JPH04359447A - 半導体装置のハンダ接合部検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のハンダ接合
部検査装置に関し、特に表面実装部品のハンダ工程後の
自動検査に用いる検査装置に関する。最近、電子機器の
小型化に伴って、半導体装置を構成するプリント基板の
実装密度が高くなっている。大型計算機の回路システム
では、ＬＳＩ　間の配線長を短くして信号伝播速度を向
上させるため、増加するＬＳＩ　の入力端子を同一チッ
プサイズ内で吸収する必要がある。このような要求に対
してフリップチップが注目されている。

【０００２】フリップチップは、ＬＳＩ　チップの電極
パッド部にバイアメタルを介してＰｎ，　Ｓｎ系のボー
ル状のハンダを予め設け、基板に載せてハンダを溶融す
ることにより全ての電極を基板へ一括接続するものであ
る。フリップチップは、高密度実装、高信頼性、高生産
性の点で優れており、従来のチップ部品に対して非常に
実装面積を小さくすることができる。しかし、チップを
基板に実装した後でハンダ接合部の検査を行う必要があ
るが、フリップチップの場合には、ハンダ接合部の検査
をこれまでの目視検査や光学的検査で行うと困難なこと
が多い。

【０００３】

【従来の技術】図７はフリップチップの半導体装置の一
例を示し、（Ａ）はシリコンチップ１がハンダ接合部２
により基板３に実装されたところを示す斜視図、（Ｂ）
はハンダ接合前の状態を拡大して示し、（Ｃ）はハンダ
接合後の状態を拡大して示す図である。（Ｂ）に示され
るように、シリコンチップ１には薄膜電極４上にボール
状のハンダバンプ５が蒸着等により設けられており、一
方、基板３にも電極６上にボール状のハンダバンプ７が
設けられる。シリコンチップ１のハンダバンプ５と基板
３のハンダバンプ７とは対応する位置に配置され、シリ
コンチップ１を基板３の上に載せる。それからシリコン
チップ１を載せた基板３を加熱すると、（Ｃ）に示すよ
うに、ハンダバンプ５，７が溶融して接合し、ハンダ接
合部（フットプリント）２になる。溶融したハンダバン
プ５，７には表面張力が発生するので、上下のハンダバ
ンプ５，７の位置は自動的に整合し、一体構造の球又は
丸みのある円筒形状の一体構造のハンダ接合部２が得ら
れる。しかし、中には、欠陥のあるハンダ接合部２が形
成されることがある。

【０００４】図８はハンダ接合部２の例を示す図である
。（Ａ）〜（Ｃ）は正常なハンダ接合部２を示し、（Ｄ
）〜（Ｇ）は欠陥のある異常なハンダ接合部２を示して
いる。ここでは、（Ｄ）〜（Ｇ）のハンダ接合部２をそ
れぞれ、未融合、とっくり型、逆とっくり型、伸びと呼
んでいる。その他、ハンダ接合部２が斜めに倒れた位置
ずれや、ボイド等があることもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、シリコンチッ
プ１を基板３に実装した後でハンダ接合部２の検査を行
う必要がある。従来のフリップチップのハンダ接合部２
の検査は、主として顕微鏡による目視検査に頼っていた
。しかし、目視検査では、シリコンチップ１の周辺部に
位置するハンダ接合部２を見ることはできるが、シリコ
ンチップ１の中心部に位置するハンダ接合部２を見るこ
とが困難なことであった。また、鏡を用いてハンダ接合
部２の反射像を観測することも可能であるが、やはりシ
リコンチップ１の中心部に位置するハンダ接合部２を検
査することは困難であった。

【０００６】別のフリップチップのハンダ接合部２の検
査は、電気的導通試験を行うことである。しかし、検査
すべき製品は複雑なロジックを含むものが多いため、電
気的導通試験を行う場合には製品のロジックに合わせた
面倒な試験を行わなければならず、非常に時間がかかる
という問題があった。

