JP2020162337A - Inspection device and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半田接合部の接合状態の良否を検査する検査技術に関する。特に、本発明は、2つの平面状の配線部の交差部が半田を介し接合された半田接合部の接合状態の良否を検査する検査技術に関する。例えば、外部に電力を供給する外部電力供給配線部などを含む配線部と1枚または複数枚の太陽電池とを含む太陽電池モジュールについて、それが、効率的な外部への電力供給を長期に亘り気候変動に耐え保証し得る良接続状態のみを含む太陽電池モジュールであるか否かを判定可能とするために好適な検査技術に関する。 The present invention relates to an inspection technique for inspecting the quality of the joint state of the solder joint portion. In particular, the present invention relates to an inspection technique for inspecting the quality of the joint state of a solder joint portion in which the intersection of two planar wiring portions is joined via solder. For example, for a solar cell module including a wiring unit including an external power supply wiring unit that supplies power to the outside and one or a plurality of solar cells, it provides efficient power supply to the outside for a long period of time. The present invention relates to an inspection technique suitable for making it possible to determine whether or not a solar cell module includes only a good connection state that can withstand climate change and can be guaranteed.
特許文献1には、太陽電池モジュールの半田接合評価装置が開示されている。この半田接合評価装置は、半田を介して接合された第1導電体および第2導電体から成る半田接合部を具備する太陽電池モジュールの半田接合部を評価する。具体的には、この半田接合評価装置は、測定制御部と、測定制御部によって制御されて高周波信号を発生する高周波発生部と、一端が高周波発生部に接続されて高周波発生部が発生する高周波信号を伝搬する同軸ケーブルと、同軸ケーブルの他端に接続されて半田接合部に対して高周波信号を供給する触針部と、半田接合部から触針部に反射される反射波を測定して高周波信号と反射波に基づき半田接合部のインピーダンスを計算する波形解析部とを備えている。
しかしながら、特許文献1の装置では、触針部のプローブが半田接合部に押し当てられることで半田接合部が損傷してしまうおそれがある。また、特許文献1の装置では、半田接合部の電気的導通の良否の評価を得ることができるが、長期信頼性有無に決定的に影響する半田接合部の機械的特性については得られる評価の結果が限られたものとなる。
However, in the device of
このような先行技術の問題点に鑑み、本発明は、2つの平面状の配線部の交差部が半田を介して接合された半田接合部にとって特に重要となる長期信頼性に決定的に影響する半田接合部の機械的特性を簡便・効果的に検査可能な検査装置、及び検査方法を提供することを目的とする。例えば、外部に電力を供給する外部電力供給配線部を含む配線部と1枚または複数枚の太陽電池とを含む太陽電池モジュールが有する半田接合部の良否判定が可能な検査技術を提供することを目的とする。この課題は、以下に説明する本発明の装置および方法により解決し得る。 In view of the problems of the prior art, the present invention has a decisive influence on the long-term reliability, which is particularly important for the solder joint in which the intersection of the two planar wiring parts is joined via solder. An object of the present invention is to provide an inspection device and an inspection method capable of easily and effectively inspecting the mechanical properties of a solder joint. For example, to provide an inspection technique capable of determining the quality of a solder joint portion of a solar cell module including a wiring portion including an external power supply wiring portion that supplies power to the outside and one or a plurality of solar cells. The purpose. This problem can be solved by the apparatus and method of the present invention described below.
本発明は、太陽電池モジュールの2つの平面状の配線部が交差し且つ半田部により接合された交差部である半田接合部の接合状態の良否を検査する検査装置に関し、この検査装置は、前記半田接合部の2つの配線部の対向方向に配置可能な送信部および受信部と、マスクと、制御部とを含み、前記送信部は、前記半田接合部へ向けて検査用の超音波である検査超音波を空中に照射可能であり、前記受信部は、前記検査超音波に由来する由来超音波を受信可能であり、前記マスクは、前記送信部または前記受信部と前記半田接合部との間に配置可能であり、前記対向方向から見たときに前記半田接合部の内側の領域内に収まるよう配置可能であり且つ超音波の透過を許容する透過許容部と、前記対向方向から見たときに前記透過許容部を取り囲み且つ超音波の透過を阻害する透過阻害部とを有し、前記制御部は、前記由来超音波に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する超音波判定処理を行うことが可能である。 The present invention relates to an inspection device for inspecting the quality of the joint state of the solder joint portion, which is an intersection where two planar wiring portions of the solar cell module intersect and are joined by the solder portion. The transmitter and receiver, which can be arranged in opposite directions of the two wiring portions of the solder joint, include a mask and a control unit, and the transmitter is an ultrasonic wave for inspection toward the solder joint. The inspection ultrasonic waves can be irradiated into the air, the receiving unit can receive the derived ultrasonic waves derived from the inspection ultrasonic waves, and the mask is a transmission unit or the receiving unit and the solder joint portion. A permeation permitting portion that can be arranged between them, can be arranged so as to fit within the inner region of the solder joint when viewed from the opposite direction, and allows the transmission of ultrasonic waves, and a permeation permitting portion that allows the transmission of ultrasonic waves and the permeation allowance as viewed from the opposite direction. Sometimes, it has a permeation-inhibiting portion that surrounds the permeation-allowing portion and inhibits the transmission of ultrasonic waves, and the control unit is an ultrasonic wave that determines the quality of the bonded state of the solder-bonded portion based on the derived ultrasonic waves. It is possible to perform the determination process.
言い換えれば、本発明は、例えば、太陽電池モジュールの半田部により接合された2つの配線部の交差部である半田接合部の接合状態の良否を検査する検査装置に関し、この検査装置は、前記半田接合部と対向するように配置され、前記半田接合部へ向けて超音波を空中に照射する送信部と、前記半田接合部を間において前記送信部と対向するように配置され、前記送信部から照射されて前記半田接合部を透過してきた超音波を受信する受信部と、前記半田接合部と場合によっては接触するように配置され、前記半田接合部における前記超音波の透過を許容する透過許容部と、前記送信部と前記受信部との対向方向から見たときに前記半田接合部の周囲を囲う周辺領域における前記超音波の透過を阻害する透過阻害部とを有するマスクと、前記受信部により受信される超音波に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する超音波判定処理を行う制御部とを含んでいる。 In other words, the present invention relates to, for example, an inspection device for inspecting the quality of the joint state of the solder joint portion which is the intersection of the two wiring portions joined by the solder portion of the solar cell module. A transmission unit that is arranged so as to face the joint portion and irradiates ultrasonic waves into the air toward the solder joint portion and a solder joint portion that is arranged so as to face the transmission portion between the transmission portions. The receiving portion that receives the ultrasonic waves that have been irradiated and transmitted through the solder joint portion is arranged so as to be in contact with the solder joint portion in some cases, and the transmission tolerance that allows the transmission of the ultrasonic waves in the solder joint portion is allowed. A mask having a unit, a transmission blocking unit that inhibits the transmission of ultrasonic waves in a peripheral region surrounding the solder joint portion when viewed from the opposite direction of the transmitting unit and the receiving unit, and the receiving unit. It includes a control unit that performs an ultrasonic determination process for determining the quality of the joint state of the solder joint portion based on the ultrasonic waves received by.
本発明の検査装置によれば、半田接合部を損傷させることなく半田接合部の接合状態の良否が検査される。また、本発明の検査装置によれば、太陽電池モジュールのような半田接合部の機械的特性を効果的に検査する必要がある電子・電気機器について、その電子・電機機器の特性を正確かつ簡便に検査可能である。なお、太陽電池モジュールは、例えば、外部に電力を供給する外部電力供給配線部を含む配線部を含む。配線部は、2つの平面状の配線部の交差部が半田を介して接合された半田接合部を含む。太陽電池モジュールは、例えば、効率的な外部への電力供給を長期に亘り気候変動に耐え保証し得る良接続状態のみを含む必要がある。 According to the inspection apparatus of the present invention, the quality of the joint state of the solder joint is inspected without damaging the solder joint. Further, according to the inspection device of the present invention, for an electronic / electrical device such as a solar cell module that needs to effectively inspect the mechanical properties of a solder joint, the characteristics of the electronic / electrical device can be accurately and simply obtained. Can be inspected. The solar cell module includes, for example, a wiring unit including an external power supply wiring unit that supplies electric power to the outside. The wiring portion includes a solder joint portion in which the intersections of the two planar wiring portions are joined via solder. Solar cell modules need to include, for example, only good connectivity that can withstand and guarantee efficient external power supply over the long term.
また、前記マスクは、板状に形成され、前記透過許容部は、前記板状の部材の貫通開口として構成され、前記透過阻害部は、前記貫通開口を除く部分により構成されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the mask is formed in a plate shape, the permeation permitting portion is configured as a through opening of the plate-shaped member, and the permeation inhibiting portion is formed of a portion excluding the through opening. ..
