JP2000258354A - Inspection method and device of projection part - Google Patents

Inspection method and device of projection part

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JP2000258354A
JP2000258354A JP11058864A JP5886499A JP2000258354A JP 2000258354 A JP2000258354 A JP 2000258354A JP 11058864 A JP11058864 A JP 11058864A JP 5886499 A JP5886499 A JP 5886499A JP 2000258354 A JP2000258354 A JP 2000258354A
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JP
Japan
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image
hue
defect
projection
inspection
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Application number
JP11058864A
Other languages
Japanese (ja)
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Masashi Nishida
真史 西田
Masahiko Soeda
添田  正彦
Kenta Hayashi
林  謙太
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly inspect such defect as lack and position deviation for each projection by applying light to an object to be inspected from three directions and with three colors for picking up a color image, and obtaining brightness and hue images for creating a label data. SOLUTION: The illumination part of a lighting/input part 20 applies light to an object to be inspected from three different directions and with three different colors, the color image is picked up by a CCD camera 26. A brightness image creation part 32 of an image-processing part 30 creates a brightness image from a color image and performs labeling by a labeling part 34 for recording a result, and a hue image is created for labeling by a hue image creation part 36. A classification image creation part 40 refers to a classification database 38 for storing the range of defect and hue values in advance by classification and correspondence, and classifies a hue image and creates a classification image. A label creation part 42 creates a label data from them, a defect inspection part 44 inspects such defect as lack, position deviation, size, deformation, and height for each projection from them, and judges whether the object to be inspected is conforming or not.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、突起部の検査方法
及び装置に係り、特に、ピンが無く、はんだボールを溶
かして電気部品を直付けするためのボールグリッドアレ
イ(BGA)基板上に配置されたはんだボールの検査に
用いるのに好適な、検査対象面の所定位置に配置され
る、表面が鏡面状で、且つ、外形が球面、又は、その一
部からなる突起の欠落、位置ずれ、大小、変形、高さ等
の欠陥を検査するための突起部の検査方法及び装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting a projection, and more particularly, to a method of disposing solder pins on a ball grid array (BGA) board for directly mounting an electric component without a pin. It is suitable for use in the inspection of the solder ball that is placed, is arranged at a predetermined position on the surface to be inspected, the surface is mirror-like, and the outer shape is a spherical surface, or a missing or displaced projection of a part thereof, The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting a protrusion for inspecting a defect such as a size, a deformation, and a height.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリント基板上に電気部品を取り付ける
方法には幾つかあるが、そのうちの一つに、図1(斜視
図)、図2(上面図)、図3(側面図)に示す如く、B
GA基板10上の電気部品を装着すべき所定位置にはん
だボール12を配置し、電気部品を載置して、はんだボ
ールを加熱して溶かすことによりはんだ付けする方法が
ある。
2. Description of the Related Art There are several methods for mounting electric components on a printed circuit board. One of the methods is as shown in FIG. 1 (perspective view), FIG. 2 (top view), and FIG. 3 (side view). , B
There is a method in which a solder ball 12 is placed at a predetermined position on the GA substrate 10 where an electric component is to be mounted, the electric component is placed, and the solder ball is heated and melted to perform soldering.

【0003】このようなBGA基板に電気部品を確実に
装着するためには、BGA基板10上の所定位置に、所
定の大きさ、形状、高さのはんだボール12が配置され
ている必要があり、図4(a)の上面図に示す如く、一
部が欠落して無かったり、図4(b)の上面図に示す如
く、所定位置からずれて揃っていなかったり、あるいは
図4(c)の上面図に示す如く、はんだボール12の大
きさが所定の大きさと違っていたり、あるいは、図4
(d)の上面図及び側面図に示す如く、形が崩れて変形
していたり、あるいは図4(e)の側面図に示す如く、
高さが所定の高さより高かったり、低かったりすると、
電子部品が確実に装着されないので、これらの欠陥を検
査する必要がある。
In order to securely mount an electric component on such a BGA board, it is necessary that solder balls 12 of a predetermined size, shape, and height are arranged at predetermined positions on the BGA board 10. As shown in the top view of FIG. 4A, there is no part missing, or as shown in the top view of FIG. As shown in the top view of FIG. 4, the size of the solder ball 12 is different from a predetermined size, or FIG.
As shown in the top view and the side view of FIG. 4D, the shape is broken and deformed, or as shown in the side view of FIG.
If the height is higher or lower than the specified height,
Since electronic components are not securely mounted, it is necessary to inspect these defects.

