JP4909691B2 - 電子部品の実装状態検査方法、電子部品の実装状態検査装置及び電子機器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の実装状態検査方法、電子部品の実装状態検査装置及び電子機器の製造方法に関し、特に、電極が設けられた透明基板に異方性導電膜を介して電子部品を熱圧着により実装した場合における、電子部品の実装状態検査方法、電子部品の実装状態検査装置及び電子機器の製造方法に関する。

電極が設けられた基板上に実装される電子部品の実装状態を検査する方法として、実装状態が不良である場合には電気的な抵抗値が高くなることを利用する方法が知られている。この検査方法には、実装部分の電気抵抗値を計測する方法と、実装状態が良好である場合に達成できる機能を確認する方法とがある。後者の例としては、液晶ディスプレイのガラス基板上に液晶ディスプレイの表示制御用電子部品を実装する場合であれば、実装した表示制御用電子部品を駆動させて液晶ディスプレイの画面表示を行い、表示される画面の状態から実装状態の良否を判定する。

近年、電極が設けられた透明基板上に、導電性粒子を含む異方性導電膜を介して電子部品を実装する場合が増えている。この場合における電子部品の実装状態の良否を判定する方法として、微分干渉顕微鏡を用いる方法が知られている。具体的には、電子部品が実装された透明基板を電子部品の実装方向の裏面側から微分干渉顕微鏡で観察し、導電性粒子に押されることにより電極に形成される圧痕の数を数えている。圧痕の数が多い場合には、実装状態が良好であると判定される。微分干渉顕微鏡による観察は、実装状態の良否を判定する検査員により行われる。

さらに、電極に形成される圧痕を観察することによる実装状態の良否の判定を自動的に行う発明として、下記特許文献１、２に記載された発明が知られている。

特許文献１に記載された発明は、微分干渉顕微鏡により映される電極の画像を撮像し、撮像した画像中に存在する隆起部の形状をもとにその隆起部が圧痕であるか否かを判定するものである。但し、圧痕であるか否かを判定する具体的な判定方法については説明されていない。

特許文献２に記載された発明は、微分干渉顕微鏡により映される電極の画像を撮像し、撮像した画像の濃淡値を白黒二値化し、二値化された白又は黒の面積と形状とから圧痕であるか否かを判定している。又は、撮影した画像の濃淡値の標準偏差から圧痕であるか否かを判定している。
特開２００３−２６９９３４号公報 特開２００５−２２７２１７号公報

しかしながら、上述の公報に記載さたれ発明においては、以下の点について配慮がなされていない。

特許文献２に記載されたように、二値化した際の白又は黒の面積及び形状から圧痕と判定する場合には、実装時に電子部品のバンプと電極との間に挟まれる異物やバンプ自体の変形が原因となって生じる電極の凸状部を、圧痕であると判定する場合がある。

また、画像の濃淡値の標準偏差から圧痕を判定する場合も同様に、実装時に電子部品のバンプと電極との間に挟まれる異物やバンプ自体の変形が濃淡値の標準偏差に影響を与え、圧痕でない部分を圧痕であると判定する場合がある。

つまり、電極に形成された凸状部を検査担当者が見れば、形状や濃淡から圧痕でないと判定できる場合であっても、自動化することにより圧痕であると誤って判定する場合が生じる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、異方性導電膜を用いて透明基板に実装した電子部品の実装状態を自動的に検査する場合に、異方性導電膜中の導電性粒子により押されることにより電極に形成される圧痕を確実に判定することができる電子部品の実装状態検査方法、電子部品の実装状態検査装置及び電子機器の製造方法を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、電子部品の実装状態検査方法において、異方性導電膜を介して電子部品が実装された透明基板を前記電子部品が実装された面の裏面側から微分干渉顕微鏡により映して撮像する工程と、撮像された画像の中から、前記透明基板に設けられている電極の位置を予め登録されている前記電極の形状を用いて検出する工程と、前記電極に形成された凸状部を強調する微分フィルタ処理を施す工程と、前記微分フィルタ処理により強調された前記凸状部と予め用意してある圧痕モデルとをパターンマッチングし、マッチング率が設定値以上である前記凸状部を圧痕候補として抽出する工程と、圧痕候補として抽出された前記凸状部の濃淡値の差が設定値以上である場合に前記凸状部を圧痕であると判定する工程と、圧痕であると判定された個数をカウントする工程と、圧痕としてカウントされた数が設定値以上であるか否かにより前記透明基板への前記電子部品の実装状態の良否を判定する工程と、を備えることである。

