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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Röntgenprüfsystem, ein Prüfverfahren unter Verwendung von Röntgenstrahlen und ein Programm.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Aus dem Stand der Technik auf dem Gebiet der Prüfung von bestückten Leiterplatten ist bekannt, zum Prüfen von Stellen an einem Prüfobjekt, die sich nicht durch äußere Sichtprüfung prüfen lassen, eine Prüfung des Prüfobjekts unter Verwendung von Röntgenstrahlen durchzuführen (beispielsweise Patentdokument 1).
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In Patentdokument 1 ist eine Technik offenbart, wobei das Vorhandensein von Fehlstellen (Luftblasen), die entstehen, wenn Durchgangslöcher von bestückten Leiterplatten zur Metallisierung gefüllt werden, unter Verwendung von Röntgenstrahlen beurteilt wird. Konkret werden Rekonstruktionsinformationen erzeugt, wobei unter Verwendung mehrerer Röntgenaufnahmen des Durchgangslochs aus unterschiedlichen Richtungen für jede Koordinate im dreidimensionalen Raum ein Wert definiert wird, der einer Röntgenabsorptionsmenge entspricht. Sodann ist offenbart, dass aus den Rekonstruktionsinformationen spezifische Merkmalsgrößen von Fehlstellen extrahiert werden und auf Grundlage der Informationen zu den Merkmalsgrößen das Vorhandensein von Fehlstellen im Füllabschnitt beurteilt wird.
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Gemäß der Technik aus Patentdokument 1 ist es möglich, das Auftreten von Fehlstellen im Inneren der in das Durchgangsloch gefüllten Metallisierung (also einer Stelle, die in einer äußeren Sichtprüfung nicht überprüfbar ist) zu prüfen.
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument 1:
JP 2016-45164 A -
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Bei bestückten Leiterplatten wird allerdings mitunter ein Draht eines elektronischen Bauelements durch das Durchgangsloch gesteckt (hindurchgeführt) und verlötet (im Folgenden als „Durchsteckmontage“ bezeichnet), wobei beim Löten auch in dem in das Durchgangsloch gefüllten Lot Fehlstellen entstehen können.
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Wenn im Inneren des Lots Fehlstellen vorliegen und sich die Fehlstellen beispielsweise an einer bestimmten Stelle konzentrieren, so ist es bekannt, dass Nachteile auftreten, so etwa, dass der Stromfluss behindert wird und es leicht zu Leitstörungen kommen kann, und dass die Festigkeit des Lots nachlässt und sich leichter Risse (Bruchstellen, Abplatzungen) bilden.
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Wenn eine Leiterplatte in einem Zustand mit montiertem Drahtbauelement geprüft wird, ist es daher erforderlich, eine Qualitätsbeurteilung in Bezug auf Vorhandensein, Größe, Position usw. von Fehlstellen im Inneren des Lots durchzuführen; allerdings ist es unmöglich, Fehlstellen im Lot durch eine äußere Sichtprüfung zu erkennen.
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Bei Fehlstellen im Inneren von Lot in Durchgangslöchern mit Durchsteckmontage von Bauelementen ist es je nach Merkmalsgröße schwierig, ausschließlich die Fehlstellen korrekt zu erfassen, da sie in Röntgenbildern mit der gleichen Helligkeit wie Drähte der Bauelemente angezeigt werden. Auch bei einer Prüfung unter Verwendung von Röntgenstrahlen, wie sie in der Technik aus Patentdokument 1 angegeben ist, besteht daher das Problem, dass Drähte fälschlich als Fehlstellen erfasst werden und es beim Prüfen zu Übererfassung (übermäßiger Beurteilung als mangelhaft) kommt und die Prüfungseffizienz sinkt.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der genannten Umstände getätigt, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Technik bereitzustellen, mit der an einer bestückten Leiterplatte, bei der ein Draht eines elektronischen Bauelements in einem Durchgangsloch durchsteckmontiert ist, Fehlstellen in dem in das Durchgangsloch gefüllten Lot mit hoher Genauigkeit erkannt werden.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Zum Erfüllen der oben genannten Aufgabe wendet die vorliegende Erfindung die folgenden Ausgestaltungen an.
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Ein Prüfsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfsystem für eine bestückte Leiterplatte, an der ein elektronisches Bauelement, das einen Draht aufweist, durchsteckmontiert ist, und weist Folgendes auf:
- eine Röntgenstrahlenerzeugungseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, Röntgenstrahlen auf die bestückte Leiterplatte abzustrahlen,
- eine Röntgenaufnahmeeinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, Röntgenstrahlen aufzunehmen, die durch die bestückte Leiterplatte gedrungen sind,
- eine 3D-Datenerstellungseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der Informationen von mehreren Röntgenbildern, die von der
- Röntgenaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurden, 3D-Daten von einem Bereich zu erstellen, der wenigstens einen Lötabschnitt eines elektronischen Bauelements enthält, das auf die bestückte Leiterplatte durchsteckmontiert ist,
- eine Drahtbereichschätzeinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der 3D-Daten einen Drahtbereich an einer festgelegten Horizontalschichtposition eines mit Lot gefüllten Lotfüllabschnitts am Lötabschnitt zu schätzen, und
- eine Fehlstellenbereichsidentifizierungseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der durch die Drahtbereichschätzeinrichtung geschätzten Informationen einen Fehlstellenbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts zu identifizieren.
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In dem Lötabschnitt des elektronischen Bauelements ist dabei auch ein Drahtteil des elektronischen Bauelements enthalten, der aus dem Durchgangsloch ragt. Die festgelegte Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts ist eine mit Lot gefüllte Stelle und bezeichnet eine beliebige Position in Dickenrichtung der bestückten Leiterplatte, und sie kann sowohl im Voraus festgelegt werden als auch im Zuge der Prüfung eingestellt werden.
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Gemäß der obenstehenden Ausgestaltung wird es ermöglicht, bei einem Durchsteckelement, bei dem ein Draht durch ein Durchgangsloch hindurchgesteckt ist, trotz der Materialeigenschaft des Drahts, Röntgenstrahlen schlecht zu absorbieren, den Drahtbereich der mit Lot gefüllten Schicht zu schätzen und ausschließlich die Fehlstellen zu erfassen. Infolgedessen kann unterbunden werden, dass ein Draht im Lot fälschlich als Fehlstelle erfasst wird, wodurch eine Reduzierung der Erfassungseffizienz aufgrund der Übererfassung von Fehlstellen verhindert werden kann.
