JPH0720099A - 非破壊検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検査物に形成されたキャビティ内に入り込
んだ異物の種類を、被検査物を破壊することなく検知す
る。 【構成】 被検査物Ｗをシェーカ１により振動させるこ
とにより、被検査物が発生する弾性波はセンサ４により
検出される。メモリ５内には予め、被検査物Ｗのキャビ
ティ内に入り込む可能性のある異物の種類に応じた弾性
波の周波数特性のデータが記憶されている。センサ４に
より検出された弾性波の周波数特性と、メモリ５内に記
憶された特定の異物の周波数特性とが制御ユニット３に
より比較されて、特定の異物が被検査物Ｗのキャビティ
内に入り込んでいるか否かが判別される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被検査物に形成されたキ
ャビティ内に異物が存在するか否かを判別するようにし
た非破壊検査技術に関し、たとえば、ＬＳＩ等の半導体
パッケージのキャビティ内における異物の存否を検査す
るようにした非破壊検査技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置は、ペレッ
トつまり半導体チップの保護や配線板への搭載等の必要
性からパッケージに封入される。このパッケージとして
は、たとえば、セラミックス製の基板にペレットを接着
し、リード線をボンディングした後に、セラミック製の
蓋を基板にシールして接着したセラミックパッケージが
ある。

【０００３】このようなタイプの半導体パッケージにあ
っては、内部に空洞つまりキャビティが形成されてお
り、このキャビティ内に製造工程で導電性の異物が入り
込むおそれがあるので、製造工程が終了した後の半導体
パッケージを検査し、キャビティ内に異物が入り込んで
いるか否かを検査する必要がある。

【０００４】ところで、外部からは目視することができ
ない半導体パッケージのキャビティ内の異物の存否を、
半導体パッケージを破壊することなく判別する技術はの
概要は次のとおりである。

【０００５】すなわち、半導体パッケージのように内部
に空洞つまりキャビティが形成された物品のキャビティ
内に異物が入り込んでいる場合には、物品自体を振動さ
せると、その振動により異物がキャビティの内壁に衝突
し、物品自体が弾性波を発生することになる。この弾性
波をセンサにより検出することにより、物品自体を破壊
することなく、キャビティ内に異物が存在するか否かを
外部から判別することができる。

【０００６】この弾性波をセンサにより検出するように
したＡＥ(Acoustic Emission) テストを物品の非破壊検
査として用いると、センサにより得られる弾性波のパル
ス強度を判定基準強度と比較することにより、ＬＳＩパ
ッケージのキャビティ内に異物が入り込んでいるか否か
を検出することができる。したがって、このテストによ
りキャビティ内に異物が入り込んでいることが検出され
たならば、それを不良品と判断してそのＬＳＩパッケー
ジは廃棄処分されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】キャビティ内の異物と
して問題となるのは、金属片のような導電性異物のみで
あるが、キャビティ内に入り込む異物としては、導電性
異物のみならず、絶縁性異物も存在し得る。この絶縁性
異物はキャビティ内に入り込んでも問題とはならず、不
良品とする必要はない。

【０００８】しかし、異物の有無のみを判断して異物が
入り込んだ半導体を全て廃棄したのでは、良品を不良品
として廃棄することになり、製造の歩留りを低下させる
ことになる。また、ＬＳＩパッケージのキャビティ内に
入り込んだ異物の種類が特定されるならば、半導体の製
造過程のいかなる箇所でそれが入り込んだのであるかを
特定することができ、不良品の解析効率が向上すること
になる。

【０００９】本発明の目的は、半導体のような物品を被
検査物として、これに形成されたキャビティ内に特定の
異物が入り込んでいるか否かを被検査物を破壊すること
なく検出できるようにすることにある。

【００１０】本発明の他の目的は、被検査物のキャビテ
ィ内に入り込んだ異物の種類を検出することができるよ
うにすることにある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１３】すなわち、本発明にあっては、内部にキャ
ビティが形成された被検査物を振動した状態で前記被検
査物が発生する弾性波を検出し、当該弾性波が特定の周
波数特性を有しているか否かを判定し、前記キャビティ
内に特定の異物が存在しているか否かを検出するように
している。

