(57)【要約】【課題】Ｘ線画像のＳ／Ｎ比を向上させ、安定してバンプを検査できるようにする。【解決手段】基板支持機構１０に支持された基板２の下方にはＸ線発生装置１６が配置されて固定されており、基板２の上方にはＸ線検出器としてのフラットパネル２０がＸ線発生装置１６に対向して配置されている。基板支持機構１０に支持された基板２が移動制御部１４によって検査位置に位置決めされ、Ｘ線発生装置１６から照射されるＸ線１８が基板のバンプ４を透過してフラットパネル２０で検出され、そのＸ線画像が画像処理装置２２に取り込まれてバンプ４のボイドの有無など、バンプ４の良否が判定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数個のバンプをＸ線の透過により検査するバンプ検査装置において、
検査対象物である前記基板を、そのバンプ形成面が下向きになるように支持し、水平面内で移動させうる基板支持機構と、
前記基板支持機構に支持された基板の下方に配置され、上向きにＸ線を放射するＸ線発生装置と、
前記基板支持機構に支持された基板の上方で、前記Ｘ線発生装置から放射されたＸ線を検出する位置に配置されたＸ線検出器としてのフラットパネルとを備えたことを特徴とするバンプ検査装置。
【請求項２】
前記基板支持機構は、前記基板のバンプ形成面を露出させるように基板周辺部で支持するトレイ状の基板ホルダーを備えている請求項１に記載のバンプ検査装置。
【請求項３】
前記Ｘ線発生装置は、そのＸ線管球上面の周囲部分が前記基板ホルダーの下面に接触することにより、Ｘ線管球の焦点と前記バンプ形成面との距離が一定に保たれている請求項２に記載のバンプ検査装置。
【請求項４】
前記基板ホルダーは支持した基板を水平方向に押して位置を固定する付勢部材を備えている請求項２又は３に記載のバンプ検査装置。
【請求項５】
前記基板ホルダーに支持された各基板について、バンプ形成面でバンプが配列されている領域の周辺部の少なくとも２箇所の画像を計測し、それをもとに基板ごとに検査位置を補正する手段を備えている請求項１から４に記載のバンプ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板上に形成されたバンプを検査する装置に関し、例えば半導体チップを搭載して実装するための基板上に形成された半田バンプを非破壊で検査するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明で検査の対象とする基板としては、例えば図２に示されるように、基板２の表面に半田バンプ４が複数個配列されて形成されており、基板２の裏面にはパッド６が複数個形成されたものである。この基板はバンプ４と裏面のパッドが基板内に形成された配線により接続されている。この基板２は、半導体装置が形成されたＩＣチップ８がそのパッド形成面を下向きにして基板２の半田バンプ形成領域上におかれ、半田バンプ４によってチップ８が基板２上に接続されて搭載されるものである。その後、基板２の裏面のパッド６には端子が取り付けられ、チップ８上にはケースが被せられ、放熱フィンが取り付けられてＣＰＵチップなどのパッケージされた半導体装置となる。本発明が検査の対象にする基板は、チップ８が搭載される前の状態ものである。
【０００３】
半田バンプの検査を行なう方法として、Ｘ線を照射し、バンプを透過したＸ線を検出して画像処理を施すことにより、バンプの欠陥を検知することが行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そのようなＸ線を使用した検査装置では、一般に検査対象の基板はバンプが上向になるように配置し、下側にＸ線発生装置を設け、基板を透過したＸ線を基板の上方に設けたＸ線検出器によって検出するように配置されている。これは、１つには検査対象のバンプを目視できるようにするためである。
【０００５】
Ｘ線発生装置を対象物の下に配置した装置では、検査対象物を支持するためにカーボン板などの支持板上に検査対象物を載せることが多い。また、検出器としてはイメージ管が使用されているのが一般的である。
【０００６】
