JPH1089920A - 位置検出方法およびそれを用いるマウント方法ならびに半導体集積回路装置の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像処理によってバンプ電極などの球形の被
検出物の位置検出と外観検査とを高精度に行う。 【解決手段】 ＢＧＡ１を移動させるＸＹ軸ロボット
と、黒色の背景板３９と、発光源であるＬＥＤ照明２
と、これに設置されかつ照明光６７を発する赤色ＬＥＤ
３７と、撮像するカメラ３と、焦点距離を絞るレンズ４
１とからなり、ＢＧＡ１のバンプ電極５９に斜めに照明
光６７を照射することにより、バンプ電極５９だけを均
一に光らせ、さらに、これを画像処理することにより、
ＢＧＡ１の重心位置と水平傾斜角度とを求めてＢＧＡ１
の位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特に、画像認識を用いてバンプ電極などの球形の
被検出物の位置検出を高精度に行う位置検出方法および
それを用いるマウント方法ならびに半導体集積回路装置
の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】表面実装形の半導体集積回路装置（例え
ば、ガルウィングタイプのリード部を有したもの）をプ
リント基板などの実装基板に実装する場合、それに用い
るマウント装置（以降、マウンタと呼ぶ）には、半導体
集積回路装置の本体裏面のほぼ正面から照明光を照射し
てリード部の画像を取り込んだ後画像処理し、これによ
り、半導体集積回路装置の位置を補正して実装基板に実
装を行うものがある。

【０００４】なお、半導体集積回路装置を実装するマウ
ンタについては、例えば、株式会社工業調査会、１９９
５年４月１日発行、「電子材料」１９９５年４月号、９
０〜９１に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術のマウンタにおいては、半導体集積回路装置の外部端
子が球形のバンプ電極である場合、すなわち、半導体集
積回路装置がＢＧＡ（Ball Grid Array)である場合に
は、その本体裏面（素子搭載基板のバンプ搭載側）のほ
ぼ正面から照明光を照射すると、バンプ電極の表面で反
射した反射光が外側に反射し、バンプ電極は光らず、Ｂ
ＧＡの本体裏面だけが光ることになる。

【０００６】これにより、画像処理を行っても、被検出
物であるバンプ電極の位置が正確に認識できず、その結
果、実装基板にＢＧＡを実装できないという問題が発生
する。

【０００７】本発明の目的は、画像処理によってバンプ
電極などの球形の被検出物の位置検出と外観検査とを高
精度に行う位置検出方法およびそれを用いるマウント方
法ならびに半導体集積回路装置の検査方法を提供するこ
とにある。

【０００８】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。

【０００９】

【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。

【００１０】すなわち、本発明の位置検出方法は、半導
体集積回路装置の外部端子などの被検出物に斜めから照
明光を照射し、前記照明光によって照射された被検出物
の画像を取り込んで画像処理することにより、前記被検
出物の位置を検出するものである。

【００１１】また、本発明のマウント方法は、前記半導
体集積回路装置の外部端子に斜めから照明光を照射する
工程、前記照明光によって照射された前記外部端子の画
像を取り込んで画像処理する工程、前記画像処理によっ
て前記外部端子の位置を検出する工程、前記外部端子の
位置の検出結果に基づいて前記半導体集積回路装置の位
置を補正する工程、前記半導体集積回路装置をプリント
基板などの実装基板に実装する工程を含むものである。

【００１２】さらに、本発明のマウント方法は、前記半
導体集積回路装置の外部端子が球形のバンプ電極であ
り、前記画像処理を行う際に、前記半導体集積回路装置
の本体裏面に設けられた前記バンプ電極に対して斜めか
ら前記照明光を照射するものである。

【００１３】したがって、半導体集積回路装置の本体裏
面からの反射光を半導体集積回路装置の外側に反射させ
かつバンプ電極からの反射光をバンプ電極のほぼ正面に
反射させることが可能になる。

【００１４】これにより、バンプ電極だけをほぼ均一に
光らせることができるため、均一に光ったバンプ電極の
画像を取り込むことができる。

【００１５】その結果、画像処理によってバンプ電極の
位置を高精度に検出することができ、半導体集積回路装
置を実装基板に高精度に実装することができる。

【００１６】なお、本発明の半導体集積回路装置の検査
方法は、半導体集積回路装置の外観の被検査物に斜めか
ら照明光を照射し、前記照明光によって照射された前記
被検査物の画像を取り込んで画像処理することにより、
前記半導体集積回路装置の外観を検査するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明のマウント方法を用いるマウ
ンタの構造の実施の形態の一例を示す外観斜視図、図２
は図１に示すマウンタの構造の実施の形態の一例を示す
ブロック図、図３は図２に示すマウンタの画像処理部の
構造の実施の形態の一例を示す構成概念図、図４は本発
明のマウント方法を用いて実装するＢＧＡ（半導体集積
回路装置）の構造の実施の形態の一例を示す図、図５は
図３に示す画像処理部における光学系の構造の実施の形
態の一例を示す構成概念図、図６は図５に示す光学系に
おけるＬＥＤの構造の実施の形態の一例を示す図であ
り、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、図７は
図５に示す光学系における反射光の実施の形態の一例を
示す光線経路図、図８は本発明のマウント方法の画像処
理における重心位置検出手順の実施の形態の一例を示す
フローチャート、図９〜図２４は本発明のマウント方法
における画像処理の実施の形態の一例を示す画像概念
図、情報概念図、波形概念図または構成概念図、図２５
は本発明のマウント方法に用いるティーチング手順の実
施の形態の一例を示すフローチャート、図２６および図
２７は本発明のマウント方法の画像処理における照明光
の照射角度の実施の形態の一例を示す試験結果図であ
る。

