JP2003315013A - 表面実装型電子部品の実装異常の検出方法 - Google Patents
表面実装型電子部品の実装異常の検出方法Info
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- JP2003315013A JP2003315013A JP2002124559A JP2002124559A JP2003315013A JP 2003315013 A JP2003315013 A JP 2003315013A JP 2002124559 A JP2002124559 A JP 2002124559A JP 2002124559 A JP2002124559 A JP 2002124559A JP 2003315013 A JP2003315013 A JP 2003315013A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】検査対象物の高さや傾き等を光学的に直接に出
力できる表面実装型電子部品の実装異常の検出方法を提
供する。 【解決手段】高輝度の発光ダイオード11及び第１のコリ
メータレンズ12による広帯域コヒーレンスな平行光を、
第１のビームスプリッタ13で参照光と信号光に分割し、
参照光をリファレンス鏡15まで往復させ、信号光を第１
の円筒レンズ（ｘ）16で集光して検査対象物５に照射
し、その散乱光を第１の円筒レンズ（ｘ）16で平行光に
して第１のビームスプリッタ13に戻し、戻ってきた参照
光と信号光とを干渉させた後、回折格子20で分光し、第
２の円筒レンズ（ｘ）21で干渉画像として第１のＣＣＤ
カメラ22の入力面に結像させ、その画像を光変調器23に
入力してHe−Neレーザ24等による平行レーザ光で読み出
し、円筒レンズ（ｚ）31でフーリエ変換画像に変換し、
第２のＣＣＤカメラ33で読み出し、その画像から得られ
る基準面17と検査対象物５との距離z0によって、実装異
常を検出する。
力できる表面実装型電子部品の実装異常の検出方法を提
供する。 【解決手段】高輝度の発光ダイオード11及び第１のコリ
メータレンズ12による広帯域コヒーレンスな平行光を、
第１のビームスプリッタ13で参照光と信号光に分割し、
参照光をリファレンス鏡15まで往復させ、信号光を第１
の円筒レンズ（ｘ）16で集光して検査対象物５に照射
し、その散乱光を第１の円筒レンズ（ｘ）16で平行光に
して第１のビームスプリッタ13に戻し、戻ってきた参照
光と信号光とを干渉させた後、回折格子20で分光し、第
２の円筒レンズ（ｘ）21で干渉画像として第１のＣＣＤ
カメラ22の入力面に結像させ、その画像を光変調器23に
入力してHe−Neレーザ24等による平行レーザ光で読み出
し、円筒レンズ（ｚ）31でフーリエ変換画像に変換し、
第２のＣＣＤカメラ33で読み出し、その画像から得られ
る基準面17と検査対象物５との距離z0によって、実装異
常を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、基板に実装され
た表面実装型電子部品の実装状態の異常を検出する検査
技術に関する。
た表面実装型電子部品の実装状態の異常を検出する検査
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】表面実装型電子部品の実装状態の異常
は、主に目視によって検査されているが、多くのマンパ
ワーを必要とする。このような検査要員の確保を不要と
し、且つ検査能力を増強させるために、コンピュータに
教示された良否判定データに基づいて、平面形状の画像
データや高さ情報等によって良否を判定する検査方法が
開発されてきている。形状及び高さの情報を得る手段の
１つとしては、光の干渉によるモアレ縞を利用する方法
があり、例えば、平面格子によるモアレ縞を利用する方
法は特開平2-102405号公報等に開示されている。また、
検査画像から良否判定情報を得る手段としては、良品に
よる参照画像を予め準備しておいて、検査画像と参照画
像とを並べて画像表示し、両画像の相関を光強度として
出力する結合変換相関器を使用する方法もある。この方
法は、例えば、特開平8-287249号公報に開示されてい
る。
は、主に目視によって検査されているが、多くのマンパ
ワーを必要とする。このような検査要員の確保を不要と
し、且つ検査能力を増強させるために、コンピュータに
教示された良否判定データに基づいて、平面形状の画像
データや高さ情報等によって良否を判定する検査方法が
開発されてきている。形状及び高さの情報を得る手段の
１つとしては、光の干渉によるモアレ縞を利用する方法
があり、例えば、平面格子によるモアレ縞を利用する方
法は特開平2-102405号公報等に開示されている。また、
検査画像から良否判定情報を得る手段としては、良品に
よる参照画像を予め準備しておいて、検査画像と参照画
像とを並べて画像表示し、両画像の相関を光強度として
出力する結合変換相関器を使用する方法もある。この方
法は、例えば、特開平8-287249号公報に開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の平面格子による