本発明の実施形態に係る第２の特徴は、異物の有無を判定する工程をさらに有し、前記異物の有無を判定する工程は、検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する工程と、検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物ありと判定する工程と、前記電極に形成された前記凸状部にエッジを強調するラプラシアンフィルタ処理を施した後、前記異方性導電膜中の導電性粒子に押されて形成された前記凸状部を取り除いた後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する工程と、前記微分干渉顕微鏡の濃淡変化が出現する方向に、異物サイズに合わせた微分フィルタ処理を施した後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物と判定する工程と、を備えることである。

本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、電子部品の実装状態検査装置において、異方性導電膜を介して電子部品が実装された透明基板を前記電子部品が実装された面の裏面側から映す微分干渉顕微鏡と、前記微分干渉顕微鏡により映される画像を撮像する撮像部と、撮像された画像の中から、前記透明基板に設けられている電極の位置を予め登録されている前記電極の形状を用いて検出する電極位置検出手段と、前記電極に形成された凸状部を強調する微分フィルタ処理を施す微分フィルタ処理手段と、前記微分フィルタ処理により強調された前記凸状部と予め用意してある圧痕モデルとをパターンマッチングし、マッチング率が設定値以上である前記凸状部を圧痕候補として抽出する圧痕候補抽出手段と、圧痕候補として抽出された前記凸状部の濃淡値の差が設定値以上である場合に前記凸状部を圧痕であると判定する圧痕判定手段と、圧痕であると判定された個数をカウントするカウント手段と、圧痕としてカウントされた数が設定値以上であるか否かにより前記透明基板への前記電子部品の実装状態の良否を判定する良否判定手段と、を備えることである。

本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、異物を検出する異物検出手段をさらに有し、前記異物検出手段は、撮像された画像の中から、前記透明電極に設けられている電極の位置を予め登録されている前記電極の形状を用いて検出する電極位置検出手段と、検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第１の異物判定手段と、検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第２の異物判定手段と、前記電極に形成された前記凸状部にエッジを強調するラプラシアンフィルタ処理を施した後、前記異方性導電膜中の導電性粒子に押されて形成された前記凸状部を取り除いた後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第３の異物判定手段と、前記微分干渉顕微鏡の濃淡変化が出現する方向に、異物サイズに合わせた微分フィルタ処理を施した後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第４の異物判定手段と、を備えることである。

本発明の実施の形態に係る第５の特徴は、電子機器の製造方法において、電極が設けられた透明基板に異方性導電膜を介して電子部品が実装された部品を用いる電子機器の製造工程中に、請求項１ないし６のいずれか一記載の電子部品の実装状態検査方法により検査する工程が含まれていることである。

本発明によれば、異方性導電膜を用いて行われる透明基板への電子部品の実装状態の良否の判定を精度良く行うことができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図６を参照して説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置Ｘには、図１に示すように、透明基板１に異方性導電膜２を介して電子部品３が実装された検査対象物４が載置されるＸＹステージ５と、微分干渉顕微鏡６と、撮像部であるＣＣＤカメラ７と、検査内容や検査結果が表示される表示部８と、クリーニング装置９と、制御部１０とが設けられている。

検査対象物４は、図２に示すように、透明基板１の一面に電極１１が設けられ、この電極１１が設けられた側に電子部品３が異方性導電膜２を介して実装されている。電子部品３の実装は、熱圧着により行われている。異方性導電膜２は、絶縁性を有する接着性樹脂２ａの中に導電性粒子２ｂが分散されている。電子部品３を実装した場合に、電子部品３のバンプ３ａと電極１１との間に導電性粒子２ｂが挟まれて潰されることにより、バンプ３ａと電極１１とが通電可能な状態となる。また、バンプ３ａと電極１１との間に挟まれた導電性粒子２ｂが押圧されることにより、電極１１には導電性粒子２ｂにより押された痕跡である圧痕１１ａが形成される。

微分干渉顕微鏡６は、図３に示すように、通常の光学顕微鏡に干渉装置である１組の楔形状のプリズム１２ａ、１２ｂを組み込んだものであり、試料の屈折率や厚みの変化を濃淡差に換えて観察可能な従来から公知の顕微鏡である。したがって、微分干渉顕微鏡６を用いることにより、通常の光学顕微鏡では観察できない電極１１の微小な凸状部、例えば、圧痕１１ａを濃淡差として観察することができる。微分干渉顕微鏡６は、電子部品３が実装された透明基板１における電子部品３が実装された側の裏面側から透明基板１を映す向きに配置されている。

