(57)【要約】【課題】本発明は、電子部品の超音波探傷検査における超音波の死角を改善する方法を提供することを目的とする。【解決手段】電子部品１と超音波伝達特性が同じか近しい樹脂６で電子部品１を覆ってしまうことで、テーパー部３において界面の超音波伝達特性の変化がなくなり、超音波の全反射をなくすことができ、電子部品検査における超音波死角を改善できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子から超音波を検査対象パッケージに向けて送信し、前記検査対象パッケージの内部で反射した超音波を前記超音波探触子で受信して、検査対象パッケージの内部を検査するに際し、
前記検査対象パッケージの前記超音波探触子で受信される超音波の受信レベルが規定値よりも小さくなる形状の特定個所を、前記検査対象パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料で覆って、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させてその反射した超音波を前記超音波探触子で受信して検査する
超音波探傷方法。
【請求項２】
前記検査対象パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって形成された検査治具を、前記特定個所を覆うように検査対象パッケージに被せて、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させてその反射した超音波を前記超音波探触子で受信して検査する
請求項１記載の超音波探傷方法。
【請求項３】
前記特定個所に、前記半導体パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させる超音波インピーダンス補正部を成形によって付加して検査する
請求項１記載の超音波探傷方法。
【請求項４】
検査対象パッケージが半導体パッケージであり、前記特定個所が、半導体パッケージの外周部の部品端部やテーパー部である
請求項２または請求項３記載の超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品などの検査対象パッケージに超音波を送信し、前記検査対象パッケージの内部で反射した超音波を受信して検査する超音波探傷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報機器など小型で多機能の商品が増えてきている。それに伴いその基幹部品となる集積回路部品の使用が増加しているが、集積回路部品は高価であることから部品が正常であるか、またその実装は正常であるかなど、その品質保証の重要性が増してきている。
【０００３】
集積回路部品としては、半導体ベアチップを電極リードが付いたパッケージ部品に組み立てたＱＦＰ（Quad Flat Package）などでは、パッケージ化による不良などが発生していないかパッケージ内部を検査する必要がある。また最近では、実装面積を小さくするために、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（chip-scale packaging）など裏面に電極を有する電子部品が増えてきており、これら部品においては基板に実装すると電極接合部が部品下に隠れ見えなくなるため、その実装状態の検査は単純な光学的手段等による観察ができない。
【０００４】
そのため、従来よりこれらＩＣ部品の内部状態の検査や、あるいは基板実装後の接合状態の検査を行うために、Ｘ線を用いる方法や超音波探傷方法がある。
Ｘ線を用いた方法においては、断線、ショート、体積異常などの検査に対して大きな効果が得られるものの、樹脂剥離や接合部剥離の検査には不向きである。また、超音波探傷方法においては、超音波が音響的に性質の異なる部分において反射するため、剥離などの接合部検査に適しているという性質を有するが、超音波が非検査面に対し垂直に入射しなければ内部に伝播しないため、表面の凹凸や検査対象の形状に影響を受けるという問題がある。
【０００５】
その解決のため、（特許文献１）には、検査対象を表面の凹凸を吸収するゲルシート中間材による音波探傷方法が開示されている。また、（特許文献２）には検査面形状に合わせて超音波プローブを追従させることにより、表面の局面部や凹凸の影響を受けない音波探傷方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１８５０１号公報
【特許文献２】特開平５−２９６７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（特許文献１）に記載の乾式の超音波探傷方法は、もともと表面粗さの凹凸を吸収し遮断層となる空気を除去して測定精度の向上を期待できるが、図６（ａ）に示すように基板２に取り付けられた検査対象パッケージとしての半導体パッケージ１の内部を検査しようとして、超音波探触子５から半導体パッケージ１に向けて超音波を送信し、半導体パッケージ１の内部の検査対象位置において反射した超音波を超音波探触子５で受信して検査する場合には、超音波探触子５を移動させて半導体パッケージ１の表面がフラットな平面部４は検査できるが、外周部に面取りされたテーパー部３が形成されている半導体パッケージ１では、スネルの法則により材質が変わる界面においてある一定角度以上では全反射が起こるため、テーパー部３においては内部に超音波を伝播することができず、半導体パッケージの外周部の付近の検査が不可能となる問題がある。
【０００７】
さらに、一般的に用いられる焦点型の超音波探触子５は、超音波を集音させて検査対象に照射する構造になっており、図６（ｂ）に示すように、半導体パッケージ１の端部においては、超音波探触子５からの集音ができず探索不可能領域となってしまう問題があり、これについてもゲル状中間材では解決ができない。
