JP5147547B2 - 半田接合部の基準位置特定方法および基準位置特定装置 - Google Patents

Description

本発明は、半田接合部の基準位置特定方法および基準位置特定装置に関し、さらに詳しくは、放射線を用いて基板に実装された電子部品の半田接合部の基準位置を特定する方法および装置に関する。

従来、Ｘ線等の放射線を照射して基板に実装された電子部品の半田付け部の位置を特定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、透過画像を加算若しくは空間微分してリードの基部（バックフィレット）に生じるピーク値を検出し、検出した位置を基にリード先端の候補領域に生じる別のピーク値を検出することにより、半田付け部の位置を検出することが提案されている。
しかし、上記の提案は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）などの電子部品のリードやチップ部品やミニモールドなどの端子の半田付け部分にボイド（気泡）が含まれている場合には、ボイドの影響によって、上記リードの基部や先端部のフィレットによるピークとは異なる位置にもピークが出現してしまい、基準位置となる本来のピークを検出できないといった問題があった。
そして、今日の鉛フリー半田の普及によって、上記半田付け部にはボイドが一層発生し易くなっており、半田付け部の基準位置を特定することが一層困難になっている。

特開平６−７４７４１号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、半田接合部に存在するボイドを特定し、そのボイドによる影響を除くことにより、基準となる位置を正確に特定することができる半田接合部の基準位置特定方法および基準位置特定装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．基板に実装された電子部品の半田接合部に放射線を照射して該半田接合部を透過した放射線を検出する透過放射線検出工程と、
上記検出した透過放射線の２次元強度分布からボイドと判定される領域の特徴情報を取得するボイド情報取得工程と、
上記２次元強度分布の強度変化に関する特徴情報を取得する２次元強度分布特徴情報取得工程と、
上記ボイド情報に基づいて上記２次元強度分布特徴情報から上記ボイド情報を除去した２次元強度分布補正特徴情報を取得する２次元強度分布補正特徴情報取得工程と、
上記２次元強度分布補正特徴情報から所定の特徴を示す情報を基準位置情報として抽出し、該基準位置情報に基づいて上記半田接合部の基準位置を特定する基準位置特定工程と、を備えることを特徴とする半田接合部の基準位置特定方法。
２．上記１．の半田接合部の基準位置特定方法において、上記基準位置は、上記電子部品の半田付けされたリード先端部であることを特徴とする。
３．上記１．または２．の半田接合部の基準位置特定方法において、上記２次元強度分布特徴情報は、上記２次元強度分布を空間微分処理することにより得られた空間微分画像であり、上記２次元強度分布補正特徴情報は、該空間微分画像から上記ボイドに相当する画像成分を除去する補正が行われた補正空間微分画像であることを特徴とする。
４．上記３の半田接合部の基準位置特定方法において、上記基準位置情報は、上記補正空間微分画像の輝度値を所定方向に投影加算したプロファイルの所定の基準を満たす極大値又は極小値の位置であることを特徴とする。
５．基板に実装された電子部品の半田接合部に放射線を照射して該半田接合部を透過した放射線を検出する透過放射線検出手段と、
上記検出した透過放射線の２次元強度分布からボイドと判定される領域の特徴情報を取得するボイド情報取得手段と、
上記２次元強度分布の強度変化に関する特徴情報を取得する２次元強度分布特徴情報取得手段と、
上記ボイド情報に基づいて上記２次元強度分布特徴情報から上記ボイド情報を除去した２次元強度分布補正特徴情報を取得する２次元強度分布補正特徴情報取得手段と、
上記２次元強度分布補正特徴情報から所定の特徴を示す情報を基準位置情報として抽出し、該基準位置情報に基づいて上記半田接合部の基準位置を特定する基準位置特定手段と、を備えることを特徴とする半田接合部の基準位置特定装置。

本発明の半田接合部の基準位置特定方法によると、基板に実装された電子部品の半田接合部に放射線を照射して検出した透過放射線の２次元強度分布からボイドと判定される領域の特徴情報を取得し、そのボイドの特徴情報に基づいて、２次元強度分布の特徴情報から上記ボイド情報を除去した２次元強度分布補正特徴情報を取得し、上記２次元強度分布補正特徴情報から所定の特徴を示す情報を基準位置情報として抽出するようにしている。これにより、基準位置を特定する情報として、半田接合部に存在するボイドの影響を取り除いた情報を取得することができるので、これに基づいた正確な半田接合部の基準位置が特定できる。

