JPH03210410A - ピングリッドアレイ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ピングリッドアレイ検査装置、特に、ＩＣやＬＳＩ等の
パッケージの裏側にアレイ状に設けられた基板接続用ピ
ンの形状を観測してその欠陥の有無を検査する技術に関
し、 パッケージの裏側に有り観測し難い各ピンの全周囲形状
を観測し、ひいてはその欠陥の有無を簡単に検査するこ
とを目的とし、 光源からの光を前記パッケージの裏面に沿って検査対象
ピンに対し直交するように２方向から照射する光学系と
、前記光の照射方向においてそれぞれ前記検査対象ピン
の下流側に設けられ、該検査対象ピンの像をそれぞれの
焦点位置に結像する１対の画像検知光学系と、該１対の
画像検知光学系で検知された画像から前記検査対象ピン
の周囲部だけの４つの画像を切り出し、互いに連続する
位置からの画像が隣り合うように画像の並べ替えを行う
画像合成手段とを具備し、該画像合成の結果に基づき各
ピンの欠陥の有無を検査するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ピングリッドアレイ検査装置に関し、特ニ、
ＩＣやＬＳＩ等のパッケージの裏側にアレイ状に設けら
れた基板接続用ピンの形状を観測してその欠陥の有無を
検査する技術に関する。

ＬＳＩの高集積化に伴い、そのパッケージをプリント基
板へ実装する際にもその高密度化が課題となっている。

実装の技術としては当初のＤＩＰ（Ｄｕａｌ　Ｉｎ−１
ｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）からＱ　Ｆ　Ｐ　（Ｑｕａｄ
　ＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）等のように、引き出し線の
高密度化とピン数の増加の傾向がある。これらの技術は
パッケージの縁に沿ってピンを引き出そうとするもので
あるが、最近では、パッケージの面を利用して格子状に
ピンを引き出すようにした方式、例えばピングリッドア
レイ（第６図参照）やバンプを用いた方式、が提案され
ている。

本発明は、各ピンの接合部を外観から観測してその欠陥
の有無を検査しようとするものであり、その欠陥として
は、第７図（ｂ）　、　（ｃ）に示すような半田のぬれ
不良欠陥、同図（ｄ）に示すような突起欠陥等がある。

なお、第７図（ａ）は正常なピンの形状を示す。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題］ 従来、半田付は部（各ピンの先端部）を検査するには、
外観を実体顕微鏡で観測して半田の形状を検査する方法
か、あるいはＸ線の透過画像を観測して濃淡画像の濃度
から半田量の多寡を判断する方法が採られている。

ところが、外観検査では外部から直接観測できるものだ
けが対象となり、パッケージの裏側の特に周縁から奥の
方に位置するピンについてはその検査を行うことはでき
ない。一方、Ｘ線による検査では、外部から直接観測で
きない半田付は部の形状を画像の形態で観測できる利点
があるが、その反面、Ｘ線の透過画像の中にプリント基
板の配線や、パッケージ部品、ＩＣ，ＬＳＩ等の画像が
重なって観測されるため、それぞれを分離する必要があ
る。これは、画像処理の複雑化につながるので、好まし
いとは言えない。

そのため、パッケージの裏側に設けられたピングリッド
アレイの外観を検査するには、上から観測するか、ある
いは鏡を用いて反射像を観測するしか方法がなかった。

しかしながらこの方法では、各ピンの一部の面しか観測
できず、そのためその欠陥の有無を簡単に検査すること
は困難である。

本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作され
たもので、パッケージの裏側に有り観測し難い各ピンの
全周囲形状を観測し、ひいてはその欠陥の有無を簡単に
検査することができるピングリッドアレイ検査装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明では、ピングリッドア
レイの各ピンの全周囲にわたる形状を観測するため、直
交する照明光学系と得られた画像を再編成する画像処理
系を備えている。

すなわち、本発明によれば、集積回路用パッケージの裏
側にアレイ状に設けられた基板接続用ピンの形状を観測
してその欠陥の有無を検査する装置であって、光源から
の光を前記パッケージの裏面に沿って検査対象ピンに対
し直交するように２方向から照射する光学系と、前記光
の照射方向においてそれぞれ前記検査対象ピンの下流側
に設けられ、該検査対象ピンの像をそれぞれの焦点位置
に結像する１対の画像検知光学系と、該１対の画像検知
光学系で検知された画像から前記検査対象ピンの周囲部
だけの４つの画像を切り出し、互いに連続する位置から
の画像が隣り合うように画像の並べ替えを行う画像合成
手段とを具備し、該画像合成の結果に基づき各ピンの欠
陥の有無を検査するようにしたことを特徴とするピング
リッドアレイ検査装置が提供される。