【０００７】また、シリコンチップ１の中心部に位置す
るハンダ接合部２を検査するためには、Ｘ線をシリコン
チップ１の表面に照射し、全てのハンダ接合部２を透視
することが考えられる。しかし、従来のＸ線技術では、
Ｘ線写真あるいはデイスプレイ上に濃淡画像を形成し、
濃淡画像を目視して濃淡の差から異常を判断するように
なっている。この場合にも、得られた濃淡画像は微細な
構造であり、そのような濃淡画像から被検査対称を認識
するのは困難であり、時間がかかるという問題があった
。また、ＣＴスキャン等の技術もあるが、そのような技
術をハンダ接合部検査に直接に使用することは無理があ
る。

【０００８】本発明の目的は、チップの中心部に位置す
るハンダ接合部の検査が可能になり、簡単で高速、高精
度な検査を行うことのできる半導体装置のハンダ接合部
検査装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
のハンダ接合部検査装置は、ハンダ接合部を照射するＸ
線源と、ハンダ接合部を透過したＸ線を検出するＸ線検
出手段と、該Ｘ線検出手段の出力から検出Ｘ線の多値化
濃淡データを形成する多値化濃淡データ形成手段と、該
多値化濃淡データからハンダ接合部の所定の領域内に濃
淡の変化する部分があるかどうかを判断するハンダ接合
部異常判断手段とを備えたことを特徴とするものである
。

【００１０】また、本発明の別の態様による半導体装置
のハンダ接合部検査装置は、ハンダ接合部の上方側及び
下方側から照射可能な２つのＸ線源と、該２つのＸ線源
から照射されてハンダ接合部を透過したＸ線をそれぞれ
に検出可能な２つのＸ線検出手段と、一方のＸ線検出手
段の出力から検出Ｘ線の濃淡データを形成する第１の濃
淡データ形成手段と、他方のＸ線検出手段の出力から検
出Ｘ線の濃淡データを形成する第２の濃淡データ形成手
段と、該第１及び第２の濃淡データ形成手段によって形
成された濃淡データを比較することによってハンダ接合
部異常を判断するハンダ接合部異常判断手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の別の態様による半導体装置
のハンダ接合部検査装置は、ハンダ接合部を照射するＸ
線源と、ハンダ接合部を透過したＸ線を検出するＸ線検
出手段と、該Ｘ線検出手段の出力から少なくともハンダ
バンプの中心又はその近傍を通るプロファイルの濃淡デ
ータを形成する濃淡データ形成手段と、該プロファイル
の濃淡データの２次微分を求めて該２次微分からハンダ
バンプが異常かどうかを判断するハンダ接合部異常判断
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記した本発明の各特徴においては、Ｘ線源と
、Ｘ線検出手段と、濃淡データ形成手段と、ハンダ接合
部異常判断手段とを備えている。濃淡データの形成の仕
方及びそれに対応するハンダ接合部異常判断はそれぞれ
に詳細な特徴を有するが、いずれの場合にも、ハンダ接
合部をＸ線で透過することによって形成した濃淡データ
からハンダ接合部の異常をコンピュータにより自動的に
判断することができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の第１の特徴の原理を示す図で
あり、上段はハンダ接合部２の頭上からＸ線を照射する
段階を示している。ハンダ接合部２は電極４，６の間に
形成され、これは図７のフリップチップ接合の半導体装
置のハンダ接合部２の一つに相当する。ハンダ接合部２
はシリコンチップ１及び基板３のハンダバンプ５，７が
溶融して一体化したものである。

【００１４】Ｘ線は各ハンダ接合部２の頭上から照射さ
れ、各ハンダ接合部２を透過したＸ線は通常は濃淡画像
として形成される。本発明においては、各ハンダ接合部
２を透過したＸ線は各ハンダ接合部２の微小区画毎に数
値として検出され、各ハンダ接合部２の全域に沿った濃
淡データを提供する。ハンダはＰｎ等のＸ線を吸収しや
すい（Ｘ線を透過しにくい）成分を含み、電極４，６、
並びにシリコンチップ１及び基板３はハンダよりもＸ線
を吸収しない成分で作られる。従って、電極４，６、並
びにシリコンチップ１及び基板３を同時にＸ線で照射し
ても、これらはハンダ接合部２ほど透過Ｘ線の濃淡の変
化としてあらわれない。