また、この特定する基準位置が電子部品の半田付けされたリード先端部である場合は、緩やかに湾曲したリード基部や形状に違いが生じやすい半田フィレットの先端部を基準位置とする場合と比較して、より正確な基準位置として特定することができる。

さらに、上記２次元強度分布特徴情報が、２次元強度分布を空間微分処理することにより得られた空間微分画像であり、上記２次元強度分布補正特徴情報が、該空間微分画像から上記ボイドに相当する画像成分を除去する補正が行われた補正空間微分画像である場合は、２次元強度分布の強度変化をエッジ画像として明確に抽出することができ、この画像に含まれるボイドの画像成分も明確に特定され、そこから除去することができるので、より一層正確に基準位置を特定することができる。

また、上記基準位置情報が、上記補正空間微分画像の輝度値を所定方向に投影加算したプロファイルの所定の基準を満たす極大値又は極小値の位置である場合は、補正空間微分画像の輝度値を所定方向に投影加算したプロファイルにおいて、ピーク値として明確に現れる位置を基準位置情報として用いることができるので、より一層明確に基準位置を特定することができる。

以上は、本発明が方法として実現される場合について説明したが、かかる方法を実現する装置としても発明は実現可能であり、その実質的な動作については上述した方法の場合と同様である。すなわち、前記に示す「半田接合部の基準位置特定方法」に係わる本発明において説明した事項は、全て、本「半田接合部の基準位置特定装置」にも適用できるものである。
以上のような半田接合部の基準位置特定装置は、単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることも可能である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明において如何様にも適用できる。
（１）本実施形態の構成：
（２）基準位置特定処理（基準位置特定方法）：

（１）本実施形態の構成：
図１は本発明にかかる半田接合部の基準位置特定方法によって実現された半田接合部の基準位置特定装置（以下、基準位置特定装置と略記する。）１の概略ブロック図である。同図１に示すように、基準位置特定装置１は、撮像部１０と制御部２０を備えている。

撮像部１０は、放射線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２と放射線検出器１３とを備えており、それぞれＣＰＵ２４によって制御される。すなわち、基準位置特定装置１はＣＰＵ２４を含む制御系として放射線制御機構２１とステージ制御機構２２と画像取得機構２３とＣＰＵ２４とメモリ２５と入力部２６と出力部２７とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２４は、メモリ２５に記録された基準位置特定プログラム２５ａを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。

メモリ２５はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、基準位置特定処理を実行するための基準位置特定プログラム２５ａと、放射線発生器１１にて放射線を発生させる際の条件（印加電圧、照射時間、撮像倍率等）を示すデータである撮像条件データ２５ｂと、基準位置を特定する対象となる半田接合部に関するデータや対象範囲を特定するために用いられるウィンドウに関するデータ等を含む特定用データ２５ｃとが予め記録されている。また、メモリ２５は基準位置特定処理過程で生成される各種データを記憶可能で、放射線画像データ２５ｄ、ボイド情報データ２５ｅ、エッジ画像データ２５ｆ、補正エッジ画像データ２５ｇ、補正エッジ画像投影データ２５ｈ、特定結果データ２５ｉを記憶可能である。なお、メモリ２５は、データを蓄積可能であれば、ＨＤＤやＤＶＤ−ＲＷなどリード／ライトが可能な如何様な形態の記録媒体であってもよい。

放射線制御機構２１は、上記撮像条件データ２５ｂを参照し、図示しない上昇／下降機構を介して放射線発生器１１をＺ軸方向に駆動して撮像倍率を変更すると共に、放射線発生器１１を制御して放射線の出力位置から出力側のほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲に所定の放射線を発生させることができる。なお、本実施形態では、放射線発生器１１は開放管型Ｘ線発生器を採用している。
ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２と接続されており、上記特定用データ２５ｃに基づいて同Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。

画像取得機構２３は放射線検出器１３に接続されており、放射線検出器１３から出力される透過放射線の強度レベルを示す検出値の２次元分布から、その強度レベルを輝度（濃淡）の差で表した放射線透過画像を取得する。取得した放射線透過画像は、放射線画像データ２５ｄとしてメモリ２５に記憶される。なお、放射線検出器１３としては、被検査対象を透過した透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することができる。本実施形態における放射線検出器１３は、２次元的に分布したセンサを備え、撮影したデータをシリアル出力するフラットパネルセンサを採用しており、透過放射線の強度が検出値として検出される。

