特許 7409178 電子装置の検査装置及び検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】電子装置の検査装置及び検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20231226BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

G01N21/956 A

H01L21/66 R

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020047229

(22)【出願日】2020-03-18

(65)【公開番号】P2021148532

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】押本 敦

【審査官】横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２１５７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１２３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１３２６３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３６１７８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－１９０７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２２８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７１１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７６０７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６４ － Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子素子と基板との接合部の画像を撮像する撮像機構と、
前記撮像機構の光軸方向に対して斜方から前記接合部を照明する斜方照明と、
前記斜方照明を用いて前記撮像機構が撮像した斜方照明画像の中で、輝度が所定値以上である反射領域を特定し、前記反射領域に基づいて、前記接合部における、くびれの有無を判定する画像処理機構と、
を有する特徴とする電子装置の検査装置。

【請求項2】

前記画像処理機構は、前記接合部における前記反射領域に、前記電子素子と前記基板を結ぶ方向における分断があるか否かに基づいて前記くびれの有無を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置の検査装置。

【請求項3】

前記画像処理機構は、前記くびれの有無に基づいて前記接合部の良否を判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置の検査装置。

【請求項4】

前記画像処理機構は、前記接合部における前記反射領域の輝度重心座標に、さらに基づいて前記接合部の良否を判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子装置の検査装置。

【請求項5】

前記画像処理機構は、
前記斜方照明画像における、隣接する前記接合部間の反射に基づいて、前記接合部間のブリッジの有無を判定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子装置の検査装置。

【請求項6】

開口を有し、凹面を前記接合部に向けて配されたドームをさらに備え、
前記斜方照明は、前記ドームの凹面から前記接合部を照明するように配され、
前記撮像機構は、前記開口から前記接合部を撮像するように配されていることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子装置の検査装置。

【請求項7】

前記接合部が配置された接合面と垂直な方向を軸として、前記電子装置を回転させる回転機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子装置の検査装置。

【請求項8】

撮像機構の光軸方向に対して斜方から電子素子と基板との接合部を照明する斜方照明で前記接合部を照明して斜方照明画像を撮像し、
前記斜方照明画像の中で輝度が所定値以上である反射領域を特定し、
前記反射領域に基づいて、前記接合部における、くびれの有無を判定する
ことを特徴とする電子装置の検査方法。

【請求項9】

前記接合部における前記反射領域に、前記電子素子と前記基板を結ぶ方向における分断があるか否かに基づいて前記くびれの有無を判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の電子装置の検査方法。

【請求項10】

撮像機構の光軸方向に対して斜方から電子素子と基板との接合部を照明する斜方照明で前記接合部を照明して斜方照明画像を撮像するように前記斜方照明と前記撮像機構とを制御するステップと、
前記斜方照明画像の中で輝度が所定値以上である反射領域を特定するステップと、
前記反射領域に基づいて、前記接合部における、くびれの有無を判定するステップと、
を電子装置の検査装置に実行させることを特徴とする電子装置の検査装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子装置の検査装置及び検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フリップチップ実装技術を用いたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等における半導体チップ接合部の検査として、テスト用の半導体チップを接合した後、該半導体チップを取り外して接合箇所を目視検査する方法が一般的に実施されている。

【0003】

また、近年では、Ｘ線、赤外線、超音波等を検査対象の半導体チップに照射し、半導体のシリコン、配線部、接合部のそれぞれの透過特性の違いによって形成される透過画像の特長により欠陥の有無を検知する手段が考えられている。電子装置における電子素子の接合部における検査方法又は検査装置は、例えば特許文献１～特許文献４に開示されている。

【0004】

特許文献１に記載の電子部品の接合部の検査方法においては、赤外線を透過する材料からなる部品本体を備える電子部品を使用する。そして、部品本体に赤外線を透過させながら、部品本体とパッド電極との界面において反射した赤外線に基づいて金属間化合物の生成状態を評価することによって、接合部の良否を判定する。

【0005】

特許文献２に記載の表面実装部品半田付外観検査方法においては、画像取り込みの手段としてハロゲン照明とカメラとファイバースコープとを一体に取付けた光学系のシステムを用いる。そして、ファイバースコープの先端より外観検査の対象物へハロゲン照明を照射し、その反射光をファイバースコープの先端よりカメラに取り込み、その画像処理により良否の判定を行っている。

【0006】

特許文献３に記載の半導体装置の検査方法は、ＢＧＡパッケージを基板に実装した際に、基板の電極と接続されるＢＧＡパッケージのハンダボールの接合部の間隙に光線を照射する。そして、光線を受光素子により受光する工程と、光線を受光素子により受光することによってハンダボールの接合部のショートや位置ずれを判断する工程とを含む。

【0007】

特許文献４に記載の物体形状検査装置は、移動ステージを有し、ウエハ上のバンプを所定位置に順次設定し、上面からバンプを撮像した映像信号を画像処理することによりバンプの判定を行ないバンプの形状検査をする。この物体形状検査装置は、検査対象物に対する照射角度が異なるように配置され、所要の検査項目に合わせ切換え点灯される複数の照明手段と、該照明手段により照明されたバンプを撮像し、映像信号を出力する撮像手段とを有する。また画像処理判定手段を有し、画像処理手段は、入力される映像信号をディジタル化したデータと、あらかじめ記憶した基準データと比較し、記憶した所要の検査項目ごとに処理、判定し、検査結果データを出力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００１－０６０６０５号公報

【文献】特開平０６－０９４４２９号公報

【文献】特開２００６－０４１１６７号公報

【文献】特開２０００－１３１０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

【0010】

テスト用の半導体チップを接合した後に取り剥がす検査方法では、検査時には欠陥が見つからなかったとしても、実際の製造工程において欠陥が発生しないという保証は得られない。また、この方法は、接合した半導体チップを取り剥がすという破壊手段を伴うので、近年の全数検査の要求に合う方法ではない。

【0011】

Ｘ線や赤外線を用いる検査方法では、Ｘ線や赤外線は金属をほとんど透過しないので、この検査方法は、配線密度の高い近年の半導体チップの接合検査には適用しにくい。また、特許文献１に記載の電子部品の接合部の検査方法においては、部品本体に赤外線を透過する材料を用いなければならないという制約も生じる。超音波を用いる検査方法では、検査対象を水中に沈めることが必要となる上、その検査時間が１分から数分程度とかかるので、全数検査が困難という問題点がある。

【0012】

特許文献２においては、接合部の撮像手段の技術は開示されているが、判定方法に関する技術は開示されていない。また、特許文献２に記載の表面実装部品半田付外観検査方法においては、１回の撮像で検査できる接合部の数はファイバースコープの視野を考えると数個程度である点、及び照明が同軸落射照明に限られることから、その効果が定かではない点に問題がある。

【0013】

特許文献３に記載の半導体装置の検査方法においては、受光素子は、検査対象であるＢＧＡパッケージを挟んで光源とは反対側に配置されている。そのため、光路上に複数の、ハンダボールが存在すると、個々の接合の良否を判定できないという点に問題がある。

【0014】

特許文献４に記載の物体形状検査装置は、基板に接合する前のウエハ上のバンプの検査をするものであり、基板に接合した後の接合部の形状は検査することができない。特に、特許文献４に記載の物体形状検査装置は、バンプ上面からの画像によりバンプの良否を判定するものであり、基板との接合部の良否について判定することはできない。

【0015】

本発明の目的は、電子素子接合部の良否検査を容易にする電子装置の検査装置及び検査方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

電子装置の検査装置は、電子素子と基板との接合部の画像を撮像する撮像機構と、撮像機構の光軸方向に対して斜方から接合部を照明する斜方照明と、を有する。また、斜方照明を用いて撮像された斜方照明画像に基づいて接合部の良否を判定する画像処理機構とを備える。画像処理機構は、斜方照明画像における反射領域を特定する。そして、反射領域に基づいて、接合部における、くびれの有無を判定し、くびれの有無に基づいて接合部の良否を判定する。

【発明の効果】

【0017】

本発明の効果は、電子素子接合部の良否検査を容易にする電子装置の検査装置及び検査方法を提供できることである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電子装置の検査装置のブロック図。

【図2】本発明の第２実施形態に係る電子装置の検査装置の概略構成図。

【図3】斜方照明の正面、上面及び側面を示す概略三面図。

【図4】図３とは別形態の斜方照明の正面、上面及び側面を示す概略三面図。

【図5】本発明の第２実施形態に係る電子装置の検査装置の動作を説明するためのフローチャート。

【図6】撮像機構の視野領域の一例を示す電子装置の概略部分平面図。

【図7】良好な接合部の形状を示す接合部の概略平面図。

【図8】斜方照明画像における良好な接合部の反射領域を示す接合部の概略平面図。

【図9】不良な接合部（未溶融又は這い上がり不良）の形状を示す接合部の概略平面図。

【図10】斜方照明画像における不良な接合部（未溶融又は這い上がり不良）の反射領域を示す接合部の概略平面図。

【図11】不良な接合部（吸い上がり不良）の形状を示す接合部の概略平面図。

【図12】斜方照明画像における不良な接合部（吸い上がり不良）の反射領域を示す接合部の概略平面図。

【図13】本発明の第２実施形態に係る電子装置の検査装置の動作の一実施形態を説明するためのフローチャート。

【図14】本発明の第３実施形態に係る電子装置の検査装置の概略平面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

【0020】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の電子装置の検査装置１００００の構成を示すブロック図である。電子装置の検査装置１００００は、撮像機構１０００と、斜方照明２０００と、画像処理機構３０００とを有する。

【0021】

撮像機構１０００は、電子素子と基板との接合部の画像を撮像する。斜方照明２０００は、撮像機構１０００の光軸方向に対して斜方から接合部を照明する。

【0022】

画像処理機構３０００は、斜方照明２０００を用いて撮像された斜方照明画像に基づいて接合部の良否を判定する。画像処理機構３０００は、斜方照明画像における反射領域を特定する。そして、反射領域に基づいて、接合部における、くびれの有無を判定し、くびれの有無に基づいて前記接合部の良否を判定する。

【0023】

上記した本実施形態の電子装置の検査装置によれば、斜方照明を用いることにより、接合部の輪郭を明確にして画像を撮像することができる。このため、電子素子接合部のくびれが容易に検出できる。そして、くびれの有無に基づいて電子素子接合部の良否検査を容易に行うことができる。

【0024】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る電子装置の検査装置について説明する。図２に、本発明の第１実施形態に係る電子装置の検査装置の概略構成図を示す。電子装置の検査装置１は、ステージ部１０と、照明部１１と、撮像部１２と、判定部１３と、を備える。

【0025】

ステージ部１０は、被検査体である電子装置２０を搭載する搭載ステージ１０１と、搭載ステージを１０１所定の角度に軸回転させる回転機構１０２とを有する。また、撮像部１２に対する位置及び距離を調節するように搭載ステージ１０１を平面方向に移動させる移動機構１０３と、回転機構１０２及び移動機構１０３を制御する機構制御部１００と、を有する。ステージ部１０は、焦点合わせや撮像領域の設定のために、撮像部１２に対する電子装置２０の位置を調節する。

【0026】

照明部１１は、斜方照明１１１と、落射照明１１２と、斜方照明１１１及び落射照明１１２を制御する照明制御部１１０と、を有する。被検査体である電子装置２０に対して、斜方照明１１１は撮像部１２の光軸に対する斜方照明光となり、落射照明１１２は撮像部１２の光軸に対する同軸照明光となる。

【0027】

図３に、斜方照明の正面、上面及び側面を示す概略三面図を示す。斜方照明１１１は、中央部分に開口１１１ｂを有し、半球殻状である。また、斜方照明１１１は、凹面（半球の内面）が被検査体に向いているドーム１１１ａと、ドーム１１１ａの凹面に配された少なくとも１つの第１光源１１１ｃと、を有する。ドーム１１１ａ及び第１光源１１１ｃは、電子装置２０の接合部を照射するドーム照明を構成する。このドーム照明は、電子装置２０の接合部の輪郭を抽出するために、撮像機構１２２及び光学系１２１の光軸に対して斜方照明となっている。ドーム照明としては、第１光源１１１ｃとして複数の小型の発光体（例えばＬＥＤ）をドーム１１１ａの凹面（半球殻内部）に（例えば格子状に）配置したダイレクトドーム照明を用いることができる。又は、ドーム１１１ａの凹面に、光を反射ないし拡散する塗料を塗布し、第１光源（例えばＬＥＤ）１１１ｃをドーム１１１ａの凹面に向けて、ドーム１１１ａの凹面によって反射された光によって間接的に電子装置２０を照射する拡散ドーム照明であってもよい。第１光源１１１ｃは、電子装置２０の接合部を照射できるように配置すればよく、例えば、ダイレクトドーム照明においては、第１光源１１１ｃをドーム１１１ａの凹面に沿って円弧状に、かつ電子装置２０を指向して発光するように配置すると好ましい。斜方照明１１１により、撮像部１２の光軸に対して接合部の側方から照明することができる。これにより、接合部の輪郭が明確になり、外形やくびれの有無を判定することができる。