Ｘ線検出器に関しては、医療用のＸ線ＣＴなどではフラットパネルが使用されている。フラットパネルは歪が少なく、分解能がよいなどの特徴を備えているが、基板の検査装置などではフラットパネルは一般には使用されていない。それは、フラットパネルは感度が低いという欠点があるためである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３５８１６１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
検査対象物をバンプを上向に配置し、下側にＸ線発生装置を設けた従来の検査装置の構成においては、次のような問題がある。
検査対象物をバンプが上向になるように支持すると、Ｘ線発生装置とバンプとの間には少なくとも検査対象物の基板の厚みが存在する。さらに検査対象物をカーボン板などの支持部材に載せて支持すると、その支持部材の厚みも加算される。したがって、Ｘ線発生装置とバンプとの距離は一定以下には近づけられないという問題がある。また、検査対象物の基板厚みは対象物によって異なるため、Ｘ線発生装置とバンプの距離が一定しないという問題もある。
【０００９】
半田バンプでは、外径形状の検査だけでなく、内部にボイド（空隙）が存在するか否かの検査も重要であるが、従来のこの種の検査装置では、バンプとＸ線発生装置との距離を接近させるのは限界があるため、得られる画像のＳ／Ｎ比（信号対ノイズ）は低いだけでなく、Ｘ線発生装置とバンプの距離が一定しないために、ボイドの大きさなどを安定して計測するのが困難であるという問題につながる。
そこで、本発明はＸ線画像のＳ／Ｎ比を向上させ、安定してバンプを検査できるようにすることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に形成された複数個のバンプをＸ線の透過により検査するバンプ検査装置において、検査対象物である基板を、そのバンプ形成面が下向きになるように支持し、水平面内で移動させうる基板支持機構と、基板支持機構に支持された基板の下方に配置され、上向きにＸ線を放射するＸ線発生装置と、基板支持機構に支持された基板の上方で、Ｘ線発生装置から放射されたＸ線を検出する位置に配置されたＸ線検出器としてのフラットパネルとを備えている。
【００１１】
本発明では検査対象物である基板は、そのバンプ形成面がＸ線発生装置の方向を向いているので、検査対象である観測部位、すなわちバンプとＸ線発生装置との距離を小さくすることができる。そのためバンプのボイドなどの検出精度を上げることができる。
【００１２】
さらに、検出器であるフラットパネルも管球に近づけることができる。このような配置をとることにより、同じ撮影倍率で、同じＸ線出力であっても検出器の輝度は増加する。従来の装置のように検出器としてイメージ管を用いた場合には、このような配置にすると検出器が飽和する。またイメージ管をＸ線発生装置に一定距離以上近づけるとイメージ管の湾曲に基づいてシェーディングがきつくなり、得られる画像の輝度分布が一定でなくなり、二値化後の画像処理を困難にさせる。
【００１３】
それに対し、本発明により検出器としてフラットパネルを用いるので、シェーディング等の問題もなく、また輝度が低いというフラットパネルの欠点は、本発明に限り長所になり、Ｘ線管球に接近させても出力が飽和しにくいので、Ｘ線発生装置に余裕のある範囲で出力を上げることができ、結果的に画像のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は一実施例を概略的に示したものである。１０は検査対象物の基板２をそのバンプ形成面が下向きになるように支持する基板支持機構である。基板支持機構１０は、基板２をそのバンプ形成面を下向きにし、かつバンプ４を露出させた状態で支持するために、トレイ状の基板ホルダー１２を備えている。支持機構１０は基板２を水平面内で支持し、水平面内のＸ方向とＹ方向に移動して検査位置に位置決めできるようにＸＹステージなどの駆動機構を備えており、その駆動機構は移動制御部１４によって移動が制御されるようになっている。
【００１５】
基板支持機構１０に支持された基板２の下方にはＸ線発生装置１６が配置されて固定されている。Ｘ線発生装置１６はＸ線管球を備え、Ｘ線管球から発生するＸ線１８が基板２を透過する。
【００１６】
基板支持機構１０に支持された基板２の上方にはＸ線検出器としてのフラットパネル２０がＸ線発生装置１６に対向して配置されている。２２は画像処理装置で、フラットパネル２０が検出したＸ線画像を取り込み、バンプ４の形状及びその内部のボイドの有無を判定する。
【００１７】
