JP2001284789A - 半田形状の検査方法 - Google Patents
半田形状の検査方法Info
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- JP2001284789A JP2001284789A JP2000091180A JP2000091180A JP2001284789A JP 2001284789 A JP2001284789 A JP 2001284789A JP 2000091180 A JP2000091180 A JP 2000091180A JP 2000091180 A JP2000091180 A JP 2000091180A JP 2001284789 A JP2001284789 A JP 2001284789A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エリアアレイパッケージのバンプがプリント
基板のパターンに対して浮いている状態、すなわち、オ
ープン状態の半田不良か否かの判断は非常に困難であっ
て、他の検査で正常と判断されたものあっても、このオ
ープンによって正常に動作しないといった問題があっ
た。 【解決手段】 基板に実装されたＢＧＡ型のエリアアレ
イパッケージにＸ線を照射して得られた画像において、
バンプ頂上付近の断面積および略中央部分の断面積とを
算出し、該算出によって得られた２つの断面積から面積
比を算出し、該算出した面積比が予め設定した面積比の
下限値より大なる時は正常半田付けと判定し、下限値よ
り小さい時はオープン半田付けと判定することを特徴と
する半田形状の検査方法。
基板のパターンに対して浮いている状態、すなわち、オ
ープン状態の半田不良か否かの判断は非常に困難であっ
て、他の検査で正常と判断されたものあっても、このオ
ープンによって正常に動作しないといった問題があっ
た。 【解決手段】 基板に実装されたＢＧＡ型のエリアアレ
イパッケージにＸ線を照射して得られた画像において、
バンプ頂上付近の断面積および略中央部分の断面積とを
算出し、該算出によって得られた２つの断面積から面積
比を算出し、該算出した面積比が予め設定した面積比の
下限値より大なる時は正常半田付けと判定し、下限値よ
り小さい時はオープン半田付けと判定することを特徴と
する半田形状の検査方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板に実装されたＢ
ＧＡ（Ball Grid Array ）型のエリアアレイパッケージ
のバンプ形状をＸ線撮影によって撮影することで、該エ
リアアレイパッケージのバンプがプリント基板に対して
正常に半田付けされているか否かを検査する方法に関す
る。
ＧＡ（Ball Grid Array ）型のエリアアレイパッケージ
のバンプ形状をＸ線撮影によって撮影することで、該エ
リアアレイパッケージのバンプがプリント基板に対して
正常に半田付けされているか否かを検査する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＢＧＡ型のエリアアレイパッケー
ジにおけるバンプの半田付け不良を検出する手段として
は、Ｘ線発生器によって撮影することでバンプどうしの
ブリッジや半田バンプ面積、厚み不良を検出している。
ジにおけるバンプの半田付け不良を検出する手段として
は、Ｘ線発生器によって撮影することでバンプどうしの
ブリッジや半田バンプ面積、厚み不良を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エリアアレ
イパッケージのバンプがプリント基板のパターンに対し
て浮いている状態、すなわち、オープン状態の半田不良
か否かの判断は非常に困難であって、他の検査で正常と
判断されたものであっても、このオープンによって正常
に動作しないといった問題があった。
イパッケージのバンプがプリント基板のパターンに対し
て浮いている状態、すなわち、オープン状態の半田不良
か否かの判断は非常に困難であって、他の検査で正常と
判断されたものであっても、このオープンによって正常
に動作しないといった問題があった。
【０００４】本発明は前記した問題点を解決せんとする
もので、その目的とするところは、バンプの頂上付近の
面積、あるいはバンプの体積を求めることにより、バン
プがプリント基板に対して正常に接続されているか否か
を判断することにより、半田不良か否かを正確に判別で
きる半田形状の検査方法を提供せんとするにある。
もので、その目的とするところは、バンプの頂上付近の
面積、あるいはバンプの体積を求めることにより、バン
プがプリント基板に対して正常に接続されているか否か
を判断することにより、半田不良か否かを正確に判別で
きる半田形状の検査方法を提供せんとするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半田形状の検査
方法は前記した目的を達成せんとするもので、その手段
