JP2003214830A - 半田高さ計測装置およびその方法 - Google Patents
半田高さ計測装置およびその方法Info
- Publication number
- JP2003214830A JP2003214830A JP2002017367A JP2002017367A JP2003214830A JP 2003214830 A JP2003214830 A JP 2003214830A JP 2002017367 A JP2002017367 A JP 2002017367A JP 2002017367 A JP2002017367 A JP 2002017367A JP 2003214830 A JP2003214830 A JP 2003214830A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- image
- height
- measured
- brightness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の元素を有する実装部品によって構成さ
れる実装基板において、目視確認できない実装部品の接
合部の半田高さを、容易に高精度に計測する半田高さ計
測装置およびその方法を提供する。 【解決手段】 画像処理装置５は、Ｘ線が被計測物を透
過した透過画像に対して、球形半田２ｃを透過した領域
ａｂｃを含む四辺形の処理対象エリアを設定し、切り出
し画像を作成する（ステップＳ１２）。そして、画像処
理装置５は、領域ａｂｃ周辺の平均画像輝度Ｄｍを算出
し（ステップＳ１６）、計測ラインＬおよび計測ポジシ
ョンＬ0〜Ｌnを設定した（ステップＳ１７）後、計測ポ
ジションＬ 0〜Ｌn毎の画像輝度および半田の減衰係数を
用いて、高さＨｈxを算出する（ステップＳ１９）。次
に、画像処理装置５は、高さＨｈ0〜Ｈｈnの中から、最
大値を検出して球形半田２ｃの最大高さＨｈmaxとする
（ステップＳ２２）。
れる実装基板において、目視確認できない実装部品の接
合部の半田高さを、容易に高精度に計測する半田高さ計
測装置およびその方法を提供する。 【解決手段】 画像処理装置５は、Ｘ線が被計測物を透
過した透過画像に対して、球形半田２ｃを透過した領域
ａｂｃを含む四辺形の処理対象エリアを設定し、切り出
し画像を作成する（ステップＳ１２）。そして、画像処
理装置５は、領域ａｂｃ周辺の平均画像輝度Ｄｍを算出
し（ステップＳ１６）、計測ラインＬおよび計測ポジシ
ョンＬ0〜Ｌnを設定した（ステップＳ１７）後、計測ポ
ジションＬ 0〜Ｌn毎の画像輝度および半田の減衰係数を
用いて、高さＨｈxを算出する（ステップＳ１９）。次
に、画像処理装置５は、高さＨｈ0〜Ｈｈnの中から、最
大値を検出して球形半田２ｃの最大高さＨｈmaxとする
（ステップＳ２２）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田高さ計測装置
およびその方法に関し、より特定的には、実装部品によ
って構成される実装基板において、実装部品の接合部の
半田高さ計測する計測装置およびその方法に関する。
およびその方法に関し、より特定的には、実装部品によ
って構成される実装基板において、実装部品の接合部の
半田高さ計測する計測装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器に使用される電子部品実
装基板の小型化に伴い、電子部品の小型化、高密度実装
化等が進んでいる。これに伴って、電子部品のパッケー
ジ部品は、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａ
ｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋ
ａｇｅ）等の狭ピッチのリード形状から、ＢＧＡ（Ｂａ
ｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓ
ｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のボール形状の半田を用い
るパッケージ部品に移行している。このようなボール形
状の半田を用いるパッケージの部品では、当該部品の裏
面に球形半田を用いて実装するため、基板上での実装状
態が目視において確認できない。したがって、このよう
なパッケージの部品の実装状態を検査するために、イン
ライン化された工場設備等では、透過画像発生装置に代
表されるＸ線検査装置等が導入されている。
装基板の小型化に伴い、電子部品の小型化、高密度実装
化等が進んでいる。これに伴って、電子部品のパッケー
ジ部品は、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａ
ｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋ
ａｇｅ）等の狭ピッチのリード形状から、ＢＧＡ（Ｂａ
ｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓ
ｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のボール形状の半田を用い
るパッケージ部品に移行している。このようなボール形
状の半田を用いるパッケージの部品では、当該部品の裏
面に球形半田を用いて実装するため、基板上での実装状
態が目視において確認できない。したがって、このよう
なパッケージの部品の実装状態を検査するために、イン
ライン化された工場設備等では、透過画像発生装置に代
表されるＸ線検査装置等が導入されている。
【０００３】ここで、従来の上記Ｘ線検査装置の計測原
理について説明する。図１０は、上記Ｘ線検査装置の計
測原理の構成を示す概略図である。図１０において、Ｘ
線検査装置は、Ｘ線発生器１０１、被計測物１０２、シ
ンチレータ１０３、およびＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏ
ｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）１０４から構成されてい
る。被計測物１０２としては、実装基板１０２ａおよび
実装部品１０２ｂで構成し、実装部品１０２ｂは、その
裏面に球形半田１０２ｃを用いて実装基板１０２ａに実
装されている。また、シンチレータ１０３は、Ｘ線発生
器１０１から発生したＸ線エネルギを、光エネルギに変
換させる蛍光物質である。
理について説明する。図１０は、上記Ｘ線検査装置の計
測原理の構成を示す概略図である。図１０において、Ｘ
線検査装置は、Ｘ線発生器１０１、被計測物１０２、シ
ンチレータ１０３、およびＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏ
ｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）１０４から構成されてい
る。被計測物１０２としては、実装基板１０２ａおよび
実装部品１０２ｂで構成し、実装部品１０２ｂは、その
裏面に球形半田１０２ｃを用いて実装基板１０２ａに実
装されている。また、シンチレータ１０３は、Ｘ線発生
器１０１から発生したＸ線エネルギを、光エネルギに変
換させる蛍光物質である。
【０００４】Ｘ線発生部１０１は、被計測物１０２およ
びシンチレータ１０３を介してＣＣＤ１０４の撮像レン
ズ向けてＸ線を発生させる。Ｘ線発生部１０１で発生し
たＸ線は、被計測物１０２を透過し、シンチレータ１０
３において光エネルギに変換され、ＣＣＤ１０４にて撮
像されるが、被計測物１０２を透過する際にＸ線エネル
ギが減衰する。このため、ＣＣＤ１０４は、被計測物１
０２の透過画像を撮像することができる。ＣＣＤ１０４
で撮像された画像において、ある位置における画像輝度
Ｄは、 Ｄ＝γ・Ｉｏ・ＥＸＰ（−μ・Ｈ）・ｔ で算出できる。ただし、 γ ：Ｘ線エネルギからＣＣＤ電荷エネルギへの変換係
数 Ｉｏ：被計測物１０２を透過前のＸ線エネルギ（Ｘ線発
生部１０１のＸ線発生エネルギ） μ ：減衰係数（単位高さ当たりに減衰によって除去さ
れるＸ線の割合。被計測物１０２の構成元素に依存） Ｈ ：被計測物１０２の高さ（厚み） ｔ ：ＣＣＤ１０４の蓄積時間 である。ここで、被計測物１０２が単一部品において構
成されている場合、減衰係数μは既知であり、以下の式
で表される。 μ＝μ1＋μ2＋…＋μn ＝λ（ρ1・Ｃ1・Ｚ1＋ρ2・Ｃ2・Ｚ2＋…＋ρn・Ｃn・Ｚn） ただし、 μn：その部品を構成する元素の減衰係数 λ ：照射されるＸ線の波長 ρn：その部品を構成する元素の密度 Ｃn：定数 Ｚn：その部品を構成する元素の原子番号 である。したがって、被計測物１０２が単一部品で構成
されている場合、予め上記式を用いて減衰係数μを算出
することによって、被計測物１０２の高さＨは、 Ｈ＝−ｌｎ（Ｄ／（γ・Ｉｏ・ｔ））／μ で算出することができる。
びシンチレータ１０３を介してＣＣＤ１０４の撮像レン
ズ向けてＸ線を発生させる。Ｘ線発生部１０１で発生し
たＸ線は、被計測物１０２を透過し、シンチレータ１０
３において光エネルギに変換され、ＣＣＤ１０４にて撮
像されるが、被計測物１０２を透過する際にＸ線エネル
ギが減衰する。このため、ＣＣＤ１０４は、被計測物１
０２の透過画像を撮像することができる。ＣＣＤ１０４
で撮像された画像において、ある位置における画像輝度
Ｄは、 Ｄ＝γ・Ｉｏ・ＥＸＰ（−μ・Ｈ）・ｔ で算出できる。ただし、 γ ：Ｘ線エネルギからＣＣＤ電荷エネルギへの変換係
数 Ｉｏ：被計測物１０２を透過前のＸ線エネルギ（Ｘ線発
生部１０１のＸ線発生エネルギ） μ ：減衰係数（単位高さ当たりに減衰によって除去さ
れるＸ線の割合。被計測物１０２の構成元素に依存） Ｈ ：被計測物１０２の高さ（厚み） ｔ ：ＣＣＤ１０４の蓄積時間 である。ここで、被計測物１０２が単一部品において構
成されている場合、減衰係数μは既知であり、以下の式
で表される。 μ＝μ1＋μ2＋…＋μn ＝λ（ρ1・Ｃ1・Ｚ1＋ρ2・Ｃ2・Ｚ2＋…＋ρn・Ｃn・Ｚn） ただし、 μn：その部品を構成する元素の減衰係数 λ ：照射されるＸ線の波長 ρn：その部品を構成する元素の密度 Ｃn：定数 Ｚn：その部品を構成する元素の原子番号 である。したがって、被計測物１０２が単一部品で構成
されている場合、予め上記式を用いて減衰係数μを算出
することによって、被計測物１０２の高さＨは、 Ｈ＝−ｌｎ（Ｄ／（γ・Ｉｏ・ｔ））／μ で算出することができる。
【０００５】このような計測原理に基づいて、実装基板
１０２ａ、実装部品１０２ｂ、および球形半田１０２ｃ
で構成される被計測物１０２の球形半田１０２ｃの高さ
Ｈｈを計測する場合、実装基板１０２ａおよび実装部品
１０２ｂのみを透過したＸ線エネルギをＩｂとすると、
球形半田１０２ｃの高さＨｈは、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄ／（γ・Ｉｂ・ｔ））／μｈ で算出できる。ただし、 μｈ：球形半田１０２ｃの減衰係数であり、実装基板１