【００１９】まず、本実施の形態による位置検出方法
は、半導体集積回路装置の外部端子（例えば、図４に示
すＢＧＡ１のバンプ電極５９）などの被検出物に斜めか
ら照明光６７（図７参照）を照射し、照明光６７によっ
て照射された前記被検出物の画像を取り込んで画像処理
することにより、前記被検出物の位置を検出するもので
ある。

【００２０】ここで、前記被検出物は、球形をなす部材
であることが好ましいが、必ずしも球形である必要はな
い。

【００２１】また、本実施の形態のマウント方法は、前
記位置検出方法を用いるものであり、これに使用するマ
ウンタ４２は、ＢＧＡ１やＣＳＰ（Chip Size Package)
などの表面実装形の半導体集積回路装置を実装基板であ
るプリント基板４５に実装するものである。つまり、マ
ウンタ４２は、画像処理によって前記半導体集積回路装
置の位置を補正してプリント基板４５に高精度に実装す
るものである。

【００２２】なお、本実施の形態においては、前記表面
実装形の半導体集積回路装置の一例としてＢＧＡ１の場
合について説明する。

【００２３】したがって、本実施の形態のマウント方法
における被検出物は、ＢＧＡ１に設けられたバンプ電極
５９（外部端子）である。

【００２４】図１〜図５を用いて、本実施の形態のマウ
ント方法に用いるマウンタ４２の構成について説明す
る。

【００２５】図２に示すように、マウンタ４２は、ＢＧ
Ａ１を収容するトレイ４３を備えた部品収容部６１と、
ＢＧＡ１を実装するプリント基板４５を配置しかつＸＹ
軸ロボット３８を制御するＸＹ軸ロボット制御部７０を
備えた実装部６０と、トレイ４３に収容されたＢＧＡ１
を取り出すとともにプリント基板４５に実装するＸＹ軸
ロボット３８と、ＸＹ軸ロボット３８がＢＧＡ１を取り
出した後にＢＧＡ１を画像処理してその位置検出を行う
画像認識部４４とから構成されている。

【００２６】つまり、マウンタ４２は、ＸＹ軸ロボット
３８によってトレイ４３からＢＧＡ１を取り出した後、
画像処理を行ってＢＧＡ１の位置を検出し、これによっ
て、ＢＧＡ１をプリント基板４５の所定箇所に高精度に
マウントするものである。

【００２７】ここで、ＸＹ軸ロボット３８は、±0.２ｍ
ｍ程度の精度でＢＧＡ１を所定箇所に実装可能なもので
ある。

【００２８】なお、本実施の形態のマウンタ４２は、取
り出したＢＧＡ１の位置検出を行う際に、画像認識部４
４によってＢＧＡ１のバンプ電極５９を画像処理し、図
１９に示すように、その重心位置３６ａと水平傾斜角度
３６ｂとの計測を行い、これにより、ＢＧＡ１の位置を
補正するものである。

【００２９】すなわち、マウンタ４２の画像認識部４４
は、図７に示すように、ＢＧＡ１のバンプ電極５９（外
部端子）に斜めに照明光６７を照射することにより、多
数のバンプ電極５９を均一に光らせ、これを画像処理し
てＢＧＡ１の重心位置３６ａと水平傾斜角度３６ｂ（図
１９参照）とを求めるものである。

【００３０】ここで、バンプ電極５９は、はんだなどに
よって形成された球形をなす電極である。

【００３１】また、水平傾斜角度３６ｂは、図４（ａ）
に示すＢＧＡ１の素子搭載基板裏面６５ａと平行をなす
面におけるＢＧＡ１の回転角度である。

【００３２】なお、ＢＧＡ１は、図４（ａ),（ｂ）に示
すように、素子搭載基板６５に多数のバンプ電極５９が
設けられ、素子搭載基板６５上に搭載された図示しない
半導体素子をモールド部６６によって封止した構造を有
している。

【００３３】また、図１に示すように、本実施の形態の
マウンタ４２には、画像認識用のモニタ８とマウンタ制
御用のモニタ６２とが設置され、さらに、マウンタヘッ
ド６３とマウンタ本体６４とが図２に示すＸＹ軸ロボッ
ト３８に設けられている。

【００３４】ここで、図１〜図７を用いて、マウンタ４
２の画像認識部４４（図３参照）の構成について説明す
る。

【００３５】この画像認識部４４は、照明光６７を発す
る発光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode) 照明２
と、撮像するカメラ３と、画像処理を行う画像処理部４
とによって構成されている。

【００３６】さらに、図３に示すように、画像処理部４
には、カメラ３から得られるアナログ映像信号を量子化
ビット数８ビットのディジタル映像信号に変換するＡ／
Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器５、前記ディジタル
映像信号の記憶および画像処理を行う画像メモリ９、専
用の画像処理を高速に行う画像処理プロセッサ６、画像
メモリ９のディジタル映像信号をアナログ映像信号に変
換するＤ／Ａ変換器７、画像メモリ９や画像処理の処理
結果を表示する出力手段であるモニタ８、マウンタ４２
に対して信号の入出力が行われるＩ／Ｏポート１１、画
像処理の実行とマウンタ４２に対しての信号の送受信と
を行うＣＰＵ（Central Processing Unit)１０、ＣＰＵ
１０に接続されたプログラムメモリ１２などが設けられ
ている。

