• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.26-34
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• 2006

본 논문에서는 고 해상도의 CCD카메라를 이용하여 정밀 소자인 BGA(Ball Grid Array)의 2차원 영상을 얻어 BGA소자의 볼 높이 결함을 검출하기 위한 스테레오 영상 모델링 기법에 관하여 연구하고 결함 검출 알고리즘을 제안한다. 논문에서 BGA 소자의 패키지/볼 영역 검출 알고리즘, FOV 조정(calibration), 정점 정합 알고리즘과 높이 측정 방법을 제안한다. 각각의 BGA소자의 결함에 따른 검출 방법을 제안하고 실험을 통해서 성능을 검증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (2)
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• pp.481-483
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• 2001

최근 전자제품의 초소형화에 따라, PCB 기판위의 부품의 집적도를 높이기 위해, 기존의 리드대신 부품 밑면에 볼(ball)이 격자형태로 배열되어 있는 BGA(Ball Grid Array) 형태의 팩키지가 많이 사용되고 있다. 하지만, BGA의 구조상 한번 장착되면 외관검사가 불가능하므로, 장착전 BGA의 검사가 필수적이다. BGA의 검사항목중 가장 중요한 항목인 볼 높이검사를 실시간으로 하기 위해서는 고속 비접촉 3차원 측정기술이 요구된다. 본 논문에서는 일반카메라보다 100배이상 높이 프로파일 취득속도가 빠른 3D smart camera와 레이저 슬릿광(slit ray)을 이용하여 고속으로 BGA 볼의 3D 프로파일을 얻은 후, clipping과 morphological filter를 사용하여 인접한 볼표면에서의 난반사로 인한 에러 데이터를 보정하여 정확한 3D 영상을 취득할 수 있는 시스템을 소개한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제8권3호
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• pp.39-45
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• 2019

This paper presents an optical technique for the three-dimensional (3D) shape inspection of micro solder balls used in ball-grid array (BGA) packaging. The proposed technique uses an optical source composed of spatially arranged light-emitting diodes (LEDs) and the results are derived based on the specular reflection characteristics of the micro solder balls for BGA A vision system comprising a camera and LEDs is designed to capture the reflected images of multiple solder balls arranged arbitrarily on a tray and the locations of the LED point-light-source reflections in each ball are determined via image processing, for shape inspection. The proposed methodology aims to determine the presence of defects in 3D BGA shape using the statistical information of the relative positions of multiple BGA balls, which are included in the image. The presence of the BGA balls with large deviations in relative position imply the inconsistencies in their shape. Experiments were conducted to verify that the proposed method could be applied to inspection without sophisticated mechanism and productivity problem.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1115-1121
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• 2015

Fast inspection of solder ball bumps in ball grid array (BGA) is an important issue in the flip chip bonding technology. Particularly, semiconductor industry has required faster and more accurate inspection of micron-size solder bumps in flip chip bonding, as the density of balls increase dramatically. In this paper, we describe an inspection approach of BGA balls by using 5-step ring illumination device and normalized cross-correlation (NCC) method. The images of BGA ball by the illumination device show unique and distinguishable characteristic contours by their 3-D shapes, which are called as "iso-slope contours". Template images of reference ball samples can be produced artificially by the hybrid reflectance model and 3D data of balls. NCC values between test and template samples are very robust and reliable under well-structured condition. The 200 samples on real wafer are tested and show good practical feasibility of the proposed method.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.1237-1240
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• 2001

최근 제품의 초소화와 반도체의 고집적화로, 작은 크기로 많은 리드를 제공하기 위해, 부품 밑면에 격자형태로 볼이 배열되어 있는 BGA나 CSP부품들이 최근 많이 이용되고 있다. 하지만, BGA는 한번 PCB에 장착되면, 볼 외관검사가 원천적으로 불가능하므로, 부품을 장착하기 전에 볼 품질의 검사와 부품의 정밀한 위치 및 각도의 측정이 요구된다. 본 논문에서는 BGA부품의 위치 및 각도를 추출하기 위한 방법과 볼을 검사하기 위한 알고리즘을 소개한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권1호
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• pp.8-18
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• 2000

본 논문은 RF 호로 모듈을 구현하기 위한 방법으로서 BGA(Ball Grid Array) 패키지 구조를 제시하고 그 전기적 변수를 추출하였다. RF 소자의 동작 주파수가 높아지면서 RF 회로를 구성하는 패키지의 전지적 기생 성분들은 무시할 수 없을 정도로 동작회로에 영향을 끼친다. 또한 소형화 이동성을 요구하는 무선 통신 시스템은 그 전기적 특성을 만족시킬 수 있도록 새로운 RF 회로 모듈 구조를 요구한다. RF 회로 모듈 BGA 패키지 구조는 회로 동작의 고속화, 소형화, 짧은 회로 배선 길이, 아날로그와 디지탈 혼성 회로에서 흔히 발생하는 전기적 기생 성분에 의한 잡음 개선등 기존의 구조에 비해 많은 장점을 제공한다. 부품 실장 공정 과정에서도 BGA 패키지 구조는 드릴링을 이용한 구멍 관통 홀 제작이 아닌 순수한 표면 실장 공정만으로 제작될 수 있는 장점을 제시한다. 본 실험은 224MHz에서 동작하는 ITS(Intelligent Transportation System) RF 모튤을 BGA 패키지 구조로 설계 제작하였으며, HP5475A TDR(Time Domain Reflectometry) 장비를 이용하여 3${\times}$3 입${\cdot}$출력단자 구조을 갖는 RF 모튤 BGA 패키지의 전기적 파라메타의 기생성분을 측정하였다. 그 결과 BGA 공납의 자체 캐패시턴스는 68.6fF, 자체 인덕턴스는 1.53nH로써 QFP 패키지 구조의 자체 캐패시턴스 200fF와 자체 인덕턴스 3.24nH와 비교할 때 각각 34%, 47%의 값에 지나지 않음을 볼 수 있었다. HP4396B Network Analyzer의 S11 파라메타 측정에서도 1.55GHz 근방에서 0.26dB의 손실을 보여주어 계산치와 일치함을 보여 주었다. BGA 패키지를 위한 배선 길이도 0.78mm로 짧아져서 RF 회로 모튤을 소형화시킬 수 있었으며, 이는 RF 회로 모듈 구성에서 BGA 패키지 구조를 사용하면 전기적 특성을 개선시킬 수 있음을 보여준 것이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권6호
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• pp.80-85
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• 2010

현재 BGA 409 chip의 외관검사는 대부분 현미경을 이용한 육안검사로 이루어지고 있다. 그러나 인간의 시력에 의존하여 검사하는 현재의 외관검사 방법은 검사자의 육체적, 정신적 부분에 의하여 검사 결과가 변화하기 때문에 안정적인 결과를 기대하기 어렵다. 따라서 육안검사 시 발생하는 문제점을 개선하기 위해 BGA 솔더볼 외관검사의 비전 시스템이 개발 되었고, 이는 기존의 검사 방법에 비해 BGA 409 chip의 솔더볼의 외관검사의 신뢰성과 효율성을 증가시켰다. 하지만 BGA 솔더볼의 크기가 미세하고 그 특징의 구분이 힘들어 검사의 정확도가 떨어지고 오리엔테이션 오류가 발생하였다. 이에 본 논문에서는 BGA 솔더볼 외관검사의 정확도를 향상시키기 위해 에지 검출 알고리즘의 보완과 특징들만을 비교하는 패턴매칭 기법을 제안하였으며, 또한 특징 공간 설정의 기준이 되는 기준 영역의 개선을 통해 오리엔테이션 오류의 개선을 제안하였다. 즉, 본 논문에서는 기존의 비전 시스템의 정확도와 오리엔테이션 오류를 개선하는 방법을 제안함으로써 BGA 솔더볼 외관검사의 정확도를 향상시켜 결과적으로 BGA 솔더볼 외관검사의 에러율을 줄이고 검사 속도의 향상 등 기존의 외관검사 방법에 비해 향상된 검사 결과를 획득하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.431-436
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• 2005

In this paper, We proposed the stereo image modeling using 2-dimensional images captured by the high resolution cameras to inspect the ball defects of BGA(Ball Grid Array) device. The proposed algorithm consists of the package/ball area extraction part, the FOV(Field of View) calibration part, the top point matching part, and ball height measurement part, In the package/ ball area extraction part, the package and ball areas are separately extracted in a left and right image by the extraction algerian. Through the experiment, we draw out the result.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-4
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• 2006

Recently, Ball Grid Arrays(BGAs) are getting used more frequently for a package type. The connectors on a BGA consist of a large number of small solder balls in a grid shape on its bottom side. However, since balls of BGAs mounted on PCBs are not visible, inspection before mounting them is indispensable. High speed non-contact 3D measurement technologies are necessary far real-time measurement of ball height, the most important inspection item. In this paper, an accurate 3D data acquisition system for BGAs is proposed that can acquire 3D profile at high speed using a 3D smart camera and laser slit ray projection. Some clipping and morphological filtering operations are employed to remove spiky error data, which occur due to reflections from some ball area to camera direction.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.284-284
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• 2015

반도체 Ball Grid Array(BGA)에 사용되던 종래의 Solder Ball은 Sn96.3 Ag3.0 Cu0.7의 용융솔더를 이용하여 제작하고 있다. 이는 SMT Reflow공정에서 BGA Ball의 퍼짐현상으로 인해 원래의 Ball Height에 영향을 미쳐 접합불량의 원인이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Copper Core Ball위에 SnAgCu 삼원합금도금공정을 이용해 문제점을 해결하고자 했으며, 본 실험을 통해 구현한 CCSB를 이용해 SMT Reflow를 진행한 결과 종래의 BGA Ball보다 우수한 효과를 확인할 수 있었다.