【００１５】このようにして得られた透過Ｘ線の濃淡デ
ータを直接に使用することもできるが、好ましくは、こ
の濃淡データをｌｏｇ　変換して厚さｔに対応したデー
タとして使用する。一般に、物体にＸ線を照射したとき
のＸ線の減衰量は次の式で表される。 Ｉ＝Ｉ０　ｅｘｐ（−μｔ）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（１）ここで、Ｉ０　は入射Ｘ線量、Ｉは
透過Ｘ線量、μは吸収係数、ｔは物体の厚さである。こ
こで、連続Ｘ線の吸収係数が一定であると仮定し、（１
）式をｌｏｇ　変換すると、物体の厚さｔに関する次の
式が得られる。この式に検出した透過Ｘ線量を代入する
と、厚さｔが求められる。 ｔ＝−（１／μ）Ｉｎ（Ｉ／Ｉ０）　　　　　　　　　
　　　（２）

【００１６】図２の中段はこのようにして
ｌｏｇ　変換したハンダ接合部２の透過Ｘ線の濃淡デー
タを示している。 この濃淡データはハンダ接合部２の微小区画毎の厚さｔ
に比例的なプロフィルを示し、厚さｔの大きい中央部分
では透過Ｘ線量は低く、外周部にいくほど透過Ｘ線量は
高い。

【００１７】次に、透過Ｘ線の濃淡データを多値化する
。図２の下段に示されるように、透過Ｘ線量の濃淡のス
ライスレベルを定め、各レベルのデータをプロットして
画像化すると、同心円状の縞模様ができる。この同心円
状の縞模様は実質的には濃淡レベルの等高線である。

【００１８】次に、このようにして得られた透過Ｘ線の
多値化濃淡データからハンダ接合部２の異常を判断する
。異常なハンダ接合部２の例は図８の（Ｄ）〜（Ｇ）に
示されており、未融合、とっくり型、逆とっくり型、伸
び、並びに位置ずれや、ボイド等である。これらの異常
品は外周形状がくびれており、図８の（Ａ）〜（Ｃ）に
示す正常品に比べて、例えば電極４，６を結ぶ円筒の領
域よりも内側に肉厚ｔの小さい部分がある。従って、そ
のような肉厚ｔの小さい部分は多値化濃淡データに現れ
るので、容易に異常と判断できる。

【００１９】図２は正常なハンダ接合部２及びその多値
化濃淡データの例を示し、縞模様及び等高線はほとんど
電極４，６を結ぶ円筒の領域よりも外側に形成される。 図３は異常なハンダ接合部２及びその多値化濃淡データ
の例を示し、縞模様及び等高線の一部が電極４，６を結
ぶ円筒の領域よりも内側に形成される。従って、例えば
電極４，６の面積と等しい円内に縞模様又は等高線があ
れば異常と判断できる。なお、実際には電極４，６より
も小さい円、すなわちハンダ接合部２の中心から所定の
半径の円を基準として使用することができる。

【００２０】図４は本発明の第１実施例を示す図である
。移動ステージ１０が、シリコンチップ１がハンダ接合
部２により基板３に実装されてなる半導体装置を支持す
る。移動ステージ１０はモータ等のアクチュエータを含
むステージコントローラ１１により制御され、一平面内
でＸＹ方向に移動可能である。シリコンチップ１の上方
にはＸ線源１２が配置され、基板３の下方にはＸ線蛍光
板１３及びラインセンサ１４が配置される。さらにＸ線
蛍光板１３及びラインセンサ１４との間に結像レンズ８
５が挿入されている。Ｘ線源１２はハンダ接合部２を照
射し、ハンダ接合部２を透過したＸ線はＸ線蛍光板１３
に当たり、Ｘ線蛍光板１３は透過Ｘ線量に応じて発光す
る。ラインセンサ１４はハンダ接合部２の透過Ｘ線量を
検出するものであり、Ｘ線蛍光板１３の蛍光を電気信号
に変換し、Ａ／Ｄ変換器１５及び画像信号入力手段１６
へ送る。ラインセンサ１４は例えば複数の光─電気変換
素子を一列に並べたＣＣＤ　からなり、ハンダ接合部２
の微小な複数の２次元区画の一列に相当する区画の透過
Ｘ線量を検出する。ハンダ接合部２がラインセンサ１４
を横切るように移動ステージ１０を送ることによって、
ハンダ接合部２の全区画の検出をする。