微分干渉顕微鏡６には、一方の固定側のプリズム１２ａに対して可動側のプリズム１２ｂの位置を調節する調整機構（図示せず）が設けられている。この調節機構によってプリズム１２ｂを移動させることにより、観察できる濃淡差を調整することができる。したがって、微分干渉顕微鏡６の製造時において、プリズム１２ｂの位置を調節することにより、各微分干渉顕微鏡６が同一の検査対象物４を映す場合に、同じ濃淡差を得ることができるようになる。

また、微分干渉顕微鏡６の照明の明るさについては、撮像した画像の濃淡値の平均や、照度計を利用して一定になるように調節することが可能である。この照度調節を行うことにより、各微分干渉顕微鏡６が同一の検査対象物４を映す場合に、同じ濃淡差を得ることができるようになる。

撮像部であるＣＣＤカメラ７は、微分干渉顕微鏡６と一体となって設けられており、微分干渉顕微鏡６により映される画像を撮像する。

クリーニング装置９は、微分干渉顕微鏡６により映される側の透明基板１の面をクリーニングする。透明基板１の微分干渉顕微鏡６により映される側の面にゴミが付着すると、その影響で電極１１の画像を撮像するのに支障をきたし、圧痕１１ａを検出できなかったり、異物が電極１１とバンプ３ａとの間に挟まれていると判定してしまう場合がある。このような不具合を防止するために、事前に透明基板１をクリーニングすることが考えられる。また、ゴミの付着の発生頻度が低い場合には、圧痕１１ａを検出できなかったり、異物が電極１１とバンプ３ａとの間に挟まれているとして不良判定した場合のみ、その部分をクリーニングする方法もある。クリーニング方法としては、気体を吹きかけてごみを排除する方法や、逆に吸引による方法、ブラシにより払いのける方法などが考えられる。特に、ブラシによるクリーニングの場合、ブラシの回転と平行移動とを組み合わせて行うことが効果的である。回転のみだと、回転中心が速度ゼロになるので、この部分にある異物を除去できない。また、平行移動のみだと、隣接する検査範囲にごみを移動させる可能性がある。

制御部１０は、各種のプログラムや各種の固定データが格納されたＲＯＭと、微分干渉顕微鏡６やＣＣＤカメラ７から入力されるデータを一時的に格納するＲＡＭと、ＲＯＭに格納されたプログラムや固定データとＲＡＭに格納されたデータとを用いて各種の演算処理を行うＣＰＵと、入力されたデータの一部やＣＰＵでの演算結果を検査対象物４と関連付けて記録する記録部とを備えている。

図１に示す電子部品３の実装状態検査装置Ｘは、電子機器の製造ラインの一部に配置されている。電子機器の製造ラインでは、電子部品３が透明基板１に異方性導電膜２を介して実装される実装装置の下流側に、電子部品の実装状態検査装置Ｘが配置されている。

電子部品３が透明基板１に異方性導電膜２を介して実装された検査対象物４に対して行われる実装状態検査装置Ｘでの実装状態の検査について、図４に示すフローチャート及び図５に示す工程図を参照して説明する。なお、実装状態の検査は、制御部１０の制御の元で行われる。

制御部１０では、検査対象物４が微分干渉顕微鏡６により映される検査位置まで搬送されたか否かが判断される（Ｓ１）。検査対象物４が検査位置まで搬送された場合には（Ｓ１のＹＥＳ）、微分干渉顕微鏡６により映された画像がＣＣＤカメラ７により撮像される（Ｓ２）。図５（ａ）には、ＣＣＤカメラ７により撮像された撮像画像が示されている。撮影画像中の電極１１には、複数の凸状部１３が現れている。これらの凸状部１３には、電子部品３の実装時に導電性粒子２ｂに押されることにより生じた圧痕１１ａが含まれている。

ＣＣＤカメラ７による撮像が終了すると、撮像された画像の中から、透明基板１に設けられている電極１１の位置が、予め登録されている電極１１の形状を用いてパターンマッチングにより検出される（Ｓ３）。ここに、電極位置検出手段が実行される。図５（ｂ）には、電極位置が破線で示す目印で囲まれた状態が示されている。

電極位置が検出されると、電極１１に形成されている凸状部１３の凸状態を強調するための微分フィルタ処理が行われる（Ｓ４）。ここに、微分フィルタ処理手段が実行される。図５（ｃ）には、微分フィルタ処理が行われることにより、凸状部１３の凸状態が強調され、凸状部１３が鮮明に表示された状態が示されている。

