(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体デバイスの外観検査と内部検査とを単一化して検査効率を極大化させる半導体デバイス検査装置を提供する。【解決手段】表面実装型半導体チップパッケージや半導体モジュールなどの半導体デバイスに対する外観及び内部検査において、半導体デバイスの外観映像を獲得する外観映像検出部１２１と半導体デバイスにＸ線を照射して透過映像を獲得する透過映像検出部１３１と外観映像検出部１２１の検査情報と透過映像検出部１３１から獲得された映像情報とを基準映像と比較して良好/不良を判定するコントローラー１４１とを備える。【選択図】図１
2007221130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを検査する装置において、
検査対象の半導体デバイスをロードするローダーと、
前記半導体デバイスの外観映像を獲得する外観映像検出器と、
前記半導体デバイスの透過映像を獲得する透過映像検出器と、
前記獲得された外観映像と透過映像と検査し、該映像を各々の基準映像と比較するコントローラーと、
前記検査結果によって前記半導体デバイスを分類するソーターと、
前記半導体デバイス検査装置から半導体デバイスをアンロードするアンローダーと、
前記半導体デバイス検査装置内において前記半導体デバイスを移送させる移送部と、
を備えることを特徴とする半導体デバイス検査装置。
【請求項２】
前記外観映像検出器と前記透過映像検出器が直列配設されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項３】
前記外観映像検出器と前記透過映像検出器が並列配設されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項４】
前記外観映像検出器は、
光を放出する光源と、
前記半導体デバイスの前記外観映像を獲得するカメラと、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項５】
前記透過映像検出器は、
前記半導体デバイスにＸ線を照射するＸ線照射器と、
前記半導体デバイスのＸ線透過映像を検出するＸ線検出器と、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項６】
前記Ｘ線照射器は、前記半導体デバイスのターゲットエリアにＸ線を照射することを特徴とする、請求項５に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項７】
前記Ｘ線照射器は、前記半導体デバイス全体にＸ線を照射することを特徴とする、請求項５に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項８】
半導体デバイスを検査する装置において、
前記半導体デバイスの外観映像を獲得する外観映像検出器と、
前記半導体デバイスの透過映像を獲得する透過映像検出器と、
前記獲得した外観映像と透過映像とを検査し、該映像を各々の基準映像と比較するコントローラーと、を備えることを特徴とする半導体デバイス検査装置。
【請求項９】
前記外観映像検出器と前記透過映像検出器とが直列配設されることを特徴とする、請求項８に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項１０】
前記外観映像検出器と前記透過映像検出器が並列配設されることを特徴とする、請求項８に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項１１】
前記外観映像検出器は、
光を放出する光源と、
前記半導体デバイスの前記外観映像を獲得するカメラと、を備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体デバイス検査装置。
【請求項１２】
前記透過映像検出器は、
前記半導体デバイスにＸ線を照射するＸ線照射器と、
前記半導体デバイスのＸ線透過映像を検出するＸ線検出器と、を備えることを特徴とする、請求項８に記載の半導体デバイス検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス検査装置に関し、より詳細には表面実装型の半導体チップパッケージや半導体モジュールなどのような半導体デバイスの外観及び内部の不良を検査する半導体デバイス検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化、及び多機能化に伴い、印刷回路基板に対する電子部品の集積度は向上してきた。それにより、印刷回路基板は、多層構造に変化し、印刷回路基板の配線パターンは稠密になり、印刷回路基板に実装される電子部品のサイズは小さくなってきた。このことによって、印刷回路基板を製造する際や電子部品を印刷回路基板に実装する際に、不良が発生する確率が増加するようになり、半導体デバイスに対する検査は重要な製造工程になったのである。