【００２１】本発明のハンダ接合部検査装置はコンピュ
ータ、即ちＣＰＵ　１７を含み、多値化濃淡データの形
成とハンダ接合部２の異常の判断はコンピュータで実施
する。 ＣＰＵ１７はバスを介して画像信号入力手段１６、メモ
リ１８、Ｉ／Ｏポート１９へ接続されている。ステージ
コントローラ１１はＩ／Ｏポート１９を介して制御され
る。

【００２２】図５は図４の装置で実施されるハンダ接合
部の検査のフローチヤートである。Ｘ線源１２から照射
されたＸ線は、ハンダ接合部２を透過し、Ｘ線蛍光板１
３を通ってラインセンサ１４で検出される（ステップ２
１）。ラインセンサ１４の出力信号はＡ／Ｄ変換され（
ステップ２２）、濃淡画像信号として取りこまれ、メモ
リ１８に記憶される（ステップ２３）。この濃淡画像信
号はｌｏｇ　変換され（ステップ２４）、特定のスライ
スレベルで多値化され、多値化濃淡データとしてメモリ
１８に記憶される（ステップ２５）。

【００２３】一方、コンピュータは移動ステージ１０の
ステージコントローラ１１は制御しており、Ｘ線が各ハ
ンダ接合部２の中心にほぼ垂直に照射するようになって
おり（ステップ２６）、ステージ移動量が常に入力され
ている（ステップ２７）。そこで、多値化濃淡データに
対してバンプ（ハンダ接合部２）の中心の位置を割り出
す（ステップ２８）。この中心に対して検査範囲の割り
出しを行い（ステップ２９）、ハンダ接合部２の中心か
ら所定の半径の円を設定する。次に、この検査範囲内に
縞模様が存在するかどうかを判断する（ステップ３０）
。イエスであれば正常と判断し（ステップ３１）、ノー
であれば異常と判断する（ステップ３２）。

【００２４】図６はこの検査手順を示す模式図である。 基板３には複数のシリコンチップ１が設けられており、
移動ステージ１０はシリコンチップ１及びその中のハン
ダ接合部２を順次に選びながら移動する。バンプの中心
の位置の割り出しは、各ハンダ接合部２毎に行われる。 検査範囲Ｓはハンダ接合部２の中心から所定の半径の円
内の領域として設定される。最後に、この検査範囲Ｓ内
に縞模様が存在するかどうかを判断する。

【００２５】図９は本発明の第２の特徴に従った実施例
であり、ハンダ接合部２の上方側及び下方側から照射可
能な２つのＸ線源１２ａ，１２ｂと、該２つのＸ線源１
２ａ，１２ｂから照射されてハンダ接合部２を透過した
Ｘ線をそれぞれに検出可能な２つのＸ線検出手段４４ａ
，４４ｂとを備えている。この実施例においては、Ｘ線
検出手段４４ａ，４４ｂはＸ線イメージインテンシファ
イアからなる。

【００２６】上方のＸ線源１２ａは下方のＸ線検出手段
４４ａとほぼ同一線上にあり、下方のＸ線源１２ｂは上
方のＸ線検出手段４４ｂとほぼ同一線上にあって、それ
ぞれに組となっている。これらの二組の検出装置は、同
一のハンダ接合部２を上下からＸ線を照射してその結果
を比較しながら異常を検査するように意図されたもので
ある。

【００２７】図９において、各Ｘ線検出手段４４ａ，４
４ｂの出力信号はそれぞれにＡ／Ｄ変換器１５ａ，１５
ｂ及び画像信号入力手段１６ａ，１６ｂを介してメモリ
１８ａ，１８ｂに第１及び第２の濃淡データとして記憶
される。この実施例においては、コンピュータ、即ちＣ
ＰＵ１７が第１及び第２の濃淡データを比較することに
よってハンダ接合部２の異常の判断を実施する。また、
ステージコントローラ（ＳＣ）１１はＩ／Ｏポート１９
を介して制御される。