ＣＰＵ２４は、メモリ２５に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、基準位置の特定処理を行うために、図１に示す放射線制御部２４ａとステージ制御部２４ｂと画像取得部２４ｃとボイド情報取得部２４ｄとエッジ画像生成部２４ｅとエッジ画像補正処理部２４ｆと補正エッジ画像投影処理部２４ｇと特定処理部２４ｈとによる演算を実行する。

放射線制御部２４ａは、上記撮像条件データ２５ｂを取得し、上記放射線制御機構２１を制御して所定の放射線（例えば、１００ＫｅＶのＸ線）を放射線発生器１１から出力させる。
ステージ制御部２４ｂは、上記特定用データ２５ｃを取得し、基準位置特定の対象となる電子部品ａの半田接合部が放射線検出器１３の視野内に含まれるように、制御信号をステージ制御機構２２に供給する。この結果、ステージ制御機構２２は、電子部品ａが放射線検出器１３の視野内に配置されるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。
画像取得部２４ｃは、画像取得機構２３に指示を行い、放射線検出器１３が出力する検出値に基づいた放射線透過画像を取得し、放射線画像データ２５ｄとしてメモリ２５に記録する。

ボイド情報取得部２４ｄは、透過放射線の２次元強度分布を表す上記放射線画像データ２５ｄからボイドの特徴を示す領域を特定し、そのボイドと判定された領域の特徴情報（位置、形状）をボイド情報データ２５ｅとしてメモリ２５に記録する。
エッジ画像生成部２４ｅは、放射線画像データ２５ｄを空間微分処理することにより、２次元強度分布における周囲との強度の差の大きな箇所、すなわち、放射線透過画像における濃淡の変化の大きな箇所がエッジとして強調された空間微分画像（エッジ画像）を生成し、これを透過放射線の２次元強度分布の特徴を表すエッジ画像データ２５ｆとして取得する。このエッジ画像は、微分値の大きさを濃淡で表している。

エッジ画像補正処理部２４ｆは、上記取得したエッジ画像データ２５ｆから、上記ボイド情報データ２５ｅに基づいてエッジ画像内のボイドに相当する画像成分を除去する処理を実行し、この処理された画像を補正エッジ画像データ２５ｇとしてメモリ２５に記録する。
補正エッジ画像投影処理部２４ｇは、上記補正エッジ画像において濃淡で表されている微分値を所定方向に投影加算したプロファイルを生成し、このプロファイルにおいて所定の基準を満たすピーク（極大値または極小値）の位置を基準位置情報として取得し、補正エッジ画像投影データ２５ｈとしてメモリ２５に記録する。
特定処理部２４ｈは、補正エッジ画像投影データ２５ｈに基づいて、それに対応する半田接合部の位置を基準位置として特定し、特定結果データ２５ｉとしてメモリ２５に記録する。

出力部２７は上記放射線透過画像等を表示するディスプレイであり、入力部２６は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部２６を介して種々の入力を実行可能であるし、ＣＰＵ２４の処理によって得られる種々の演算結果や放射線透過画像、基準位置特定結果等を出力部２７に表示することができる。

（２）基準位置特定処理（基準位置特定方法）：
本実施形態においては、上述の構成において図２および３に示すフローチャートに従って半田接合部の基準位置の特定を行う。なお、本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、電子部品ａとしてＱＦＰが基板Ｓに実装されており、その半田付けされた各リードＬの先端部を基準位置として特定する場合を説明する。

最初に、変数ｎ、ｍおよびｌをそれぞれ"１"に初期化する（ステップＳ１００）。これら変数ｎ、ｍおよびｌは、それぞれ最大値をＮ、ＭおよびＬとする整数であり、Ｎは各基板Ｓから取得する放射線透過画像の数、Ｍは後述する各放射線透過画像内のウィンドウＷの数、ＬはウィンドウＷ内の基準位置が特定される対象範囲Ｒの数で、それぞれ予め設定されている。

次に、特定用データ２５ｃに基づいて、Ｘ−Ｙステージ１２上に載置された基板Ｓ上の基準位置特定の対象となる半田接合部が透過放射線検出手段としての放射線検出器１３の視野内に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を駆動する（ステップＳ１０５）。そして、撮像条件データ２５ｂとして予め設定されている放射線発生器１１の撮像条件においてその放射線透過画像を取得し（ステップＳ１１０）、放射線画像データ２５ｄとしてメモリ２５に記録する。

