(57)【要約】【課題】  検査時の端子変形を防止することができる半導体部品検査装置。【解決手段】  液槽１にはフラックス注入部２から液体フラックス４が注入され、液槽１内の液体フラックス４はフラックス排出部５によって排出される。そのとき、フラックス排出部５を上下させて吸入口５ａの底面１ａからの高さを許容値Ｄに設定することにより、液体フラックス４の液位は適切な高さに保持される。搬送装置１０により半導体部品８２を液槽１の底面１ａに載置し浸漬すると、端子８２１ａには液体フラックス４が付着し、端子８２１ｂには液体フラックス４が付着しない。浸漬前後の端子をそれぞれ撮像装置で撮像して各画像の輝度データを取得し、浸漬前後で輝度が変化した端子があった場合には端子高さばらつきは許容値Ｄ以上と判定する。一方、輝度が変化した端子がなかった場合には、端子高さばらつきは許容値Ｄ内であると判定する。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な底面を有する液槽に深さが端子高さばらつき許容値と同一寸法となるように液体を注入し、
複数の端子を有する半導体部品を、実装面側が前記底面と対向するように前記底面上に載置して前記液体に浸漬させ、
前記浸漬後に前記液体が付着していない前記端子の有無を検出し、
前記液体が付着していない端子がある場合には前記半導体部品の端子高さばらつきが前記端子高さばらつき許容値以上と判定し、
前記液体が付着していない端子がない場合には前記半導体部品の端子高さばらつきが前記端子高さばらつき許容値より小さいと判定することを特徴とする半導体部品検査方法。
【請求項２】
水平な底面を有し、液体が前記底面から端子高さばらつき許容値と同一寸法の高さまで注入された液槽と、
複数の端子を有する半導体部品を、実装面側が前記底面と対向するように前記底面上に載置して前記液体に浸漬させる搬送装置と、
前記浸漬後の前記端子への前記液体の付着状態を検出して、前記半導体部品の端子高さばらつきが前記端子高さばらつき許容値以上か否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする半導体部品検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体部品検査装置において、
前記判定手段は、前記浸漬の前後における前記端子を各々撮像する撮像部と、前記浸漬前後に前記撮像部で撮像された２つの画像の間の輝度変化に基づいて、前記半導体部品の端子高さばらつきが前記端子高さばらつき許容値以上か否かを演算する演算部とを備えることを特徴とする半導体部品検査装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の半導体部品検査装置において、
前記液体の液面の前記底面からの高さを調整する調整手段を設けたことを特徴とする半導体部品検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体部品検査装置において、
前記調整手段は、前記液槽に前記液体を注入する液体注入部と、前記底面に対向する吸入口を有して前記液槽内の前記液体を排出する液体排出部と、前記吸入口の前記底面からの高さを変更する高さ変更部とを備えたことを特徴とする半導体部品検査装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の半導体部品検査装置において、
前記液体に液体フラックスを用いたことを特徴とする半導体部品検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡ型半導体部品やリード型半導体部品等に設けられている端子の配列や配置を検査する半導体部品検査方法および半導体部品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップをパッケージに納めた半導体部品には、パッケージ下面にハンダボールを配置して端子としたＢＧＡ(Ball Grid Arrey)型半導体部品や、パッケージの四辺にガルウィング形状の端子を配したリード型半導体部品（例えば、ＱＦＰ（Quad Flat Package）型半導体部品）が知られている。これらの半導体部品を基板上に実装する際には、各端子をプリント基板上に設けられた平坦なパッド上にそれぞれ載置し、各端子と対応するパッド同士とをハンダ接合する。
【０００３】
そのため、良好なハンダ接合をを得るためには、各端子同士の高さばらつきを小さく抑える必要がある。例えば、最も端子高さの高い端子と最も端子高さの低い端子との端子高さの差が所定許容値内に入っていないと、プリント基板に実装した際に、パッドと端子とが接合されない接合不良や、一意部分だけが接合されている疑似接合不良が発生したりする。
【０００４】