【００２８】この実施例では、これらの二組の検出装置
は移動ステージ１０に支持された半導体装置の移動方向
で所定の距離離れて配置されている。一方の組の検出装
置１２ｂ，４４ｂであるハンダ接合部２を検出したら、
半導体装置を移動させ、もう一方の組の検出装置１２，
４４ａで同ハンダ接合部２を検出するようになっている
。最初に検出信号を発生するＸ線検出手段４４ｂの信号
路の途中には遅刻回路４５が挿入され、このＸ線検出手
段４４ｂの検出信号を同ハンダ接合部２の移動時間に相
当する時間保持し、両方のＸ線検出手段４４ａ，４４ｂ
が同期して出力されるようになっている。

【００２９】図１０は一方からＸ線を照射した場合の問
題点を説明する図である。（Ａ）は異常なハンダ接合部
２の例を示し、この場合、一方の電極４側が先細りにな
っている。（Ｂ）は正常なハンダ接合部２の例を示して
いる。（Ａ）のハンダ接合部２の首の部分が局部的に括
れているが、全体的な厚さの分布を問題にする場合には
、（Ａ）及び（Ｂ）のハンダ接合部２の厚さの変動は比
較的に小さいので、一方からＸ線を照射した場合に得ら
れる濃淡データにも変動要因が現れにくくなり、（Ａ）
のハンダ接合部２を異常と判断しにくくなる。

【００３０】そこで本発明では、２つのＸ線源１２ａ，
１２ｂがハンダ接合部２の上方側及び下方側からＸ線を
照射し、２つのＸ線検出手段４４ａ，４４ｂからの出力
により第１の濃淡データと第２の濃淡データとを比較す
るようにしたものである。

【００３１】図１１を参照すると、図１０の（Ａ）に示
すようなハンダ接合部２に上方からＸ線を照射した場合
にはＰで示すような特徴の濃淡データが得られ、同ハン
ダ接合部２に下方からＸ線を照射した場合にはＱで示す
ような特徴の濃淡データが得られる。Ｐ及びＱの特徴に
は、かなりの差が表われることが分かった。そこで、Ｐ
及びＱの特徴の差をとることにより、ハンダ接合部２に
異常があるかどうかを判断することができる。

【００３２】上下からハンダ接合部２にＸ線を照射した
場合にこのような濃淡データの差が生じるのは、Ｘ線源
から物体までの距離が近いほどＸ線透視画像の影が大き
くなり、Ｘ線源から物体までの距離が遠いほどＸ線透視
画像の影が小さくなるためである。（特に、マイクロフ
ォーカスＸ線を使用し、拡大率が大きな場合にこの傾向
は大きくなる。）従って、本発明の第２の特徴によれば
、全体的な形状は比較的によいが、上下非対称な欠陥を
もったハンダ接合部２の異常を検出するのに有効である
。この場合、上記本発明の第１の特徴の場合のように多
値化を行う必要がないので、構成はさらに簡単になる。

【００３３】図１２及び図１３は、上記本発明の第１の
特徴及び第２の特徴を組み合わせた検査のフローチャー
トである。ステップ５１からステップ５５において、一
方の組のＸ線検出手段４４ｂの出力から上記図１から図
５に示した第一の検査による判定を実施する。ステップ
５５でイエスの場合には異常と判断してステップ５６で
欠陥の処置をする。ステップ５５でノーの場合には（Ａ
）に進む。同様に、ステップ５７からステップ６０にお
いて第一の検査による判定を実施する。ステップ６０で
イエスの場合には異常と判断してステップ６１で欠陥の
処置をする。ステップ６０でノーの場合には（Ａ）に進
む。

【００３４】図１３において、ステップ６２で同一パッ
ドの認識を行い、ステップ６３でそれぞれのＸ線検出手
段４４ａ，４４ｂの出力からの濃淡画像データのパター
ンマッチングを行い、ステップ６４で両濃淡画像データ
の差し引きを行う。それから、ステップ６５で差し引き
濃淡画像データを特定のスライスレベルで二値化し、ス
テップ６５で二値化面積を計算し、ステップ６６でその
二値化面積が所定値βよりも小さいかどうかを判定する
。ノーであればステップ６８で欠陥処理を行い、イエス
であればステップ６９で正常処理を行う。

