JP2004340632A - Substrate inspection device, and substrate inspection method - Google Patents
Substrate inspection device, and substrate inspection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004340632A JP2004340632A JP2003134977A JP2003134977A JP2004340632A JP 2004340632 A JP2004340632 A JP 2004340632A JP 2003134977 A JP2003134977 A JP 2003134977A JP 2003134977 A JP2003134977 A JP 2003134977A JP 2004340632 A JP2004340632 A JP 2004340632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- ray
- inspection
- solder
- ray image
- 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
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、IC(Integrated Circuit)チップ等の部品が実装されるプリント基板の検査に適用して好適な、基板検査装置、基板検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、X線を利用したX線基板検査装置は、例えば、高密度基板実装に使用されるICパッケージのBGA(Ball Grid Array)内部の半田状態の検査等の目的に使用されている。実装基板の検査はそれだけでは完結せず、実装する部品チップの部品極性や位置ずれ、品種違いは可視光を利用しての光学画像による光学基板検査装置で行っている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−295242号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学画像では見にくい半田フィレットを全てX線で見ようとすると、部品と半田の区別がつかず、検査できないものも存在するという問題があった。また、光学基板検査装置とX線基板検査装置を、二台シリーズに配置すると、コスト・スペースに大変不利であった。
【0005】
斯かる点に鑑み、本発明は、例えばX線画像を使用して基板検査を行う際、X線画像では半田と部品の区別がつかない部品など、X線画像と光学画像とを検査対象に応じて組み合わせて検査することで最適な検査を行う基板検査装置、基板検査方法を提案することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板検査装置は、X線源から、部品を実装する被検査対象物へ照射されたX線の透過X線画像を撮像するX線撮像部と、この被検査対象物を撮像する可視光撮像部とを備え、X線画像及び光学画像によりこの被検査対象物の検査を行う基板検査装置において、このX線撮像部で得られるX線画像及びこの可視光撮像部で得られる光学画像を合成する画像処理手段を備えるものである。
【0007】
斯かる本発明によれば、光学画像及びX線画像を組み合わせ加工し、加工された合成画像により、例えば、X線画像では半田か部品か区別のつかない部品の半田または部品の判別を行う。
【0008】
また、本発明は、画像処理手段が、X線画像のX線透過率に応じた輝度分布により、部品の半田の有無及び半田形状を算出するものである。
【0009】
本発明によれば、X線照射によって、基板上の広範囲にわたる輝度分布を一回に得て、、この輝度分布により算出される半田状態により半田付けの良否を判定する。
【0010】
また、本発明は、画像処理手段が、X線画像の輝度分布より半田部立体図を作成するものである。
【0011】
本発明によれば、上述の輝度分布による半田状態に、半田部立体図を加えて視覚的に半田状態を確認できる。
【0012】
また、本発明は、被検査対象物に実装される部品に応じて、X線画像、または光学画像、またはX線画像及び光学画像の組み合わせ、による検査を選択する選択手段を備えるものである。
【0013】
本発明によれば、選択手段が、基板に実装される部品の種類に応じて、それぞれX線画像、光学画像、合成画像、またはこれらの組み合わせによる最適な検査を選択する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図11を参照して、本発明の基板検査装置の一実施の形態の例、及び、この例に適用される基板検査方法について説明する。
【0015】
図1は本例の基板検査装置の概略機器構成図である。1は被検査対象物の画像データを収集し、データ処理装置へと供給するデータ収集装置を示す。X線が出射されるX線源6を、ICチップ等の部品が搭載される検査対象基板(以下、単に基板と称する。)5下方に配置する。検査対象基板5上方には、光学撮像部としての光学CCDカメラ2及びX線撮像部としてのX線受光CCDカメラ3を配置する。光学CCDカメラ2及びX線受光CCDカメラ3は、例えば機構部4を備え、自動的にまたは利用者の操作により、紙面と垂直方向の平面上を移動し、位置決めが行われるとする。あるいは、基板5を紙面と垂直方向の平面上を移動可能な図示しないXYステージ上に載置し、XYステージを動かして基板5の位置決めを行うようにしてもよい。また、X線源6に機構部を設けて移動可能としてもよい。
【0016】
X線を利用する装置はもれ放射線を防ぐために密閉したケース内に収められるため、ケース内は真っ暗であるので、可視光線を得る手段として通常照明が必要であるが、ここでは記載を省略している。
【0017】
10はデータ処理装置を示し、データ収集装置1で撮像されて送られた画像データの処理や加工、データの解析、操作手段としてのGUIを介してX線源1の照射X線の制御や、機構部4等の制御、あるいは基板5に実装される部品の種類に応じて適切な検査方法を選択するなどの制御を行う。このデータ処理装置10は、パーソナルコンピュータ等種々のものが考えられる。
【0018】