微分フィルタ処理が行われた後、凸状態を強調された凸状部１３と予め用意してある圧痕モデル１４とがパターンマッチングされ、マッチング率が設定値以上である凸状部１３が圧痕候補として抽出される（Ｓ５）。ここに、圧痕候補抽出手段が実行される。この圧痕候補の抽出では、圧痕１１ａとなりうる凸状部１３を、形状に基づいて抽出している。図５（ｄ）には、圧痕候補として抽出された凸状部１３が、四角の目印で囲まれた状態が示されている。

パターンマッチングで使用する圧痕モデル１４は、図６に示すように、実際の圧痕を撮像した複数の画像（圧痕画像）１５を重ね合わせ、平均値を求めることにより作製されている。圧痕１１ａの形状は，導電性粒子２ｂの形状、材質、大きさや実装時の加圧条件により異なるため、理論的な方法で圧痕モデルを作製する方法では，実際の圧痕形状を代表するものを得ることが困難である。さらに、実際の圧痕画像１５を用いる際に、複数の圧痕画像１５を重ね合わせて用いることで、個々の圧痕の形状の変化による影響を軽減することができる。重ね合わせるという意味は、各圧痕画像１５の同一座標の濃淡値の和をとり、圧痕画像１５の枚数で割り算をすることである。

圧痕候補の抽出が終了した後は、圧痕候補として抽出された凸状部１３の濃淡値の差が設定値以上であるか否かが判断される（Ｓ６）。凸状部１３の濃淡値の差が設定値以上である場合には（Ｓ６のＹＥＳ）、その凸状部１３は圧痕１１ａであると判定される（Ｓ７）。ここに、圧痕判定手段が実行される。一方、凸状部１３の濃淡値の差が設定値以下である場合は（Ｓ６のＮＯ）、その凸状部１３は圧痕１１ａでないと判定される（Ｓ８）。図５（ｅ）には、圧痕１１ａであると判定された凸状部１３は四角の目印が残され、圧痕１１ａでないと判定された凸状部１３から四角の目印が消去された状態が示されている。

抽出された凸状部１３が圧痕であるとの判定（Ｓ７）と、抽出された凸状部１３が圧痕でないとの判定（Ｓ８）とが行われた後、圧痕であると判定された凸状部１３の個数がカウントされる（Ｓ９）。ここに、圧痕１１ａの個数をカウントするカウント手段が実行される。

圧痕１１ａの個数がカウントされた後は、カウントされた圧痕１１ａの個数が設定値以上であるか否かが判断される（Ｓ１０）。カウントされた圧痕１１ａの個数が設定値上である場合には（Ｓ１０のＹＥＳ）、実装状態が良好であると判定され（Ｓ１１）、カウントされた圧痕１１ａの個数が設定値以下で場合には（Ｓ１０のＮＯ）、実装状態が不良であると判定される（Ｓ１２）。ここに、カウントされた圧痕１１ａの個数が設定値以上であるか否かにより透明基板１への電子部品３の実装状態の良否を判定する、良否判定手段が実行される。

このような構成において、この電子部品の実装状態検査装置Ｘでは、異方性導電膜２を介して電子部品３を透明基板１に実装した場合に電極１１に生じる凸状部１３を、その凸状部１３が圧痕１１ａであるか否かの判定を自動的に行っている。この自動的な判定では、まず、凸状部１３と圧痕モデル１４とのパターンマッチングを行い、外形が圧痕１１ａに似ている凸状部１３を圧痕候補として抽出し（図４のフローチャート中のＳ５）、つぎに、抽出した圧痕候補の中から濃淡差が設定値以上のものを圧痕１１ａと判定している（図４のフローチャート中のＳ６〜Ｓ８）。このような２段階の判定を行うことにより、検査員が視覚により判定した場合と同様に圧痕１１ａであるか否かを判定することができる。

そして、圧痕１１ａであると判定された個数をカウントし（図４のフローチャート中のＳ９）、カウント数が設定値以上である場合には、実装状態が良好であると判定している（図４のフローチャート中のＳ１０〜Ｓ１１）。

したがって、透明基板１への電子部品３の実装状態が良好であるか不良であるかの自動的な判定を、精度良く行うことができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について、図７及び図８を参照して説明する。なお、第２の実施の形態及びこれ以降の実施の形態において、第１の実施の形態において説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。

第２の実施の形態の実装状態検査装置Ｘの基本的な構造は第１の実施の形態と同じであり、第２の実施の形態には、電極位置修正手段が追加されている。電極位置修正手段は、制御部１０により実行される処理であり、同じ撮像画像内に位置する複数の電極１１の位置を検出する場合に、他の電極１１に比べて検出結果が設定値以上異なる電極１１について、他の電極１１の検出結果をもとに検出位置を修正する処理である。

図７（ａ）には、ＣＣＤカメラ７により撮像され、複数の電極１１が存在する撮像画像が示されている。図７（ｂ）には、予め登録されている電極１１の形状を用いてパターンマッチングされ、電極１１の位置が検出された状態が示されている。破線で囲まれた範囲が、電極１１が位置するとして検出された範囲である。

図７（ａ）の撮像画像には、異方性導電膜２の貼付けの際に発生した泡１６が、Ｄの電極１１の近くに存在することが撮像されている。このため、電極１１の位置を検出した際に、図７（ｂ）に示すように、泡１６の影響でＤの電極１１の位置が誤って検出されている。

そこで、このＤの電極１１の検出位置を、他の電極１１の検出結果に基づいて電極位置修正手段により修正している。図７（ｃ）には、Ｄの電極１１の検出位置を修正した後の各電極１１の電極位置が破線で示されている。

電極位置修正手段による電極位置の修正の具体的な手順について、図８を参照して説明する。

図８は、全ての電極１１の検出位置と、修正した電極１１の位置とを示すグラフである。まず、全ての電極１１について検出位置の平均値を求め、破線で示す平均値線を引く。

平均値線を引いた後、この平均値線に対して予め設定してある設定値以上に離れている電極１１を探す。ここでは、Ｄの電極１１が平均値線から設定値以上離れているものとする。

平均値線から設定値以上離れている電極１１が存在する場合には、その電極１１を省いた他の電極１１について検出位置の平均値を求め、実線で示す修正平均値線を引く。

修正平均値線を引いた後、Ｄの電極１１の位置を、修正平均値線上に位置するように修正する。

したがって、泡１６などの異物が原因となって電極１１の位置を誤検出した場合でも、電極１１の検出位置を修正することができる。このため、電極１１を位置を誤検出したことが原因となって、電極１１内の圧痕１１ａの数が少なく、実装状態が不良であると判定されるということを防止することができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について、図９を参照して説明する。

第３の実施の形態の実装状態検査装置Ｘの基本的な構造は第１の実施の形態と同じであり、第３の実施の形態には、一つの電極１１内の明るさの変化の平均的な傾向を求める手段と、求められた明るさの変化の平均的な傾向を電極１１内の明るさから減算する手段とが追加されている。これらの手段は、制御部１０により実行される処理である。

微分干渉顕微鏡６の特性により、透明基板１が全体的に傾き、同一の電極１１内の明るさが変化する場合がある。そして、同一の電極１１内の明るさが変化することにより、電極１１内の圧痕１１ａの濃淡値が変化し、圧痕１１ａが異物と判定される場合がある。この現象の対策として、同一の電極１１の明るさ変化の平均的な傾向を求め、電極１１の元の明るさから減算することにより、電極１１内の明るさ変化の影響を軽減している。

図９（ａ）には、同一の電極１１内の明るさが変化している撮像画像が示されている。図９（ｂ）には、電極１１に形成されている圧痕１１ａを含む凸状部１３を消去して平滑化し、圧痕１１ａの明るさの変化の傾向のみが抽出された画像が示されている。図９（ｃ）には、図９（ａ）に示された撮像画像から、図９（ｂ）に示された電極１１内の明るさの変化を減算することにより、電極１１内の明るさの変化の影響を軽減した画像が示されている。

このような構成において、微分干渉顕微鏡６の特性により同一の電極１１内の明るさが変化する場合でも、同一電極１１内の明るさの変化の影響を軽減して精度の高い圧痕１１ａの判定を行うことができ、電子部品３の実装状態の良否の判定の精度を高めることができる。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態について、図１０を参照して説明する。

第４の実施の形態の基本的な構造は第１の実施の形態と同じであり、第４の実施の形態の実装状態検査装置Ｘには、ＮＧラベルプリンタ１７と、記録部１８と、再検査装置１９とが追加されている。

ＮＧラベルプリンタ１７は、ある検査対象物４が電子部品３の実装状態が不良であると判定された場合、その検査対象物４に貼付けられるバーコード付きのＮＧラベルをプリントする。

記録部１８には、ある検査対象物４が電子部品３の実装状態が不良であると判定された場合、その検査対象物４に貼付けられるバーコードの情報と、不良であるとの判定結果、具体的には、不良判定箇所、不良判定内容、不良判定画像などの情報とが関連付けて記録される。

再検査装置１９には、バーコードリーダ２０と、表示部２１と、微分干渉顕微鏡２２とが設けられている。バーコードリーダ２０はＮＧラベルのバーコードを読取り可能である。検査対象物４に貼付けられているＮＧラベルのバーコードをバーコードリーダ２０により読取ると、バーコードと関連付けて記録部１８に記録されている不良判定結果が表示部２１に表示され、ここに、表示手段が実行される。

このような構成において、再検査を行う検査員は、検査対象物４に貼付けられているＮＧラベルのバーコードをバーコードリーダ２０で読取ることにより、不良であるとの判定結果を表示部２１に表示させることができる。さらに、必要な場合には、表示された判定結果に基づき、不良であると判定された箇所を微分干渉顕微鏡２２を用いた再検査することができ、再検査を効率良く行うことができる。

なお、透明基板１にチップＩＤと呼ばれるシリアル番号が付けられている場合には、チップＩＤを専用のリーダー読取る構造とすることができ、ＮＧラベルをプリントするＮＧラベルプリンタは不要となる。

（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態について、図１１を参照して説明する。

第５の実施の形態の基本的な構造は第１の実施の形態と同じであり、第５の実施の形態の実装状態検査装置Ｘには、再検査用の微分干渉顕微鏡２２と、検査対象物４が載置されるＸＹステージ５を微分干渉顕微鏡６による観察位置から微分干渉顕微鏡２２による観察位置へ搬送する搬送機構２３とが追加されている。

ＸＹステージ５上に載置された検査対象物４が微分干渉顕微鏡６により観察され、実装状態状態が不良であると判定された場合には、搬送機構２３によりＸＹステージ５が検査対象物４と共に微分干渉顕微鏡２２による観察位置に搬送され、検査員による実装状態の再検査が行われる。

このような構成において、実装状態の良否を自動的に判定する工程において、実装状態が不良であると判定された検査対象物４は、検査員による再検査が行われる位置に自動的に搬送されるため、再検査を容易に行うことができる。

（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態について、図１２を参照して説明する。

第６の実施の形態の基本的構造は第５の実施の形態と同じであり、第６の実施の形態では、再検査の対象となった検査対象物４についての、実装状態の検査結果と、再検査に関する情報とを関連付けて記録する記録部２４が設けられている。

再検査の対象となった検査対象物４についての実装状態の検査結果とは、不良判定箇所、不良判定内容、不良判定画像などである。再検査に関する情報としては、再検査の結果、再検査の検査員の氏名等が挙げられる。

このような構成において、再検査の対象となった検査対象物４についての実装状態の検査結果と、再検査に関する情報とを関連付けて記録しておくことにより、再検査で実装状態が良好であると判定された検査対象物４が後に不良となった場合、記録部２４に記録されている各種の情報から、不良となった原因の究明に役立てることが可能となる。

（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態について、図１３及び図１４を参照して説明する。

第７の実施の形態の基本的構造は、第１の実施の形態と同じであり、第７の実施の形態では、検査対象物４の実装箇所に異物が含まれているか否かを判定する異物判定手段が追加されている。

異方性導電膜２を用いて透明基板１へ電子部品３を実装した場合に、実装部分に異物が入り込んだ製品を実際の生産現場で収集し、分類したところ、（１）異物部分の輝度が高いもの。（２）異物部分の輝度が低いもの。（３）はっきりした凸形状のもの。（４）ゆるやかな凸形状のもの。に分類することができた。そこで、これらの４つに分類される異物の有無について、異物判定手段により判定することとした。

異物判定手段による異物の有無の判定について、図１３に示すフローチャート及び図１４に示す工程図を参照して説明する。なお、この異物判定は、実装状態検査装置Ｘの制御部１０の制御の元で行われる。

制御部１０では、検査対象物４が微分干渉顕微鏡６により映される検査位置まで搬送されたか否かが判断される（Ｓ１）。検査対象物４が検査位置まで搬送された場合には（Ｓ１のＹＥＳ）、微分干渉顕微鏡６により映された画像がＣＣＤカメラ７により撮像される（Ｓ２）。図１４（１−ａ）には輝度の高い異物３０を含む撮像画像が示され、（２−ａ）には輝度の低い異物３１を含む撮像画像が示され、（３−ａ）にははっきりした凸形状の異物３２を含む撮像画像が示され、（４−ａ）にはゆるやかな凸形状の異物３３を含む撮像画像が示されている。

ＣＣＤカメラ７による撮像が終了すると、撮像された画像の中から、透明基板１に設けられている電極１１の位置が、予め登録されている電極１１の形状を用いてパターンマッチングにより検出される（Ｓ３）。ここに、電極位置検出手段が実行される。図１３（１−ｂ）、（２−ｂ）、（３−ｂ）、（４−ｂ）には、電極位置が破線で示す目印で囲まれた状態が示されている。

電極位置が検出された後は、第１の異物判定手段（Ｓ２１）、第２の異物判定手段（Ｓ２２）、第３の異物判定手段（Ｓ２３）、第４の異物判定手段（Ｓ２４）が実行される。

第１の異物判定手段においては、撮像された電極１１の画像の濃淡値が二値化され（図１４（１−ｃ））、閾値以上である部分３４の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定される。

第２の異物判定手段においては、撮像された電極１１の画像の濃淡値が二値化され（図１４（２−ｃ））、閾値以下である部分３５の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定される。

第３の異物判定手段においては、電極１１に形成された凸状部にエッジを強調するラプラシアンフィルタ処理が施され（図１４（３−ｃ））、異方性導電膜２中の導電性粒子２ｂに押されて形成された凸状部（圧痕）を消去する処理が行われ（図１４（３−ｄ）、圧痕を消去した画像の濃淡値が二値化され（図１４（３−ｅ））、閾値以下である部分３６の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定される。

第４の異物判定手段においては、微分干渉顕微鏡６の濃淡変化が出現する方向に、異物サイズに合わせた微分フィルタ処理が施され（図１４（４−ｃ））、微分フィルタ処理が程これた後の画像の濃淡値が二値化され（図１４（４−ｄ））、閾値以上である部分３７の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定される。

ステップＳ２１〜Ｓ２４の異物判定が行われた後、いずれかのステップにおいて異物有りと判定された場合には実装状態が不良であると判定され、全てのステップにおいて異物無しと判定された場合には実装状態が良好であると判定される（Ｓ２５）。

このような構成において、異方性導電膜２を用いた実装部分に異物が存在するか否かを判定することにより、実装状態の良好であるか不良であるかの自動的な判定を良好に行うことができる。

この第７の実施の形態において、第３の実施の形態（図９参照）において説明した、一つの電極１１内の明るさの変化の平均的な傾向を求める手段と、求められた明るさの変化の平均的な傾向を電極１１内の明るさから減算する手段とを追加することが可能である。これにより、同一電極１１内の明るさの変化の影響を軽減して精度の高い異物の有無判定を行うことができ、電子部品３の実装状態の良否の判定の精度を高めることができる。

なお、上述した各実施の形態において説明した実装状態検査装置Ｘを、電子機器の製造ラインの途中に組み込むことが可能である。これにより、電極１１が設けられた透明基板１に異方性導電膜２を介して電子部品３が実装された部品を用いる電子機器の製造工程中に、請求項１ないし６のいずれか一記載の電子部品の実装状態検査方法により実装状態を検査する工程を含む電子機器の製造方法を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置を示す正面図である。 異方性導電膜を介して透明基板に電子部品が実装された検査対象物を示す縦断正面図である。 微分干渉顕微鏡の構造を示す模式図である。 検査対象物に対して行われる実装状態検査装置での実装状態の検査工程について説明するフローチャートである。 検査対象物に対して行われる実装状態検査装置での実装状態の検査工程について説明する工程図である。 パターンマッチングで使用する圧痕モデルの作製についての説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置において、検査時における電極位置修正について説明する工程図である。 電極位置修正手段による電極位置修正について説明するグラフである。 本発明の第３の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置において、検査時における電極内の明るさの変化の影響の軽減について説明する工程図である。 第４の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置を示す正面図である。 第５の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置を示す正面図である。 第６の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置を示す正面図である。 第７の実施の形態に係る電子部品の実装状態検査装置による異物検出の工程について説明するフローチャートである。 異物検出の工程について説明する工程図である。

符号の説明

１…透明基板、２…異方性導電膜、３…電子部品、６…微分干渉顕微鏡、７…撮像部、９…クリーニング装置、１１…電極、１１ａ…圧痕、１３…凸状部、１４…圧痕モデル、２１…表示部、２２…微分干渉顕微鏡、２３…搬送機構、２４…記録部

Claims (10)