は、基板実装されたＢＧＡ型のエリアアレイパッケージ
にＸ線を照射して得られた画像におけるバンプ頂上付近
の断面積および略中央部分の断面積とを算出し、該算出
によって得られた２つの断面積から面積比を算出し、該
算出した面積比が予め設定した面積比の下限値より大な
る時は正常半田付けと判定し、下限値より小さい時はオ
ープン半田付けと判定することを特徴とする。
方法は前記した目的を達成せんとするもので、その手段
は、基板実装されたＢＧＡ型のエリアアレイパッケージ
にＸ線を照射して得られた画像におけるバンプ頂上付近
の断面積および略中央部分の断面積とを算出し、該算出
によって得られた２つの断面積から面積比を算出し、該
算出した面積比が予め設定した面積比の下限値より大な
る時は正常半田付けと判定し、下限値より小さい時はオ
ープン半田付けと判定することを特徴とする。
【０００６】また、ＢＧＡ型のエリアアレイパッケージ
にＸ線を照射して得られた画像におけるバンプ頂上付近
の体積および全体の体積とを算出し、該算出によって得
られた２つの体積から体積比を算出し、該算出して得ら
れた体積比が予め設定した体積比の下限値より大なる時
は正常半田付けと判定し、下限値より小さい時はオープ
ン半田付けと判定することを特徴とする。
にＸ線を照射して得られた画像におけるバンプ頂上付近
の体積および全体の体積とを算出し、該算出によって得
られた２つの体積から体積比を算出し、該算出して得ら
れた体積比が予め設定した体積比の下限値より大なる時
は正常半田付けと判定し、下限値より小さい時はオープ
ン半田付けと判定することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半田形状の検
査方法を図面と共に説明する。
査方法を図面と共に説明する。
【０００８】図１はＢＧＡ型のエリアアレイパッケージ
１をプリント基板２にバンプ３によって半田付けした状
態の側面図を示し、（ａ）は正常な半田付け状態を
（ｂ）はオープン半田付け状態を示している。この図面
から判るように、正常半田付け時にはパンプ３はエリア
アレイパッケージ１とプリント基板２に対して面的な接
続をしており、オープン半田付け時にはバンプ３は略丸
い状態となっている。
１をプリント基板２にバンプ３によって半田付けした状
態の側面図を示し、（ａ）は正常な半田付け状態を
（ｂ）はオープン半田付け状態を示している。この図面
から判るように、正常半田付け時にはパンプ３はエリア
アレイパッケージ１とプリント基板２に対して面的な接
続をしており、オープン半田付け時にはバンプ３は略丸
い状態となっている。
【０００９】そこで、本発明の出願人は、このように正
常な場合とオープンな場合とでバンプ３の形状が異なる
ことに着目し、バンプにＸ線を照射して得られた画像の
透過厚みをグラフにプロットすると図２に示すようなプ
ロファイルとなり、正常に接続されている場合は台形に
近い形状となり、オープンな場合は頂上が丸くなる。な
お、同図において、横軸はバンプ３の配列を示し、縦軸
はバンプ３の高さを示し、バンプ３の半田付け状態が正
常とオープンとが交互な場合である。
常な場合とオープンな場合とでバンプ３の形状が異なる
ことに着目し、バンプにＸ線を照射して得られた画像の
透過厚みをグラフにプロットすると図２に示すようなプ
ロファイルとなり、正常に接続されている場合は台形に
近い形状となり、オープンな場合は頂上が丸くなる。な
お、同図において、横軸はバンプ３の配列を示し、縦軸
はバンプ３の高さを示し、バンプ３の半田付け状態が正
常とオープンとが交互な場合である。
【００１０】次に、図３に示すブロック図について説明
する。
する。
【００１１】４はＸ線発生器、５は前記エリアアレイパ
ッケージ１、バンプ２、プリント基板３を透過したＸ線
画像を撮影する検出器、６は該検出器５で得られたバン
プ透過画像の輝度値を半田の厚みに変換する厚み補正手
段、７は該厚み補正手段６によって得られた画像から所
定位置の面積あるいは体積を求めるための面積・体積演
算手段、８は求められた面積あるいは体積の比を求める
面積比・体積比演算手段、９は求められた面積比・体積
比と予め設定した下限値との対比を行い正常かオープン
かを判定する判定手段である。
ッケージ１、バンプ２、プリント基板３を透過したＸ線
画像を撮影する検出器、６は該検出器５で得られたバン
プ透過画像の輝度値を半田の厚みに変換する厚み補正手
段、７は該厚み補正手段６によって得られた画像から所
定位置の面積あるいは体積を求めるための面積・体積演
算手段、８は求められた面積あるいは体積の比を求める
面積比・体積比演算手段、９は求められた面積比・体積
比と予め設定した下限値との対比を行い正常かオープン
かを判定する判定手段である。
【００１２】次に、バンプ３の半田付け状態が正常かオ
ープンかの検査方法の第１の実施の形態を、面積比を用
いた特徴量から検出する方法を図４の説明図と図５のフ
ローチャートと共に説明する。なお、図４は、バンプに
Ｘ線を照射して得られた画像の半田透過厚みをプロット
して得られたプロファイルを描いたものであり、左側の
プロファイルはオープン状態の場合であり、右側のプロ
ファイルは正常な状態の場合を示している。
ープンかの検査方法の第１の実施の形態を、面積比を用
いた特徴量から検出する方法を図４の説明図と図５のフ
ローチャートと共に説明する。なお、図４は、バンプに
Ｘ線を照射して得られた画像の半田透過厚みをプロット
して得られたプロファイルを描いたものであり、左側の
プロファイルはオープン状態の場合であり、右側のプロ
ファイルは正常な状態の場合を示している。
【００１３】図５のフローチャートにおいて、先ず、Ｘ
線発生器によってエリアアレイパッケージ１が実装され
た基板に対して垂直にＸ線を照射してその透過像を検出
器５で撮影する（ステップＳ１）。この際に異なる管電
圧により２枚の画像を撮影し、該画像どうしでサブトラ
クション（差分）処理を行うことで、エリアアレイパッ
ケージ１やプリント基板２に含まれる銅配線等の検査に
不要な成分を除去し半田の情報のみを正確に得ることが
可能である。次に、上記の透過像或いはサブトラクショ
ンによって得られる画像の個々の輝度値を半田の厚みに
変換し、半田厚み画像を作成する（ステップＳ２）。そ
して、該半田厚み画像からバンプ３の頂上付近ＴT の面
積ＳT を求める（ステップＳ３）。
線発生器によってエリアアレイパッケージ１が実装され
た基板に対して垂直にＸ線を照射してその透過像を検出
器５で撮影する（ステップＳ１）。この際に異なる管電
圧により２枚の画像を撮影し、該画像どうしでサブトラ
クション（差分）処理を行うことで、エリアアレイパッ
ケージ１やプリント基板２に含まれる銅配線等の検査に
不要な成分を除去し半田の情報のみを正確に得ることが
可能である。次に、上記の透過像或いはサブトラクショ
ンによって得られる画像の個々の輝度値を半田の厚みに
変換し、半田厚み画像を作成する（ステップＳ２）。そ
して、該半田厚み画像からバンプ３の頂上付近ＴT の面
積ＳT を求める（ステップＳ３）。
【００１４】次に、前記半田厚み画像から略中央位置Ｔ
U の面積ＳU を求める（ステップＳ４）。このようにし
て求められた頂上付近の面積ＳT と中央位置の面積ＳU
との比（ＳT ／ＳU ＝Ｓ1 ）を求める（ステップＳ
５）。なお、各断面積を求める閾値は、絶対的なパンプ
３の厚みの変化を無視するために、バンプ３の最大厚み
で正規化した値を使用する。この閾値は最大厚みの８０
〜９０％が適当である。
U の面積ＳU を求める（ステップＳ４）。このようにし
て求められた頂上付近の面積ＳT と中央位置の面積ＳU
との比（ＳT ／ＳU ＝Ｓ1 ）を求める（ステップＳ
５）。なお、各断面積を求める閾値は、絶対的なパンプ
３の厚みの変化を無視するために、バンプ３の最大厚み
で正規化した値を使用する。この閾値は最大厚みの８０
〜９０％が適当である。
【００１５】次に、図４からも判るように、正常な半田
付け状態では、頂上付近ＴT の面積ＳT と、中央位置Ｔ
U の面積ＳU の面積比Ｓ1 が小さく、逆にオープン状態
では前記面積比Ｓ1 が大きくなる。そこで、本発明にあ
っては、前記面積比Ｓ1 が予め設定した閾値Ｓ2 に対し
て大きいか否かを判定する。すなわち、閾値Ｓ2 に対し
て面積比Ｓ1 が小さい場合には正常な半田付け状態であ
ると判定し、閾値Ｓ 2 に対して面積比Ｓ1 が大きい場合
にはオープンな半田付け状態であると判定するものであ
る（ステップＳ６）。
付け状態では、頂上付近ＴT の面積ＳT と、中央位置Ｔ
U の面積ＳU の面積比Ｓ1 が小さく、逆にオープン状態
では前記面積比Ｓ1 が大きくなる。そこで、本発明にあ
っては、前記面積比Ｓ1 が予め設定した閾値Ｓ2 に対し
て大きいか否かを判定する。すなわち、閾値Ｓ2 に対し
て面積比Ｓ1 が小さい場合には正常な半田付け状態であ
ると判定し、閾値Ｓ 2 に対して面積比Ｓ1 が大きい場合
にはオープンな半田付け状態であると判定するものであ
る（ステップＳ６）。
【００１６】次に、バンプ３の半田付け状態が正常かオ
ープンかの検査方法の第２の実施の形態を、体積比を用
いた特徴量から検出する方法を図６の説明図と図７のフ
ローチャートと共に説明する。なお、本実施の形態にあ
っては、前記した第１の実施の形態におけるステップＳ
２までは同じなので説明は省略する。
ープンかの検査方法の第２の実施の形態を、体積比を用
いた特徴量から検出する方法を図６の説明図と図７のフ
ローチャートと共に説明する。なお、本実施の形態にあ
っては、前記した第１の実施の形態におけるステップＳ
２までは同じなので説明は省略する。
【００１７】この実施の形態にあっては、先ず、前記し
たと同じ頂上付近ＴT で切断した面積ＳT を底面とする
頂上部の体積ＶT を求める（ステップＳ３）。次に、バ
ンプ３の全体の体積ＶA を求める（ステップＳ４）。こ
のようにして求められた頂上部分の体積ＶT とバンプ全
体の体積ＶA との比（ＳT ／ＳA ＝Ｓ1 ）を求める（ス
テップＳ５）。
たと同じ頂上付近ＴT で切断した面積ＳT を底面とする
頂上部の体積ＶT を求める（ステップＳ３）。次に、バ
ンプ３の全体の体積ＶA を求める（ステップＳ４）。こ
のようにして求められた頂上部分の体積ＶT とバンプ全
体の体積ＶA との比（ＳT ／ＳA ＝Ｓ1 ）を求める（ス
テップＳ５）。
【００１８】そして、予め設定した閾値Ｖ2 に対して体
積比Ｖ1 が小さい場合には正常な半田付け状態であると
判定し、閾値Ｖ2 に対して体積比Ｖ1 が大きい場合には
オープンな半田付け状態であると判定するものである
（ステップＳ６）。なお、前記閾値Ｖ2 は絶対的なバン
プの厚みの変化を無視するために、バンプの最大厚みで
正規化した値を使用する。この閾値は最大厚みの８０〜
９０％が適当である。
積比Ｖ1 が小さい場合には正常な半田付け状態であると
判定し、閾値Ｖ2 に対して体積比Ｖ1 が大きい場合には
オープンな半田付け状態であると判定するものである
（ステップＳ６）。なお、前記閾値Ｖ2 は絶対的なバン
プの厚みの変化を無視するために、バンプの最大厚みで
正規化した値を使用する。この閾値は最大厚みの８０〜
９０％が適当である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は前記したように、Ｘ線画像にお
けるバンプの頂上部分の断面積および略中央部分の断面
積あるいは頂上部分の体積およびバンプ全体の体積とを
算出し、該算出によって得られた２つの断面積から面積
比を算出あるいは体積比を算出し、該算出した面積比あ
るいは体積比が予め設定した面積比あるいは体積比の下
限値より大なる時は正常半田付けと判定し、下限値より
小さい時はオープン半田付けと判定するようにしたの
で、正常とオープン（不良）との間の面積比および体積
比の間の差異が大きく、さらに雑音の影響を受け難いた
め、半田付け状態が正常状態かオープン状態であるか否
かを正確に判別できる等の効果を有するものである。
けるバンプの頂上部分の断面積および略中央部分の断面
積あるいは頂上部分の体積およびバンプ全体の体積とを
算出し、該算出によって得られた２つの断面積から面積
比を算出あるいは体積比を算出し、該算出した面積比あ
るいは体積比が予め設定した面積比あるいは体積比の下
限値より大なる時は正常半田付けと判定し、下限値より
小さい時はオープン半田付けと判定するようにしたの
で、正常とオープン（不良）との間の面積比および体積
比の間の差異が大きく、さらに雑音の影響を受け難いた
め、半田付け状態が正常状態かオープン状態であるか否
かを正確に判別できる等の効果を有するものである。
【図１】本発明に係る半田形状の検査方法を説明するた
めの半田バンプの断面図である。
めの半田バンプの断面図である。
【図２】同上のバンプをＸ線発生器によって得られたプ
ロファイルである。
ロファイルである。
【図３】半田形状の検査方法を実施するためのブロック
図である。
図である。
【図４】面積比によって検査する方法を説明するための
説明図である。
説明図である。
【図５】同上の面積比によって判定するフローチャート
である。
である。
【図６】体積比によって検査する方法を説明するための
説明図である。
説明図である。
【図７】同上の体積比によって判定するフローチャート
である。
である。
１ ＢＧＡ型のエリアアレイパッケージ ２ プリント基板 ３ バンプ ４ Ｘ線発生器 ５ 検出器 ６ 厚み補正手段 ７ 面積・体積演算手段 ８ 面積比・体積比演算手段 ９ 判定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F067 AA52 AA62 BB07 CC14 HH04 JJ03 KK06 LL16 RR24 RR30 5E319 AA03 AB05 BB04 CD53
Claims (2)
- 【請求項１】 基板に実装されたＢＧＡ型のエリアアレ
イパッケージにＸ線を照射して得られた画像において、
バンプ頂上付近の断面積および略中央部分の断面積とを
算出し、該算出によって得られた２つの断面積から面積
比を算出し、該算出した面積比が予め設定した面積比の
下限値より大なる時は正常半田付けと判定し、下限値よ
り小さい時はオープン半田付けと判定することを特徴と
する半田形状の検査方法。 - 【請求項２】 基板に実装されたＢＧＡ型のエリアアレ
イパッケージにＸ線を照射して得られた画像において、
バンプ頂上付近の体積および全体の体積とを算出し、該
算出によって得られた２つの体積から体積比を算出し、
該算出して得られた体積比が予め設定した体積比の下限
値より大なる時は正常半田付けと判定し、下限値より小
さい時はオープン半田付けと判定することを特徴とする