【００３７】なお、本実施の形態における画像認識部４
４は、ＮＴＳＣ（National Television System Committ
ee) 方式の１／２ＣＣＤ（Charge Coupled Device)によ
るカメラ３を使用し、視野４６ｍｍ×４３ｍｍで取り込
んだ画像をＡ／Ｄ変換器５により量子化ビット数８ビッ
トのディジタル映像信号に変換し、８ビットの画像メモ
リ９に５１２×４８０画素の分解能でアスペクトレシオ
１：１の画像入力を行う。

【００３８】ここで、画像メモリ９は、４チャンネルあ
り、１チャンネル当たり５１２×５１２画素の領域を４
面取ることができる。

【００３９】さらに、画像処理プロセッサ６は、前記各
チャンネル間で画素変換、画像間演算、ヒストグラム、
コンボリューション、空間フィルタ、ラペリングなどの
処理を１画素４０ｎｓｅｃで実行する。

【００４０】これにより、画像認識部４４は、画像処理
部４によってＢＧＡ１の重心位置３６ａと水平傾斜角度
３６ｂ（図１９参照）との検出を行い、その重心位置３
６ａの座標を画像処理部４のＩ／Ｏポート１１を介して
マウンタ４２に出力する。

【００４１】また、画像認識部４４の光学系６８（図５
参照）は、ＸＹ軸ロボット３８と、ＢＧＡ１を吸着する
吸着ノズル４０と、黒色の背景板３９と、ＬＥＤ照明２
と、これに設置された赤色ＬＥＤ３７と、焦点距離１６
ｍｍ絞り“８”のレンズ４１と、１／２ＣＣＤのカメラ
３とによって構成され、ＢＧＡ１とカメラ３との距離を
１６０ｍｍに設定している。この時の視野は、４６ｍｍ
×４３ｍｍで４０ｍｍ角程度のＢＧＡ１まで計測可能で
ある。

【００４２】さらに、ＬＥＤ照明２は、多数のバンプ電
極５９の矩形領域２６（図１１参照）を抽出する際とエ
ッジを検出する際とにおいて誤認識の発生を防止するた
めに、ＢＧＡ１のバンプ電極５９を均一に光らせかつＢ
ＧＡ１のバンプ電極５９と素子搭載基板６５とのコント
ラスト差を大きく取らなければならない。

【００４３】したがって、図６（ｂ）に示すように、照
射角度２０°〜４０°（本実施の形態においては３０
°）で取り付けられた直径（φ）５ｍｍの赤色ＬＥＤ３
７を、図６（ａ）に示すように、直径（φ）６０ｍｍの
円状に８°おきに４５個配置している。

【００４４】これにより、図７に示すように、多数のバ
ンプ電極５９からの反射光６９をカメラ３の方向に反射
させることができる。

【００４５】次に、図１〜図２５を用いて、本実施の形
態によるマウント方法について説明する。

【００４６】前記マウント方法は、マウンタ４２を用い
るものであり、本実施の形態のマウント方法において
は、半導体集積回路装置の外部端子が球形のバンプ電極
５９、すなわち、前記半導体集積回路装置がＢＧＡ１の
場合を説明する。

【００４７】したがって、画像処理を行う際に、ＢＧＡ
１（半導体集積回路装置）の本体裏面である素子搭載基
板裏面６５ａに設けられたバンプ電極５９に対して斜め
から照明光６７を照射する。

【００４８】ここで、ＢＧＡ１のバンプ電極５９（外部
端子）に斜めから照明光６７を照射する際に、ＢＧＡ１
の素子搭載基板裏面６５ａに対して２０°〜４０°の角
度（本実施の形態においては３０°）で照射する。

【００４９】さらに、本実施の形態によるマウント方法
は、前記画像処理によってＢＧＡ１の重心位置３６ａと
水平傾斜角度３６ｂとを求めることにより、ＢＧＡ１の
位置を補正してプリント基板４５に実装するものであ
る。

【００５０】まず、ＸＹ軸ロボット３８によって部品収
容部６１のトレイ４３からＢＧＡ１を取り出し、ＢＧＡ
１を画像認識部４４に搬送する。

【００５１】ここで、ＢＧＡ１のバンプ電極５９に斜め
から照明光６７を照射する。

【００５２】本実施の形態においては、ＢＧＡ１の素子
搭載基板裏面６５ａに対して図６（ｂ）に示すように照
射角３０°で照明光６７を照射する。

【００５３】続いて、図８に示すように、マウンタ４２
（図２参照）からの画像入力要求１３によって、照明光
６７（図７参照）によって照射されたバンプ電極５９の
画像を取り込んで画像処理する。

【００５４】なお、図８に示すフローチャートは、画像
処理の工程において、画像を入力するところからＢＧＡ
１の重心位置３６ａ（図１９参照）を算出してそれをマ
ウンタ４２に転送するところまでを表すものである。

【００５５】前記画像処理を行うに際し、まず、画像入
力要求１３によって、画像処理部４においてカメラ３か
らバンプ電極５９を含んだＢＧＡ１の画像を画像メモリ
９に取り込む画像入力１４を行う。

【００５６】これにより、図９に示す多値画像２４を取
り込む。

【００５７】さらに、画像メモリ９に入力された画像か
らヒストグラム処理１５を画像処理プロセッサ６によっ
て高速に行い、そのヒストグラムデータからＣＰＵ１０
により判別分析法で２値化１６のためのしきい値を求
め、続いて、２値化１６を実行し、ＢＧＡ１のバンプ電
極５９だけ“１”のデータになる２値画像２５（図１０
参照）を得る。