【００３５】図１４は本発明の第２の特徴に従った第２
の実施例である。図９の実施例と同様に、ハンダ接合部
２の上方側及び下方側にそれぞれＸ線源１２ａ，１２ｂ
と、Ｘ線検出手段４４ａ，４４ｂが配置される。この実
施例において、Ｘ線源１２ａとＸ線検出手段４４ａの組
と、Ｘ線源１２ｂとＸ線検出手段４４ｂの組とは、互い
にたすき掛けの関係で斜めに配置され、同時に同一のハ
ンダ接合部２を上下から検査するようになっている。こ
の場合にも、図９の実施例と同様に、２つのＸ線検出手
段４４ａ，４４ｂからの出力データを比較することによ
ってハンダ接合部２の欠陥の検査を行うことができる。

【００３６】図１５は本発明の第３の特徴に従った実施
例である。この実施例でも、移動ステージ１０が、シリ
コンチップ１がハンダ接合部２により基板３に実装され
てなる半導体装置を支持する。移動ステージ１０はステ
ージコントローラ１１により制御される。シリコンチッ
プ１の上方にはＸ線源１２が配置され、基板３の下方に
はＸ線イメージインテンシファイア４５及びテレビカメ
ラ４６からなるＸ線検出手段が配置される。

【００３７】この実施例でも、ハンダ接合部２の異常の
判断はコンピュータで実施する。ＣＰＵ　１７はバスを
介してＡ／Ｄ変換回路１５、メモリ１８、Ｉ／Ｏポート
１９、ディスプレイ等の出力へ接続されている。さらに
、対数変換手段４８、２次微分手段４９、欠陥検出手段
５０等が設けられている。これらの対数変換手段４８、
２次微分手段４９、欠陥検出手段５０はＣＰＵ　１７で
実施される機能手段として、あるいはＣＰＵ　１７で制
御される回路手段として設けられている。

【００３８】図１６はハンダ接合部２の検査のフローチ
ャートである。ステップ７１でＸ線透視を行い、ステッ
プ７２でバンプの中心位置の検出を行い、ステップ７３
で１ラインのプロファイルの抽出を行い、ステップ７４
で対数変換（ｌｏｇ　変換）を行う。これまでの手順は
図１の中段に示したＸ線濃淡画像データを得るのとほぼ
同じである。ただし、図１ではＸ線濃淡画像データはハ
ンダ接合部２の全体について行ったが、この実施例の場
合には、ハンダ接合部２の中心又はその近傍を通る１ラ
インについて行えばよい。

【００３９】次にステップ７５でハンダ接合部２のプロ
ファイル（１ライン分のＸ線濃淡画像データ）の２次微
分を計算する。図１７及び図１８に示されるように、ハ
ンダ接合部２のプロファイルはハンダ接合部２を横断す
る線に沿った距離（ｘ）に対する関数ｆとして得られ、
その２次微分ｆ″を計算することができる。それからス
テップ７６で正負の連続性を検出し、ステップ７７で欠
陥検出を行うことができる。なお、この場合、ステップ
７８のルックアップテーブルを使用することができる。

【００４０】図１７は樽形に膨らんだ正常なハンダ接合
部２を検査した場合のプロファイルｆ及びその２次微分
ｔ″の特徴を示し、図１８は鼓形に括れた異常なハンダ
接合部２を検査した場合のプロファイルｆ及びその２次
微分ｆ″の特徴を示している。図１７に示す正常なハン
ダ接合部２のプロファイルｆでは、ハンダ接合部２の外
周部に近い位置Ｘにおいて下に凸の曲線となり、その２
次微分ｆ″は正の値から急に立ち下がる波形になる。こ
れに対して、図１８に示す異常なハンダ接合部２のプロ
ファイルｆでは、ハンダ接合部２の外周部に近い位置Ｘ
において上に凸の曲線となり、その２次微分ｆ″は不の
値に向かって急に立ち下がる波形になる。このように、
ハンダ接合部２が括れているかどうかによって、ハンダ
接合部２のプロファイルｆの２次微分ｆ″は明らかなコ
ントラストを示し、よって正常か異常かを判断すること
ができる。