11はデータ収集装置の制御・演算を司るCPU、12はCPU11の制御プログラム等を格納したROM及びワークエリアとして機能するRAMよりなるメインメモリ、13は光学CCDカメラ2及びX線受光CCDカメラ3から送信される画像データを処理、加工する画像処理手段としての画像ボード、14は装置に必要な入出力を行うためのI/Oボード、15は機構部4などの位置決めを制御するモータボードである。また、16は、例えばLCDなどの表示手段と、キーボードやマウス、あるいはタッチパネル等の操作手段とから構成されるGUI(Graphical User Interface)である。これらのデバイスは、システムバス17により接続されデータの送受信が行われる。なお、データ収集装置1の各機器からデータ処理装置10の各ボードへの配線の表現は省略している。
【0019】
上述構成の基板検査装置において、検査対象基板5のX線画像を得る場合、機構部4を制御して、X線源1、検査対象基板5、X線受光CCDカメラ3が一直線上になるよう配置する。そして、X線源6から基板5に対しX線を照射すると、X線は基板5を透過し、基板5の上方に設けられたX線受光CCD3が透過X線を撮像する。そして、X線受光CCDカメラ3で撮像した画像データを画像ボード13へ送信し、画像処理を行い、GUI16の表示画面にX線画像を表示する。
【0020】
一方、検査対象基板5の光学画像を得る場合、機構部4を制御して、光学CCDカメラ2及び検査対象基板5が適切な位置関係になるよう配置する。そして、基板5を光学CCDカメラ2にて撮像し、光学CCDカメラ2が撮像した画像データを画像ボード13へ送信し、画像処理を行い、GUI16の表示画面に光学画像を表示する。
【0021】
画像ボード13は、X線画像及び光学画像を合成する画像処理手段としても機能し、必要に応じてCPU11からの指令により、メインメモリ12等に保持されたX線画像及び光学画像を使用して、合成処理を行い、作成した合成画像をGUI16の表示画面に表示させることができる。
【0022】
以下に、上述のような基板検査装置を用いて、基板上に実装されたチップ部品の半田付け状態を検査するのに、半田形状検査による半田付け良否判定方法について説明する。
【0023】
基板上のチップ部品、例えばチップ抵抗のX線画像を利用した半田形状検査について述べる。図2に、チップ部品が実装された基板の一部を撮像した光学画像の例を示す。図中、4つの部品があるように見えるが、両側がチップ部品あり、中央部はチップ部品が欠品している状態である。図3は、図2と同じ部位をX線により撮像したX線画像である。
【0024】
図3のX線画像を基に、X線画像スレッシュ表示したものを、図4に示す。X線画像スレッシュ表示は、図2に示すX線画像の輝度分布を表し、具体的には、8bit、256階調の輝度表示を、10階調毎に色分けして表示したものである。輝度の高い部分は、X線透過率の低いところ、つまり半田部分であってこの例では黄色または緑色で表示される。
【0025】
例えば、桃色以上の色を半田がある部分として、半田がある部分の半田全体の重心位置(+部)20aと、黄色以上の高輝度部の重心位置(+部)20bとのそれぞれの位置の差を計算することで、半田形状を検査することができる。重心位置の算出は、一例として、輝度分布から対象部分の面積を求めてその中心を算出することができ、例えば、画像処理ソフトウェアエンジンの関数を使用して求めることができる。また、X線画像の輝度分布から、チップ部品横の半田部断面の高さや半田のせり上がり具合がわかるので、半田フィレットの体積(半田量)を算出したりすることができる。
【0026】
レーザ光を半田部に照射して、その反射レーザ光を測定することで、半田部の高さを測る方法が知られているが、この従来の方法は、極小面積のレーザスポット単位で半田部の高さを測定するため、時間がかかっていた。本例のX線の輝度分布を利用した方法では、X線を基板全体に照射して、各部品の半田高さ測定処理がまとめてできるので、効率がよく、測定時間が短くてすむといる利点がある。
【0027】
図4のチップ部品の半田がある重心位置20aとこの部品上の対向する重心位置との距離をAとし、高輝度部の重心位置20bとこの部品上の対向する重心位置との距離をBとするなどとして、各パッド内の最高点どうしの距離を測定することで部品の有無を検査することが可能である。例えば、正常な半田フィレットa部は、最上点20bが画像のより外側に存在するが、チップ浮きや欠品のあるb部では最上点20bが中心、即ち重心20a近くに存在する。
【0028】
図5Aは、図4のa部のチップ部品の半田フィレット断面の模式図を示すものである。基板5上に載置されたチップ部品21に対し、正常な半田フィレット22が形成されている様子を表している。また、図5Bは、図4のb部のチップ部品の半田フィレット断面の模式図を示すものである。基板5上に載置されたチップ部品21に対し、不良な半田付けがなされた半田フィレット23が形成され、チップ部品21が浮いてしまっている様子を表している。このように、半田付けの良否を、面積、体積だけでなく、半田形状によって行い、より正確な判断が可能になる。
【0029】
図6は、あるチップ部品の半田部の立体図(3D図)である。X線画像の輝度の違いから半田部の断面の高さを検出し、メッシュ状に表示した立体図を作成して、図2〜図5に示す平面図を、この立体図によって、半田部の形状を視覚的に表現する。例えば、上述平面図によっては検査することが難しいような場合に、利用者のGUI16を介した指示によりまたは自動的に、CPU11から指令を出して立体図を作成し、半田形状を利用者が視覚的にチェックするときにこの立体図を合わせて使用することで、容易に半田形状が確認できる。
【0030】
次に、X線画像と光学画像との組み合わせによる半田検査について、チップ部品として、例えばチップコンデンサを例として説明する。図7のX線画像及び光学画像同じチップコンデンサを撮像したものである。このX線画像からわかるように、X線では、チップコンデンサのようにいわゆる黒ぬけ状態となって、半田と部品の区別がつかない部品が存在する。このような場合、X線画像では正確に半田部分の検査を行うことはできない。そこで、光学画像を利用し、画像ボード13にてX線画像及び光学画像を組み合わせ、X線画像から部品相当部分を切り抜き演算した加工画像を作成することで、半田部の正確な位置を知ることができる。図中、囲い部20は加工画像の半田部を表す。
【0031】
図8は、図7に示した加工画像を、実際の検査に使用できるレベルまで処理したものである。図中、囲い部20は半田部を示す。図7のものは、基礎的な処理(人間が見てわかりやすい)を示していたが、実際の検査では、最終的には画像データを2値化し、輝度レベルのHi、Loの2種類しか存在させないようにする。そのため、X線で検出した半田及び部品を含む輝度から、光学で求めた部品の部分を消去してX線半田のみに処理する。
式にすると、
X線(部品・半田)−光学(部品)=X線(半田)
と表される。
【0032】