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Die Drahtbereichschätzeinrichtung kann eine Drahtschwerpunktberechnungseinrichtung umfassen, die dazu ausgestaltet ist, auf Grundlage von mehreren Horizontalschichtbildern des Drahts, der aus beiden Enden des mit Lot gefüllten Durchgangslochs im Lötabschnitt ragt, die Schwerpunktposition des Drahts an der festgelegten Horizontalschichtposition im Lotfüllabschnitt zu berechnen, und unter Verwendung von wenigstens den durch die Drahtschwerpunktberechnungseinrichtung berechneten Informationen den Drahtbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts schätzen.
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Da der Umfang des aus dem Durchgangsloch ragenden Drahts nicht von Lot bedeckt ist, kann er im Vergleich zu dem Draht innerhalb des Lotfüllabschnitts in einem Röntgenbild klar unterschieden werden. Somit kann der Schwerpunkt des in den Horizontalschichtbildern des aus den beiden Enden des Durchgangslochs ragenden Drahtabschnitts klar zu erkennenden Drahts ermittelt werden, und auf Grundlage dieser Informationen kann der Schwerpunkt des Drahts an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts berechnet werden.
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Die Drahtbereichschätzeinrichtung kann eine Drahtoberflächenberechnungseinrichtung umfassen, die dazu ausgestaltet ist, auf Grundlage von mehreren Horizontalschichtbildern des Drahts, der aus beiden Enden des mit Lot gefüllten Durchgangslochs im Lötabschnitt ragt, die Oberfläche des Drahts an der festgelegten Horizontalschichtposition im Lotfüllabschnitt zu berechnen, und unter Verwendung von wenigstens den durch die Drahtoberflächenberechnungseinrichtung berechneten Informationen den Drahtbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitt schätzen.
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Aus der Form des Drahts, der in den Horizontalschichtbildern des aus den beiden Enden des Durchgangslochs ragenden Drahtabschnitts klar zu erkennen ist, kann nicht nur der Schwerpunkt, sondern auch die Oberfläche des Drahts ermittelt werden. Auf Grundlage der auf diese Weise ermittelten Informationen kann die Oberfläche des Drahts an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts berechnet werden.
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Das Prüfsystem kann ferner eine Speichereinrichtung aufweisen, in der Informationen zu Spezifikationen des elektronischen Bauelements gespeichert sind, und die Drahtbereichschätzeinrichtung kann ferner eine Drahtoberflächenbestimmungseinrichtung umfassen, die dazu ausgestaltet ist, auf Grundlage der in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen zu den Spezifikationen des elektronischen Bauelements die Oberfläche des Drahts an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts zu bestimmen, und kann unter Verwendung der durch die Drahtoberflächenbestimmungseinrichtung bestimmten Informationen den Drahtbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts schätzen.
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Die Drahtoberfläche eines elektronischen Bauelements lässt sich aus den Spezifikationen des Bauelements erlangen, weshalb durch Verwenden solcher externer Informationen die Oberfläche des Drahts an der Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
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Indem die Drahtbereichschätzeinrichtung wie oben beschrieben die Schwerpunktposition/Oberfläche des Drahts an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts verwendet, kann sie den Drahtbereich an dieser Position mit hoher Genauigkeit schätzen.
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Die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinrichtung kann an dem Horizontalschichtbild, das die festgelegte Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts zeigt, den durch die Drahtbereichschätzeinrichtung geschätzten Drahtbereich einer Maskierungsverarbeitung unterziehen und auf diese Weise den Fehlstellenbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts identifizieren.
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Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, in dem Horizontalschichtbild, das die festgelegte Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts zeigt, den Drahtbereich auszuschließen, der sich nicht anhand der Merkmalsgrößen von Fehlstellenbereichen unterscheiden lässt, und auf diese Weise den Fehlstellenbereich mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
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Das Prüfsystem kann ferner eine Benutzerüberprüfungsbilderstellungseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein Benutzerüberprüfungsbild zu erstellen, in dem ein Zustand gezeigt wird, in welchem an dem Horizontalschichtbild, das die festgelegte Horizontalschichtposition zeigt, eine Maskierungsverarbeitung des geschätzten Drahtbereichs vorgenommen wurde, und eine Bildanzeigeeinrichtung aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, wenigstens das Benutzerüberprüfungsbild anzuzeigen.
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Indem wie oben beschrieben ein Benutzerüberprüfungsbild angezeigt wird, kann der Benutzer auch bei Stellen, die nicht in einer äußeren Sichtprüfung überprüfbar sind, überprüfen, wie es um die das Prüfobjekt bildenden Stellen beschaffen ist, oder ob das Qualitätsbeurteilungsergebnis zutreffend ist. Auch wenn vor der Prüfung ein Vorgang des Einstellens von Prüfstandards (im Folgenden als Einlernen bezeichnet) durchgeführt wird, kann die Benutzungsfreundlichkeit für den Benutzer erhöht werden, da er den tatsächlichen Zustand der Prüfobjektstellen oder die zu messenden Stellen überprüfen kann.
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Das Prüfsystem kann ferner eine Prüfeinrichtung aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, auf Grundlage von Parametern zu dem durch die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinrichtung identifizierten Fehlstellenbereich die Qualität der bestückten Leiterplatte zu beurteilen. Bei den Parametern zu dem Fehlstellenbereich kann es sich beispielsweise um Oberfläche, Volumen, Position und dergleichen des Fehlstellenbereichs handeln.
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Das Prüfsystem kann ferner eine Fehlstellenvolumenberechnungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, auf Grundlage von mehreren Horizontalschichtbildern, die unterschiedliche Horizontalschichtpositionen in dem Lotfüllabschnitt zeigen, an denen durch die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinrichtung ein Fehlstellenbereich identifiziert wurde, das Volumen der Fehlstellen im Füllabschnitt zu berechnen. Es kann sich auch um eine Beurteilung der Qualität der bestückte Leiterplatte auf Grundlage des durch die Fehlstellenvolumenberechnungseinrichtung berechneten Fehlstellenvolumens im Lotfüllabschnitt handeln. Mit einer solchen Ausgestaltung kann der Fehlstellenbereich anstelle seiner Fläche auf dreidimensionale Weise erfasst werden, wodurch sich die Genauigkeit der Prüfung weiter erhöhen lässt.
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Die vorliegende Erfindung lässt sich auch als eine Prüfungsverwaltungsvorrichtung auffassen, die die 3D-Datenerstellungseinrichtung, die Drahtbereichschätzeinrichtung und die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinrichtung umfasst.