【００４１】実際に異常の判断を行うに当たっては、図
１９に示される判定方法を採用するとよい。図１９の（
Ａ）は２次微分ｆ″をプロットする微小区間毎の数値の
正負の連続性を検出することを示している。正あるいは
負の数値が定められた個数だけ連続することにより、図
１７の傾向か、図１８の傾向かを判断する。また、（Ｂ
）は一定のしきい値を定めておき、そのしきい値までの
和を計算して、または積分して、その正負を判断する。 このような方法を採用することにより判断の精度を高め
ることができる。

【００４２】図２０は本発明の第３の特徴に従った第２
の実施例である。この実施例では、Ｘ線検出手段の構成
が図１５と異なっている。このＸ線検出手段は図４のＸ
線蛍光板１３及びラインセンサ１４と同様なＸ線蛍光板
８３及びラインセンサ８４を含み、さらにＸ線蛍光板８
３及びラインセンサ８４との間に結像レンズ８５が挿入
されている。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置のハンダ接合部検査装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出
手段と、濃淡データ形成手段と、ハンダ接合部異常判断
手段とを備えた構成であるので、ハンダ接合部をＸ線で
透過することによって形成した濃淡データからハンダ接
合部の異常を自動的に判断することができ、かつチップ
の中心部に位置するハンダ接合部でも検査が可能である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】正常なハンダ接合部及びその多値化濃淡データ
を示す図である。

【図３】異常なハンダ接合部及びその多値化濃淡データ
を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す図である。

【図５】ハンダ接合部の検査のフローチャートを示す図
である。

【図６】検査手順を示す模式図である。

【図７】フリップチップの半導体装置を示す図であり、
（Ａ）は完成したフリップチップの斜視図、（Ｂ）は接
合前の部分拡大図、（Ｃ）は接合後の部分拡大図である
。

【図８】ハンダ接合部の例を示す図であり、（Ａ）から
（Ｃ）は正常なハンダ接合部を示し、（Ｄ）から（Ｇ）
は欠陥のあるハンダ接合部を示す図である。

【図９】本発明の第２の特徴に従った実施例を示す図で
ある。

【図１０】一方からＸ線を照射した場合の問題点を説明
する図である。

【図１１】上下からＸ線を照射した場合を説明する図で
ある。

【図１２】ハンダ接合部の検査のフローチャートの前半
部分を示す図である。

【図１３】ハンダ接合部の検査のフローチャートの後半
部分を示す図である。

【図１４】本発明の第２の特徴に従った第２の実施例を
示す図である。

【図１５】本発明の第３の特徴に従った実施例を示す図
である。

【図１６】ハンダ接合部の検査のフローチャートを示す
図である。

【図１７】２次微分を使用する検査で正常な場合の判断
を示す図である。

【図１８】２次微分を使用する検査で異常な場合の判断
を示す図である。

【図１９】２次微分を使用する検査での判定の例を示す
図であり、（Ａ）は正負の連続性を検出する例を示す図
、（Ｂ）はしきい値までの和を計算する例を示す図であ
る。

【図２０】本発明の第３の特徴に従った第２の実施例を
示す図である。

【符号の説明】

１…シリコンチップ ２…ハンダ接合部 ３…基板 ４，６…電極 ５，７…ハンダバンプ １０…移動ステージ １２…Ｘ線源 １２ａ，１２ｂ…Ｘ線源 １４…ラインセンサ ４４ａ，４４ｂ…Ｘ線検出手段 ４５…イメージインテンシファイア