〔作用〕

上述した構成によれば、画像合成手段により、検査対象
ピンの周囲部の４つの画像がそれぞれ連続するように並
べ替え（画像合成）が行われるので、当該ピンの全周囲
の形状を見易い画像で表現することができる。これによ
って、当該ピンに欠陥が有るか否かを簡単に検査するこ
とが可能となる。

なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細につ
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。

〔実施例〕

第１図には本発明の一実施例としてのピングリッドアレ
イ検査装置の構成が一部模式的に示される。

同図において、１はＩＣパッケージ、Ｐｉは該パッケー
ジの裏側にアレイ状に設けられたピン（ピングリッドア
レイ）、Ｌｉはそれぞれ対応するピンの先端部に付着し
ている半田、２は各ピンを介し。

テハッケージ１が実装されるプリント基板、１１は光源
（例えばハロゲンランプ）　、１２ａ、１２ｂは該光源
からの光を導くための光ファイバ、１３ａ、　ｉ３ｂは
光ファイバ１２ａ、１２ｂから出射された光をそれぞれ
所定方向に反射させる三角ミラーを示す。三角ミラー１
３ａ、１３ｂは、各ピン毎の検査を行う前に、それぞれ
駆動系（図示せず）により適当な位置に移動調整される
。

この場合、第２図（ａ）に示されるように、三角ミラー
１３ａ、１３ｂで反射された光Ｌａ、Ｌｂがパッケージ
ｌの裏面に沿ってそれぞれ検査対象ピンＰｏに対しそれ
ぞれ直交するように、各三角ミラーの位置調整が行われ
る。この時、光ファイバ１２ａ、　１２ｂの光出射端の
向きも適宜調整される。

１４は三角ミラー１３ａ、１３ｂからの反射光Ｌａ、Ｌ
ｂを反射させる三角ミラー、１５ａ、１５ｂは三角ミラ
ー１４で反射された光（それぞれ反射光Ｌａ、Ｌｂに対
応する）を受光できるように配設された対物レンズ、１
６ａ、１６ｂはそれぞれ対物レンズ１５ａ、　１５ｂの
焦点位置に配置されたＣＣＤ　（電荷結合素子）を示す
。

対物レンズ１５ａ　（１５ｂ）とＣＣＤ　１６ａ（１６
ｂ）　ニより画像検知器Ｄａ　（Ｄｂ）が構成される。

第２図の照射形態の場合、同図（ｂ）に示されるように
、画像検知器Ｄａでは、検査対象ピンＰｏの周囲部の画
像のうち■と■の部分の画像のみが検知される。一方、
画像検知器Ｏｂでは■と■の部分の画像のみが検知され
る。第３図（ａ）および（ｂ）にはそれぞれ画像検知器
Ｄａ、Ｄｂで検知された画像が模式的に示されており、
図中、ハツチングで示される部分がピンに対応している
。

第１図に戻って、１７は画像合成器を示し、画像検知器
Ｄａ、Ｄｂで検知された画像データに基づき、検査対象
ピンＰａの周囲部だけの４つの画像■〜■を切り出し、
互いに連続する位置からの画像が隣合うように画像合成
を行う機能を有している。第４図にその画像合成の一例
が示される０画像検知器Ｄａ、Ｄｂで得られた画像（第
３図（ａ）　、　（ｂ）参照）に関しては、ピン中央部
は同じ列の前のピンの影になるため、十分な観測ができ
ないという欠点がある。そこで、ピンの画像を見易くす
るため、画像合成器１７において画像■〜■の切り出し
および並べ替えを行う。

１８は画像合成器１７の結果を出力する画像出力装置（
例えばＣＲＴ）、１９は画像検知器Ｄａ、Ｄｂの対物レ
ンズ１５ａ、１５ｂが同じピンを観測できるように該レ
ンズの位置を光軸方向とそれに直交する方向に移動させ
るための駆動機構、そして、２０はコントローラを示す
。このコントローラ２０は、画像合成器１７に対しては
画像の切り出しおよび並べ替えの制御を行い、画像出力
装置１８に対しては観測画像の出力制御を行い、駆動機
構１９に対しては対物レンズ１５ａ、　１５ｂの位置調
整の制御を行う機能を有している。