このような端子高さのばらつきによる接合不良を防止するためには、実装前に半導体部品の端子高さを検査し、高さばらつきが許容値内に入っていることを確認することが重要であった。従来、そのような端子高さのばらつきを検査する方法としては、偏光板上に載置されたＢＧＡ型半導体部品を偏光板方向に押圧して偏光板の反対側から光を照射し、偏光板上に生じる干渉縞を正常な半導体部品の場合の干渉縞と比較して検査する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２２２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の検査方法では、半導体部品を偏光板に押圧することにより端子高さの検査を行っていたので、そのときの押圧力によって正常な端子が変形してしまうおそれがあり、好ましい検査方法とはいえなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による半導体部品検査方法では、水平な底面を有する液槽に深さが端子高さばらつき許容値と同一寸法となるように液体を注入し、複数の端子を有する半導体部品を、実装面側が底面と対向するように底面上に載置して液体に浸漬させる。そして、その浸漬後に、液体の付着していない端子があるか否かを検出する。その検出の結果、液体が付着していない端子がある場合には半導体部品の端子高さばらつきが端子高さばらつき許容値以上と判定する。一方、液体が付着していない端子がない場合には、半導体部品の端子高さばらつきが端子高さばらつき許容値より小さいと判定する。
本発明による半導体部品検査装置では、水平な底面を有する液槽には、液体が前記底面から端子高さばらつき許容値と同一寸法の高さまで注入されている。搬送装置は、複数の端子を有する半導体部品を、実装面側が底面と対向するように底面上に載置して液体に浸漬させる。そして、判定手段により浸漬後の端子への液体の付着状態を検出し、半導体部品の端子高さばらつきが端子高さばらつき許容値以上か否かを判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、深さが端子高さばらつき許容値と同一寸法の液体に半導体部品を浸漬することにより、浸漬後の端子への液体の付着状態から端子高さばらつきが端子高さばらつき許容値以上か否かが判定できる。その際、半導体部品を液槽の底面に載置することで浸漬が行われるため、検査時に端子に対して過大な力が作用せず端子の変形を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による半導体部品検査装置の一実施の形態を示す概略構成図である。１は水平な底面１ａ（図２参照）を有する液槽であり、フラックス注入部２を介して液体フラックス供給装置３から液体フラックス４が供給される。一方、液槽１内の液体フラックス４はフラックス排出部５を介して液体フラックス供給装置３へと戻すことができる。
【００１０】
フラックス排出部５は、吸入口５ａから液体フラックス４を吸引するように排出する。フラックス排出部５の上下位置は駆動装置６によって変更することができ、それにより吸入口５ａの液槽底面からの高さを調整することができる。７は半導体部品８の端子状態を撮影するための撮像装置であり、その上面には撮影レンズ７ａを備えている。撮像装置７には、例えばＣＣＤ撮像装置などが用いられる。
【００１１】
撮像装置７の撮像データは画像処理装置９に入力される。画像処理装置９では入力された撮像データの画像処理を行うとともに、画像処理結果に基づいて半導体部品８の端子状態の良否を判定する。半導体部品８は、搬送装置１０により液槽１や撮像装置７の撮像位置へと搬送される。搬送装置１０は真空吸着等により半導体部品８を保持し、保持した半導体部品８を水平方向および上下方向に搬送することができる。半導体部品８を撮像装置７で撮像する際には、搬送装置１０により半導体部品８を撮影レンズ７ａの上方に搬送して所定位置に位置決めする。
【００１２】
図２は、液槽１およびフラックス注入部２，フラックス排出部５の断面図である。Ｌ１は液体フラックス４の液位を表しており、水平な液槽底面１ａから液面までの高さである。この液位Ｌ１は、吸入口５ａの液槽底面１ａからの高さＨ１によって決定される。例えば、吸入口５ａの高さをＨ２に設定して液体フラックス４を排出すれば、そのときの液体フラックス４の液位Ｌ２もＨ２となる。
【００１３】
液位Ｌ１となるように液槽１の液体フラックス４の量を調整するには、まず、フラックス注入部２の注入口２ａから液体フラックス４を液槽１内に注入して、液位を高さＨ１よりも高いＬ０まで上昇させる。その後、液体フラックス４の注入を停止して、排出部５により液槽１の液体フラックス４を排出する。排出を開始すると液位は減少し、吸入口５ａからの液体フラックス４の吸入ができなくなるまで、すなわちＬ１＝Ｈ１となるまで液体フラックス４の排出動作を行う。吸入ができなくなったならば、排出動作を停止する。その結果、液位Ｌ１は高さＨ１に設定される。
【００１４】
図３は検査対象である半導体部品８の一般的な外観形状を示したものであり、（ａ）はＢＧＡ型半導体部品８１を示し、（ｂ）はリード型半導体部品の一例であるＱＦＰ型半導体部品８２を示す。いずれの半導体部品８１，８２も、図示上側に示したものが表面側の斜視図で、図示下側に示したものが裏面側の斜視図である。