【０００３】
なお、半導体デバイスに対する検査において、自動光学検査器（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ；ＡＯＩ）とＸ線検査器が用いられている。自動光学検査器は、光源から検査対象物に光を放出し、検査対象物から反射された光によって得られた映像情報から不良を検査する。そして、Ｘ線検査器は、Ｘ線を検査対象物に照射し、透過したＸ線を測定して獲得される映像情報から不良を検査する。一般に、自動光学検査器は、検査対象物の外観検査に用いられ、Ｘ線検査器は、検査対象物の内部検査に用いられる。ここで、検査対象物とは、半導体デバイスの全域、あるいは一部のことである。
【０００４】
Ｘ線検査器は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ、チップスケールパッケージ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、フリップチップボンディング構造の半田接合部分の検査が可能である。Ｘ線検査器は、例えば、半田接合部分の歪み、内部ボイド（ｖｏｉｄ）発生、非濡れ性（ｎｏｎ−ｗｅｔ）、はんだ過多、はんだ不足、及びズレなどの不良を検査することができる。
【０００５】
近年、半導体デバイス製品、例えば、半導体モジュール製品において印刷回路基板の内層に受動素子が実装されたエンベデッド印刷回路基板（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＰＣＢ）の使用が拡大し、かつ、ＢＧＡパッケージの使用も増加している。それにより、自動光学検査器の使用も増加している。
【０００６】
現在、半導体デバイスの外観及び内部の検査は、自動光学検査器とＸ線検査器とをそれぞれ用いて別々に進行している。半導体デバイスの分離検査は、時間が非常にかかり効率性が劣る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、半導体モジュールや表面実装型半導体チップパッケージなどのような半導体デバイスの外観検査と内部検査を単一化して検査効率を極大化させることのできる半導体デバイス検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明は、検査対象の装置上に半導体デバイスがロードするローダーと、半導体デバイスの外観映像を獲得する外観映像検出部と、半導体デバイスの透過映像を獲得する透過映像検出部と、外観映像検出部の検査情報と、透過映像検出部から獲得された映像情報と、を基準映像と比較して判定するコントローラーと、そのコントローラーの判定結果によって半導体デバイスを良品と不良品に分類するソーター（ｓｏｒｔｅｒ）と、そのソーターによって分類が完了した半導体デバイスを装置からアンロードするアンローダー（ｕｎｌｏａｄｅｒ）と、装置内において半導体デバイスを移送する移送部と、を備える半導体デバイス検査装置を提供する。
【０００９】
また、外観映像を獲得するため設けられた外観映像検出部と、透過映像を獲得するため設けられた透過映像検出部と、外観映像検出部の検査情報と透過映像検出部から獲得された映像情報を基準映像と比較して判定するため設けられたコントローラーと、を備える半導体デバイス検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような本発明の半導体デバイス検査装置は、外観検査と内部検査が統合的に実施される。半導体デバイスの外観不良に対する検査と、印刷回路基板に内蔵される受動素子及びＢＧＡパッケージの半田接合状態などの組立てに関連する不良検査と、が同時に可能である。
【００１１】
これにより、自動光学検査器とＸ線検査器とを独立に構成する際に比べて、ローダー、アンローダー及びソーターなどの構成ユニットが減少する。また、設備の占有空間やユーティリティー使用量及び運営人力が減少する。さらに、外観検査と内部検査とが結合されて一つの工程で運営されるため検査効率の極大化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る半導体デバイス検査装置（以下、検査装置ともいう）の実施例を詳細に説明する。
【００１３】
実施例
図１は、本発明の一実施例に係る半導体デバイス検査装置の概略構成図であり、図２は、図１の外観映像検出部に対する概略構成図であり、図３は、図１の透過映像検出部に対する概略構成図である。
【００１４】
図１を参照すれば、本発明の検査装置１００は、ローダー、外観映像検出部、透過映像検出部、コントローラー、ソーター、アンローダー、及び/又は移送部を備えて構成される。
【００１５】