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Ein Prüfverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfverfahren für eine bestückte Leiterplatte, an der ein elektronisches Bauelement, das einen Draht aufweist, durchsteckmontiert ist, und weist Folgendes auf:
- einen Bildabrufschritt, wobei mehrere Röntgenbilder abgerufen werden, die unter Verwendung von Röntgenstrahlen von der bestückten Leiterplatte aufgenommen wurden,
- einen 3D-Datenerstellungsschritt, wobei unter Verwendung der Informationen von mehreren Röntgenbildern, die von der Röntgenaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurden, 3D-Daten von einem Bereich erstellt werden, der wenigstens einen Lötabschnitt eines elektronischen Bauelements enthält, das auf die bestückte Leiterplatte durchsteckmontiert ist,
- einen Drahtbereichschätzschritt, wobei unter Verwendung der 3D-Daten ein Drahtbereich an einer festgelegten Horizontalschichtposition eines mit Lot gefüllten Lotfüllabschnitts am Lötabschnitt geschätzt wird, und
- einen Fehlstellenbereichsidentifizierungsschritt, wobei unter Verwendung der im Drahtbereichschätzungschritt geschätzten Informationen ein Fehlstellenbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts identifiziert wird.
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Die vorliegende Erfindung lässt sich auch als ein Programm zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens auf einem Computer und ein Speichermedium auffassen, auf dem das Programm auf nichttransitorische und computerlesbare Weise gespeichert ist.
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Die vorliegende Erfindung kann durch Kombinieren der oben beschriebenen Ausgestaltungen und Verarbeitungen ausgestaltet sein, solange sich hieraus kein technischer Widerspruch ergibt.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Technik bereitgestellt, mit der an einer bestückten Leiterplatte, bei der ein Draht eines elektronischen Bauelements in einem Durchgangsloch durchsteckmontiert ist, Fehlstellen in dem in das Durchgangsloch gefüllten Lot mit hoher Genauigkeit erkannt werden können.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht, die in Grundzügen die Ausgestaltung einer Röntgenprüfvorrichtung gemäß einem Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 2 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf einer Fehlstellenprüfverarbeitung in der Röntgenprüfvorrichtung gemäß dem Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 3 ein Blockschaubild, das in Grundzügen die Ausgestaltung eines Röntgenprüfsystems gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 4 eine schematische Schnittansicht eines Bereichs eines Lötabschnitts eines Leiterplattenbestückungsbauelements und eine erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen 3D-Daten und einem anhand der 3D-Daten erstellten Vertikalschichtbild, wobei 4A eine schematische Schnittansicht des Bereichs des Lötabschnitts eines Leiterplattenbestückungsbauelements veranschaulicht, 4B 3D-Daten im Bereich des Lötabschnitts veranschaulicht und 4C erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen den 3D-Daten und dem anhand der 3D-Daten erstellten Vertikalschichtbild veranschaulicht;
- 5 eine erläuternde Ansicht eines Horizontalschichtbilds eines Extraktionsdrahts in dem Röntgenprüfsystem gemäß der ersten Ausführungsform;
- 6A eine Ansicht eines Horizontalschnittbilds, das einen Fehlstellenkandidaten an einer Vorgabeschichtposition in dem Röntgenprüfsystem der ersten Ausführungsform darstellt; 6B eine Ansicht, die einen geschätzten Drahtbereich an der Vorgabeschichtposition veranschaulicht, der durch eine Drahtbereichschätzeinheit gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wurde; 6C eine Ansicht eines Zustands, in dem der geschätzte Drahtbereich über den Fehlstellenkandidaten gelegt wurde;
- 7 eine Ansicht eines Beispiels eines Benutzerüberprüfungsbilds in dem Röntgenprüfsystem gemäß der ersten Ausführungsform;
- 8 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf einer Fehlstellenprüfverarbeitung in dem Röntgenprüfsystem gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 9 ein Blockschaubild, das in Grundzügen die Ausgestaltung eines Röntgenprüfsystems gemäß einem Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
- 10 ein Blockschaubild, das in Grundzügen die Ausgestaltung eines Röntgenprüfsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
- 11 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf einer Fehlstellenprüfverarbeitung in dem Röntgenprüfsystem gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht; und
- 12 Ansichten von Beispielen eines Benutzerüberprüfungsbilds in dem Röntgenprüfsystem gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei 12A ein Horizontalschichtbild (also ein X-Y-Schnittbild) an einer Vorgabeschichtposition einer bestückten Leiterplatte darstellt, 12B ein X-Z-Schnittbild eines Bereichs darstellt, der einen Lotfüllabschnitt der bestückten Leiterplatte enthält, und 12C ein Y-Z-Schnittbild eines Bereichs darstellt, der den Lotfüllabschnitt der bestückten Leiterplatte enthält.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Anwendungsbeispiel
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Ausgestaltung des Anwendungsbeispiels
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Im Folgenden wird ein Beispiel für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann als Röntgenprüfvorrichtung angewandt werden, die dazu ausgestaltet ist, eine Röntgenaufnahme einer bestückten Leiterplatte zu machen, auf die ein elektronisches Bauelement durchsteckmontiert ist, und auf Grundlage des aufgenommenen Bildes einen Lötabschnitt des Bauelements auf Fehlstellen zu prüfen. Der Lötabschnitt im hier verwendeten Sinne beinhaltet sowohl ein mit Lot gefülltes Durchgangsloch, durch das der Draht des Bauelements gesteckt ist, als auch den aus dem Durchgangsloch ragenden Draht.
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1 ist eine schematische Ansicht, die in Grundzügen die Ausgestaltung einer Röntgenprüfvorrichtung 9 gemäß dem Anwendungsbeispiel veranschaulicht. In Grundzügen ist die Röntgenprüfvorrichtung 9 mit einem Steuerungsendgerät 91, einer Röntgenquelle 92 und einer Aufnahmeeinheit 94 ausgestaltet, die eine Röntgenkamera 93 aufweist.
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Das Steuerungsendgerät 91 kann beispielsweise durch einen universellen Computer ausgestaltet sein und umfasst als Funktionseinheiten eine Antriebssteuereinheit 911, einen Speicher 912, eine 3D-Datenerstellungseinheit 913, eine Drahtbereichschätzeinheit 914, eine Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 915 und eine Prüfeinheit 916.
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Die Röntgenquelle 92 bestrahlt ein Prüfobjekt O, das durch eine nicht dargestellte Transportrolle transportiert wird, mit Röntgenstrahlen, und die Röntgenkamera 93 nimmt die Röntgenstrahlen auf, die durch eine bestückte Leiterplatte O dringen, bei der es sich um das Prüfobjekt handelt. Die Röntgenquelle 92 ist durch ein X-Gestell 921 und ein Y-Gestell 922 bewegbar, und die Röntgenkamera 93 ist durch ein X-Gestell 931 und ein Y-Gestell 932 bewegbar. Die Röntgenquelle 92 und die Röntgenkamera 93 bewegen sich mittels dieser Gestelle jeweils auf einer Kreisbahn C1, C2, und es werden an mehreren Positionen an der Bahn Aufnahmen durchgeführt.