続いて、ＣＰＵ２４は特定用データ２５ｃを参照し、取得した放射線透過画像内の所定位置にウィンドウＷを設定し（ステップＳ１１５）、当該ウィンドウＷ内の画像を読み取る。ウィンドウＷが設定されると、今度はそのウィンドウＷ内の各半田接合部について、基準位置特定の対象となる各領域を対象範囲Ｒとして設定する（ステップＳ１２０）。この対象範囲Ｒは、ウィンドウＷ内の画像を二値化処理等することにより、半田接合部のおおよその範囲を特定して設定される。

ここで、ウィンドウＷおよび対象範囲Ｒは、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、基準位置特定処理を迅速に行うために、通常そのウィンドウＷ内に複数（図中４箇所）の対象範囲Ｒ（半田接合部）が含まれるように設定されるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、さらに多くの対象範囲Ｒを含むようにウィンドウＷを設定してもよいし、半田接合部１箇所ごとにウィンドウＷを設定、すなわち、対象範囲ＲがウィンドウＷであるように設定してもよい。さらに、放射線透過画像全体がウィンドウＷとなるように設定、すなわち、ウィンドウＷの範囲ごとに放射線透過画像を撮影するようにしてもよい。

次に、ボイド情報取得手段としてのボイド情報取得部２４ｄは、図５（ａ）に示す対象範囲Ｒ内の画像から、ボイドと判定される領域の特徴情報を取得するボイド情報取得処理を実行する（ステップＳ１２５）。なお、放射線透過画像に基づいて半田接合部に存在するボイドを特定し、そのボイドに関する情報を取得する方法は、既知の、または新規の方法を適宜採用可能であるが、以下にその一例を説明する。

本ボイド情報取得処理は、図３に示すフローチャートに従って実行される。最初に、ボイド情報取得部２４ｄは、ステップＳ１２０で設定した対象範囲Ｒから、この範囲内の放射線透過画像に基づいて半田の厚みに相当する厚みプロファイルを取得する（ステップＳ２００）。この厚みプロファイルは、透過放射線の検出強度を半田の実際の厚みに換算することで求めることができる。なお、厚みプロファイルを取得するにあたり、基準となる既知の半田厚みを有する試験プレートを透過させた放射線強度を予め測定してデータ換算テーブルを作成しておくことにより、半田厚みに対応する透過放射線の検出値を半田厚みに換算することができ、この厚みを濃淡で表した厚みプロファイルを取得することができる。

図６（ａ）に示すように、半田Ｈ内にボイドＶ１〜Ｖ３が存在する場合、半田の放射線透過率は予め基準となる厚みを有する試験プレートを透過したデータによって上述のように既知であり、また、ボイドのような空隙は放射線をほとんど吸収しないことから、透過放射線の検出値Ｉ（強度）に基づいて半田Ｈの厚みを求めることができる。図６（ｂ）は、２次元平面Ｘ−Ｙにおいて、透過放射線の検出値Ｉ（強度）に基づいて換算した厚みｔを縦軸にとり、その分布を立体的に表した図（厚みプロファイル）である。半田Ｈ内にボイドＶ１〜Ｖ３が存在する場合には、この厚みプロファイルにボイドＶ１〜Ｖ３の影響による変化（凹み）が生じる。

図７（ａ）に示すように、ボイドＶの形状が略球形状である場合、そのボイドに起因した透過放射線の検出値Ｉのプロファイル形状は図７（ｂ）のように釣鐘状となる。この図７（ｂ）において、検出値Ｉが急激な変化を示す位置ｘ１およびｘ２はボイドの輪郭（外形）を示す位置に相当する。そして、透過放射線の検出値Ｉに基づいて求めた厚みｔの分布においても同様に、厚みｔが急激な変化を示す位置が存在する。したがって、次のステップでは、このような位置を輪郭として抽出する処理を実行する。

ステップＳ２０５では、厚みｔが濃淡で表された画像の隣接する各画素の輝度（濃淡）の差を予め設定した基準値と比較する。すなわち、隣接する各画素との輝度差が所定の閾値以上となる画素を輪郭画素とする輪郭抽出処理を実行する。そして、図５（ｂ）に示すように、抽出された各輪郭画素により閉領域を形成している画素群をボイド候補として取得する（ステップＳ２１０）。この取得した各ボイド候補からボイドのみを選択する方法は特に限定されず、種々の方法を採用可能であるが、その例として、下記のボイド候補の縦横比を用いる方法を説明する。

リード先端の半田内に存在するボイドは、通常、球形状に近い形状を示すことが知られている。そして、ボイドＶの形状が略球形状である場合、そのボイドに起因した２次元平面Ｘ−Ｙ上の輪郭の形状は図５（ｂ）の拡大図に示すように円形に近い形状となり、円の直径に相当する線分でありかつ直交する２つの線分の長さの比は略１となる。したがって、ボイド候補の直交する縦Ｙと横Ｘの長さの比Ｙ／Ｘを求めることにより、このＹ／Ｘの値が予め設定した範囲内（略１となる範囲）であれば、この輪郭はボイドに起因する輪郭であると判別することができる。ただし、上記Ｙ／Ｘの値の範囲の設定については、実際のボイドが示すＹ／Ｘの値等を測定すること等により、その許容範囲を適宜設定すればよい。

ここで、上記ボイドに起因する輪郭の判別において、ノイズ等がランダムあるいは何らかの傾向を持って発生したとしても、その輪郭の縦横比が"略１"となることはまれである。したがって、本実施形態のように球形状のボイドによって形成される円形の輪郭形状をボイド候補として抽出することにより、ボイドを確実に抽出することができる。

上述のようにして、ステップＳ２１５において、各円形状の輪郭をボイド候補として１つずつ選択し、これがボイドに起因する輪郭であるか否かを判別する（ステップＳ２２０）。ボイドに起因するものであると判別されれば、ステップＳ２２５にてこれをボイドとして抽出する。ボイドに起因するものであると判別されなければ、ステップＳ２３０に移行する。

ステップＳ２３０においては、以上の一連の処理を全ての上記ボイド候補について適用したか否かを判別する。そして、全てのボイド候補について適用したと判別されるまでステップＳ２１５以降の処理を繰り返す。全てのボイド候補について適用したと判別されれば、図５（ｃ）に示すように、ステップＳ２２５において抽出した全てのボイドの放射線透過画像上の位置、形状を表す情報をボイド情報として取得し（ステップＳ２３５）、ボイド情報データ２５ｅとしてメモリ２５に記録する。

なお、上述の輪郭抽出処理では、透過放射線の検出値を半田厚みに換算した厚みプロファイルの隣接する各画素との輝度差を基準値と比較することによりボイド候補となる輪郭を抽出するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、透過放射線の検出値を半田厚みに換算せずに、放射線透過画像の隣接する各画素の輝度差を基準値と比較してボイド候補となる輪郭を抽出するようにしてもよい。

以上のようにしてボイド情報を取得すると、次に、２次元強度分布特徴情報取得手段としてのエッジ画像生成部２４ｅは、対象範囲Ｒ内の２次元強度分布画像を空間微分処理することによって２次元強度分布画像としてのエッジを抽出したエッジ画像を生成し（ステップＳ１３０）、エッジ画像データ２５ｆとしてメモリ２５に記録する。このエッジ画像は、図５（ｄ）に示すように、透過放射線の検出値が急激に変化する部分であるエッジ部分を輝度の差として表した画像である。このエッジ画像において、エッジに相当する画像成分はその周りの他の画像成分の輝度値よりも濃く、または淡く表されている。

ここで、上記エッジ画像において、半田接合部にボイドが存在していなければ、このエッジ画像におけるリード先端部に相当するエッジを抽出することにより基準位置を特定することができるが、ボイドが存在している場合、そのボイドの影響によりリード先端部に相当するエッジを特定することが困難となる。そこで、２次元強度分布補正特徴情報取得手段としてのエッジ画像補正処理部２４ｆにより、ステップＳ１２５にて取得したボイド情報に基づいて、上記エッジ画像からボイドによる影響を除去する補正処理を行い（ステップＳ１３５）、補正エッジ画像データ２５ｇを取得する。

このエッジ画像補正処理は、図５（ｅ）に示すように、ステップＳ１３０にて取得したエッジ画像（図５（ｄ））のボイドＶに相当する画像成分の領域に対し、ステップＳ１２５にて取得したボイド情報に基づいて穴埋め処理を施すことである。すなわち、この穴埋め処理とは、エッジ画像上のボイドに相当する画像成分に対して、ボイド情報を用いることにより、ボイドに相当する画像成分の領域に対応する微分値を"０"に置き換える処理である。これにより、エッジ画像からボイドによる影響を取り除くことができる。