ローダー１１１は、半導体デバイスを検査装置にロードするユニットである。半導体デバイスは、メモリモジュールである。ローダー１１１は、半導体デバイスが受納された受納容器が積載される積載板とその積載板を垂直に駆動させる昇降手段（未図示）などを備えて構成することができる。半導体デバイスは、それぞれの受納容器に順次供給される。
【００１６】
外観映像検出部１２１は、半導体デバイスの外観を検査するものであって、光を放出する光源１２２と、その反射映像を認識する認識カメラ１２３と、を備える。
【００１７】
半導体デバイスは、図２のように、半田ボールによって印刷回路基板に実装された半導体チップパッケージと、印刷回路基板の内部に実装された受動素子１４及びタブ端子１５と、を備える。外観映像検出部１２１は、光源１２２から半導体デバイスの上部へ光を放出し、その反射映像を認識カメラ１２３で撮影して、半導体デバイスの外観映像を獲得することによって外観を検査することができる。
【００１８】
透過映像検出部１３１は、図３のように、Ｘ線照射器１３２と、Ｘ線検出器１３３と、を備える。Ｘ線照射器１３２は、Ｘ線を発生させて外観映像検出部１２１、またはローダー１１１から移送される半導体デバイス１０にＸ線を照射し、Ｘ線検出器１３３は、半導体デバイス１０を透過したＸ線を検出して透過映像を獲得する。透過映像検出部１３１から獲得された透過映像によって印刷回路基板１３の内層に設けられた受動素子１４の異常を検査することができる。例えば、クラック発生の有無が検出される。また、透過映像検出部１３から獲得された透過映像で半導体チップパッケージ１１の半田ボール１２部分において発生する不良を検出することができる。
【００１９】
ここで、外観映像検出部１２１と透過映像検出部１３１は直列配設される。外観映像による検査と透過映像による検査は順次進行されるか、あるいは選択的にいずれか１つの検査のみが進行される。
【００２０】
また、外観映像検出部１２１と透過映像検出部１３１は並列配設することもできる。外観及び内部検査は、選択的にいずれか１つの検査のみ、あるいは順次進行される。
【００２１】
そして、透過映像検出部１３１は、半導体デバイス１０の一部、例えば、ターゲットエリアにＸ線を透過して検査が必要な特定の部分の透過映像のみを獲得することができる。さらに、透過映像検出部１３１は、半導体デバイス１０の全体にＸ線を透過させることもできる。
【００２２】
コントローラー１４１は、外観映像検出部１２１の検査情報と透過映像検出部１３１から獲得された映像情報を基準映像と比較して半導体デバイスの良好/不良の状態を判定する。コントローラー１４１は、コンピュータの構成を有し、ソフトウェアに基づいて半導体デバイス検査装置１００の全体的な動作を制御する。コントローラー１４１は、操作部１８１による操作で条件設定が変更される。操作部１８１は、入力手段、例えば、キーボード及び/又はマウスと画面表示手段、例えば、モニターとを備える。
【００２３】
ソーター１６１は、コントローラー１４１の制御下で、検査結果により半導体デバイスを良品と不良品とに分類する。そして、分類が完了した半導体デバイスはアンローダー１７１でアンロードされる。一方、ソーター１６１とアンローダー１７１とは、互い隣接するように設けられており、分類と共にアンローダー１７１に待機中の受納容器に直ちに受納させるように構成される。
【００２４】
移送部１５１は、半導体デバイス検査装置１００内において半導体デバイスの移送を担当する。通常の真空吸着方式のピッカーユニット（ｐｉｃｋｅｒー−ｕｎｉｔ）(未図示)やクランピンク方式のクランプユニット（ｃｌａｍｐｉｎｇ−ｕｎｉｔ）(未図示)及び移送レール(未図示)、及び/又はコンベヤーベルト(未図示)を備える。
【００２５】
一方、本発明に係る半導体デバイス検査装置は、前述した実施例に限定されるものではない。本発明の技術的な思想から遠ざけない範囲内で多様に変形して実施可能である。これは、本発明の属する技術分野における者であれば容易に理解できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る半導体デバイス検査装置の概略構成図である。
【図２】図１の同装置の外観映像検出器の概略構成図である。
【図３】図１の同装置の透過映像検出器の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  半導体デバイス
１１  半導体チップパッケージ
１２  半田ボール
１３  印刷回路基板
１４  受動素子
１５  タブ端子
１００  半導体デバイス検査装置
１１１  ローダー
１２１  外観映像検出部
１２２  光源
１２３  認識カメラ
１３１  透過映像検出部
１３２  Ｘ線照射器
１３３  Ｘ線検出器
１４１  コントローラー
１５１  移送部
１６１  ソーター
１７１  アンローダー
１８１  操作部
【図１】
2007221130.tif 000003
【図２】
2007221130.tif 000004
【図３】
2007221130.tif 000005