モアレ縞を利用する場合には、モアレ縞の間隔が平面格
子の格子間隔によって決まるので、対象物の高さによっ
て格子間隔の異なる平面格子を使い分けることが必要で
あり、急峻な立ち上がりに対しては、モアレ縞の次数を
判別することが困難であるため、高さの検出は困難であ
る。
モアレ縞を利用する場合には、モアレ縞の間隔が平面格
子の格子間隔によって決まるので、対象物の高さによっ
て格子間隔の異なる平面格子を使い分けることが必要で
あり、急峻な立ち上がりに対しては、モアレ縞の次数を
判別することが困難であるため、高さの検出は困難であ
る。
【０００４】結合変換相関器を用いる場合には、参照画
像を予め準備することが必要であり、良否の判別が相関
性という間接的な情報による。この発明は、検査対象物
の高さや傾き等を光学的に直接に出力できる表面実装型
電子部品の実装異常の検出方法を提供することを課題と
する。
像を予め準備することが必要であり、良否の判別が相関
性という間接的な情報による。この発明は、検査対象物
の高さや傾き等を光学的に直接に出力できる表面実装型
電子部品の実装異常の検出方法を提供することを課題と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
上に実装された表面実装型電子部品の高さや傾きや面積
等を検出し、表面実装型電子部品が正常に実装された場
合のそれらと比較することによって、実装済表面実装型
電子部品の状態が異常であることを検出する表面実装型
電子部品の実装異常の検出方法であって、広帯域コヒー
レンス光源からの光をコリメータレンズによって平行光
とし、この平行光をビームスプリッタで信号光と参照光
とに分割し、ビームスプリッタからの信号光を第１の円
筒レンズで集光して、その焦点位置近傍に配置された実
装済表面実装型電子部品に照射し、且つ実装済表面実装
型電子部品から散乱された信号光を前記第１の円筒レン
ズでビームスプリッタに戻し、ビームスプリッタからの
参照光を、ビームスプリッタと実装済表面実装型電子部
品との距離と同等の距離だけビームスプリッタから離れ
た位置に配置された平面鏡で反射してビームスプリッタ
の元の位置に戻し、ビームスプリッタに戻された信号光
及び参照光をビームスプリッタで同一方向に送って干渉
させ、この干渉光を第１の円筒レンズの長さ方向に対応
させて回折格子で分光し、分光された干渉光を第１の円
筒レンズの長さ方向に対応させて第２の円筒レンズで第
１の画像読み取り手段上に干渉画像として結像させて、
この干渉画像を第１の画像読み取り手段で読み取り、読
み取られた干渉画像を光変調手段に書き込み、書き込ま
れた干渉画像を読み取り用レーザ光によって読み出し、
干渉画像を読み出したレーザ光を第１の円筒レンズの長
さ方向に対応させて第３の円筒レンズでフーリエ変換し
て、第２の画像読み取り手段に入力し、第２の画像読み
取り手段で読み取られたフーリエ変換画像から実装済表
面実装型電子部品の実装状態の異常を検出する。
上に実装された表面実装型電子部品の高さや傾きや面積
等を検出し、表面実装型電子部品が正常に実装された場
合のそれらと比較することによって、実装済表面実装型
電子部品の状態が異常であることを検出する表面実装型
電子部品の実装異常の検出方法であって、広帯域コヒー
レンス光源からの光をコリメータレンズによって平行光
とし、この平行光をビームスプリッタで信号光と参照光
とに分割し、ビームスプリッタからの信号光を第１の円
筒レンズで集光して、その焦点位置近傍に配置された実
装済表面実装型電子部品に照射し、且つ実装済表面実装
型電子部品から散乱された信号光を前記第１の円筒レン
ズでビームスプリッタに戻し、ビームスプリッタからの
参照光を、ビームスプリッタと実装済表面実装型電子部
品との距離と同等の距離だけビームスプリッタから離れ
た位置に配置された平面鏡で反射してビームスプリッタ
の元の位置に戻し、ビームスプリッタに戻された信号光
及び参照光をビームスプリッタで同一方向に送って干渉
させ、この干渉光を第１の円筒レンズの長さ方向に対応
させて回折格子で分光し、分光された干渉光を第１の円
筒レンズの長さ方向に対応させて第２の円筒レンズで第
１の画像読み取り手段上に干渉画像として結像させて、
この干渉画像を第１の画像読み取り手段で読み取り、読
み取られた干渉画像を光変調手段に書き込み、書き込ま
れた干渉画像を読み取り用レーザ光によって読み出し、
干渉画像を読み出したレーザ光を第１の円筒レンズの長
さ方向に対応させて第３の円筒レンズでフーリエ変換し
て、第２の画像読み取り手段に入力し、第２の画像読み
取り手段で読み取られたフーリエ変換画像から実装済表
面実装型電子部品の実装状態の異常を検出する。
【０００６】第２の画像読み取り手段に読み取られたフ
ーリエ変換画像は、実装済表面実装型電子部品（以下で
は、検査対象物という）の、信号光が照射された部分
（第１の円筒レンズの長さ方向に相当する直線上の部
分）の基準面からの距離を示すので、このフーリエ変換
画像から、その部分における検査対象物の高さや傾き、
幅が直接に得られる。
ーリエ変換画像は、実装済表面実装型電子部品（以下で
は、検査対象物という）の、信号光が照射された部分