【００１４】

【作用】被検査物のキャビティ内に異物が入り込んだ状
態で被検査物を振動すると、異物がキャビティの内面に
衝突して被検査物は弾性波を発生する。この弾性波の周
波数特性は、異物の種類等によって相違することにな
り、検出すべき異物の種類に対応した特定の周波数特性
が弾性波に含まれているか否かを判別することにより、
特定の異物が含まれているかどうかを被検査物を破壊す
ることなく判定することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例における非破壊検
査装置を示す概略構成図であり、被検査物としてのＬＳ
Ｉ等の半導体装置のパッケージＷは、加振器つまりシェ
ーカ１の振動子２に設置されるようになっている。振動
子２に対するパッケージＷの設置は、図示しない粘着材
やクランプ部材により行われる。

【００１６】このシェーカ１の作動および作動停止は、
制御ユニット３からの信号により制御されるようになっ
ており、シェーカ１にはパッケージＷが発生する弾性波
を検出するためのセンサ４が設けられている。このセン
サ４により弾性波はパスル信号に変換されて、制御ユニ
ット３に送られる。

【００１７】ＬＳＩパッケージＷのキャビティ内に入り
込んだ異物の種類によって、パッケージＷが発生する弾
性波の周波数特性が相違することを発明者は見い出し
た。図２は、異物の種類と弾性波の周波数特性を示す図
であり、図２（Ａ）は導電性異物がキャビティ内に入り
込んでいた場合にセンサ４から送られる信号のパルス分
布の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は絶縁性異物のパ
ルス分布の一例を示す図である。

【００１８】図２（Ａ）において、符号ａはアルミニウ
ム片がキャビティ内に入り込んでいた場合における弾性
波の周波数特性を示し、符号ｂは鉛片が入り込んでいた
場合における周波数特性を示す。そして、図２（Ｂ）は
セラミックス片が入り込んでいた場合における周波数特
性を示す。エコーの高さに対応したパルスの強度には、
異物の種類に応じてピーク値の周波数１０ａ〜１０ｃが
相違することになる。したがって、特定の周波数のピー
ク値がしきい値９ａ〜９ｃを超えたか否かを判断するこ
とにより、つまり予め判定パルス強度を設定しておくこ
とにより、異物の種類を判別することができる。

【００１９】制御ユニット３の内部に設けられるか、あ
るいは制御ユニット３に接続された外部のメモリ５に、
予め実際の半導体装置と同等なサンプルを用いて異物の
種類やサイズ等とピーク値になる周波数の値１０ａ〜１
０ｃとの関係、つまり周波数特性を多数記憶しておく。

【００２０】制御ユニット３にはモニタ６が接続されて
おり、センサ４により検出された弾性波の波形がモニタ
６の画面に表示されるようになっている。ただし、モニ
タ６に代えて、プリンタ等の他の出力手段を用いるよう
にして、記録紙に判定結果を表示するようにしても良
い。

【００２１】周波数設定ユニット７は判別すべき周波数
の値１０ａ〜１０ｃと、その周波数におけるエコー高さ
のしきい値とを指令して、それを制御ユニット３に入力
するためのものである。キャビティ内にアルミニウム、
鉛、セラミックスの異物が入り込んでいたとすると、図
２（Ａ),（Ｂ）に示した波形ａ〜ｃの全てが複合されて
表示されることになるが、この周波数設定ユニット７を
用いて特徴周波数の値１０ａ〜１０ｃの何れかを入力す
ると、これにより指定された種類の異物について特徴周
波数のパルス強度がしきい値を超えているか否かが表示
されることになる。

【００２２】したがって、図２（Ａ）に示すように、不
良とすべき異物が２個以上存在したり、不良とすべき異
物の良否判定周波数が２個以上必要な場合に、この周波
数設定ユニット７のキーを操作して判別すべき異物の種
類を入力すれば、その種類の異物が入り込んでいるか否
かを、予め想定される異物の種類全部にわたり、その存
否を一回の測定で判別することができる。

【００２３】複数の異物のそれぞれの周波数特性を予め
サンプルに基づいてメモリ５に記憶しておき、図１に示
す周波数設定ユニット７により異物の種類に応じた周波
数を指定すれば、指定された特定の異物がキャビティ内
に入り込んでいるか否かを検出して、異物の種類を判別
することができる。

【００２４】ただし、キャビティ内に特定の導電性異
物、たとえばアルミニウムや鉛の異物が入り込んだこと
のみを判別するのであれば、メモリ５にはその導電性異
物の周波数特性のみを記憶させておけば、特徴的なパル
ス周波数１０ａ，１０ｂがしきい値を超えたか否かをモ
ニタ６に表示することにより、その異物が入り込んでい
るか否かを判別することができる。その場合にはモニタ
５を用いることなく、特定の異物が入り込んでいること
を作業者に知らせるべく、出力手段としての表示ランプ
を点灯させたり、あるいは不良マーク付け等を行うよう
にしても良い。

【００２５】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００２６】たとえば、周波数設定ユニット７から指令
された特定の周波数のみがしきい値を超えているか否か
をモニタ６に表示するようにすれば、メモリ５内に予め
多数の周波数特性のデータを記憶させておくことが不要
となる。

【００２７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である半導体パッケージ内
の異物を判別するために適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえば、密閉さ
れた容器内に異物が入り込んでいるか否か、そしてその
異物がどのような種類のものであるか否かを判別する場
合にも本発明を適用できる。

【００２８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００２９】(1).半導体等の被検査物に形成されたキャ
ビティ内に、導電性異物等のような特定の異物が入り込
んでいるか否かを判別することができるので、不良品と
する必要のない異物が入り込んだ被検査物を不良品と判
別することが防止されて、製品の歩留りを向上させるこ
とが可能となる。

【００３０】(2).キャビティ内に入り込んだ異物の種類
を特定することできるので、その被検査物を製造する過
程のうち何れの過程で異物が入り込んだのであるかとい
う不良解析の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における非破壊検査装置を示
す概略構成図である。

【図２】（Ａ）は導電性異物が入り込んだ場合の周波数
特性を示す図、（Ｂ）は絶縁性異物が入り込んだ場合の
周波数特性を示す図である。

【符号の説明】

１ シェーカ（加振手段） ２ 振動子 ３ 制御ユニット（制御手段） ４ センサ ５ メモリ ６ モニタ（出力手段） ７ 周波数設定ユニット Ｗ 半導体（被検査物）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にキャビティが形成された被検査物
   を振動した状態で前記被検査物が発生する弾性波を検出
   し、当該弾性波が特定の周波数特性を有しているか否か
   を判定し、前記キャビティ内に特定の異物が存在してい
   るか否かを検出するようにしたことを特徴とする非破壊
   検査方法。
2. 【請求項２】 内部にキャビティが形成された被検査物
   を振動する加振手段と、振動された前記被検査物が発生
   する弾性波を検出するセンサと、前記キャビティ内に特
   定の異物が入り込んだ場合における前記弾性波の周波数
   特性を記憶するメモリと、前記メモリに記憶された周波
   数特性と前記センサにより得られた周波数特性とを比較
   して前記キャビティ内に特定の異物の存否を判定する制
   御手段と、判定結果を表示する出力手段とを有すること
   を特徴とする非破壊検査装置。
3. 【請求項３】 内部にキャビティが形成された被検査物
   を振動する加振手段と、振動された前記被検査物が発生
   する弾性波を検出するセンサと、前記キャビティ内にお
   ける異物による前記弾性波の周波数特性を異物の種類に
   応じて記憶するメモリと、前記メモリに記憶された周波
   数特性と前記センサにより得られた周波数特性とを比較
   して前記キャビティ内に入り込んだ異物の存否と種類と
   を判定する制御手段と、判定結果を出力する出力手段と
   を有することを特徴とする非破壊検査装置。
4. 【請求項４】 前記被検査物が半導体パッケージである
   ことを特徴とする請求項２または３記載の非破壊検査装
   置。