本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，特別是涉及一種檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著集成電路封裝密度的提高，傳統(tǒng)引線鍵合技術(shù)已經(jīng)無法滿足要求，倒裝焊技術(shù)由于能夠適應(yīng)集成電路封裝密度高的要求，目前得到了廣泛的應(yīng)用。

而在倒裝焊技術(shù)中半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊檢查是一個(gè)行業(yè)難題。在倒裝焊過程中很難保證半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品沒有虛焊的情況發(fā)生，特別是芯片凸塊與基板焊盤剛剛接觸又沒有焊接到一起的情況更難被發(fā)現(xiàn)。目前常用的檢查虛焊的方法之一為：倒裝焊完之后進(jìn)行抽檢，把芯片從基板上剝離，再在高倍顯微鏡下進(jìn)行放大檢查，但是這樣的操作檢驗(yàn)為破壞性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后的產(chǎn)品只能作報(bào)廢處理；檢查虛焊的方法之二為：待封裝產(chǎn)品流到后續(xù)測(cè)試工序后，經(jīng)過測(cè)試機(jī)臺(tái)的檢查，若產(chǎn)品有虛焊則會(huì)判斷為開路失效，該種方式時(shí)效性差，發(fā)現(xiàn)虛焊問題時(shí)間長，導(dǎo)致封裝成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的系統(tǒng)和方法，能夠及時(shí)判斷半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品是否有虛焊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的系統(tǒng)，包括：載物臺(tái)，用于承載待檢測(cè)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品，其中所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品包括凸塊和焊盤；光源，用于產(chǎn)生光線，所述光線能穿透所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品；探測(cè)器，用于檢測(cè)所述光線穿過所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品所形成的圖像；圖像處理器，用于根據(jù)所述圖像判斷所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的所述凸塊和所述焊盤之間是否存在虛焊情況。

其中，所述光源包括X射線發(fā)生器，所述X射線發(fā)生器用于產(chǎn)生X射線，且與所述探測(cè)器位于所述載物臺(tái)的相對(duì)兩側(cè)。

其中，所述探測(cè)器的出光方向或者所述探測(cè)器的光軸方向相對(duì)所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的表面傾斜設(shè)置。

其中，所述探測(cè)器的出光方向或者所述探測(cè)器的光軸方向與所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的表面所成的銳角在10°到50°之間。

其中，所述圖像處理器根據(jù)所述凸塊在所述圖像對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域與所述焊盤在所述圖像對(duì)應(yīng)的第二區(qū)域之間的重合度判斷所述凸塊和所示焊盤之間是否存在虛焊情況，其中若所述重合度小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則所述凸塊和所述焊盤之間存在虛焊情況。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的方法，包括：將待檢測(cè)半導(dǎo)體封裝樣品放置到載物臺(tái)上，其中所述半導(dǎo)體封裝樣品包括凸塊和焊盤；光源產(chǎn)生光線，所述光線穿透所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品；探測(cè)器檢測(cè)所述光線穿過所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品所形成的圖像；圖像處理器根據(jù)所述圖像判斷所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的所述凸塊和所述焊盤之間是否存在虛焊情況。

其中，所述光源包括X射線發(fā)生器，所述X射線發(fā)生器用于產(chǎn)生X射線，且與所述探測(cè)器位于所述載物臺(tái)的相對(duì)兩側(cè)。

其中，所述探測(cè)器的出光方向或者所述探測(cè)器的光軸方向相對(duì)所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的表面傾斜設(shè)置。

其中，所述探測(cè)器的出光方向或者所述探測(cè)器的光軸方向與所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的表面所成的銳角在10°到50°之間。

其中，所述圖像處理器根據(jù)所述圖像判斷所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的所述凸塊和所述焊盤之間是否存在虛焊情況包括：所述圖像處理器根據(jù)所述凸塊在所述圖像對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域與所述焊盤在所述圖像對(duì)應(yīng)的第二區(qū)域之間的重合度判斷所述凸塊和所示焊盤之間是否存在虛焊情況，其中若所述重合度小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則所述凸塊和所述焊盤之間存在虛焊情況。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明利用光源產(chǎn)生的光線穿透待檢測(cè)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品，探測(cè)器檢測(cè)穿過所述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的光線并將其轉(zhuǎn)化為圖像，圖像處理器根據(jù)圖像判斷是否有虛焊的情況；本發(fā)明所采用的方式無需破壞待檢測(cè)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品，且在半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品回流焊完成時(shí)即可進(jìn)行檢測(cè)，能夠及早發(fā)現(xiàn)是否有虛焊的問題，大大提升產(chǎn)品的良率，降低封裝成本及周期。

附圖說明

圖1是本發(fā)明檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的系統(tǒng)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是探測(cè)器的出光方向或者探測(cè)器的光軸方向與半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的表面所成的角度在低于10°和高于50°探測(cè)到的兩種圖像；

圖3是圖1中探測(cè)器檢測(cè)到的半導(dǎo)體封裝樣品的圖像；

圖4是本發(fā)明檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的方法一實(shí)施方式的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的系統(tǒng)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括：

載物臺(tái)10，用于承載待檢測(cè)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12，其中半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12包括凸塊120和焊盤122，圖1中僅是示意的標(biāo)出一個(gè)；本實(shí)施例中，芯片124采用倒裝焊技術(shù)，即芯片124的有源區(qū)面向基板126，通過芯片124上呈陣列排列的焊料凸塊120實(shí)現(xiàn)芯片124與基板126上對(duì)應(yīng)的焊盤122互連。目前，采用倒裝焊技術(shù)的半導(dǎo)體封裝技術(shù)包括FC封裝、FC-BGA封裝等。需要說明的是，半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12在載物臺(tái)10上自由放置時(shí)，若位置不能固定，此時(shí)則需要借助固定工具，如夾具等將其位置固定，本發(fā)明對(duì)是否需要固定工具及固定工具的類型不做限定。

光源14，用于產(chǎn)生光線，光線能穿透半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12；在一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，光源14包括X射線發(fā)生器14a，X射線發(fā)生器14a用于產(chǎn)生X射線；X射線的產(chǎn)生過程是高壓源140使得鎢絲142發(fā)熱，鎢絲142加熱到高溫后其內(nèi)部的鎢原子的電子逸出，在高溫鎢絲142周圍形成電子云，電子云在陽極144和陰極146之間的電壓差的作用下,從鎢絲142向靶148運(yùn)動(dòng),并且速度越來越快；在這個(gè)過程中,電子云被聚焦線圈141聚焦形成電子束143,電子束143通過高電壓區(qū)145獲得能量及速度，電子束143轟擊靶148產(chǎn)生電子能量，超過98％能量轉(zhuǎn)為熱量并通過陽極144發(fā)散，小于2％的能量轉(zhuǎn)化為X射線，X射線穿透半導(dǎo)體封裝樣品12。需要說明的是，在其他實(shí)施例中，也可采用其他能穿透物體的光源，如γ射線等，出于經(jīng)濟(jì)及實(shí)用因素考慮，一般采用X射線發(fā)生器14a。

探測(cè)器16，用于檢測(cè)光線穿過半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12所形成的圖像，探測(cè)器16與光源14位于載物臺(tái)10的相對(duì)兩側(cè)。與上述X射線發(fā)生器對(duì)應(yīng)，本實(shí)施例中探測(cè)器16為X射線探測(cè)器。X射線會(huì)被物體吸收，不同材料不同厚度的物體吸收X射線能力不一樣，利用一個(gè)X射線探測(cè)器感應(yīng)各部位的X射線強(qiáng)度，將X射線強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)化為黑白圖片輸出。需要注意的是，探測(cè)器16的出光方向或者探測(cè)器16的光軸方向相對(duì)于半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12的表面傾斜設(shè)置，在一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，探測(cè)器16的出光方向或者探測(cè)器16的光軸方向與半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12的表面所成的銳角在10°到50°之間。這是考慮到，若角度小于10°，不管凸塊120與焊盤122是否焊接成功，探測(cè)器16所呈現(xiàn)的圖像均為類似圖2(a)中所示，即大環(huán)套小環(huán)的情況，無法明顯區(qū)分虛焊與未虛焊的情況；若角度大于50°，盡管凸塊120與焊盤122焊接成功，探測(cè)器16所呈現(xiàn)的圖像均為類似圖2(b)中所示，無法明顯區(qū)分虛焊與未虛焊的情況。

圖像處理器18，用于根據(jù)圖像判斷半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12的凸塊120和焊盤122之間是否存在虛焊情況；圖像處理器18根據(jù)凸塊120在圖像對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域與焊盤122在圖像對(duì)應(yīng)的第二區(qū)域之間的重合度判斷凸塊120和所示焊盤122之間是否存在虛焊情況，其中若重合度小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則凸塊120和焊盤122之間存在虛焊情況。需要知道的是，圖像處理器16可為實(shí)際計(jì)算機(jī)處理器，也可為人工識(shí)圖判別，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

在一個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖3，圖3為圖1中探測(cè)器檢測(cè)到的半導(dǎo)體封裝樣品的圖像，圖3中圖像從左至右對(duì)應(yīng)圖1中半導(dǎo)體封裝樣品從左至右的順序。探測(cè)器16的出光方向或者探測(cè)器16的光軸方向相對(duì)于半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12的表面呈45°銳角設(shè)置，探測(cè)器16和X射線發(fā)生器14a分別位于載物臺(tái)10的上下兩面，半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品12位于載物臺(tái)10上表面。半導(dǎo)體封裝樣品每一凸塊在圖像上對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域與其焊接的焊盤在圖像對(duì)應(yīng)的第二區(qū)域的重合度y的計(jì)算方法為：y＝(第一區(qū)域與第二區(qū)域重合的面積)/(第一區(qū)域與第二區(qū)域共同組成的面積)；首先預(yù)設(shè)重合度y的閾值范圍為50％，經(jīng)計(jì)算半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品最左邊凸塊與焊盤的重合度為85％，中間凸塊與焊盤的重合度為75％，最右邊凸塊與焊盤的重合度為0，將上述結(jié)果與閾值范圍比較，只要有一個(gè)凸塊與焊盤的重合度低于閾值范圍，該半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品即存在虛焊的情況，即上述半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊，且是最右邊的凸塊與焊盤存在虛焊。通過上述系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確快速的判斷出半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品是否存在虛焊以及虛焊的位置。

請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明檢測(cè)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品虛焊的方法一實(shí)施方式的流程示意圖，該方法包括以下步驟：

S401將待檢測(cè)半導(dǎo)體封裝樣品放置到載物臺(tái)上，其中半導(dǎo)體封裝樣品包括凸塊和焊盤；

S402：光源產(chǎn)生光線，光線穿透半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品；

S403：探測(cè)器檢測(cè)光線穿過半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品所形成的圖像；

S404：圖像處理器根據(jù)圖像判斷半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的凸塊和焊盤之間是否存在虛焊情況。

其中，上述步驟中光源、探測(cè)器、圖像處理器的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中相同，在此不再贅述。另外根據(jù)圖像判斷半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的凸塊和焊盤之間是否存在虛焊情況的具體方法也與上述實(shí)施例中的相同，在此不再贅述。

總而言之，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明利用光源產(chǎn)生的光線穿透待檢測(cè)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品，探測(cè)器檢測(cè)穿過半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品的光線并將其轉(zhuǎn)化為圖像，圖像處理器根據(jù)圖像判斷是否有虛焊的情況；本發(fā)明所采用的方式無需破壞待檢測(cè)的半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品，且在半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品回流焊完成時(shí)即可進(jìn)行檢測(cè)，能夠及早發(fā)現(xiàn)是否有虛焊的問題，大大提升產(chǎn)品的良率，降低封裝成本及周期。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。