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Die Antriebssteuereinheit 911 ist dazu ausgestaltet, den Antrieb der einzelnen Einheiten der Röntgenprüfvorrichtung 9 zu steuern. Dadurch bewirkt die Röntgenprüfvorrichtung 9 eine Veränderung der relativen Positionen der bestückten Leiterplatte O, der Röntgenquelle 92 und der Röntgenkamera 93 und nimmt die bestückte Leiterplatte O an mehreren Positionen auf.
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In dem Speicher 912 sind wenigstens Informationen zu der bestückten Leiterplatte O (beispielsweise Art, Form, Abmessungen usw. des Bauelements) und Informationen zu Prüfstandards wie etwa Schwellenwerte gespeichert. Es können auch verschiedene Daten wie etwa ein Programm zum Steuern der Prüfvorrichtung darin abgelegt sein.
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Die 3D-Datenerstellungseinheit 913 ist dazu ausgestaltet, aus den wie oben beschrieben aufgenommenen mehreren Röntgenbildern 3D-Daten wenigstens des Lötabschnitts zu erstellen. Als das Verfahren zum Erstellen (Zusammenstellen) der Daten kann eine bekannte Technik wie etwa CT (Computetromographie) oder Tomosynthese angewandt werden, und auf eine ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
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Die Drahtbereichschätzeinheit 914 ist dazu ausgestaltet, unter Verwendung der durch die 3D-Datenerstellungseinheit 913 erstellten 3D-Daten an einer festgelegten Horizontalschichtposition eines mit Lot gefüllten Teils (im Folgenden als Vorgabeschichtposition bezeichnet) eine Schätzung eines Drahtbereichs durchzuführen.
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Die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 915 ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage der durch die 3D-Datenerstellungseinheit 913 erstellten 3D-Daten und der Informationen zu dem durch die Drahtbereichschätzeinheit 914 geschätzten Drahtbereich eine Verarbeitung zum Identifizieren eines Fehlstellenbereichs an der Vorgabeschichtposition durchzuführen.
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Die Prüfeinheit 916 ist dazu ausgestaltet, durch einen Vergleich zwischen einem im Speicher 912 gespeicherten Prüfstandard (beispielsweise einem Schwellenwert hinsichtlich einer Fehlstellenoberfläche) und Parametern des durch die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 915 identifizierten Fehlstellenbereichs (beispielsweise Oberfläche des Fehlstellenbereichs) eine Prüfung zum Beurteilen der Qualität der bestückten Leiterplatte O auszuführen.
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Verarbeitungsablauf
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Eine Reihenfolge von Verarbeitungen, die die Röntgenprüfvorrichtung 9 für die Fehlstellenprüfung durchführt, ist in 2 gezeigt. Zunächst macht die Röntgenprüfvorrichtung 9 Röntgenaufnahmen von mehreren unterschiedlichen Positionen der bestückten Leiterplatte O und ruft die mehreren Röntgenbilddaten ab (S901). Als Nächstes erstellt die Röntgenprüfvorrichtung 9 aus den in Schritt S901 abgerufenen mehreren Röntgenbilddaten 3D-Daten des Lötabschnitts der bestückten Leiterplatte O (S902).
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Die Röntgenprüfvorrichtung 9 extrahiert sodann aus den in Schritt S902 erstellten 3D-Daten mehrere Horizontalschichtbilder des Drahtteils, der nicht mit Lot bedeckt ist, und erfasst den Drahtbereich aus diesen Horizontalschichtbildern (S903). Bei den mehreren Horizontalschichtbildern kann beispielsweise jeweils der aus den beiden Enden des Durchgangslochs ragende Draht extrahiert werden.
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Die Röntgenprüfvorrichtung 9 führt außerdem unter Verwendung der in Schritt S902 erstellten 3D-Daten und der Informationen zu dem in Schritt S903 erfassten Drahtbereich eine Verarbeitung zum Schätzen des Drahtbereichs an der Vorgabeschichtposition durch (S904).
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Die Röntgenprüfvorrichtung 9 führt sodann auf Grundlage der in Schritt S902 erstellten 3D-Daten und der Informationen zu dem in Schritt S904 geschätzten Drahtbereich eine Verarbeitung zum Identifizieren eines Fehlstellenbereichs an der Vorgabeschichtposition durch (S905).
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Dann führt die Röntgenprüfvorrichtung 9 auf Grundlage der Informationen zu dem in Schritt S905 identifizierten Fehlstellenbereich eine Fehlstellenprüfung an der bestückten Leiterplatte aus (S906), womit diese Reihe von Verarbeitungen endet. Als Prüfinhalt kann beispielsweise durch Vergleichen der im Speicher 912 gehaltenen Prüfstandards für den Lotfüllabschnitt und der von dem identifizierten Fehlstellenbereich erlangten Informationen die Qualität der bestückten Leiterplatte O beurteilt werden.
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Bis zum Ausführen der Prüfung von Schritt S906 können die Verarbeitungen von Schritt S904 und Schritt S905 wiederholt werden, um Fehlstellenbereiche an mehreren Horizontalschichtpositionen zu identifizieren, und die Prüfung kann auf Grundlage der Informationen dieser mehreren Fehlstellenbereiche durchgeführt werden.
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Gemäß dieser Röntgenprüfvorrichtung 9 des Anwendungsbeispiels ist es möglich, durch eine äußere Sichtprüfung nicht erkennbare Fehlstellenbereiche von Drahtbereichen zu unterscheiden und zu identifizieren und so eine Übererfassung bei der Fehlstellenprüfung zu unterbinden.
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Erste Ausführungsform
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Als Nächstes wird anhand von 3 bis 8 ein noch ausführlicheres Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Ausführungsform angegebene Abmessungen, Materialeigenschaften, Formen, relative Anordnungen und dergleichen der Ausgestaltungselemente sollen jedoch, soweit nicht anders angegeben, keinesfalls den Umfang der Erfindung einschränken.
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Ausgestaltung des Systems
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3 ist ein schematisches Blockschaubild, das die funktionelle Ausgestaltung eines Röntgenprüfsystems 1 dieser Ausführungsform zeigt. Das Röntgenprüfsystem 1 dieser Ausführungsform ist, obgleich nicht dargestellt, mit einer CT-Vorrichtung und einem Informationsverarbeitungsendgerät ausgestaltet und wird zur Prüfung einer bestückten Leiterplatte verwendet, auf die ein Drahtbauelement durchsteckmontiert ist.
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Die CT-Vorrichtung umfasst eine Röntgenquelle 11, eine Röntgenkamera 12 und ein Gestell 13, das die das Prüfobjekt bildende bestückte Leiterplatte hält, wobei durch relatives Bewegen dieser Ausgestaltungselemente zueinander Schnittbilder von unterschiedlichen Positionen (und Ausrichtungen) der bestückten Leiterplatte erlangt werden können. Da für die CT-Vorrichtung eine gewünschte bekannte Technik angewandt werden kann, wird auf eine ausführliche Beschreibung der Röntgenquelle 11, der Röntgenkamera 12, des Gestells 13 und dergleichen verzichtet.
