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JP2009085923A - Void inspection method - Google Patents

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JP2009085923A JP2007259712A JP2007259712A JP2009085923A JP 2009085923 A JP2009085923 A JP 2009085923A JP 2007259712 A JP2007259712 A JP 2007259712A JP 2007259712 A JP2007259712 A JP 2007259712A JP 2009085923 A JP2009085923 A JP 2009085923A
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Abstract

【課題】 冷却部材を透過するX線の透過距離の差により生じる,X線画像の明暗のコントラストを小さくし,ボイドの有無を識別できるようにしたボイド検査方法を提供すること。
【解決手段】 冷却部材50に半導体素子60を半田接合した検査対象物を検査するときに,検査対象物の板面に垂直な方向12とX線10の照射方向11とが撮像角θをなすように傾斜させて,検査対象物にX線10を入射する。これにより,冷却部材50のリブ部におけるX線10の透過距離が短くなる。このため,半田接合部70におけるボイド80の有無が判別できる。
【選択図】図5
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a void inspection method capable of reducing the contrast of light and darkness of an X-ray image caused by the difference in the transmission distance of X-rays transmitted through a cooling member and identifying the presence or absence of voids.
When an inspection object having a semiconductor element 60 soldered to a cooling member 50 is inspected, a direction 12 perpendicular to the plate surface of the inspection object and an irradiation direction 11 of an X-ray 10 form an imaging angle θ. The X-ray 10 is incident on the inspection object. Thereby, the transmission distance of the X-ray 10 in the rib part of the cooling member 50 becomes short. For this reason, the presence or absence of the void 80 in the solder joint 70 can be determined.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は,半田接合部を検査する方法に関する。さらに詳細には,半田接合部の接合欠陥である空孔(以下,ボイドという)の有無の,X線を用いた検査方法に関するものである。   The present invention relates to a method for inspecting a solder joint. More specifically, the present invention relates to an inspection method using X-rays for the presence or absence of voids (hereinafter referred to as voids) which are bonding defects in solder joints.

半導体素子は使用時の発熱が大きく,誤動作や破損を防止するために基板を介して放熱している。半導体素子と基板とは半田接合されており,この半田接合部ではボイドが発生することがある。しかし,半田接合部にボイドが発生した場合,半導体素子から基板への放熱効果が減少する。また,半導体素子の発熱によりボイド内の空気が膨張し,接合部の剥離や半導体素子の破損が生ずることがある。   The semiconductor element generates a large amount of heat during use, and dissipates heat through the substrate to prevent malfunction and damage. The semiconductor element and the substrate are joined by soldering, and voids may be generated at the soldering joint. However, when a void is generated at the solder joint, the heat dissipation effect from the semiconductor element to the substrate is reduced. In addition, the air in the voids expands due to the heat generated by the semiconductor element, and the joint part may be peeled off or the semiconductor element may be damaged.

このような半田接合部におけるボイドの発生を検査するため,半田接合部のX線による検査方法が用いられることがある。X線源から放射されたX線は同じ物質を同じ距離だけ透過した場合に,同じ強度で検出されるはずである。このため,平坦で同じ厚みを持つような形状をもった検査対象物に適している。同じ材質であれば,X線の吸収がどこにおいても一様であるため,ボイドのある場所で検出されるX線の強度が異なり,ボイドの識別が容易であるからである。   In order to inspect the occurrence of voids in such solder joints, an inspection method using X-rays of the solder joints may be used. X-rays emitted from an X-ray source should be detected with the same intensity when transmitted through the same material for the same distance. Therefore, it is suitable for an inspection object having a flat shape having the same thickness. This is because, if the same material is used, X-ray absorption is uniform everywhere, so that the intensity of X-rays detected at a place where there is a void is different, and voids are easily identified.

しかし,検査対象物の厚みが一様でない場合,または内部に空隙を有しているような場合には,X線の透過距離が検査対象物の箇所によって異なるため,ボイドの識別が困難となる。このため,特許文献1では球状の半田バンプにおけるボイドの画像処理による検査方法が開示されている。
特開2002−280727
However, when the thickness of the inspection object is not uniform, or when there is a gap inside, the X-ray transmission distance varies depending on the location of the inspection object, making it difficult to identify the void. . For this reason, Patent Document 1 discloses an inspection method by image processing of voids in spherical solder bumps.
JP 2002-280727 A

しかし,検査対象物には半導体素子を図1〜3のような放熱構造を持つ冷却部材に半田接合したものがある。この冷却部材は,全体としては板状であるが,放熱のため内側に空隙を設けて外気等の冷却媒体との接触面積を大きくしている。このような検査対象物をX線の透過により検査する場合,検査対象物の箇所によってX線の透過距離が大きく異なる。   However, some inspection objects include a semiconductor element soldered to a cooling member having a heat dissipation structure as shown in FIGS. Although this cooling member is plate-like as a whole, a gap is provided on the inner side for heat dissipation to increase the contact area with a cooling medium such as outside air. When such an inspection object is inspected by X-ray transmission, the X-ray transmission distance varies greatly depending on the location of the inspection object.

