JP2000097882A - X線検査方法及びx線検査装置 - Google Patents

X線検査方法及びx線検査装置

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JP2000097882A
JP2000097882A JP10266519A JP26651998A JP2000097882A JP 2000097882 A JP2000097882 A JP 2000097882A JP 10266519 A JP10266519 A JP 10266519A JP 26651998 A JP26651998 A JP 26651998A JP 2000097882 A JP2000097882 A JP 2000097882A
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JP10266519A
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Tomohito Yamaguchi
朋仁 山口
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 X線の画像信号をコンピュータに取り込み、
認識判定処理により良否判定を行い、迅速で良否判定精
度の良いX線検査装置を提供することである。 【解決手段】 あらかじめ登録されたマスタ画像と被検
査画像とをパターンマッチング処理により比較し、マス
タ画像の2つ以上のハンダボールに被検査画像の1つの
ハンダボールが重なったときにブリッジであると判定す
る。次に個々のハンダボールに対してマスタ画像と被検
査画像とを結び付けし、マスタ画像のハンダボール面積
に対して被検査画像のハンダボール面積が許容判定値を
満たさなかったときにハンダ過多、過少であると判定す
る。また被検査画像のハンダボールがマスタ画像のどの
ハンダボールにも結びつかない場合にそれを異物混入と
判定する。次に被検査画像のハンダボールの黒色部の外
周のドットを判定してエリア内のスキャンを行い、その
中に白色部のエリアがある場合にボイドと判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線検査方法、特
にプリント基板上のパッド状に形成されたバンプをX線
の透過により検査するX線検方法に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話やビデオカメラ等のプリント基
板に於いて実装電子部品の微小化、高密度化が進んでい
る。これに使用する、例えばフリップチップでは、接続
部が半径数ミクロンの微細なバンプで形成されているた
め、光学検査によるハンダ付け状態の外観検査では検査
が不可能である。
【0003】図11は従来のX線検査装置を説明するた
めの概念図である。X線発生部1からX線が照射され、
プリント基板2上に実装された被写体3bを透過したX
線は、センサ4で検出される。検出信号は画像処理部5
にて多値化され、濃淡画像が得られる。その画像をモニ
タ6にて出力し、人の経験的判断により、ハンダ付け状
態の良否を判定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のX
線検査装置では、人の判断によりハンダ付け状態の良否
を判定していたが、人による経験的な差により良否判定
を正確に判定できない問題がある。また、大量生産品を
全数判定するには時間的にも不可能である。
【0005】したがって、この発明の目的は、X線の画
像信号をコンピュータに取り込み、認識判定処理により
良否判定を行い、迅速で良否判定精度の良いX線検査装
置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はあらかじめ良品のハンダ付け状態の画像信
号をコンピュータに記録しておき、2値化レベル、接着
剤の島の面積の許容範囲等の設定値に基づき、被検査物
の画像信号と比較し、予想される不良ハンダ付け状態を
プログラム化した認識判定処理により自動判定するもの
である。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の検査装置の構成を
示すブロック図である。図1において1はパーソナルコ
ンピュータ、2は画像処理ボード、3は制御ユニット、
4は記憶装置、5は入出力ユニット、6はX線発生装
置、7はCCDセンサ、8はXYテーブル、9は表示装
置、10はキーボードである。画像処理ボード2、制御
ユニット3、記憶装置4はパーソナルコンピュータ1内
に配置されている。図2は本検査装置の検査フローを示
すブロック図である。以下図1及び図2を用いて本発明
の検査の流れを説明する。検査ソフトウェアを起動後、
基準となる良品プリント基板を検査位置XYテーブル8
にてCCDセンサ7の位置する検査位置に移動する。こ
のときのXY座標位置を入出力ユニット5、制御ユニッ
ト3を通じて、記憶装置4に記憶する。次にX線発生装
置6によりX線を照射し、前記基準プリント基板のX線
撮影を行う。X線画像はCCDセンサ7により映像信号
に変換され、画像処理ボード2でデジタル画像信号に変
換され、12ビットの基準画像情報として記憶装置4に
保管される。次に前記基準画像を2値化を、しきい値を
設定することにより行う。例えばしきい値700を設定
した場合、700以下の信号レベルの部位が黒に、それ
以上が白になり画像が2値化される。例えば接着剤とし
てはんだを用いた場合、このはんだの島(以下本実施の
形態においてハンダボールという)を撮影した場合はは
んだ部のX線画像の濃度は濃く、他の部分の濃度は薄く