次に、チップ部品として、例えばBGA(Ball Grid Array)を検査する場合を例として説明する。図9は、基板に実装されたBGA及びその周辺部の光学画像を表している。ここでの検査項目として、位置ずれ、極性、品種違いをチェックする。位置ずれチェックでは、基準位置として基板に設けられている、いわゆるフィデンシャルマークを検出して、補正する。これらのチェックは、タンタルコンデンサや電解コンデンサ、QFP(Quad Flat Package)やSOP(Small Outline Package)等の各種ICなど、その他、種々の部品に適用される。
【0033】
図10はBGAのX線画像を表し、半田の有り無しのチェック及び半田形状のチェックを行う。
【0034】
図11に、本例の基板検査装置による検査のフローチャートを示す。まず、検査対象基板またはその基板の検査部位の光学画像を撮像できるように光学CCDカメラ2を設定し、光学画像の取り込みを行い(ステップS1)、取り込んだ光学画像により、図9及び図10を参照して述べた検査を行う(ステップS2)。ここでは、光学画像検査の対象になっている、例えばBGA等各種部品の部品有り無し、部品極性、位置ずれなどを検査して、良品・不良品の判別を行う(ステップS3)。検査の結果、NGであれば、その基板上の該当する部品は不良品であると判定する。
【0035】
ステップS3の判別処理において、検査の結果OKであれば、次のX線画像検査のステップに移行する。検査対象基板またはその基板の検査部位のX線画像を撮像できるように、X線源6、X線受光CCDカメラ3を設定し、X線画像の取り込みを行い(ステップS4)、取り込んだX線画像により、図4〜図6及び図10を参照して述べた検査を行う(ステップS5)。ここでは、X線画像検査の対象になっている、例えばBGA内半田量及び半田形状、一般部品半田量などを検査して、良品・不良品の判別を行う(ステップS6)。検査の結果、NGであれば、その基板上の該当する部品は不良品であると判定する。
【0036】
ステップS6の判別処理において、検査の結果OKであれば、次にX線画像と光学画像との加工処理に移行する。検査対象基板の上述光学画像及びX線画像を、例えばメインメモリ12等の保存部から読み出し、図7に示したように互いの画像を組み合わせて画像を加工する(ステップS7)。そして、得られた加工画像により、図7及び図8を参照して述べた検査を行う(ステップS8)。ここでは、X線画像及び光学画像の加工画像の検査対象になっている、例えばコンデンサやその他部品の半田量を検査して、良品・不良品の判別を行う(ステップS9)。検査の結果、NGであれば、その基板上の該当する部品は不良品であると判定する。
【0037】
ステップS7の判別処理において、検査の結果OKであれば、検査した基板は良品として、基板検査を終了する。
【0038】
この、検査フローチャートは、同一装置内にX線系と光学系の検査手段を備えることで、選択手段としてのCPU11が、基板に実装される部品の種類に応じて、それぞれX線画像及び光学画像の最適な方、または加工画像による検査方法を選択しながら、効率よく検査を行うことができる。例えば、部品によっては、ステップS1〜ステップS3の光学画像検査を行った後、X線画像検査が必要ないとなれば、ステップS7にスキップしてX線画像・光学画像の加工画像による検査を行う。あるいは、光学画像検査及びX線画像検査では検査できず、加工画像による検査を必要とする部品であれば、ステップS7の加工画像による検査から始めるなど、種々の組み合わせによる検査フローが考えられる。
【0039】
上述のCPU11の選択は、例えば、予めメインメモリ12に完成品として実装される部品が登録されており、その登録内容に従って検査方法を選択する。または、最初に光学画像を取り込み、その光学画像から、どのような部品が実装されているかを判断して、検査方法を選択するようにすることも考えられる。
【0040】
以上述べたように、本例によれば、部品実装基板検査において、X線画像検査と光学画像検査とを組み合わせることで、従来難しいとされた部品の検査が可能になる。
【0041】
また、本例の基板検査装置により、X線検査装置と光学検査装置を単純にシリーズに配置するよりも、両画像を加工することで、これら検査装置の2台分以上に相当するような効果が得られる。つまり、検査には、部品の有り無し、部品極性、位置ずれ等を光学画像による光学検査装置で行うものと、また、半田フィレットやBGA内半田等をX線画像によるX線検査装置で行うものがある。2台をシリーズに配置すれば、双方の機能をそのまま加算して2台分の機能となる。しかし、半田フィレットを確認する場合、部品と半田の区別がつかないものが存在し、これは上述のそれぞれの検査装置単独では検査できない。今回の基板検査装置で、光学画像及びX線画像のそれぞれの画像を組み合わせ加工することで、検査することが実現可能となる。
【0042】
尚、本発明は、上述実施の形態の例に限らず、その他、X線源から検査対象基板に対し照射するX線と、照明などからの光が検査対象基板にて反射された光とが同一軸上にあるような場合にも適用することができる。
【0043】
また、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
斯かる本発明によれば、光学画像及びX線画像を組み合わせ加工し、その加工された合成画像により、例えば、X線画像では半田か部品か区別のつかない部品でも、半田または部品の判別を行うことができ、従来困難であった部品の検査が実現可能となる効果がある。
【0045】
また、半田付けの良否を、面積・体積だけでなく、X線照射によって基板上の広範囲にわたる輝度分布を一回に得て、この輝度分布により算出される半田形状など半田状態により行い、半田付けの良否をより正確に判定することができる効果がある。
【0046】
また、X線画像の輝度分布により半田部立体図を作成することで、輝度分布により算出した半田状態に、この半田部立体図を加え、視覚的に半田状態を確認でき、半田付けのより正確な良否判定を行うことができる効果がある。
【0047】
また、基板に実装される部品の種類に応じて、それぞれX線画像、光学画像、合成画像、またはそれらの組み合わせによる最適な検査が選択されるので、効率よく検査を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基板検査装置の一実施の形態の例を示す機器構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態の例の説明に供する光学画像である。
【図3】本発明の一実施の形態の例の説明に供するX線画像である。
【図4】本発明の一実施の形態の例の説明に供するX線画像スレッシュ表示である。
【図5】本発明の一実施の形態の例の説明に供する半田フィレットの例を示す線図である。