このため,冷却部材の放熱構造がX線画像に反映し,大きな明暗差となって現れる。冷却部材の厚いところはX線の吸収が大きく,空隙のため薄いところはX線の吸収が小さいからである。ゆえに,この大きな明暗差の中にボイドの像が埋没し,識別が困難となるのである。また,冷却部材の冷却フィン又はリブ部では,X線の透過距離が大きいため,X線の吸収量が大きい。つまり,X線画像に非常に暗く表示される。このため,その場所にボイドがあったとしても,そのことによる差がほとんど現れない。ゆえに,ボイドの識別がより困難となっている。   For this reason, the heat dissipation structure of the cooling member is reflected in the X-ray image and appears as a large contrast. This is because the X-ray absorption is large at the thick part of the cooling member, and the X-ray absorption is small at the thin part due to the gap. Therefore, the void image is buried in this large contrast, making it difficult to identify. Further, since the X-ray transmission distance is large in the cooling fin or rib portion of the cooling member, the X-ray absorption amount is large. That is, the X-ray image is displayed very darkly. For this reason, even if there is a void at that location, there is almost no difference. Therefore, it is more difficult to identify voids.

このような,バックグラウンドのコントラストの下では,検出すべきボイドの情報がバックグラウンドに埋もれてしまう。このため,ボイドを識別するための閾値を設定できない。したがって,特許文献1のような画像処理方法で解決するのは困難である。   Under such background contrast, void information to be detected is buried in the background. For this reason, a threshold value for identifying a void cannot be set. Therefore, it is difficult to solve by the image processing method as disclosed in Patent Document 1.

本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,冷却部材を透過するX線の透過距離の差により生じる,X線画像の明暗のコントラストを小さくし,ボイドの有無を識別できるようにしたボイド検査方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the subject is to provide a void inspection method that can reduce the contrast of X-ray images caused by the difference in the transmission distance of X-rays transmitted through a cooling member, and identify the presence or absence of voids. It is.

この課題の解決を目的としてなされた本発明のボイド検査方法は,X線源から発生したX線を,板状の検査対象物に照射し,前記検査対象物を透過したX線を前記X線源から見て検査対象物の向こう側に配置したX線検出装置で検出し,検出したX線の強度分布により前記検査対象物におけるボイドの有無を検査するボイド検査方法であって,前記検査対象物はX線が板面に対して垂直方向に透過する場合に吸収が大きい場所と小さい場所を含む構造のものであり,前記X線の照射方向を板面に対する垂直方向から傾斜した方向とすることを特徴とするものである。   In order to solve this problem, the void inspection method of the present invention irradiates a plate-shaped inspection object with X-rays generated from an X-ray source, and transmits the X-rays transmitted through the inspection object to the X-rays. A void inspection method for detecting the presence or absence of voids in the inspection object based on the detected X-ray intensity distribution, which is detected by an X-ray detector arranged on the other side of the inspection object as viewed from the source, The object has a structure including a place where absorption is large and a place where X-ray is transmitted in a direction perpendicular to the plate surface, and the X-ray irradiation direction is a direction inclined from the direction perpendicular to the plate surface. It is characterized by this.

ここで,X線の照射方向は照射するX線の中心の方向のことである。かかるボイド検査方法は,検査対象物の空隙によるX線の透過距離の差を小さくすることができる。このため,画像の明暗差を抑えることができる。   Here, the X-ray irradiation direction is the direction of the center of the X-ray to be irradiated. Such a void inspection method can reduce the difference in the X-ray transmission distance due to the gap of the inspection object. For this reason, it is possible to suppress the difference in brightness of the image.

上記において,前記X線の照射方向と前記検査対象物とがなす角を変化させて,前記検査対象物の構造によるX線の明暗差が極小となる角度を選び,その角度で検査を行うとよい。画像の明暗差をより抑えることができるからである。   In the above, when the angle formed by the X-ray irradiation direction and the inspection object is changed, an angle at which the difference in X-ray contrast due to the structure of the inspection object is minimized is selected, and the inspection is performed at that angle. Good. This is because the difference in brightness of the image can be further suppressed.

上記において,前記検査対象物は,X線が板面に対して垂直方向に透過する場合に吸収が大きい場所と小さい場所を含む構造を有する冷却部材と,半導体素子とを半田により接合したものであり,前記半田の内部のボイドの有無を検査するとなおよい。冷却部材のリブ部によるX線画像の明暗差がより少ない状態で,半田接合部内のボイドの検査を行えるからである。   In the above, the inspection object is obtained by joining a cooling element having a structure including a place where absorption is large and a place where absorption is small when X-rays are transmitted in a direction perpendicular to the plate surface, and a semiconductor element by soldering. Yes, it is even better to check for the presence of voids inside the solder. This is because the voids in the solder joints can be inspected in a state where the difference in brightness of the X-ray image due to the ribs of the cooling member is smaller.

本発明によれば,冷却部材を透過するX線の透過距離の差により生じる,X線画像の明暗のコントラストを小さくし,ボイドの有無を識別できるようにしたボイド検査方法が提供されている。   According to the present invention, there is provided a void inspection method in which the contrast between light and dark in an X-ray image caused by a difference in transmission distance of X-rays transmitted through a cooling member is reduced and the presence or absence of voids can be identified.

[第1の形態]
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,半田接合部のボイドに対するX線を用いた検査方法について,本発明を具体化したものである。
[First embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied with respect to an inspection method using X-rays for voids in solder joints.

本形態に係るボイド検査方法は,図4のような構成の下で行われる。ボイド検査装置100は,X線源20と,X線カメラ30と,画像処理部40と,ディスプレイ41とを有している。X線源20はX線10を発生するものである。X線カメラ30はX線源20より照射され,検査対象物を透過した後のX線10を検出し撮像するものである。画像処理部40はX線カメラ30により検出された各位置でのX線10の強度を,画像の濃淡として出力するものである。この出力により,ディスプレイ41は画像を表示するものである。   The void inspection method according to this embodiment is performed under a configuration as shown in FIG. The void inspection apparatus 100 includes an X-ray source 20, an X-ray camera 30, an image processing unit 40, and a display 41. The X-ray source 20 generates X-rays 10. The X-ray camera 30 detects and images the X-ray 10 irradiated from the X-ray source 20 and transmitted through the inspection object. The image processing unit 40 outputs the intensity of the X-ray 10 at each position detected by the X-ray camera 30 as the density of the image. With this output, the display 41 displays an image.

ここで,X線カメラ30は,X線源20と対向している。また,X線源20からX線カメラ30に向けて照射されるX線10は,X線10の中心の照射方向11(図4中では一点鎖線)から角度φだけ広がりをもって照射される。また,X線源20及びX線カメラ30は,鉛直方向12と照射方向11とが撮像角θをなすように傾斜して配置してある。ここで,撮像角θが広がりφより大きくなるように傾ける(θ−φ>0)。   Here, the X-ray camera 30 faces the X-ray source 20. Further, the X-ray 10 irradiated from the X-ray source 20 toward the X-ray camera 30 is irradiated with a spread of an angle φ from the irradiation direction 11 (one-dot chain line in FIG. 4) at the center of the X-ray 10. Further, the X-ray source 20 and the X-ray camera 30 are arranged so as to be inclined so that the vertical direction 12 and the irradiation direction 11 form an imaging angle θ. Here, tilting is performed so that the imaging angle θ spreads and becomes larger than φ (θ−φ> 0).

次に,検査方法の手順を図5により説明する。ここで用いる検査対象物は,冷却部材50と半導体素子60とが半田接合部70により接合されたものである。冷却部材50は図1のような構造をもつものである。   Next, the procedure of the inspection method will be described with reference to FIG. The inspection object used here is one in which the cooling member 50 and the semiconductor element 60 are joined by the solder joint portion 70. The cooling member 50 has a structure as shown in FIG.

まず,X線源20によりX線10を発生させる。このX線10は,検査対象物に照射され,検査対象物を透過した後X線カメラ30に入射する。これにより,検査対象物が撮像される。   First, the X-ray 10 is generated by the X-ray source 20. The X-ray 10 is irradiated on the inspection object, passes through the inspection object, and then enters the X-ray camera 30. Thereby, the inspection object is imaged.

X線10が検査対象物を透過する際,X線10は透過した検査対象物に吸収される。この吸収量は,透過した物質の種類とその物質内を透過した距離に依存する。このように物質に吸収された後のX線10がX線カメラ30により検出される。この後,X線カメラ30により検出されたX線の強度が画像処理部40に出力される。   When the X-ray 10 passes through the inspection object, the X-ray 10 is absorbed by the transmitted inspection object. The amount of absorption depends on the type of substance that has passed through and the distance that has passed through the substance. Thus, the X-ray 10 after being absorbed by the substance is detected by the X-ray camera 30. Thereafter, the intensity of the X-ray detected by the X-ray camera 30 is output to the image processing unit 40.

この後,画像処理部40により種々の画像処理が行われる。その際にボイド80の有無を判断するのである。この画像は,ディスプレイ41により見ることができる。ディスプレイ41では,検査対象物におけるX線10の吸収が少ないところは輝度が明るく,吸収が多いところは暗く表示される。   Thereafter, the image processing unit 40 performs various image processing. At this time, the presence or absence of the void 80 is determined. This image can be viewed on the display 41. On the display 41, a portion where the X-ray 10 is less absorbed in the object to be inspected is displayed with a bright brightness, and a portion with a large amount of absorption is displayed dark.

次に,本形態に係るボイド80の識別方法について説明する。X線10は冷却部材50と半導体素子60と半田接合部70とに吸収される。ただし,半導体素子60の主要部はウェハーであり薄いためX線10をほとんど吸収しない。このため,X線カメラ30で検出されるX線10は,主に冷却部材50と半田接合部70に吸収されることになる。   Next, a method for identifying the void 80 according to this embodiment will be described. The X-ray 10 is absorbed by the cooling member 50, the semiconductor element 60, and the solder joint portion 70. However, since the main part of the semiconductor element 60 is a wafer and is thin, the X-ray 10 is hardly absorbed. For this reason, the X-ray 10 detected by the X-ray camera 30 is mainly absorbed by the cooling member 50 and the solder joint 70.

ここで,X線10の照射方向11は鉛直方向12と撮像角θをなしている。ゆえに,X線10は板面の垂直方向とθに近い角度で入射する。この入射角の最大値はθ+φで最小値はθ−φである。このとき,X線10が板面に垂直(θ−φ=0)に入射する箇所はない。このときのX線10の冷却部材50内での透過距離を図6に示す。aはリブ部51がない箇所の冷却部材50の厚さ,bはリブ部51がある箇所の冷却部材50の厚さである。   Here, the irradiation direction 11 of the X-ray 10 forms an imaging angle θ with the vertical direction 12. Therefore, the X-ray 10 is incident at an angle close to θ with respect to the vertical direction of the plate surface. The maximum value of the incident angle is θ + φ, and the minimum value is θ−φ. At this time, there is no place where the X-ray 10 is incident perpendicularly (θ−φ = 0) to the plate surface. The transmission distance of the X-ray 10 in the cooling member 50 at this time is shown in FIG. a is the thickness of the cooling member 50 where the rib portion 51 is not present, and b is the thickness of the cooling member 50 where the rib portion 51 is present.

c1,c2,c3はX線10が透過経路Cを透過した場合に,X線10が冷却部材50を透過する部分の距離である。d1,d2はX線10が透過経路Dを透過した場合に,X線10が冷却部材50を透過する部分の距離である。e1,e2はX線10が透過経路Eを透過した場合に,X線10が冷却部材50を透過する部分の距離である。   c1, c2, and c3 are distances at which the X-ray 10 passes through the cooling member 50 when the X-ray 10 passes through the transmission path C. d <b> 1 and d <b> 2 are distances of portions where the X-ray 10 passes through the cooling member 50 when the X-ray 10 passes through the transmission path D. e1 and e2 are distances at which the X-ray 10 passes through the cooling member 50 when the X-ray 10 passes through the transmission path E.

このとき,X線10の透過経路Cの透過距離c1+c2+c3は,a+aより大きく,bより小さい。同様に,X線10の透過経路Dの透過距離d1+d2,及びX線10の透過経路Eの透過距離e1+e2もa+aより大きく,bより小さい。つまり,傾斜のない場合に比べて透過経路による透過距離の最大値と最小値の差が小さいのである。このため,冷却部材50によるX線画像における明度差は大きくない。   At this time, the transmission distance c1 + c2 + c3 of the transmission path C of the X-ray 10 is larger than a + a and smaller than b. Similarly, the transmission distance d1 + d2 of the transmission path D of the X-ray 10 and the transmission distance e1 + e2 of the transmission path E of the X-ray 10 are also larger than a + a and smaller than b. That is, the difference between the maximum value and the minimum value of the transmission distance due to the transmission path is smaller than in the case where there is no inclination. For this reason, the brightness difference in the X-ray image by the cooling member 50 is not large.

このときディスプレイ41に表示される画像の一部を図7の上側に示す。この画像にかすかに表れている濃淡の繰り返しは,冷却部材50におけるリブ部が繰り返し存在していることによる。図7の下側は,上側の一点鎖線上におけるX線の強度を示している。   A part of the image displayed on the display 41 at this time is shown on the upper side of FIG. The repeated shading that appears faintly in this image is due to the presence of ribs in the cooling member 50 repeatedly. The lower side of FIG. 7 shows the intensity of X-rays on the upper one-dot chain line.

ここで,半田接合部70にボイド80がある場合,該当箇所におけるX線10の吸収がボイド80のないところに比べて減少する。これがX線画像に顕著な明度の差となって現れるのである。ゆえに,閾値を設定してボイド80を識別することができるのである。   Here, when the void 80 is present in the solder joint portion 70, the absorption of the X-ray 10 at the corresponding portion is reduced as compared with a place where there is no void 80. This appears as a remarkable brightness difference in the X-ray image. Therefore, the void 80 can be identified by setting a threshold value.

ここで,ボイド80の識別方法について説明する。図7中のFはボイド80がある場所におけるX線強度である。G1はボイド80がない場所におけるX線強度の最大値であり,G2はボイド80がない場所におけるX線強度の最小値である。冷却部材50が周期的構造を有するものであるため,X線強度がG1及びG2の値をとる箇所が周期的に現れている。ゆえに,G1を特定することができる。このため,G1より上側でFより下側に閾値を設定することにより,ボイド80の有無を判別することができるのである。   Here, a method for identifying the void 80 will be described. F in FIG. 7 is the X-ray intensity at the place where the void 80 is present. G1 is the maximum value of the X-ray intensity at the place where there is no void 80, and G2 is the minimum value of the X-ray intensity at the place where there is no void 80. Since the cooling member 50 has a periodic structure, portions where the X-ray intensity takes values of G1 and G2 appear periodically. Therefore, G1 can be specified. Therefore, the presence or absence of the void 80 can be determined by setting a threshold value above G1 and below F.

このように,冷却部材50の画像への影響が小さい条件で検査しているので,半田接合部70の半田の状態の検査ができる。   As described above, since the inspection is performed under the condition that the influence on the image of the cooling member 50 is small, the solder state of the solder joint portion 70 can be inspected.

ここで,本形態との比較のために撮像角θが0である場合を図8および図9により説明する。このとき,X線10は図8のように検査対象物の板面にほぼ垂直に入射する。冷却部材50を透過する透過経路Aの透過距離はa+aであり,透過経路Bの透過距離はbである。   Here, the case where the imaging angle θ is 0 will be described with reference to FIGS. 8 and 9 for comparison with the present embodiment. At this time, the X-ray 10 is incident substantially perpendicularly to the plate surface of the inspection object as shown in FIG. The transmission distance of the transmission path A that passes through the cooling member 50 is a + a, and the transmission distance of the transmission path B is b.

図8から明らかなように,X線10の透過距離はa+a又はbのどちらかにほぼ等しい。これが交互にあらわれるため,X線画像は図9の上側のように図7に比べてコントラストの強い縞模様となる。透過距離がbである箇所ではX線の吸収が強いため,ディスプレイ41上で暗くなる。このように透過距離bを透過する箇所では,X線の吸収が強すぎるため,ボイド80が存在していても検出されないことがある。   As is apparent from FIG. 8, the transmission distance of the X-ray 10 is approximately equal to either a + a or b. Since this appears alternately, the X-ray image becomes a striped pattern having a higher contrast than that in FIG. 7, as shown in the upper side of FIG. The portion where the transmission distance is b is dark on the display 41 because X-ray absorption is strong. In this way, the X-ray absorption is too strong at the portion that transmits the transmission distance b, so that even if the void 80 exists, it may not be detected.

一方,バックグラウンドのコントラストも強いため,図9下側のようにバックグラウンドに埋もれてしまうことがある。このため,閾値を設定することができなくなり,ボイド80の有無を判定することが困難となる。   On the other hand, since the background contrast is strong, it may be buried in the background as shown in the lower side of FIG. For this reason, it becomes impossible to set a threshold value, and it becomes difficult to determine the presence or absence of the void 80.

このように,本発明において設けた撮像角θにより,最大透過距離を小さくすることができる。このため,X線画像におけるボイド80の像が消失することがない。さらに,撮像角θにより,透過箇所間の透過距離の差を小さくすることができる。このため,ボイド80の像がバックグラウンドの強いコントラストにより埋没することを防ぐことができるのである。   Thus, the maximum transmission distance can be reduced by the imaging angle θ provided in the present invention. For this reason, the image of the void 80 in the X-ray image does not disappear. Furthermore, the difference in transmission distance between transmission points can be reduced by the imaging angle θ. For this reason, the image of the void 80 can be prevented from being buried by a strong background contrast.

[第2の形態]
第2の形態を図10により説明する。本形態に係る検査装置は,第1の形態と同様,X線源20と,X線カメラ30と,画像処理部40と,ディスプレイ41とを有している。また,X線カメラ30とX線源20が対向していることも第1の形態と同様である。検査対象物も第1の形態と同様,冷却部材50と半導体素子60とが半田接合部70により接合されたものである。
[Second form]
A second embodiment will be described with reference to FIG. The inspection apparatus according to the present embodiment includes the X-ray source 20, the X-ray camera 30, the image processing unit 40, and the display 41 as in the first embodiment. Further, the X-ray camera 30 and the X-ray source 20 face each other as in the first embodiment. Similarly to the first embodiment, the inspection object is also the one in which the cooling member 50 and the semiconductor element 60 are joined by the solder joint portion 70.

第1の形態と異なる点は,X線源20及びX線カメラ30をX線10が垂直方向に照射されるように固定して配置した点である。その代わりに,検査対象物を撮像角θで傾斜させるのである。これにより,第1の形態と同様の効果が得られる。   The difference from the first embodiment is that the X-ray source 20 and the X-ray camera 30 are fixedly arranged so that the X-ray 10 is irradiated in the vertical direction. Instead, the inspection object is tilted at the imaging angle θ. Thereby, the same effect as the first embodiment can be obtained.

[第3の形態]
第3の形態を図11により説明する。本形態に係る検査装置は,X線源20と,X線カメラ30と,画像処理部40と,ディスプレイ41とを有する。これらの各部の働きは第1の形態と同様である。また,X線カメラ30とX線源20が対向していることも第1の形態と同様である。検査対象物も第1の形態および第2の形態と同様,冷却部材50と半導体素子60とが半田接合部70により接合されたものである。
[Third embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. The inspection apparatus according to the present embodiment includes an X-ray source 20, an X-ray camera 30, an image processing unit 40, and a display 41. The functions of these parts are the same as in the first embodiment. Further, the X-ray camera 30 and the X-ray source 20 face each other as in the first embodiment. The inspection object is also the one in which the cooling member 50 and the semiconductor element 60 are joined by the solder joint 70 as in the first and second embodiments.

第1の形態および第2の形態と異なる点は,本形態に係る検査装置が上記に加えてモータ90と,モータ制御部91とを有していることである。モータ90は撮像角θを変化させるものである。モータ制御部91はモータ90を制御し,撮像角θを調整するものである。これにより,任意の撮像角θの下で検査を行うことができる。   The difference from the first and second embodiments is that the inspection apparatus according to the present embodiment includes a motor 90 and a motor control unit 91 in addition to the above. The motor 90 changes the imaging angle θ. The motor control unit 91 controls the motor 90 and adjusts the imaging angle θ. Thereby, an inspection can be performed under an arbitrary imaging angle θ.

ここで,θを回転させる場合に,検査対象物を中心に,X線源20とX線カメラ30とをセットで回転させてもよい。また,X線源20とX線カメラ30を固定したまま,検査対象物のほうを回転させても構わない。撮像角θを設定することに変わりはないからである。   Here, when θ is rotated, the X-ray source 20 and the X-ray camera 30 may be rotated as a set around the inspection object. Further, the inspection object may be rotated while the X-ray source 20 and the X-ray camera 30 are fixed. This is because there is no change in setting the imaging angle θ.

図12は傾斜角度と,X線10が透過する検査対象物の透過距離の最大値と最小値の差との関係を例示したものである。このとき,傾斜角度が22°近傍で透過距離の差が極小となっている。ゆえに,この撮像角θ=22°を採用することにより,冷却部材50のコントラストによる影響を限りなく小さくしてボイド80の識別を行うことができる。これにより,ボイド80の有無をより確実に判別することができる。   FIG. 12 exemplifies the relationship between the inclination angle and the difference between the maximum value and the minimum value of the transmission distance of the inspection object transmitted through the X-ray 10. At this time, the difference in transmission distance is minimized when the inclination angle is around 22 °. Therefore, by adopting this imaging angle θ = 22 °, it is possible to identify the void 80 while minimizing the influence of the contrast of the cooling member 50 as much as possible. Thereby, the presence or absence of the void 80 can be more reliably determined.

また,撮像角θの変化に対するX線画像の明暗差をモータ制御部91にフィードバックすることにより,撮像角θを自動調整することもできる。これにより,ボイド80の有無をさらに確実に判別することができる。   In addition, the imaging angle θ can be automatically adjusted by feeding back to the motor controller 91 the brightness difference of the X-ray image with respect to the change in the imaging angle θ. Thereby, the presence or absence of the void 80 can be more reliably determined.

本形態は第1の形態および第2の形態と同様の効果を得ることができる。さらに,最適傾斜角度の採用により,ボイド80の有無をより確実に判断することができる。また,撮像角θの自動補正により,検査対象物の個体差にも応じた最適な撮像角θを選択することができる。   This embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment. Furthermore, the presence or absence of the void 80 can be more reliably determined by adopting the optimum inclination angle. In addition, by automatically correcting the imaging angle θ, it is possible to select an optimal imaging angle θ according to individual differences of inspection objects.

以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係るボイド検査方法は,検査対象物の板面とX線とを垂直方向から傾斜するようにしたので,冷却部材の箇所の違いによるX線の透過距離の差が小さくなった。このため,X線画像における冷却部材の影響を小さくし,ボイドを識別するための閾値を設定できるようになった。これにより,ボイドの有無をより確実に判断できるボイド検査方法が実現されている。   As described above in detail, in the void inspection method according to the present embodiment, the plate surface of the inspection object and the X-ray are inclined from the vertical direction. The difference in the transmission distance was reduced. For this reason, the influence of the cooling member in the X-ray image can be reduced, and a threshold value for identifying the void can be set. This realizes a void inspection method that can more reliably determine the presence or absence of voids.

ここで,検査対象物は冷却部材に半導体素子を半田接合したものに限らない。図1〜3のような形状によるバックグラウンドの影響を小さくできるものであれば,本発明による効果は得られるからである。また,冷却部材の半導体素子との半田接合面側に一様な厚さの絶縁基板等の部材がある場合にも,同様である。   Here, the inspection object is not limited to a semiconductor member soldered to the cooling member. This is because the effect of the present invention can be obtained if the influence of the background due to the shape as shown in FIGS. The same applies to a case where there is a member such as an insulating substrate having a uniform thickness on the solder joint surface side of the cooling member with the semiconductor element.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,X線検出装置として,2次元でX線を検出するX線カメラでなく,ポイントで検出するものや,ラインカウンタでも構わない。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the X-ray detection device may be an X-ray camera that detects X-rays in two dimensions, a point detection device, or a line counter.

また,撮像角θの回転に用いるものはモータ90に限らない。例えば,手動でも構わない。撮像角θを連続的に変化させることができるものであれば,その効果は同じだからである。   Further, the motor 90 is not limited to the one used for rotating the imaging angle θ. For example, it may be manual. This is because the effect is the same as long as the imaging angle θ can be continuously changed.

また,ディスプレイ41に表示される画像は,X線カメラ30で検出されるX線の強度が大きいところを明,小さいところを暗としたが,明暗を逆にしても構わない。閾値の設定によりボイド80を検出できることに変わりはないからである。   Further, the image displayed on the display 41 is bright where the intensity of X-rays detected by the X-ray camera 30 is large and dark where it is small, but the light and dark may be reversed. This is because the void 80 can be detected by setting the threshold value.

また,冷却部材50におけるリブ部51は周期的に配置していなくてもよい。閾値の設定によりボイド80を検出できることに変わりはないからである。   Moreover, the rib part 51 in the cooling member 50 does not need to be arrange | positioned periodically. This is because the void 80 can be detected by setting the threshold value.

また,撮像角θについて複数の角度を採用して撮像し,ボイド80の識別を行ってもよい。特に,図12のように撮像角θを変化させたときの透過距離の差が複数の極小値をもつ場合に有効である。さらに,ボイド80の有無の判断を再度確認することにもなり,検査の精度をより高めることができる。   Alternatively, the void 80 may be identified by taking a plurality of imaging angles θ. This is particularly effective when the difference in transmission distance when the imaging angle θ is changed as shown in FIG. 12 has a plurality of minimum values. Furthermore, the determination of the presence / absence of the void 80 will be confirmed again, and the accuracy of the inspection can be further increased.

また,得られたX線画像に種々の画像処理を施すことができる。例えば以下のようなものである。まず,冷却部材50のみをボイド検査装置100に搬入する。次に,モータ90により撮像角θを回転させながら,撮像角θにおけるX線の透過距離のデータを取得する。このとき,X線画像の明暗差が最も小さくなる角度を選択する。次に,選択した傾斜角θにおけるX線強度のX線画像を記憶させ,記憶したパターンを差し引くことによって半導体素子60と半田接合部70のみからなるX線画像を形成することもできる。これにより,ボイド80を識別するための閾値の設定が容易になり,ボイド80の大きさ,範囲の特定が容易になる。   In addition, various image processing can be performed on the obtained X-ray image. For example: First, only the cooling member 50 is carried into the void inspection apparatus 100. Next, the X-ray transmission distance data at the imaging angle θ is acquired while rotating the imaging angle θ by the motor 90. At this time, the angle at which the contrast of the X-ray image is the smallest is selected. Next, an X-ray image of the X-ray intensity at the selected inclination angle θ is stored, and an X-ray image including only the semiconductor element 60 and the solder joint portion 70 can be formed by subtracting the stored pattern. Thereby, setting of a threshold value for identifying the void 80 is facilitated, and specification of the size and range of the void 80 is facilitated.

冷却部材の構造例を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the structural example of a cooling member. 冷却部材の構造例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the structural example of a cooling member. 冷却部材の構造例を示す図(その3)である。It is a figure (the 3) which shows the structural example of a cooling member. 第1の形態に係る検査方法を実施するためのブロック図(その1)である。It is a block diagram (the 1) for enforcing the inspection method concerning a 1st form. 第1の形態に係る検査方法を実施するためのブロック図(その2)である。It is a block diagram (the 2) for enforcing the inspection method concerning a 1st form. 傾斜がある場合に冷却部材を透過するX線の透過距離を説明する図である。It is a figure explaining the transmission distance of the X-ray which permeate | transmits a cooling member when there exists an inclination. 傾斜がある場合に検査対象物を透過したX線のX線画像とX線強度を説明する図である。It is a figure explaining the X-ray image and X-ray intensity of the X-ray which permeate | transmitted the test target object when there exists inclination. 傾斜がない場合に冷却部材を透過するX線の透過距離を説明する図である。It is a figure explaining the transmission distance of the X-ray which permeate | transmits a cooling member when there is no inclination. 傾斜がない場合に検査対象物を透過したX線のX線画像とX線強度を説明する図である。It is a figure explaining the X-ray image and X-ray intensity of the X-ray which permeate | transmitted the test target object when there is no inclination. 第2の形態に係る検査方法を実施するためのブロック図である。It is a block diagram for enforcing the inspection method concerning the 2nd form. 第3の形態に係る検査方法を実施するためのブロック図である。It is a block diagram for enforcing the inspection method concerning the 3rd form. 傾斜角度とX線の透過距離との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between an inclination angle and the transmission distance of X-rays.

符号の説明Explanation of symbols

10…X線
20…X線源
30…X線カメラ
50…冷却部材
60…半導体素子
70…半田接合部
80…ボイド
100…ボイド検査装置
θ…撮像角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray 20 ... X-ray source 30 ... X-ray camera 50 ... Cooling member 60 ... Semiconductor element 70 ... Solder joint 80 ... Void 100 ... Void inspection apparatus (theta) ... Imaging angle

Claims (3)

X線源から発生したX線を,板状の検査対象物に照射し,
前記検査対象物を透過したX線を前記X線源から見て検査対象物の向こう側に配置したX線検出装置で検出し,
検出したX線の強度分布により前記検査対象物におけるボイドの有無を検査するボイド検査方法であって,
前記検査対象物は,X線が板面に対して垂直方向に透過する場合にX線の吸収が大きい場所とX線の吸収が小さい場所とを含む構造のものであり,
前記X線の照射方向を板面に対する垂直方向から傾斜した方向とすることを特徴とするボイド検査方法。
X-rays generated from an X-ray source are irradiated to a plate-shaped inspection object,
X-rays that have passed through the inspection object are detected by an X-ray detection device disposed on the other side of the inspection object when viewed from the X-ray source,
A void inspection method for inspecting for the presence or absence of voids in the inspection object based on the detected X-ray intensity distribution,
The inspection object has a structure including a place where X-ray absorption is large and a place where X-ray absorption is small when X-rays are transmitted in a direction perpendicular to the plate surface.
A void inspection method, wherein the X-ray irradiation direction is a direction inclined from a direction perpendicular to a plate surface.
請求項1に記載のボイド検査方法であって,
前記X線の照射方向と前記検査対象物とがなす角を変化させて,前記検査対象物の構造によるX線強度の明暗差が極小となる角度を選び,その角度で検査を行うことを特徴とするボイド検査方法。
The void inspection method according to claim 1,
The angle between the X-ray irradiation direction and the inspection object is changed to select an angle at which the difference in brightness of the X-ray intensity due to the structure of the inspection object is minimized, and the inspection is performed at that angle. Void inspection method.
請求項1または請求項2に記載のボイド検査方法であって,
前記検査対象物は,X線が板面に対して垂直方向に透過する場合にX線の吸収が大きい場所とX線の吸収が小さい場所とを含む構造を有する冷却部材と,半導体素子とを半田により接合したものであり,
前記半田の内部のボイドの有無を検査することを特徴とするボイド検査方法。
The void inspection method according to claim 1 or 2,
The inspection object includes a cooling member having a structure including a location where X-ray absorption is large and a location where X-ray absorption is small when X-rays are transmitted in a direction perpendicular to the plate surface, and a semiconductor element. It is joined by solder,
A void inspection method, wherein the presence or absence of voids inside the solder is inspected.
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