送受信部が半田接合部に非接触の状態で測定可能なので、接触による悪影響を防止でき、接触に係る工程負荷を低減できる。また、マスクを含めて半田接合部に非接触の状態で測定可能なので、悪影響防止効果または工程負荷低減効果がより顕著となる。 Since the transmission / reception portion can be measured in a non-contact state with the solder joint portion, adverse effects due to contact can be prevented and the process load related to contact can be reduced. Further, since the measurement can be performed in a non-contact state with the solder joint including the mask, the effect of preventing adverse effects or the effect of reducing the process load becomes more remarkable.
また、前記送信部と前記受信部は、前記半田接合部を間において配置され、前記マスクは、前記半田接合部の前記送信部と対向する側に配置される送信マスクと、前記半田接合部の前記受信部と対向する側に配置される受信マスクとを含むことが好ましい。 Further, the transmitting unit and the receiving unit are arranged with the solder joint portion between them, and the mask is a transmission mask arranged on the side of the solder joint portion facing the transmitting unit and the solder joint portion. It is preferable to include a reception mask arranged on the side facing the receiving unit.
本発明に係る透過阻害部/透過許容部における超音波の透過率の比をより大きくすることで、より正確に半田接合部の接合状態の良否が検査可能となる。また、本発明に係る電子・電気機器(具体的には太陽電池モジュール)の本体から本発明に係る半田接合部が離隔している場合でも、半田接合部をこれら2枚のマスクに安定して挟み込むことで正確に検査可能となる。 By increasing the ratio of the transmittance of ultrasonic waves in the permeation-inhibiting portion / permeation-allowing portion according to the present invention, it is possible to more accurately inspect the quality of the joint state of the solder joint portion. Further, even when the solder joint according to the present invention is separated from the main body of the electronic / electrical device (specifically, the solar cell module) according to the present invention, the solder joint can be stably attached to these two masks. Accurate inspection is possible by sandwiching it.
また、前記透過許容部の大きさは、可変であることが好ましい。 Further, it is preferable that the size of the permeation allowance portion is variable.
本発明に係る複数の種類の半田接合部を有する電子・電気機器(具体的には太陽電池モジュール)につき、さらに、複数の機器に共通に、短時間で検査可能と装置なる。 An electronic / electrical device (specifically, a solar cell module) having a plurality of types of solder joints according to the present invention can be inspected in a short time in common with the plurality of devices.
また、前記超音波判定処理では、前記制御部は、前記由来超音波に基づいて、それぞれが前記由来超音波の変動量を示す複数の画素を有する由来超音波変動量画像を生成し、前記由来超音波変動量画像に含まれる複数の画素のうち前記由来超音波の変動量が予め定められた由来変動量閾値を上回る画素の数が予め定められた画素数閾値を上回る場合に、前記半田接合部の接合状態が良好であると判定し、前記由来変動量閾値を上回る画素の数が前記画素数閾値を上回らない場合に、前記半田接合部の接合状態が不良であると判定することが好ましい。 Further, in the ultrasonic determination process, the control unit generates a derived ultrasonic fluctuation amount image having a plurality of pixels, each of which indicates the fluctuation amount of the derived ultrasonic wave, based on the derived ultrasonic wave, and the derived ultrasonic wave amount image is generated. When the number of pixels in which the fluctuation amount of the derived ultrasonic waves exceeds the predetermined origin fluctuation amount threshold value exceeds the predetermined pixel number threshold value among the plurality of pixels included in the ultrasonic fluctuation amount image, the solder bonding is performed. It is preferable to determine that the joint state of the portions is good, and when the number of pixels exceeding the origin fluctuation amount threshold does not exceed the pixel number threshold, it is determined that the joint state of the solder joint portion is poor. ..
また、前記由来超音波の変動量は、超音波量および前記検査超音波の送信タイミングから該検査超音波に対応する前記由来超音波の受信タイミングまでの時間からなる群から選ばれる1種以上であることが好ましく、より好ましくはこれら両方である。 Further, the fluctuation amount of the derived ultrasonic wave is one or more selected from the group consisting of the ultrasonic wave amount and the time from the transmission timing of the inspection ultrasonic wave to the reception timing of the derived ultrasonic wave corresponding to the inspection ultrasonic wave. It is preferable to have, and more preferably both of them.
本発明の装置は、検査対象の電子・電気機器(具体的には太陽電池モジュール)を撮像することでその画像を取得する撮像部を含むことが好ましい。本発明に係る超音波判定処理のみならず、その前後、または同時に、本発明に係る画像判定処理を実施でき、これらの判定結果を複合的に解析可能となり、不良製品の除去率や製造歩留まりの向上に寄与できる。また、本発明の装置は、前記送信部と前記受信部と前記マスクを搬送する搬送機構を含むことが好ましい。大量かつ短時間の検査が可能となる。さらに、これら撮像部と搬送機構の両方を含むことがより好ましい。このようにすることで、前記制御部は、前記画像に基づいて前記半田接合部の位置情報を導出し、その位置情報に基づいて前記送信部と前記受信部と前記マスクをそれぞれ所定の位置に搬送するように前記搬送機構を制御することが可能となる。 The apparatus of the present invention preferably includes an imaging unit that acquires an image of an electronic / electrical device (specifically, a solar cell module) to be inspected. Not only the ultrasonic wave determination process according to the present invention, but also the image determination process according to the present invention can be performed before, after, or at the same time, and these determination results can be analyzed in a complex manner, and the removal rate of defective products and the manufacturing yield can be determined. Can contribute to improvement. Further, the apparatus of the present invention preferably includes a transport mechanism for transporting the transmitting unit, the receiving unit, and the mask. A large amount of inspection can be performed in a short time. Further, it is more preferable to include both the imaging unit and the transport mechanism. By doing so, the control unit derives the position information of the solder joint based on the image, and based on the position information, the transmitting unit, the receiving unit, and the mask are placed at predetermined positions, respectively. It becomes possible to control the transport mechanism so as to transport.
さらに、本発明は、太陽電池モジュールの半田部により接合された2つの平面状の配線部の交差部である半田接合部の接合状態の良否を検査する検査方法に関し、この検査方法は、前記半田接合部と対向するように送信部を配置し、前記半田接合部を間において前記送信部と対向するように受信部を配置し、前記半田接合部における超音波の透過を許容する透過許容部と対向方向から見たときに前記半田接合部の周囲を囲う周辺領域における超音波の透過を阻害する透過阻害部とを有するマスクを前記半田接合部と接触するように配置する第1工程と、前記送信部が前記半田接合部へ向けて超音波を空中に照射し、前記受信部が前記送信部から照射されて前記半田接合部を透過してきた超音波を受信する第2工程と、前記受信部により受信される超音波に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する第3工程とを含んでいる。 Further, the present invention relates to an inspection method for inspecting the quality of the joint state of the solder joint portion, which is the intersection of the two planar wiring portions joined by the solder portion of the solar cell module. A transmission unit is arranged so as to face the joint portion, a reception unit is arranged so as to face the transmission unit between the solder joint portions, and a transmission allowance portion that allows transmission of ultrasonic waves in the solder joint portion is provided. The first step of arranging a mask having a transmission obstructing portion that inhibits the transmission of ultrasonic waves in a peripheral region surrounding the solder joint portion when viewed from the opposite direction so as to be in contact with the solder joint portion, and the above. A second step in which the transmitting unit irradiates ultrasonic waves toward the solder joint portion in the air, and the receiving unit receives the ultrasonic waves transmitted from the transmitting unit and transmitted through the solder joint portion, and the receiving unit. It includes a third step of determining the quality of the joint state of the solder joint portion based on the ultrasonic waves received by.
本発明によれば、半田接合部を損傷させることなく半田接合部の接合状態の良否が検査される。 According to the present invention, the quality of the joint state of the solder joint is inspected without damaging the solder joint.