【図6】本発明の一実施の形態の例の説明に供するX線画像3D図である。
【図7】本発明の一実施の形態の例の説明に供する加工画像である。
【図8】本発明の一実施の形態の例の説明に供する他の加工画像である。
【図9】本発明の一実施の形態の例の説明に供するBGA光学画像である。
【図10】本発明の一実施の形態の例の説明に供するBGAX線画像である。
【図11】本発明の基板検査方法の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
1…データ収集装置、2…光学カメラ、3…X線カメラ、4…機構部、5…検査対象基板、6…X線源、10…データ処理装置、11…CPU、12…メインメモリ、13…画像ボード、14…I/Oボード、15…モータボード、16…GUI、17…システムバス、20…半田部分、20a…半田部分重心位置、20b…高輝度部重心位置、21…部品チップ、22、23…半田フィレット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a board inspection apparatus and a board inspection method which are suitable for application to an inspection of a printed board on which components such as an IC (Integrated Circuit) chip are mounted.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray substrate inspection apparatus using X-rays has been used, for example, for the purpose of inspecting a solder state inside a BGA (Ball Grid Array) of an IC package used for high-density substrate mounting. Inspection of a mounting substrate is not completed by itself, and component polarity, positional deviation, and product type difference of a component chip to be mounted are performed by an optical substrate inspection device using an optical image using visible light (for example, see Patent Document 1). .).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-295242
[Problems to be solved by the invention]
However, if all of the solder fillets, which are difficult to see in the optical image, are to be viewed with X-rays, there is a problem that the components and the solder cannot be distinguished, and there are some that cannot be inspected. Further, when the optical board inspection apparatus and the X-ray board inspection apparatus are arranged in a series of two units, it is very disadvantageous in cost and space.
[0005]
In view of such a point, the present invention, for example, when performing a board inspection using an X-ray image, an X-ray image and an optical image such as a component that cannot be distinguished from a solder and a component in the X-ray image are inspected. It is an object of the present invention to propose a board inspection apparatus and a board inspection method for performing an optimum inspection by performing inspections in accordance with each other.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A substrate inspection apparatus according to the present invention includes an X-ray imaging unit that captures a transmitted X-ray image of an X-ray radiated from an X-ray source to an inspection target on which components are mounted, and a visible image that captures the inspection target object. An X-ray image obtained by the X-ray imaging unit and an optical image obtained by the visible light imaging unit in a board inspection apparatus that includes an optical imaging unit and inspects the inspection target object using the X-ray image and the optical image Is provided with image processing means for synthesizing.