【０００８】
また、（特許文献２）のように超音波探触子５を検査対象表面に応じて操作する方法があるが、この方法では全反射を防ぐことはできるものの、図６（ｃ）に示すように、例えばテーパー部３においては超音波の入射角度を斜めにすることになり検査断面が変わってしまうため、半導体パッケージの内部の剥離検査等は可能であるが、テーパー部３の直下の電極接合部など検査することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、超音波探触子で受信される超音波の受信レベルが規定値よりも小さくなる形状の特定個所を、超音波探触子の角度を変更することなく検査でき、超音波死角を改善できる超音波探傷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１記載の超音波探傷方法は、超音波探触子から超音波を検査対象パッケージに向けて送信し、前記検査対象パッケージの内部で反射した超音波を前記超音波探触子で受信して、検査対象パッケージの内部を検査するに際し、前記検査対象パッケージの前記超音波探触子で受信される超音波の受信レベルが規定値よりも小さくなる形状の特定個所を、前記検査対象パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料で覆って、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させてその反射した超音波を前記超音波探触子で受信して検査することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２記載の超音波探傷方法は、請求項１において、前記検査対象パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって形成された検査治具を、前記特定個所を覆うように検査対象パッケージに被せて、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させてその反射した超音波を前記超音波探触子で受信して検査することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３記載の超音波探傷方法は、請求項１において、前記特定個所に、前記半導体パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させる超音波インピーダンス補正部を成形によって付加して検査することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４記載の超音波探傷方法は、請求項２または請求項３において、検査対象パッケージが半導体パッケージであり、前記特定個所が、半導体パッケージの外周部の部品端部やテーパー部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の超音波探傷方法によると、半導体パッケージなどの外周部に形成されているテーパー部や端部のように内部に超音波の伝播しにくかった超音波の死角箇所においても検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１と図２は本発明の（実施の形態１）を示す。
【００１６】
図１（ａ）は検査対象パッケージとしての半導体パッケージ１を基板２に実装した検査対象を示している。ここで半導体パッケージ１には外周部にテーパー部３が形成されている。
【００１７】
本発明の超音波探傷方法では、図１（ｂ）に示すように、半導体パッケージ１の表面がフラットな平面部４と、半導体パッケージ１の外周部に形成されたテーパー部３とを樹脂６で覆って構成されている。ここでは樹脂６は半導体パッケージ１よりも広く覆っている。
【００１８】
樹脂６は半導体パッケージ１の材料と超音波伝達特性の同じまたは近しい樹脂を使用している。具体的には、現在ＱＦＰやＢＧＡなどパッケージ部品に用いられる樹脂材としては、広くエポキシ系樹脂が用いられている。そのため、エポキシ樹脂系の樹脂で覆うことにより超音波伝達特性を同じまたは近しくすることができる。
【００１９】
このようにして、少なくともテーパー部３に、前記半導体パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させる超音波インピーダンス補正部７を成形によって付加したものを用意し、これを図２に示すように、容器８に入れられた超音波伝達媒体９に沈めて超音波探触子５から半導体パッケージ１に向けて超音波を送信し、半導体パッケージ１の内部の検査対象位置において反射した超音波を超音波探触子５で受信して内部検査を実行する。
【００２０】
ここで半導体パッケージ１のテーパー部３に注目すると、超音波インピーダンス補正部７が無い場合には、スネルの法則により超音波の全反射が発生するため、超音波探触子５から照射された超音波はテーパー部３の内部には伝播しない。ところで、超音波インピーダンス補正部７を付けたテーパー部３では、テーパー部３の外側と内側の超音波インピーダンスが同じか近しい状態になっているため、超音波の反射が発生しない。そのため、テーパー部３において界面の超音波伝達特性の変化がなくなり、テーパー部３の内側近傍の検査を実施できる。さらに、ここでは樹脂６は半導体パッケージ１よりも広く覆っているため、端部まで正確に検査できる。
【００２１】