1. 異方性導電膜を介して電子部品が実装された透明基板を前記電子部品が実装された面の裏面側から微分干渉顕微鏡により映して撮像する工程と、
   撮像された画像の中から、前記透明基板に設けられている電極の位置を予め登録されている前記電極の形状を用いて検出する工程と、
   前記電極に形成された凸状部を強調する微分フィルタ処理を施す工程と、
   前記微分フィルタ処理により強調された前記凸状部と予め用意してある圧痕モデルとをパターンマッチングし、マッチング率が設定値以上である前記凸状部を圧痕候補として抽出する工程と、
   圧痕候補として抽出された前記凸状部の濃淡値の差が設定値以上である場合に前記凸状部を圧痕であると判定する工程と、
   圧痕であると判定された個数をカウントする工程と、
   圧痕としてカウントされた数が設定値以上であるか否かにより前記透明基板への前記電子部品の実装状態の良否を判定する工程と、
   を備えることを特徴とする電子部品の実装状態検査方法。
2. 異物の有無を判定する工程をさらに有し、前記異物の有無を判定する工程は、
   検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する工程と、
   検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物ありと判定する工程と、
   前記電極に形成された前記凸状部にエッジを強調するラプラシアンフィルタ処理を施した後、前記異方性導電膜中の導電性粒子に押されて形成された前記凸状部を取り除いた後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する工程と、
   前記微分干渉顕微鏡の濃淡変化が出現する方向に、異物サイズに合わせた微分フィルタ処理を施した後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物と判定する工程と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装状態検査方法。
3. 前記圧痕モデルは、圧痕を撮像した複数の画像を重ね合わせて平均値を求めることにより作製されていることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品の実装状態検査方法。
4. 撮像された画像内の複数の前記電極の位置を検出する場合に、他の前記電極に比べて検出結果が設定値以上異なる前記電極については、他の前記電極の検出結果をもとに前記電極の位置を修正する工程を備えることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の電子部品の実装状態検査方法。
5. 前記微分干渉顕微鏡に対向する側の前記透明基板の面をクリーニングする工程を備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の電子部品の実装状態検査方法。
6. 検出する前記電極内の明るさの変化の平均的な傾向を求める工程と、
   求められた明るさの変化の平均的な傾向を撮像された前記画像の明るさから減算する工程と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の電子部品の実装状態検査方法。
7. 異方性導電膜を介して電子部品が実装された透明基板を前記電子部品が実装された面の裏面側から映す微分干渉顕微鏡と、
   前記微分干渉顕微鏡により映される画像を撮像する撮像部と、
   撮像された画像の中から、前記透明基板に設けられている電極の位置を予め登録されている前記電極の形状を用いて検出する電極位置検出手段と、
   前記電極に形成された凸状部を強調する微分フィルタ処理を施す微分フィルタ処理手段
   と、
   前記微分フィルタ処理により強調された前記凸状部と予め用意してある圧痕モデルとをパターンマッチングし、マッチング率が設定値以上である前記凸状部を圧痕候補として抽出する圧痕候補抽出手段と、
   圧痕候補として抽出された前記凸状部の濃淡値の差が設定値以上である場合に前記凸状部を圧痕であると判定する圧痕判定手段と、
   圧痕であると判定された個数をカウントするカウント手段と、
   圧痕としてカウントされた数が設定値以上であるか否かにより前記透明基板への前記電子部品の実装状態の良否を判定する良否判定手段と、
   を備えることを特徴とする電子部品の実装状態検査装置。
8. 異物を検出する異物検出手段をさらに有し、前記異物検出手段は、
   撮像された画像の中から、前記透明電極に設けられている電極の位置を予め登録されている前記電極の形状を用いて検出する電極位置検出手段と、
   検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第１の異物判定手段と、
   検出した前記電極に形成された凸状部の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第２の異物判定手段と、
   前記電極に形成された前記凸状部にエッジを強調するラプラシアンフィルタ処理を施した後、前記異方性導電膜中の導電性粒子に押されて形成された前記凸状部を取り除いた後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以下である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第３の異物判定手段と、
   前記微分干渉顕微鏡の濃淡変化が出現する方向に、異物サイズに合わせた微分フィルタ処理を施した後の画像の濃淡値を二値化した場合、閾値以上である部分の面積が設定値以上である場合に異物有りと判定する第４の異物判定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項７記載の電子部品の実装状態検査装置。
9. 再検査される前記透明基板を、実装状態が検査される位置から再検査用の微分干渉顕微鏡による再検査位置へ搬送する搬送機構を備えることを特徴とする請求項７又は８記載の電子部品の実装状態検査装置。
10. 電極が設けられた透明基板に異方性導電膜を介して電子部品が実装された部品を用いる電子機器の製造工程中に、請求項１ないし６のいずれか一記載の電子部品の実装状態検査方法により検査する工程が含まれていることを特徴とする電子機器の製造方法。

Images