（第１の円筒レンズの長さ方向に相当する直線上の部
分）の基準面からの距離を示すので、このフーリエ変換
画像から、その部分における検査対象物の高さや傾き、
幅が直接に得られる。
【０００７】請求項２の発明は、前記ビームスプリッタ
と前記平面鏡との間にＮＤフィルタを備えて、参照光の
光量を調節する。参照光の光量を調節することによっ
て、第１の画像読み取り手段に入力される干渉画像をよ
り鮮明にすることができる。請求項３の発明は、前記ビ
ームスプリッタと前記回折格子との間に第４の円筒レン
ズを備えて、前記第１の円筒レンズの長さまたはビーム
スプリッタの長さに対応する干渉光の幅が第１の画像読
み取り手段の画像読み取り面の大きさに合うように調節
する。
と前記平面鏡との間にＮＤフィルタを備えて、参照光の
光量を調節する。参照光の光量を調節することによっ
て、第１の画像読み取り手段に入力される干渉画像をよ
り鮮明にすることができる。請求項３の発明は、前記ビ
ームスプリッタと前記回折格子との間に第４の円筒レン
ズを備えて、前記第１の円筒レンズの長さまたはビーム
スプリッタの長さに対応する干渉光の幅が第１の画像読
み取り手段の画像読み取り面の大きさに合うように調節
する。
【０００８】検査対象物の大きさに合わせて決められる
干渉光の幅は、第１の画像読み取り手段の入力面の大き
さに比べて大きい場合が多いので、第４の円筒レンズに
よって干渉画像の幅を縮小して、干渉画像が第１の画像
読み取り手段の入力面内に収まるようにする。請求項４
の発明は、前記読み取り用レーザ光の出射部に半波長板
及び第１の偏向子を備え、前記第３の円筒レンズと前記
第２の画像読み取り手段との間に第２の偏向子を備え
て、前記読み取り用レーザ光以外のノイズ光の影響を低
減する。
干渉光の幅は、第１の画像読み取り手段の入力面の大き
さに比べて大きい場合が多いので、第４の円筒レンズに
よって干渉画像の幅を縮小して、干渉画像が第１の画像
読み取り手段の入力面内に収まるようにする。請求項４
の発明は、前記読み取り用レーザ光の出射部に半波長板
及び第１の偏向子を備え、前記第３の円筒レンズと前記
第２の画像読み取り手段との間に第２の偏向子を備え
て、前記読み取り用レーザ光以外のノイズ光の影響を低
減する。
【０００９】半波長板はレーザ光と異なる波長のノイズ
光を除去し、両偏向子が読み取り用レーザ光だけを選択
して第２の画像読み取り手段に入力させるので、出力画
像がより鮮明になる。
光を除去し、両偏向子が読み取り用レーザ光だけを選択
して第２の画像読み取り手段に入力させるので、出力画
像がより鮮明になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明による表面実装型電子部
品の実装状態異常の検出方法の実施の形態について、実
施例を用いて説明する。図１は、実施例を説明するため
の光学系の全体構成を示す概念図である。光学系は、広
帯域コヒーレンスな平行光を発生する平行光源部と、こ
の平行光を信号光と参照光とに分割して、検査対象物ま
での信号光の往復光路長と参照光の往復光路長との光路
差で信号光と参照光とを干渉させる干渉部と、干渉光を
分光して結像させる干渉画像形成部と、干渉画像を読み
取って光変調器に入力する干渉画像入力部と、光変調器
に入力された干渉画像を読み出してフーリエ変換する読
出し・フーリエ変換部と、フーリエ変換された画像を読
み取って出力する出力部と、で構成される。
品の実装状態異常の検出方法の実施の形態について、実
施例を用いて説明する。図１は、実施例を説明するため
の光学系の全体構成を示す概念図である。光学系は、広
帯域コヒーレンスな平行光を発生する平行光源部と、こ
の平行光を信号光と参照光とに分割して、検査対象物ま
での信号光の往復光路長と参照光の往復光路長との光路
差で信号光と参照光とを干渉させる干渉部と、干渉光を
分光して結像させる干渉画像形成部と、干渉画像を読み
取って光変調器に入力する干渉画像入力部と、光変調器
に入力された干渉画像を読み出してフーリエ変換する読
出し・フーリエ変換部と、フーリエ変換された画像を読
み取って出力する出力部と、で構成される。
【００１１】平行光源部は、発光源として広帯域コヒー
レンス光源である高輝度の発光ダイオード11と、この発
光ダイオード11からの広帯域コヒーレンス光を所望の面
積を有する平行光とする第１のコリメータレンズ12と、
で構成される。干渉部は、第１のコリメータレンズ12か
らの平行光を、図１において右側へ向かう信号光と上方
へ向かう参照光とに分割する第１のビームスプリッタ13
と、第１のビームスプリッタ13からの信号光を集光し
て、その焦点位置近傍に配置された検査対象物５に照射
し、且つ検査対象物５から散乱された信号光を第１のビ
ームスプリッタ13に戻す第１の円筒レンズ（ｘ）16と、
第１のビームスプリッタ13からの参照光の光路長が信号
光の光路長とほぼ等しくなる位置に配置された平面鏡
（リファレンス鏡）15と、信号光の光路の途中に配置さ
れる光量調節用のＮＤフィルタ（neutral density filt
er）14と、で構成される。
レンス光源である高輝度の発光ダイオード11と、この発
