第一實施例之半導體封裝檢測裝置之 概念圖，第二圖則係顯示第一圖之實施例之局部省略立體 11 200905772 圖，第三圖係第二圖之平面圖。如該圖所示，本實施例之 半導體封裝檢測系統包含有：本體1、裝載部1 〇、第— 視訊檢測部12、第二視訊檢測部14、承載盤移送機構 1 6、第三視訊檢測部i 7、卸載部2 〇、廢品部4 〇、 倒轉機構5 0、第四視訊檢測部2 2、分類器6 0。 在此，裝載部1 〇設於本體1之前方，可裝載容置有 應檢測之半導體封裝之承載盤而供給承載盤。 第一視訊檢測部1 2設於第一移送軌1 1上，可對自 裒載邛1 〇移入之半導體封裝之第一面進行視訊檢測。 ^此時，第一視訊檢測部12則包含可對半導體封裝之 第一面進行3D檢測之3D視訊檢測部i 2 a、可使用彩 色相機對半導體封裳之第一面進行2 D檢測之2 D檢測部 12b。 、s之，半‘體晶片與基板藉錫焊凸塊而結合之◦4 (controlied-coliapse chip nnec：ti〇n)領域宜由3 D視訊檢測部1 2 a ，C4周邊之由轉材f構成之大面積之檢測項 =人顏色之瑕錢測則宜使用彩色相機而由2 D檢測 2 b進行檢測。 第二視訊檢測部14設於第—視訊檢測部12 ，可使用彩色相機對半導體封裝之第二面進行2d檢測。 ，此’第二視訊檢測部14係對半導 面，亦即球平面領域（ba i i 1and 在之弟— 進行2 D檢測。換言之，係使用彩色 =^ 之檢測項目與純之喊檢測。 仃大面積 12 200905772
Ο V 承載盤移送機構（TR · ing m KM * tray rail m 1 j m 〇 d U 1 e )係可使已於第二視訊檢測部 ==測之承载盤移至第三移送軌Η者，為 ▽承物動至各軌間之移送機構。 伸用三視訊檢測部1 7設於第三移送軌1 5上’可 使用線性婦目苗相機對束道μ ^ / 钱對'^導體封裝之第二面進行2 D檢測。 ρ係使用線性掃聪相機就球平面領域（ba i i 1 and a r e a )之小檢測項目進行細部檢測。 又’本體1之前方設有可供容置正常半導體元件之承 ^载g之卸載部2 〇，卸載部2◦之後方則設有正常品 二盤將移至之卸載軌2 1，卸載軌2 1之-側則設有暫 存承载盤將移至之暫存軌3工。 壯在此，卸載軌2 1及暫存軌3 1分別設有可對半導體 封裝之第一面使用線性掃瞄相機進行2 D檢測之第四視訊 檢測部2 2 ^ 在此’第四視訊檢測部2 2係使用線性掃瞄相機而進 行塑膠材質領域之2 D檢測者，而可就2 D檢測項目之領 域進行小檢測項目之檢測。 其次’倒轉機構5 〇設於本體1之後方’可使第一移 送軌11上之承載盤倒轉而加以移送至第一視訊檢測部1 2上，並使第三移送轨1 &上之承載盤倒轉而加以移送至 卸载軌21或暫存軌31。 又，廢品部4 〇可將視訊檢測後之半導體元件中之瑕 疮元件依瑕疵類型分類而加以容置，包含有複數之廢品部 4 0 a、4 0 b，各廢品部4 0 a、4 0 b則設有廢品軌 13 200905772 4 1。 在此’第三移送軌1 5與卸載執2工之間進而設 #方設有空盤部70之空盤供給軌7!’而宜藉此對複數 之廢品軌41供給可供容置半導體元件之空盤。 另，分類器6 0可移動於複數之廢品軌4 ^卸載執 訊檢測後之半導體封裝分別分類至卸载 構造^四=本發明$二實施例之半導體封裝檢測系統之 統之局部明第，施例之半導體封裝檢測系 上述本發明二:二體：’第六圖係第五圖之平面圖’與 #貫施例相同之構成要素則省略其說明。 