JPH0627026A

JPH0627026A - 接合状態検査方法および装置

Info

Publication number: JPH0627026A
Application number: JP18107392A
Authority: JP
Inventors: Yoji Nishiyama; 陽二西山; Satoshi Iwata; 敏岩田; Shinji Suzuki; 伸二鈴木; Yoshiaki Goto; 善朗後藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】２枚の基板間をバンプで接合した部分における
接合状態を検査する方法および装置に関し、二枚の基板
間をバンプで接合した場合の接合状態を正確に検査可能
とすることを目的とする。【構成】２枚の基板間をバンプ５で接合した後、接合状
態を検査する際に、片方の透明な基板１上から、バンプ
５による接合部に直線偏光LPを照射し、反射光を偏光ビ
ームスプリッタ７で分離し、分離したそれぞれの偏光を
別々のセンサS1、S2に入射し、それぞれのセンサ出力に
よってセンサS1、S2の受光量を比較する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２枚の基板間をバンプ
で接合した部分における接合状態を検査する方法および
装置に関する。液晶パネルなどの端子引き出し部などに
は、このように２枚の基板間をバンプで接合する構造が
採用されている。

【０００２】

【従来の技術】図５（ａ）はＬＣＤ(Liquid-Crystal Di
splay)における液晶表示領域の外側の部分の断面図であ
る。１は透明なガラス基板であり、内面に多数の透明電
極(ITO) ２が平行に形成されている。３は対向して設け
た基板であり、その内面にCuなどによって導体パターン
４が形成されている。

【０００３】そして、ガラス基板１側の透明電極２を基
板３側の導体パターン４に電気的に接続するために、互
いに対向する透明電極２と導体パターン４間に半田バン
プ５を挟んで圧接した構造になっている。すなわち、図
５(b) に示すように、各導体パターン４上に半田のバン
プ5aを形成しておき、両基板１、３間を加圧すること
で、半田バンプ5aとガラス基板１の透明電極２とを圧着
させる。

【０００４】その結果 (a)図のように、半田バンプ5aの
頂端が透明電極２で押しつぶされて、平坦な状態とな
る。このような接合方法を、ＣＯＧ(Chip On Glass )接
合技術を呼んでいる。なお、導体パターン４の幅は１00
μｍ程度、両基板１、３の間隔は１00μｍ程度である。

【０００５】ところで、すべての半田バンプが確実に透
明電極２と接合しておれば良いが、(a)図の導体パター
ン4aの部分のように、半田バンプ51の高さ不足などのた
めに、半田バンプ51が透明電極２と接触していないケー
スや、導体パターン4bの部分のように、半田バンプ5aが
欠落したケースなどがある。いずれの場合も、導体パタ
ーン４と透明電極２との間の電気的な導通がとれないの
で、当該液晶パネルは不良品となり、歩留り低下の原因
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】半田バンプ５は、ガラ
ス基板１の上から観測できるため、前記のような接合不
良は、ガラス基板１上から撮像装置６で撮像して、ＣＡ
Ｄなどのデータと照合することで、自動的に検査でき
る。すなわち、ＣＡＤデータ上では半田バンプが存在し
ておるべき位置において、導体パターン4bの部分のよう
に、半田バンプ５が欠落していると、自動的に接合不良
と判定され、不良品として処理される。

【０００７】しかしながら、導体パターン4a上のよう
に、半田バンプは存在するものの、圧力の不良や半田量
不足などのために、透明電極２との接合が良好に行われ
ていない場合は、上部からの単純な観測では、半田バン
プ５などのように確実に接合している状態と反射光に差
異が認められず、接合不良を検知できない。

【０００８】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、二枚の基板間をバンプで接合した場合の接合状
態を正確に検査可能とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による接合
状態検査方法および装置の基本原理を説明する側面図あ
る。請求項１の発明は、２枚の基板間をバンプ５で接合
した後、接合状態を検査する際に、片方の透明な基板１
上から、バンプ５による接合部に直線偏光LPを照射し、
反射光の偏光状態をセンサで検知する構成である。