光ダイオード11からの広帯域コヒーレンス光を所望の面
積を有する平行光とする第１のコリメータレンズ12と、
で構成される。干渉部は、第１のコリメータレンズ12か
らの平行光を、図１において右側へ向かう信号光と上方
へ向かう参照光とに分割する第１のビームスプリッタ13
と、第１のビームスプリッタ13からの信号光を集光し
て、その焦点位置近傍に配置された検査対象物５に照射
し、且つ検査対象物５から散乱された信号光を第１のビ
ームスプリッタ13に戻す第１の円筒レンズ（ｘ）16と、
第１のビームスプリッタ13からの参照光の光路長が信号
光の光路長とほぼ等しくなる位置に配置された平面鏡
（リファレンス鏡）15と、信号光の光路の途中に配置さ
れる光量調節用のＮＤフィルタ（neutral density filt
er）14と、で構成される。
【００１２】第１のビームスプリッタ13に戻った参照光
及び信号光は、第１のビームスプリッタ13で重ね合わさ
れて図１における下方に送られる。重ね合わされた参照
光及び信号光は両者の光路長差によって互いに干渉す
る。以下、重ね合わされた参照光及び信号光を干渉光と
言う。ここで、図１に示すように、第１のビームスプリ
ッタ13から出射する信号光の方向をｚ方向、第１のビー
ムスプリッタ13から出射する参照光の方向をｘ方向、図
の紙面に垂直方向をｙ方向とする。また、検査対象物５
の位置は、参照光の光路長と同じ光路長の位置に相当す
る面を基準面17として、その基準面17からz0離れた位置
にあるものとする。
及び信号光は、第１のビームスプリッタ13で重ね合わさ
れて図１における下方に送られる。重ね合わされた参照
光及び信号光は両者の光路長差によって互いに干渉す
る。以下、重ね合わされた参照光及び信号光を干渉光と
言う。ここで、図１に示すように、第１のビームスプリ
ッタ13から出射する信号光の方向をｚ方向、第１のビー
ムスプリッタ13から出射する参照光の方向をｘ方向、図
の紙面に垂直方向をｙ方向とする。また、検査対象物５
の位置は、参照光の光路長と同じ光路長の位置に相当す
る面を基準面17として、その基準面17からz0離れた位置
にあるものとする。
【００１３】したがって、第１の円筒レンズ16（ｘ）
は、その長さ方向がｙ方向であり、入射した平行光線を
その焦点距離でｘ方向の広がりを零とする。また、検査
対象物５に照射される信号光はｙ方向に延びる直線状と
なる。なお、図１においては、第１の円筒レンズ（ｘ）
16の焦点距離に比べて、基準面17と検査対象物５との距
離z0が10％以上であるように示されているが、実際に
は、第１の円筒レンズ（ｘ）16としては、その焦点距離
が１ｍ程度のものが用いられ、z0は検査対象物５の高さ
である例えば１mm程度に設定される。したがって、第１
の円筒レンズ（ｘ）16の焦点位置は、図１のように検査
対象物５の表面に設定されても、基準面17上に設定され
ても、両者の中間位置に設定されてもよく、検査対象物
５の位置が焦点位置からずれている状態においても、そ
の表面に照射される信号光のｘ方向の幅は十分に狭い。
は、その長さ方向がｙ方向であり、入射した平行光線を
その焦点距離でｘ方向の広がりを零とする。また、検査
対象物５に照射される信号光はｙ方向に延びる直線状と
なる。なお、図１においては、第１の円筒レンズ（ｘ）
16の焦点距離に比べて、基準面17と検査対象物５との距
離z0が10％以上であるように示されているが、実際に
は、第１の円筒レンズ（ｘ）16としては、その焦点距離
が１ｍ程度のものが用いられ、z0は検査対象物５の高さ
である例えば１mm程度に設定される。したがって、第１
の円筒レンズ（ｘ）16の焦点位置は、図１のように検査
対象物５の表面に設定されても、基準面17上に設定され
ても、両者の中間位置に設定されてもよく、検査対象物
５の位置が焦点位置からずれている状態においても、そ
の表面に照射される信号光のｘ方向の幅は十分に狭い。
【００１４】干渉画像形成部は、ｘｚ平面内で干渉光の
向きを変える平面鏡18と、干渉光のｙ方向の広がりを干
渉画像の読み取り部である第１のＣＣＤカメラ22の画像
読み取り面の大きさに合わせる円筒レンズ（ｙ）19と、
干渉光を波長に対応した角度の成分に分光する回折格子
20と、分光された干渉光を第１の画像読み取り手段であ
る第１のＣＣＤカメラ22のｘ方向に展開させて、第１の
ＣＣＤカメラ22の画像読み取り面に干渉画像を結像させ
る第２の円筒レンズ（ｘ）21と、で構成される。
向きを変える平面鏡18と、干渉光のｙ方向の広がりを干
渉画像の読み取り部である第１のＣＣＤカメラ22の画像
読み取り面の大きさに合わせる円筒レンズ（ｙ）19と、
干渉光を波長に対応した角度の成分に分光する回折格子
20と、分光された干渉光を第１の画像読み取り手段であ
る第１のＣＣＤカメラ22のｘ方向に展開させて、第１の
ＣＣＤカメラ22の画像読み取り面に干渉画像を結像させ
る第２の円筒レンズ（ｘ）21と、で構成される。
【００１５】干渉画像入力部は、干渉画像を読み取る第
１のＣＣＤカメラ22と、その画像を入力する光変調器23
と、で構成される。読出し・フーリエ変換部は、光変調
器23の画像を読み出すためのコリメートされたレーザ光
を生成する部分と、このレーザ光で光変調器23の干渉画
像を読み出して干渉画像を読み出したレーザ光をフーリ
エ変換する部分と、で構成される。前者は、レーザ光を
発生するHe−Neレーザ24と、外部からのノイズ光を除去
する半波長板25と、特定偏向成分だけを通す第１の偏向
子26と、これらを通過してきたレーザ光を集光する集光
レンズ27と、集光したレーザ光を通して外部のノイズ光
の影響を除去するピンホール板28と、ピンホール板28を
通過したレーザ光を平行レーザ光とする第２のコリメー
タレンズ29と、で構成され、後者は、第２のコリメータ
レンズ29からの平行レーザ光を通過させて光変調器23に
入射させ、且つ光変調器23の画像を読み取って変調され
たレーザ光の方向を変える第２のビームスプリッタ30
と、変調されたレーザ光をフーリエ変換する円筒レンズ
（ｚ）31と、特定偏向成分だけを通す第２の偏向子32
と、で構成される。
１のＣＣＤカメラ22と、その画像を入力する光変調器23
と、で構成される。読出し・フーリエ変換部は、光変調
器23の画像を読み出すためのコリメートされたレーザ光
を生成する部分と、このレーザ光で光変調器23の干渉画
像を読み出して干渉画像を読み出したレーザ光をフーリ
エ変換する部分と、で構成される。前者は、レーザ光を
発生するHe−Neレーザ24と、外部からのノイズ光を除去
する半波長板25と、特定偏向成分だけを通す第１の偏向
子26と、これらを通過してきたレーザ光を集光する集光
レンズ27と、集光したレーザ光を通して外部のノイズ光
の影響を除去するピンホール板28と、ピンホール板28を
通過したレーザ光を平行レーザ光とする第２のコリメー
タレンズ29と、で構成され、後者は、第２のコリメータ
レンズ29からの平行レーザ光を通過させて光変調器23に
入射させ、且つ光変調器23の画像を読み取って変調され
たレーザ光の方向を変える第２のビームスプリッタ30
と、変調されたレーザ光をフーリエ変換する円筒レンズ
（ｚ）31と、特定偏向成分だけを通す第２の偏向子32
と、で構成される。
【００１６】出力部は、円筒レンズ（ｚ）31でフーリエ
変換された出力画像を読み取る第２のＣＣＤカメラ33
と、読み取られた出力画像を表示する不図示の表示手段
と、で構成される。上記のように構成された干渉部から
出射される干渉光の干渉スペクトル強度Ｉ（ν）は、 Ｉ（ν）＝Ｓ（ν）〔ａr exp[i2πν・2r] ＋ａs exp
[i2πν・２(r＋z0)]〕2 となる。
変換された出力画像を読み取る第２のＣＣＤカメラ33
と、読み取られた出力画像を表示する不図示の表示手段
と、で構成される。上記のように構成された干渉部から
出射される干渉光の干渉スペクトル強度Ｉ（ν）は、 Ｉ（ν）＝Ｓ（ν）〔ａr exp[i2πν・2r] ＋ａs exp
[i2πν・２(r＋z0)]〕2 となる。
【００１７】ここで、Ｓ（ν）は平行光線の周波数ν成
分の複素振幅、ａr は第１のビームスプリッタ13に入射
した平行光の光量に対する第１のビームスプリッタ13に
戻った参照光の光量の比率、ａs は第１のビームスプリ
ッタ13に入射した平行光の光量に対する第１のビームス
プリッタ13に戻った信号光の光量の比率、r は第１のビ
ームスプリッタ13とリファレンス鏡15との距離、z0は基
準面17と検査対象物５との距離である。
分の複素振幅、ａr は第１のビームスプリッタ13に入射
した平行光の光量に対する第１のビームスプリッタ13に
戻った参照光の光量の比率、ａs は第１のビームスプリ
ッタ13に入射した平行光の光量に対する第１のビームス
プリッタ13に戻った信号光の光量の比率、r は第１のビ
ームスプリッタ13とリファレンス鏡15との距離、z0は基
準面17と検査対象物５との距離である。
【００１８】このような干渉光が回折格子20で分光さ
れ、第２の円筒レンズ（ｘ）21で第１のＣＣＤカメラ22
の画像読み取り面上に結像されると、時間スペクトルは
空間的に展開（時空間変換）されるので、Ｉ（ν）はＩ
（ｘ）と比例関係にある。したがって、光変調器23に空
間的に書き込まれる干渉スペクトル強度Ｉ（ｘ）は、 Ｉ（ｘ）＝Ｓ（ｘ）〔１＋２ａs cos(４πｘz0）＋ａs
2 〕 の関係を満たす干渉画像となる。
れ、第２の円筒レンズ（ｘ）21で第１のＣＣＤカメラ22
の画像読み取り面上に結像されると、時間スペクトルは
空間的に展開（時空間変換）されるので、Ｉ（ν）はＩ
（ｘ）と比例関係にある。したがって、光変調器23に空
間的に書き込まれる干渉スペクトル強度Ｉ（ｘ）は、 Ｉ（ｘ）＝Ｓ（ｘ）〔１＋２ａs cos(４πｘz0）＋ａs
2 〕 の関係を満たす干渉画像となる。
【００１９】但し、ここでは、簡単のために、ｒ＝０、
ａr ＝１とした。光変調器23に空間的に書き込まれる干
渉スペクトル強度Ｉ（ｘ）は、He−Neレーザ24等からの
平行レーザ光によって読み出され、更に円筒レンズ
（ｚ）31によって空間的にフーリエ変換されて、 Ｆ｛Ｉ（ｘ）｝＝Ｆ｛Ｓ（ｘ）｝×｛δ(z) ＋ａs 〔δ
(z＋２z0) ＋δ(z−２z0) 〕＋ａs 2 δ(z) ｝ となる。
ａr ＝１とした。光変調器23に空間的に書き込まれる干
渉スペクトル強度Ｉ（ｘ）は、He−Neレーザ24等からの
平行レーザ光によって読み出され、更に円筒レンズ
（ｚ）31によって空間的にフーリエ変換されて、 Ｆ｛Ｉ（ｘ）｝＝Ｆ｛Ｓ（ｘ）｝×｛δ(z) ＋ａs 〔δ
(z＋２z0) ＋δ(z−２z0) 〕＋ａs 2 δ(z) ｝ となる。
【００２０】ここで、× はコンボリューション積分を
表す。上式の第２項が、信号光と参照光との関係を示す
相関信号であって、基準面17から検査対象物５までの距
離ｚ0 の±２倍に位置しており、第１項及び第３項は、
それぞれ参照光及び信号光の自己相関信号であって、ｚ
＝０に位置している。したがって、ｚ＝０に位置する参
照光及び信号光の自己相関信号と第２項のｚ＝±２z0に
位置する相関信号との距離から基準面17から検査対象物
５までの距離z0が得られる。このz0は、信号光が照射さ
れた検査対象物５の部分（ｙ方向に延びる直線状の部
分）全体にわたって得られるので、この部分における検
査対象物５の高さや傾き、幅の値が得られ、これらの値
のいずれかまたは組み合わせと、対応する閾値とを比較
することによって、検査対象物の状態が正常か否かを判
定することができる。
表す。上式の第２項が、信号光と参照光との関係を示す
相関信号であって、基準面17から検査対象物５までの距
離ｚ0 の±２倍に位置しており、第１項及び第３項は、
それぞれ参照光及び信号光の自己相関信号であって、ｚ
＝０に位置している。したがって、ｚ＝０に位置する参
照光及び信号光の自己相関信号と第２項のｚ＝±２z0に
位置する相関信号との距離から基準面17から検査対象物
５までの距離z0が得られる。このz0は、信号光が照射さ
れた検査対象物５の部分（ｙ方向に延びる直線状の部
分）全体にわたって得られるので、この部分における検
査対象物５の高さや傾き、幅の値が得られ、これらの値
のいずれかまたは組み合わせと、対応する閾値とを比較
することによって、検査対象物の状態が正常か否かを判
定することができる。
【００２１】以上の説明から明らかなように、この実施
例によって得られる検査対象物５の形状は、ｙｚ面内の
情報であるが、検査対象物５である表面実装型電子部品
が正常に実装された場合に、その両はんだ付け部が占め
る位置を基準にして、両はんだ付け部を結ぶ方向にｙ方
向を合わせて、検査位置を両はんだ付け部の中央近傍に
選べば、はんだ部の厚さ及び傾き、表面実装型電子部品
の高さ及び傾き、回転方向のずれ等、を検知することが
できるので、表面実装型電子部品の実装状態の大部分の
正常か異常かを判定することができる。
例によって得られる検査対象物５の形状は、ｙｚ面内の
情報であるが、検査対象物５である表面実装型電子部品
が正常に実装された場合に、その両はんだ付け部が占め
る位置を基準にして、両はんだ付け部を結ぶ方向にｙ方
向を合わせて、検査位置を両はんだ付け部の中央近傍に
選べば、はんだ部の厚さ及び傾き、表面実装型電子部品
の高さ及び傾き、回転方向のずれ等、を検知することが
できるので、表面実装型電子部品の実装状態の大部分の
正常か異常かを判定することができる。
【００２２】なお、２次元の形状からでは正常か異常か
を判定することができない場合には、ｘ方向に検査対象
物５を走査して、３次元の形状を得ればよい。上記の実
施例において、ＮＤフィルタ14は干渉させる信号光及び
参照光の複素振幅を同等にして鮮明な干渉画像を得るた
めに備えるものであるので、必要に応じて備えればよ
い。また、半波長板25と、第１の偏向子26及び第２の偏
向子32とは、読み出し用のレーザ光に侵入するノイズ光
を除去して鮮明な出力画像を得るために備えるものであ
るから、ＮＤフィルタ14と同様に、必要に応じて備えれ
ばよく、半波長板25だけ、または第１の偏向子26及び第
２の偏向子32だけとすることもできる。更に、平面鏡18
は、干渉光の向きを変えて、光学系を構成し易くするた
めに用いられるので、省略することもできる。
を判定することができない場合には、ｘ方向に検査対象
物５を走査して、３次元の形状を得ればよい。上記の実
施例において、ＮＤフィルタ14は干渉させる信号光及び
参照光の複素振幅を同等にして鮮明な干渉画像を得るた
めに備えるものであるので、必要に応じて備えればよ
い。また、半波長板25と、第１の偏向子26及び第２の偏
向子32とは、読み出し用のレーザ光に侵入するノイズ光
を除去して鮮明な出力画像を得るために備えるものであ
るから、ＮＤフィルタ14と同様に、必要に応じて備えれ
ばよく、半波長板25だけ、または第１の偏向子26及び第
２の偏向子32だけとすることもできる。更に、平面鏡18
は、干渉光の向きを変えて、光学系を構成し易くするた
めに用いられるので、省略することもできる。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明においては、第２の画像
読み取り手段に読み取られたフーリエ変換画像は、信号
光が照射された検査対象物の部分（第１の円筒レンズの
長さ方向に相当する直線上の部分）の基準面からの距離
を示すので、このフーリエ変換画像から、その部分にお
ける検査対象物の高さや傾き、幅が直接に得られる。し
たがって、この発明によれば、この発明の課題を実現で
きる表面実装型電子部品の実装異常の検出方法を提供す
ることができる。
読み取り手段に読み取られたフーリエ変換画像は、信号
光が照射された検査対象物の部分（第１の円筒レンズの
長さ方向に相当する直線上の部分）の基準面からの距離
を示すので、このフーリエ変換画像から、その部分にお
ける検査対象物の高さや傾き、幅が直接に得られる。し
たがって、この発明によれば、この発明の課題を実現で
きる表面実装型電子部品の実装異常の検出方法を提供す
ることができる。
【００２４】請求項２の発明においては、第１のビーム
スプリッタと平面鏡（リファレンス鏡）との間にＮＤフ
ィルタを備えて、参照光の光量を調節するので、第１の
画像読み取り手段に入力される干渉画像をより鮮明にす
ることができ、出力画像が鮮明になる。請求項３の発明
においては、第１のビームスプリッタと回折格子との間
に第４の円筒レンズを備えて、前記第１の円筒レンズの
長さに対応する干渉光の幅が第１の画像読み取り手段の
画像読み取り面の大きさに合うように調節するので、第
１の画像読み取り手段へ入力される干渉画像を第１の画
像読み取り手段の入力面の大きさに合わせることができ
る。
スプリッタと平面鏡（リファレンス鏡）との間にＮＤフ
ィルタを備えて、参照光の光量を調節するので、第１の
画像読み取り手段に入力される干渉画像をより鮮明にす
ることができ、出力画像が鮮明になる。請求項３の発明
においては、第１のビームスプリッタと回折格子との間
に第４の円筒レンズを備えて、前記第１の円筒レンズの
長さに対応する干渉光の幅が第１の画像読み取り手段の
画像読み取り面の大きさに合うように調節するので、第
１の画像読み取り手段へ入力される干渉画像を第１の画
像読み取り手段の入力面の大きさに合わせることができ
る。
【００２５】請求項４の発明においては、読み取り用レ
ーザ光の出射部に半波長板及び第１の偏向子を備え、第
３の円筒レンズと第２の画像読み取り手段との間に第２
の偏向子を備えるので、半波長板がレーザ光と異なる波
長のノイズ光を除去し、両偏向子が読み取り用レーザ光
だけを選択して第２の画像読み取り手段に入力させ、出
力画像がより鮮明になる。
ーザ光の出射部に半波長板及び第１の偏向子を備え、第
３の円筒レンズと第２の画像読み取り手段との間に第２
の偏向子を備えるので、半波長板がレーザ光と異なる波
長のノイズ光を除去し、両偏向子が読み取り用レーザ光
だけを選択して第２の画像読み取り手段に入力させ、出
力画像がより鮮明になる。
【図１】この発明による表面実装型電子部品の実装異常
の検出方法の実施例を説明するための光学系の全体構成
を示す概念図
の検出方法の実施例を説明するための光学系の全体構成
を示す概念図
11 発光ダイオード
12 第１のコリメータレンズ
13 第１のビームスプリッタ
14 ＮＤフィルタ
15 リファレンス鏡
16 第１の円筒レンズ（ｘ）
17 基準面
18 平面鏡
19 円筒レンズ（ｙ）
20 回折格子
21 第２の円筒レンズ（ｘ）
22 第１のＣＣＤカメラ
23 光変調器
24 He−Neレーザ
25 半波長板
26 第１の偏向子
27 集光レンズ
28 ピンホール板
29 第２のコリメータレンズ
30 第２のビームスプリッタ
31 円筒レンズ（ｚ）
32 第２の偏向子
33 第２のＣＣＤカメラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０６Ｔ 1/00 ４００ Ｇ０６Ｔ 1/00 ４００Ｄ
Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｕ
Ｆターム(参考） 2F065 AA51 CC28 DD12 DD15 FF51
GG07 HH03 JJ03 JJ05 JJ26
LL08 LL12 LL24 LL32 LL42
QQ25 RR08
2G051 AA65 AB01 AB14 AC21 BA10
BA20 BB07 BB20 CA04 CB06
CC15 CC20
5B047 AA12 BB04 BC05 BC07 BC09
BC11 BC14 BC23 CB22 DC06
DC09
5B057 AA03 BA02 BA15 BA19 CD14
CE06 DA02 DC03 DC04 DC08
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に実装された表面実装型電子部品の
高さや傾きや面積等を検出し、表面実装型電子部品が正
常に実装された場合のそれらと比較することによって、
実装済表面実装型電子部品の状態が異常であることを検
出する表面実装型電子部品の実装異常の検出方法であっ
て、 広帯域コヒーレンス光源からの光をコリメータレンズに
よって平行光とし、 この平行光をビームスプリッタで信号光と参照光とに分
割し、 ビームスプリッタからの信号光を第１の円筒レンズで集
光して、その焦点位置近傍に配置された実装済表面実装
型電子部品に照射し、且つ実装済表面実装型電子部品か
ら散乱された信号光を前記第１の円筒レンズでビームス
プリッタに戻し、 ビームスプリッタからの参照光を、ビームスプリッタと
実装済表面実装型電子部品との距離と同等の距離だけビ
ームスプリッタから離れた位置に配置された平面鏡で反
射してビームスプリッタの元の位置に戻し、 ビームスプリッタに戻された信号光及び参照光をビーム
スプリッタで同一方向に送って干渉させ、 この干渉光を第１の円筒レンズの長さ方向に対応させて
回折格子で分光し、 分光された干渉光を第１の円筒レンズの長さ方向に対応
させて第２の円筒レンズで第１の画像読み取り手段上に
干渉画像として結像させて、この干渉画像を第１の画像
読み取り手段で読み取り、 読み取られた干渉画像を光変調手段に書き込み、 書き込まれた干渉画像を読み取り用レーザ光によって読
み出し、 干渉画像を読み出したレーザ光を第１の円筒レンズの長
さ方向に対応させて第３の円筒レンズでフーリエ変換し
て、第２の画像読み取り手段に入力し、 第２の画像読み取り手段で読み取られたフーリエ変換画
像から実装済表面実装型電子部品の実装状態の異常を検
出する、 ことを特徴とする表面実装型電子部品の実装異常の検出
方法。 - 【請求項２】前記ビームスプリッタと前記平面鏡との間
にＮＤフィルタを備えて、参照光の光量を調節する、こ
とを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品の
実装異常の検出方法。 - 【請求項３】前記ビームスプリッタと前記回折格子との
間に第４の円筒レンズを備えて、前記第１の円筒レンズ
の長さまたはビームスプリッタの長さに対応する干渉光
の幅が第１の画像読み取り手段の画像読み取り面の大き
さに合うように調節する、ことを特徴とする請求項１に
記載の表面実装型電子部品の実装異常の検出方法。 - 【請求項４】前記読み取り用レーザ光の出射部に半波長
板及び第１の偏向子を備え、前記第３の円筒レンズと前
記第２の画像読み取り手段との間に第２の偏向子を備え
て、前記読み取り用レーザ光以外のノイズ光の影響を低
減する、ことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型
電子部品の実装異常の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002124559A JP3812489B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 表面実装型電子部品の実装異常の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002124559A JP3812489B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 表面実装型電子部品の実装異常の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315013A true JP2003315013A (ja) | 2003-11-06 |
| JP3812489B2 JP3812489B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=29539570
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002124559A Expired - Fee Related JP3812489B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 表面実装型電子部品の実装異常の検出方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3812489B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006017494A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Nikon Corp | 顕微鏡観察方法、顕微鏡装置、及び画像処理装置 |
| JP2008224568A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Fujitsu Ltd | 表面形状計測装置及び表面形状計測方法 |
| JP2013224899A (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Panasonic Corp | 表面形状測定装置及び方法 |
| JP2015122420A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 株式会社レクザム | 部品の傾き検査装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102679812B (zh) * | 2011-03-10 | 2014-04-02 | 王刚 | 激光衍射式多系统轴线平行性检测装置 |
-
2002
- 2002-04-25 JP JP2002124559A patent/JP3812489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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