０２ａおよび実装部品１０２ｂのみを透過したＸ線エネ
ルギＩｂは、 Ｉｂ＝Ｉｏ・ＥＸＰ（−μｂ・Ｈｂ） で算出できる。ただし、 μｂ：実装基板１０２ａ、実装部品１０２ｂの減衰係数 Ｈｂ：実装基板１０２ａ、実装部品１０２ｂの高さ となる。このため、実装基板１０２ａおよび実装部品１
０２ｂのそれぞれの減衰係数μｂおよび高さＨｂを予め
算出することによって、目視で確認できない球形半田１
０２ｃの高さＨｈを計測することができる。
１０２ａ、実装部品１０２ｂ、および球形半田１０２ｃ
で構成される被計測物１０２の球形半田１０２ｃの高さ
Ｈｈを計測する場合、実装基板１０２ａおよび実装部品
１０２ｂのみを透過したＸ線エネルギをＩｂとすると、
球形半田１０２ｃの高さＨｈは、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄ／（γ・Ｉｂ・ｔ））／μｈ で算出できる。ただし、 μｈ：球形半田１０２ｃの減衰係数であり、実装基板１
０２ａおよび実装部品１０２ｂのみを透過したＸ線エネ
ルギＩｂは、 Ｉｂ＝Ｉｏ・ＥＸＰ（−μｂ・Ｈｂ） で算出できる。ただし、 μｂ：実装基板１０２ａ、実装部品１０２ｂの減衰係数 Ｈｂ：実装基板１０２ａ、実装部品１０２ｂの高さ となる。このため、実装基板１０２ａおよび実装部品１
０２ｂのそれぞれの減衰係数μｂおよび高さＨｂを予め
算出することによって、目視で確認できない球形半田１
０２ｃの高さＨｈを計測することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被計測
物が実装基板である場合、使用される実装部品の種類お
よび個数は非常に多い。また、実装基板に実装される各
々の実装部品も、その実装部品の構成元素および密度を
全て割り出すことは、非常に困難であり不可能である。
そのため、実装基板に実装される各々の実装部品の減衰
係数を算出し、それらをマスターデータとして、上記球
形半田の高さを計測することは不可能である。
物が実装基板である場合、使用される実装部品の種類お
よび個数は非常に多い。また、実装基板に実装される各
々の実装部品も、その実装部品の構成元素および密度を
全て割り出すことは、非常に困難であり不可能である。
そのため、実装基板に実装される各々の実装部品の減衰
係数を算出し、それらをマスターデータとして、上記球
形半田の高さを計測することは不可能である。
【０００７】それ故に、本発明の目的は、複数の元素を
有する実装部品によって構成される実装基板において、
目視確認できない実装部品の接合部の半田高さを、容易
に高精度に計測する半田高さ計測装置およびその方法を
提供することである。
有する実装部品によって構成される実装基板において、
目視確認できない実装部品の接合部の半田高さを、容易
に高精度に計測する半田高さ計測装置およびその方法を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特
徴を有している。第１の発明は、被計測物に形成された
半田の高さを計測する半田高さ計測装置であって、被計
測物にＸ線を照射する第１のＸ線発生部と、第１のＸ線
発生部から照射され被計測物を透過したＸ線を検出し、
被計測物の第１の透過画像を作成するＸ線検出部と、第
１の透過画像に対して画像処理を行うことによって、被
計測物に形成された半田の高さを算出する画像処理部と
を備え、画像処理部は、第１の透過画像に基づいて、半
田の領域を透過した画像に対する半田透過画像輝度およ
び半田の周辺領域を透過した画像に対する周辺画像輝度
を検出する画像輝度検出部と、周辺画像輝度に対する半
田透過輝度の割合から半田のみをＸ線が透過することに
よって生成される画像の輝度を算出し、その画像の輝度
および半田が単位高さ当たりに減衰によって除去するＸ
線の割合を示す減衰係数を用いて、半田に対する半田高
さを算出する半田高さ算出部とを含む。
的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特
徴を有している。第１の発明は、被計測物に形成された
半田の高さを計測する半田高さ計測装置であって、被計
測物にＸ線を照射する第１のＸ線発生部と、第１のＸ線
発生部から照射され被計測物を透過したＸ線を検出し、
被計測物の第１の透過画像を作成するＸ線検出部と、第
１の透過画像に対して画像処理を行うことによって、被
計測物に形成された半田の高さを算出する画像処理部と
を備え、画像処理部は、第１の透過画像に基づいて、半
田の領域を透過した画像に対する半田透過画像輝度およ
び半田の周辺領域を透過した画像に対する周辺画像輝度
を検出する画像輝度検出部と、周辺画像輝度に対する半
田透過輝度の割合から半田のみをＸ線が透過することに
よって生成される画像の輝度を算出し、その画像の輝度
および半田が単位高さ当たりに減衰によって除去するＸ
線の割合を示す減衰係数を用いて、半田に対する半田高
さを算出する半田高さ算出部とを含む。
【０００９】第１の発明によれば、半田のみをＸ線が透
過することによって生成される画像輝度を算出すること
によって、複数の元素を有する被計測物でも、各構成部
品の構成元素および密度等を割り出すことなく、該被計
測物の接合部の半田高さを容易に高精度に計測すること
ができる。したがって、被計測物に使用される部品数が
極端に多い場合においても、その被計測物の画像を撮像
し、半田部の領域およびその周辺領域の画像輝度を計測
することにより、容易にその被計測物の半田部の高さを
高精度に計測することができる。
過することによって生成される画像輝度を算出すること
によって、複数の元素を有する被計測物でも、各構成部
品の構成元素および密度等を割り出すことなく、該被計
測物の接合部の半田高さを容易に高精度に計測すること
ができる。したがって、被計測物に使用される部品数が
極端に多い場合においても、その被計測物の画像を撮像
し、半田部の領域およびその周辺領域の画像輝度を計測
することにより、容易にその被計測物の半田部の高さを
高精度に計測することができる。
【００１０】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、画像処理部は、半田高さ算出部で算出された
半田に対する半田高さから、最大値を検出することによ
って最大半田高さを算出する最大半田高さ算出部をさら
に含む。
であって、画像処理部は、半田高さ算出部で算出された
半田に対する半田高さから、最大値を検出することによ
って最大半田高さを算出する最大半田高さ算出部をさら
に含む。
【００１１】第２の発明によれば、半田高さ算出部で算
出される半田高さから、最大値を掲出するため、被計測
物に形成された半田の最大高さを算出することができ、
被計測物の計測で最も必要な最大半田高さを容易に検出
することができる。
出される半田高さから、最大値を掲出するため、被計測
物に形成された半田の最大高さを算出することができ、
被計測物の計測で最も必要な最大半田高さを容易に検出
することができる。
【００１２】第３の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、画像輝度検出部は、周辺画像輝度を半田の周
辺を透過した複数の画像の輝度を平均することによって
算出し、半田高さ算出部は、周辺画像輝度Ｄｍ、半田透
過画像輝度Ｄｘ、および減衰係数μｈを用いて、半田に
対する半田高さＨｈを、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄｘ／Ｄｍ）／μｈ によって算出することを特徴とする。
であって、画像輝度検出部は、周辺画像輝度を半田の周
辺を透過した複数の画像の輝度を平均することによって
算出し、半田高さ算出部は、周辺画像輝度Ｄｍ、半田透
過画像輝度Ｄｘ、および減衰係数μｈを用いて、半田に
対する半田高さＨｈを、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄｘ／Ｄｍ）／μｈ によって算出することを特徴とする。
【００１３】第３の発明によれば、半田高さＨｈを簡単
な算出式を用いて算出することができる。
な算出式を用いて算出することができる。
【００１４】第４の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、第１のＸ線発生部とは異なった方向から被計
測物にＸ線を照射し、被計測物を透過した当該Ｘ線をＸ
線検出部に入射させる第２のＸ線発生部をさらに備え、
Ｘ線検出部は、第２のＸ線発生部から照射され被計測物
を透過したＸ線を検出し、被計測物の第２の透過画像を
作成し、画像処理部は、第１の透過画像に基づいた半田
の領域を透過した画像に対して、第２の透過画像に基づ
いた半田の領域を透過した画像の形状変化が最も大きい
方向に対する変化量、および第１のＸ線発生部から照射
されるＸ線と第２のＸ線発生部から照射されるＸ線とが
成す角度を用いて、半田に対する絶対高さを算出する絶
対高さ算出部をさらに含み、画像処理部は、最大半田高
さ算出部で算出される最大半田高さと絶対高さ算出部で
算出される絶対高さとの差が、所定の基準値以内か否か
判定することによって、最大半田高さの数値信頼度を確
認することを特徴とする。
であって、第１のＸ線発生部とは異なった方向から被計
測物にＸ線を照射し、被計測物を透過した当該Ｘ線をＸ
線検出部に入射させる第２のＸ線発生部をさらに備え、
Ｘ線検出部は、第２のＸ線発生部から照射され被計測物
を透過したＸ線を検出し、被計測物の第２の透過画像を
作成し、画像処理部は、第１の透過画像に基づいた半田
の領域を透過した画像に対して、第２の透過画像に基づ
いた半田の領域を透過した画像の形状変化が最も大きい
方向に対する変化量、および第１のＸ線発生部から照射
されるＸ線と第２のＸ線発生部から照射されるＸ線とが
成す角度を用いて、半田に対する絶対高さを算出する絶
対高さ算出部をさらに含み、画像処理部は、最大半田高
さ算出部で算出される最大半田高さと絶対高さ算出部で
算出される絶対高さとの差が、所定の基準値以内か否か
判定することによって、最大半田高さの数値信頼度を確
認することを特徴とする。
【００１５】第４の発明によれば、被計測物に形成され
た半田に亀裂や浮き等によるすき間が形成されていて
も、そのすき間の有無を検出することができるため、さ
らにこれらの製造不良を精度良く検出することが可能で
ある。
た半田に亀裂や浮き等によるすき間が形成されていて
も、そのすき間の有無を検出することができるため、さ
らにこれらの製造不良を精度良く検出することが可能で
ある。
【００１６】第５の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、被計測物は、実装部品を実装した実装基板で
あり、被計測物に形成される半田は、実装基板に実装部
品を接合するために、実装基板と実装部品との間に配置
されていることを特徴とする。
であって、被計測物は、実装部品を実装した実装基板で
あり、被計測物に形成される半田は、実装基板に実装部
品を接合するために、実装基板と実装部品との間に配置
されていることを特徴とする。