【００１５】
ＢＧＡ型半導体部品８１の場合は、パッケージ８１０の裏面側にハンダボールで形成された端子８１１が多数配設されている。一方、リード型半導体部品であるＱＦＰ型半導体部品８２の場には、ガルウィング形状の端子８２１がパッケージ８２０の四辺部分に設けられている。端子８２１は裏面側に折り曲げられている。
【００１６】
いずれの半導体部品８１，８２も端子状態が正常な場合を示したものであるが、製造時や出荷後の取り扱い時に一部の端子８２１が曲がってしまったり、端子８１１が欠落したり端子８１１の高さが変わってしまったりする。そのような場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように端子高さにばらつきΔｄが生じ、ばらつきΔｄが許容値Ｄを超えてしまう場合がある。
【００１７】
《検査手順の説明》
本発明による検査装置はこのようなばらつきΔｄが許容値Ｄを超えているか否かを判定するものであり、図５に示すフローチャートを参照しながら検査手順を説明する。ステップＳ１では、搬送装置１０を用いて検査すべき半導体部品８のパッケージ上面を保持し、図６（ａ），図６（ｂ）に示すように撮像装置７のレンズ７ａの上方まで搬送して所定の撮影位置に位置決めする。ステップＳ２では、撮像装置７により半導体部品８の実装面側である裏面を撮像する。その後、撮像データは画像処理装置９で処理され、処理後の撮像データは初期データとして画像処理装置９の記憶部（不図示）に記憶される。この初期データは後述するステップＳ８のばらつき判定処理に用いられる。
【００１８】
ステップＳ３では、排出部５の吸入口５ａの高さＨ１を図４に示した許容値Ｄに調整し、液槽１内の液体フラックス４の排出を行って液位Ｌ１をＬ１＝Ｄに設定する。この場合、排出部５による液体フラックス４の排出が行われなくなったときにＬ１＝Ｄとなるので、その時点でステップＳ４へと進む。
【００１９】
ステップＳ４では、搬送装置１０に保持された半導体部品８を液槽１まで移動し、搬送装置１０を所定位置まで降下させる。ステップＳ５では、搬送装置１０による半導体部品８の保持を解除して、半導体部品８が自重で液体フラックス４に浸漬するように切り離す。この場合、浸漬時に液体フラックス４が飛散しないように、搬送装置１０を半導体部品８の端子の位置が液面程度となるまで降下させてから保持を解除する。そのため、半導体部品８は、液槽１の底面に静かに載置されることになる。
【００２０】
図７は液槽１内の液体フラックス４に浸漬された半導体部品８１，８２の状態を示す図であり、（ａ）はＢＧＡ型半導体部品８１の場合を示し、（ｂ）はＱＦＰ型半導体部品８２の場合を示す。いずれの半導体部品８１，８２も、図４に示したように端子高さのばらつきΔｄが許容値Ｄよりも大きい場合を示した。そのため、図７（ａ）の半導体部品８１の場合、一部が液体フラックス４に浸漬している端子８１１ａには液体フラックス４が付着し、液体フラックス４に浸漬していない端子８１１ｂには液体フラックス４が付着しない。同様に、図７（ｂ）のＱＦＰ型半導体部品８２の場合、端子８２１ａに液体フラックス４が付着し、端子８２１ｂには液体フラックス４が付着しない。
【００２１】
ステップＳ６では、液体フラックス４に浸漬された半導体部品８（８１，８２）を再び搬送装置１０で保持して図６に示したように撮像装置７まで搬送する。そして、ステップＳ７において半導体部品８（８１，８２）を裏面側から撮像する。撮像データは画像処理装置９で画像処理され、処理後の撮像データは浸漬後データとして記憶部に記憶される。
【００２２】
ステップＳ８では、ステップＳ２で取得した初期データとステップＳ７で取得した浸漬後データとに基づいて、半導体部品８の端子高さのばらつきΔｄ（図４参照）が許容値Ｄ以上であるか否かを判定する。具体的には、浸漬後の端子８１１，８２１への液体フラックス４の付着があるか否かでばらつきの判定を行う。その場合、初期データおよび浸漬後データとしてはフラックス付着が認識できる画像データであればどのようなデータを用いても良い。ここでは、輝度データを用いて判定処理を行う場合について説明する。すなわち、浸漬前の各画素毎の輝度データを初期データとして取得し、浸漬後の各画素毎の輝度データを浸漬後データとして取得する。
【００２３】
まず、各画素毎に浸漬後の輝度データと浸漬前の輝度データとの差分を取り、その絶対値を差分データとする。例えば、浸漬後に液体フラックス４が付着していない領域では浸漬前後で輝度は変化しないので、差分データはゼロになる。一方、浸漬後に液体フラックス４が付着している場合には、その領域の輝度は変化し差分データはゼロとならない。
【００２４】
実際には、撮影条件のばらつき等により輝度データの値にばらつきが生じるので、液体フラックス４が付着しない場合でも差分データはゼロとはならず僅かに残る。よって、液体フラックス付着の有無を認識できる差分値レベルを判定の基準レベルとし、差分データがその基準値レベル以下である場合には液体フラックス４が付着していないと判定し、差分データが基準レベルより大きい場合には液体フラックス４が付着していると判定する。