なお、超音波伝達媒体９としては水またはそれ以外のものを使用できる。本例では水没式超音波探傷方法の例を説明したが、特開２００３−１７７１１７号公報に見られる乾式超音波探傷方法でも実施できる。これは、以下に示す各実施の形態においても同様である。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は本発明の（実施の形態２）を示す。
（実施の形態１）を示す図１では、半導体パッケージ１の平面部４とテーパー部３とを覆うように樹脂６を成形したが、この（実施の形態２）では半導体パッケージ１を形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料の樹脂６によって形成された検査治具１０を図１（ａ）に示すように予め成形しておき、この検査治具１０を図１（ｂ）に示すように、半導体パッケージ１に被せて装着する。装着は電子部品１に樹脂型が密着していれば検査可能であるので、テープによる固定で問題ない。また、押さえジグ等で樹脂型を密着させる方法でもかまわない。
【００２３】
このように検査治具１０の装着が完了した検査対象を、図２に示すように超音波伝達媒体９に沈めて超音波探触子５から半導体パッケージ１に向けて超音波を送信し、半導体パッケージ１の内部の検査対象位置において反射した超音波を超音波探触子５で受信して内部検査を実行する。その他は（実施の形態１）と同じである。
【００２４】
（実施の形態３）
図４は本発明の（実施の形態３）を示す。
（実施の形態１）を示す図１では、半導体パッケージ１のテーパー部３を覆うように樹脂６を成形したが、図４では半導体パッケージ１にテーパー部３は形成されていない。図４では半導体パッケージ１の端部１１を覆うように半導体パッケージ１よりも広く樹脂６が形成されている。その他は（実施の形態１）と同じである。
【００２５】
このように、少なくとも端部１１に、前記半導体パッケージを形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって、検査対象パッケージの内部の検査対象位置に超音波を伝搬させる超音波インピーダンス補正部７を成形によって付加することによって、半導体パッケージ１の端部１１においても、超音波探触子５からの集音が良好に行えるため、端部１１の内側近傍の正確な検査を実現できる。
【００２６】
（実施の形態４）
図５は本発明の（実施の形態４）を示す。
（実施の形態２）を示す図３の検査治具１０は、半導体パッケージ１のテーパー部３を覆うように構成したが、図５では半導体パッケージ１にテーパー部３は形成されていない。この（実施の形態４）では図５（ａ）に示すように検査治具１２は、半導体パッケージ１を形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料の樹脂６によって、半導体パッケージ１の端部１１を覆えるように予め構成されており、この検査治具１２を図５（ｂ）に示すように、半導体パッケージ１に被せて、図２に示すように超音波伝達媒体９に沈めて超音波探触子５から半導体パッケージ１に向けて超音波を送信し、半導体パッケージ１の内部の検査対象位置において反射した超音波を超音波探触子５で受信して内部検査を実行する。その他は（実施の形態２）と同じである。図５では半導体パッケージ１の端部１１を覆うように半導体パッケージ１よりも広く検査治具１２が形成されている。
【００２７】
このように、少なくとも端部１１に、前記半導体パッケージ１を形成している材料と超音波伝達特性が同じか近しい材料によって超音波インピーダンス補正部７を形成することによって、半導体パッケージ１の端部１１においても、超音波探触子５からの集音が良好に行えるため、端部１１の内側近傍の正確な検査を実現できる。
【００２８】
上記の各実施の形態では、検査対象パッケージとして半導体パッケージの場合を例に挙げて説明したが、検査対象表面と超音波伝達特性の近しい材料で検査対象を覆うことにより、様々な超音波探傷検査にも応用できる。
【００２９】
また、上記の各実施の形態では、樹脂６として、半導体パッケージ１の材料と超音波伝達特性の同じまたは近しいエポキシ系樹脂を使用したが、樹脂６として、半導体パッケージ１の材料と超音波伝達特性の同じまたは近しい熱可塑性樹脂を用いた場合には、超音波検査の終了後に、熱を加えることで融解が始まり柔らかくなるため樹脂６の除去がしやすくなる。そのため、検査後の樹脂６の除去を必要とする場合には、熱可塑性樹脂を用いると有効である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、検査対処パッケージにおける超音波の死角を改善できるため、各種の半導体装置を実装した各種電子基板の検査に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の（実施の形態１）の検査対象パッケージの断面図
【図２】同実施の形態における超音波検査工程の説明図
【図３】本発明の（実施の形態２）の検査対象パッケージの断面図
【図４】本発明の（実施の形態３）の検査対象パッケージの断面図
【図５】本発明の（実施の形態４）の検査対象パッケージの断面図
【図６】従来の超音波探傷における問題点を説明する図
【符号の説明】
【００３２】
１    半導体パッケージ（検査対象パッケージ）
２    基板
３    半導体パッケージのテーパー部
５    超音波探触子
６    樹脂
７    超音波インピーダンス補正部
９    超音波伝達媒体
１０    検査治具
１１    半導体パッケージの端部
１２    検査治具
【図１】
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【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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