【0004】そのため、従来は、例えば図5(斜視図)
及び図6、図7(側面図)の上段に示す如く、はんだボ
ール12をスリット光源14から照射したスリット光1
5により一方向から照明し、該スリット光源14と異な
る方向に配置したCCDカメラ16により前記スリット
光源14のスリット光15を撮像して断面形状を得る、
いわゆる光切断法による検査や、あるいは、図8(斜視
図)及び図9(側面図)に示す如く、リング状の光源1
8で発生した光19によりはんだボール12を斜め方向
から照明し、BGA基板10の真上に配置したCCDカ
メラ16によって画像を得る、いわゆる斜光照明法によ
る検査が行われている。
For this reason, conventionally, for example, FIG. 5 (perspective view)
6 and FIG. 7 (side view), the slit light 1 irradiating the solder ball 12 from the slit light source 14 is shown.
5 illuminates from one direction, and images a slit light 15 of the slit light source 14 with a CCD camera 16 arranged in a different direction from the slit light source 14 to obtain a cross-sectional shape.
Inspection by the so-called light-section method or, as shown in FIG. 8 (perspective view) and FIG. 9 (side view), a ring-shaped light source 1
Inspection is performed by a so-called oblique illumination method in which the solder ball 12 is illuminated obliquely by the light 19 generated in 8 and an image is obtained by the CCD camera 16 arranged directly above the BGA substrate 10.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
光切断法による検査では、高さの検査は比較的正確にで
きるが、被検査領域を走査するため、検査に時間がかか
る。又、スリット光源14とCCDカメラ16を、一定
の角度をつけて配置しなければならないため、スリット
光源14を基板10の真上に配置し、カメラ16を斜め
方向に配置する図6、スリット光源14及びカメラ16
を共に斜め方向に配置する図7のいずれの配置において
も、それぞれ図6、図7の下段に示す如く、必ず未検査
となる部分があり、大小や変形の検査には向かない。例
えば図6及び図7の両者の配置を併用し、走査方向を複
数にすることで未検査部分を減らすことも可能である
が、走査方向が増えるため、更に検査に時間がかかるこ
とになる。
However, in the former inspection using the light section method, the inspection of the height can be performed relatively accurately, but the inspection takes a long time because the area to be inspected is scanned. In addition, since the slit light source 14 and the CCD camera 16 must be arranged at a certain angle, the slit light source 14 is arranged directly above the substrate 10 and the camera 16 is arranged obliquely. 14 and camera 16
In both of the arrangements of FIG. 7 in which both are arranged obliquely, as shown in the lower part of FIGS. 6 and 7, there is a part which is always uninspected, and is not suitable for examination of size or deformation. For example, it is possible to reduce the uninspected portion by using both the arrangements of FIGS. 6 and 7 and using a plurality of scanning directions. However, since the number of scanning directions increases, the inspection takes more time.

【0006】一方、後者の斜光照明法による検査では、
被検査物の撮像に時間がかからないので、全体として検
査時間を短くできるものの、入力画像において照明され
ているのは、図10に示す明部12Aのみであり、暗部
12Bは照明されていない。従って、図11に示す如
く、突起全面ではなく、カメラに対して照明光が正反射
となるリング状部分しか検査していない。よって、図1
2及び図13に示す如く、エリア外の変形等の異常は検
査できず、特に、はんだミスの原因となる高さ不良に関
してはほとんど検査できない。
On the other hand, in the latter inspection by the oblique illumination method,
Since the imaging of the inspection object does not take much time, the inspection time can be shortened as a whole. However, only the bright portion 12A shown in FIG. 10 is illuminated in the input image, and the dark portion 12B is not illuminated. Therefore, as shown in FIG. 11, only the ring-shaped portion where the illumination light is specularly reflected with respect to the camera is inspected, not the entire protrusion. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 2 and FIG. 13, abnormalities such as deformation outside the area cannot be inspected, and particularly, height defects that cause solder errors can hardly be inspected.

【0007】更に、前記光切断法及び斜光照明法に共通
する問題点として、突起の欠落、位置ずれ、大小、変
形、高さ等の全ての欠陥を同時に検査することができな
いという問題点を有していた。
Further, as a problem common to the light cutting method and the oblique illumination method, there is a problem that all defects such as lack of a projection, displacement, size, deformation, and height cannot be inspected at the same time. Was.

【0008】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、一枚のカラー画像データから、個々
の突起毎の欠落、位置ずれ、大小、変形、高さ等の欠陥
を同時に検査することができ、従って、速い検査速度
で、従来法と同様以上の精度で検査を可能とすることを
課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to simultaneously detect defects such as missing, displacement, size, deformation, and height of each projection from one piece of color image data. It is an object of the present invention to be able to perform an inspection, and to enable an inspection at a high inspection speed with the same or higher accuracy as the conventional method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、検査対象面の
所定位置に配置される、表面が鏡面状で、且つ、外形が
球面、又は、その一部からなる突起の欠陥を検査するた
めの突起部の検査方法において、3つの互いに異なる方
向から、互いに異なる色で被検査物を照明し、照明され
た被検査物のカラー画像を撮像し、得られたカラー画像
から明度画像と色相画像を計算し、得られた明度画像及
び色相画像からラベルデータを作成し、作成されたラベ
ルデータを用いて、個々の突起毎に欠落、位置ずれ、大
小、変形、高さを含む欠陥を検査するようにして、前記
課題を解決したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a method for inspecting a projection which is disposed at a predetermined position on a surface to be inspected and has a mirror-like surface and a spherical outer shape or a part thereof. In the method for inspecting a projection part, an object to be inspected is illuminated with colors different from each other from three different directions, a color image of the illuminated object is captured, and a brightness image and a hue image are obtained from the obtained color image. Is calculated, and label data is created from the obtained lightness image and hue image. Using the created label data, a defect including a defect, a displacement, a size, a deformation, and a height is inspected for each projection. Thus, the above-mentioned problem has been solved.

【0010】又、同様の突起部の検査装置において、3
つの互いに異なる方向から、互いに異なる色で被検査物
を照明する照明手段と、照明された被検査物のカラー画
像を撮像する撮像手段と、得られたカラー画像から明度
画像と色相画像を計算する計算手段と、得られた明度画
像及び色相画像からラベルデータを作成するラベルデー
タ作成手段と、作成されたラベルデータを用いて、個々
の突起毎に欠落、位置ずれ、大小、変形、高さを含む欠
陥を検査する欠陥検査手段とを備えることにより、同じ
く前記課題を解決したものである。
In a similar projection inspection apparatus, 3
Illuminating means for illuminating the object with different colors from two different directions, imaging means for capturing a color image of the illuminated object, and calculating a brightness image and a hue image from the obtained color image Calculating means, label data creating means for creating label data from the obtained brightness image and hue image, and using the created label data, determine the missing, positional displacement, size, deformation, height for each projection. The above problem is also solved by providing a defect inspection means for inspecting a defect including the defect.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0012】本実施形態は、全体として、図14に示す
如く、3つの互いに異なる方向から、互いに異なる色で
被検査物を照明するための照明部、及び、照明された被
検査物のカラー画像を撮像するためのCCDカメラを含
む照明・入力部20と、該照明・入力部20によって得
られたカラー画像から明度画像と色相画像を計算し、得
られた明度画像及び色相画像からラベルデータを作成
し、作成されたラベルデータを用いて、個々の突起毎に
欠落、位置ずれ、大小、変形、高さ等の欠陥を検査する
画像処理部30と、該画像処理部30によって得られた
良否判定結果を表示するための、モニタ等の表示部50
と、前記各構成部分を制御するための制御部60とから
構成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, an illumination unit for illuminating an inspected object from three different directions with different colors, and a color image of the illuminated inspected object as a whole. An illumination / input unit 20 including a CCD camera for capturing an image of an image, calculating a brightness image and a hue image from the color image obtained by the illumination / input unit 20, and label data from the obtained brightness image and hue image. Using the created label data, an image processing unit 30 that inspects each projection for defects such as missing, misalignment, size, deformation, and height, and the quality obtained by the image processing unit 30 A display unit 50 such as a monitor for displaying the determination result
And a control unit 60 for controlling the components.

【0013】前記照明・入力部20は、図15に詳細に
示す如く、3つの互いに異なる方向θ1、θ2、θ3(例
えばθ1<θ2<θ3)から、互いに異なる色(例えばθ1
=青B、θ2=緑G、θ3=赤R)で、ステージ8上の被
検査物であるBGA基板10を照明する、例えばリング
状の光源21、22、23と、該光源21、22、23
を点灯するための点灯部24と、前記光源21、22、
23によって照明されたBGA基板10の反射照明によ
るカラー画像を、例えばその真上から撮影する、エリア
センサ型のカラーCCDカメラ26とを備えている。
As shown in detail in FIG. 15, the illumination / input unit 20 outputs different colors (eg, θ1) from three different directions θ1, θ2, θ3 (eg, θ1 <θ2 <θ3).
= Blue B, θ 2 = green G, θ 3 = red R), for example, ring-shaped light sources 21, 22, 23 illuminating the BGA substrate 10, which is the object to be inspected, on the stage 8. 23
A lighting unit 24 for lighting a light source;
An area sensor type color CCD camera 26 is provided for photographing a color image of the BGA substrate 10 illuminated by the reflected light of the BGA substrate 10 from right above, for example.

【0014】なお、前記光源21、22、23は、図1
6に示す変形例の如く、それぞれリング状光源でなくて
もよい。
Note that the light sources 21, 22, and 23
As in the modification shown in FIG. 6, the light sources need not be ring-shaped light sources.