[0007]
According to the present invention, the optical image and the X-ray image are combined and processed, and the processed composite image is used to determine, for example, a solder or a component that cannot be distinguished from a solder or a component in the X-ray image.
[0008]
Further, according to the present invention, the image processing means calculates the presence / absence of solder of the component and the shape of the solder based on a luminance distribution according to the X-ray transmittance of the X-ray image.
[0009]
According to the present invention, a wide-range luminance distribution on a substrate is obtained at once by X-ray irradiation, and the quality of soldering is determined based on a solder state calculated from the luminance distribution.
[0010]
According to the present invention, the image processing means creates a three-dimensional view of the solder portion from the luminance distribution of the X-ray image.
[0011]
According to the present invention, a solder state can be visually confirmed by adding a three-dimensional view of a solder portion to the solder state based on the above-described luminance distribution.
[0012]
Further, the present invention includes a selection unit that selects an inspection based on an X-ray image, an optical image, or a combination of an X-ray image and an optical image, according to a component mounted on the inspection object.
[0013]
According to the present invention, the selection unit selects an optimum inspection based on an X-ray image, an optical image, a composite image, or a combination thereof, depending on the type of the component mounted on the board.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a substrate inspection apparatus of the present invention and a substrate inspection method applied to this example will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 is a schematic device configuration diagram of the board inspection apparatus of the present embodiment.
[0016]
Since the device using X-rays is housed in a sealed case to prevent leaking radiation, the inside of the case is completely dark. Therefore, normal illumination is required as a means for obtaining visible light, but the description is omitted here. ing.
[0017]
[0018]
Reference numeral 11 denotes a CPU for controlling and calculating the data collection device; 12, a main memory including a ROM storing a control program of the CPU 11 and a RAM functioning as a work area; 13, an optical CCD camera 2 and an X-ray receiving
[0019]
When an X-ray image of the inspection target substrate 5 is obtained in the substrate inspection apparatus having the above-described configuration, the
[0020]
On the other hand, when obtaining an optical image of the substrate 5 to be inspected, the
[0021]
The
[0022]
Hereinafter, a method for judging the quality of soldering by inspecting the solder shape for inspecting the soldering state of the chip component mounted on the substrate using the above-described substrate inspection apparatus will be described.
[0023]
A description will be given of a solder shape inspection using an X-ray image of a chip component on a substrate, for example, a chip resistor. FIG. 2 shows an example of an optical image of a part of the substrate on which the chip components are mounted. In the figure, it appears that there are four components, but there are chip components on both sides, and the central part is in a state where the chip components are missing. FIG. 3 is an X-ray image of the same part as in FIG. 2 taken by X-ray.
[0024]
FIG. 4 shows an X-ray image threshold display based on the X-ray image of FIG. The X-ray image threshold display represents the luminance distribution of the X-ray image shown in FIG. 2, and specifically, is an 8-bit, 256-gradation luminance display that is color-coded for every 10 gradations. The portion having a high luminance is a portion having a low X-ray transmittance, that is, a solder portion, and is displayed in yellow or green in this example.
[0025]
For example, assuming that the color of pink or more is the portion where the solder is located, the position of the center of gravity (+ portion) 20a of the entire solder in the portion where the solder is located and the position of the center of gravity (+ portion) 20b of the high-brightness portion of yellow or more are determined. By calculating the difference, the solder shape can be inspected. For example, the center of gravity can be calculated by calculating the area of the target portion from the luminance distribution and calculating the center thereof, for example, by using a function of an image processing software engine. In addition, since the height of the cross section of the solder portion beside the chip component and the degree of rise of the solder can be known from the luminance distribution of the X-ray image, the volume (solder amount) of the solder fillet can be calculated.
[0026]
A method of measuring the height of the solder part by irradiating the solder part with the laser light and measuring the reflected laser light is known. However, in this conventional method, the solder part is measured in units of a laser spot having an extremely small area. It took time to measure the height. According to the method using the luminance distribution of X-rays in this example, the entire board is irradiated with X-rays, and the solder height measurement processing of each component can be performed at a time, so that the efficiency is high and the measurement time is short. There are advantages.
[0027]
The distance between the position of the center of
[0028]
FIG. 5A is a schematic view of a cross section of a solder fillet of the chip part of the part a in FIG. 4. This shows a state in which a normal solder fillet 22 is formed for the
[0029]
FIG. 6 is a three-dimensional view (3D view) of a solder part of a certain chip component. The height of the cross section of the solder part is detected from the difference in the luminance of the X-ray image, and a three-dimensional view displayed in a mesh shape is created, and the plan views shown in FIGS. Visualize the shape. For example, when it is difficult to perform inspection according to the above plan view, a command is issued from the CPU 11 or automatically by the user via the GUI 16 to create a three-dimensional view, and the user can visually check the solder shape. The solder shape can be easily confirmed by using the three-dimensional view together when checking the shape.