【００５８】その後、２値画像２５から画像処理プロセ
ッサ６によりＸ座標軸上の２値化データが“１”の領域
であるＸ軸最小座標列４６およびＸ軸最大座標列４７
（図２０参照）、また、Ｙ座標軸上のＹ軸最小座標列４
８およびＹ軸最大座標列４９（図２１参照）を高速に求
める。

【００５９】続いて、ＣＰＵ１０により高速にＸ軸最小
座標列４６からハフ（Hough)変換を行って図２２に示す
矩形上面ライン５０を、Ｘ軸最大座標列４７からハフ変
換を行って矩形下面ライン５１を、Ｙ軸最小座標列４８
からハフ変換を行って矩形左面ライン５２を、Ｙ軸最大
座標列４９からハフ変換を行って矩形右面ライン５３を
それぞれ得て、その直線の交点４ポイントを求める。

【００６０】これにより、ＢＧＡ１のバンプ電極５９に
おける矩形領域２６（図１１参照）の位置と傾きとを大
まかに抽出できる。さらに、ＢＧＡ１のバンプ電極５９
の矩形領域２６を求めるためのデータを一切必要としな
いため、前記ハフ変換を用いた矩形領域抽出１７により
非常に安定した結果を得られる。

【００６１】その後、多値画像２４を用いて、ＢＧＡ１
の矩形領域２６と、バンプ電極５９の大きさのデータか
ら外郭の４辺のバンプ電極５９の位置とを計算し、これ
により、図１２に示すようなバンプ電極５９の投影領域
２７を算出する。

【００６２】さらに、ＣＰＵ１０が有するプログラムに
より図１３に示すような投影データ２８の抽出座標を算
出し、これにより、画像処理プロセッサ６に前記抽出座
標を与えるとともにこれを読み込んでバンプ電極投影１
８を行い、プログラムメモリ１２に投影データ２８を記
憶させる。

【００６３】その結果、２次元のデータを１次元のデー
タに変換できるため、エッジ検出１９の処理が簡略化さ
れるとともに、ＣＰＵ１０のプログラムメモリ１２に投
影データ２８を記憶しているため、ＣＰＵ１０により投
影データ２８に対して複雑な処理を高速に実行できる。

【００６４】また、ここで得られる投影データ２８によ
って計測精度が左右されるため、傾いた投影領域２７で
あっても投影軸の走査方向に画素抜けが生じないように
するためと整数計算による高速化のために、投影データ
２８の抽出座標の算出にＤＤＡアルゴリズムを用いて投
影を行う。

【００６５】続いて、投影データ２８から図１４に示す
エッジ成分３０を求める。このエッジ成分３０は、投影
データ２８の隣合うデータの差である。エッジ成分３０
の符号（＋）は暗い部分から明るい部分になる境界、エ
ッジ成分３０の符号（−）は明るい部分から暗い部分に
なる境界で、エッジ成分３０の大きさが大きいほど境界
である成分が強く、エッジ成分３０の大きさが零（０）
の部分は境界ではないということである。

【００６６】ここで、判別分析法により図１４に示すエ
ッジ検出しきい値２９を求め、そのエッジ検出しきい値
２９とエッジ成分３０とからエッジ検出１９を行う。

【００６７】なお、エッジ成分３０のデータの符号が
（＋）でエッジ検出しきい値２９よりも大きい時、ＢＧ
Ａ１の素子搭載基板６５からＢＧＡ１のバンプ電極５９
になる境界、その次のエッジ成分３０のデータの符号が
（−）でエッジ検出しきい値２９よりも大きい時、ＢＧ
Ａ１のバンプ電極５９からＢＧＡ１の素子搭載基板６５
になる境界という繰り返しで、エッジ検出しきい値２９
よりも大きさが大きいエッジ成分３０のデータの符号が
（＋）、（−）のペアを形成する場合、これを１つのバ
ンプ電極５９と認識する。

【００６８】この時、図２３に示すように、境界と判定
したエッジの位置であるエッジ境界位置５４を中心とし
て、前後に大きさが多値レベル限界の２％程度の値を領
域算出しきい値５５とし、その後、エッジデータ配列の
マイナス方向５６ａに走査し、次にプラス方向５７ａに
走査する。

【００６９】これにより、領域算出しきい値５５以下に
なる荷重平均計算領域始点５６と荷重平均計算領域終点
５７とを求め、かつその領域でエッジ成分３０のデータ
の荷重平均を計算し、図１４に示す１画素以下の精度の
１次元のエッジ位置３１を求める。

【００７０】その結果、暗から明、明から暗のエッジ位
置３１によって、図１５に示す中心位置３２を求めるこ
とができる。

【００７１】続いて、中心位置３２の１次元座標と投影
を行った領域の座標とから図１６に示す２次元座標３３
に変換し、図８に示すバンプ電極中心位置算出２０を実
行する。

【００７２】さらに、得られたバンプ電極５９の中心位
置３２から１辺のバンプ電極重心位置３４（図１７参
照）を求める１辺の重心位置算出２１（図８参照）を実
行する。

【００７３】ここで、ＢＧＡ１のバンプ電極５９は一定
のピッチで配列されているため、１辺のバンプ電極重心
位置３４はバンプ電極中心位置算出２０によって得られ
たＸ座標の平均およびＹ座標の平均を計算することによ
り求められる。

【００７４】したがって、バンプ電極５９の中心位置３
２の平均を計算することにより、複数のバンプ電極５９
のうちの少数のバンプ電極５９の位置が多少ずれていた
としても平均化されることにより、位置の精度を安定化
させることができる。