以下、実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
(検査装置)
図1は、実施形態による検査装置10の構成を例示している。この検査装置10は、半田接合部の接合状態の良否を検査する検査する。特に、この検査装置10は、2つの平面状の配線部の交差部が半田を介し接合された半田接合部の接合状態の良否を検査する。この検査装置10は、特に、効率的な外部への電力供給を長期に亘り気候変動に耐え保証することを要する太陽電池モジュール70の半田接合部80の良否を検査することに適したものである。
(Inspection device)
FIG. 1 illustrates the configuration of the
〔太陽電池モジュール〕
ここで、図2および図3を参照して、検査装置10の検査対象として好適な太陽電池モジュール70について説明する。図3は、図2のIII−III線における断面図である。
[Solar cell module]
Here, the
この例では、太陽電池モジュール70は、複数の太陽電池セル71と、複数のタブ電極(タブ線72)と、第1保護部材74と、第2保護部材75と、封止部材76とを備える。一般に、太陽電池モジュール70は、1枚または複数枚の太陽電池セル71(太陽電池)と、太陽電池から外部に電力を供給する配線部とを含む。このような配線部としては、太陽電池に形成されたフィンガー電極線と、導電接着固定された複数のタブ線72と、複数のリード線73とが例示される。また、これらの構成に加えて、例えば、第1保護部材74と第2保護部材75と封止部材76とを備えるものも、太陽電池モジュールと呼称されている。このような太陽電池モジュールは、効率的な外部への電力供給を長期に亘り気候変動に耐え保証しつつ、安価簡便にこれを製造する観点から、2つの平面状の配線部が交差し且つ半田部により接合された交差部である半田接合部を含むこと、そして、複数の種類の半田接合部を含むことが一般的である。このような太陽電池モジュールに代表される電子・電気機器部材(複数の種類の半田接合部を含む電子・電気機器部材)が、本発明の好ましい検査対象である。
In this example, the
〈太陽電池セル〉
太陽電池セル71は、光電変換部700と、第1電極701と、第2電極702とを有している。光電変換部700は、光を電力に変換する。第1電極701は、光電変換部700の一方面に設けられる。この例では、第1電極701は、線状に形成された複数のフィンガー電極710により構成されている。フィンガー電極710は、導電性を有する金属により作製されている。第2電極702は、光電変換部700の他方面に設けられる。この例では、第2電極702は、導電性を有する金属箔により構成されている。
<Solar cell>
The
〈タブ線〉
タブ線72は、隣り合う2つの太陽電池セル71を電気的に接続するための配線部である。タブ線72は、導電性を有する金属により作製されている。この例では、タブ線72の一端部は、隣り合う2つの太陽電池セル71のうち一方の太陽電池セル71の第1電極701に接続される。タブ線72の他端部は、隣り合う2つの太陽電池セル71のうち他方の太陽電池セル71の第2電極702に接続される。
<Tab line>
The
〈リード線〉
リード線73は、電流を引き出すための配線部である。リード線73は、導電性を有する金属により作製されている。この例では、複数のリード線73が設けられている。具体的には、タブ線72の端部が接続されるリード線73と、別のリード線73の端部が接続されるリード線73とがある。
<Lead>
The
〈保護部材と封止部材〉
第1保護部材74は、複数の太陽電池セル71の一方面と所定の間隔をおいて設けられている。第2保護部材75は、複数の太陽電池セル71の他方面と所定の間隔をおいて設けられている。封止部材76は、第1保護部材74と第2保護部材75との間に充填されている。このような構成により、複数の太陽電池セル71が封止されている。
<Protective member and sealing member>
The first
〔半田接合部〕
図4および図5は、太陽電池モジュール70の半田接合部80の構成を例示している。図4は、図2に示した太陽電池モジュール70のうち二点鎖線で囲んだ部分を拡大して示す平面図であり、図5は、図4のV−V線における断面図である。
[Solder joint]
4 and 5 illustrate the configuration of the
半田接合部80は、半田部83により接合された2つの平面状の配線部(第1配線部81と第2配線部82)の交差部である。半田接合部80では、第1配線部81と第2配線部82との間に半田部83が設けられている。この例では、太陽電池モジュール70には、複数の種類の半田接合部80が設けられている。具体的には、半田部83により接合されたリード線73とリード線73との交差部である半田接合部80(図4の上部を参照)と、半田部83により接合されたタブ線72とリード線73との交差部である半田接合部80(図4の下部を参照)と、半田部83により接合されたタブ線72と太陽電池セル71の第1電極701との交差部である半田接合部80(図示を省略)と、半田部83により接合されたタブ線72と太陽電池セル71の第2電極702との交差部である半田接合部80(図示を省略)とが設けられている。
The solder
図4および図5に示すように、半田部83は、2つのフィレット83aを有している。2つのフィレット83aは、平面視において第1配線部81の幅方向における両側に配置されている。フィレット83aは、第1配線部81の幅方向における断面形状が第1配線部81側から第2配線部82側へ向かうに連れて第1配線部81の幅方向における外側に次第に広がるように形成されている。また、フィレット83aは、平面視において矩形状に形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
〔検査装置の構成〕
本発明の検査装置10は、送信部31および受信部32を含む超音波検査機構と、マスク40と、制御部60を少なくとも含む。好ましくは、本発明の検査装置10撮像部20と搬送機構50からなる群から選ばれる1以上をさらに含む。
[Configuration of inspection equipment]
The
図1に示すように、この例では、検査装置10は、撮像部20と、超音波検査機構に含まれる送信部31および受信部32と、マスク40と、搬送機構50と、制御部60とを備えている。なお、以下で説明する検査装置10による太陽電池モジュール70の半田接合部80の良否の検査は、第1保護部材74と第2保護部材75と封止部材76が設けられていない太陽電池モジュール70に対して行われる。すなわち、太陽電池モジュール70に第1保護部材74と第2保護部材75と封止部材76が設けられる前(すなわち複数の太陽電池セル71が封止される前)に、検査装置10による太陽電池モジュール70の半田接合部80の良否の検査が行われる。
As shown in FIG. 1, in this example, the
〔撮像部〕
撮像部20は、本発明に係る検査対象となる電子・電気機器(具体的には太陽電池モジュール70)の全体および半田接合部80を含む局所を撮像する。好ましくは、撮像部20は、検査装置10に対する相対位置情報などを含む検査対象における微小領域の位置情報と、明暗色合いなどからなるイメージデータとを送出する機能を有する。例えば、撮像部20は、太陽電池モジュール70を撮像することで太陽電池モジュール70の画像を取得する。図6に示すように、撮像部20は、例えば、後述する搬送機構50により搬送される太陽電池モジュール70を撮像することで太陽電池モジュール70の画像を取得する。この例では、撮像部20は、線状の領域を撮像するラインセンサカメラにより構成されている。なお、撮像部20は、矩形状の領域を撮像するエリアカメラにより構成されていてもよい。
[Image pickup unit]
The
(超音波検査機構)
超音波検査機構は、半田接合部80の2つの配線部81,82の対向方向(以下では単に「対向方向」と記載)に配置可能な送信部31および受信部32を含む。対向方向は、一般に、半田接合部80の平面の法線方向に平行であるが、当該平行な方向から角度を持った方向とすることで、検査精度を向上できる場合もある。
(Ultrasonography mechanism)
The ultrasonic inspection mechanism includes a transmitting
〔送信部〕
送信部31は、検査用の超音波である検査超音波を対向方向に且つ空中に照射可能である。具体的には、送信部31は、半田接合部80と対向するように配置され、半田接合部80へ向けて検査超音波を空中に照射する。図7に示すように、送信部31は、半田接合部80と所定の間隔をおいて対向するように配置される。
[Transmitter]
The
〔受信部〕
受信部32は、検査超音波に由来する由来超音波を受信可能である。この例では、由来超音波は、半田接合部を透過してきた超音波である。そして、この例では、受信部32は、半田接合部80を間において送信部31と対向するように配置される。そして、受信部32は、送信部31から照射されて半田接合部80を透過してきた超音波を受信する。図7に示すように、受信部32は、半田接合部80と所定の間隔をおいて対向するように配置される。
[Receiver]
The receiving
〔マスク〕
マスク40は、送信部31(または受信部32)と半田接合部80との間に配置可能である。好ましくは、マスク40は、板状に形成され、対向方向から見たときに半田接合部80の内側の領域内に収まるよう配置可能であり且つ超音波の透過を許容する透過許容部40aと、対向方向から見たときに透過許容部40aを取り囲み且つ超音波の透過を阻害する透過阻害部40bとを有している。また、送信部31と受信部32が半田接合部80を間において配置される場合、それぞれが板状に形成された送信マスク41および受信マスク42の1組のサブマスクを組み合わせたものとすることができる。すなわち、1つの送信マスク41と1つの受信マスク42により1つの組が構成される。