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ハンダバンプ（５，　７）を設けた半
   導体チップ（１）　と基板（３）　とを該ハンダバンプ
   の融合により接合した半導体装置のハンダ接合部検査装
   置であって、ハンダ接合部（２）　を照射するＸ線源（
   １２）と、ハンダ接合部（２）　を透過したＸ線を検出
   するＸ線検出手段（１４）と、該Ｘ線検出手段の出力か
   ら検出Ｘ線の多値化濃淡データを形成する多値化濃淡デ
   ータ形成手段（２５）と、該多値化濃淡データからハン
   ダ接合部の所定の領域内に濃淡の変化する部分があるか
   どうかを判断するハンダ接合部異常判断手段（３０）と
   を備えた半導体装置のハンダ接合部検査装置。
2. 【請求項２】　　前記多値化濃淡データは同レベルの透
   過Ｘ線量を結んだ同心円状の縞模様に形成され、前記ハ
   ンダ接合部異常判断手段はハンダ接合部の中心から所定
   の半径の円内に縞模様があるかどうかを判断するように
   した請求項１に記載の半導体装置のハンダ接合部検査装
   置。
3. 【請求項３】　　ハンダバンプ（５，　７）を設けた半
   導体チップ（１）　と基板（３）　とを該ハンダバンプ
   の融合により接合した半導体装置のハンダ接合部検査装
   置であって、ハンダ接合部（２）　の上方側及び下方側
   から照射可能な２つのＸ線源（１２ａ，　１２ｂ）と、
   該２つのＸ線源から照射されてハンダ接合部（２）　を
   透過したＸ線をそれぞれに検出可能な２つのＸ線検出手
   段（４４ａ，　４４ｂ）と、一方のＸ線検出手段の出力
   から検出Ｘ線の濃淡データを形成する第１の濃淡データ
   形成手段（５４）と、他方のＸ線検出手段の出力から検
   出Ｘ線の濃淡データを形成する第２の濃淡データ形成手
   段（５９）と、該第１及び第２の濃淡データ形成手段に
   よって形成された濃淡データを比較することによってハ
   ンダ接合部異常を判断するハンダ接合部異常判断手段（
   ６７）とを備えた半導体装置のハンダ接合部検査装置。
4. 【請求項４】　　半導体装置が所定の方向に移動可能に
   支持されており、前記２つのＸ線源の一方とそれに対応
   する一方のＸ線検出手段との組と、他方のＸ線源とそれ
   に対応する他方のＸ線検出手段との組とが、該所定の方
   向で所定の距離離れて配置され、さらに、一方のＸ線検
   出手段があるハンダバンプの透過Ｘ線の検出値を出力し
   、半導体装置が該所定の方向に移動するときに同ハンダ
   バンプが該一方のＸ線検出手段から他方のＸ線検出手段
   に達する移動時間の後で、他方のＸ線検出手段が同ハン
   ダバンプの透過Ｘ線の検出値を出力するようになってお
   り、そして、該一方のＸ線検出手段の検出値を前記移動
   時間に相当する時間保持して出力する保持手段を備え、
   該一方及び他方のＸ線検出手段の検出値が同期して出力
   されるようにした請求項３に記載の半導体装置のハンダ
   接合部検査装置。
5. 【請求項５】　　ハンダバンプ（５，　７）を設けた半
   導体チップ（１）　と基板（３）　とを該ハンダバンプ
   の融合により接合した半導体装置のハンダ接合部検査装
   置であって、ハンダ接合部（２）　を照射するＸ線源（
   １２）と、ハンダ接合部（２）　を透過したＸ線を検出
   するＸ線検出手段（４５）と、該Ｘ線検出手段の出力か
   ら少なくともハンダバンプの中心又はその近傍を通るプ
   ロファイルの濃淡データを形成する濃淡データ形成手段
   （４８）と、該プロファイルの濃淡データの２次微分を
   求めて該２次微分からハンダバンプが異常かどうかを判
   断するハンダ接合部異常判断手段（５０）とを備えた半
   導体装置のハンダ接合部検査装置。
6. 【請求項６】　　前記ハンダ接合部異常判断手段は２次
   微分値の正負の連続性を検出することにより異常を判断
   するようにした請求項５に記載の半導体装置のハンダ接
   合部検査装置。
7. 【請求項７】　　前記ハンダ接合部異常判断手段は２次
   微分値のプロファイルの一定のしきい値内の値の和を求
   め、その正負により異常を判断するようにした請求項５
   に記載の半導体装置のハンダ接合部検査装置。