なる。このしきい値を最適値に設定することにより、半
田部が黒、他の部位が白の2値化画像が表示される。最
適しきい値は検査者が表示装置9を見ながらハンダボー
ルが適度な大きさになるよう判断し、調整し設定する。
または、ハンダボールの適度な面積値をあらかじめ登録
し、その面積値になるように自動的に最適なしきい値を
算出し、設定しても良い。次に画像の検査する範囲を四
角枠で囲み、検査対象範囲を設定する。ハンダボール等
の面積の許容範囲(0〜100%)を設定する。これら
の設定を記憶装置4に検査パラメータとして登録すると
同時にこれらの設定値に従った、あるいは、予め良品を
画像化した画像をマスタ画像として登録する。
【0008】次に検査するプリント基板をセットし、記
憶装置4に記憶された検査位置情報を、制御ユニット
3、入出力ユニット5を介してXYテーブルに伝え検査
位置に移動する。その後、前記基準プリント基板の撮影
と同様にX線発生装置6からX線を照射し、CCDセン
サ7にてX線画像を撮影し、画像処理ボード2で12ビ
ットデジタル信号に変換される。予め設定し記憶装置4
に記憶されたしきい値をもとに2値化処理が行われ2値
化画像に変換する。この2値化画像とあらかじめ登録し
ておいたマスタ画像との比較により良否が判定される。
【0009】(実施の形態1)図3にブリッジ状態の判
定原理を示す。図3(a)は被検査画像、図3(b)は
マスタ画像である。図4は本発明の検査装置のブリッジ
判定を示すフローチャートである。以下、この発明のX
線検査装置の第1の実施の形態を図3及び図4に基づい
て説明する。
【0010】図3のように、被検査画像の各ハンダボー
ルをSi、マスタ画像の各ハンダボールをMiとする。
このSiの2値化データと記憶手段から引き出されたマ
スタ画像Miの2値化データとを、例えば制御ユニット
内に設けられた比較手段によって比較する。図3には被
検査画像のハンダボールSiの少なくとも1画素が、そ
の画素の座標に位置しているマスタ画像中の2つのハン
ダボールMi及び、Mi+1に属していること、言い換
えると重なっていることを比較手段によって判断する。
このように被検査画像のハンダボールが2つ以上のマス
タ画像のハンダボールに重なるときにブリッジであると
判定する。
【0011】本実施例におけるX線検査装置によれば人
が判断することなく簡単にブリッジを判定することがで
きる。
【0012】(実施の形態2)図5にハンダ過多・過少
状態の判定原理を示す。図5(a)は被検査画像、図5
(b)はマスタ画像である。図6は本発明のハンダ過多
・過少判定のフローチャートである。以下、この発明の
X線検査装置の第2の実施の形態を図5及び図6に基づ
いて説明する。
【0013】まず、記憶手段4から引き出されたマスタ
画像のハンダボールMiと被検査画像のはんだボールS
iとを結び付ける。例えば、この結び付けは図5に示す
ように、被検査画像のハンダボールSi、Si+1、S
i+2を夫々、マスタ画像のハンダボールMi、Mi+
1、Mi+2とを対応させ、夫々の対応について両者の
関連付けを行なうことにより実現される。図5のよう
に、被検査画像のハンダボールSiはマスタ画像のハン
ダボールMiに属している。このSiがMiに属してい
ることは、Siの画素数が49であるのに対し、記憶手
段から引き出されたマスタ画像Miの画素数が25であ
ることから判断される。この時、マスタ画像のハンダボ
ールの面積に対する被検査画像のハンダボールの面積を
制御ユニット内に設けられた比較手段によって比較する
が、その比較は図6のフローチャートに示すように行わ
れる。
【0014】即ち、被検査画像のハンダボールの面積を
マスタ画像のハンダボールの面積で割り算した時の商を
100倍した値(値A)と100から所定の許容判定値
を引いた値(値B)の大小を比較し、値Aが大きい場合
はハンダ過小と判定し、値Bが大きい場合はハンダ過多
と判定する。
【0015】例えば、マスタ画像のMiの画素数が25
被検査画像のSiの画素数が49である場合は、その面
積比は196%であるので、あらかじめ登録しておいた
検査パラメータの許容判定値が96%以下に設定されて
いる場合、ハンダ過多と判定する。同様に、被検査画像
のハンダボールSi+1はマスタ画像のハンダボールM
i+1に属している。Si+1の画素数が6に対し、M
iの画素数は25である。この時、マスタ画像のハンダ
ボールに対する被検査画像のハンダボールの面積比は2
4%であるので、あらかじめ登録しておいた検査パラメ
ータの許容判定値が76%以上に設定されている場合、
ハンダ過少と判定する。
【0016】本実施例におけるX線検査装置によれば人
が判断することなく簡単にハンダ過多、過少を判定する
ことができる。
【0017】(実施の形態3)図7に異物混入状態の判
定原理を示す。図7(a)は被検査画像、図7(b)は
マスタ画像である。図8は本発明の検査装置の異物混入
判定を示すフローチャートである。以下、この発明のX
線検査装置の第3の実施の形態を図7及び図8に基づい
て説明する。
【0018】まず、記憶手段4から引き出されたマスタ
画像のハンダボールMiと被検査画像のはんだボールS
iとを結び付ける。例えば、この結び付けは図5に示す
ように、被検査画像のハンダボールSi、Si+1、を
夫々、マスタ画像のハンダボールMi、Mi+1、とを
対応させ、夫々の対応について両者の関連付けを行なう
ことにより実現される。
【0019】次に、被検査画像のハンダボールSiがマ
スター画像のハンダボールMiに重なっているかどうか
を判断し、被検査画像のハンダボールのみが単独で存在
しマスター画像のハンダボールと重なっていない部分が
あった場合に異物混入があると判断する。
【0020】例えば、図7のように、被検査画像のハン
ダボールSi+2を記憶手段4から引き出されたマスタ
画像とを、例えば制御ユニット中に設けられた比較手段
によって比較すると、Si+2はマスタ画像中のどのハ
ンダボールにも属していない。すなわち、マスタ画像中
に対応するハンダボールがない。この場合を異物混入と
判定する。
【0021】本実施例におけるX線検査装置によれば人
が判断することなく簡単に異物混入を判定することがで
きる。
【0022】(実施の形態4)図9にボイド状態の判定
原理を示す。図9(a)は被検査画像である。図10は
本発明の検査装置のボイド判定を示すフローチャートで
ある。以下、この発明のX線検査装置の第4の実施の形
態を図9及び図10に基づいて説明する。
【0023】被検査画像のハンダボールのエリア内のス
キャンを行い、ハンダボールSiのの2値化データの中
に白色を表すデータがないかを検査する。このとき図9
のように、被検査画像のハンダボールSi及びSi+1
の内部に白色部が存在する場合は、白色部の面積、例え
ば2値化データ中の白色を表すデータがいくつあるかを
検査する。このとき、図9の例では、この白色部の画素
数がSiは24、Si+1は4である。この時、ボイド
として認識するボイドの許容判定値例えば20と設定し
ておけば、Siがボイドとして判定される。
【0024】本実施例におけるX線検査装置によれば人
が判断することなく簡単にボイドを判定することができ
る。
【0025】実施の形態1〜4における各値は、説明を
明確にするものであって、固定値である必要はない。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、人の判断によらずコンピュータの自動認識判
定を行うことにより、人の経験的な差による誤判定を防
ぐことができる。また、迅速で良否判定精度の良いX線
検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の検査装置の構成を示すブロック図
【図2】この発明の第1〜第4の実施の形態におけるX
線検査装置の判定処理フローチャート
【図3】第1の実施の形態におけるブリッジ判定の原理
【図4】第1の実施の形態におけるブリッジ判定処理の
フローチャート
【図5】第2の実施の形態におけるハンダ過多、過少判
定の原理図
【図6】第2の実施の形態におけるハンダ過多、過少判
定処理のフローチャート
【図7】第3の実施の形態における異物混入判定の原理
【図8】第3の実施の形態における異物混入判定処理の
フローチャート
【図9】第4の実施の形態におけるボイド判定の原理図
【図10】第4の実施の形態におけるボイド判定処理の
フローチャート
【図11】従来のX線検査装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 X線照射部 2 プリント基板 3a,3b,3c 被写体 4 センサ 5 画像処理部 6 モニタ 7 照射野

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスタ画像と被検査画像とを比較し、マ
    スタ画像に写るの2つ以上の接着剤の島に被検査画像の
    1つの接着剤の島が重なったときにブリッジであると判
    定するX線検査方法。
  2. 【請求項2】 マスタ画像の接着剤の島の面積と被検査
    画像の接着剤の島の面積との比が許容値を満足しなかっ
    たときにハンダ過多、過少であると判定するX線検査方
    法。
  3. 【請求項3】 接着剤の島の略黒色部の外周のドットを
    判定してエリア内のスキャンを行い、その中に略白色部
    のエリアがある場合にボイドと判定するX線検査方法。
  4. 【請求項4】 マスタ画像と被検査画像の接着剤の島の
    画像を比較し、被検査画像のハンダボールがマスタ画像
    のどのハンダボールにも属さない場合に異物混入と判定
    するX線検査方法。
  5. 【請求項5】 マスタ画像を記憶する記憶手段と、前記
    記憶手段から引き出された前記マスタ画像と被検査画像
    とを比較する比較手段とを有し、マスタ画像に写るの2
    つ以上の接着剤の島に被検査画像の1つの接着剤の島が
    重なったときにブリッジであると判定することを特徴と
    するX線検査装置。
  6. 【請求項6】 マスタ画像を記憶する記憶手段と、前記
    記憶手段から引き出された前記マスタ画像の接着剤の島
    の面積と、被検査画像の接着剤の島の面積との比較する
    手段と、この比が許容値を満足しなかったときにハンダ
    過多、過少であると判定することを特徴とするX線検査
    装置。
  7. 【請求項7】 撮影された被検査画像の接着剤の島の略
    黒色部の外周のドットを判定する判定手段と、ドットエ
    リア内のスキャンを行い、その中に略白色部のエリアが
    ある場合にボイドと判定するボイド判定手段とを有する
    X線検査装置。
  8. 【請求項8】 マスタ画像を記憶する記憶手段と、前記
    記憶手段から引き出されたマスタ画像と被検査画像の接
    着剤の島の画像とを比較する比較手段とを有し、被検査
    画像の接着剤の島がマスタ画像のどの接着剤の島にも対
    応しない場合に異物混入と判定するX線検査装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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