〔mask〕
The
図8および図9は、マスク40の構成を例示している。図8および図9は、図4および図5にそれぞれ対応する。図9は、図8のIX−IX線における断面図である。
8 and 9 illustrate the configuration of the
この例では、マスク40は、半田接合部80と接触するように配置される。なお、マスク40は、半田接合部80と非接触であってもよい。また、上述のとおり、マスク40は、透過許容部40aと、透過阻害部40bとを有している。
In this example, the
透過許容部40aは、半田接合部80における超音波の透過を許容する。好ましくは、透過許容部40aの透過率は、0.0001%以上で且つ100%以下である。より好ましくは、透過許容部40aの透過率は、0.01%以上で且つ1%以下である。
The
透過阻害部40bは、例えば、対向方向から見たときに半田接合部80の周囲を囲う周辺領域における超音波の透過を阻害する。透過阻害部40bの透過率は、透過許容部40aの透過率よりも低くなっている。好ましくは、透過阻害部40bの透過率は、0.001%未満である。より好ましくは、透過阻害部40bの透過率は、0.00001%未満である。
The
また、マスク40の透過許容部40aの大きさは、可変であることが好ましい。より好ましくは、透過許容部40aの大きさは、半田接合部80の大きさに応じて可変である。さらに好ましくは、透過許容部40aの大きさは、前述の太陽電池モジュール70の画像から得られる半田接合部80の大きさに応じて可変である。このように透過許容部40aの大きさを変更できることが、本発明の特徴の一つである。例えば、透過許容部40aが矩形である場合、マスク40は、透過阻害部40bの一部となる遮蔽板(図示を省略)を平行移動させることで、透過許容部40aの縦横の長さを変化させるように構成されていてもよい。このような構成により、透過許容部40aの大きさを可変にできる。また、太陽電池モジュール70に設けられる複数の半田接合部の種類にそれぞれ対応する複数のマスク(例えばそれぞれが異なる形状の透過許容部40aを有する複数のマスク)の中から選択されたマスクを使用することにより、マスク40の透過許容部40aの大きさを可変とすることも可能である。
Further, the size of the permeation
この例では、マスク40は、板状に形成されている。マスク40の中央部には、開口部が設けられている。すなわち、この例では、透過許容部40aは、板状の部材の貫通開口(具体的には板状の部材の中央部に設けられた貫通開口)として構成され、透過阻害部40bは、貫通開口を除く部分により構成されている。この例では、マスク40は、送信部31側から受信部32側へ向かう方向(すなわち対向方向)に平行な方向から見たときにマスク40の開口部から半田接合部80を露出させることができるように構成されており、マスク40の開口部から半田接合部80を露出させるように配置される。すなわち、透過許容部40aは、対向方向から見たときに、半田接合部80の内側の領域内に収まるよう配置可能となるように構成されている。言い換えると、透過許容部40aは、平面視において、その外周縁が半田接合部80の外周縁よりも内側に位置するように構成されている。
In this example, the
以上のとおり、この例では、透過許容部40aは、マスク40の開口部により構成されている。透過阻害部40bは、マスク40の開口部を除く部分により構成されている。透過阻害部40bは、対向方向から見たときに、透過許容部40aを取り囲むように構成されている。また、マスク40は、例えば、樹脂材料やゴム材料により作製され、対向方向から見たとき(以下「平面視」と記載)において半田接合部80よりも大きい矩形状に形成されている。マスク40の中央部に設けられた開口部は、平面視において矩形状に形成されている。すなわち、この例では、透過許容部40aは、平面視において矩形状に形成され、透過阻害部40bは、平面視において透過許容部40aを囲う矩形の枠状に形成されている。言い換えると、透過阻害部40bは、貫通開口を取り囲むマスク40を構成する材料で構成されている。
As described above, in this example, the
また、図8に示すように、この例では、透過許容部40aは、対向方向から見たときに透過許容部40aの外周縁が半田接合部80の外周縁よりも内側に位置するように形成されている。例えば、対向方向から見たときに、透過許容部40aの外周縁は、半田接合部80の外周縁よりも約1mmだけ内側に位置している。この例では、第1配線部81の幅方向における透過許容部40aの長さXは、第1配線部81の幅方向における半田接合部80の長さA(すなわち第1配線部81の幅方向長さ)よりも短くなっており、第2配線部82の幅方向における透過許容部40aの長さYは、第2配線部82の幅方向における半田接合部80の長さB(すなわち第2配線部82の幅方向長さ)よりも短くなっている。例えば、透過許容部40aの長さXは、半田接合部80の長さAよりも約2mmだけ短くなっており、透過許容部40aの長さYは、半田接合部80の長さBよりも約2mmだけ短くなっている。
Further, as shown in FIG. 8, in this example, the
また、図9に示すように、この例では、マスク40は、送信マスク41と、受信マスク42とを含んでいる。送信マスク41は、半田接合部80の送信部31と対向する側に配置される。受信マスク42は、半田接合部80の受信部32と対向する側に配置される。具体的には、送信マスク41は、第1配線部81と接触するように配置され、受信マスク42は、第2配線部82と接触するように配置されている。受信マスク42の構成は、送信マスク41の構成と同様となっている。
Further, as shown in FIG. 9, in this example, the
なお、図8に示すように、この例では、検査装置10は、複数の半田接合部80の種類にそれぞれ対応する複数のマスク40を備えている。具体的には、半田部83により接合されたリード線73とリード線73との交差部である半田接合部80に対応するマスク40(図8の上部を参照)と、半田部83により接合されたタブ線72とリード線73との交差部である半田接合部80に対応するマスク40(図8の下部を参照)と、半田部83により接合されたタブ線72と太陽電池セル71の第1電極701との交差部である半田接合部80に対応するマスク40(図示を省略)と、半田部83により接合されたタブ線72と太陽電池セル71の第2電極702との交差部である半田接合部80に対応するマスク40(図示を省略)とが設けられている。そして、半田接合部80に接触するように配置されるマスク40は、複数の半田接合部80の種類にそれぞれ対応する複数のマスク40の中から選択されたマスク40である。
As shown in FIG. 8, in this example, the
具体的には、この例では、検査装置10は、複数の半田接合部80の種類にそれぞれ対応する複数の送信マスク41と、複数の半田接合部80の種類にそれぞれ対応する複数の受信マスク42とを備えている。そして、複数の送信マスク41および複数の受信マスク42の中から検査の対象となる半田接合部80に対応する送信マスク41および受信マスク42がそれぞれ選択され、その選択された送信マスク41および受信マスク42が半田接合部80の送信部31側および受信部32側にそれぞれ接触するように配置される。
Specifically, in this example, the
〔マスクによる超音波の透過制限〕
ここで、図8および図9を参照して、マスク40による超音波の透過制限について説明する。隣接する2つの領域の音響インピーダンスの差が大きくなるに連れて、その2つの領域の境界面における超音波の反射量が多くなる傾向にある。
[Limitation of ultrasonic transmission by mask]
Here, the transmission limitation of ultrasonic waves by the
図8および図9の例では、送信マスク41の透過許容部40aは、送信マスク41の開口部(具体的には空気層)により構成され、送信マスク41の透過阻害部40bは、送信マスク41の開口部を除く部分(具体的には樹脂で作製された部分)により構成されている。したがって、空気層と送信マスク41の透過阻害部40bとの境界面における超音波の反射量は、送信マスク41の透過許容部40aにおける超音波の反射量よりも多くなっている。これと同様に、空気と受信マスク42の透過阻害部40bとの境界面における超音波の反射量は、受信マスク42の透過許容部40aにおける超音波の反射量よりも多くなっている。
In the examples of FIGS. 8 and 9, the transmission
そのため、送信部31から半田接合部80へ向けて進行する超音波は、送信マスク41の透過許容部40aおよび受信マスク42の透過許容部40aにおいて実質的に反射されずに、送信マスク41の透過許容部40aと半田接合部80と受信マスク42の透過許容部40aとを順に通過して受信部32に到達する。一方、送信部31から半田接合部80の周辺領域へ向けて進行する超音波は、その一部が空気層と送信マスク41の透過阻害部40bとの境界面において反射される。また、空気層と送信マスク41の透過阻害部40bとの境界面において反射されずに送信マスク41の透過阻害部40bを透過した超音波は、その一部が空気層と受信マスク42の透過阻害部40bとの境界面において反射される。
Therefore, the ultrasonic waves traveling from the
このように、送信マスク41の透過許容部40aは、送信部31から半田接合部80へ向かう超音波の透過を許容する。送信マスク41の透過阻害部40bは、送信部31から半田接合部80の周辺領域(具体的には空気層)へ向かう超音波の透過を阻害する。受信マスク42の透過許容部40aは、半田接合部80から受信部32へ向かう超音波の透過を許容する。受信マスク42の透過阻害部40bは、半田接合部80の周辺領域(具体的には空気層)から受信部32へ向かう超音波の透過を阻害する。
In this way, the transmission
〔搬送機構〕
搬送機構50は、後述する半田接合部80の位置情報に基づいて、送信部31と受信部32とマスク40をそれぞれ所定の位置(半田接合部80の位置に応じた位置)に搬送する。この例では、搬送機構50は、送信部31と受信部32と送信マスク41と受信マスク42と太陽電池モジュール70を搬送する。具体的には、この例では、搬送機構50は、送信部31を任意の方向に搬送する送信搬送部51(図7参照)と、受信部32を任意の方向に搬送する受信搬送部52(図7参照)と、送信マスク41および受信マスク42を任意の方向に搬送するマスク搬送部(図示を省略)と、太陽電池モジュール70を予め定められた搬送方向に搬送するモジュール搬送部(図示を省略)とを有している。
[Transport mechanism]
The
〔制御部〕
制御部60は、検査装置10の各部(この例では撮像部20と送信部31と受信部32と搬送機構50など)と電気的に接続されて検査装置10の各部との間において信号や情報を伝送する。そして、制御部60は、検査装置10の各部および検査装置10の外部からの信号や情報に基づいて、検査装置10の各部を制御して検査装置10の動作を制御する。例えば、制御部60は、プロセッサと、プロセッサを動作させるためのプログラムや情報を記憶するメモリとにより構成されている。この例では、制御部60は、超音波判定処理、半田接合部の位置情報の導出、搬送機構の制御、画像判定処理、透過許容部の大きさの制御などを行う。
[Control unit]
The
制御部60は、超音波判定処理を行う。超音波判定処理において、制御部60は、受信部32により受信される超音波に基づいて半田接合部80の接合状態の良否を判定する。この例では、制御部60は、抽出処理を行う。抽出処理において、制御部60は、撮像部20により取得された太陽電池モジュール70の画像に基づいて、半田接合部80の位置情報を導出する。そして、制御部60は、超音波判定処理において、半田接合部80の位置情報に基づいて送信部31と受信部32とマスク40とが搬送されるように搬送機構50を制御する。なお、抽出処理および超音波判定処理については、後で詳しく説明する。
The
また、この例では、制御部60は、半田接合部80に対して画像判定処理を行う。画像判定処理では、制御部60は、撮像部20により取得された太陽電池モジュール70の画像に基づいて半田接合部80の接合状態の良否を判定する。そして、制御部60は、半田接合部80に対して行われた画像判定処理において接合状態が不良であると判定された場合に、その半田接合部80に対して超音波判定処理を行う。なお、画像判定処理については、後で詳しく説明する。
Further, in this example, the
〔検査装置の動作〕
次に、図10を参照して、検査装置10の動作(検査装置10による太陽電池モジュール70の検査)について説明する。検査装置10による検査は、第1保護部材74と第2保護部材75と封止部材76が設けられていない太陽電池モジュール70に対して行われる。
[Operation of inspection device]
Next, the operation of the inspection device 10 (inspection of the
〈ステップS10〉
まず、検査装置10において抽出処理が行われる。抽出処理では、撮像部20により太陽電池モジュール70が撮像されて太陽電池モジュール70の画像が取得され、その太陽電池モジュール70の画像の中から半田接合部80を含む画像である半田接合部画像が抽出される。なお、抽出処理では、太陽電池モジュール70(すなわち検査対象)の設計図に基づいて半田接合部80となることが予め定められている部分を含む画像を抽出し、その抽出された画像から適切な部分(半田接合部80を含む部分)を半田接合部画像として抽出することが好ましい。また、抽出処理では、半田接合部80を含む半田接合部画像が適切に抽出できない場合に、制御部60から検査実施主体側(図示を省略)へアラート信号を送信できるようになっていることが好ましい。
<Step S10>
First, the
〈ステップS20〉
次に、検査装置10において画像判定処理が行われる。画像判定処理では、太陽電池モジュール70の画像(具体的には太陽電池モジュール70の画像から抽出された半田接合部画像)に基づいて、半田接合部80の接合状態の良否が判定される。
<Step S20>
Next, the
〈ステップS30〉
次に、検査装置10において超音波判定処理が行われる。この例では、超音波判定処理において、半田接合部80と対向するように送信部31が配置され、半田接合部80を間において送信部31と対向するように受信部32が配置され、半田接合部80と接触するようにマスク40が配置される。次に、送信部31が半田接合部80へ向けて超音波を空中に照射し、受信部32が送信部31から照射されて半田接合部80を透過してきた超音波を受信する。そして、受信部32により受信される超音波に基づいて、半田接合部80の接合状態の良否が判定される。
<Step S30>
Next, the
〈ステップS40〉
次に、検査装置10において検査結果が出力される。具体的には、制御部60は、画像判定処理の結果と超音波判定処理の結果を出力する。制御部60から出力される画像判定処理の結果と超音波判定処理の結果は、例えば、検査装置10に設けられた表示部(図示を省略)に表示される。このようにして、検査結果が検査実施主体側(図示を省略)に通知される。
<Step S40>
Next, the
〔抽出処理〕
次に、図11を参照して、抽出処理(ステップS10)について説明する。
[Extraction process]
Next, the extraction process (step S10) will be described with reference to FIG.
〈ステップS11〉
まず、撮像部20は、制御部60による制御に応答して太陽電池モジュール70を撮像する。この例では、図6に示すように、制御部60は、太陽電池モジュール70が予め定められた搬送方向に搬送されるように搬送機構50を制御するとともに、撮像部20を制御して搬送機構50により搬送方向に搬送される太陽電池モジュール70を撮像部20に撮像させる。これにより、太陽電池モジュール70の画像が取得される。このような本発明に係る搬送につき、透過許容部が平面視交差部の内側の領域内に収まるよう配置可能であり、また好ましくは、太陽電池モジュールの前記画像群が撮像可能であれば、太陽電池、送信部、受信部、及びマスクは互いに相対的に搬送可能であればよいことは言うまでもない。
<Step S11>
First, the
〈ステップS12〉
次に、制御部60は、ステップS11において取得された太陽電池モジュール70の画像の中から検査の対象となる半田接合部80を含む半田接合部画像を探索し、その探索により検出された半田接合部画像を抽出する。この半田接合部画像の探索および抽出は、公知の画像探索技術および画像抽出技術により実現可能である。
<Step S12>
Next, the
〈ステップS13〉
次に、制御部60は、ステップS12において抽出された半田接合部画像と予め定められた基準画像とを比較することで半田接合部画像に含まれる半田接合部80の位置情報を導出する。なお、基準画像は、比較の基準となる半田接合部80を含む画像である。基準画像では、予め定められた基準形状を有する半田接合部80が予め定められた基準位置に配置されている。
<Step S13>
Next, the
具体的には、制御部60は、半田接合部画像の位置座標を取得する。また、制御部60は、半田接合部画像と基準画像とを比較して、基準画像における半田接合部80の位置に対する半田接合部画像における半田接合部80の位置のずれ量である位置ずれ量と、基準画像における半田接合部80の角度に対する半田接合部画像における半田接合部80の角度のずれ量である角度ずれ量とを導出する。次に、制御部60は、その導出された位置ずれ量および角度ずれ量がゼロになるように、半田接合部画像における半田接合部80の位置補正量および角度補正量を導出する。そして、制御部60は、半田接合部画像と、その半田接合部画像の位置座標と位置補正量と角度補正量とを含む位置情報とを対応付けて記憶する。
Specifically, the
なお、この例では、制御部60は、半田接合部画像に含まれる半田接合部80の種類を検出し、半田接合部画像と、その半田接合部画像に含まれる半田接合部80の種類を示す種類情報とを対応付けて記憶する。具体的には、制御部60は、ステップS12において抽出された半田接合部画像と、半田接合部80の種類毎に準備された基準画像とを比較することで、半田接合部画像に含まれる半田接合部80の位置情報および種類情報を導出する。
In this example, the
〈ステップS14〉
次に、制御部60は、太陽電池モジュール70の画像における半田接合部画像の探索が完了したか否かを判定する。すなわち、制御部60は、検査の対象となる半田接合部80を含む半田接合部画像の抽出が完了したか否かを判定する。検査の対象となる半田接合部80を含む半田接合部画像の抽出が完了していない場合には、ステップS11へ進む。一方、検査の対象となる半田接合部80を含む半田接合部画像の抽出が完了している場合には、抽出処理を終了する。
<Step S14>
Next, the
〔画像判定処理〕
次に、図12を参照して、画像判定処理(ステップS20)について説明する。
[Image judgment processing]
Next, the image determination process (step S20) will be described with reference to FIG.
〈ステップS21〉
制御部60は、抽出処理(ステップS10)において抽出された半田接合部80の中から画像判定の対象となる半田接合部80を選択する。具体的には、制御部60は、抽出処理において抽出された半田接合部画像の中からいずれか1つの半田接合部画像(未だ選択されていない半田接合部画像)を選択する。
<Step S21>
The
〈ステップS22〉
次に、制御部60は、ステップS21において画像判定の対象として選択された半田接合部80を含む半田接合部画像を補正する。具体的には、制御部60は、ステップS21において選択された半田接合部画像に対応付けられている位置情報に含まれる位置補正量と角度補正量に基づいて、ステップS21において選択された半田接合部画像の位置および角度を補正する。
<Step S22>
Next, the
〈ステップS23〉
次に、制御部60は、ステップS22において補正された半田接合部画像に基づいて画像判定を行う。この画像判定では、制御部60は、半田接合部画像に含まれる半田接合部80の外観に基づいて、半田接合部80の接合状態の良否を判定する。そして、制御部60は、半田接合部80を含む半田接合部画像と、その半田接合部80に対する画像判定の結果とを対応付けて記憶する。具体的には、画像判定では、制御部60は、フィレット異常判定と、配線異常判定とを行う。
<Step S23>
Next, the
フィレット異常判定では、半田接合部画像に含まれる半田接合部80のフィレット83aの形状が異常であるか否かが判定される。例えば、フィレット異常判定では、平面視におけるフィレット83aの長手方向の長さ(または短手方向の長さ)が予め定められた許容範囲内に収まらない場合に、半田接合部80のフィレット83aの形状が異常であると判定され、半田接合部80の接合状態が不良であると判定される。一方、フィレット異常判定では、平面視におけるフィレット83aの長手方向の長さ(または短手方向の長さ)が予め定められた許容範囲内に収まる場合に、半田接合部80のフィレット83aの形状が正常であると判定され、半田接合部80の接合状態が良好であると判定される。
In the fillet abnormality determination, it is determined whether or not the shape of the
配線異常判定では、半田接合部画像に含まれる半田接合部80を構成する第1配線部81および第2配線部82の位置および角度が異常であるか否かが判定される。例えば、配線異常判定では、平面視における第1配線部81のエッジと第2配線部82のエッジとの間の長さ(または角度)が予め定められた許容範囲内に収まらない場合に、第1配線部81および第2配線部82の位置(または角度)が異常であると判定され、半田接合部80の接合状態が不良であると判定される。一方、配線異常判定では、平面視における第1配線部81のエッジと第2配線部82のエッジとの間の長さ(または角度)が予め定められた許容範囲内に収まる場合に、第1配線部81および第2配線部82の位置(または角度)が正常であると判定され、半田接合部80の接合状態が良好であると判定される。
In the wiring abnormality determination, it is determined whether or not the positions and angles of the
〈ステップS24〉
次に、制御部60は、画像判定処理において画像判定の対象とすべき半田接合部80の全部に対して画像判定が完了したか否かを判定する。この例では、制御部60は、抽出処理において抽出された半田接合部80の全部に対して画像判定が完了したか否かを判定する。画像判定処理において画像判定の対象とすべき半田接合部80の全部に対して画像判定が完了していない場合には、ステップS21へ進む。一方、画像判定処理において画像判定の対象とすべき半田接合部80の全部に対して画像判定が完了している場合には、画像判定処理を終了する。
<Step S24>
Next, the
〔超音波判定処理〕
次に、図13を参照して、超音波判定処理(ステップS30)について説明する。
[Ultrasonic judgment processing]
Next, the ultrasonic wave determination process (step S30) will be described with reference to FIG.
〈ステップS31〉
制御部60は、画像判定処理(ステップS20)において接合状態が不良であると判定された半田接合部80の中から超音波判定の対象となる半田接合部80を選択する。具体的には、制御部60は、接合状態が不良であることを示す画像判定の結果が対応付けられた半田接合部画像の中からいずれか1つの半田接合部画像(未だ選択されていない半田接合部画像)を選択する。
<Step S31>
The
〈ステップS32〉
次に、制御部60は、複数の半田接合部80の種類にそれぞれ対応する複数のマスク40の中からステップS31において選択された半田接合部80に対応するマスク40を選択する。具体的には、制御部60は、ステップS31において選択された半田接合部画像に対応付けられた種類情報に示された半田接合部80の種類に基づいて、複数のマスク40の中からいずれか1つのマスク40(この例では1つの送信マスク41と1つの受信マスク42)を選択する。
<Step S32>
Next, the
次に、制御部60は、ステップS31において選択された半田接合部80の位置情報に基づいて送信部31と受信部32とマスク40とが搬送されるように搬送機構50を制御する。具体的には、制御部60は、ステップS31において選択された半田接合部画像に対応付けられた位置情報に含まれる半田接合部画像の位置座標と位置補正量と角度補正量に基づいて、太陽電池モジュール70における半田接合部80の位置座標と姿勢を特定する。そして、制御部60は、送信部31と受信部32とが半田接合部80を間において互いに対向するように、搬送機構50を制御して送信部31および受信部32の位置を調節する。また、制御部60は、平面視においてマスク40(この例では送信マスク41および受信マスク42の各々)の透過許容部40aが半田接合部80と重なるように、搬送機構50を制御してマスク40の位置および角度を調節する。
Next, the
〈ステップS33〉
次に、送信部31は、制御部60による制御に応答して、半田接合部80へ向けて超音波を空中に照射する。受信部32は、送信部31から照射されて半田接合部80を透過してきた超音波を受信する。
<Step S33>
Next, in response to the control by the
〈ステップS34〉
次に、制御部60は、ステップS33において受信部32により受信される超音波に基づいて超音波判定を行う。この例では、超音波判定において、制御部60は、送信部31から半田接合部80を透過して受信部32に到達した超音波の量(具体的には強度)である超音波の透過量に基づいて、半田接合部80の接合状態の良否を判定する。そして、制御部60は、半田接合部80を含む半田接合部画像と、その半田接合部80に対する超音波判定の結果とを対応付けて記憶する。
<Step S34>
Next, the
具体的には、超音波判定では、制御部60は、受信部32により受信された由来超音波に基づいて、それぞれが半田接合部80における超音波の透過量(由来超音波の変動量の一例)を示す複数の画素を有する超音波透過量画像(由来超音波量画像の一例)を生成する。図14に示すように、超音波透過量画像には、m行n列のマトリクス状に配列されたm×n個の画素ブロックが含まれている。m、nは、2以上の整数である。超音波透過量画像のm×n個の画素ブロックは、半田接合部80を平面視においてm行n列のマトリクス状に分割して得られるm×n個のブロック領域にそれぞれ対応している。そして、超音波透過量画像のm×n個の画素ブロックは、それぞれが半田接合部80のブロック領域における超音波の透過量を示している。図14の例では、第1画素領域R1は、超音波の透過量が第1範囲に属する画素の領域を示し、第2画素領域R2は、超音波の透過量が第1範囲よりも多い第2範囲に属する画素の領域を示し、第3画素領域R3は、超音波の透過量が第2範囲よりも多い第3範囲に属する画素の領域を示し、第4画素領域R4は、超音波の透過量が第3範囲よりも多い第4範囲に属する画素の領域を示している。
Specifically, in the ultrasonic determination, the
そして、超音波判定では、制御部60は、由来超音波に基づいて生成された超音波透過量画像(由来超音波量画像の一例)に含まれるm×n個の画素のうち超音波の透過量が予め定められた透過量閾値(変動量閾値の一例)を上回る画素の数が予め定められた画素数閾値を上回る場合に、半田接合部80の接合状態が良好であると判定する。一方、制御部60は、超音波透過量画像に含まれるm×n個の画素のうち超音波の透過量が透過量閾値を上回る画素の数が画素数閾値を上回らない場合に、半田接合部80の接合状態が不良であると判定する。
Then, in the ultrasonic determination, the
なお、半田接合部80において第1配線部81と第2配線部82との間に設けられる半田部83に空洞や亀裂が生じている場合、その空洞や亀裂において超音波の一部が反射することになるので、半田部83に空洞や亀裂が生じていない場合よりも、送信部31から半田接合部80を透過して受信部32に至る超音波の量が少なくなる。すなわち、半田接合部80の接合状態が不良である場合、半田接合部80の接合状態が良好である場合よりも、半田接合部80における超音波の透過量が少なくなる。したがって、半田接合部80における超音波の透過量に基づいて半田接合部80の接合状態の良好を判定することが可能である。
If a cavity or crack is formed in the
〈ステップS35〉
次に、制御部60は、超音波判定処理において超音波判定の対象とすべき半田接合部80の全部に対して超音波判定が完了したか否かを判定する。この例では、制御部60は、画像判定処理において接合状態が不良であると判定された半田接合部80の全部に対して超音波判定が完了したか否かを判定する。超音波判定処理において超音波判定の対象とすべき半田接合部80の全部に対して超音波判定が完了していない場合には、ステップS31へ進む。一方、超音波判定処理において超音波判定の対象とすべき半田接合部80の全部に対して画像判定が完了している場合には、超音波判定処理を終了する。
<Step S35>
Next, the
〔実施形態の効果〕
以上のように、空中超音波方式により半田接合部80の接合状態の良否を検査することにより、半田接合部80を損傷させることなく半田接合部80の接合状態の良否が検査される。また、半田接合部80にマスク40を配置することにより、送信部31から半田接合部80の周辺領域を透過して受信部32に至る超音波の回り込みが抑制される。これにより、送信部31から半田接合部80を透過して受信部32に至る超音波の検出精度が向上するので、半田接合部80の接合状態の良否の検査精度が向上する。
[Effect of Embodiment]
As described above, by inspecting the quality of the joint state of the solder
また、対向方向から見たときに透過許容部40aの外周縁が半田接合部80の外周縁よりも内側に位置するように、透過許容部40aを形成することにより、対向方向から見たときに透過許容部40aの外周縁が半田接合部80の外周縁と重複するように透過許容部40aが形成されている場合よりも、送信部31から半田接合部80の周辺領域を透過して受信部32に至る超音波の回り込みが抑制される。これにより、半田接合部80の接合状態の良否の検査精度が向上する。
Further, by forming the
また、半田接合部80の送信部31側および受信部32側の両方にマスク40を配置することにより、半田接合部80の送信部31側および受信部32側の片方にだけマスク40を配置する場合よりも、送信部31から半田接合部80の周辺領域を透過して受信部32に至る超音波の回り込みが抑制される。これにより、半田接合部80の接合状態の良否の検査精度が向上する。
Further, by arranging the
また、複数の半田接合部80の種類にそれぞれ対応する複数のマスク40の中から半田接合部80に配置されるマスク40を選択することにより、半田接合部80に適したマスク40が半田接合部80に配置される。これにより、半田接合部80の接合状態の良否の検査精度が向上する。
Further, by selecting the
また、半田接合部80の位置情報に基づいて送信部31と受信部32とマスク40を配置することにより、送信部31と受信部32とマスク40が半田接合部80に適した位置に配置される。これにより、半田接合部80の接合状態の良否の検査精度が向上する。
Further, by arranging the
また、半田接合部80に対して行われた画像判定処理において半田接合部80の接合状態が不良であると判定された場合に、その半田接合部80に対して超音波判定処理を行うことにより、半田接合部80に対して画像判定処理と超音波判定処理の両方が常に行われる場合よりも、検査に要する時間が短縮される。
Further, when it is determined in the image determination process performed on the solder
なお、制御部60は、太陽電池モジュール70の画像に基づいて半田接合部80の接合状態の良否を判定する画像判定処理を行い、その画像判定処理において接合状態が良好であると判定された場合に、半田接合部80に対して超音波判定処理を行うように構成されてもよい。
When the
(超音波の変動量の変形例)
なお、以上の説明では、「由来超音波の変動量」が「半田接合部80における超音波の透過量」である場合を例に挙げたが、「由来超音波の変動量」として「検査超音波の送信タイミングから検査超音波に由来する由来超音波の受信タイミングまでの時間」を用いてもよい。
(Variation example of ultrasonic fluctuation amount)
In the above description, the case where the "variation amount of the derived ultrasonic wave" is the "transmission amount of the ultrasonic wave at the solder joint 80" is taken as an example, but the "variation amount of the derived ultrasonic wave" is "inspection super The time from the transmission timing of the sound wave to the reception timing of the derived ultrasonic wave derived from the inspection ultrasonic wave ”may be used.
例えば、図15に示すように、半田接合部80のうち空隙(内部気泡)が存在する部分(すなわち不良部位)では、超音波の反射や迂回が発生する。そのため、図16に示すように、半田接合部80の不良部位を通過する超音波は、半田接合部80のうち空隙が存在しない部分(すなわち良好部位)を通過する超音波よりも、送信部31から送信されてから受信部32に受信されるまでに要する時間が長くなる。したがって、例えば、この良好部位を通過する超音波の受信開始から不良部位を通過する超音波の受信開始までの遅れ(時間差)を利用して、半田接合部80の接合状態の良否を判定することが可能である。
For example, as shown in FIG. 15, in the solder
例えば、超音波判定において、制御部60は、受信部32により受信された由来超音波に基づいて、それぞれが送信部31における検査超音波の送信タイミングから受信部32における由来超音波(検査超音波に由来する由来超音波)の受信タイミングまでの時間(由来超音波の変動量の一例)を示す複数の画素を有する時間画像(由来超音波量画像の一例)を生成する。この時間画像の複数(例えばm×n個)の画素ブロックは、半田接合部80を平面視においてマトリクス状に分割して得られる複数のブロック領域にそれぞれ対応している。そして、制御部60は、由来超音波に基づいて生成された時間画像(由来超音波量画像の一例)に含まれる複数の画素のうち時間が予め定められた時間閾値(変動量閾値の一例)を上回る画素の数が予め定められた画素数閾値を上回る場合に、半田接合部80の接合状態が良好であると判定する。一方、制御部60は、時間画像に含まれる複数の画素のうち時間が時間閾値を上回る画素の数が画素数閾値を上回らない場合に、半田接合部80の接合状態が不良であると判定する。
For example, in the ultrasonic determination, the
なお、「由来超音波の変動量」は、「半田接合部80における超音波の透過量」と「検査超音波の送信タイミングから検査超音波に由来する由来超音波の受信タイミングまでの時間」との組合せであってもよい。例えば、制御部60は、超音波透過量画像および時間画像の両方に基づいて、半田接合部80の接合状態の良否を判定するように構成されてもよい。
The "variation amount of the derived ultrasonic wave" is "the amount of ultrasonic wave transmitted through the solder joint 80" and "the time from the transmission timing of the inspection ultrasonic wave to the reception timing of the derived ultrasonic wave derived from the inspection ultrasonic wave". It may be a combination of. For example, the
(実施形態の変形例)
実施形態の変形例による検査装置10は、制御部60の動作が実施形態による検査装置10と異なっている。実施形態の変形例では、制御部60は、半田接合部80に対して画像判定処理と超音波判定処理の両方を行う。画像判定処理では、制御部60は、撮像部20により取得された太陽電池モジュール70の画像に基づいて半田接合部80の接合状態の良否を判定する。超音波判定処理では、制御部60は、受信部32により受信される超音波に基づいて半田接合部80の接合状態の良否を判定する。
(Modified example of embodiment)
The operation of the
具体的には、実施形態の変形例では、制御部60は、図13に示した超音波判定処理に代えて、図17に示す超音波判定処理を行うように構成されていてもよい。図17に示した超音波判定処理では、図13に示したステップS31に代えて、以下のステップS36が行われる。図17に示した超音波判定処理のその他のステップは、図13に示した超音波判定処理のステップと同様となっている。
Specifically, in the modified example of the embodiment, the
〈ステップS36〉
制御部60は、抽出処理(ステップS10)において抽出された半田接合部80の中から画像判定の対象となる半田接合部80を選択する。具体的には、制御部60は、抽出処理において抽出された半田接合部画像の中からいずれか1つの半田接合部画像(未だ選択されていない半田接合部画像)を選択する。次に、ステップS32へ進む。
<Step S36>
The
〔実施形態の変形例の効果〕
以上のように、半田接合部80に対して画像判定処理と超音波判定処理の両方を行うことにより、半田接合部80に対して画像判定処理のみが行われる場合よりも、半田接合部80の接合状態の良否の検査精度が向上する。
[Effect of Modified Example of Embodiment]
As described above, by performing both the image determination process and the ultrasonic wave determination process on the solder
なお、実施形態3の変形例による検査装置10の動作において、超音波判定処理(ステップS30)の後に画像判定処理(ステップS20)が行われるようになっていてもよい。
In the operation of the
(その他の実施形態)
以上の説明では、送信部31および受信部32が半田接合部80を間において配置される場合を例に挙げたが、送信部31および受信部32は、半田接合部80の一方面側に纏めて配置されるものであってもよい。すなわち、送信部31および受信部32は、一体の送受信部を構成するものであってもよい。この場合、由来超音波は、検査超音波が検査対象で反射されたエコーの超音波である。このように送信部31および受信部32を一体の送受信部とすることにより、装置を小型化できるとともに搬送機構50が簡便になるという利点がある。また、比較的に厚い電子・電気機器(例えば太陽電池モジュール)を検査対象とすることができるので、検査対象が広がるという利点がある。
(Other embodiments)
In the above description, the case where the
また、以上の実施形態および変形例を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態および変形例は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiments and modifications may be combined as appropriate. The above embodiments and modifications are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses.
10 検査装置
20 撮像部
31 送信部
32 受信部
40 マスク
40a 透過許容部
40b 透過阻害部
41 送信マスク
42 受信マスク
50 搬送機構
60 制御部
70 太陽電池モジュール
71 太陽電池セル
72 タブ線
73 リード線
80 半田接合部
81 第1配線部
82 第2配線部
83 半田部
83a フィレット
10
Claims (11)
前記半田接合部の2つの配線部の対向方向に配置可能な送信部および受信部と、マスクと、制御部とを含み、
前記送信部は、前記半田接合部へ向けて検査用の超音波である検査超音波を空中に照射可能であり、
前記受信部は、前記検査超音波に由来する由来超音波を受信可能であり、
前記マスクは、前記送信部または前記受信部と前記半田接合部との間に配置可能であり、前記対向方向から見たときに前記半田接合部の内側の領域内に収まるよう配置可能であり且つ超音波の透過を許容する透過許容部と、前記対向方向から見たときに前記透過許容部を取り囲み且つ超音波の透過を阻害する透過阻害部とを有し、
前記制御部は、前記由来超音波に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する超音波判定処理を行うことが可能である検査装置。 It is an inspection device that inspects the quality of the joint state of the solder joint, which is the intersection where the two planar wiring parts of the solar cell module intersect and are joined by the solder part.
It includes a transmitting unit and a receiving unit that can be arranged in opposite directions of the two wiring units of the solder joint portion, a mask, and a control unit.
The transmitting unit can irradiate the solder joint portion with inspection ultrasonic waves, which are ultrasonic waves for inspection, in the air.
The receiving unit can receive the derived ultrasonic wave derived from the inspection ultrasonic wave.
The mask can be arranged between the transmitting unit or the receiving unit and the solder joint portion, and can be arranged so as to fit within the inner region of the solder joint portion when viewed from the opposite direction. It has a permeation permitting portion that allows the transmission of ultrasonic waves and a permeation inhibiting portion that surrounds the permeation permitting portion and inhibits the transmission of ultrasonic waves when viewed from the opposite direction.
The control unit is an inspection device capable of performing ultrasonic wave determination processing for determining the quality of the joint state of the solder joint portion based on the derived ultrasonic waves.
前記マスクは、板状に形成され、
前記透過許容部は、前記板状の部材の貫通開口として構成され、
前記透過阻害部は、前記貫通開口を除く部分により構成されている検査装置。 In the inspection device according to claim 1,
The mask is formed in a plate shape and
The permeation permitting portion is configured as a through opening of the plate-shaped member.
The permeation-inhibiting portion is an inspection device composed of a portion excluding the through-opening.
前記送信部と前記受信部は、前記半田接合部を間において配置され、
前記マスクは、前記半田接合部の前記送信部と対向する側に配置される送信マスクと、前記半田接合部の前記受信部と対向する側に配置される受信マスクとを含む検査装置。 In the inspection device according to claim 1 or 2.
The transmitting unit and the receiving unit are arranged with the solder joint portion between them.
The mask is an inspection device including a transmission mask arranged on the side of the solder joint portion facing the transmitting portion and a receiving mask arranged on the side of the solder joint portion facing the receiving portion.
前記透過許容部の大きさは、可変である検査装置。 In the inspection device according to any one of claims 1 to 3.
An inspection device in which the size of the permeation allowance portion is variable.
前記超音波判定処理では、前記制御部は、前記由来超音波に基づいて、それぞれが前記由来超音波の変動量を示す複数の画素を有する由来超音波変動量画像を生成し、前記由来超音波変動量画像に含まれる複数の画素のうち前記由来超音波の変動量が予め定められた由来変動量閾値を上回る画素の数が予め定められた画素数閾値を上回る場合に、前記半田接合部の接合状態が良好であると判定し、前記由来変動量閾値を上回る画素の数が前記画素数閾値を上回らない場合に、前記半田接合部の接合状態が不良であると判定する検査装置。 In the inspection device according to any one of claims 1 to 4.
In the ultrasonic determination process, the control unit generates a derived ultrasonic fluctuation amount image having a plurality of pixels, each of which indicates the fluctuation amount of the derived ultrasonic wave, based on the derived ultrasonic wave, and the derived ultrasonic wave. Fluctuation amount When the number of pixels in which the fluctuation amount of the derived ultrasonic waves exceeds the predetermined origin fluctuation amount threshold value exceeds the predetermined pixel number threshold value among the plurality of pixels included in the image, the solder joint portion An inspection device for determining that the bonding state is good, and when the number of pixels exceeding the origin fluctuation amount threshold does not exceed the pixel number threshold, the bonding state of the solder joint portion is determined to be poor.
前記由来超音波の変動量は、前記検査超音波の送信タイミングから該検査超音波に対応する前記由来超音波の受信タイミングまでの時間を含む検査装置。 In the inspection apparatus according to claim 5,
The inspection device including the time from the transmission timing of the inspection ultrasonic wave to the reception timing of the origin ultrasonic wave corresponding to the inspection ultrasonic wave.
前記太陽電池モジュールを撮像することで前記太陽電池モジュールの画像を取得する撮像部と、
前記送信部と前記受信部と前記マスクを搬送する搬送機構とをさらに含み、
前記制御部は、前記太陽電池モジュールの画像に基づいて前記半田接合部の位置情報を導出し、前記超音波判定処理において前記半田接合部の位置情報に基づいて前記送信部と前記受信部と前記マスクがそれぞれ所定の位置に搬送されるように前記搬送機構を制御する検査装置。 In the inspection device according to any one of claims 1 to 6.
An imaging unit that acquires an image of the solar cell module by imaging the solar cell module, and
Further including the transmitting unit, the receiving unit, and a transport mechanism for transporting the mask.
The control unit derives the position information of the solder joint portion based on the image of the solar cell module, and in the ultrasonic determination process, the transmitter unit, the receiver unit, and the receiver unit are based on the position information of the solder joint portion. An inspection device that controls the transport mechanism so that each mask is transported to a predetermined position.
前記制御部は、前記太陽電池モジュールの画像に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する画像判定処理を行い、前記画像判定処理において接合状態が不良であると判定された場合に、前記半田接合部に対して前記超音波判定処理を行う検査装置。 In the inspection device according to claim 7.
The control unit performs image determination processing for determining the quality of the bonding state of the solder bonding portion based on the image of the solar cell module, and when it is determined in the image determination processing that the bonding state is poor, An inspection device that performs the ultrasonic determination process on the solder joint.
前記制御部は、前記太陽電池モジュールの画像に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する画像判定処理を行い、前記画像判定処理において接合状態が良好であると判定された場合に、前記半田接合部に対して前記超音波判定処理を行う検査装置。 In the inspection device according to claim 7.
The control unit performs an image determination process for determining the quality of the joint state of the solder joint portion based on the image of the solar cell module, and when the image determination process determines that the joint state is good, the control unit performs an image determination process. An inspection device that performs the ultrasonic determination process on the solder joint.
前記制御部は、前記太陽電池モジュールの画像に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する画像判定処理と前記超音波判定処理の両方を行う検査装置。 In the inspection device according to claim 7.
The control unit is an inspection device that performs both an image determination process for determining the quality of the joint state of the solder joint portion and an ultrasonic wave determination process based on the image of the solar cell module.
前記半田接合部と対向するように送信部を配置し、前記半田接合部を間において前記送信部と対向するように受信部を配置し、前記半田接合部における超音波の透過を許容する透過許容部と対向方向から見たときに前記半田接合部の周囲を囲う周辺領域における超音波の透過を阻害する透過阻害部とを有するマスクを前記半田接合部と接触するように配置する第1工程と、
前記送信部が前記半田接合部へ向けて超音波を空中に照射し、前記受信部が前記送信部から照射されて前記半田接合部を透過してきた超音波を受信する第2工程と、
前記受信部により受信される超音波に基づいて前記半田接合部の接合状態の良否を判定する第3工程とを含んでいる検査方法。 This is an inspection method for inspecting the quality of the joint state of the solder joint, which is the intersection where the two planar wiring parts of the solar cell module intersect and are joined by the solder part.
The transmission unit is arranged so as to face the solder joint portion, the receiving unit is arranged so as to face the transmission unit between the solder joint portions, and the transmission allowance allows the transmission of ultrasonic waves in the solder joint portion. The first step of arranging a mask having a transmission obstructing portion that inhibits the transmission of ultrasonic waves in a peripheral region surrounding the solder joint portion when viewed from a direction facing the portion so as to be in contact with the solder joint portion. ,
A second step in which the transmitting unit irradiates ultrasonic waves toward the solder joint portion in the air, and the receiving unit receives ultrasonic waves irradiated from the transmitting unit and transmitted through the solder joint portion.
An inspection method including a third step of determining the quality of the joint state of the solder joint based on the ultrasonic waves received by the receiver.
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221115 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230509 |