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Das Informationsverarbeitungsendgerät kann ein universeller Computer sein, der beispielsweise einen Prozessor wie etwa eine CPU oder einen DSP oder dergleichen (nicht gezeigt), eine Speichereinheit 27, die Hauptspeicher wie etwa Lesespeicher (ROM) Direktzugriffsspeicher (RAM) und dergleichen und EPROM, eine Festplatte (HDD), und Hilfsspeicher wie etwa einen Wechseldatenträger oder dergleichen beinhaltet, eine Eingabeeinheit (nicht gezeigt) wie etwa eine Tastatur, eine Maus oder dergleichen und eine Ausgabeeinheit 28 wie etwa eine Flüssigkristallanzeige oder dergleichen umfasst. Das Informationsverarbeitungsendgerät kann dabei als einzelner Computer oder durch mehrere zusammenwirkende Computer ausgestaltet sein.
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In dem Hilfsspeicher können ein Betriebssystem (OS), verschiedene Programme, Informationen zum Prüfobjekt, verschiedene Prüfstandards und dergleichen abgelegt sein; indem diese abgelegten Programme in einen Arbeitsbereich des Hauptspeichers geladen und ausgeführt werden und so mittels der Ausführung der Programme die Ausgestaltungseinheiten gesteuert werden, können Funktionseinheiten umgesetzt werden, die jeweils einen festgelegten Zweck erfüllen, wie nachstehend beschrieben wird. Einige oder alle Funktionseinheiten können auch durch Hardwareschaltungen wie etwa ASIC oder FPGA umgesetzt sein.
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Als Nächstes werden die einzelnen Funktionseinheiten des Informationsverarbeitungsendgeräts beschrieben. Das Informationsverarbeitungsendgerät weist als Funktionseinheiten eine Steuereinheit 21, eine 3D-Datenerstellungseinheit 22, eine Drahtbereichschätzeinheit 23, eine Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24, eine Qualitätsbeurteilungseinheit 25 und eine Benutzerüberprüfungsbilderstellungseinheit 26 auf. Die Steuereinheit 21 regelt die verschiedenen Steuerungen an der CT-Vorrichtung und dem Informationsverarbeitungsendgerät und führt beispielsweise eine Antriebssteuerung der Röntgenquelle 11, der Röntgenkamera 12 und des Gestells 13, eine Steuerung von Eingabegeräten und eine Ausgabesteuerung an die Ausgabeeinheit 28 und dergleichen durch.
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Die 3D-Datenerstellungseinheit 22 ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage der von der CT-Vorrichtung erlangten mehreren Röntgenschichtbilder des Prüfobjekts dreidimensionale Daten (im Folgenden auch als 3D-Daten bezeichnet) eines Bereichs zu erstellen, der wenigstens einen Lötabschnitt beinhaltet, an dem ein Drahtbauelement durchsteckmontiert ist.
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Die Drahtbereichschätzeinheit 23 ist dazu ausgestaltet, unter Verwendung der durch die 3D-Datenerstellungseinheit 22 erstellten 3D-Daten eine Verarbeitung zum Schätzen eines Drahtbereichs an der Vorgabeschichtposition des Lötabschnitts durchzuführen. Zum Durchführen dieser Schätzverarbeitung umfasst die Drahtbereichschätzeinheit 23 ferner als Funktionseinheiten eine Drahtbereichextraktionseinheit 231, eine Drahtschwerpunktberechnungseinheit 232 und eine Drahtoberflächenberechnungseinheit 233.
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Die Vorgabeschichtposition kann auf Grundlage festgelegter Regeln bestimmt werden. Beispielsweise kann im Voraus ein Festwert für Abstände in Bezug auf die Z-Richtung der 3D-Daten bestimmt werden, und jeweilige Grenzpositionen bei Einteilung der 3D-Daten in diesen Abständen können als Vorgabeschichtpositionen dienen. Auch können jeweilige Grenzpositionen bei Einteilung der 3D-Daten mit Werten, die jeweils erlangt werden, indem bei Verwendung eines Abstands L in Z-Richtung des Prüfbereichs und eines Festparameters N L durch N dividiert wird, als Vorgabeschichtpositionen dienen.
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Die Drahtbereichextraktionseinheit 231 ist dazu ausgestaltet, aus den durch die 3D-Datenerstellungseinheit 22 erstellten 3D-Daten die Position eines Drahts an Teilen, an denen dieser aus den beiden Enden eines mit Lot gefüllten Durchgangslochs ragt (also an Teilen, die nicht mit Lot bedeckt sind), zu identifizieren und aus den jeweiligen Horizontalschichtbildern den Drahtbereich zu extrahieren. Die dabei identifizierte Drahtposition kann auf Grundlage von im Voraus eingestellten und im Speicher 27 gespeicherten Informationen bestimmt werden oder kann jeweils durch einen Benutzer vorgegeben werden.
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4 und 5 zeigen Beispiele für einen durch die Drahtbereichextraktionseinheit 231 extrahierten Bereich. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bereichs eines Lötabschnitts eines Leiterplattenbestückungsbauelements und eine erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen entsprechenden 3D-Daten und einem anhand der 3D-Daten erstellten Vertikalschichtbild. 4A zeigt eine schematische Schnittansicht des Bereichs des Lötabschnitts eines Leiterplattenbestückungsbauelements, 4B zeigt 3D-Daten der 4A entsprechenden Stelle und 4C zeigt eine erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen den 3D-Daten und dem anhand der 3D-Daten erstellten Vertikalschichtbild. Die Linien T1, T2 in 4 zeigen die durch die Drahtbereichextraktionseinheit 231 identifizierten Schichtpositionen.
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5 zeigt Horizontalschichtbilder der Extraktionsdrahtabschnitte T1, T2 der identifizierten Schichtpositionen. Die Drahtbereichextraktionseinheit 231 legt die Drahtbereiche in den Extraktionsdrahtabschnitten T1, T2 durch Binärisieren der erlangten Horizontalschichtbilder fest.
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Die Drahtschwerpunktberechnungseinheit 232 ist dazu ausgestaltet, die Schwerpunktposition des Drahts an der Vorgabeschichtposition zu berechnen. Beispielsweise kann die Schwerpunktposition des jeweiligen Drahtbereichs aus den Horizontalschichtbildern an den Extraktionsdrahtabschnitten T1, T2 ermittelt werden, und die Schwerpunktposition des Drahts an der Vorgabeschichtposition kann dann unter Verwendung dieser Informationen zur Schwerpunktposition und einer linearen Gleichung ermittelt werden.