【００１７】第５の発明によれば、複数の元素を有する
実装部品によって構成される実装基板でも、各構成部品
の構成元素および密度等を割り出すことなく、目視確認
できない該実装部品の接合部の半田高さを容易に高精度
に計測することができる。したがって、実装基板の実装
状態を検査する実装工場のインライン設備等において、
検査される実装基板に使用される部品数が極端に多い場
合においても、その基板の画像を撮像し、検査対象接合
部およびその周辺の画像輝度を計測することにより、容
易にその実装基板のそれぞれの部品の接合部の半田高さ
を高精度に計測することができる。
実装部品によって構成される実装基板でも、各構成部品
の構成元素および密度等を割り出すことなく、目視確認
できない該実装部品の接合部の半田高さを容易に高精度
に計測することができる。したがって、実装基板の実装
状態を検査する実装工場のインライン設備等において、
検査される実装基板に使用される部品数が極端に多い場
合においても、その基板の画像を撮像し、検査対象接合
部およびその周辺の画像輝度を計測することにより、容
易にその実装基板のそれぞれの部品の接合部の半田高さ
を高精度に計測することができる。
【００１８】第６の発明は、被計測物に形成された半田
の高さを計測する半田高さ計測方法であって、被計測物
にＸ線を照射する第１のＸ線発生ステップと、第１のＸ
線発生ステップによって照射され被計測物を透過したＸ
線を検出し、被計測物の第１の透過画像を作成するＸ線
検出ステップと、第１の透過画像に対して画像処理を行
うことによって、被計測物に形成された半田の高さを算
出する画像処理ステップとを含み、画像処理ステップ
は、第１の透過画像に基づいて、半田の領域を透過した
画像に対する半田透過画像輝度および半田の周辺領域を
透過した画像に対する周辺画像輝度を検出する画像輝度
検出ステップと、周辺画像輝度に対する半田透過輝度の
割合から半田のみをＸ線が透過することによって生成さ
れる画像の輝度を算出し、その画像の輝度および半田が
単位高さ当たりに減衰によって除去するＸ線の割合を示
す減衰係数を用いて、半田に対する半田高さを算出する
半田高さ算出ステップとを含む。
の高さを計測する半田高さ計測方法であって、被計測物
にＸ線を照射する第１のＸ線発生ステップと、第１のＸ
線発生ステップによって照射され被計測物を透過したＸ
線を検出し、被計測物の第１の透過画像を作成するＸ線
検出ステップと、第１の透過画像に対して画像処理を行
うことによって、被計測物に形成された半田の高さを算
出する画像処理ステップとを含み、画像処理ステップ
は、第１の透過画像に基づいて、半田の領域を透過した
画像に対する半田透過画像輝度および半田の周辺領域を
透過した画像に対する周辺画像輝度を検出する画像輝度
検出ステップと、周辺画像輝度に対する半田透過輝度の
割合から半田のみをＸ線が透過することによって生成さ
れる画像の輝度を算出し、その画像の輝度および半田が
単位高さ当たりに減衰によって除去するＸ線の割合を示
す減衰係数を用いて、半田に対する半田高さを算出する
半田高さ算出ステップとを含む。
【００１９】第７の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、画像処理ステップは、半田高さ算出ステップ
で算出された半田に対する半田高さから、最大値を検出
することによって最大半田高さを算出する最大半田高さ
算出ステップをさらに含む。
であって、画像処理ステップは、半田高さ算出ステップ
で算出された半田に対する半田高さから、最大値を検出
することによって最大半田高さを算出する最大半田高さ
算出ステップをさらに含む。
【００２０】第８の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、画像輝度検出ステップは、周辺画像輝度を半
田の周辺を透過した複数の画像の輝度を平均することに
よって算出し、半田高さ算出ステップは、周辺画像輝度
Ｄｍ、半田透過画像輝度Ｄｘ、および減衰係数μｈを用
いて、半田に対する半田高さＨｈを、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄｘ／Ｄｍ）／μｈ によって算出することを特徴とする。
であって、画像輝度検出ステップは、周辺画像輝度を半
田の周辺を透過した複数の画像の輝度を平均することに
よって算出し、半田高さ算出ステップは、周辺画像輝度
Ｄｍ、半田透過画像輝度Ｄｘ、および減衰係数μｈを用
いて、半田に対する半田高さＨｈを、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄｘ／Ｄｍ）／μｈ によって算出することを特徴とする。
【００２１】第９の発明は、第７の発明に従属する発明
であって、第１のＸ線発生ステップとは異なった方向か
ら被計測物にＸ線を照射し、被計測物を透過した当該Ｘ
線をＸ線検出ステップに入射させる第２のＸ線発生ステ
ップをさらに含み、Ｘ線検出ステップは、第２のＸ線発
生ステップによって照射され被計測物を透過したＸ線を
検出し、被計測物の第２の透過画像を作成し、画像処理
ステップは、第１の透過画像に基づいた半田の領域を透
過した画像に対して、第２の透過画像に基づいた半田の
領域を透過した画像の形状変化が最も大きい方向に対す
る変化量、および第１のＸ線発生ステップから照射され
るＸ線と第２のＸ線発生ステップから照射されるＸ線と
が成す角度を用いて、半田に対する絶対高さを算出する
絶対高さ算出ステップをさらに含み、画像処理ステップ
は、最大半田高さ算出ステップで算出される最大半田高
さと絶対高さ算出ステップで算出される絶対高さとの差
が、所定の基準値以内か否か判定することによって、最
大半田高さの数値信頼度を確認することを特徴とする。
であって、第１のＸ線発生ステップとは異なった方向か
ら被計測物にＸ線を照射し、被計測物を透過した当該Ｘ
線をＸ線検出ステップに入射させる第２のＸ線発生ステ
ップをさらに含み、Ｘ線検出ステップは、第２のＸ線発
生ステップによって照射され被計測物を透過したＸ線を
検出し、被計測物の第２の透過画像を作成し、画像処理
ステップは、第１の透過画像に基づいた半田の領域を透
過した画像に対して、第２の透過画像に基づいた半田の
領域を透過した画像の形状変化が最も大きい方向に対す
る変化量、および第１のＸ線発生ステップから照射され
るＸ線と第２のＸ線発生ステップから照射されるＸ線と
が成す角度を用いて、半田に対する絶対高さを算出する
絶対高さ算出ステップをさらに含み、画像処理ステップ
は、最大半田高さ算出ステップで算出される最大半田高
さと絶対高さ算出ステップで算出される絶対高さとの差
が、所定の基準値以内か否か判定することによって、最
大半田高さの数値信頼度を確認することを特徴とする。
【００２２】第１０の発明は、第６の発明に従属する発
明であって、被計測物は、実装部品を実装した実装基板
であり、被計測物に形成される半田は、実装基板に実装
部品を接合するために、実装基板と実装部品との間に配
置されていることを特徴とする。
明であって、被計測物は、実装部品を実装した実装基板
であり、被計測物に形成される半田は、実装基板に実装
部品を接合するために、実装基板と実装部品との間に配
置されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、第１
の実施形態に係る計測装置の構成を示す概略図である。
図１において、当該計測装置は、Ｘ線発生器１、被計測
物２、シンチレータ３、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）４、および画像処理装置５か
ら構成されている。被計測物２としては、実装基板２ａ
および実装部品２ｂで構成し、実装部品２ｂは、その裏
面に球形半田２ｃを用いて実装基板２ａに実装されてい
る。また、シンチレータ３は、Ｘ線発生器１から発生し
たＸ線エネルギを、光エネルギに変換させる蛍光物質で
ある。
の実施形態に係る計測装置の構成を示す概略図である。
図１において、当該計測装置は、Ｘ線発生器１、被計測
物２、シンチレータ３、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）４、および画像処理装置５か
ら構成されている。被計測物２としては、実装基板２ａ
および実装部品２ｂで構成し、実装部品２ｂは、その裏
面に球形半田２ｃを用いて実装基板２ａに実装されてい
る。また、シンチレータ３は、Ｘ線発生器１から発生し
たＸ線エネルギを、光エネルギに変換させる蛍光物質で
ある。
【００２４】Ｘ線発生部１は、被計測物２およびシンチ
レータ３を介してＣＣＤ４の撮像レンズ向けてＸ線を発
生させる。Ｘ線発生部１で発生したＸ線は、被計測物２
に対して直交方向で透過し、シンチレータ３において光
エネルギに変換され、ＣＣＤ４にて撮像されるが、被計
測物２を透過する際にＸ線エネルギが減衰する。このた
め、ＣＣＤ４は、被計測物２の直交方向の透過画像を撮
像することができる。またＣＣＤ４で撮像された上記透
過画像は、画像処理装置５に出力される。画像処理装置
５は、典型的にはパーソナルコンピュータであり、後述
する計測処理手順に基づいて、上記透過画像に対して画
像処理を行う。
レータ３を介してＣＣＤ４の撮像レンズ向けてＸ線を発
生させる。Ｘ線発生部１で発生したＸ線は、被計測物２
に対して直交方向で透過し、シンチレータ３において光
エネルギに変換され、ＣＣＤ４にて撮像されるが、被計
測物２を透過する際にＸ線エネルギが減衰する。このた
め、ＣＣＤ４は、被計測物２の直交方向の透過画像を撮
像することができる。またＣＣＤ４で撮像された上記透
過画像は、画像処理装置５に出力される。画像処理装置
５は、典型的にはパーソナルコンピュータであり、後述
する計測処理手順に基づいて、上記透過画像に対して画
像処理を行う。
【００２５】次に、当該計測装置で行われる計測原理に
ついて説明する。図２は当該計測装置の画像処理装置５
で処理される計測処理手順を示すフローチャートであ
り、図３は当該計測装置で計測される被計測物２の詳細
を示す概略図および被計測物が撮像された画像を示す概
略図である。なお、図３（ａ）は被計測物２を拡大した
側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の被計測物２を
図示Ａ方向からＸ線を透過させて得られるＣＣＤ４で撮
像された画像を示す概略図であり、図３（ｃ）は図３
（ｂ）の画像のＢ部を切り出して拡大した切り出し画像
を示す概略図である。以下、図２および図３を用いて当
該計測装置で行われる計測原理について説明する。
ついて説明する。図２は当該計測装置の画像処理装置５
で処理される計測処理手順を示すフローチャートであ
り、図３は当該計測装置で計測される被計測物２の詳細
を示す概略図および被計測物が撮像された画像を示す概
略図である。なお、図３（ａ）は被計測物２を拡大した
側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の被計測物２を
図示Ａ方向からＸ線を透過させて得られるＣＣＤ４で撮