【0015】前記画像処理部30は、図17に詳細に示
す如く、前記CCDカメラ26によって得られたカラー
画像の明度画像を作成する明度画像作成部32と、該明
度画像作成部32によって作成された明度画像毎にラベ
リングを行い、その結果を記録するラベリング部34
と、前記CCDカメラ26によって得られたカラー画像
の色相画像を作成し、前記ラベリング部34によるラベ
リング結果を用いてラベリングを行う色相画像作成部3
6と、予め欠陥と色相値の範囲が分類と対応づけられて
記憶されている分類データベース38と、該分類データ
ベース38を参照して、前記色相画像作成部36で作成
された色相画像に、画素単位で、その色相値に対応する
分類を付与することにより分類画像を作成する分類画像
作成部40と、前記明度画像作成部32で作成された明
度画像から求められる対象の個数、重心、重心間距離、
前記分類画像作成部40で作成された分類画像から求め
られる対象の面積、(水平、垂直)フィレ径、及び、前
記ラベリング部34によるラベリング結果を用いてラベ
ルデータを算出し、記録するラベルデータ作成部42
と、該ラベルデータ作成部42で作成されたラベルデー
タを用いて、欠落検査、位置ずれ検査、大小・変形・高
さ検査を行う欠陥検査部44と、該欠陥検査部44にお
いて検出される欠落、位置ずれ、大小、変形、高さのう
ち、いずれか1つでも不合格であるときに、全体で不合
格とする良否判定部46とを備えている。
As shown in detail in FIG. 17, the image processing unit 30 creates a brightness image of a color image obtained by the CCD camera 26, and a brightness image creation unit 32 that creates the brightness image of the color image. A labeling unit 34 for performing labeling for each brightness image and recording the result.
A hue image creating unit 3 that creates a hue image of a color image obtained by the CCD camera 26 and performs labeling using the labeling result by the labeling unit 34
6, a classification database 38 in which the ranges of the defect and the hue value are stored in advance in association with the classification, and by referring to the classification database 38, the hue image created by the hue image creation unit 36 A classification image creating unit 40 that creates a classification image by assigning a classification corresponding to the hue value in units; and the number of objects, the center of gravity, and the distance between the centers of gravity obtained from the brightness image created by the brightness image creating unit 32. distance,
Label data generation by calculating label data using the area of the target, the (horizontal and vertical) fillet diameter obtained from the classified image generated by the classified image generating unit 40, and the labeling result by the labeling unit 34, and recording the label data Part 42
And a defect inspection unit 44 that performs a defect inspection, a positional deviation inspection, a size / deformation / height inspection using the label data created by the label data creation unit 42, and a defect detected by the defect inspection unit 44. And a pass / fail judgment unit 46 that rejects the whole when any one of the displacement, the size, the deformation, and the height is rejected.

【0016】前記明度画像作成部32では、図18に示
す如く、前記CCDカメラ26から入力されるR(レッ
ド)画像27R、G(グリーン)画像27G、B(ブル
ー)画像27Bを合成して、R成分とG成分とB成分の
和が閾値以上であるところを、はんだボールに相当する
検査対象とし、それ以外を背景とするモノクロ画像33
Aを作成し、次いで、背景に対して対象を膨張・収縮
し、はんだボール部を明確にしたモノクロの明度画像3
3Bを作成する。
In the brightness image creating section 32, as shown in FIG. 18, an R (red) image 27R, a G (green) image 27G, and a B (blue) image 27B input from the CCD camera 26 are synthesized. A portion where the sum of the R component, the G component, and the B component is equal to or larger than the threshold value is set as an inspection target corresponding to a solder ball, and a monochrome image 33 with the rest as a background.
A is created, and then the object is expanded and contracted with respect to the background, and the monochrome lightness image 3 in which the solder ball portion is clarified
Create 3B.

【0017】前記ラベリング部34は、該明度画像作成
部32によって作成された明度画像33Bを用いて、対
象をラベリングし、その結果を記録する。
The labeling section 34 labels an object using the brightness image 33B created by the brightness image creating section 32, and records the result.

【0018】前記色相画像作成部36は、図19に示す
如く、前記CCDカメラ16で得られた入力画像のR画
像27R、G画像27G及びB画像27Bを合成し、画
素単位で色相変換を行って、モノクロの色相画像37に
変換する。
As shown in FIG. 19, the hue image creating section 36 combines the R image 27R, the G image 27G, and the B image 27B of the input image obtained by the CCD camera 16 and performs hue conversion in pixel units. To convert the image into a monochrome hue image 37.

【0019】具体的には、例えば次に示すHaydnの色相
変換式を用いて、入力画像の各画素の色相値Hを求め
る。
More specifically, the hue value H of each pixel of the input image is obtained by using, for example, the following Haydn's hue conversion formula.