次に、この補正エッジ画像に基づいて基準位置となるリード先端部の位置を特定するにあたり、補正エッジ画像投影処理部２４ｇにより、上記補正エッジ画像における輝度値（微分値）を図５（ｅ）の上下方向、すなわち、リード先端部の端面と平行な方向へ投影加算する処理を実行する（ステップＳ１４０）。これにより、基準位置情報として、補正エッジ画像投影プロファイル（図８（ｂ））を取得し、これを補正エッジ画像投影データ２５ｈとしてメモリ２５に記録する。

ここで、図４の１つの対象範囲Ｒに対して２次元強度分布補正特徴情報取得工程によりエッジ画像補正処理を実行して投影処理を行った場合と実行せずに投影処理を行った場合の違いについて図８に従い説明する。図８（ａ）は１つの対象範囲Ｒの側断面図を、図８（ｂ）（ｃ）はそれぞれエッジ画像補正処理を実行してリードＬの端面に平行な方向にエッジ画像を投影加算した場合とエッジ画像補正処理を実行せずに投影加算した場合の輝度値（微分値）の加算結果を示す。図８（ｂ）においてはエッジ画像補正処理によりボイドＶの先端のピークが小さいのに対して、図８（ｃ）においては基準位置として特定されるべきリード先端部を示す位置の近傍にはリードＬ先端部とボイドＶ先端部の２つのピークが出現している。このため、半田付け部分にボイドを含む場合にはどちらのピークが基準位置を示すものであるかを判別することが困難であることがわかる。

ステップＳ１４５において、基準位置特定手段としての特定処理部２４ｈは、上記補正エッジ画像投影プロファイルにおける基準位置となるリード先端部のエッジに相当するピークの位置を抽出し、このピークの位置を基準位置として特定する。この特定方法としては、種々の方法を採用可能であるが、例えば、対象範囲Ｒにおいて、予め設定された範囲（リード先端部近傍）における投影加算された微分値の極大値または極小値の位置を基準位置として特定することができる。図８（ｂ）において、Ｘ方向の所定範囲内において極大値を示すピークは、ボイドＶの影響を除去したことにより、リード先端部のエッジに起因して生じたピークとなっていることがわかる。
そして、上記特定された基準位置は、この対象範囲Ｒにおける半田接合部の特定結果データ２５ｉとしてメモリ２５に記録される。

上述のようにして、ひとつの対象範囲Ｒについての基準位置を特定すると、ステップＳ１５０においては、変数ｌが最大値Ｌに達しているか否か、すなわち、上記ウィンドウＷにおける全ての対象範囲Ｒについて上記処理を実行したか否かが判別され、最大値Ｌに達していると判別されなければ、変数ｌをインクリメントし（ステップＳ１５５）、ステップＳ１２５以降の処理を繰り返す。変数ｌが最大値Ｌに達していると判別されれば、ステップＳ１６０へ移行する。

ステップＳ１６０においては、変数ｍが最大値Ｍに達しているか否か、すなわち、上記放射線透過画像に対して予め設定されている全てのウィンドウＷについて上記処理を実行したか否かが判別され、最大値Ｍに達していると判別されなければ、変数ｍをインクリメントし（ステップＳ１６５）、ステップＳ１２０以降の処理を繰り返す。変数ｍが最大値Ｍに達していると判別されれば、ステップＳ１７０へ移行する。

ステップＳ１７０においては、変数ｎが最大値Ｎに達しているか否か、すなわち、上記基板Ｓに対して予め設定されている全ての放射線透過画像を取得したか否かが判別され、最大値Ｎに達していると判別されなければ、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ１７５）、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。変数ｎが最大値Ｎに達していると判別されれば、基板Ｓに対して設定されている全ての基準位置特定処理が終了する。

以上のように、本実施形態では、放射線透過画像からボイドと判定される領域の特徴情報を取得し、そのボイドの特徴情報に基づいて、放射線透過画像のエッジ画像から上記ボイドに相当する画像成分を除去した補正エッジ画像を取得し、これに基づいて基準位置情報を取得するようにしている。このように、基準位置を特定する情報として、半田接合部に存在するボイドの影響を取り除いた情報を取得することができるので、これに基づいた正確な半田接合部の基準位置が特定できる。

また、本実施形態では、電子部品ａの半田付けされたリードＬの先端部を基準位置として特定するようにしたので、緩やかに湾曲したリード基部や形状に違いが生じやすい半田フィレットの先端部を基準位置とする場合と比較して、より正確な基準位置として特定することができる。

さらに、本実施形態では、２次元強度分布の特徴情報として、２次元強度分布を空間微分処理することにより得られた空間微分画像であるエッジ画像とし、また、補正特徴情報として、エッジ画像からボイドに相当する画像成分を除去する補正が行われた補正エッジ画像としたので、２次元強度分布の特徴を明確に抽出することができ、より一層正確に基準位置を特定することができる。

また、本実施形態では、基準位置情報として、補正エッジ画像の輝度値を所定方向に投影加算したプロファイルの所定の基準を満たす極大値又は極小値の位置としたので、ボイドの影響が除去され、また、投影加算することにより、基準位置となるリード先端部のエッジがピークとして明確に現れる位置を基準位置情報として用いることができ、さらにより一層明確に基準位置を特定することができる。

なお、上記の実施形態では、放射線発生器１１に開放管型Ｘ線発生器を採用する提案を行ったが、特定の範囲に対してコーン状の放射線を出力する密閉管型Ｘ線発生器を採用してもよい。また、利用できる放射線としてはＸ線に限られず、γ線等、被検査対象を透過する種々の放射線を採用可能である。
また、放射線検出器１３に関しても、本実施形態のフラットパネルセンサに代えてイメージインテンシファイアーを採用してもよい。

また、上述の実施形態においては、電子部品ａの半田付けされたリードの先端部を基準位置として特定する例を説明したが、これに限定されず、例えば、図９に示すように、チップ部品等の電子部品ａ’の半田付けされた端部を基準位置として特定、すなわち、端部を半田付けされた電子部品全般におけるその端部を基準位置として特定することもできる。
さらに、上述の実施形態では、基板Ｓに実装された電子部品ａとしてＱＦＰの場合を説明したが、これに限定されず、ＳＯＰなど、半田付けされたリードＬを有する電子部品全般の半田接合部の基準位置を特定するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、補正エッジ画像を取得し、これを投影加算して補正エッジ画像投影プロファイルを取得することにより、補正エッジ画像の微分値をＹ方向に加算してそのピークを求めるようにしたが、これに限定されず、例えば、補正エッジ画像におけるＸ方向に平行な直線上でのプロファイルを複数取得し、これを加算したプロファイルを取得するようにしてもよい。
さらに、上述の実施形態においては、エッジ画像の補正として、ボイドと判定された範囲全ての微分値を"０"に置き換えることにより補正するようにしたが、これに限定されず、例えば、ボイドと判定された範囲において基準位置の特定に影響を及ぼす所定の値以上の微分値についてのみ"０"に置き換えるように補正してもよい。

また、上述の実施形態においては、ボイドの判定方法として、抽出した輪郭の縦横比を用いて判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、抽出したボイド候補の輪郭の直径（例えば、図７（ｂ）のｘ２−ｘ１）の１／２から半径を求め、この半径に基づいて計算で求めた球の体積と、各画素の濃度情報から直接求めた球の体積（図７（ｂ）の釣鐘の体積に相当）の比を基準値と比較することによってボイド候補を球形の特徴を持つボイドと特定するなど球形の特徴を判定する種々の方法を採用可能である。

なお、参考までに、多層基板表面に実装された電子部品等の基準位置の特定において、上述のボイドの影響によって基準位置の特定が困難である場合のほか、基板内層に実装された電子部品やパターン層等の影響により基準位置を特定するための基準位置情報を取得することが困難となるような場合においては、放射線透過画像上のそれら電子部品やパターン等の画像成分を、それらの既知の位置および形状等に基づいて抽出し、その影響を除去するようにすることもできる。
また、上述の実施形態においては、半田接合部の基準位置を特定するために、ボイドを抽出してその影響を除去する方法を説明したが、スルーホールのように、放射線透過画像においてボイドと同じ円形状を示す対象に対しても、同様の方法でその影響を除去することが可能である。