[0030]
Next, a description will be given of a solder inspection based on a combination of an X-ray image and an optical image, taking a chip component as an example of a chip component. 8 is an image of the same chip condenser as the X-ray image and the optical image in FIG. 7. As can be seen from the X-ray image, there is a component such as a chip capacitor which is in a so-called black state and indistinguishable from solder and component. In such a case, the X-ray image cannot accurately inspect the solder portion. Therefore, by using the optical image, combining the X-ray image and the optical image on the
[0031]
FIG. 8 shows the processed image shown in FIG. 7 processed to a level that can be used for actual inspection. In the drawing, an
In formula,
X-ray (component / solder)-optics (component) = X-ray (solder)
It is expressed as
[0032]
Next, a case in which, for example, a BGA (Ball Grid Array) is inspected as a chip component will be described as an example. FIG. 9 shows an optical image of the BGA mounted on the board and its peripheral portion. As the inspection items here, positional deviation, polarity, and type difference are checked. In the displacement check, a so-called fiducial mark provided on the substrate as a reference position is detected and corrected. These checks are applied to various other components such as tantalum capacitors, electrolytic capacitors, various ICs such as QFP (Quad Flat Package) and SOP (Small Outline Package).
[0033]
FIG. 10 shows an X-ray image of BGA, in which the presence or absence of solder and the shape of solder are checked.
[0034]
FIG. 11 shows a flowchart of the inspection by the board inspection apparatus of this example. First, the optical CCD camera 2 is set so that an optical image of a substrate to be inspected or an inspection region of the substrate can be captured, and an optical image is captured (step S1). The inspection described with reference is performed (step S2). Here, non-defective / defective products are discriminated by inspecting the presence / absence, component polarity, misalignment, and the like of various components, such as BGA, which are targets of the optical image inspection (step S3). If the inspection results in NG, the corresponding component on the board is determined to be defective.
[0035]
In the determination processing in step S3, if the inspection result is OK, the process proceeds to the next X-ray image inspection step. The X-ray source 6 and the X-ray receiving
[0036]
In the determination processing in step S6, if the result of the inspection is OK, the processing shifts to processing of an X-ray image and an optical image. The optical image and the X-ray image of the substrate to be inspected are read out from a storage unit such as the
[0037]
In the determination processing in step S7, if the inspection result is OK, the inspected substrate is regarded as a non-defective product, and the substrate inspection ends.
[0038]
This inspection flowchart is based on the fact that the CPU 11 as a selection unit is provided with an X-ray image and an optical image according to the type of components mounted on the board by providing the X-ray system and the optical system inspection unit in the same apparatus. Inspection can be performed efficiently while selecting the most appropriate one or the inspection method using the processed image. For example, depending on the part, if the X-ray image inspection is not necessary after performing the optical image inspection in steps S1 to S3, the process skips to step S7 to perform the inspection using the processed image of the X-ray image and the optical image. . Alternatively, if the component cannot be inspected by the optical image inspection and the X-ray image inspection and needs to be inspected by the processed image, an inspection flow based on various combinations such as starting from the inspection by the processed image in step S7 can be considered.
[0039]
In the above selection of the CPU 11, for example, components to be mounted as finished products are registered in the
[0040]
As described above, according to the present example, in the component mounting board inspection, by combining the X-ray image inspection and the optical image inspection, it is possible to inspect a component that has been conventionally difficult.
[0041]
In addition, the X-ray inspection apparatus and the optical inspection apparatus are simply arranged in series by the board inspection apparatus of the present embodiment, and by processing both images, an effect equivalent to two or more of these inspection apparatuses is obtained. Is obtained. In other words, the inspection involves the use of an optical inspection device based on an optical image to determine the presence / absence of components, component polarity, positional deviation, and the like, and the inspection performed by an X-ray inspection device using an X-ray image for solder fillets and solder in a BGA There is. If two units are arranged in a series, the functions of both units are added as they are to provide the functions for two units. However, when checking the solder fillet, there is a case in which the component and the solder cannot be distinguished, and this cannot be inspected by the above-described respective inspection apparatuses alone. In this board inspection apparatus, inspection can be realized by combining and processing each image of the optical image and the X-ray image.
[0042]
The present invention is not limited to the example of the above-described embodiment, but also includes X-rays emitted from the X-ray source to the inspection target substrate and light reflected from the inspection target substrate from light or the like. The present invention can also be applied to a case where they are on the same axis.
[0043]
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the optical image and the X-ray image are combined and processed, and the processed composite image is used, for example, to discriminate the solder or the component even if the component is indistinguishable from the solder or the component in the X-ray image. This has the effect that the inspection of parts, which has been difficult in the past, can be realized.
[0045]
In addition, the quality of the soldering is determined not only by the area and volume, but also by a single-step brightness distribution over a wide area on the board by X-ray irradiation. There is an effect that the pass / fail can be more accurately determined.
[0046]
In addition, by creating a solder part three-dimensional diagram based on the luminance distribution of the X-ray image, the solder state can be visually checked by adding the solder part three-dimensional figure to the solder state calculated based on the luminance distribution, so that more accurate soldering can be performed. There is an effect that a good pass / fail judgment can be made.