【0020】 i)R,G≧Bのとき H= (G−B)/(R+G−2B) …(1) ii)G,B≧Rのとき H={(B−R)/(G+B−2R)}+1 …(2) iii)R,B≧Gのとき H={(R−G)/(B+R−2G)}+2 …(3)I) When R, G ≧ B, H = (GB) / (R + G−2B) (1) ii) When G, B ≧ R, H = {(BR) / (G + B−) 2R)} + 1 (2) iii) When R, B ≧ G H = {(RG) / (B + R−2G)} + 2 (3)

【0021】これにより、色相値Hは、0〜3の間の実
数値として得られ、色相環に対応させると図20に示す
如くとなる。通常は、色相値を基に画像化するため、処
理の面から、得られた色相値Hから、更に次の(4)式
を用いて、新たに0〜255の間の整数値をとる色相値
Himgを得る(以降は、Himgを色相値として扱う)。
As a result, the hue value H is obtained as a real value between 0 and 3 and becomes as shown in FIG. Normally, in order to form an image based on the hue value, from the viewpoint of processing, a hue value newly taking an integer value between 0 and 255 from the obtained hue value H using the following equation (4). A value Himg is obtained (hereinafter, Himg is treated as a hue value).

【0022】 Himg=(255/3)H …(4) (小数点以下切捨て)Himg = (255/3) H (4) (Truncation after decimal point)

【0023】即ち、撮影により得られる、各照射方向の
画像データの光強度は、試料の面状態(傾き度合い)に
よって異なることから、試料表面の表面状態により合成
されたRGBカラー画像のR、G、Bの色合いが異なる
ようになるという原理に基づき、試料の表面状態に相当
する合成されたカラー画像を各画素毎に色分けし、更
に、色分けされた各画素毎に、その色相を正確に数値
(色相値と称する)で求め、且つ、各画素毎の色相値
を、予め求めてある試料の表面状態と色相値の範囲との
対応データベースを参照しながら分類分けし、これを除
いて、欠陥と、致命的でない表面部のきず等(疑似欠陥
と称する)とを区分けする。従って、色相値により、欠
陥と疑似欠陥を自動的に区分けすることができ、程度分
けも容易にできる。
That is, since the light intensity of the image data in each irradiation direction obtained by photographing differs depending on the surface state (degree of inclination) of the sample, the R and G of the RGB color image synthesized based on the surface state of the sample surface. Based on the principle that the color of B becomes different, the synthesized color image corresponding to the surface state of the sample is color-coded for each pixel, and the hue of each color-coded pixel is accurately represented by a numerical value. (Referred to as hue value), and the hue value of each pixel is classified and classified with reference to a database of the correspondence between the surface state of the sample and the range of the hue value obtained in advance. And non-fatal surface flaws (referred to as pseudo defects). Therefore, the defect and the pseudo defect can be automatically classified based on the hue value, and the classification can be easily performed.

【0024】前記分類画像作成部40は、予め欠陥と色
相値の範囲が分類と対応付けられている、図21に示す
ような分類データベース38を参照して、色相変換され
た画像データについて、画素単位で、その色相値に対応
する分類を付与して分類画像41を作成する。図2の場
合、赤(R)に対応する色相値Himg=0〜41、21
4〜255の分類をA、緑(G)に対応する色相値42
〜127の分類をB、青(B)に対応する色相値128
〜213の分類をCとして設定しておく。便宜上、A〜
Cの各分類を、各分類の色相を代表する数値を割り当て
て識別する。換言すると、各分類の色相を代表する数値
を各画素に持たせておく。
The classification image creating section 40 refers to a classification database 38 as shown in FIG. 21 in which the ranges of the defect and the hue value are associated with the classification in advance, and converts the hue-converted image data into pixel data. A classification corresponding to the hue value is given in units to create a classification image 41. In the case of FIG. 2, the hue values Himg = 0 to 41, 21 corresponding to red (R)
Hue values 42 corresponding to A and green (G) are classified into 4 to 255 categories.
Hull values 128 corresponding to B and blue (B)
213 are set as C. For convenience, A ~
Each classification of C is identified by assigning a numerical value representing the hue of each classification. In other words, each pixel has a numerical value representing the hue of each classification.

【0025】前記ラベルデータ作成部42は、前記明度
画像から対象の個数、重心、重心間距離を求め、前記分
類画像から、対象の面積、(水平、垂直)フィレ径に対
応したラベルデータを算出し、記録する。
The label data generator 42 calculates the number of objects, the center of gravity, and the distance between the centers of gravity from the brightness image, and calculates label data corresponding to the area of the object and the (horizontal and vertical) fillet diameter from the classified image. And record.

【0026】前記欠陥検査部44は、前記ラベルデータ
作成部42で作成されたラベルデータに基づいて、対象
の個数がはんだボールの数と一致していれば、欠落検査
結果を合格とし、それ以外であれば、欠落検査結果を不
合格とする。
If the number of objects matches the number of solder balls based on the label data created by the label data creating unit 42, the defect inspection unit 44 passes the missing inspection result. If so, the result of the missing inspection is rejected.

【0027】又、対象毎に、図22に示す如く、上下左
右の重心間の距離A、B、C、Dを求め、図22(a)
に示す如く、各重心間距離A、B、C、Dが、いずれも
その上限以下であり、且つ下限以上である場合には、位
置ずれ検査結果を合格とし、一方、図22(b)に示す
如く、重心間距離のいずれか1つでも上限又は下限を外
れている場合には、位置ずれ検査結果を不合格とする。
As shown in FIG. 22, the distances A, B, C, and D between the upper, lower, left, and right centers of gravity are obtained for each object.
As shown in FIG. 22, when the distances A, B, C, and D between the centers of gravity are all equal to or less than the upper limit and equal to or greater than the lower limit, the result of the displacement inspection is regarded as pass. As shown in the figure, if any one of the distances between the centers of gravity is outside the upper limit or the lower limit, the position shift inspection result is rejected.

【0028】更に、着目対象の面積及び(垂直、水平)
フィレ径を、それぞれ上限及び下限と比較し、いずれも
上下限の範囲内にある場合には、大小・変形・高さ検査
結果を合格とし、一方、面積又はフィレ径のいずれか一
方でも上限又は下限を超える場合には、大小・変形・高
さ検査結果を不合格とする。これは、欠陥があると、図
23に示す如く、分類A、B、Cのいずれかの面積又は
フィレ径等に影響が現われるためである。
Further, the area of interest and (vertical, horizontal)
The fillet diameter is compared with the upper and lower limits, respectively, and if both are within the range of the upper and lower limits, the result of the size / deformation / height inspection is considered to be acceptable, while either the area or the fillet diameter is either the upper limit or If the value is lower than the lower limit, the result of the size / deformation / height inspection is rejected. This is because, as shown in FIG. 23, the presence of a defect affects the area, fillet diameter, or the like of any of the classifications A, B, and C.

【0029】前記良否判定部46は、前記欠陥検査部4
4の欠陥検査結果に基づいて、欠落、位置ずれ、大小・
変形・高さのうち、いずれか1つでも不合格があれば、
全体で不合格とする。
The pass / fail judgment unit 46 is provided with the defect inspection unit 4.
4 based on the defect inspection result,
If any one of the deformation and height fails,
Fail as a whole.

【0030】前記表示部50は、前記CCDカメラ26
から入力される入力画像や、前記良否判定部46による
良否判定結果等を表示する。
The display unit 50 is provided with the CCD camera 26.
And an input image input from the server, a quality determination result by the quality determination unit 46, and the like.

【0031】以下、本発明による処理例を説明する。Hereinafter, a processing example according to the present invention will be described.

【0032】例えば図24に示す如く、一番低い小さな
照射角度θ1で青色光B、次の照射角度θ2で緑色光
G、一番大きな照射角度θ3で赤色光Rを照射すると、
上面から見たCCDカメラ26の入力画像は、図25に
示す如く、頂点に赤、その回りに緑、一番外側に青の色
が付き、背景がグレーの状態となる。
For example, as shown in FIG. 24, when the blue light B is irradiated at the lowest irradiation angle θ1, the green light G is irradiated at the next irradiation angle θ2, and the red light R is irradiated at the largest irradiation angle θ3,
As shown in FIG. 25, the input image of the CCD camera 26 viewed from the top has red at the vertex, green around it, and blue at the outermost, and the background is gray.

【0033】この図25に示したような入力画像のR画
像、G画像及びB画像を合成すると、図26に示す如
く、対象が例えば輝度255で白くなり、背景が、例え
ば輝度値0で暗くなる明度画像が得られる。
When the R image, the G image, and the B image of the input image shown in FIG. 25 are combined, as shown in FIG. 26, the object becomes white at a luminance of 255, for example, and the background becomes dark at a luminance value of 0, for example. An image with a certain brightness is obtained.

【0034】この明度画像を用いて、図27に示す如
く、例えば対象1〜4までラベリングし、更に、ラベル
データとして、対象の個数、各対象の重心、各対象の重
心間距離を求めておく。
Using this brightness image, as shown in FIG. 27, for example, objects 1 to 4 are labeled, and the number of objects, the center of gravity of each object, and the distance between the centers of gravity of each object are obtained as label data. .

【0035】次いで図28に示す如く、ラベリング結果
を基に、対象となった部分のみ色相画像作成部36によ
り色相を変換して、色相画像を得る。
Next, as shown in FIG. 28, based on the labeling result, the hue is converted by the hue image creating section 36 only for the target portion to obtain a hue image.

【0036】次いで図29に示す如く、分類データベー
ス38のデータを用いて、色相画像を分類画像に変換す
る。この分類画像からは、ラベルデータとして、対象の
面積及びフィレ径を求めておく。
Next, as shown in FIG. 29, the hue image is converted into a classified image using the data of the classification database 38. From this classification image, the area and fillet diameter of the target are obtained as label data.

【0037】ラベルデータの例を図30に示す。FIG. 30 shows an example of label data.

【0038】なお、前記実施形態においては、本発明
が、BGA基板のはんだボールの検査に適用されていた
が、本発明の適用対象はこれに限定されず、はんだボー
ル以外の、検査対象面の所定位置に配置される、表面が
鏡面状で、且つ、外形が球面、又は、その一部からなる
突起一般の欠陥の検査にも同様に適用できることは明ら
かである。又、照明光の色も、赤、青、緑の組合せに限
定されない。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the inspection of solder balls on a BGA substrate. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It is apparent that the present invention can be similarly applied to the inspection of a defect in a projection which is arranged at a predetermined position, has a mirror-like surface, and has a spherical outer shape, or a part thereof. Further, the color of the illumination light is not limited to a combination of red, blue, and green.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、一枚のカラー画像デー
タから個々の突起毎の欠落、位置ずれ、大小、変形、高
さ等の欠陥を同時に検査できる。又、画像入力の時間が
短いので、検査速度が速い。更に、従来法と同等以上の
精度で検査できる等の優れた効果を有する。
According to the present invention, it is possible to simultaneously inspect a single piece of color image data for defects such as missing, positional deviation, size, deformation, and height of each projection. Also, since the time for inputting an image is short, the inspection speed is high. Further, it has an excellent effect that the inspection can be performed with the same or higher accuracy as the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の検査対象であるBGA基板上に配置さ
れたはんだボールを示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a solder ball arranged on a BGA substrate to be inspected according to the present invention.

【図2】同じく上面図FIG. 2 is also a top view

【図3】同じく側面図FIG. 3 is a side view of the same.

【図4】はんだボールの欠陥の種類を示す上面図及び側
面図
FIG. 4 is a top view and a side view showing types of defects of a solder ball.

【図5】従来の光切断法による検査状態を説明するため
の斜視図
FIG. 5 is a perspective view for explaining an inspection state by a conventional light-section method.

【図6】同じくスリット光を真上から照射した場合の側
面図
FIG. 6 is a side view when the slit light is irradiated from directly above.

【図7】同じくスリット光を斜め上方から照射した場合
の側面図
FIG. 7 is a side view showing a case where the slit light is similarly applied from obliquely above.

【図8】従来の斜光照明法による検査状態を説明するた
めの斜視図
FIG. 8 is a perspective view for explaining an inspection state by a conventional oblique illumination method.

【図9】同じく側面図FIG. 9 is a side view of the same.

【図10】同じく入力画像の例を示す上面図FIG. 10 is a top view showing an example of the input image.

【図11】同じく検査部を示す側面図FIG. 11 is a side view showing the inspection unit.

【図12】同じく検査部以外の異常の例を示す側面図FIG. 12 is a side view showing an example of an abnormality other than the inspection unit.

【図13】同じく高さ欠陥の例を示す側面図FIG. 13 is a side view showing an example of a height defect.

【図14】本発明に係る突起部の検査装置の実施形態の
全体構成を示すブロック線図
FIG. 14 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a projection inspection apparatus according to the present invention.

【図15】前記実施形態の照明部の構成例を示す側面図FIG. 15 is a side view showing a configuration example of a lighting unit of the embodiment.

【図16】同じく照明部の変形例を示す側面図FIG. 16 is a side view showing a modification of the illumination unit.

【図17】前記実施形態の詳細構成を示すブロック線図FIG. 17 is a block diagram showing a detailed configuration of the embodiment.

【図18】同じく明度画像作成部の処理内容を示すブロ
ック線図
FIG. 18 is a block diagram showing processing contents of a brightness image creating unit.

【図19】同じく色相画像作成部の処理内容を示すブロ
ック線図
FIG. 19 is a block diagram showing processing contents of a hue image creation unit.

【図20】同じく色相画像作成部で計算された色相値
を、色相環に対応させて示した線図
FIG. 20 is a diagram showing the hue values calculated by the hue image creating unit in association with the hue circle;

【図21】分類データベースの例を示す表FIG. 21 is a table showing an example of a classification database;

【図22】同じく欠陥検査部の位置ずれ検査における合
格例と不合格例を比較して示す上面図
FIG. 22 is a top view showing a comparison between a pass example and a fail example in the displacement inspection of the defect inspection unit.

【図23】同じく大小・変形・高さ検査における欠陥検
出の原理を説明するための平面図
FIG. 23 is a plan view for explaining the principle of defect detection in the same size / deformation / height inspection.

【図24】前記実施形態の具体的な処理例におけるはん
だボールへの光の照射状態を示す側面図
FIG. 24 is a side view showing the state of light irradiation on the solder balls in a specific processing example of the embodiment.

【図25】同じく入力画像の例を示す上面図FIG. 25 is a top view showing an example of the input image.

【図26】同じく明度画像の例を示す線図FIG. 26 is a diagram showing an example of a brightness image.

【図27】同じく明度画像をラベリングしている状態を
示す線図
FIG. 27 is a diagram showing a state in which a brightness image is also labeled.

【図28】同じく色相画像の例を示す線図FIG. 28 is a diagram showing an example of a hue image.

【図29】同じく分類画像の例を示す線図FIG. 29 is a diagram showing an example of a classified image.

【図30】同じくラベルデータの例を示す表FIG. 30 is a table showing an example of label data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 …ステージ 10…BGA基板 12…はんだボール 20…照明・入力部 21、22、23…光源 26…カラーCCDカメラ 27R、27G、27B…入力画像 30…画像処理部 32…明度画像作成部 33B…明度画像 34…ラベリング部 36…色相画像作成部 37…色相画像 38…分類データベース 40…分類画像作成部 41…分類画像 42…ラベルデータ作成部 44…欠陥検査部 46…良否判定部 50…表示部 60…制御部 Reference Signs List 8 Stage 10 BGA board 12 Solder ball 20 Illumination / input unit 21, 22, 23 Light source 26 Color CCD camera 27R, 27G, 27B Input image 30 Image processing unit 32 Brightness image creation unit 33B Brightness image 34 Labeling unit 36 Hue image creation unit 37 Hue image 38 Classification database 40 Classification image creation unit 41 Classification image 42 Label data creation unit 44 Defect inspection unit 46 Pass / fail judgment unit 50 Display unit 60 ... Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 謙太 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 Fターム(参考) 2G051 AA90 AB02 AB20 BA01 BA08 CA03 CA04 EA11 EA16 EA17 EB01 ED07 ED23 5E319 AC01 CD51 CD53 GG09  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kenta Hayashi 1-1-1 Ichigaya Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Dai Nippon Printing Co., Ltd. F-term (reference) 2G051 AA90 AB02 AB20 BA01 BA08 CA03 CA04 EA11 EA16 EA17 EB01 ED07 ED23 5E319 AC01 CD51 CD53 GG09

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】検査対象面の所定位置に配置される、表面
が鏡面状で、且つ、外形が球面、又は、その一部からな
る突起の欠陥を検査するための突起部の検査方法におい
て、 3つの互いに異なる方向から、互いに異なる色で被検査
物を照明し、 照明された被検査物のカラー画像を撮像し、 得られたカラー画像から明度画像と色相画像を計算し、 得られた明度画像及び色相画像からラベルデータを作成
し、 作成されたラベルデータを用いて、個々の突起毎に欠
落、位置ずれ、大小、変形、高さを含む欠陥を検査する
ことを特徴とする突起部の検査方法。
1. A method of inspecting a projection, which is arranged at a predetermined position on a surface to be inspected, for inspecting a defect of a projection having a mirror-like surface and a spherical outer shape or a part thereof, The object to be inspected is illuminated with different colors from three different directions, a color image of the illuminated object is captured, a brightness image and a hue image are calculated from the obtained color image, and the obtained brightness is obtained. Label data is created from an image and a hue image, and the generated label data is used to inspect each projection for defects including missing, misaligned, large, small, deformed, and height defects. Inspection methods.
【請求項2】検査対象面の所定位置に配置される、表面
が鏡面状で、且つ、外形が球面、又は、その一部からな
る突起の欠陥を検査するための突起部の検査装置におい
て、 3つの互いに異なる方向から、互いに異なる色で被検査
物を照明する照明手段と、 照明された被検査物のカラー画像を撮像する撮像手段
と、 得られたカラー画像から明度画像と色相画像を計算する
計算手段と、 得られた明度画像及び色相画像からラベルデータを作成
するラベルデータ作成手段と、 作成されたラベルデータを用いて、個々の突起毎に欠
落、位置ずれ、大小、変形、高さを含む欠陥を検査する
欠陥検査手段と、 を備えたことを特徴とする突起部の検査装置。
2. A projection inspection apparatus for inspecting a defect of a projection disposed at a predetermined position on a surface to be inspected and having a mirror-like surface and a spherical outer shape or a part thereof, Illuminating means for illuminating the test object with different colors from three different directions; imaging means for capturing a color image of the illuminated test object; calculating a brightness image and a hue image from the obtained color image Calculation means, label data creation means for creating label data from the obtained brightness image and hue image, and using the created label data, omission, displacement, size, deformation, height for each projection. And a defect inspection means for inspecting a defect including: a projection inspection device.
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