本実施形態にかかる半田接合部の基準位置特定装置の概略ブロック図である。 基準位置特定処理のフローチャートである。 ボイド情報取得処理のフローチャートである。 本実施形態にかかるウィンドウＷおよび対象範囲Ｒを説明するための説明図である。 本実施形態にかかる基準位置特定処理において取得される画像等の例を示す図であり、（ａ）は放射線透過画像、（ｂ）は輪郭抽出画像、（ｃ）はボイド情報、（ｄ）はエッジ画像、（ｅ）は補正エッジ画像をそれぞれ示す。 本実施形態にかかる半田接合部を説明した説明図であり、（ａ）は半田接合部の模式図、（ｂ）は（ａ）における透過放射線の２次元強度分布を立体的に表した図である。 半田Ｈ内にボイドが存在する場合の透過放射線の検出値の例を示す説明図である。 本実施形態に係る投影プロファイルの例を説明する説明図であり、（ａ）は図４の１つの対象範囲Ｒの側断面図、（ｂ）は補正を行ったエッジ画像の投影プロファイル、（ｃ）は補正を行わないエッジ画像の投影プロファイルをそれぞれ示す。 他の実施形態にかかる半田接合部の例を示す説明図である。

符号の説明

１；基準位置特定装置、１０；撮像部、１１；放射線発生器、１２；ステージ、１３；放射線検出器、２０；制御部、２１；放射線制御機構、２２；ステージ制御機構、２３；画像取得機構、２４；ＣＰＵ、２４ａ；放射線制御部、２４ｂ；ステージ制御部、２４ｃ；画像取得部、２４ｄ；ボイド情報取得部、２４ｅ；エッジ画像生成部、２４ｆ；エッジ画像補正処理部、２４ｇ；補正エッジ画像投影処理部、２４ｈ；特定処理部、２５；メモリ、２５ａ；基準位置特定プログラム、２５ｂ；撮像条件データ、２５ｃ；特定用データ、２５ｄ；放射線画像データ、２５ｅ；ボイド情報データ、２５ｆ；エッジ画像データ、２５ｇ；補正エッジ画像データ、２５ｈ；補正エッジ画像投影データ、２５ｉ；特定結果データ、２６；入力部、２７；出力部、Ｈ；半田、Ｉ；検出値、Ｌ；リード、Ｒ；対象範囲、Ｓ；基板、Ｖ、Ｖ１〜Ｖ３；ボイド、Ｗ；ウィンドウ、ａ、ａ’；電子部品。

Claims (5)

1. 基板に実装された電子部品の半田接合部に放射線を照射して該半田接合部を透過した放射線を検出する透過放射線検出工程と、
   上記検出した透過放射線の２次元強度分布からボイドと判定される領域の特徴情報を取得するボイド情報取得工程と、
   上記２次元強度分布の強度変化に関する特徴情報を取得する２次元強度分布特徴情報取得工程と、
   上記ボイド情報に基づいて上記２次元強度分布特徴情報から上記ボイド情報を除去した２次元強度分布補正特徴情報を取得する２次元強度分布補正特徴情報取得工程と、
   上記２次元強度分布補正特徴情報から所定の特徴を示す情報を基準位置情報として抽出し、該基準位置情報に基づいて上記半田接合部の基準位置を特定する基準位置特定工程と、を備えることを特徴とする半田接合部の基準位置特定方法。
2. 上記基準位置は、上記電子部品の半田付けされたリード先端部である請求項１記載の半田接合部の基準位置特定方法。
3. 上記２次元強度分布特徴情報は、上記２次元強度分布を空間微分処理することにより得られた空間微分画像であり、上記２次元強度分布補正特徴情報は、該空間微分画像から上記ボイドに相当する画像成分を除去する補正が行われた補正空間微分画像である請求項１または２項に記載の半田接合部の基準位置特定方法。
4. 上記基準位置情報は、上記補正空間微分画像の輝度値を所定方向に投影加算したプロファイルの所定の基準を満たす極大値又は極小値の位置である請求項３に記載の半田接合部の基準位置特定方法。
5. 基板に実装された電子部品の半田接合部に放射線を照射して該半田接合部を透過した放射線を検出する透過放射線検出手段と、
   上記検出した透過放射線の２次元強度分布からボイドと判定される領域の特徴情報を取得するボイド情報取得手段と、
   上記２次元強度分布の強度変化に関する特徴情報を取得する２次元強度分布特徴情報取得手段と、
   上記ボイド情報に基づいて上記２次元強度分布特徴情報から上記ボイド情報を除去した２次元強度分布補正特徴情報を取得する２次元強度分布補正特徴情報取得手段と、
   上記２次元強度分布補正特徴情報から所定の特徴を示す情報を基準位置情報として抽出し、該基準位置情報に基づいて上記半田接合部の基準位置を特定する基準位置特定手段と、を備えることを特徴とする半田接合部の基準位置特定装置。