半田形状の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000091180A JP2001284789A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 半田形状の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000091180A JP2001284789A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 半田形状の検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001284789A true JP2001284789A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18606671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000091180A Pending JP2001284789A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 半田形状の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001284789A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6940168B2 (en) * | 1998-12-09 | 2005-09-06 | International Business Machines Corporation | Enhanced pad design for substrate |
| JP2007114150A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Nagoya Electric Works Co Ltd | Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法およびｘ線検査プログラム |
| JP2017024281A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | セイコーエプソン株式会社 | 接合構造体、圧電デバイス、液体噴射ヘッド、及び接合構造体の検査方法 |
| CN113218970A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-08-06 | 上海师范大学 | 一种基于x射线的bga封装质量自动检测方法 |
| CN115178909A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-14 | 苏州汇川控制技术有限公司 | 焊接质量的检测方法、装置、终端设备与介质 |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000091180A patent/JP2001284789A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6940168B2 (en) * | 1998-12-09 | 2005-09-06 | International Business Machines Corporation | Enhanced pad design for substrate |
| JP2007114150A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Nagoya Electric Works Co Ltd | Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法およびｘ線検査プログラム |
| JP2017024281A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | セイコーエプソン株式会社 | 接合構造体、圧電デバイス、液体噴射ヘッド、及び接合構造体の検査方法 |
| CN113218970A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-08-06 | 上海师范大学 | 一种基于x射线的bga封装质量自动检测方法 |
| CN115178909A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-14 | 苏州汇川控制技术有限公司 | 焊接质量的检测方法、装置、终端设备与介质 |
| CN115178909B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-10-27 | 苏州汇川控制技术有限公司 | 焊接质量的检测方法、装置、终端设备与介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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