【００１０】請求項２の発明は、２枚の基板間をバンプ
５で接合した後、接合状態を検査する際に、片方の透明
な基板１上から、バンプ５による接合部に直線偏光LPを
照射し、反射光を偏光ビームスプリッタ７で分離し、分
離したそれぞれの偏光を別々のセンサS1、S2に入射し、
それぞれのセンサ出力によってセンサS1、S2の受光量を
比較する構成である。

【００１１】請求項３の発明は、２枚の基板間のバンプ
５による接合状態を検査する装置において、バンプ５に
よる接合部に、ハーフミラー８を介して照射する直線偏
光LPの発生手段９を配設し、前記接合部からの反射光が
導かれる前記ハーフミラー８を介して、偏光ビームスプ
リッタ７を配設するとともに、該偏光ビームスプリッタ
７の二つの出射光側に光センサS1、S2を配設してなる構
成である。

【００１２】

【作用】請求項１のように、片方の基板１上から、バン
プ５による接合部に直線偏光LPを照射したとき、バンプ
５の状態や形状によって、反射光の偏光状態が異なって
くる。すなわち、バンプ５が基板１側と確実に接合し、
接合部が平坦になっていると、平坦部10で入射光のほと
んどが効率的に反射され、かつ反射光LP１の偏光状態は
変化しない。

【００１３】これに対し、バンプ51のように、基板１側
と接合しておらず、半球面状の場合は、バンプ51の表面
形状が不規則なために、反射の際に偏光状態が変化し、
反射光中に、入射光LPとは偏光状態の異なった成分LP２
が含まれる。したがって、反射光の偏光状態を検出する
ことで、バンプの接合状態を電気的に検出できる。ま
た、導体パターン4b上のように、バンプが存在しない場
合は、反射光の光量が格段と減少するので、これによっ
てバンプ欠落を検出できる。

【００１４】請求項２のように、反射光を偏光ビームス
プリッタ７で分離して、分離したそれぞれの偏光をセン
サS1、S2で検出し、センサS1、S2の受光量を電気的に比
較する方法によると、バンプ５のように、基板１側と確
実に接合され、平坦部10で反射された光LP１は、その偏
光状態が入射光LPの偏光状態と同じなため、当該偏光LP
１側のセンサＳ１の受光量が他方のセンサＳ２より格段
と大きい。

【００１５】これに対し、バンプ51のように、基板１側
と接合しておらず、バンプ51の表面形状が球面状の場合
は、反射の際に偏光状態が変化して、入射光LPとは偏光
状態の異なった成分LP２が、他方のセンサＳ２に検出さ
れるため、両方のセンサS1、S2で偏光が検出される。

【００１６】また、導体パターン4b上のように、バンプ
が存在しない場合は、偏光ビームスプリッタ７に導かれ
る反射光の光量が格段と減少するので、両方のセンサS
1、S2ともに、受光量は極めて少なく、これによってバ
ンプ欠落を検出できる。このように、請求項１、２の方
法によると、バンプによる接合良否を正確に検出でき
る。

【００１７】請求項３のように、片方の基板１上に、ハ
ーフミラー８を介して、偏光ビームスプリッタ７を配設
するとともに、該偏光ビームスプリッタ７の二つの出射
光側に光センサS1、S2を配設し、それぞれの受光量を比
較することで、接合部からの反射光の偏光状態を容易に
検出し、接合状態の良否を自動的に判定できる。また、
検査用の直線偏光LPは、直線偏光の発生手段９から、前
記ハーフミラー８を介して接合部に照射でき、全体的に
装置構成が簡易となる。

【００１８】

【実施例】次に本発明による接合状態検査方法および装
置が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明す
る。図２は接合状態検査装置の光学系を示す斜視図であ
る。２枚の基板１、３から成る被検査パネルは、Ｘ−Ｙ
テーブル11の保持台12上に載置されている。

【００１９】レーザ光源９から出射した直線偏光は、ビ
ームエクスパンダ13で平行光に変換された後、ハーフミ
ラー８で回転多面鏡14に反射され、さらにｆθレンズ15
に導かれる。そして、ミラー16で被検査基板１、３上に
垂直に入射され、一定方向に走査される。なお、ミラー
16による走査範囲は狭いので、Ｘ−Ｙテーブル11で被検
査基板１、３をＸ−Ｙ方向に移動することにより、検査
に必要な全面を直線偏光LPで走査できる。

【００２０】被検査面で反射した直線偏光は、ミラー16
→ｆθレンズ15→回転多面鏡14→ハーフミラー８の経路
を通過し、ハーフミラー８を透過して、偏光ビームスプ
リッタ７に達する。偏光ビームスプリッタ７は、入射し
て来た偏光を、直交するＰ偏光とＳ偏光に分離する機能
を有するものであり、例えばＰ偏光が透過するものとす
ると、Ｓ偏光は反射される。

【００２１】そのため、図１に示すように入射光LPと同
じ方向に偏光している反射光LP１は、偏光ビームスプリ
ッタ７を透過して、光センサS1に入射するものとする
と、偏光状態が入射光LPと異なる反射光LP２は、偏光ビ
ームスプリッタ７で反射されて、光センサS2に入射す
る。

【００２２】偏光ビームスプリッタ７は、偏光状態が入
射光と同じ成分を光センサS2側に反射させ、偏光状態が
入射光と異なる成分を光センサS1側に透過させるもので
あってもよい。また、光センサS1、S2に到達するまでの
光が微弱になることもあり得るので、光センサS1、S2と
しては、光電子増倍管などの感度のすぐれたものが適し
ている。なお、照射される直線偏光LPは、レーザ光源か
ら出射した円偏光をλ／４板などの偏光素子でＳ偏光ま
たはＰ偏光に変換して得ることもできる。

【００２３】図３は図２の装置におけるセンサS1、S2へ
の入射光量を示す図であり、(a) 図は図１のバンプ５の
ように正常に接合している場合、 (b)図は図１のバンプ
51のようにガラス基板１側に接していない場合である。
(a) 図におけるセンサS1は、その受光面全面P1に反射光
が照射されていて明るいのに対し、センサS2では、その
受光面の外周P2のみリング状に反射光が照射されてお
り、中央部P3は受光していない。

【００２４】センサS1のように全面に反射光が入射して
いるのは、図１のバンプ５の平坦部10で入射光が効率的
に反射され、しかも平坦部で反射されているために反射
光の偏光状態が入射光のまま維持されているからであ
る。すなわち、入射光LPと同じ偏光状態の反射光LP１
は、偏光ビームスプリッタ７を透過して、センサS1に入
射するため、図示のようにセンサS1は全面に受光し、受
光量が大きい。

【００２５】このように、反射光の大部分が偏光ビーム
スプリッタ７を透過してセンサS1に入射するので、もう
一方のセンサS2への入射光量は少なく、P3部のように大
部分が暗くなる。ただし、バンプ５の側面の傾斜した部
分17で乱反射した光は、入射光LPとは偏光状態が変化し
た成分LP２を含んでいるため、偏光ビームスプリッタ７
を透過せずに反射されて、センサS2に入射し、リング状
に光っている。しかしながら、傾斜部17で乱反射した光
には、入射光LPと同じ偏光成分LP１も含まれているた
め、センサS2への入射光量は少なく、リング状部P2はさ
ほど明るくない。

【００２６】以上の関係を、二値化すると図４ののよ
うになる。すなわち、反射光の大部分がセンサS1に入射
し、センサS2への入射光量は極めて少ないので、センサ
出力を二値化すると、センサS1の出力は“１”で、セン
サS2の出力は“０”となる。

【００２７】これに対し、図１のバンプ51のように、ガ
ラス基板１側に接していない場合は、バンプ51の外面全
体で乱反射が起きる。その結果、反射光には、入射光LP
と同じ偏光状態の成分LP１も含まれておれば、入射光LP
と偏光状態が90度異なる成分LP２も含まれている。

【００２８】したがって、反射光のうち、入射光LPと同
じ偏光状態の成分LP１は、偏光ビームスプリッタ７を透
過して、センサS1に入射し、P4のように全面が明るくな
る。ただし、(a) 図のセンサS1ほどは明るくない。ま
た、反射光のうち、入射光LPと偏光状態の異なる成分LP
２は、偏光ビームスプリッタ７で反射されてセンサS2に
入射し、P5のように全面が明るくなる。この場合も、
(a) 図のセンサS1ほどは明るくないが、センサS2の全面
で受光している。

【００２９】したがって、この関係を二値化すると、図
４ののようになる。すなわち、反射光は両方のセンサ
S1、S2の全面に入射するので、センサ出力を二値化する
と、センサS1の出力は“１”で、センサS2の出力も
“１”となる。

【００３０】一方、図１の導体パターン４ｂ上のよう
に、バンプが欠落していて、偏光ビームスプリッタ７へ
導かれる反射光量が極めて少ない場合は、センサS1、S2
ともに入射光量は極めて少ないので、センサ出力は、図
４ののように、両方とも“０”“０”となる。

【００３１】結局、二つのセンサS1、S2の出力状態によ
って、バンプによる接合状態の良否やバンプ欠落を判別
でき、自動的にかつ正確に接合状態を検査できる。ま
た、センサS1、S2の出力をそれぞれ二値化し、記憶する
ことによって、検査対象面と対応した２つの二値化画像
を得ることもできる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１のように、片方の基板１上か
ら、バンプ５による接合部に直線偏光LPを照射し、反射
光の偏光状態をセンサで検知することによって、バンプ
による接合状態の良否を正確に判定できる。また、請求
項２のように、反射光を偏光ビームスプリッタ７で分離
し、分離したそれぞれの偏光をセンサS1、S2で検出し、
センサS1、S2の受光量を電気的に比較する方法による
と、それぞれのセンサ出力を二値化するなどの手法によ
って、正確にかつ自動的に検査できる。

【００３３】請求項３のように、片方の基板１上に、ハ
ーフミラー８を介して、偏光ビームスプリッタ７を配設
するとともに、該偏光ビームスプリッタ７の二つの出射
光側に光センサS1、S2を配設し、また検査用の直線偏光
LPを、直線偏光の発生手段９から、ハーフミラー８を介
して接合部に照射する構成とすることにより、簡易な装
置で自動検査を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による接合状態検査方法および装置の基
本原理を説明する側面図である。

【図２】接合状態検査装置の光学系を例示する斜視図で
ある。

【図３】各センサへの入射光量を示す図である。

【図４】各センサの出力状態を二値化した例を示す図で
ある。

【図５】バンプによって２枚の基板間を接合した状態を
示す断面図である。

【符号の説明】

１透明なガラス基板２透明電極３基板 4,4a,4b 導体パターン５良好に接合した状態の半田バンプ 51 未接合状態の半田バンプ 5a 接合前の半田バンプ６撮像装置７偏光ビームスプリッタ８ハーフミラー９直線偏光発生手段（直線偏光レーザ光源） 10 平坦部 11 Ｘ−Ｙテーブル 12 保持台 13 ビームエクスパンダ 14 回転多面鏡 15 ｆθレンズ 16 ミラー 17 バンプ側面の傾斜した部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤善朗神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の基板間をバンプ(5) で接合した
後、接合状態を検査する際に、片方の透明な基板(1) 上から、バンプ(5) による接合部
に直線偏光(LP)を照射し、反射光の偏光状態をセンサで検知することを特徴とする
接合状態検査方法。
【請求項２】２枚の基板間をバンプ(5) で接合した
後、接合状態を検査する際に、片方の透明な基板(1) 上から、バンプ(5) による接合部
に直線偏光(LP)を照射し、反射光を偏光ビームスプリッタ(7) で分離し、分離した
それぞれの偏光を別々のセンサ(S1)、(S2)に入射し、そ
れぞれのセンサ出力によってセンサ(S1)、(S2)の受光量
を比較することを特徴とする請求項１記載の接合状態検
査方法。
【請求項３】２枚の基板間のバンプ(5) による接合状
態を検査する装置において、バンプ(5) による接合部に、ハーフミラー(8) を介して
照射する直線偏光(LP)の発生手段(9) を配設し、前記接合部からの反射光が導かれる前記ハーフミラー
(8) を介して、偏光ビームスプリッタ(7) を配設すると
ともに、該偏光ビームスプリッタ(7) の二つの出射光側
に光センサ(S1)、(S2)を配設してなることを特徴とする
接合状態検査装置。