檢測部彻嶋測系統於第-視訊 置80。 —視私測#1 4之前段分別設有清潔裝 前方I體Ξ係^發明之半導體封裝檢測系統之清潔裝置之 二^置^係第七圖之背面圖。本發明第二實施 模組主體^ Q a之^有清_組域8 Q a ;設於清潔 動，同時進行、、主，’可與半導體封裝表面緊貼而移 組8 1之兩側淨^模組8 1 ;設於刷式淨化模 組8 2 ^ 實知空軋噴射及真空吸入之風力淨化模 移動:導引清潔模組主體80a之左右方向 正時皮帶8〇c一側固定於清潔模組主體803之 驅動而驅動正時^ ^於導引部8 0 b之兩側，可藉馬達 導引部8 〇 b而左右:::帶椒組主體8 〇 a沿 14 200905772 另，其並設有昇降裝置8 4，$於、^ “ ，下部’可於使用真空吸附墊“而0 之半導體封裝後，進行昇降。 置於承載盤 此外’雖未圖示，但本發明第-命 風力淨化模組8 2宜進而包含可利H清潔袋置之 之離子化裝置（未圖示），以藉靜電防止⑭靜電 第九及第十圖係說明本發明之半 ^劣化。 清潔裝置之作用者，首先，一旦二，檢測系統之 承载盤，即使用設於昇㈣置8 有半導體封裝之 半導體封裝’並將半導體封裝固定於真;附 而後，使設有真空吸附㈣3之昇 署 ° ，半導體封裝裝載至清潔高度，再藉驅， 右方藉此一 而=清:式淨化模組81則與半導體縣表面= 吸八，υΐ清以實施空氣喷射及真空 刷式淨化及風力淨化所造成之微=埃空吸除 依據本發明’就單-檢測系 機，而於單-檢測系統旋轉 =類互異之復數相 對半導體封裝之塑膠材質領域之c4‘ 2各1機實施 f柵陣列面之3D及2D檢測領域、 轉進行全領域之分割檢測，並二：早—糸統之-次旋 備活用能力及檢測良率。㈣松測可信度’且提高裝 15 200905772 以上已參照附圖藉具體實施例說明本發明，但本發明 並不限於上述具體例，凡不逸脫本發明範圍之限度内可進 行各種變更實施，自不待言。因此，本發明之範圍應可依 包含前述各種變形例而記載之申請專利範圍而分析之。 【圖式簡單說明】 第一圖係顯示本發明第一實施例之半導體封裝檢測系統之 概念圖。 第二圖係顯示第一圖之實施例之局部省略立體圖。 第三圖係第二圖之平面圖。 第四圖係本發明第二實施例之半導體封裝檢測系統之構造 圖。 第五圖係已省略本發明第二實施例之半導體封裝檢測系統 之局部之立體圖。 第六圖係第五圖之平面圖。 第七圖係本發明之半導體封裝檢測系統之清潔裝置之前方 立體圖。 第八圖係第七圖之背面圖。 第九圖及第十圖係說明本發明之半導體封裝檢測系統之清 潔裝置之作用者。 第十一圖係顯示習知之半導體封裝外觀檢測裝置之一實施 例之構造圖。 【主要元件符號說明】 1…本體 10…裝載部 11…第一移送執 16 200905772 1 2…第一視訊檢測部 1 2 a…3 D檢測部 1 2 b…2 D檢測部 1 3…第二移送軌 1 4…第二視訊檢測部 1 5…第三移送軌 1 6…承載盤移送機構 1 7…第三視訊檢測部 2 0…卸載部 21…卸載軌 2 2…弟四視訊檢測部 3 0…暫存部 3 1…暫存軌 4 0、4 0 a、4 0 b…廢品部 4 1…廢品軌 5 0…倒轉機構 6 0…分類器 7 0…空盤部 71…空盤供給軌 8 0…清潔裝置 8 0 a…清潔模組主體 8 0 b…導引部 8 0 c…正時皮帶 8 0 d…帶輪 17 200905772 81…刷式淨化模組 8 2…風力淨化模組 8 3…真空吸附墊 8 4…昇降裝置 100…本體 210…裝載部 2 2 0…暫存部 2 3 0…第一廢品部 2 4 0…第二廢品部 2 5 0…第三廢品部 2 6 0…卸載部 2 7 0空盤部… 3 0 0…檢測部 310…第一視訊相機 3 2 0…第二視訊相機 410裝載固定部… 420、430、440、450、460 …進給部 4 6 0…承載盤移送部 5 0 0…搬送部 6 0 0…分類部 6 10…分類器 7 0 0…倒轉部 18

Claims (1)

  1. 200905772 •、申請專利範圍： 1、一種半導體封裝的檢測糸統，包含有. 本體； I载部’設於前述本體鈿方’用以將容置有應檢測之 半導體封裝之承載盤送至第一移送轨； ~ 第一視訊檢測部，設於前述第一移送軌，用以進行半 導體封裝之第一面之視訊檢測； 第二移送軌，設於前述第一移送轨之一側； 色相之第;移送軌上:可使用彩 % 丁千等體封裝之第二面進行2 D檢測； 承载盤移送機構，可伸紫妙前诚笛_ :測之承載盤移動至前述第:移 性掃封=二:，上’ 線 •自/载邛。又於别述第三視訊檢測部之一倔m 有良好之半導體元件之承載側，可供谷置 卸载軌，設於前述卸载部之後方； ^存軌’設於前述㈣軌之-側； 弟四視訊檢測部，八义 軌，可❹祕掃目㈣卸载執與前述暫存 檢測； 牛涂封凌之弟一面進行2 D 送軌」移::前述第-移送執上之承载盤朝第二移 倒轉而朝前述卸戴執或S 移送執上之承载盤 19 200905772 可依瑕疯之半 複數廢品部，設於前述卸载部之一側 導體元件之瑕疲種別加以分類容署， 、 直，及 ⑽移動於前述複數之廢品部與卸載部之間， 同時勿類已元成視訊檢測之半導體封妒。 2、 如申請專利範圍第2項所: 系統，其中前述第-視訊檢測部包含有+¥粗封裳的檢測 檢測部’可對半導體封裝之第一面進行Μ 2D視訊檢測部，可使用彩 之第-面進行2D檢測。 了㈣封裳 3、 如申請專利範圍第丄項 会始，立中铪、+、结 ^ 、〈千¥粗封裝的檢測 糸^ 弟三移送軌與前述卸載軌之間 於岫方§又有空盤部之空盤供給執。 又 4、 如申請專利範圍第〜3 體封裝的，系統，其中前述第一視訊檢以 檢測部之刖段分別設有清潔裝置。 丨及乐一視汛 5、 如申請專利範圍第4項所述 系統，其巾_清絲置包含有匕之+導體封裝的檢測 刷式淨化模組，可盥半導 潔；及 ，、牛¥體封裝表面緊貼而加以清 風力淨化模組，畔於1 … 空氣喷射及真空吸入】述刷式淨化模組兩側，可實施 6、 如申請專利範圍第4項職之 糸統，其中前述風力淨化模組進而包含可以凌的檢f 除靜電之離子化裝置。 错離子供給而去 20 200905772 7、如申請專利範圍第6項所述之半導體封裝的檢測 系統，其中前述清潔裝置進而包含有： 清潔模組主體，可供裝設前述刷式淨化模組與前述風 力淨化模組； 導引部，可導引前述清潔模組主體之左右方向移動； 正時皮帶，一侧固定於前述清潔模組主體上； 帶輪，固定於前述導引部之兩側，可驅動前述正時皮 帶而使前述清潔模組主體左右移動；及 昇降裝置，設於前述清潔模組主體之下部，可於使用 真空吸附墊將已容置於承載盤之半導體封裝吸附後，使其 進行昇降。 21
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