次に、ピングリッドアレイの検査方法について説明する
。

まず、光源ｌｌからの光を光ファイバ１２ａ、　１２ｂ
を通してそれぞれ三角ミラー１３ａ、１３ｂに入射させ
る。

三角ミラー１３ａ、　１３ｂがらの反射光Ｌａ、Ｌｂは
、第２図（ａ）に示したように検査対象ピンＰＯに対し
て互いに直交するように照射される。当該ピンの周囲を
透過した光は、三角ミラー１４に入射し、該三角ミラー
で反射され、さらに画像検知器Ｄａ、Ｄｂの対物レンズ
１５ａ、　１５ｂで集光され、それぞれのＣＣＤ１６ａ
、　１６ｂで検知される。画像検知器Ｄａ、Ｄｂで検知
された画像は、第３図（ａ）　、　（ｂ）に示したよう
に見えるので、次段の画像合成器１７において当該ピン
の周囲部だけの画像を切り出し、互いに連続する位置か
らの画像が隣合うように画像の並べ替えを行うことによ
り（第４図参照）、当該ピンの全周囲の形状を見易い画
像で表現することができる。

これによって、当該ピンに欠陥が有るか否かを簡単に検
査することが可能となる。

第５図には第１図装置が行うピングリッドアレイ検査処
理のフローチャートが示される。

まずステップＳ１において、パッケージｌが実装された
プリント基板２を載置したテーブル（図示せず）と三角
ミラー１３ａ、　１３ｂ、　１４が駆動系（図示せず）
により適当な位置に移動調整される。ステップＳ２では
、光ファイバ１２ａ、１２ｂの光出射端の向きを適宜調
整することにより、第２図（ａ）に示したように検査対
象ピンＰｏに対し２つの入射光が直交するように光照射
方向が調整される。ステップｓ３では、駆動機構１９に
より各画像検知器Ｄａ、Ｄｂの対物レンズ１５ａ、１５
ｂの位置調整および焦点合わせが行われる。

ステップＳ４では、各画像検知器Ｄａ、ＤｂのＣＣＤ１
６ａ、　１６ｂにより検査対象ピンＰｏの画像が検知さ
れる（第３図（ａ）　、　（ｂ）参照）。ステップＳ５
では、画像合成器１７により画像の切り出しおよび並べ
替えが行われ（第４図参照）、さらにステップｓ６では
、画像出力装置１８によりその合成画像が観測され、そ
れによって当該ピンＰｏの欠陥の有無が検査される。

最後に、ステップＳ７では全てのピンについて検査が終
了した（Ｙｌｌ！Ｓ）か否（ＮＯ）かが判定され、判定
がＹＥＳの場合にはこのフローは「エンド」となり、判
定力＜ＮＯの場合にはステップＳ１に戻り、上述の処理
を繰り返す。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、パッケージの裏側
に有り観測し難い各ピンの全周囲形状を見易い画像で表
現でき、ひいてはその欠陥の有無を容易に検査すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのピングリッドアレイ
検査装置の構成を一部模式的に示したブロック図、 第２図（ａ）および（ｂ）は第１図の照明光学系による
検査対象ピンに対する光の照射形態を模式的に示した平
面図、 第３図（ａ）および（ｂ）は第２図における１対の画像
検知器で検知された画像を模式的に示した図、第４図は
第１図における画像合成器の作用を説明するための図、 第５図は第１図装置が行うピングリッドアレイ検査処理
を表すフローチャート、 第６図はピングリッドアレイを説明するための斜視図、 第７図（ａ）〜（ｄ）はピングリッドアレイを基板に実
装した時の各ピンの形状を示す断面図、である。 （符号の説明） Ｐｉ、Ｐｏ・・・ピン、１・・・（ＩＣ）パッケージ、
２・・・プリント基板、１１・・・光源、１２ａ、１２
ｂ・・・光ファイバ、１３ａ、１３ｂ、１４・・・三角
ミラー、１５ａ、１５ｂ一対物レンズ、１６ａ、　１６
ｂ　−ＣＣＤ　、　１７・”画像合成器、１８・・・画
像出力装置、１９・・・駆動機構、２０・・・コントロ
ーラ、Ｄａ、Ｄｂ・・・画像検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 集積回路用パッケージ（１）の裏側にアレイ状に設けら
   れた基板接続用ピン（Ｐｉ）の形状を観測してその欠陥
   の有無を検査する装置であって、 光源（１１）からの光を前記パッケージの裏面に沿って
   検査対象ピン（Ｐｏ）に対し直交するように２方向から
   照射する光学系（１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）と
   、前記光の照射方向においてそれぞれ前記検査対象ピン
   の下流側に設けられ、該検査対象ピンの像をそれぞれの
   焦点位置に結像する１対の画像検知光学系（Ｄａ、Ｄｂ
   ）と、 該１対の画像検知光学系で検知された画像から前記検査
   対象ピンの周囲部だけの４つの画像を切り出し、互いに
   連続する位置からの画像が隣り合うように画像の並べ替
   えを行う画像合成手段（１７、２０）とを具備し、 該画像合成の結果に基づき各ピンの欠陥の有無を検査す
   るようにしたことを特徴とするピングリッドアレイ検査
   装置。