【００２５】
このような判定を各画素毎に行い、いずれかの画素において差分データが基準レベル以下となった場合には、すなわち液体フラックス４が付着していない端子がある場合には、半導体部品８の端子高さのばらつきΔｄが許容値Ｄ以上と判定する。一方、差分データが基準レベル以下の画素が無い場合には、すなわち全ての端子に液体フラックス４が付着している場合には、半導体部品８の端子高さのばらつきΔｄは許容値Ｄより小さいと判定する。
【００２６】
上述したように、本実施の形態では半導体部品８を液体フラックス４に浸漬し、そのときの端子への液体フラックス４の付着状況から端子高さのばらつきΔｄが許容値Ｄ以上であるか否かを判定している。浸漬時には、搬送装置１０を半導体部品８の端子の位置が液面程度となるまで降下させてから保持を解除し、半導体部品８を液槽１の底面に静かに載置するようにしている。そのため、端子に対して端子変形の原因となるような過大な力が作用しないので、上述した従来の検査方法において生じたような端子の変形を防止することができる。
【００２７】
また、フラックス排出部５の高さを変えることにより液面Ｌ１の高さを自由に調節することができるので、検査する半導体部品８の種類に応じた種々の許容値Ｄに容易に対応することができる。上述した実施の形態では、図７に示したように半導体部品８（８１，８２）を液槽１の底面１ａに載置し、フラックス排出部５を上下して底面１ａから吸入口５ａまでの高さＨ１を許容値Ｄと等しくなるように設定したが、図８のような構成としても良い。
【００２８】
図８に示す例では、液槽１内に上下に移動可能な水平なステージ２０を設け、そのステージ２０上に半導体部品８２を載置するようにした。２１はステージ２０を上下に駆動する駆動装置であり、フラックス排出部５を上下移動させる代わりにステージ２０の上下位置を変更して液面４ａとステージ２０の上面との距離を許容値Ｄに設定する。半導体部品８２をステージ２０上に載置する際に、ステージ２０の上面を液面４ａに一致させるか僅かに液面４ａから露出させることにより、液体フラックス４が飛び散るのを防止することができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、半導体部品８の端子に付着させる液体として液体フラックス４を用いたが、付着前後の輝度変化が認識できるものであれば液体フラックス４に限らず他の液体を用いても良い。ただし、液体フラックス４を用いた場合には、後工程であるハンダ付けへの影響が無く好ましい。
【００３０】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、撮像装置７は撮像部を、画像処理装置９は演算部を、撮像装置７および画像処理装置９は判定手段を、フラックス排出部５と駆動装置６およびステージ２０と駆動装置２１は調整手段を、フラックス注入部２は液体注入部を、フラックス排出部５は液体排出部を、駆動装置６は高さ変更部をそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による半導体部品検査装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】液槽１およびフラックス注入部２，フラックス排出部５の断面図である。
【図３】半導体部品８の一般的な外観形状を示す図であり、（ａ）はＢＧＡ型半導体部品８１を示し、（ｂ）はリード型半導体部品の一例であるＱＦＰ型半導体部品８２を示す。
【図４】端子高さのばらつきを説明する図であり、（ａ）はＢＧＡ型半導体部品８１の場合を示し、（ｂ）はＱＦＰ型半導体部品８２の場合を示す。
【図５】検査手順を説明するフローチャートである。
【図６】撮影時の半導体部品８１，８２の状態を示す図であり、（ａ）はＢＧＡ型半導体部品８１の場合で、（ｂ）はＱＦＰ型半導体部品８２の場合である。
【図７】液槽１内の液体フラックス４に浸漬された半導体部品８１，８２の状態を示す図であり、（ａ）はＢＧＡ型半導体部品８１の場合を示し、（ｂ）はＱＦＰ型半導体部品８２の場合を示す。
【図８】ステージ２０を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  液槽
２  フラックス注入部
２ａ  注入口
３  液体フラックス供給装置
４  液体フラックス
５  フラックス排出部
５ａ  吸入口
６，２１  駆動装置
７  撮像装置
８  半導体部品
９  画像処理装置
１０  搬送装置
２０  ステージ
Ｄ  許容値
Ｌ１，Ｌ２  液位
【図１】
2005285962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005285962.tif 000009
【図８】
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