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Die Drahtoberflächenberechnungseinheit 233 ist dazu ausgestaltet, die Oberfläche des Drahts an der Vorgabeschichtposition zu berechnen. Die Oberfläche des Drahts an der Vorgabeschichtposition kann dabei beispielsweise ermittelt werden, indem ein Wert, der erlangt wird, indem ein Wert, der durch Subtrahieren des Z-Achsen-Koordinatenwert des Extraktionsdrahtabschnitts T1 von dem Achsen-Koordinatenwert der Vorgabeschichtposition erlangt wird, durch einen Wert geteilt wird, der durch Subtrahieren des Z-Achsen-Koordinatenwerts des Extraktionsdrahtabschnitts T1 vom Z-Achsen-Koordinatenwert des Extraktionsdrahtabschnitts T2 erlangt wird, und ein Wert, der erlangt wird, indem der durch Subtrahieren des Z-Achsen-Koordinatenwerts des Extraktionsdrahtabschnitts T1 von dem Achsen-Koordinatenwert der Vorgabeschichtposition erlangt wird, mit einem Wert multipliziert wird, der durch Subtrahieren der Drahtoberfläche des Extraktionsdrahtabschnitts T1 von der Drahtoberfläche des Extraktionsdrahtabschnitts T2 erlangt wird, zu der Drahtoberfläche des Extraktionsdrahtabschnitts T1 hinzuaddiert werden.
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Die Drahtbereichschätzeinheit 23 schätzt auf Grundlage der wie oben beschrieben erlangten Schwerpunktposition und Oberfläche des Drahts an der Vorgabeschichtposition den Drahtbereich an der Vorgabeschichtposition.
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Die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24 ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage der durch die 3D-Datenerstellungseinheit 22 erstellten 3D-Daten und der Informationen zu dem durch die Drahtbereichschätzeinheit 23 geschätzten Drahtbereich eine Verarbeitung zum Identifizieren eines Fehlstellenbereichs an der Vorgabeschichtposition durchzuführen.
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Anhand von 6 folgt nun eine Beschreibung einer Fehlstellenbereichsidentifizierungsverarbeitung durch die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24. 6A zeigt ein Horizontalschnittbild, das einen Fehlstellenkandidaten an der Vorgabeschichtposition darstellt. 6B zeigt einen geschätzten Drahtbereich an der Vorgabeschichtposition, der durch eine Drahtbereichschätzeinheit 23 geschätzt wurde. 6C zeigt einen Zustand, in dem der geschätzte Drahtbereich über den Fehlstellenkandidaten gelegt wurde.
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Zunächst extrahiert die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24 einen Fehlstellenkandidaten aus einem Horizontalschichtbild der Vorgabeschichtposition. Allerdings lassen sich, wie in 6A gezeigt, in dem Röntgenbild die Fehlstelle und der Draht nicht unterscheiden, weshalb es so nicht möglich ist, den Fehlstellenbereich korrekt zu identifizieren. Daher führt die Drahtbereichschätzeinheit 23 eine Verarbeitung durch, in der sie den Fehlstellenkandidaten mit dem geschätzten Drahtbereich maskiert (Zustand aus 6C). Sodann identifiziert sie einen nach einer Maskierungsverarbeitung verbleibenden Bereich V als Fehlstellenbereich.
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Wie in 6 gezeigt, ist sowohl eine vollkommen runde Form des geschätzten Drahtbereichs oder annähernd vollkommen runde Form als auch die aus dem Horizontalschichtbild der Extraktionsdrahtabschnitte T1, T2 ermittelte Form möglich.
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Die Qualitätsbeurteilungseinheit 25 ist dazu ausgestaltet, durch Vergleichen der Parameter des durch die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24 identifizierten Fehlstellenbereichs und der im Speicher 27 gespeicherten Prüfstandards eine Prüfung zur Beurteilung der Qualität der bestückten Leiterplatte auszuführen. Wenn beispielsweise die Oberfläche der durch die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24 identifizierten Fehlstelle unterhalb eines Fehlstellenoberflächenschwellenwerts liegt, kann eine Beurteilung als mängelfrei und anderenfalls als mangelhaft erfolgen.
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Die Benutzerüberprüfungsbilderstellungseinheit 26 ist dazu ausgestaltet, ein Benutzerüberprüfungsbild zu erstellen, das wenigstens eine Horizontalschnittfläche der Vorgabeschichtposition in einem Zustand zeigt, in dem der geschätzte Drahtbereich den Fehlstellenkandidaten maskiert. 7 zeigt ein Beispiel für das Benutzerüberprüfungsbild. Das Benutzerüberprüfungsbild wird auf einer durch den Benutzer betrachtbaren Ausgabeeinheit 28 angezeigt.
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Ablauf der Fehlstellenprüfverarbeitung
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Unter Bezugnahme auf 8 wird als Nächstes ein Ablauf der Fehlstellenprüfverarbeitung der das Prüfobjekt bildenden bestückten Leiterplatte dieser Ausführungsform beschrieben. Zunächst nimmt die CT-Vorrichtung mittels Steuerung durch die Steuereinheit 21 Röntgenschichtbilder der Leiterplatte auf (S101). Dann erstellt die 3D-Datenerstellungseinheit 22 aus den mehreren Röntgenschichtbildern 3D-Daten der Leiterplatte (S102).
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Als Nächstes identifiziert die Drahtbereichextraktionseinheit 231 aus den in Schritt S102 erstellten 3D-Daten die Position eines Drahts an Teilen, an denen dieser aus den beiden Enden eines mit Lot gefüllten Durchgangslochs ragt, und extrahiert den Drahtbereich aus den jeweiligen Horizontalschichtbildern (Schritt S103). Sodann werden mittels der Einstellung eines Benutzers Vorgabeschichtpositionen eingestellt (S104). Die Vorgabeschichtpositionen können dabei auch automatisch gemäß im Voraus durch den Benutzer eingestellten Regeln eingestellt werden. Sodann wird an allen vorgegebenen Vorgabeschichtpositionen eine Verarbeitung einer im Folgenden beschriebenen Schleife L1 ausgeführt.
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In der Schleife L1 wird zunächst aus den 3D-Daten ein Schichtbild der Vorgabeschichtposition erlangt (S105), woraufhin die Drahtbereichschätzeinheit 23 den Drahtbereich an der Vorgabeschichtposition schätzt (S106). Dann identifiziert die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24 den Fehlstellenbereich an der Vorgabeschichtposition (S107), womit die Reihe von Verarbeitungen der Schleife L1 endet.
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Wenn die Verarbeitungen der Schleife L1 an allen Vorgabeschichtpositionen abgeschlossen wurden, führt die Qualitätsbeurteilungseinheit 25 eine Prüfung zum Beurteilen der Qualität der bestückten Leiterplatte aus (S108). Konkret kann eine Beurteilung als mängelfrei erfolgen, wenn die Oberfläche der in Schritt S107 identifizierten Fehlstelle unterhalb eines Fehlstellenoberflächenschwellenwerts liegt, während anderenfalls eine Beurteilung als mangelhaft erfolgt.
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Anschließend führt die Benutzerüberprüfungsbilderstellungseinheit 26 eine Verarbeitung aus, um ein Benutzerüberprüfungsbild zu erstellen und es zusammen mit dem Beurteilungsergebnis aus Schritt S108 an der Ausgabeeinheit 28 anzuzeigen (S109), womit diese Routine vorläufig endet. Einzelheiten der Verarbeitungen in den jeweiligen Schritten wurden bereits in der Beschreibung der einzelnen Funktionseinheiten beschrieben und werden daher nicht erneut erörtert.
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Gemäß dem oben beschriebenen Röntgenprüfsystem 1 ist eine Prüfung möglich, bei der durch eine äußere Sichtprüfung nicht erkennbare Fehlstellen innerhalb des Lots von Draht unterschieden werden. Auch kann der Benutzer zusammen mit dem Beurteilungsergebnis der Prüfung ein Bild eines Zustands überprüfen, in dem der Fehlstellenbereich durch Maskierung des Drahtbereichs identifiziert wird. Daher ist es leicht möglich, bei der Röntgenprüfung einer bestückten Leiterplatte die Korrektheit des Prüfungsergebnisses zu beurteilen und auf diese Weise mühelos ein Einlernen der Prüfstandards durchzuführen.
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Abwandlungsbeispiel
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In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ermittelt die Drahtbereichschätzeinheit 23 die Oberfläche des Drahts an der Vorgabeschichtposition, indem die Drahtoberflächenberechnungseinheit 233 die Oberfläche des Drahtbereichs berechnet, doch muss die Oberfläche des Drahts nicht zwingend auf diese Weise ermittelt werden.
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9 ist ein schematisches Blockschaubild, das die funktionelle Ausgestaltung eines Röntgenprüfsystems 2 eines Abwandlungsbeispiels der ersten Ausführungsform zeigt. Bei dem Röntgenprüfsystem 2 unterscheidet sich lediglich die Funktion, mit der eine Drahtbereichschätzeinheit 30 die Oberfläche des Drahtbereichs ermittelt, von dem Röntgenprüfsystem 1, während die übrigen Ausgestaltungen und Funktionen gleich sind und daher mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht erneut beschrieben werden.
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Das Röntgenprüfsystem 2 unterscheidet sich dadurch von dem Röntgenprüfsystem 1, dass die Drahtbereichschätzeinheit 30 anstelle der Drahtoberflächenberechnungseinheit eine Drahtoberflächenbestimmungseinheit 234 als Funktionseinheit umfasst. Die Drahtoberflächenbestimmungseinheit 234 ermittelt die Oberfläche des Drahtbereichs nicht aus dem Horizontalschichtbild des Extraktionsdrahtabschnitts, sondern ruft aus Spezifikationsinformationen des Bauelements, die in dem Speicher 27 gespeichert sind, die Informationen zur Oberfläche des Drahts ab. Mit dieser Ausgestaltung kann die Oberfläche des Drahtbereichs aus bereits festgelegten Informationen zu Abmessungen des Bauelements ermittelt werden, sodass der Drahtbereich auf präzise und effiziente Weise geschätzt werden kann.
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Zweite Ausführungsform
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Als Nächstes wird anhand von 10 bis 13 ein Röntgenprüfsystem 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 10 ist ein schematisches Blockschaubild, das die funktionelle Ausgestaltung des Röntgenprüfsystems 3 dieser Ausführungsform zeigt. Wie in 10 gezeigt, unterscheidet sich das Röntgenprüfsystem 3 dadurch von dem Röntgenprüfsystem 1, dass es als Funktionseinheit ferner eine Fehlstellenvolumenberechnungseinheit 29 umfasst, und hat ansonsten die meisten Ausgestaltungen und Funktionen mit ihm gemein, weshalb gleiche Ausgestaltungen und Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht erneut ausführlich beschrieben werden.
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Die Fehlstellenvolumenberechnungseinheit 29 des Röntgenprüfsystems 3 ist dazu ausgestaltet, auf Grundlage von Horizontalschichtbildern mehrerer Vorgabeschichtpositionen, an denen die Fehlstellenbereichsidentifizierungseinheit 24 Fehlstellenbereiche identifiziert hat, das Fehlstellenvolumen des Füllabschnitts zu berechnen. Konkret kann, wenn beispielsweise die Fehlstellenbereiche an den mehreren Vorgabeschichtpositionen als in Bezug auf die Z-Achsenrichtung ein und dieselbe Fehlstelle betrachtet werden, die Oberfläche dieser Fehlstellenbereiche addiert werden, um einen Oberflächenadditionswert der Fehlstellenbereiche an den einzelnen Vorgabeschichtpositionen zu ermitteln und so das Volumen zu berechnen. Das heißt, das Fehlstellenvolumen kann berechnet werden, indem ein Wert eines Abstands zwischen den Vorgabeschichtpositionen an der Z-Achse mit dem Oberflächenadditionswert der Fehlstellenbereiche an den einzelnen Vorgabeschichtpositionen multipliziert wird.
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Ob sich die Fehlstellenbereiche an den mehreren Vorgabeschichtpositionen in Bezug auf die Z-Achsenrichtung als dieselbe Fehlstelle betrachten lassen, kann dabei anhand der Abstände zwischen den Schwerpunktpositionen der Fehlstellenbereiche an den einzelnen Vorgabeschichtpositionen, der Art der Schichtung der Fehlstellenbereiche und dergleichen beurteilt werden.
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Unter Bezugnahme auf 11 wird als Nächstes eine Fehlstellenprüfverarbeitung der das Prüfobjekt bildenden bestückten Leiterplatte dieser Ausführungsform beschrieben. Wie in 11 gezeigt, ist der grundlegende Ablauf der Verarbeitung der gleiche wie bei dem Röntgenprüfsystem 1, und nur der Ablauf nach dem Identifizieren des Fehlstellenbereichs bei Schritt S107 ist unterschiedlich.
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Nach Schritt S107 berechnet die Fehlstellenvolumenberechnungseinheit 29 das Fehlstellenvolumen (Schritt S201). In Schritt S202 erfolgt eine Qualitätsbeurteilung, wobei hier der Prüfstandard ein Fehlstellenvolumenschwellenwert ist und eine Beurteilung als mängelfrei erfolgen kann, wenn der durch die Fehlstellenvolumenberechnungseinheit 29 berechnete Fehlstellenvolumenwert unter dem Schwellenwert liegt, während anderenfalls eine Beurteilung als mangelhaft erfolgt. Anschließend führt die Benutzerüberprüfungsbilderstellungseinheit 26 eine Verarbeitung aus, um ein Benutzerüberprüfungsbild zu erstellen und es zusammen mit dem Beurteilungsergebnis aus Schritt S202 an der Ausgabeeinheit 28 anzuzeigen (S203), womit diese Routine vorläufig endet.
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12 zeigt ein Beispiel des Benutzerüberprüfungsbilds dieser Ausführungsform, wobei 12A ein Horizontalschichtbild (also ein X-Y-Schnittbild) an einer Vorgabeschichtposition einer bestückten Leiterplatte darstellt, 12B ein X-Z-Schnittbild eines Bereichs darstellt, der einen Lotfüllabschnitt der bestückten Leiterplatte enthält, und 12C ein Y-Z-Schnittbild eines Bereichs darstellt, der den Lotfüllabschnitt der bestückten Leiterplatte enthält.
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Wie in 12 gezeigt, wird das Benutzerüberprüfungsbild dieser Ausführungsform durch gemeinsames Anzeigen von Bildern des Lötabschnitts an der XZ-Schnittfläche und der YZ-Schnittfläche angezeigt, und es erfolgt eine Überlagerungsanzeige, indem in Bildern, die auch die XY-Schnittfläche enthalten, der Fehlstellenbereich und der Drahtbereich des Lotbereichs gezeigt werden. Außerdem erfolgt eine Überlagerungsanzeige einer Vorderseitenbegrenzungslinie U, einer Vorgabeschichtpositionsanzeigelinie S und einer Rückseitenbegrenzungslinie D der bestückten Leiterplatte.
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Gemäß dem oben beschriebenen Röntgenprüfsystem 3 dieser Ausführungsform lässt sich der Zustand des Lötabschnitts der bestückten Leiterplatte dreidimensional erfassen, wodurch sich die Benutzerfreundlichkeit für den Benutzer weiter erhöhen lässt.
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Sonstiges
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich der beispielhaften Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese konkreten Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann innerhalb ihres technischen Gedankens auf unterschiedliche Weise abgewandelt und kombiniert werden. Beispielsweise ist eine Ausgestaltung des Röntgenprüfsystems möglich, bei der das Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform und die zweite Ausführungsform kombiniert werden und die Drahtoberflächenbestimmungseinheit die Oberfläche des Drahtbereichs bestimmt, während die Fehlstellenvolumenberechnungseinheit das Erfassen des Fehlstellevolumens ermöglicht.
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Auch kann wenigstens ein Teil des Speichers aus den oben beschriebenen Beispielen eine von dem Informationsverarbeitungsendgerät separate Speichervorrichtung sein, und diese können mittels der Cloud miteinander in Verbindung stehen. Umgekehrt kann in den oben beschriebenen Beispielen das Röntgenprüfsystem als eine einzelne Vorrichtung bereitgestellt werden, bei der die CT-Vorrichtung und eine Konsole einstückig ausgebildet sind. Auch kann in den oben beschriebenen Beispielen die Reihenfolge der Verarbeitungen von Schritt S103 und Schritt S104 umgekehrt sein.
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In den oben beschriebenen Beispielen können auf der Ausgabeeinheit 28 auch Bilder von Fehlstellenkandidaten, Drahtbereichen und Fehlstellenbereichen (nach der Maskierung) für jede Vorgabeschichtposition gesondert angezeigt werden.
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Anhang
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Ein Prüfsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfsystem für eine bestückte Leiterplatte, an der ein elektronisches Bauelement, das einen Draht aufweist, durchsteckmontiert ist, und weist Folgendes auf:
- eine Röntgenstrahlenerzeugungseinrichtung (11), die dazu ausgestaltet ist, Röntgenstrahlen auf die bestückte Leiterplatte abzustrahlen,
- eine Röntgenaufnahmeeinrichtung (12), die dazu ausgestaltet ist, Röntgenstrahlen aufzunehmen, die durch die bestückte Leiterplatte gedrungen sind,
- eine 3D-Datenerstellungseinrichtung (22), die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der Informationen von mehreren Röntgenbildern, die von der Röntgenaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurden, 3D-Daten von einem Bereich zu erstellen, der wenigstens einen Lötabschnitt eines elektronischen Bauelements enthält, das auf die bestückte Leiterplatte durchsteckmontiert ist,
- eine Drahtbereichschätzeinrichtung (23; 30), die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der 3D-Daten einen Drahtbereich an einer festgelegten Horizontalschichtposition eines mit Lot gefüllten Lotfüllabschnitts am Lötabschnitt zu schätzen, und
- eine Fehlstellenbereichsidentifizierungseinrichtung (24), die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der durch die Drahtbereichschätzeinrichtung geschätzten Informationen einen Fehlstellenbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts zu identifizieren.
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Ein Prüfverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfverfahren für eine bestückte Leiterplatte, an der ein elektronisches Bauelement, das einen Draht aufweist, durchsteckmontiert ist, und weist folgende Schritte auf:
- einen Bildabrufschritt (S101), wobei mehrere Röntgenbilder abgerufen werden, die unter Verwendung von Röntgenstrahlen von der bestückten Leiterplatte aufgenommen wurden,
- einen 3D-Datenerstellungsschritt (S102), wobei unter Verwendung der Informationen von mehreren Röntgenbildern, die von der Röntgenaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurden, 3D-Daten von einem Bereich erstellt werden, der wenigstens einen Lötabschnitt eines elektronischen Bauelements enthält, das auf die bestückte Leiterplatte durchsteckmontiert ist,
- einen Drahtbereichschätzschritt (S106), wobei unter Verwendung der 3D-Daten ein Drahtbereich an einer festgelegten Horizontalschichtposition eines mit Lot gefüllten Lotfüllabschnitts am Lötabschnitt geschätzt wird, und
- einen Fehlstellenbereichsidentifizierungsschritt (S107), wobei unter Verwendung der im Drahtbereichschätzschritt geschätzten Informationen ein Fehlstellenbereich an der festgelegten Horizontalschichtposition des Lotfüllabschnitts identifiziert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3
- Röntgenprüfsystem
- 9
- Röntgenprüfvorrichtung
- 11, 92
- Röntgenquelle
- 12, 93
- Röntgenkamera
- 921, 931
- X-Gestell
- 922, 932
- Y-Gestell
- C1, C2
- Kreisbahn
- O
- Prüfobjekt
- T1, T2
- Extraktionsdraht
- V
- Fehlstellenbereich
- U
- Vorderseitenbegrenzungslinie
- D
- Rückseitenbegrenzungslinie
- S
- Vorgabeschichtpositionanzeigelinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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