像された画像を示す概略図であり、図３（ｃ）は図３
（ｂ）の画像のＢ部を切り出して拡大した切り出し画像
を示す概略図である。以下、図２および図３を用いて当
該計測装置で行われる計測原理について説明する。
【００２６】図３（ａ）において、当該計測装置で計測
される被計測物２は、上述したように実装基板２ａ、実
装部品２ｂ、および球形半田２ｃで構成されている。例
えば、実装部品２ｂは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ
Ａｒｒａｙ）パッケージ部品であり、その一方面が球形
半田２ｃを用いて実装基板２ａと接合されている。この
ような被計測物２に対して、上記Ｘ線発生部１で発生し
たＸ線が図示Ａ方向から被計測物２の直交方向に透過さ
れ、ＣＣＤ４で透過画像が撮像される。このように構成
された被計測物２の球形半田２ｃの高さを計測する手順
を説明する。
される被計測物２は、上述したように実装基板２ａ、実
装部品２ｂ、および球形半田２ｃで構成されている。例
えば、実装部品２ｂは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ
Ａｒｒａｙ）パッケージ部品であり、その一方面が球形
半田２ｃを用いて実装基板２ａと接合されている。この
ような被計測物２に対して、上記Ｘ線発生部１で発生し
たＸ線が図示Ａ方向から被計測物２の直交方向に透過さ
れ、ＣＣＤ４で透過画像が撮像される。このように構成
された被計測物２の球形半田２ｃの高さを計測する手順
を説明する。
【００２７】図２において、上述のようにＣＣＤ４で撮
像された透過画像が、画像処理装置５に入力する（ステ
ップＳ１１）。図３（ｂ）は、画像処理装置５に入力す
る透過画像の一例である。被計測物２を透過して撮像さ
れる透過画像Ｐは、被計測物２を透過する際にＸ線エネ
ルギが減衰するため、透過する被計測物２を構成する各
々の材質、形状、厚さに基づいて画像輝度が変化し、そ
の画像輝度に応じて複数の領域が撮像される。大略的に
は、被計測物２の透過画像Ｐは、上記Ｘ線が実装基板２
ａのみを透過した領域ａ、上記Ｘ線が実装基板２ａおよ
び実装部品２ｂを透過した領域ａｂ、および上記Ｘ線が
実装基板２ａ、球形半田２ｃ、および実装部品２ｂを透
過した領域ａｂｃに大別することができる。
像された透過画像が、画像処理装置５に入力する（ステ
ップＳ１１）。図３（ｂ）は、画像処理装置５に入力す
る透過画像の一例である。被計測物２を透過して撮像さ
れる透過画像Ｐは、被計測物２を透過する際にＸ線エネ
ルギが減衰するため、透過する被計測物２を構成する各
々の材質、形状、厚さに基づいて画像輝度が変化し、そ
の画像輝度に応じて複数の領域が撮像される。大略的に
は、被計測物２の透過画像Ｐは、上記Ｘ線が実装基板２
ａのみを透過した領域ａ、上記Ｘ線が実装基板２ａおよ
び実装部品２ｂを透過した領域ａｂ、および上記Ｘ線が
実装基板２ａ、球形半田２ｃ、および実装部品２ｂを透
過した領域ａｂｃに大別することができる。
【００２８】次に、画像処理装置５は、上記ステップＳ
１１で取得した透過画像Ｐから所定の設計値を用いた基
準によって、球形半田２ｃを透過した領域ａｂｃを含む
四辺形の処理対象エリアを設定し、切り出し画像を作成
する（ステップＳ１２）。例えば、図３（ｂ）で示した
透過画像Ｐでは、画像処理装置５は、複数ある球形半田
２ｃを透過した領域ａｂｃから、所定の基準で一つの領
域ａｂｃを選択し、予め設定されている設計値を用いて
上記領域ａｂｃが含まれる四辺形の処理対象エリアＢを
切り出し画像として作成する。図３（ｃ）は、このよう
にして作成された処理対象エリアＢの切り出し画像を示
している。
１１で取得した透過画像Ｐから所定の設計値を用いた基
準によって、球形半田２ｃを透過した領域ａｂｃを含む
四辺形の処理対象エリアを設定し、切り出し画像を作成
する（ステップＳ１２）。例えば、図３（ｂ）で示した
透過画像Ｐでは、画像処理装置５は、複数ある球形半田
２ｃを透過した領域ａｂｃから、所定の基準で一つの領
域ａｂｃを選択し、予め設定されている設計値を用いて
上記領域ａｂｃが含まれる四辺形の処理対象エリアＢを
切り出し画像として作成する。図３（ｃ）は、このよう
にして作成された処理対象エリアＢの切り出し画像を示
している。
【００２９】次に、画像処理装置５は、処理対象エリア
Ｂの切り出し画像に撮像されている球形半田２ｃを透過
した領域ａｂｃの位置（重心）および面積を算出する
（ステップＳ１３）。そして、画像処理装置５は、上記
ステップＳ１３で算出された位置および面積が、処理対
象エリアＢに対して所定の基準値を満足しているか否か
を判断する（ステップＳ１４）。これは、上記ステップ
Ｓ１２で作成される処理対象エリアＢの切り出し画像
は、所定の設計値を用いて作成されているため、製造条
件によって処理対象となっている球形半田２ｃの位置が
ずれたり、面積が大きくなった場合、上記領域ａｂｃが
処理対象エリアＢの中央からずれたりはみ出したりする
ことが考えられる。このため、画像処理装置５は、上記
ステップＳ１４において、処理対象エリアＢに対して領
域ａｂｃの位置（重心）ずれ、または面積が所定値以上
を示す場合、再度処理対象エリアＢを上記位置（重心）
および面積に基づいて新たに領域ａｂｃを中央付近に配
置するように設定し（ステップＳ１５）、次のステップ
Ｓ１６に処理を進める。なお、上記ステップＳ１３で
は、領域ａｂｃの面積を算出しなくてもかまわない。上
記ステップＳ１３において、領域ａｂｃの輪郭や縦横の
最大長さを算出しても、同様に上記ステップＳ１４で所
定の基準値を満足しているか否かを判定することが可能
であることは言うまでもない。一方、画像処理装置５
は、上記ステップＳ１４において、処理対象エリアＢに
対して領域ａｂｃの位置（重心）および面積が所定値を
満足する場合、そのまま次のステップＳ１６に処理を進
める。
Ｂの切り出し画像に撮像されている球形半田２ｃを透過
した領域ａｂｃの位置（重心）および面積を算出する
（ステップＳ１３）。そして、画像処理装置５は、上記
ステップＳ１３で算出された位置および面積が、処理対
象エリアＢに対して所定の基準値を満足しているか否か
を判断する（ステップＳ１４）。これは、上記ステップ
Ｓ１２で作成される処理対象エリアＢの切り出し画像
は、所定の設計値を用いて作成されているため、製造条
件によって処理対象となっている球形半田２ｃの位置が
ずれたり、面積が大きくなった場合、上記領域ａｂｃが
処理対象エリアＢの中央からずれたりはみ出したりする
ことが考えられる。このため、画像処理装置５は、上記
ステップＳ１４において、処理対象エリアＢに対して領
域ａｂｃの位置（重心）ずれ、または面積が所定値以上
を示す場合、再度処理対象エリアＢを上記位置（重心）
および面積に基づいて新たに領域ａｂｃを中央付近に配
置するように設定し（ステップＳ１５）、次のステップ
Ｓ１６に処理を進める。なお、上記ステップＳ１３で
は、領域ａｂｃの面積を算出しなくてもかまわない。上
記ステップＳ１３において、領域ａｂｃの輪郭や縦横の
最大長さを算出しても、同様に上記ステップＳ１４で所
定の基準値を満足しているか否かを判定することが可能
であることは言うまでもない。一方、画像処理装置５
は、上記ステップＳ１４において、処理対象エリアＢに
対して領域ａｂｃの位置（重心）および面積が所定値を
満足する場合、そのまま次のステップＳ１６に処理を進
める。
【００３０】次に、画像処理装置５は、処理対象エリア
Ｂの切り出し画像から、実装基板２ａおよび実装部品２
ｂを透過した領域ａｂに含まれる４つの角領域Ｃ１〜Ｃ
４を抽出し、それぞれの画像輝度を平均することによっ
て平均画像輝度Ｄｍを算出する（ステップＳ１６）。そ
して、画像処理装置５は、処理対象エリアＢの切り出し
画像に、上記ステップＳ１３で算出した領域ａｂｃの位
置データを用いて、上記領域ａｂｃの重心を通る直線を
計測ラインＬとして設定し、処理対象エリアＢに含まれ
る計測ラインＬ上に、所定の間隔で計測ポジションＬ0
〜Ｌn（ｎは自然数）を設定する（ステップＳ１７）。
そして、画像処理装置５は、選択される計測ポジション
Ｌ0〜Ｌnを示す値ｘ（０≦ｘ≦ｎ）を、ｘ＝０に設定す
る（ステップＳ１８）。
Ｂの切り出し画像から、実装基板２ａおよび実装部品２
ｂを透過した領域ａｂに含まれる４つの角領域Ｃ１〜Ｃ
４を抽出し、それぞれの画像輝度を平均することによっ
て平均画像輝度Ｄｍを算出する（ステップＳ１６）。そ
して、画像処理装置５は、処理対象エリアＢの切り出し
画像に、上記ステップＳ１３で算出した領域ａｂｃの位
置データを用いて、上記領域ａｂｃの重心を通る直線を
計測ラインＬとして設定し、処理対象エリアＢに含まれ
る計測ラインＬ上に、所定の間隔で計測ポジションＬ0
〜Ｌn（ｎは自然数）を設定する（ステップＳ１７）。
そして、画像処理装置５は、選択される計測ポジション
Ｌ0〜Ｌnを示す値ｘ（０≦ｘ≦ｎ）を、ｘ＝０に設定す
る（ステップＳ１８）。
【００３１】次に、画像処理装置５は、上記ステップＳ
１７で設定された計測ポジションＬ 0〜Ｌnから選択され
た計測ポジションＬxに対して、球形半田２ｃの高さＨ
ｈxを算出する（ステップＳ１９）。ここで、計測ポジ
ションＬxにおける球形半田２ｃの高さＨｈxは、以下の
式で算出する。 Ｈｈx＝−ｌｎ（Ｄx／Ｄｍ）／μｈ ただし、 Ｄx ：選択された計測ポジションＬxの画像輝度 μｈ：球形半田２ｃの減衰係数（単位高さ当たりに減衰
によって除去されるＸ線の割合） である。ここで、平均画像輝度Ｄｍは、球形半田２ｃの
周辺領域の画像輝度の平均であり、平均画像輝度Ｄｍに
対する半田の画像輝度Ｄxの割合を算出することによっ
て、球形半田２ｃのみをＸ線が透過することによって生
成される画像の輝度が影響している割合（Ｄx／Ｄｍ）
を算出している。つまり、この割合を算出することによ
って、球形半田２ｃ以外の被計測物２（実装基板２ａお
よび実装部品２ｃ）によって吸収されるＸ線のエネルギ
を除外することができる。そして、その球形半田２ｃの
みをＸ線が透過することによって生成される画像の輝度
が影響している割合（Ｄx／Ｄｍ）および球形半田２ｃ
の減衰係数を用いることによって、簡単に計測ポジショ
ンＬxにおける球形半田２ｃの高さＨｈxを算出すること
ができる。
１７で設定された計測ポジションＬ 0〜Ｌnから選択され
た計測ポジションＬxに対して、球形半田２ｃの高さＨ
ｈxを算出する（ステップＳ１９）。ここで、計測ポジ
ションＬxにおける球形半田２ｃの高さＨｈxは、以下の
式で算出する。 Ｈｈx＝−ｌｎ（Ｄx／Ｄｍ）／μｈ ただし、 Ｄx ：選択された計測ポジションＬxの画像輝度 μｈ：球形半田２ｃの減衰係数（単位高さ当たりに減衰
によって除去されるＸ線の割合） である。ここで、平均画像輝度Ｄｍは、球形半田２ｃの
周辺領域の画像輝度の平均であり、平均画像輝度Ｄｍに
対する半田の画像輝度Ｄxの割合を算出することによっ
て、球形半田２ｃのみをＸ線が透過することによって生
成される画像の輝度が影響している割合（Ｄx／Ｄｍ）
を算出している。つまり、この割合を算出することによ
って、球形半田２ｃ以外の被計測物２（実装基板２ａお