【００７５】その後、図８に示すバンプ電極投影１８、
エッジ検出１９、バンプ電極中心位置算出２０、１辺の
重心位置算出２１を他の３つの辺についてもそれぞれ行
うことにより、図１８に示すように４辺のバンプ電極重
心位置３５をそれぞれ求める。

【００７６】その結果、４辺のバンプ電極重心位置３５
から図８に示すＢＧＡ重心位置算出２２を行って図１９
に示すように、ＢＧＡ１の重心位置３６ａと水平傾斜角
度３６ｂとを得る。

【００７７】そして、得られたＢＧＡ１の重心位置３６
ａの座標を図３に示す画像処理部４のＩ／Ｏポート１１
を介してマウンタ４２（図２参照）に転送する重心座標
転送２３（図８参照）を行う。

【００７８】なお、ＢＧＡ１の重心位置３６ａの検出に
おいては、エッジ検出１９時に、バンプ電極５９の形
状、ピッチ、欠損などの検査も行っている。

【００７９】まず、エッジ検出１９によって得られたデ
ータからバンプ電極５９の直径、ピッチ、その配列およ
び数などのＢＧＡ形状データを計算する。ここで、バン
プ電極５９の直径は、暗から明、明から暗のエッジ位置
３１の差であり、バンプ電極５９のピッチはバンプ電極
５９の中心位置３２の差によって求める。

【００８０】そして、得られたバンプ電極５９の数と予
め設定されたバンプ電極５９の数とが一致しているか否
かを調べ、次に、バンプ電極５９の直径およびピッチの
データと、予め設定された真の直径およびピッチのデー
タとを比較し、これが要求する誤差の範囲内に入ってい
るか否かを求める。

【００８１】これにより、要求する誤差の範囲内であれ
ば次の処理に進み、誤差の範囲外であればそれぞれバン
プ電極５９の直径エラー、ピッチエラーとしてモニタ８
にその位置をマークした映像を表示し、マウンタ４２に
も前記エラーの情報を転送する。

【００８２】また、バンプ電極５９の配列は、バンプ電
極５９の数が欠損により少ない場合、どのバンプ電極５
９が欠損しているのかを特定するためと、予め欠損して
いるバンプ電極５９の位置を特定するためとに必要であ
る。

【００８３】ここで、バンプ電極５９の配列は、図２４
に示すように、バンプ電極５９がピッチ間隔で配列され
ていると仮定した時に、そこにバンプ電極５９があるこ
とが正しいのか、無いことが正しいのかを、バンプ電極
５９があることが正しい場合を“１”、無いことが正し
い場合を“０”としたデータによって表すものである。

【００８４】したがって、バンプ電極５９の配列は、真
のピッチのデータと、計算から得られた各々のピッチの
積算データとを比較し、これが要求する誤差の範囲内で
あるか否かを判定し、誤差の範囲内であれば“１”、範
囲外であれば“０”にすることによって求められる。

【００８５】これにより、予め設定されたバンプ電極５
９の配列と比較し、一致していれば次の処理に進み、一
致していなければ配列エラーとしてモニタ８にその位置
をマークした映像を表示し、マウンタ４２にその配列エ
ラーの情報を転送する。

【００８６】その結果、マウンタ４２の画像処理によっ
てＢＧＡ１の外部端子であるバンプ電極５９の位置を検
出することができる。

【００８７】その後、バンプ電極５９の位置の検出結果
（本実施の形態においては、ＢＧＡ１の重心位置３６ａ
と水平傾斜角度３６ｂとの検出結果）に基づいてＢＧＡ
１の位置を補正する。

【００８８】さらに、ＸＹ軸ロボット３８によってＢＧ
Ａ１をプリント基板４５（実装基板）の所定箇所に搬送
して実装する。

【００８９】ここで、本実施の形態による半導体集積回
路装置の検査方法について説明する。

【００９０】なお、本実施の形態においては、半導体集
積回路装置が図４に示すＢＧＡ１の場合である。

【００９１】図５、図６および図７に示すように、ＢＧ
Ａ１の外観の被検査物（例えば、図４に示す素子搭載基
板６５やバンプ電極５９）に斜め（例えば、照射角度２
０°〜４０°であるが、好ましくは照射角度３０°）か
ら照明光６７を照射し、照明光６７によって照射された
前記被検査物の画像を取り込んで画像処理することによ
り、ＢＧＡ１の外観を検査する。

【００９２】ここで、前記画像処理については、本実施
の形態のマウント方法の場合と同様の方法を用いて行
う。

【００９３】したがって、前記マウント方法の画像処理
における被検出物が、前記半導体集積回路装置の検査方
法における被検査物に対応しており、前記被検査物はバ
ンプ電極５９のように球形をなす部材であることが好ま
しいが、必ずしも球形である必要はない。

【００９４】なお、ＢＧＡ１の外観検査においては、バ
ンプ電極５９の形状（例えば、直径）やその数、あるい
は、その配列などを検査することができる。

【００９５】また、バンプ電極５９の数、直径、ピッ
チ、欠損などの検査を行う場合は、バンプ電極５９の直
径、ピッチ、その配列などの比較データが必要である。

【００９６】ここで、マウンタ４２を使用してＢＧＡ１
の外観検査を行う方法について説明する。

【００９７】まず、本実施の形態のマウント方法に用い
るマウンタ４２では、図２に示す画像認識部４４におい
て、マウントする良品のＢＧＡ１からバンプ電極５９の
直径、ピッチ、その配列などの形状データを画像処理に
よって抽出するティーチングを行う。

【００９８】ここで、図２５に示すティーチングの手順
を説明する。

【００９９】なお、図２５に示すフローチャートは、画
像処理の工程において、画像を入力するところから４辺
のＢＧＡ形状データ計算５８を行うところまでを表すも
のである。

【０１００】ただし、画像入力要求１３、画像入力１
４、ヒストグラム処理１５、２値化１６、矩形領域抽出
１７、バンプ電極投影１８、エッジ検出１９までの処理
は、前記マウント方法における重心位置３６ａの検出処
理と全く同一の処理であるため、その重複説明は省略す
る。

【０１０１】まず、ティーチングにおいては、エッジ検
出１９によって得られたデータから直径、ピッチ、バン
プ電極５９の配列と数などを求めるＢＧＡ形状データ計
算５８を行う。

【０１０２】この時、バンプ電極５９の直径は、暗から
明、明から暗のエッジ位置３１の差であり、バンプ電極
５９のピッチはバンプ電極５９の中心位置３２の差によ
って求める。

【０１０３】そして、求められた各々の直径、ピッチの
平均をＢＧＡ１のバンプ電極５９の真の直径とピッチと
にする。

【０１０４】また、バンプ電極５９の配列は、バンプ電
極５９の欠損を認識するために必要である。

【０１０５】したがって、バンプ電極５９の配列は、真
のピッチのデータと計算から得られた各々のピッチの積
算データとを比較し、これが要求する誤差の範囲内であ
るか否かを判定し、誤差の範囲内であれば“１”、範囲
外であれば“０”にすることによって求める。

【０１０６】本実施の形態の位置検出方法およびそれを
用いるマウント方法ならびに半導体集積回路装置の検査
方法によれば、以下のような作用効果が得られる。

【０１０７】すなわち、ＢＧＡ１（半導体集積回路装
置）のバンプ電極５９（外部端子）などの被検出物に斜
めから照明光６７を照射することにより、前記被検出物
の表面からの反射光６９を被検出物のほぼ正面に反射さ
せることができる。

【０１０８】これにより、前記被検出物だけを光らせる
ことができ、その結果、画像処理によって前記被検出物
の位置を高精度に検出することができる。

【０１０９】また、前記半導体集積回路装置の外部端子
が球形のバンプ電極５９、すなわち、前記半導体集積回
路装置がＢＧＡ１であり、バンプ電極５９に対して斜め
から照明光６７を照射することにより、ＢＧＡ１の素子
搭載基板裏面６５ａ（本体裏面）からの反射光６９をＢ
ＧＡ１の外側に反射させかつバンプ電極５９からの反射
光６９をバンプ電極５９のほぼ正面に反射させることが
可能になる。

【０１１０】これにより、バンプ電極５９だけをほぼ均
一に光らせることができるため、均一に光ったバンプ電
極５９の画像を取り込むことができる。

【０１１１】その結果、画像処理によってバンプ電極５
９の位置を高精度に検出することができる。

【０１１２】したがって、ＢＧＡ１をプリント基板４５
（実装基板）に高精度に実装することができる。

【０１１３】ここで、図２６および図２７に示す照明光
６７の照射角度の試験結果図について説明する。

【０１１４】なお、ＢＧＡ１のバンプ電極５９の位置を
画像認識によって高精度に検出する場合、ＢＧＡ１のバ
ンプ電極５９と素子搭載基板裏面６５ａとの濃度差、お
よび、バンプ電極５９の濃度の均一性が重要である。

【０１１５】図２６に示す試験結果図は、マウンタ４２
を用いて、照明光６７の照射角度を０°〜９０°まで１
０°ずつ設定し、その際のバンプ電極５９と素子搭載基
板裏面６５ａとの濃度差を求めたものである。

【０１１６】これにより、ＢＧＡ１のバンプ電極５９と
素子搭載基板裏面６５ａとの濃度差を大きくする照明光
６７の照射角度を導き出すことができる。

【０１１７】さらに、図２７に示す試験結果図は、マウ
ンタ４２を用いて、照明光６７の照射角度を０°〜９０
°まで１０°ずつ設定し、その際のバンプ電極５９の濃
度差を求めたものである。

【０１１８】なお、図２７に示す試験結果図におけるバ
ンプ電極５９の濃度差は、バンプ電極５９において複数
箇所の濃度を測定し、そのうちの最大濃度値から最小濃
度値を引いたものである。つまり、バンプ電極５９の濃
度差＝（バンプ電極５９の最大濃度値）−（バンプ電極
５９の最小濃度値）である。

【０１１９】これにより、ＢＧＡ１のバンプ電極５９の
濃度の均一性を最適にする（前記バンプ電極５９の濃度
差の値を小さくする）照明光６７の照射角度を導き出す
ことができる。

【０１２０】ここで、図２６および図２７に示す試験結
果図の縦軸は、それぞれの濃度差を割合として表したも
のである。

【０１２１】すなわち、図２６および図２７に示す試験
結果図のそれぞれの縦軸においては、濃度差の割合の数
値が大きい方が、濃度比較した２つの部材の濃度差が大
きいことを表している。

【０１２２】したがって、図２６に示す試験結果図によ
って、バンプ電極５９と素子搭載基板裏面６５ａとの濃
度差の割合値は、照射角度２０°〜４０°付近が大き
く、好ましくは３０°付近であることがわかる。

【０１２３】また、図２７に示す試験結果図によって、
バンプ電極５９の濃度差の割合値は、照射角度２０°〜
４０°付近が小さく、好ましくは３０°付近であること
がわかる。

【０１２４】これらにより、本実施の形態のマウント方
法に用いるマウンタ４２においては、素子搭載基板裏面
６５ａに対しての照明光６７の照射角度が２０°〜４０
°になるように各々の赤色ＬＥＤ３７を設置し、この
時、好ましくは、照射角度が３０°付近になるように設
置すればよい。

【０１２５】また、ＢＧＡ１のバンプ電極５９などの外
観検査を行う際にも、ＢＧＡ１の外観の被検査物（例え
ば、バンプ電極５９）に斜め（本実施の形態においては
照射角度３０°）から照明光６７を照射することによ
り、前記被検査物からの反射光６９を前記被検査物のほ
ぼ正面に反射させることができる。

【０１２６】これにより、前記被検査物だけを光らせる
ことができ、その結果、本実施の形態のマウント方法に
おける画像処理によってＢＧＡ１（半導体集積回路装
置）の外観の検査を高精度に行うことができる。

【０１２７】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態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言う
までもない。

【０１２８】例えば、前記実施の形態の位置検出方法に
おける被検出物は、半導体素子にバンプ電極が形成され
ているベアチップなどであってもよく、また、半導体集
積回路装置の外部端子以外の他の部材であってもよい。

【０１２９】ただし、前記被検出物は、球形をなす部材
の方が得られる効果が大きい。

【０１３０】また、前記位置検出方法においても、前記
被検出物に対して照射角度２０°〜４０°、好ましくは
照射角度３０°で照明光を照射する。

【０１３１】さらに、本実施の形態の半導体集積回路装
置の検査方法における被検査物についても同様であり、
この場合、前記被検査物についてもバンプ電極以外の他
の部材の外観検査を行えることは言うまでもない。

【０１３２】また、前記実施の形態におけるマウント方
法では、照明光を発する発光源が赤色ＬＥＤを有するＬ
ＥＤ照明の場合について説明したが、前記発光源は、照
明光を発することが可能なものであれば前記ＬＥＤ照明
以外の他の部材であってもよい。

【０１３３】さらに、前記実施の形態におけるマウント
方法では、半導体集積回路装置がＢＧＡの場合について
説明したが、前記半導体集積回路装置はＢＧＡに限ら
ず、ＣＳＰおよび半導体素子にバンプ電極が形成されて
いるベアチップやその他の半導体集積回路装置であって
もよい。

【０１３４】

【発明の効果】本願によっ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、
以下のとおりである。

【０１３５】（１）．半導体集積回路装置の外部端子な
どの被検出物に斜めから照明光を照射することにより、
被検出物だけを光らせることができ、その結果、画像処
理によって被検出物の位置を高精度に検出することがで
きる。

【０１３６】（２）．半導体集積回路装置の外部端子が
球形のバンプ電極であり、バンプ電極に対して斜めから
照明光を照射することにより、バンプ電極だけをほぼ均
一に光らせることができるため、画像処理によってバン
プ電極の位置を高精度に検出することができる。その結
果、半導体集積回路装置をプリント基板などの実装基板
に高精度に実装することができる。

【０１３７】（３）．半導体集積回路装置の外観の被検
査物に斜めから照明光を照射することにより、被検査物
だけを光らせることができる。その結果、画像処理によ
って半導体集積回路装置の外観の検査を高精度に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマウント方法を用いるマウンタの構造
の実施の形態の一例を示す外観斜視図である。

【図２】図１に示すマウンタの構造の実施の形態の一例
を示すブロック図である。

【図３】図２に示すマウンタの画像処理部の構造の実施
の形態の一例を示す構成概念図である。

【図４】（ａ),（ｂ）は本発明のマウント方法を用いて
実装するＢＧＡ（半導体集積回路装置）の構造の実施の
形態の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は
底面図である。