この実施例では、基板支持機構１０に支持された基板２が移動制御部１４によって検査位置に位置決めされ、Ｘ線発生装置１６から照射されるＸ線１８が基板のバンプ４を透過してフラットパネル２０で検出され、そのＸ線画像が画像処理装置２２に取り込まれてバンプの良否が判定される。
【００１８】
図３はＸ線発生装置のターゲット部分を概略的に示したものである。Ｘ線発生装置１６のＸ線管球１６ａは、その内側（図では下側）の真空領域内にターゲット１６ｂを備えており、電子ビーム２７がターゲット１６ｂに照射されることによってターゲット１６ａからＸ線１８が発生する。
【００１９】
図４は基板支持機構１０とＸ線発生装置１６の好ましい配置の一例を示したものである。Ｘ線発生装置１６のＸ線管球１６ａは、その上面の周囲部分にフッ素樹脂などのプレート２４が取り付けられている。Ｘ線管球１６ａはプレート２４が基板支持機構のトレイ１２の下面に接触するように配置されている。これにより、Ｘ線管球１６ａと基板２の距離が常に一定となり、したがってＸ線管球１６ａのターゲット１６ｂでＸ線の発生する点２６、すなわちＸ線管球１６ａの焦点と、バンプ４の距離が接近して一定の距離となる。
【００２０】
図５（Ａ）は基板支持機構のフレーム１２の好ましい例を示したものである。フレーム１２には基板２を１つずつ支持する開口３０が開けられており、開口３０には基板２がバンプが下向きになるように挿入されて支持される。フレーム１２の各開口３２の４辺のうち隣り合う２つの辺には、開口３２に挿入された基板２を水平方向に押して位置を固定するためのバネ材３２が設けられている。バネ材３２は図５（Ｂ）に示されるように、折り曲げられた形状をしており、フレーム１２と基板２の隙間に介在して基板２を対向するフレームの縁に押しつける方向にバネ力を作用させる。図５（Ａ）で矢印で示されるように２つのバネ材３２が基板２を押すことによって、基板２がフレーム１２に押しつけられて位置が固定される。
【００２１】
図６は検査対象の基板２において検査するバンプを正確に位置決めするための好ましい実施例を示したものである。支持機構のフレーム１２に固定された基板２のバンプ形成面のうち、図６で示されるようにバンプ４が配列されている領域の周辺部の２ヶ所又はそれ以上の個所で、ａ，ｂで示されるような領域の画像を計測する。その画像をもとに基板２の位置を補正するようにしたものである。
【００２２】
領域ａ，ｂの画像を取り込むために、検査用のＸ線を使用してもよく、又は別の位置にＣＣＤカメラなどの画像読取り装置を別途設けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明では、検査対象物である基板をそのバンプ形成面が下向きになるように支持して水平面内で移動できるようにし、支持された基板の下方にＸ線発生装置、基板の上方にＸ線検出器を配置したので、バンプとＸ線発生装置との距離を小さくすることができ、バンプのボイドなどの検出精度を上げることができる。
また、Ｘ線検出器としてフラットパネルを使用したので、Ｘ線管球に近づけてもシェーディング等の問題もなく、出力が飽和しにくいので、Ｘ線発生装置に余裕のある範囲で出力を上げることができ、画像のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の検査装置が検査対象とする基板をそれに搭載するチップとともに示す斜視図である。
【図３】一実施例の要部概略断面図である。
【図４】他の実施例の要部概略断面図である。
【図５】（Ａ）は基板支持機構のフレームと支持された基板を示す平面図、（Ｂ）は同基板支持機構に備えられたバネ材を示す斜視図である。
【図６】基板の検査部位の位置決めを説明する基板の平面図である。
【符号の説明】
２      検査対象物である基板
４      バンプ
１０      基板支持機構
１２      基板ホルダー
１４      移動制御部
１６      Ｘ線発生装置
１６ａ    Ｘ線管球
１６ｂ    ターゲット
１８      Ｘ線
２０      フラットパネル
３２      バネ材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004317226.tif 000005
【図４】
2004317226.tif 000006
【図５】
2004317226.tif 000007
【図６】
2004317226.tif 000008