よび実装部品２ｃ）によって吸収されるＸ線のエネルギ
を除外することができる。そして、その球形半田２ｃの
みをＸ線が透過することによって生成される画像の輝度
が影響している割合（Ｄx／Ｄｍ）および球形半田２ｃ
の減衰係数を用いることによって、簡単に計測ポジショ
ンＬxにおける球形半田２ｃの高さＨｈxを算出すること
ができる。
【００３２】なお、半田の減衰係数μｈは、予め球形半
田２ｃの構成元素等を成分計測することによって、次の
式を用いて算出することができる。 μｈ＝μ1＋μ2＋…＋μn ＝λ（ρ1・Ｃ1・Ｚ1＋ρ2・Ｃ2・Ｚ2＋…＋ρn・Ｃn・Ｚn） ただし、 μn：球形半田２ｃを構成する元素の減衰係数 λ ：照射されるＸ線の波長 ρn：球形半田２ｃを構成する元素の密度 Ｃn：定数 Ｚn：球形半田２ｃを構成する元素の原子番号 である。また、当該計測装置を用いて、予め高さ既知で
ある球形半田２ｃを計測マスタとして画像輝度を計測す
ることによって、上記半田の減衰係数μｈを求めること
もできる。
田２ｃの構成元素等を成分計測することによって、次の
式を用いて算出することができる。 μｈ＝μ1＋μ2＋…＋μn ＝λ（ρ1・Ｃ1・Ｚ1＋ρ2・Ｃ2・Ｚ2＋…＋ρn・Ｃn・Ｚn） ただし、 μn：球形半田２ｃを構成する元素の減衰係数 λ ：照射されるＸ線の波長 ρn：球形半田２ｃを構成する元素の密度 Ｃn：定数 Ｚn：球形半田２ｃを構成する元素の原子番号 である。また、当該計測装置を用いて、予め高さ既知で
ある球形半田２ｃを計測マスタとして画像輝度を計測す
ることによって、上記半田の減衰係数μｈを求めること
もできる。
【００３３】次に、画像処理装置５は、ｘ＝ｎか否かを
判断する（ステップＳ２０）。そして、画像処理装置５
は、ｘ≠ｎの場合、ｘ＝ｘ＋１に変更して（ステップＳ
２１）、上記ステップＳ１９に戻って処理動作を繰り返
す。一方、画像処理装置５は、ｘ＝ｎの場合、処理を次
のステップＳ２２に進める。
判断する（ステップＳ２０）。そして、画像処理装置５
は、ｘ≠ｎの場合、ｘ＝ｘ＋１に変更して（ステップＳ
２１）、上記ステップＳ１９に戻って処理動作を繰り返
す。一方、画像処理装置５は、ｘ＝ｎの場合、処理を次
のステップＳ２２に進める。
【００３４】次に、画像処理装置５は、上記ステップＳ
１９で算出された球形半田２ｃの高さＨｈ0〜Ｈｈnの中
から、最大値を検出して球形半田２ｃの最大高さＨｈ
maxとする（ステップＳ２２）。
１９で算出された球形半田２ｃの高さＨｈ0〜Ｈｈnの中
から、最大値を検出して球形半田２ｃの最大高さＨｈ
maxとする（ステップＳ２２）。
【００３５】図４は、計測ラインＬ上に設定された計測
ポジションＬ0〜Ｌnと、算出された球形半田２ｃの高さ
Ｈｈxおよび最大高さＨｈmaxとの関係を示す図である。
図４（ａ）は上述した被計測物２の球形半田２ｃ付近を
拡大した側面図であり、図４（ｂ）はその球形半田２ｃ
付近を透過して得られた透過画像Ｐの処理対象エリアＢ
の切り出し画像を示している。そして、図４（ｃ）は、
図４（ｂ）で示された切り出し画像に設定された計測ポ
ジションＬ0〜Ｌnと、算出された球形半田２ｃの高さＨ
ｈxおよび最大高さＨｈmaxとの関係を示すグラフであ
る。図４（ｂ）に示すように、計測ポジションＬ0〜Ｌn
は計測ラインＬ上に設定されている。ここでは、計測ポ
ジションＬ0が処理対象エリアＢの一方辺に、計測ポジ
ションＬnが処理対象エリアＢの他方辺に設定されてお
り、計測ポジションＬ3が領域ａｂｃと領域ａｂとの境
界に設定されている。このように設定された計測ポジシ
ョンＬ 0〜Ｌnに対して、球形半田２ｃの高さＨｈxを算
出した結果をグラフに整理すると、図４（ｃ）で示され
るグラフになる。ここで、上記ステップＳ１９の高さＨ
ｈxの算出式で、球形半田２ｃがない領域ａｂは、領域
ａｂの画像輝度が平均画像輝度Ｄｍと概ね等しくなるた
め、Ｈｈx≒０が算出される。つまり、図４（ｃ）のグ
ラフで示されるように、計測ポジションＬ0〜Ｌ3までの
期間は、球形半田２ｃがない領域（すなわち領域ａｂ）
であるため、球形半田２ｃの高さＨｈx≒０となる。計
測ポジションＬ3以降は、領域ａｂｃに対する算出とな
り、球形半田２ｃの形状に合わせて高さＨｈxが増加
し、やがて最大高さＨｈmaxに到達する。これは、球形
半田２ｃの形状に合わせて、球形半田２ｃがＸ線を吸収
するエネルギが増加するため、その領域の画像輝度が変
化するためである。そして、最大高さＨｈmax到達以
降、球形半田２ｃの形状に合わせて高さＨｈxが減少
し、領域ａｂではＨｈx≒０となり、計測ポジションＬn
で高さＨｈxの算出が終了する。
ポジションＬ0〜Ｌnと、算出された球形半田２ｃの高さ
Ｈｈxおよび最大高さＨｈmaxとの関係を示す図である。
図４（ａ）は上述した被計測物２の球形半田２ｃ付近を
拡大した側面図であり、図４（ｂ）はその球形半田２ｃ
付近を透過して得られた透過画像Ｐの処理対象エリアＢ
の切り出し画像を示している。そして、図４（ｃ）は、
図４（ｂ）で示された切り出し画像に設定された計測ポ
ジションＬ0〜Ｌnと、算出された球形半田２ｃの高さＨ
ｈxおよび最大高さＨｈmaxとの関係を示すグラフであ
る。図４（ｂ）に示すように、計測ポジションＬ0〜Ｌn
は計測ラインＬ上に設定されている。ここでは、計測ポ
ジションＬ0が処理対象エリアＢの一方辺に、計測ポジ
ションＬnが処理対象エリアＢの他方辺に設定されてお
り、計測ポジションＬ3が領域ａｂｃと領域ａｂとの境
界に設定されている。このように設定された計測ポジシ
ョンＬ 0〜Ｌnに対して、球形半田２ｃの高さＨｈxを算
出した結果をグラフに整理すると、図４（ｃ）で示され
るグラフになる。ここで、上記ステップＳ１９の高さＨ
ｈxの算出式で、球形半田２ｃがない領域ａｂは、領域
ａｂの画像輝度が平均画像輝度Ｄｍと概ね等しくなるた
め、Ｈｈx≒０が算出される。つまり、図４（ｃ）のグ
ラフで示されるように、計測ポジションＬ0〜Ｌ3までの
期間は、球形半田２ｃがない領域（すなわち領域ａｂ）
であるため、球形半田２ｃの高さＨｈx≒０となる。計
測ポジションＬ3以降は、領域ａｂｃに対する算出とな
り、球形半田２ｃの形状に合わせて高さＨｈxが増加
し、やがて最大高さＨｈmaxに到達する。これは、球形
半田２ｃの形状に合わせて、球形半田２ｃがＸ線を吸収
するエネルギが増加するため、その領域の画像輝度が変
化するためである。そして、最大高さＨｈmax到達以
降、球形半田２ｃの形状に合わせて高さＨｈxが減少
し、領域ａｂではＨｈx≒０となり、計測ポジションＬn
で高さＨｈxの算出が終了する。
【００３６】図２に戻り、画像処理装置５は、上記ステ
ップＳ１１で取得した透過画像Ｐに撮像されている全て
の領域ａｂｃに対して、球形半田２ｃの最大高さＨｈ
maxが算出されたか否かを判断する（ステップＳ２
３）。そして、画像処理装置５は、全ての領域ａｂｃに
対して最大高さＨｈmaxの算出が終了していない場合、
所定の基準によって、最大高さＨｈmaxが算出されてい
ない別の領域ａｂｃを新たに処理対象に設定し（ステッ
プＳ２４）、上記ステップＳ１２に戻って処理を継続す
る。一方、画像処理装置５は、全ての領域ａｂｃに対し
て最大高さＨｈmaxの算出が終了している場合、当該フ
ローによる処理を終了する。
ップＳ１１で取得した透過画像Ｐに撮像されている全て
の領域ａｂｃに対して、球形半田２ｃの最大高さＨｈ
maxが算出されたか否かを判断する（ステップＳ２
３）。そして、画像処理装置５は、全ての領域ａｂｃに
対して最大高さＨｈmaxの算出が終了していない場合、
所定の基準によって、最大高さＨｈmaxが算出されてい
ない別の領域ａｂｃを新たに処理対象に設定し（ステッ
プＳ２４）、上記ステップＳ１２に戻って処理を継続す
る。一方、画像処理装置５は、全ての領域ａｂｃに対し
て最大高さＨｈmaxの算出が終了している場合、当該フ
ローによる処理を終了する。
【００３７】このように、本発明によれば、半田のみを
Ｘ線が透過することによって生成される画像輝度を算出
することによって、複数の元素を有する実装部品によっ
て構成される実装基板でも、各構成部品の構成元素およ
び密度等を割り出すことなく、目視確認できない上記実
装部品の接合部の半田高さを容易に高精度に計測するこ
とができる。したがって、実装基板の実装状態を検査す
る実装工場のインライン設備等において、検査される実
装基板に使用される部品数が極端に多い場合において
も、その基板の画像を撮像し、検査対象接合部およびそ
の周辺の画像輝度を計測することにより、容易にその実
装基板のそれぞれの部品の接合部の半田高さを高精度に
計測することができる。
Ｘ線が透過することによって生成される画像輝度を算出
することによって、複数の元素を有する実装部品によっ
て構成される実装基板でも、各構成部品の構成元素およ
び密度等を割り出すことなく、目視確認できない上記実
装部品の接合部の半田高さを容易に高精度に計測するこ
とができる。したがって、実装基板の実装状態を検査す
る実装工場のインライン設備等において、検査される実
装基板に使用される部品数が極端に多い場合において
も、その基板の画像を撮像し、検査対象接合部およびそ
の周辺の画像輝度を計測することにより、容易にその実
装基板のそれぞれの部品の接合部の半田高さを高精度に
計測することができる。
【００３８】（第２の実施形態）第１の実施形態にかか
る計測装置では、目視確認できない実装部品の接合部の
半田高さを、容易に高精度に計測する方法を説明した
が、上記接合部の半田に亀裂等の空間が存在する場合、
その亀裂を計測できないことがある。図５は、上記半田
の亀裂によって、その亀裂が計測できない一例を示す概
略図である。図５（ａ）は、上述したように当該計測装
置で計測される実装基板２ａ、実装部品２ｂ、および球
形半田２ｃで構成された被計測物２であり、図５（ｂ）
は、同様に構成された被計測物２に対して、球形半田２
ｃの内部にすき間Ｇの亀裂が形成された被計測物２ｇを
示している。なお、図５（ａ）で示した被計測物２の最
大高さＨｈmaxに対して、図５（ｂ）で示した被計測物
２ｇは、球形半田２ｃにすき間Ｇが形成されているた
め、最大高さＨｈmax＋Ｇとなっている。このような被
計測物２および２ｇに対して、上述した計測装置で半田
高さを計測した結果を、図５（ｃ）および図５（ｄ）に
示す。図５（ｃ）は、上述したように被計測物２に対し
て、最大高さＨｈmaxが算出される。これに対して、図
５（ｄ）に示すように、被計測物２ｇでは、上記すき間
Ｇでは透過する際にＸ線エネルギが減衰しないため、当
該計測装置では図５（ｃ）と同様に最大高さＨｈmaxが
算出されてしまう。つまり、当該計測装置では、上述し
た被計測物２および２ｇとの算出結果が同じとなり、球
形半田２ｃに生じた亀裂によるすき間Ｇを検出できな
い。このような球形半田２ｃの亀裂の検出を可能にし
た、第２の実施形態に係る計測装置を説明する。
る計測装置では、目視確認できない実装部品の接合部の
半田高さを、容易に高精度に計測する方法を説明した
が、上記接合部の半田に亀裂等の空間が存在する場合、
その亀裂を計測できないことがある。図５は、上記半田
の亀裂によって、その亀裂が計測できない一例を示す概
略図である。図５（ａ）は、上述したように当該計測装
置で計測される実装基板２ａ、実装部品２ｂ、および球
形半田２ｃで構成された被計測物２であり、図５（ｂ）
は、同様に構成された被計測物２に対して、球形半田２
ｃの内部にすき間Ｇの亀裂が形成された被計測物２ｇを
示している。なお、図５（ａ）で示した被計測物２の最
大高さＨｈmaxに対して、図５（ｂ）で示した被計測物
２ｇは、球形半田２ｃにすき間Ｇが形成されているた
め、最大高さＨｈmax＋Ｇとなっている。このような被
計測物２および２ｇに対して、上述した計測装置で半田
高さを計測した結果を、図５（ｃ）および図５（ｄ）に
示す。図５（ｃ）は、上述したように被計測物２に対し
て、最大高さＨｈmaxが算出される。これに対して、図
５（ｄ）に示すように、被計測物２ｇでは、上記すき間
Ｇでは透過する際にＸ線エネルギが減衰しないため、当
該計測装置では図５（ｃ）と同様に最大高さＨｈmaxが
算出されてしまう。つまり、当該計測装置では、上述し
た被計測物２および２ｇとの算出結果が同じとなり、球
形半田２ｃに生じた亀裂によるすき間Ｇを検出できな
い。このような球形半田２ｃの亀裂の検出を可能にし
た、第２の実施形態に係る計測装置を説明する。
【００３９】図６は、第２の実施形態に係る計測装置の
構成を示す概略図である。図６において、当該計測装置
は、第１の実施形態で説明した計測装置を構成していた
Ｘ線発生器を２つ有している。第２の実施形態に係る計
測装置は、第１の実施形態で説明した被計測物２に対し
て直交方向に設けられていたＸ線発生器１ａに加えて、
上記方向に対して角度θ斜め方向に照射するＸ線発生器
１ｂを備えている。なお、それぞれのＸ線発生器１ａお
よび１ｂのＸ線照射方向は、シンチレータ３上において
角度θで交差するように配置されている。また、当該計
測装置は、被計測物２を図示Ｚ方向に移動させることに
よって、Ｘ線発生器１ｂからのＸ線照射に合わせた所定
の位置に移動させる被計測物搬送部（図示せず）を備え
ている。他の構成部については、第１の実施形態で説明
した計測装置を同様であるので、同一構成部には同一参
照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
構成を示す概略図である。図６において、当該計測装置
は、第１の実施形態で説明した計測装置を構成していた
Ｘ線発生器を２つ有している。第２の実施形態に係る計
測装置は、第１の実施形態で説明した被計測物２に対し
て直交方向に設けられていたＸ線発生器１ａに加えて、
上記方向に対して角度θ斜め方向に照射するＸ線発生器
１ｂを備えている。なお、それぞれのＸ線発生器１ａお
よび１ｂのＸ線照射方向は、シンチレータ３上において
角度θで交差するように配置されている。また、当該計
測装置は、被計測物２を図示Ｚ方向に移動させることに
よって、Ｘ線発生器１ｂからのＸ線照射に合わせた所定
の位置に移動させる被計測物搬送部（図示せず）を備え
ている。他の構成部については、第１の実施形態で説明
した計測装置を同様であるので、同一構成部には同一参
照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４０】次に、当該計測装置で行われる計測原理に
ついて説明する。図７および図８は当該計測装置の画像
処理装置５で処理される計測処理手順を示すフローチャ
ートであり、図９は当該計測装置で計測される被計測物
２ｇおよびその透過画像を示す概略図である。なお、図
９は被計測物２ｇを拡大した側面図、および被計測物２
ｇにＸ線を透過させて得られるＣＣＤ４で撮像された画
像から切り出した処理対象エリアＢおよびＤを示す概略
図である。以下、図７〜図９を用いて当該計測装置で行
われる計測原理について説明する。
ついて説明する。図７および図８は当該計測装置の画像
処理装置５で処理される計測処理手順を示すフローチャ
ートであり、図９は当該計測装置で計測される被計測物
２ｇおよびその透過画像を示す概略図である。なお、図
９は被計測物２ｇを拡大した側面図、および被計測物２
ｇにＸ線を透過させて得られるＣＣＤ４で撮像された画
像から切り出した処理対象エリアＢおよびＤを示す概略
図である。以下、図７〜図９を用いて当該計測装置で行
われる計測原理について説明する。
【００４１】図９において、当該計測装置で計測される
被計測物２ｇは、上述したように実装基板２ａ、実装部
品２ｂ、および球形半田２ｃで構成されており、球形半
田２ｃの中間部には亀裂等によってすき間Ｇが形成され
ている。例えば、実装部品２ｂは、ＢＧＡパッケージ部
品であり、その一方面が球形半田２ｃを用いて実装基板
２ａと接合されている。このような被計測物２ｇに対し
て、上記Ｘ線発生部１ａで発生したＸ線が図示Ａ方向か
ら被計測物２の直交方向に透過し、ＣＣＤ４で透過画像
αが撮像される。また、上記Ｘ線発生部１ｂで発生した
Ｘ線が図示Ａ方向から角度θ斜めに被計測物２ｇを透過
し、ＣＣＤ４で透過画像βが撮像される。このように構
成された被計測物２ｇの球形半田２ｃの高さを計測する
手順を説明する。
被計測物２ｇは、上述したように実装基板２ａ、実装部
品２ｂ、および球形半田２ｃで構成されており、球形半
田２ｃの中間部には亀裂等によってすき間Ｇが形成され
ている。例えば、実装部品２ｂは、ＢＧＡパッケージ部
品であり、その一方面が球形半田２ｃを用いて実装基板
２ａと接合されている。このような被計測物２ｇに対し
て、上記Ｘ線発生部１ａで発生したＸ線が図示Ａ方向か
ら被計測物２の直交方向に透過し、ＣＣＤ４で透過画像
αが撮像される。また、上記Ｘ線発生部１ｂで発生した
Ｘ線が図示Ａ方向から角度θ斜めに被計測物２ｇを透過
し、ＣＣＤ４で透過画像βが撮像される。このように構
成された被計測物２ｇの球形半田２ｃの高さを計測する
手順を説明する。
【００４２】図７において、上述のようにＣＣＤ４で撮
像された透過画像αが、画像処理装置５に入力した（ス
テップＳ３１）後、透過画像βが画像処理装置５に入力
する（ステップＳ３２）。上記ステップＳ３１およびＳ
３２で入力する透過画像αおよびβの構成は、第１の実
施形態で説明した透過画像Ｐと同様であるため、詳細な
説明を省略する。
像された透過画像αが、画像処理装置５に入力した（ス
テップＳ３１）後、透過画像βが画像処理装置５に入力
する（ステップＳ３２）。上記ステップＳ３１およびＳ
３２で入力する透過画像αおよびβの構成は、第１の実
施形態で説明した透過画像Ｐと同様であるため、詳細な
説明を省略する。
【００４３】次に、上記ステップＳ３１で入力した透過
画像αに対して、ステップＳ３３〜Ｓ４３の手順によっ
て、透過画像αの処理対象エリアＢに含まれる球形半田
２ｃの最大高さＨｈmaxが算出される。このステップＳ
３３〜Ｓ４３の手順は、上述した第１の実施形態の図２
で示したフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ２２と同
様であるので、詳細な説明を省略する。
画像αに対して、ステップＳ３３〜Ｓ４３の手順によっ
て、透過画像αの処理対象エリアＢに含まれる球形半田
２ｃの最大高さＨｈmaxが算出される。このステップＳ
３３〜Ｓ４３の手順は、上述した第１の実施形態の図２
で示したフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ２２と同
様であるので、詳細な説明を省略する。
【００４４】図８において、画像処理装置５は、上記ス
テップＳ３２で取得した透過画像βから所定の設計値を
用いた基準によって、上記ステップＳ３３で処理対象に
した球形半田２ｃと同じ球形半田２ｃを透過した領域ａ
ｂｃを含む四辺形の処理対象エリアＤを設定し、切り出
し画像を作成する（ステップＳ４４）。例えば、図５で
は、画像処理装置５が上記ステップＳ３３で処理対象に
した球形半田２ｃを透過した領域ａｂｃに対して、予め
設定されている設計値を用いて上記領域ａｂｃが含まれ
る四辺形の処理対象エリアＤを切り出し画像として作成
する。
テップＳ３２で取得した透過画像βから所定の設計値を
用いた基準によって、上記ステップＳ３３で処理対象に
した球形半田２ｃと同じ球形半田２ｃを透過した領域ａ
ｂｃを含む四辺形の処理対象エリアＤを設定し、切り出
し画像を作成する（ステップＳ４４）。例えば、図５で
は、画像処理装置５が上記ステップＳ３３で処理対象に
した球形半田２ｃを透過した領域ａｂｃに対して、予め
設定されている設計値を用いて上記領域ａｂｃが含まれ
る四辺形の処理対象エリアＤを切り出し画像として作成
する。
【００４５】次に、画像処理装置５は、処理対象エリア
Ｄの切り出し画像に撮像されている球形半田２ｃを透過
した領域ａｂｃの位置（重心）、および面積を算出する
（ステップＳ４５）。そして、画像処理装置５は、上記
ステップＳ４５で算出された位置（重心）および面積
が、処理対象エリアＤに対して所定の基準値を満足して
いるか否かを判断する（ステップＳ４６）。これは、上
述したステップＳ１２と同様に、上記ステップＳ４４で
作成される処理対象エリアＤの切り出し画像は、所定の
設計値を用いて作成されているため、製造条件によって
処理対象となっている球形半田２ｃの位置がずれたり、
面積が大きくなった場合、上記領域ａｂｃが処理対象エ
リアＤの中央からずれたりはみ出したりすることが考え
られる。このため、画像処理装置５は、上記ステップＳ
４６において、処理対象エリアＤに対して領域ａｂｃの
位置（重心）ずれ、および面積が所定値以上を示す場
合、再度処理対象エリアＤを上記位置および面積に基づ
いて新たに領域ａｂｃを中央付近に配置するように設定
し（ステップＳ４７）、次のステップＳ４８に処理を進
める。なお、上記ステップＳ４５では、領域ａｂｃの面
積を算出しなくてもかまわない。上記ステップＳ４５に
おいて、領域ａｂｃの縦横の長さあるいは輪郭を算出し
ても、同様に上記ステップＳ４６で所定の基準値を満足
しているか否かを判定することが可能であることは言う
までもない。一方、画像処理装置５は、上記ステップＳ
４６において、処理対象エリアＤに対して領域ａｂｃの
位置（重心）および面積が所定値を満足する場合、その
まま次のステップＳ４８に処理を進める。
Ｄの切り出し画像に撮像されている球形半田２ｃを透過
した領域ａｂｃの位置（重心）、および面積を算出する
（ステップＳ４５）。そして、画像処理装置５は、上記
ステップＳ４５で算出された位置（重心）および面積
が、処理対象エリアＤに対して所定の基準値を満足して
いるか否かを判断する（ステップＳ４６）。これは、上
述したステップＳ１２と同様に、上記ステップＳ４４で
作成される処理対象エリアＤの切り出し画像は、所定の
設計値を用いて作成されているため、製造条件によって
処理対象となっている球形半田２ｃの位置がずれたり、
面積が大きくなった場合、上記領域ａｂｃが処理対象エ
リアＤの中央からずれたりはみ出したりすることが考え
られる。このため、画像処理装置５は、上記ステップＳ
４６において、処理対象エリアＤに対して領域ａｂｃの
位置（重心）ずれ、および面積が所定値以上を示す場
合、再度処理対象エリアＤを上記位置および面積に基づ
いて新たに領域ａｂｃを中央付近に配置するように設定
し（ステップＳ４７）、次のステップＳ４８に処理を進
める。なお、上記ステップＳ４５では、領域ａｂｃの面
積を算出しなくてもかまわない。上記ステップＳ４５に
おいて、領域ａｂｃの縦横の長さあるいは輪郭を算出し
ても、同様に上記ステップＳ４６で所定の基準値を満足
しているか否かを判定することが可能であることは言う
までもない。一方、画像処理装置５は、上記ステップＳ
４６において、処理対象エリアＤに対して領域ａｂｃの
位置（重心）および面積が所定値を満足する場合、その
まま次のステップＳ４８に処理を進める。
【００４６】次に、画像処理装置５は、球形半田２ｃの
半田高さとして、絶対高さＨａを算出する（ステップＳ
４８）。画像処理装置５は、絶対高さＨａを算出するに
あたり、まず処理対象エリアＢの領域ａｂｃの幅Ｗｏお
よび処理対象エリアＤの領域ａｂｃの幅Ｗａを算出す
る。この幅ＷｏおよびＷａは、それぞれの領域ａｂｃに
対して上記ステップＳ４５で算出した重心を通り、水平
方向（Ｘ線発生器１ａを基準に、Ｘ線発生器１ｂが配置
されている方向）の幅が算出される。典型的には、処理
対象エリアＤの幅Ｗａは、球形半田２ｃに対して角度θ
斜めに撮像した画像に基づいているため、処理対象エリ
アＢの幅Ｗｏに対して長くなり、上記水平方向の幅であ
るためその伸び率が最も高くなる。そこで、画像処理装
置５は、幅Ｗａが幅Ｗｏに対して長くなった伸び長さΔ
Ｗを、 ΔＷ＝Ｗａ−Ｗｏ で算出する。そして、画像処理装置５は、絶対長さＨａ
を、 Ｈａ＝ΔＷ／ｔａｎθ で算出する。この絶対長さＨａは、球形半田２ｃのすき
間Ｇの長さも含んだ長さとして算出される。
半田高さとして、絶対高さＨａを算出する（ステップＳ
４８）。画像処理装置５は、絶対高さＨａを算出するに
あたり、まず処理対象エリアＢの領域ａｂｃの幅Ｗｏお
よび処理対象エリアＤの領域ａｂｃの幅Ｗａを算出す
る。この幅ＷｏおよびＷａは、それぞれの領域ａｂｃに
対して上記ステップＳ４５で算出した重心を通り、水平
方向（Ｘ線発生器１ａを基準に、Ｘ線発生器１ｂが配置
されている方向）の幅が算出される。典型的には、処理
対象エリアＤの幅Ｗａは、球形半田２ｃに対して角度θ
斜めに撮像した画像に基づいているため、処理対象エリ
アＢの幅Ｗｏに対して長くなり、上記水平方向の幅であ
るためその伸び率が最も高くなる。そこで、画像処理装
置５は、幅Ｗａが幅Ｗｏに対して長くなった伸び長さΔ
Ｗを、 ΔＷ＝Ｗａ−Ｗｏ で算出する。そして、画像処理装置５は、絶対長さＨａ
を、 Ｈａ＝ΔＷ／ｔａｎθ で算出する。この絶対長さＨａは、球形半田２ｃのすき
間Ｇの長さも含んだ長さとして算出される。
【００４７】次に、画像処理装置５は、上記ステップＳ
４８で算出した絶対高さＨａと上記ステップＳ４３で算
出した最大高さＨｈmaxとの差異Ｈａ−Ｈｈmaxを算出
し、所定の基準値未満であるか判定する（ステップＳ４
９）。画像処理装置５は、この差異Ｈａ−Ｈｈmaxが所
定の基準値以上を示す場合、現在処理対象としている球
形半田２ｃに対して亀裂や浮き等によるすき間が形成さ
れていると判断することができる。
４８で算出した絶対高さＨａと上記ステップＳ４３で算
出した最大高さＨｈmaxとの差異Ｈａ−Ｈｈmaxを算出
し、所定の基準値未満であるか判定する（ステップＳ４
９）。画像処理装置５は、この差異Ｈａ−Ｈｈmaxが所
定の基準値以上を示す場合、現在処理対象としている球
形半田２ｃに対して亀裂や浮き等によるすき間が形成さ
れていると判断することができる。
【００４８】次に、画像処理装置５は、上記ステップＳ
３１およびＳ３２で取得した透過画像αおよびβに撮像
されている全ての領域ａｂｃに対して、球形半田２ｃの
最大高さＨｈmaxおよび絶対高さＨａが算出されたか否
かを判断する（ステップＳ５０）。そして、画像処理装
置５は、全ての領域ａｂｃに対して最大高さＨｈmaxお
よび絶対高さＨａの算出が終了していない場合、所定の
基準によって、処理されていない別の領域ａｂｃを新た
に処理対象に設定し（ステップＳ５１）、上記ステップ
Ｓ３３に戻って処理を継続する。一方、画像処理装置５
は、全ての領域ａｂｃに対して最大高さＨｈmaxおよび
絶対高さＨａの算出が終了している場合、当該フローに
よる処理を終了する。
３１およびＳ３２で取得した透過画像αおよびβに撮像
されている全ての領域ａｂｃに対して、球形半田２ｃの
最大高さＨｈmaxおよび絶対高さＨａが算出されたか否
かを判断する（ステップＳ５０）。そして、画像処理装
置５は、全ての領域ａｂｃに対して最大高さＨｈmaxお
よび絶対高さＨａの算出が終了していない場合、所定の
基準によって、処理されていない別の領域ａｂｃを新た
に処理対象に設定し（ステップＳ５１）、上記ステップ
Ｓ３３に戻って処理を継続する。一方、画像処理装置５
は、全ての領域ａｂｃに対して最大高さＨｈmaxおよび
絶対高さＨａの算出が終了している場合、当該フローに
よる処理を終了する。
【００４９】このように、第２の実施形態に係る計測装
置では、被計測物に形成された球形半田に亀裂や浮き等
によるすき間が形成されていても、そのすき間の有無を
検出することができるため、さらにこれらの製造不良を
精度良く検出することが可能である。
置では、被計測物に形成された球形半田に亀裂や浮き等
によるすき間が形成されていても、そのすき間の有無を
検出することができるため、さらにこれらの製造不良を
精度良く検出することが可能である。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の構成
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】図１の画像処理装置５で処理される計測処理手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
【図３】図１の被計測物２の詳細を示す概略図および被
計測物が撮像された画像を示す概略図である。
計測物が撮像された画像を示す概略図である。
【図４】図３の処理対象エリアＢの計測ラインＬ上に設
定された計測ポジションＬ0〜Ｌnと、算出された球形半
田２ｃの高さＨｈxおよび最大高さＨｈmaxとの関係を示
す図である。
定された計測ポジションＬ0〜Ｌnと、算出された球形半
田２ｃの高さＨｈxおよび最大高さＨｈmaxとの関係を示
す図である。
【図５】図１の球状半田２ｃの亀裂によって、その亀裂
が計測できない一例を示す概略図である。
が計測できない一例を示す概略図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る計測装置の構成
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図７】図６の画像処理装置５で処理される計測処理手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
【図８】図６の画像処理装置５で処理される計測処理手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
【図９】図６の被計測物２ｇおよびその透過画像を示す
概略図である。
概略図である。
【図１０】従来のＸ線検査装置の構成を示す概略図であ
る。
る。
１…Ｘ線発生器
２…被計測物
２ａ…実装基板
２ｂ…実装部品
２ｃ…球状半田
３…シンチレータ
４…ＣＣＤ
５…画像処理装置
ａ、ａｂ、ａｂｃ…領域
Ｂ、Ｄ…処理対象エリア
Ｃ…角領域
Ｇ…すき間
Ｌ…計測ライン
Ｐ…透過画像
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 井上 博之
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 2F067 AA12 AA23 CC14 DD03 DD05
GG00 HH04 JJ03 KK06 LL14
LL16 RR24 RR30 RR35
5B057 AA03 BA03 DA03 DA07 DA08
DA15 DA16 DB02 DB05 DB09
DC03 DC04 DC06 DC22
5E319 AC01 CD53 GG15
Claims (10)
- 【請求項１】 被計測物に形成された半田の高さを計測
する半田高さ計測装置であって、 被計測物にＸ線を照射する第１のＸ線発生部と、 前記第１のＸ線発生部から照射され被計測物を透過した
Ｘ線を検出し、被計測物の第１の透過画像を作成するＸ
線検出部と、 前記第１の透過画像に対して画像処理を行うことによっ
て、被計測物に形成された半田の高さを算出する画像処
理部とを備え、 前記画像処理部は、 前記第１の透過画像に基づいて、前記半田の領域を透過
した画像に対する半田透過画像輝度および前記半田の周
辺領域を透過した画像に対する周辺画像輝度を検出する
画像輝度検出部と、 前記周辺画像輝度に対する前記半田透過輝度の割合から
前記半田のみを前記Ｘ線が透過することによって生成さ
れる画像の輝度を算出し、その画像の輝度および前記半
田が単位高さ当たりに減衰によって除去するＸ線の割合
を示す減衰係数を用いて、前記半田に対する半田高さを
算出する半田高さ算出部とを含む、半田高さ計測装置。 - 【請求項２】 前記画像処理部は、前記半田高さ算出部
で算出された前記半田に対する半田高さから、最大値を
検出することによって最大半田高さを算出する最大半田
高さ算出部をさらに含む、請求項１に記載の半田高さ計
測装置。 - 【請求項３】 前記画像輝度検出部は、前記周辺画像輝
度を前記半田の周辺を透過した複数の画像の輝度を平均
することによって算出し、 前記半田高さ算出部は、前記周辺画像輝度Ｄｍ、前記半
田透過画像輝度Ｄｘ、および前記減衰係数μｈを用い
て、前記半田に対する半田高さＨｈを、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄｘ／Ｄｍ）／μｈ によって算出することを特徴とする、請求項１に記載の
半田高さ計測装置。 - 【請求項４】 前記第１のＸ線発生部とは異なった方向
から被計測物にＸ線を照射し、被計測物を透過した当該
Ｘ線を前記Ｘ線検出部に入射させる第２のＸ線発生部を
さらに備え、 前記Ｘ線検出部は、前記第２のＸ線発生部から照射され
被計測物を透過したＸ線を検出し、被計測物の第２の透
過画像を作成し、 前記画像処理部は、前記第１の透過画像に基づいた前記
半田の領域を透過した画像に対して、前記第２の透過画
像に基づいた前記半田の領域を透過した画像の形状変化
が最も大きい方向に対する変化量、および前記第１のＸ
線発生部から照射されるＸ線と前記第２のＸ線発生部か
ら照射されるＸ線とが成す角度を用いて、前記半田に対
する絶対高さを算出する絶対高さ算出部をさらに含み、 前記画像処理部は、前記最大半田高さ算出部で算出され
る前記最大半田高さと前記絶対高さ算出部で算出される
前記絶対高さとの差が、所定の基準値以内か否か判定す
ることによって、前記最大半田高さの数値信頼度を確認
することを特徴とする、請求項２に記載の半田高さ計測
装置。 - 【請求項５】 前記被計測物は、実装部品を実装した実
装基板であり、 前記被計測物に形成される前記半田は、前記実装基板に
前記実装部品を接合するために、前記実装基板と前記実
装部品との間に配置されていることを特徴とする、請求
項１に記載の半田高さ計測装置。 - 【請求項６】 被計測物に形成された半田の高さを計測
する半田高さ計測方法であって、 被計測物にＸ線を照射する第１のＸ線発生ステップと、 前記第１のＸ線発生ステップによって照射され被計測物
を透過したＸ線を検出し、被計測物の第１の透過画像を
作成するＸ線検出ステップと、 前記第１の透過画像に対して画像処理を行うことによっ
て、被計測物に形成された半田の高さを算出する画像処
理ステップとを含み、 前記画像処理ステップは、 前記第１の透過画像に基づいて、前記半田の領域を透過
した画像に対する半田透過画像輝度および前記半田の周
辺領域を透過した画像に対する周辺画像輝度を検出する
画像輝度検出ステップと、 前記周辺画像輝度に対する前記半田透過輝度の割合から
前記半田のみを前記Ｘ線が透過することによって生成さ
れる画像の輝度を算出し、その画像の輝度および前記半
田が単位高さ当たりに減衰によって除去するＸ線の割合
を示す減衰係数を用いて、前記半田に対する半田高さを
算出する半田高さ算出ステップとを含む、半田高さ計測
方法。 - 【請求項７】 前記画像処理ステップは、前記半田高さ
算出ステップで算出された前記半田に対する半田高さか
ら、最大値を検出することによって最大半田高さを算出
する最大半田高さ算出ステップをさらに含む、請求項６
に記載の半田高さ計測方法。 - 【請求項８】 前記画像輝度検出ステップは、前記周辺
画像輝度を前記半田の周辺を透過した複数の画像の輝度
を平均することによって算出し、 前記半田高さ算出ステップは、前記周辺画像輝度Ｄｍ、
前記半田透過画像輝度Ｄｘ、および前記減衰係数μｈを
用いて、前記半田に対する半田高さＨｈを、 Ｈｈ＝−ｌｎ（Ｄｘ／Ｄｍ）／μｈ によって算出することを特徴とする、請求項６に記載の
半田高さ計測方法。 - 【請求項９】 前記第１のＸ線発生ステップとは異なっ
た方向から被計測物にＸ線を照射し、被計測物を透過し
た当該Ｘ線を前記Ｘ線検出ステップに入射させる第２の
Ｘ線発生ステップをさらに含み、 前記Ｘ線検出ステップは、前記第２のＸ線発生ステップ
によって照射され被計測物を透過したＸ線を検出し、被
計測物の第２の透過画像を作成し、 前記画像処理ステップは、前記第１の透過画像に基づい
た前記半田の領域を透過した画像に対して、前記第２の
透過画像に基づいた前記半田の領域を透過した画像の形
状変化が最も大きい方向に対する変化量、および前記第
１のＸ線発生ステップから照射されるＸ線と前記第２の
Ｘ線発生ステップから照射されるＸ線とが成す角度を用
いて、前記半田に対する絶対高さを算出する絶対高さ算
出ステップをさらに含み、 前記画像処理ステップは、前記最大半田高さ算出ステッ
プで算出される前記最大半田高さと前記絶対高さ算出ス
テップで算出される前記絶対高さとの差が、所定の基準
値以内か否か判定することによって、前記最大半田高さ
の数値信頼度を確認することを特徴とする、請求項７に
記載の半田高さ計測方法。 - 【請求項１０】 前記被計測物は、実装部品を実装した
実装基板であり、 前記被計測物に形成される前記半田は、前記実装基板に
前記実装部品を接合するために、前記実装基板と前記実
装部品との間に配置されていることを特徴とする、請求
項６に記載の半田高さ計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017367A JP3902017B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 半田高さ計測装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017367A JP3902017B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 半田高さ計測装置およびその方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214830A true JP2003214830A (ja) | 2003-07-30 |
| JP2003214830A5 JP2003214830A5 (ja) | 2005-07-28 |
| JP3902017B2 JP3902017B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=27653088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002017367A Expired - Fee Related JP3902017B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 半田高さ計測装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3902017B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2468957A (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-29 | Tbg Solutions | Testing the mounting of an electronic component on a substrate by comparing before and after reflow height measurements |
-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002017367A patent/JP3902017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2468957A (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-29 | Tbg Solutions | Testing the mounting of an electronic component on a substrate by comparing before and after reflow height measurements |
| GB2468957B (en) * | 2009-03-24 | 2012-02-08 | Twenty Twenty Vision Ltd | Improvements in or relating to pcb-mounted integrated circuits |
| US8574932B2 (en) | 2009-03-24 | 2013-11-05 | Twenty Twenty Vision Limited | PCB-mounted integrated circuits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3902017B2 (ja) | 2007-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8351682B2 (en) | X-ray examination region setting method, X-ray examination apparatus and X-ray examination region setting program | |
| JP5444718B2 (ja) | 検査方法、検査装置および検査用プログラム | |
| US9084386B2 (en) | Inspection of ball grid array soldering with boundary detection using tomographic artifact | |
| JPH02138855A (ja) | Ｘ線透過画像によるはんだ付部の検査方法及びその装置 | |
| US9256930B2 (en) | X-ray inspection method and device | |
| CN104837302B (zh) | 品质管理系统以及内部检查装置 | |
| JP5830928B2 (ja) | 検査領域設定方法およびｘ線検査システム | |
| JP2011075470A (ja) | 画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置 | |
| CN115427797A (zh) | 检查装置 | |
| JP4228773B2 (ja) | 基板検査装置 | |
| JP2010145359A (ja) | Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法およびｘ線検査プログラム | |
| JP2006220424A (ja) | Ｘ線ｃｔ検査装置及びｘ線ｃｔ検査方法 | |
| JP2003240736A (ja) | Ｘ線断層面検査方法、及びｘ線断層面検査装置 | |
| JP4449596B2 (ja) | 実装基板検査装置 | |
| JP2003214830A (ja) | 半田高さ計測装置およびその方法 | |
| JP2000352559A (ja) | 接合検査装置及び方法 | |
| JP6179151B2 (ja) | Ｘ線検査システム及びｘ線検査方法 | |
| JP2004108871A (ja) | Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法およびｘ線検査制御プログラム | |
| JP2011191217A (ja) | Ｘ線検査方法、ｘ線検査装置およびｘ線検査プログラム | |
| KR100300586B1 (ko) | X－ray를이용한인쇄회로기판의단층검사장치및검사방법 | |
| WO2024117099A1 (ja) | 検査装置 | |
| JP2006177760A (ja) | Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法およびｘ線検査プログラム | |
| JPS6361155A (ja) | 内部欠陥検査方法及びその装置 | |
| Teramoto et al. | Development of an automated X-ray inspection method for microsolder bumps | |
| JP5275377B2 (ja) | Ｘ線検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041213 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061227 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |