半导体检査装置以及半导体装置的检査方法

摘要

实施方式主要涉及半导体检査装置以及半导体装置的检査方法。半导体检査装置具备：光源，向半导体封装照射检查光，半导体封装具有将半导体芯片封固的封固部和第1引脚，封固部具有上表面、下表面、第1侧面、以及与第1侧面对置的第2侧面，第1引脚从封固部的第1侧面向第1方向延伸，第1引脚具有第1宽幅部和第1窄幅部，第1宽幅部位于第1侧面与第1窄幅部之间；摄像装置，与光源之间夹着半导体封装而被设置，对第1引脚的第1图像进行摄像；第1计算部，根据第1图像，计算位于第1引脚的第1窄幅部的一侧的第1缺口区域的第1面积、以及位于第1窄幅部的另一侧的第2缺口区域的第2面积；以及第2计算部，计算第1面积与第2面积的比率。

说明书

关联申请

本申请享受以日本专利申请2019－167626号(申请日：2019年9月13日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请，包含基础申请的全部内容。

技术领域

实施方式主要涉及半导体检査装置以及半导体装置的检査方法。

背景技术

有为了提高半导体封装的引脚与电路基板的接合特性而在引脚的前端设置缺口区域的所谓可润湿侧翼(wettable flank)构造。可润湿侧翼构造通过在引脚的前端设置缺口区域，提高引脚前端的焊料的润湿性。通过提高引脚前端的焊料的润湿性，提高焊接的接合特性。为了实现稳定的接合特性，缺口区域的形状需要形成为期望的形状。因而，需要在半导体封装的外观检査中能够适当管理引脚的前端的缺口区域的形状的检査装置。

发明内容

实施方式提供能够适当管理引脚的形状的半导体检査装置以及半导体装置的检査方法。

实施方式的半导体检査装置具备：光源，向半导体封装照射检查光，半导体封装具有将半导体芯片封固的封固部和第1引脚，封固部具有上表面、下表面、第1侧面、以及与第1侧面对置的第2侧面，上述第1引脚从上述封固部的第1侧面向第1方向延伸，上述第1引脚具有第1宽幅部和第1窄幅部，上述第1宽幅部位于上述第1侧面与上述第1窄幅部之间；摄像装置，与光源之间夹着半导体封装而被设置，对上述第1引脚的第1图像进行摄像；第1计算部，根据第1图像，计算位于第1引脚的第1窄幅部的一侧的第1缺口区域的第1面积、以及位于第1窄幅部的另一侧的第2缺口区域的第2面积；以及第2计算部，计算第1面积与第2面积的比率。

附图说明

图1是实施方式的半导体检査装置的框图。

图2A～图2B是作为实施方式的检査对象的半导体封装的示意图。

图3A～图3B是实施方式的第1引脚以及第2引脚的放大俯视图。

图4是实施方式的摄像部的示意图。

图5A～图5B是由实施方式的摄像部拍摄的图像的一例的示意图。

图6A～图6B是由实施方式的摄像部拍摄的图像的一例的示意图。

图7A～图7B是由实施方式的摄像部拍摄的图像的一例的示意图。

具体实施方式

本说明书中，对于相同或类似的部件附加相同的附图标记，并有省略重复说明的情况。

实施方式的半导体检査装置具备：光源，向半导体封装照射检查光，半导体封装具有将半导体芯片封固的封固部和第1引脚，封固部具有上表面、下表面、第1侧面、以及与第1侧面对置的第2侧面，第1引脚从封固部的第1侧面向第1方向延伸，第1引脚具有第1宽幅部和第1窄幅部，第1宽幅部位于第1侧面与第1窄幅部之间；摄像装置，与光源之间夹着半导体封装而被设置，对第1引脚的第1图像进行摄像；第1计算部，根据第1图像，计算位于第1引脚的第1窄幅部的一侧的第1缺口区域的第1面积、以及位于第1窄幅部的另一侧的第2缺口区域的第2面积；以及第2计算部，计算第1面积与第2面积的比率。

实施方式的半导体检査装置用于半导体封装的外观检査，特别用于具有可润湿侧翼构造的引脚的外观检査。

图1是实施方式的半导体检査装置的框图。

实施方式的半导体检査装置100具备摄像部101、第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105、第5计算部106、存储部107、判定部108以及输出部109。摄像部101、第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105、第5计算部106、存储部107、判定部108、以及输出部109相互通过有线或无线而连接，能够相互或单向传递信息。

图2A～图2B是作为实施方式的检査对象的半导体封装的示意图。图2A是侧视图，图2B是俯视图。

半导体封装10具有半导体芯片11、封固部12、多个第1引脚13以及多个第2引脚14。

半导体芯片11例如是使用了半导体的晶体管或二极管。

封固部12具有上表面12a、下表面12b、第1侧面12c以及第2侧面12d。下表面12b与上表面12a对置。第2侧面12d与第1侧面12c对置。

封固部12将半导体芯片11进行封固。封固部12包围半导体芯片11。封固部12例如是树脂。封固部12例如是环氧树脂。

多个第1引脚13从封固部12的第1侧面12c向侧方延伸。第1引脚13沿第1方向延伸。第1引脚13在第2方向上排列配置。

多个第2引脚14从封固部12的第2侧面12d向侧方延伸。第2引脚14沿与第1方向相反的方向延伸。第2引脚14在第2方向上排列配置。

图3A～图3B是实施方式的第1引脚以及第2引脚的放大俯视图。图3A是第1引脚13的俯视图，图3B是第2引脚14的俯视图。

第1引脚13具有宽幅部13a(第1宽幅部)和窄幅部13b(第1窄幅部)。宽幅部13a位于窄幅部13b与第1侧面12c之间。窄幅部13b位于第1引脚13的前端部。

第1引脚13具有缺口区域13x(第1缺口区域)以及缺口区域13y(第2缺口区域)。缺口区域13x位于窄幅部13b的一侧。缺口区域13y位于窄幅部13b的另一侧。缺口区域13x位于窄幅部13b的第2方向。缺口区域13y位于窄幅部13b的与第2方向相反的方向。第1引脚13在前端部的左右具有缺口区域。

缺口区域13x以及缺口区域13y是在利用模具来加工第1引脚13时被切掉的区域。

第1引脚13具有所谓的可润湿侧翼构造。在将半导体封装10通过焊接而安装到电路基板时，在第1引脚13的缺口区域13x以及缺口区域13y形成焊料的角焊(fillet)，由此提高焊接的接合特性。

第2引脚14具有宽幅部14a(第2宽幅部)和窄幅部14b(第2窄幅部)。宽幅部14a位于窄幅部14b与第2侧面12d之间。窄幅部14b位于第2引脚14的前端部。

第2引脚14具有缺口区域14x(第3缺口区域)以及缺口区域14y(第4缺口区域)。缺口区域14x位于窄幅部14b的一侧。缺口区域14y位于窄幅部14b的另一侧。缺口区域14x位于窄幅部13b的第2方向。缺口区域14y位于窄幅部14b的与第2方向相反的方向。第2引脚14在前端部的左右具有缺口区域。

缺口区域14x以及缺口区域14y是在利用模具来加工第2引脚14时被切掉的区域。

第2引脚14与第1引脚13同样具有所谓的可润湿侧翼构造。

图4是实施方式的摄像部的示意图。摄像部101具备筒夹20、光源21、光源22、透镜23、CCD相机24(摄像装置)。

摄像部101从与半导体封装10的上表面12a以及下表面12b垂直的方向拍摄第1引脚13。图4中，例如，上表面12a是半导体封装10的上侧的面，下表面12b是半导体封装10的下侧的面。

筒夹20吸附并支承半导体封装10。

光源21设置于半导体封装10的上表面12a侧且第1侧面12c一侧。图4中，第1侧面12c是半导体封装10的右侧的侧面。光源21向第1引脚13照射照明光。照明光是检査光。

光源22设置于半导体封装10的上表面12a侧且第2侧面12d一侧。图4中，第2侧面12d是半导体封装10的左侧的侧面。光源22向第2引脚14照射照明光。照明光是检査光。

光源21以及光源22例如是白色发光二极管。光源21以及光源22是背光灯。

透镜23放大由光源21照明的第1引脚13的轮廓像。此外，透镜23放大由光源22照明的第2引脚14的轮廓像。

CCD相机24在光源21以及光源22之间夹着半导体封装10而设置。CCD相机24拍摄由透镜23放大后的第1引脚13的轮廓像(第1图像)。此外，CCD相机24拍摄由透镜23放大后的第2引脚14的轮廓像(第2图像)。CCD相机24例如将第1引脚13的轮廓像以及第2引脚14的轮廓像同时拍摄。

图5A～图5B是由实施方式的摄像部拍摄的图像的一例的示意图。图5A是第1引脚13的轮廓像的一例。图5B是第2引脚14的轮廓像的一例。

第1计算部102根据由摄像部101拍摄的第1引脚13的轮廓像，计算缺口区域13x(第1缺口区域)的第1面积A1。此外，第1计算部102根据第1引脚13的轮廓像，计算缺口区域13y(第2缺口区域)的第2面积A2。

此外，第1计算部102根据由摄像部101拍摄的第2引脚14的轮廓像(第2图像)，计算缺口区域14x(第3缺口区域)的第3面积A3。此外，第1计算部102根据第2引脚14的轮廓像，计算缺口区域14y(第4缺口区域)的第4面积A4。

第2计算部103根据由第1计算部102计算出的第1面积A1和第2面积A2，计算第1面积A1与第2面积A2的第1比率(A1/A2)。此外，第2计算部103根据由第1计算部102计算出的第3面积A3和第4面积A4，计算第3面积A3与第4面积A4的第2比率(A3/A4)。

第3计算部104计算第1面积A1与第2面积A2的第1和S1＝A1+A2。此外，第3计算部104计算第3面积A3与第4面积A4的第2和S2＝A3+A4。第3计算部104进而计算第1和S1与第2和S2的第3比率(S1/S2)。

图6A～图6B是由实施方式的摄像部拍摄的图像的一例的示意图。图6A是第1引脚13的轮廓像的一例。图6B是第2引脚14的轮廓像的一例。

第4计算部105根据由摄像部101拍摄的第1引脚13的轮廓像，计算宽幅部13a(第1宽幅部)的第2方向的第1宽度w1和窄幅部13b(第1窄幅部)的第2方向的第2宽度w2。此外，第4计算部105根据由摄像部101拍摄的第2引脚14的轮廓像，计算宽幅部14a(第3宽幅部)的第2方向的第3宽度w3和窄幅部14b(第3窄幅部)的第2方向的第4宽度w4。

此外，第4计算部105根据第1引脚13的轮廓像，计算宽幅部13a和窄幅部13b的第2方向的第1位置偏离量Δx1。此外，第4计算部105根据第2引脚14的轮廓像，计算宽幅部14a和窄幅部14b的第2方向的第2位置偏离量Δx2。

图7A～图7B是由实施方式的摄像部拍摄的图像的一例的示意图。图7A是第1引脚13的轮廓像的一例。图7B是第2引脚14的轮廓像的一例。

第5计算部106根据由摄像部101拍摄的第1引脚13的轮廓像，计算窄幅部13b(第1窄幅部)的第1方向的第1长度L1。此外，第5计算部106根据由摄像部101拍摄的第2引脚14的轮廓像，计算窄幅部14b(第3窄幅部)的第1方向的第2长度L2。

第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105、第5计算部106例如由硬件和软件的组合构成。

存储部107例如存储由第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105、以及第5计算部106计算出的计算结果。此外，存储部107例如存储用于判定由第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105、以及第5计算部106计算出的计算结果的良好与否的阈值。存储部107例如是半导体存储器。

判定部108将由第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105以及第5计算部106计算出的计算结果与存储在存储部107中的规定阈值进行比较，判定半导体封装10的良好与否。在由第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105以及第5计算部106计算出的计算结果偏离了存储在存储部107中的规定阈值的情况下，判定部108将半导体封装10判定为不良品。

判定部108例如由硬件和软件的组合构成。

输出部109例如输出由第1计算部102、第2计算部103、第3计算部104、第4计算部105以及第5计算部106计算出的计算结果。输出部109例如输出判定部108的判定结果。输出部109例如是液晶画面。输出部109例如是打印机。

接着，对实施方式的半导体装置的检査方法进行说明。

实施方式的半导体装置的检査方法中，拍摄半导体封装的第1引脚的第1图像，该半导体封装具有封固部和第1引脚，封固部具有上表面、下表面、第1侧面以及与第1侧面对置的第2侧面，将半导体芯片进行封固，第1引脚从封固部的第1侧面向第1方向延伸，第1引脚具有第1宽幅部和第1窄幅部，第1宽幅部位于第1侧面与第1窄幅部之间；根据第1图像计算位于第1引脚的第1窄幅部的一侧的第1缺口区域的第1面积和位于第1窄幅部的另一侧的第2缺口区域的第2面积；根据第1面积和第2面积，计算第1面积与第2面积的比率。

实施方式的半导体装置的检査方法是半导体封装的外观检査，特别是具有可润湿侧翼构造的引脚的外观检査的方法。

实施方式的半导体装置的检査方法使用图1所示的半导体检査装置100。

首先，在半导体检査装置100的筒夹20吸附并支承半导体封装10。接着，从光源21以及光源22向半导体封装10照射检査光。

通过CCD相机24拍摄第1引脚13的轮廓图像(第1图像)和第2轮廓图像(第2图像)。

接着，根据第1引脚13的轮廓图像，计算缺口区域13x(第1缺口区域)的第1面积A1、以及缺口区域13y(第2缺口区域)的第2面积A2。此外，根据第2引脚14的轮廓像，计算缺口区域14x(第3缺口区域)的第3面积A3、以及缺口区域14y(第4缺口区域)的第4面积A4。第1面积A1、第2面积A2、第3面积A3、以及第4面积A4由第1计算部102计算。

接着，计算第1面积A1与第2面积A2的第1比率(A1/A2)。此外，计算第3面积A3与第4面积A4的第2比率(A3/A4)。第1比率(A1/A2)以及第2比率(A3/A4)由第2计算部103计算。

接着，计算第1面积A1与第2面积A2的第1和S1、第3面积A3与第4面积A4的第2和S2。进而，计算第1和S1与第2和S2的第3比率(S1/S2)。第1和S1、第2和S2、第3比率(S1/S2)由第3计算部104计算。

接着，根据第1引脚13的轮廓像，计算宽幅部13a(第1宽幅部)的第2方向的第1宽度w1和窄幅部13b(第1窄幅部)的第2方向的第2宽度w2。此外，根据第2引脚14的轮廓像，计算宽幅部14a(第3宽幅部)的第2方向的第3宽度w3和窄幅部14b(第3窄幅部)的第2方向的第4宽度w4。第1宽度w1、第2宽度w2、第3宽度w3、以及第4宽度w4由第4计算部105计算。

接着，根据第1引脚13的轮廓像，计算窄幅部13b(第1窄幅部)的第1方向的第1长度L1。此外，根据第2引脚14的轮廓像，计算窄幅部14b(第3窄幅部)的第1方向的第2长度L2。第1长度L1、第2长度L2由第5计算部106计算。

接着，将根据第1引脚13的轮廓像以及第2引脚14的轮廓像得到的计算结果与规定阈值进行比较。在计算结果偏离了规定阈值的情况下，将半导体封装10判断为不良品。计算结果与规定阈值的比较、以及半导体封装10是否为不良品的判定由判定部108进行。

例如，在第1比率(A1/A2)或第2比率(A3/A4)不进入0.7以上且1.3以下的范围中的情况下，将半导体封装10判断为不良品。此外，例如在第3比率(S1/S2)不进入0.7以上且1.3以下的范围中的情况下，将半导体封装10判断为不良品。

接着，输出根据第1引脚13的轮廓像、以及第2引脚14的轮廓像得到的计算结果或半导体封装10是否为不良品的判定结果。计算结果或判定结果从输出部109输出。

接着，对实施方式的半导体检査装置以及半导体装置的检査方法的作用以及效果进行说明。

具有可润湿侧翼构造的半导体封装中，为了实现稳定的接合特性，引脚的前端的缺口区域的形状需要形成为期望的形状。在引脚的缺口区域的形状例如因引脚的加工不均匀而没有形成为期望的形状的情况下，缺口区域的焊料的润湿性不均匀。因此，在引脚的缺口区域不形成期望的形状的角焊缝。因而，在将半导体封装安装到打印机布线基板等时，发生连接不良而出现问题。因此，需要能够高精度地测定引脚的前端的缺口区域的形状并适当管理的检査装置以及检査方法。

引脚的前端的缺口区域是从引脚凹陷的微细的区域。如果检查光没有充分照射微细的区域，则不能高精度地确定缺口区域的形状。实施方式的半导体检査装置使用引脚的轮廓图像进行检査。通过使用所谓的背光灯，检查光被充分地照射至微细的缺口区域。因而，能够高精度地测定缺口区域的形状。

此外，具有可润湿侧翼构造的半导体封装中，为了实现稳定的接合特性，除了引脚的长度及宽度等以外，缺口区域的面积平衡取适当值也是重要的。例如，引脚前端的缺口区域的左右的面积平衡、或各引脚间的缺口区域的面积平衡取适当值是重要的。

如果引脚前端的缺口区域的左右的面积平衡、各引脚间的缺口区域的面积平衡崩塌，则引脚的左右的焊料的角焊缝形状、引脚间的焊料的角焊缝形状的平衡崩塌。因此，容易发生将半导体封装安装到印刷布线基板等时的连接不良。此外，也有可能发生接合的可靠性不良。

在实施方式的半导体检査装置以及半导体装置的检査方法中，例如，计算第1面积A1与第2面积A2的第1比率(A1/A2)。此外，计算第3面积A3与第4面积A4的第2比率(A3/A4)。并且，判定第1比率(A1/A2)及第2比率(A3/A4)是否偏离规定的阈值。由此，适当地管理第1引脚13以及第2引脚14的左右的缺口区域的平衡。

此外，实施方式的半导体检査装置以及半导体装置的检査方法中，例如，计算第1面积A1与第2面积A2之和的第1和S1，计算第3面积A3和第4面积A4之和的第2和S2，进而计算第1和S1与第2和S2的第3比率(S1/S2)。并且，例如判定第3比率(S1/S2)是否没有偏离规定的阈值。由此，适当管理第1引脚13和夹着半导体芯片11而与第1引脚13对置的第2引脚14之间的缺口区域的面积平衡。

以上，根据实施方式的半导体检査装置以及半导体装置的检査方法，能够适当管理具有可润湿侧翼构造的半导体封装的引脚的形状。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子来提示的，并不是要限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他多种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于权利要求书中记载的发明及其均等的范围中。