[0047]
In addition, since an optimum inspection based on an X-ray image, an optical image, a composite image, or a combination thereof is selected according to the type of a component mounted on the board, the inspection can be performed efficiently. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing an example of an embodiment of a substrate inspection apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an optical image used for describing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an X-ray image for explaining an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an X-ray image threshold display for explaining an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a solder fillet used for describing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an X-ray image 3D diagram for describing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a processed image used for describing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is another processed image used for describing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a BGA optical image for explaining an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a BG X-ray image for describing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart for explaining a substrate inspection method according to the present invention;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記X線撮像部で得られるX線画像及び前記可視光撮像部で得られる光学画像を合成する画像処理手段を備える
ことを特徴とする基板検査装置。An X-ray imaging unit configured to capture a transmitted X-ray image of X-rays emitted from an X-ray source to an inspection target on which components are mounted; and a visible light imaging unit configured to image the inspection target. In a board inspection apparatus for inspecting the object to be inspected by a line image and an optical image,
A board inspection apparatus comprising: an image processing unit that combines an X-ray image obtained by the X-ray imaging unit and an optical image obtained by the visible light imaging unit.
前記画像処理手段は、前記X線画像のX線透過率に応じた輝度分布により、前記部品の半田の有無及び半田形状を算出する
ことを特徴とする基板検査装置。The board inspection apparatus according to claim 1,
The board inspection apparatus according to claim 1, wherein the image processing means calculates presence / absence of solder and a solder shape of the component based on a luminance distribution according to an X-ray transmittance of the X-ray image.
前記画像処理手段は、前記X線画像の輝度分布より半田部立体図を作成する
ことを特徴とする基板検査装置。The board inspection apparatus according to claim 2,
The board inspection apparatus according to claim 1, wherein the image processing means creates a three-dimensional view of the solder portion from the luminance distribution of the X-ray image.
前記被検査対象物に実装される部品に応じて、前記X線画像、または前記光学画像、または前記X線画像及び前記光学画像の合成画像、による検査を選択する選択手段を備える
ことを特徴とする基板検査方法。The board inspection apparatus according to claim 1,
According to a component to be mounted on the inspection object, the X-ray image, or the optical image, or a combination of the X-ray image and the optical image, the selection means for selecting an inspection, characterized by comprising Substrate inspection method.
前記X線撮像部で得られるX線画像と前記可視光撮像部で得られる光学画像を合成する
ことを特徴とする基板検査方法。An X-ray imaging unit configured to capture a transmitted X-ray image of X-rays emitted from an X-ray source to an inspection target on which components are mounted; and a visible light imaging unit configured to image the inspection target. In a board inspection method for inspecting the object to be inspected by a line image and an optical image,
A method of inspecting a substrate, comprising combining an X-ray image obtained by the X-ray imaging unit and an optical image obtained by the visible light imaging unit.
前記X線画像のX線透過率に応じた輝度分布により、前記部品の半田の有無及び半田形状を算出する
ことを特徴とする基板検査方法。The board inspection method according to claim 5,
A board inspection method, wherein the presence or absence of solder and the solder shape of the component are calculated based on a luminance distribution according to an X-ray transmittance of the X-ray image.
さらに、前記X線画像の輝度分布より半田部立体図作成する
ことを特徴とする基板検査方法。The board inspection method according to claim 6,
Further, a board inspection method, wherein a three-dimensional view of a solder portion is created from the luminance distribution of the X-ray image.
前記被検査対象物に実装される部品に応じて、前記X線画像、または前記光学画像、または前記X線画像及び前記光学画像の合成画像、による検査を選択する
ことを特徴とする基板検査方法。The board inspection method according to claim 5,
A board inspection method, wherein an inspection based on the X-ray image, the optical image, or a composite image of the X-ray image and the optical image is selected according to a component mounted on the inspection object. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003134977A JP4228773B2 (en) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Board inspection equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003134977A JP4228773B2 (en) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Board inspection equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004340632A true JP2004340632A (en) | 2004-12-02 |
JP4228773B2 JP4228773B2 (en) | 2009-02-25 |
Family
ID=33525387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003134977A Expired - Fee Related JP4228773B2 (en) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Board inspection equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4228773B2 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006343193A (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Shimadzu Corp | X-ray fluoroscope |
JP2007178367A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Shibaura Mechatronics Corp | Paste application amount measuring device and paste application device |
JP2008051584A (en) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | Inspection system |
JP2012122746A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Rigaku Corp | X-ray diffraction apparatus and x-ray diffraction measurement method |
JP2013124930A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Yamaha Motor Co Ltd | X-ray inspection device |
JP2015068717A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日本電気株式会社 | Solder wetting-up inspection apparatus and solder wetting-up inspection method |
WO2015094380A1 (en) * | 2013-12-22 | 2015-06-25 | Analogic Corporation | Inspection system and method |
CN110687134A (en) * | 2019-09-29 | 2020-01-14 | 武汉大学 | Online detection device and method in production of banded FPC |