【0028】

図４に、図３とは別形態の斜方照明の正面、上面及び側面を示す概略三面図を示す。図３に示す形態においては、ドームの凹面全面に第１光源を配置したが、電子装置２０の接合部の照射に影響のない位置であれば第１光源を配置しなくてもよい。例えば、ダイレクトドーム照明において、図３に示すドーム１１１ａのうち電子装置の接合部の照射に影響しない上部と下部において第１光源２１１ｃを配置しないような形態としてもよい。すなわち、図４に示すような、上部と下部に凹面がないドーム２１１ａのような形状に第１光源２１１ｃを配置する形態のものを使用してもよい。

【0029】

落射照明１１２は、第２光源（不図示）を有し、ドーム１１１ａの開口１１１ｂから電子装置２０の接合部を照明できるように配されている。例えば、落射照明１１２は、撮像部１２の光軸と落射照明１１２の光軸とを一致させるように配置されている。落射照明１１２により、撮像部１２の光軸を接合部の正面に合わせることが容易になるため、撮像の位置決めを容易に行うことができる。

【0030】

照明制御部１１０は、斜方照明１１１及び落射照明１１２のＯＮ／ＯＦＦ、各照明の出力（照度）等を制御する。

【0031】

撮像部１２は、斜方照明１１１の開口１１１ｂから電子装置２０の接合部を撮像できるようになっている。そのために、光学系１２１及び撮像機構１２２と、光学系１２１及び撮像機構１２２を制御するカメラ制御部１２０と、撮像機構１２２が撮像した画像を記憶する画像記憶部１２３と、を有する。光学系１２１と撮像機構１２２は連結されている。落射照明１１２は、撮像機構１２２の光軸と落射照明１１２の光軸とが一致するように、光学系１２１に接続されている。

【0032】

判定部１３は、撮像機構１２２が撮像した画像から電子装置２０の接合部を抽出し、接合部の良否を判定する画像処理部１３０を有する。画像処理部１３０は、以下において説明するような接合部の反射領域に基づいて、接合部の良否を判定する。例えば、画像処理部１３０は、反射領域が基板側と電子素子側に分断されているか否かによって接合部のくびれの有無を判定し、くびれの有無によって接合部の良否を判定することができる。また、画像処理部１３０は、接合部間のブリッジの有無を判定することができる。

【0033】

次に、図２に示す本発明の第１実施形態に係る電子装置の検査装置の動作の一実施形態について説明する。図５に、本発明の第１実施形態に係る電子装置の検査装置の動作の一実施形態を説明するためのフローチャートを示す。被検査体は、例えば、電子素子２０２（例えばベアチップ）を基板２０１にフリップチップ実装した電子装置２０であり、被検査部分は、電子装置２０における電子素子２０２と基板２０１との接合部である。以下の説明においては、電子装置２０において、基板２０１が下側、電子素子２０２が上側になっているものとする。

【0034】

まず、搭載ステージ１０１上に被検査体である電子装置２０を供給する（Ｓ１）。ステージ部１０により電子装置２０の搭載が検知されると（Ｓ２）、機構制御部１００により移動機構を作動させ、搭載ステージ１０１を移動させて、電子装置２０を、最初に検査する電子装置２０の辺の検査位置に移動させる（Ｓ３）。次に、この辺の中で最初に検査する接合部の検査位置に電子装置２０を移動する（Ｓ４）。次に、この結合部の検査を行う（Ｓ５）。このフローチャートでは、検査の内容は定義済み処理として扱い、詳細は後述する。検査対象の接合部の検査を完了したら、検査対象の位置が辺の端に達したか判定する（Ｓ６）。辺の端に達していない、すなわち、その辺に、まだ検査対象の接合部が残っている場合には（Ｓ６＿Ｎｏ）、隣の接合部の検査位置に、電子装置２０を移動させ（Ｓ７）Ｓ５に戻り検査を行う。一方、検査が完了した接合部が、その辺の端に達した場合は（Ｓ６＿Ｙｅｓ）、未検査の辺があるか判定する（Ｓ８）。未検査の辺がある場合は（Ｓ８＿Ｙｅｓ）、ステージを、例えば９０度回転させて（Ｓ９）、次の辺が検査できる位置に、電子装置２０を配置する。そして、Ｓ４に戻り、その辺にある接合部の検査を行う。一方、未検査の辺がない、すなわち全ての辺の検査を完了したら（Ｓ８＿Ｎｏ）、終了する。終了したら、例えば、搭載ステージ１０１を初期の位置に戻しても良い。

【0035】

次に接合部の検査について説明する。検査においては、まず検査対象の接合部が、撮像機構１２２の視野領域に入るようにステージ１０１の位置を調整する。図６は、電子素子２０２の一辺の左端２０２ａを撮像した例を示す概略部分平面図である。撮像機構１２２の位置調整が完了したら、撮像機構のフォーカスを接合部２０３に合わせる。フォーカス調整は、ステージ１０１の移動、撮像機構１２２のフォーカス調整のいずれか、あるいは両方を用いて行うことができる。

【0036】

次に、照明制御部１１０により、斜方照明１１１を点灯させて、所定の明るさに設定する。次に、斜方照明１１１のみの照明によって（落射照明１１２を使用せずに）電子装置２０の接合部２０３を含む画像（以下「斜方照明画像」という）をカメラ制御部１２０により撮像機構１２２で撮像する。斜方照明画像の撮像が終了したら斜方照明１１１による照明も終了する。なお、斜方照明画像は、斜方照明１１１の明るさ等の条件を変えて、複数枚撮像してもよい。斜方照明画像は、画像記憶部１２３に格納される。

【0037】

次に斜方照明画像に対して検査領域を設定する。検査領域２０５の設定は、例えば、電子装置２０の実装設計情報に基づいて、少なくとも１つの接合部が入るように行う。図６の例では、接合部２０３における上下方向の中心線２０４を基準として、接合部２０３（特に電子素子２０２のバンプに相当する部分）を含む所定の大きさの領域を少なくとも１つ抽出し、この抽出領域を検査領域２０５としている。

【0038】

接合部２０３間のブリッジの有無を検査する場合には、接合部２０３間の領域を検査領域２０５とする。１つの撮像領域（斜方画像）に複数の接合部２０３及び接合部２０３間領域が含まれている場合、できる限り多くの接合部２０３ないし接合部２０３間領域を検査領域２０５として抽出すると良い。

【0039】

次に、撮像された画像と接合部の状態との関係について説明する。図７は、良好な接合部２０３の形状を表す概略平面図である。接合部２０３が電子素子２０２に形成された球形のバンプと基板２０１に形成された予備ハンダとの接合によって形成されている。この場合、良好な接合部２０３は、接合工程において基板２０１の予備ハンダが溶融し、電子素子２０２のバンプに這い上がることによって形成される。したがって、良好な接合部２０３の形状は、くびれのない樽形状又は円柱形状となる。

【0040】

斜方照明１１１は撮像機構１２２の光軸に対し斜めに、接合部に光を照射する。図８に、斜方照明画像における良好な接合部の反射領域を示す接合部の概略平面図を示す。図８においては、反射領域を白、暗い部分をハッチングで示している。

【0041】

反射領域を画像内で所定値より輝度の高い領域と定義すると、斜方照明画像においては、図８に示すように、反射領域２０３ａは、接合部２０３の内側になり、接合部２０３の輪郭周辺部分２０３ｂは暗部となる。したがって、斜方照明画像において、反射領域２０３ａが、接合部２０３の広い範囲に連続して存在している場合には、接合部を良好と判定することができる。

【0042】

図９に、不良な接合部２０７の形状の一例の概略平面図を示す。このような不良は、予備ハンダの未溶融（未溶融不良）や不十分な予備ハンダの這い上がり（這い上がり不良）によって生じる。図９の例では、不良な接合部２０７は、くびれ２０７ｃを有する形状となっている。図１０に、斜方照明画像における不良な接合部２０７の反射領域２０７ｂの概略平面図を示す。図１０においては、各照明からの反射領域２０７ａを白、輪郭周辺部分２０７ｂの暗部をハッチングで示している。斜方照明画像においては、図１０に示すように、反射領域２０７ａは、接合部２０７のくびれ２０７ｃを境に上下に分断された形状となっている。すなわち、斜方照明画像において、反射領域２０７ａに上下の分断がある場合には、くびれがあると判定し、接合部を不良と判定することができる。なお、反射領域２０７ａの分断は、輝度分布をグラフ化したときに、輝度が閾値より低い領域の幅が所定位置以上であることをもって検出することができる。

【0043】

図１１に、図９とは別の態様の不良な接合部の概略平面図を示す。図１１の接合部２０８では、接合部２０８と基板２０１の間に予備ハンダのない隙間ができてしまっている。このような不良は、例えば、基板２０１の予備ハンダの粘度が低かったり、その量が少なかったりした場合に、溶融した予備ハンダが電子素子２０２のバンプ側に完全に吸い取られてしまうことによって生じる（吸い上がり不良）。図１２に、斜方照明画像における不良な接合部２０８と反射領域２０８ａを示す。図１２では、反射領域２０８ａを白、輪郭周辺部分２０６をハッチングで表している。この場合、不良な接合部２０８は、接合部２０８の下端（基板２０１側の端部）が基板２０１と接していない状態となっている。この時、反射領域２０８ａの輝度重心は、良好な接合部に比べて電子素子２０２寄りとなる。したがって、輝度重心座標が所定の範囲から外れていることをもって、この不良を検出することができる。所定の範囲は、例えば電子素子２０２と基板２０１とのギャップの中央を基準にして定めることができる。なお、反射領域の重心座標は、例えば反射領域を画素に分割して、画素の座標の全平均を取ることによって得ることができる。そして、この輝度重心の座標が、所定の範囲より上方であれば、予備ハンダがバンプに吸い上げられた吸いあがり不良と判定することができる。逆に重心座標が基準範囲より下にある場合は、接合部２０８が電子素子から脱落していることを意味する。したがって、このように、重心位置についての規格を定めておき、規格を満足しない場合は、未接続の不良があると判定することができる。

【0044】

また接合不良には、ある接合部と隣の接合部とがハンダによってショートされるブリッジがある。ブリッジの検出は、例えば、隣接する接合部間に、所定面積以上の反射領域が存在するかを検出することで行うことができる。反射領域が存在すれば、ブリッジ有りと判断するようにすればよい。なお、接合部間のブリッジの有無を検査する場合には、接合部間の領域を検査領域として設定すればよい。

【0045】

図１３は、以上に説明した検査の動作を示すフローチャートである。この処理は、図５のフローチャートのＳ５「接合部を検査」の詳細動作である。

【0046】

まず斜方照明で接合部を照明し、斜方照明画像を撮像する（Ｓ５０１）。次に、各画像から検査領域を抽出する（Ｓ５０２）。次に、抽出した検査領域の接合部の画像の反射領域に上下の分断があるか判定する（Ｓ５０３）。上下の分断があった場合は（Ｓ５０３＿Ｙｅｓ）、くびれ有りと判定し（Ｓ５０４）、接合不良と判定して（Ｓ５１０）終了する。一方、分断がなかったら（Ｓ５０３＿Ｎｏ）、Ｓ５０５に進む。

【0047】

Ｓ５０５では、輝度重心が規格内であるか判定する。ここで規格内でなかった場合は（Ｓ５０５＿Ｎｏ）、未接続ありと判定し（Ｓ５０６）、接合不良と判定して（Ｓ５１０）終了する。一方、輝度重心位置が規格内であった場合は（Ｓ５０５＿Ｙｅｓ）、Ｓ５０７に進む。

【0048】

Ｓ５０７では、抽出した検査領域の中の、隣接する２つの接合部の間に反射領域があるか判定する。ここで、反射領域があったら（Ｓ５０７＿Ｙｅｓ）、ブリッジ有りと判定し（Ｓ５０８）、接合不良と判定して（Ｓ５１０）終了する。一方、接合部の間に反射領域がなかったら（Ｓ５０７＿Ｎｏ）、接合良品と判定し終了する（Ｓ５０９）。

【0049】

以上のような動作により、本実施形態の電子装置の検査装置は接合部の接合不良を検出することができる。なお上記のフローチャートでは、反射領域における分断の有無の判定、輝度重心位置が規格を満たすかの判定、接合部間における反射領域の有無の判定を、この記載の順に行ったが、これらの判定の順番は順不同でよい。また斜方照明画像の撮像、落射照明画像の撮像に続けて、接合部の良否判定を行う動作として説明したが、撮像だけを先に行い、画像の検査をまとめて行う動作としても良い。

【0050】

以上説明したように、本実施形態によれば、斜方照明と同軸照明とを併用することにより、接合部の良否判定を容易に実施することができる。そして、良否判定の精度を高めることができる。

【0051】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る電子装置の検査装置について説明する。第２実施形態においては、回転機構により電子装置を回転させて、各方向から接合部を検査した。本実施形態においては、検査装置は、回転機構を有さず、電子装置を移送する際に各方向から検査を実施する。図１４に、本発明の第３実施形態に係る電子装置の検査装置の概略平面図を示す。

【0052】

検査装置３は、第１～第４ステージユニット３０１，３０４，３０７，３１０と、各ステージユニットに対応する第１～第４撮像ユニット３０２，３０５，３０８，３１１とを有する。また、各ステージユニット間で電子装置２０を搬送する第１～第３コンベア３０３，３０６，３０９を有する。さらに、電子装置２０をステージユニットからコンベアに載せる第１プッシャ（不図示）及び電子装置２０をコンベアからステージユニットに載せる第２プッシャ（不図示）と、を有する。

【0053】

第１～第４ステージユニット３０１，３０４，３０７，３１０は、それぞれ、第１実施形態において説明した搭載ステージと、移動機構と、機構制御部と、を有する。第１～第４ステージユニット３０１，３０４，３０７，３１０は、第１ステージユニット３０１と第２ステージユニット３０４とを結ぶ線と第２ステージユニット３０４と第３ステージユニット３０７とを結ぶ線とが直交するように配されている。また、第１ステージユニット３０１と第２ステージユニット３０４とを結ぶ線と第３ステージユニット３０７と第４ステージユニット３１０とを結ぶ線とが平行となるように配されている。

【0054】

第１～第４撮像ユニット３０２，３０５，３０８，３１１は、それぞれ、第１実施形態において説明した、斜方照明と、落射照明と、照明制御部と、光学系と、撮像機構と、カメラ制御部と、を有する。第１～第４撮像ユニット３０２，３０５，３０８，３１１は、電子装置２０を回転せずに各側面（各辺）を撮像できるように、それぞれ異なる方向を向いている。

【0055】

第２実施形態において説明した画像処理部及び画像記憶部は、第１～第４撮像ユニット３０２，３０５，３０８，３１１に対して一括して処理できるように１つ設けてもよいし、それぞれのユニットに設けてもよい。

【0056】

また、検査装置３は、検査前の電子装置２０を第１ステージユニット３０１に移送するローダ３００及び検査が終了した電子装置２０を排出するアンローダ３１２を設けてもよい。

【0057】

次に、第３実施形態に係る検査装置の動作及び検査方法について説明する。本実施形態のおいては、第１～第４ステージユニット３０１，３０４，３０７，３１０において、それぞれ、電子装置の一側面（一辺）の撮像及び検査を実施し、各ステージユニット間はコンベア３０３，３０６，３０９を用いて電子装置２０を搬送する。したがって、電子装置を回転機構により回転させるのか、それともコンベアにより搬送するか、を除けば、本実施形態に係る検査装置の動作及び検査方法は、第２実施形態と同様である。つまり、１箇所で撮像及び検査するのか、それとも複数個所で撮像及び検査するのかの違いである。

【0058】

本実施形態によれば、被検査体である電子装置２０を回転させることなく、すべての側面（辺）の検査をインラインで行うことができ、また、ラインの構造を単純化することができる。

【0059】

第２実施形態及び第３実施形態においては、被検査体である電子装置２０を移動させた
り回転させたりしたが、撮像部を移動させたり回転させたりするようにしてもよい。

【0060】

上述した第１乃至第３施形態の処理を、コンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。

【0061】

以上、上記の第１乃至第３実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【0062】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
電子素子と基板との接合部の画像を撮像する撮像機構と、
前記撮像機構の光軸方向に対して斜方から前記接合部を照明する斜方照明と、
前記斜方照明を用いて前記撮像機構が撮像した斜方照明画像の中で、輝度が所定値以上である反射領域を特定し、前記反射領域に基づいて、前記接合部における、くびれの有無を判定する画像処理機構と、
を有することを特徴とする電子装置の検査装置。
（付記２）
前記画像処理機構は、前記接合部における前記反射領域に、前記電子素子と前記基板を結ぶ方向における分断があるか否かに基づいて前記くびれの有無を判定する
ことを特徴とする付記１に記載の電子装置の検査装置。
（付記３）
前記画像処理機構は、前記くびれの有無に基づいて前記接合部の良否を判定する
ことを特徴とする付記１または２に記載の電子装置の検査装置。
（付記４）
前記画像処理機構は、前記接合部における前記反射領域の輝度重心座標に、さらに基づいて前記接合部の良否を判定する
ことを特徴とする付記３のいずれかに記載の電子装置の検査装置。
（付記５）
前記画像処理機構は、
前記斜方照明画像における、隣接する前記接合部間の反射に基づいて、前記接合部間のブリッジの有無を判定する
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれか一つに記載の電子装置の検査装置。
（付記６）
開口を有し、凹面を前記接合部に向けて配されたドームをさらに備え、
前記斜方照明は、前記ドームの凹面から前記接合部を照明するように配され、
前記撮像機構は、前記開口から前記接合部を撮像するように配されている
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか一つに記載の電子装置の検査装置。
（付記７）
前記接合部が配置された接合面と垂直な方向を軸として、前記電子装置を回転させる回転機構をさらに備える
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか一つに記載の電子装置の検査装置。
（付記８）
前記画像処理装置は、前記電子装置の設計情報に基づき、前記落射照明画像から検査領域を決定する
ことを特徴とする付記１乃至７のいずれか一つに記載の電子装置の検査装置。
（付記９）
前記撮像機構と、前記斜方照明と、を有する４つの撮像ユニットを有し、
４つの前記撮像ユニットは、それぞれ、異なる方向を向いていることを特徴とする付記１乃至８のいずれか一つに記載の電子装置の検査装置。
（付記１０）
撮像機構の光軸方向に対して斜方から電子素子と基板との接合部を照明する斜方照明で前記接合部を照明して斜方照明画像を撮像し、
前記斜方照明画像の中で輝度が所定値以上である反射領域を特定し、
前記反射領域に基づいて、前記接合部における、くびれの有無を判定する、
ことを特徴とする電子装置の検査方法。
（付記１１）
前記反射領域が分断されているか否かに基づいて前記くびれの有無を判定する
ことを特徴とする付記１０に記載の電子装置の検査方法。
（付記１２）
前記くびれの有無に基づいて前記接合部の良否を判定する
ことを特徴とする付記１０または１１に記載の電子装置の検査方法。
（付記１３）
前記接合部における前記反射領域の輝度重心座標に、さらに基づいて前記接合部の良否を判定する
ことを特徴とする付記１２に記載の電子装置の検査方法。
（付記１４）
前記斜方照明画像における、隣接する前記接合部間の反射に基づいて、前記接合部間のブリッジの有無を判定する
ことを特徴とする付記１０乃至１３のいずれか一つに記載の電子装置の検査方法。
（付記１５）
前記電子装置の設計情報を基づいて、前記斜方照明画像における検査領域を決定する
ことを特徴とする付記１０乃至１４のいずれか一つに記載の電子装置の検査方法。
（付記１６）
撮像機構の光軸方向に対して斜方から電子素子と基板との接合部を照明する斜方照明で前記接合部を照明して斜方照明画像を撮像するように前記斜方照明と前記撮像機構とを制御するステップと、
前記斜方照明画像の中で輝度が所定値以上である反射領域を特定するステップと、
前記反射領域に基づいて、前記接合部における、くびれの有無を判定するステップと、
を電子装置の検査装置に実行させることを特徴とする電子装置の検査装置の制御プログラム。

【符号の説明】

【0063】

１、１００００ 電子装置の検査装置
１０ ステージ部
１１ 照明部
１２ 撮像部
１３ 判定部
２０ 電子装置
１００ 機構制御部
１０１ 搭載ステージ
１０２ 回転機構
１０３ 移動機構
１１０ 照明制御部
１１１ 斜方照明
１１２ 落射照明
１２０ カメラ制御部
１２１ 光学系
１２２ 撮像機構
１２３ 画像記憶部
１３０ 画像処理部
２０１ 基板
２０２ 電子素子
２０３ 接合部
２０５ 検査領域
２０７、２０８ 不良な接合部
２０７ｃ くびれ
１０００ 撮像機構
２０００ 斜方照明

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】