【図５】図３に示す画像処理部における光学系の構造の
実施の形態の一例を示す構成概念図である。

【図６】（ａ),（ｂ）は図５に示す光学系におけるＬＥ
Ｄの構造の実施の形態の一例を示す図であり、（ａ）は
その平面図、（ｂ）はその側面図である。

【図７】図５に示す光学系における反射光の実施の形態
の一例を示す光線経路図である。

【図８】本発明のマウント方法の画像処理における重心
位置検出手順の実施の形態の一例を示すフローチャート
である。

【図９】本発明のマウント方法の画像処理における入力
画像の実施の形態の一例を示す画像概念図である。

【図１０】本発明のマウント方法の画像処理における２
値化画像の実施の形態の一例を示す画像概念図である。

【図１１】本発明のマウント方法の画像処理における矩
形領域抽出情報の実施の形態の一例を示す情報概念図で
ある。

【図１２】本発明のマウント方法の画像処理における投
影領域情報の実施の形態の一例を示す情報概念図であ
る。

【図１３】本発明のマウント方法の画像処理における投
影データの実施の形態の一例を示す波形概念図である。

【図１４】本発明のマウント方法の画像処理におけるエ
ッジ検出データの実施の形態の一例を示す波形概念図で
ある。

【図１５】本発明のマウント方法の画像処理における中
心位置検出データの実施の形態の一例を示す波形概念図
である。

【図１６】本発明のマウント方法の画像処理における２
次元座標変換情報の実施の形態の一例を示す情報概念図
である。

【図１７】本発明のマウント方法の画像処理における１
辺の重心位置情報の実施の形態の一例を示す情報概念図
である。

【図１８】本発明のマウント方法の画像処理における４
辺の重心位置情報の実施の形態の一例を示す情報概念図
である。

【図１９】本発明のマウント方法の画像処理におけるＢ
ＧＡ（半導体集積回路装置）の重心位置情報の実施の形
態の一例を示す情報概念図である。

【図２０】本発明のマウント方法の画像処理における２
値化領域設定情報の実施の形態の一例を示す情報概念図
である。

【図２１】本発明のマウント方法の画像処理における２
値化領域設定情報の実施の形態の一例を示す情報概念図
である。

【図２２】本発明のマウント方法の画像処理におけるハ
フ変換情報の実施の形態の一例を示す情報概念図であ
る。

【図２３】本発明のマウント方法の画像処理におけるエ
ッジ抽出データの実施の形態の一例を示す波形概念図で
ある。

【図２４】本発明のマウント方法の画像処理におけるＢ
ＧＡのバンプ電極の配列の実施の形態の一例を示す構成
概念図である。

【図２５】本発明のマウント方法に用いるティーチング
手順の実施の形態の一例を示すフローチャートである。

【図２６】本発明のマウント方法の画像処理における照
明光の照射角度の実施の形態の一例を示す試験結果図で
ある。

【図２７】本発明のマウント方法の画像処理における照
明光の照射角度の実施の形態の一例を示す試験結果図で
ある。

【符号の説明】

１ ＢＧＡ（半導体集積回路装置） ２ ＬＥＤ照明（発光源） ３ カメラ ４ 画像処理部 ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ 画像処理プロセッサ ７ Ｄ／Ａ変換器 ８ モニタ ９ 画像メモリ １０ ＣＰＵ １１ Ｉ／Ｏポート １２ プログラムメモリ １３ 画像入力要求 １４ 画像入力 １５ ヒストグラム処理 １６ ２値化 １７ 矩形領域抽出 １８ バンプ電極投影 １９ エッジ検出 ２０ バンプ電極中心位置算出 ２１ １辺の重心位置算出 ２２ ＢＧＡ重心位置算出 ２３ 重心座標転送 ２４ 多値画像 ２５ ２値画像 ２６ 矩形領域 ２７ 投影領域 ２８ 投影データ ２９ エッジ検出しきい値 ３０ エッジ成分 ３１ エッジ位置 ３２ 中心位置 ３３ ２次元座標 ３４ １辺のバンプ電極重心位置 ３５ ４辺のバンプ電極重心位置 ３６ａ 重心位置 ３６ｂ 水平傾斜角度 ３７ 赤色ＬＥＤ ３８ ＸＹ軸ロボット ３９ 背景板 ４０ 吸着ノズル ４１ レンズ ４２ マウンタ ４３ トレイ ４４ 画像認識部 ４５ プリント基板（実装基板） ４６ Ｘ軸最小座標列 ４７ Ｘ軸最大座標列 ４８ Ｙ軸最小座標列 ４９ Ｙ軸最大座標列 ５０ 矩形上面ライン ５１ 矩形下面ライン ５２ 矩形左面ライン ５３ 矩形右面ライン ５４ エッジ境界位置 ５５ 領域算出しきい値 ５６ 荷重平均計算領域始点 ５６ａ マイナス方向 ５７ 荷重平均計算領域終点 ５７ａ プラス方向 ５８ ＢＧＡ形状データ計算 ５９ バンプ電極（外部端子） ６０ 実装部 ６１ 部品収容部 ６２ モニタ ６３ マウンタヘッド ６４ マウンタ本体 ６５ 素子搭載基板 ６５ａ 素子搭載基板裏面（本体裏面） ６６ モールド部 ６７ 照明光 ６８ 光学系 ６９ 反射光 ７０ ＸＹ軸ロボット制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体集積回路装置の外部端子などの被
   検出物に斜めから照明光を照射し、前記照明光によって
   照射された被検出物の画像を取り込んで画像処理するこ
   とにより、前記被検出物の位置を検出することを特徴と
   する位置検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位置検出方法を用いるマ
   ウント方法であって、 前記半導体集積回路装置の外部端子に斜めから照明光を
   照射する工程、 前記照明光によって照射された前記外部端子の画像を取
   り込んで画像処理する工程、 前記画像処理によって前記外部端子の位置を検出する工
   程、 前記外部端子の位置の検出結果に基づいて前記半導体集
   積回路装置の位置を補正する工程、 前記半導体集積回路装置をプリント基板などの実装基板
   に実装する工程を含むことを特徴とするマウント方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のマウント方法であって、
   前記半導体集積回路装置の外部端子が球形のバンプ電極
   であり、前記画像処理を行う際に、前記半導体集積回路
   装置の本体裏面に設けられた前記バンプ電極に対して斜
   めから前記照明光を照射することを特徴とするマウント
   方法。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載のマウント方法で
   あって、前記画像処理によって前記半導体集積回路装置
   の重心位置と水平傾斜角度とを求めることにより、前記
   半導体集積回路装置の位置を補正して実装することを特
   徴とするマウント方法。
5. 【請求項５】 請求項２，３または４記載のマウント方
   法であって、前記半導体集積回路装置の外部端子に斜め
   から照明光を照射する際に、前記半導体集積回路装置の
   本体裏面に対して２０°〜４０°の角度で照射すること
   を特徴とするマウント方法。
6. 【請求項６】 半導体集積回路装置の外観の被検査物に
   斜めから照明光を照射し、前記照明光によって照射され
   た前記被検査物の画像を取り込んで画像処理することに
   より、前記半導体集積回路装置の外観を検査することを
   特徴とする半導体集積回路装置の検査方法。