CN112014404A (en) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | Oppo(重庆)智能科技有限公司 | Component detection method, device, system, electronic equipment and storage medium |
WO2021242392A3 (en) * | 2020-03-27 | 2022-03-17 | Battelle Memorial Institute | Multimodal inspection system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5817544U (en) * | 1981-07-27 | 1983-02-03 | ソフテツクス株式会社 | Television device for observing soft X-ray images and solid images |
JPH0252246A (en) * | 1988-08-15 | 1990-02-21 | Tokyo Electron Ltd | X-ray inspection device |
JPH0469511A (en) * | 1990-07-09 | 1992-03-04 | Iwaki Electron Corp Ltd | Visual inspection device for soldering part and packaging component |
JPH04125942A (en) * | 1990-09-18 | 1992-04-27 | Fujitsu Ltd | Object surface shape displaying equipment using x-ray and object surface shape inspection equipment |
JP2000352559A (en) * | 1999-04-09 | 2000-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Apparatus and method for inspection of joint |
-
2003
- 2003-05-13 JP JP2003134977A patent/JP4228773B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5817544U (en) * | 1981-07-27 | 1983-02-03 | ソフテツクス株式会社 | Television device for observing soft X-ray images and solid images |
JPH0252246A (en) * | 1988-08-15 | 1990-02-21 | Tokyo Electron Ltd | X-ray inspection device |
JPH0469511A (en) * | 1990-07-09 | 1992-03-04 | Iwaki Electron Corp Ltd | Visual inspection device for soldering part and packaging component |
JPH04125942A (en) * | 1990-09-18 | 1992-04-27 | Fujitsu Ltd | Object surface shape displaying equipment using x-ray and object surface shape inspection equipment |
JP2000352559A (en) * | 1999-04-09 | 2000-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Apparatus and method for inspection of joint |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006343193A (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Shimadzu Corp | X-ray fluoroscope |
JP2007178367A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Shibaura Mechatronics Corp | Paste application amount measuring device and paste application device |
JP4551324B2 (en) * | 2005-12-28 | 2010-09-29 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | Paste coating amount measuring device and paste coating device |
JP2008051584A (en) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | Inspection system |
DE102011087537B4 (en) * | 2010-12-06 | 2016-05-04 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction apparatus and X-ray diffraction measuring method |
JP2012122746A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Rigaku Corp | X-ray diffraction apparatus and x-ray diffraction measurement method |
JP2013124930A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Yamaha Motor Co Ltd | X-ray inspection device |
JP2015068717A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日本電気株式会社 | Solder wetting-up inspection apparatus and solder wetting-up inspection method |
WO2015094380A1 (en) * | 2013-12-22 | 2015-06-25 | Analogic Corporation | Inspection system and method |
CN105849772A (en) * | 2013-12-22 | 2016-08-10 | 模拟技术公司 | Inspection system and method |
US10068322B2 (en) | 2013-12-22 | 2018-09-04 | Analogic Corporation | Inspection system |
CN105849772B (en) * | 2013-12-22 | 2019-06-11 | 模拟技术公司 | Check system and method |
CN110687134A (en) * | 2019-09-29 | 2020-01-14 | 武汉大学 | Online detection device and method in production of banded FPC |
WO2021242392A3 (en) * | 2020-03-27 | 2022-03-17 | Battelle Memorial Institute | Multimodal inspection system |
US11756157B2 (en) | 2020-03-27 | 2023-09-12 | Battelle Memorial Institute | Multimodal inspection system |
CN112014404A (en) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | Oppo(重庆)智能科技有限公司 | Component detection method, device, system, electronic equipment and storage medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4228773B2 (en) | 2009-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5493360B2 (en) | X-ray inspection method, X-ray inspection apparatus and X-ray inspection program | |
JP5421763B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
JP4684033B2 (en) | Board inspection equipment | |
US7664311B2 (en) | Component mounting board inspecting apparatus | |
CN104837302B (en) | Quality control system and internal check device | |
JP6451142B2 (en) | Quality control device and control method for quality control device | |
US8428338B1 (en) | Method of determining solder paste height and device for determining solder paste height | |
JP4228773B2 (en) | Board inspection equipment | |
JP5830928B2 (en) | Inspection area setting method and X-ray inspection system | |
JP2011075470A (en) | Image processing program, image processing method, and image processing device | |
JP2007139676A (en) | Device and method for inspecting substrate | |
JPH0231144A (en) | Apparatus for inspecting printed circuit board | |
JP4734650B2 (en) | Defect detection method and apparatus for cream solder printing | |
JP4660998B2 (en) | Bonding inspection device | |
JP6387620B2 (en) | Quality control system | |
JP4333349B2 (en) | Mounting appearance inspection method and mounting appearance inspection apparatus | |
JP2000352559A (en) | Apparatus and method for inspection of joint | |
JP2001183307A (en) | Method and apparatus for automatically adjusting criteria in apparatus for inspecting packaged printed circuit board | |
JP4862149B2 (en) | Inspection method and apparatus for cream solder printing | |
JP4434116B2 (en) | Inspection method for metal foil laminates | |
JP5275377B2 (en) | X-ray inspection equipment | |
JPH0743329B2 (en) | Internal defect inspection method and apparatus | |
WO2022190543A1 (en) | Information generation device | |
JP3902017B2 (en) | Solder height measuring apparatus and method | |
CN116783563A (en) | Inspection management system, inspection management device, inspection management method, and program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080408 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080609 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080819 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081008 |
|
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: 20081111 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081124 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |