JP5832200B2 - Apparatus and method for acquiring defect analysis image of wiring board using X-ray - Google Patents

Apparatus and method for acquiring defect analysis image of wiring board using X-ray Download PDF

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Description

本発明は、配線板の不良解析に関し、より詳細には、プローブ及びX線を用いた不良解析に関する。   The present invention relates to failure analysis of a wiring board, and more particularly to failure analysis using a probe and an X-ray.

一般に、プリント配線板は、スルーホール等を用いて電気的に接続された回路を複数有しており、製造されたプリント配線板の回路が設計通り正しく形成されているかどうか、すなわち、プリント配線板中の回路が断線していて導通不良を生じたり、他の回路と短絡していて絶縁不良を生じたりせずに、設計通りに形成されているかを電気的に検査する必要がある。   Generally, a printed wiring board has a plurality of circuits electrically connected using through holes or the like, and whether the circuit of the manufactured printed wiring board is correctly formed as designed, that is, the printed wiring board. It is necessary to electrically inspect whether the circuit is formed as designed without disconnecting the internal circuit to cause conduction failure or short-circuiting with other circuits to cause insulation failure.

検査の結果、プリント配線板に不良があった場合には、修正可能であれば不良部分の修正を行い、修正が不可能であれば廃棄処分を行う。また、修正が不可能であった場合でも、どのような不良であったか等を解析し、製造工程にフィードバックされる。   If the printed wiring board is defective as a result of the inspection, the defective portion is corrected if it can be corrected, and discarded if it cannot be corrected. Even if the correction is impossible, the failure is analyzed and fed back to the manufacturing process.

電気試験を行うプリント配線板の検査装置を使用してプリント配線板の検査を行うと、プリント配線板中の回路が断線していれば導通不良(断線不良)、また、他の回路と短絡していれば絶縁不良(短絡不良)といった不良内容が報告される。しかしながら、プリント配線板のどの回路に不良があるかを特定することはできるが、回路のどの位置で不良が発生しているかを特定することは困難であることが多い。   When a printed wiring board is inspected using a printed wiring board inspection device that conducts an electrical test, if the circuit in the printed wiring board is disconnected, continuity failure (disconnection failure) occurs, and other circuits are short-circuited. If so, the failure content such as insulation failure (short circuit failure) is reported. However, although it is possible to identify which circuit on the printed wiring board has a defect, it is often difficult to identify at which position in the circuit the defect has occurred.

このような従前から行われているプリント配線板の検査手法として、たとえば、可動プローブ方式の検査装置、あるいはデジタルマルチメータを自動化した装置が考えられる。   As a conventional method for inspecting a printed wiring board, for example, a movable probe type inspection device or a device that automates a digital multimeter can be considered.

デジタルマルチメータを使用する場合には測定対象に2つのプローブを接触させ、測定値を読みとる。同様に、可動プローブ方式の検査装置も測定対象であるプリント配線板上の検査点にプローブを接触させ、測定を行う。ただし、プリント配線板上には多くの検査点が存在するため、これを手動で測定するのは時間がかかりすぎるため、自動で検査点にプローブを移動させるようにするのが一般的である。   When using a digital multimeter, two probes are brought into contact with the measurement object, and the measured value is read. Similarly, the movable probe type inspection apparatus performs measurement by bringing a probe into contact with an inspection point on a printed wiring board to be measured. However, since many inspection points exist on the printed wiring board, it takes a long time to manually measure the inspection points. Therefore, the probe is generally moved to the inspection points automatically.

可動プローブ方式の検査装置は、プローブを移動させるための手段(モータ等)が必要であるとともに、どこにプローブを移動させるかを記述したデータ等からなる検査プログラムも必要になる。   The movable probe type inspection apparatus requires a means (such as a motor) for moving the probe, and also requires an inspection program including data describing where the probe is moved.

プローブを用いて測定する場合、プローブ間に定電流を通し、プローブ間の電圧を測定することにより電流と測定電圧からプローブ間の抵抗値が求められる。
また、絶縁検査の場合、別回路上の検査点にプローブを接触させ、プローブ間に定電圧を印加し、プローブ間の漏れ電流を測定することにより、定電圧と測定漏れ電流からプローブ間の抵抗値が求められる。
When measuring using a probe, the resistance value between probes is calculated | required from an electric current and a measurement voltage by passing a constant current between probes and measuring the voltage between probes.
In the case of insulation inspection, the probe is brought into contact with an inspection point on a separate circuit, a constant voltage is applied between the probes, and the leakage current between the probes is measured. A value is determined.

このような従来公知の手法では正確な抵抗値を求めたい場合には有効であるが、数万以上の検査点を有する配線板を測定するには時間がかかるという問題がある。   Such a conventionally known method is effective when it is desired to obtain an accurate resistance value, but there is a problem that it takes time to measure a wiring board having tens of thousands or more inspection points.

また、別の検査手法として、治具式の検査装置は専用治具方式とユニバーサル治具方式が知られている。   As another inspection method, a dedicated jig method and a universal jig method are known as jig-type inspection apparatuses.

専用治具方式はプリント配線板上の検査点全てに接触できるプローブ(ピン)を立て、たとえば、検査点が2000点あれば2000本のピンを立て、これをプリント配線板の両面に接触させて、配線板を電気的に検査する。また、ユニバーサル治具方式は、検査点毎にプローブは立てないが、格子上にプローブを立てる。これらの格子上に配列されたピンを配線板の両面に接触させて、電気的な検査を行う。専用治具方式は基板の種類毎に治具を製作する必要があるが、ユニバーサル治具方式はマスクシートを製作することにより、多数の種類の基板に対応させることができる。しかし数万〜数十万本という多数のピンが必要になるという不利がある。いずれの治具方式も、プリント配線板の両面に剣山のようにピンが立ったプローブヘッドを接触させることによりで、電気的に検査する。これらの治具方式は、検査時間が短い反面、治具の製作費用や治具の保管場所等が必要なため、大量生産品には向いているが、多品種少ロットの場合には不利である。治具式に対し、可動プローブ方式はプローブ数が少ないため、検査時間がかかるという特徴を有する。   In the dedicated jig method, a probe (pin) that can contact all the inspection points on the printed wiring board is set up. For example, if there are 2000 inspection points, 2000 pins are set up and contacted with both sides of the printed wiring board. Inspect the wiring board electrically. In the universal jig method, a probe is not set up at each inspection point, but a probe is set up on a lattice. Electrical inspection is performed by bringing pins arranged on these grids into contact with both surfaces of the wiring board. The dedicated jig method needs to manufacture a jig for each type of substrate, while the universal jig method can be applied to many types of substrates by manufacturing a mask sheet. However, there is a disadvantage that a large number of pins of tens of thousands to hundreds of thousands are required. In any of the jig methods, electrical inspection is performed by bringing a probe head having pins like a sword mountain into contact with both sides of a printed wiring board. Although these jig methods have a short inspection time, they are suitable for mass-produced products because they require jig manufacturing costs and jig storage locations. However, these jig methods are disadvantageous in the case of many kinds and small lots. is there. In contrast to the jig type, the movable probe type has a feature that inspection time is required because the number of probes is small.

また、不良箇所の検査として従来からX線検査を用いることが知られている。   In addition, it is conventionally known to use an X-ray inspection as an inspection for a defective portion.

X線検査は電気検査ではなく設計データ等の良品の画像データと、カメラで取り込んだ画像等との比較により判断する検査手法である。配線板の場合には、複数の層から形成されているものも多く、50層以上の多層基板もある。したがって、多層配線板をX線検査により行うことは時間的に不利となる。   The X-ray inspection is not an electrical inspection but an inspection method for judging by comparing non-defective image data such as design data with an image captured by a camera. In the case of a wiring board, many are formed from a plurality of layers, and there are also multilayer boards having 50 or more layers. Therefore, it is time disadvantageous to perform the multilayer wiring board by X-ray inspection.

不良箇所の状態を正確に把握して、解析を行うためには、不良と思われる箇所を、様々な方向から撮影した画像をレンダリング(3DCG)し立体画像とすることにより適正に不良箇所の状態を判断することができる。   In order to accurately grasp and analyze the state of the defective part, the state of the defective part is appropriately obtained by rendering (3DCG) an image obtained by photographing the part considered to be defective from various directions into a stereoscopic image. Can be judged.

しかし、様々な方向から撮影するためにはさらに時間がかかり、また、レンダリング処理にも時間がかかる。このため、全ての回路を3D画像化した解析は現実的ではない。
このように3次元画像を用いた検査装置が望ましいが、2次元画像に比べ演算処理に時間がかかるという問題がある。
However, it takes more time to shoot from various directions, and more time is required for rendering processing. For this reason, analysis in which all the circuits are converted into 3D images is not realistic.
As described above, an inspection apparatus using a three-dimensional image is desirable, but there is a problem that it takes time to perform arithmetic processing compared to a two-dimensional image.

特開平10−19807号JP-A-10-19807

本発明は上記問題点を解決し、迅速かつ正確に配線板の不良箇所を特定し、かつその状態を適正に把握することにより配線板の不良解析を高精度で行うことできる装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, and provides an apparatus and a method capable of performing a failure analysis of a wiring board with high accuracy by specifying a defective portion of the wiring board quickly and accurately and properly grasping the state thereof. The purpose is to do.

上記課題を解決するために本件発明の1つの特徴によれば、独立して検査を行うことかできる複数の回路部分を有する配線板をプローブを用いて検査することにより前記複数の回路部分から不良箇所を含む回路部分を検出する不良回路検出手段と、
前記配線板の回路情報に基づき前記不良箇所を含む回路部分にX線を照射するX線照射手段と、
該X線照射手段によるX線の照射を介して前記回路部分において前記不良箇所を特定し該不良箇所のX線画像を取得する画像取得手段とを備えたことを特徴とするX線を用いた配線板不良解析用画像の取得装置が提供される。
In order to solve the above problem, according to one feature of the present invention, a defect is detected from a plurality of circuit parts by inspecting a wiring board having a plurality of circuit parts that can be independently inspected using a probe. A defective circuit detecting means for detecting a circuit portion including a location;
X-ray irradiation means for irradiating the circuit portion including the defective portion with X-rays based on the circuit information of the wiring board;
X-ray characterized in that it comprises image acquisition means for specifying the defective portion in the circuit portion through X-ray irradiation by the X-ray irradiation means and acquiring an X-ray image of the defective portion. An apparatus for acquiring an image for wiring board failure analysis is provided.

この場合、画像取得手段は、配線板の前記不良箇所を含む回路部分に沿ってX線を照射し、前記不良箇所を特定し、該不良箇所のX線画像データを得るようになっている。   In this case, the image acquisition means irradiates X-rays along the circuit portion including the defective portion of the wiring board, specifies the defective portion, and obtains X-ray image data of the defective portion.

この場合、たとえば、不良箇所を含む回路部分が特定のプローブ間であるとされた場合には、設計情報等に基づいて、該特定のプローブを特定してX線を照射すべき回路部分を特定する。そして、特定された回路部分においてX線走査を行う始点を確定し、回路部分に沿ってX線走査を開始する。走査中、不良箇所が発見された場合には走査を停止し、情報を収集する。典型的には、不良箇所の画像を、不良解析に供するものとして取得する。   In this case, for example, when a circuit portion including a defective portion is between specific probes, the specific probe is specified based on design information and the like and the circuit portion to be irradiated with X-rays is specified. To do. Then, a starting point for performing X-ray scanning in the specified circuit portion is determined, and X-ray scanning is started along the circuit portion. If a defective part is found during scanning, the scanning is stopped and information is collected. Typically, an image of a defective part is acquired as one used for defect analysis.

画像は目視的にも、データ解析用にも供することができる。   The image can be used both visually and for data analysis.

さらに、画像取得手段は、前記配線板の前記不良箇所を特定した後、解析を行うために該不良箇所の3次元CT画像を取得することが望ましい。   Further, it is desirable that the image acquisition means acquires a three-dimensional CT image of the defective portion in order to perform analysis after specifying the defective portion of the wiring board.

また、本件発明の別の特徴によれば、独立して検査を行うことかできる複数の回路部分を有する配線板をプローブを用いて検査することにより前記複数の回路部分から不良箇所を含む回路部分を検出する段階と、
前記配線板の回路情報に基づき前記不良箇所を含む回路部分にX線を照射する段階と、
前記不良箇所を含む回路部分へのX線の照射を介して前記不良箇所を特定する段階と、
該不良箇所のX線画像を取得する段階とを備えたことを特徴とする配線板不良解析用画像の取得方法が提供される。
Further, according to another feature of the present invention, a circuit portion including a defective portion from the plurality of circuit portions by inspecting a wiring board having a plurality of circuit portions that can be inspected independently using a probe. Detecting the stage,
Irradiating the circuit portion including the defective portion with X-rays based on the circuit information of the wiring board;
Identifying the defective location via X-ray irradiation to the circuit portion including the defective location;
A method for acquiring an image for analyzing a wiring board defect, comprising: acquiring an X-ray image of the defective portion.

この前記配線板の不良箇所を含む回路部分に沿ってX線を照射してX線画像データを得るようにすることができる。   X-ray image data can be obtained by irradiating X-rays along the circuit portion including the defective portion of the wiring board.

また、前記配線板の前記不良箇所を特定した後、不良解析を行うためにX線の照射を介して前記不良箇所の3次元CT画像を取得するようにしても良い。   Further, after specifying the defective portion of the wiring board, a three-dimensional CT image of the defective portion may be acquired through X-ray irradiation in order to perform defect analysis.

本発明によれば、配線板の不良箇所を迅速にかつ正確に把握することができ配電板の不良の状況を精度良く解析することができる。この結果、不良の内容に応じた適切な対応、たとえば設計変更、修理、処理手順、あるいは処理作業内容の変更等が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the defect location of a wiring board can be grasped | ascertained rapidly and correctly, and the condition of the defect of a power distribution board can be analyzed with sufficient precision. As a result, an appropriate response according to the content of the defect, for example, a design change, repair, a processing procedure, or a change of processing work content can be performed.

プローブ検査装置における断線の検査の説明図である。It is explanatory drawing of the test | inspection of the disconnection in a probe test | inspection apparatus. プローブ検査装置における短絡の検査の説明図である。It is explanatory drawing of the test | inspection of the short circuit in a probe test | inspection apparatus. 本発明の一実施の形態によるプリント配線板のX線検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the X-ray inspection apparatus of the printed wiring board by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による良品のプリント配線板(図2(A))と、不良のプリント配線板(図2(B))を説明する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a non-defective printed wiring board (FIG. 2A) and a defective printed wiring board (FIG. 2B) according to an embodiment of the present invention. プリント配線板検査装置のエラーファイルの内容を説明する図である。It is a figure explaining the content of the error file of a printed wiring board inspection apparatus. X,Y,Z座標軸を示す図である。It is a figure which shows a X, Y, Z coordinate axis. 本発明の一実施の形態によるプリント配線板の不良解析方法のフローチャートである。It is a flowchart of the defect analysis method of the printed wiring board by one embodiment of this invention. X線検査装置により撮影された不良個所の可能性がある箇所の2次元CT画像の例である。It is an example of the two-dimensional CT image of the location with the possibility of the defective location image | photographed with the X-ray inspection apparatus. X線検査装置により撮影された不良個所の可能性がある箇所の3Dレンダリング処理後のCT画像の例である。It is an example of CT image after the 3D rendering process of the part with the possibility of the defective part image | photographed with the X-ray inspection apparatus. X線検査装置により撮影された不良個所の可能性がある箇所の3Dレンダリング処理後のCT画像の例である。It is an example of CT image after the 3D rendering process of the part with the possibility of the defective part image | photographed with the X-ray inspection apparatus. X線検査装置により撮影された不良個所の可能性がある箇所の2次元CT画像の例(図11(A)及び3次元レンダリング処理後の画像(図11(B))である。FIG. 11A is an example of a two-dimensional CT image (FIG. 11A) and an image after three-dimensional rendering processing (FIG. 11B) of a portion having a possibility of a defective portion imaged by an X-ray inspection apparatus.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

本願の発明は、代表的には以下の手順で実行される。以下の例では、本件発明をプリント配線基板に適用した場合についてのものである。   The invention of the present application is typically executed in the following procedure. In the following examples, the present invention is applied to a printed wiring board.

本発明のプローブ装置は、プリント配線板の検査データを読み込む検査データ入力部を備えている。この検査データは、通常は、設計時に予め用意されており、どの様な手順で回路全体を検査するかという検査作業手順の観点から作成される。さらに、本件発明にかかる装置は、プローブ検査装置が出力するプローブを用いて得られた検査結果に基づいて作成されたエラー情報のデータファイル、すなわち不良箇所を含む回路部分の情報を読み込むエラー入力部を備えている。このエラー入力部の不良箇所を含む情報は、位置補正手段によって、前記読み込まれた検査データとプリント配線板の相対位置を合わせられるようになっている。   The probe device of the present invention includes an inspection data input unit that reads inspection data of a printed wiring board. This inspection data is usually prepared in advance at the time of design, and is created from the viewpoint of the inspection work procedure of how to inspect the entire circuit. Furthermore, the apparatus according to the present invention is an error input unit for reading error information data files created based on inspection results obtained using a probe output from a probe inspection apparatus, that is, information on circuit portions including defective portions. It has. The information including the defective portion of the error input section can be matched with the relative position of the read inspection data and the printed wiring board by the position correcting means.

そして、X線検査装置は、前記プリント配線板の検査データの中からプローブ検査装置が出力した不良箇所を含む回路部分に沿ってX線画像が得られるようにプリント配線板にX線を照射しながら移動、X線撮影を行う。得られた画像データと前記プリント配線板の設計情報を比較することでプリント配線板の不良位置を特定する。この作業は、通常2次元画像を得ることによって行うが、より精度の高い解析をおこなうには、特定した不良箇所について3次元X線CTにより3次元画像を作成し、不良解析する。
以下に可動プローブ方式及び治具方式の検査の場合の例について説明する。
Then, the X-ray inspection apparatus irradiates the printed wiring board with X-rays so that an X-ray image is obtained along the circuit portion including the defective portion output by the probe inspection apparatus from the inspection data of the printed wiring board. While moving, X-ray imaging. The defective position of the printed wiring board is specified by comparing the obtained image data with the design information of the printed wiring board. This operation is usually performed by obtaining a two-dimensional image, but in order to perform a more accurate analysis, a three-dimensional image is created by three-dimensional X-ray CT for the specified defective portion, and the failure analysis is performed.
An example in the case of inspection using the movable probe method and the jig method will be described below.

可動プローブ方式の検査装置は測定対象(プリント配線板上の検査点)にプローブを接触させ、プローブの対の間で測定する。ただし、プリント配線板上には多くの検査点が存在する場合には、手動で測定するのは時間がかかるため、自動で検査点に検査プローブを移動させる。   The movable probe type inspection device makes a measurement between a pair of probes by bringing a probe into contact with a measurement target (inspection point on a printed wiring board). However, when there are many inspection points on the printed wiring board, it takes time to perform manual measurement, so the inspection probe is automatically moved to the inspection point.

可動プローブ方式の検査装置は、プローブを移動させるためのモータ等の移動手段が必要となるとともに、どこにプローブを移動させるかを記述したデータを有する検査プログラムが必要となる。   The movable probe type inspection apparatus requires a moving means such as a motor for moving the probe, and also requires an inspection program having data describing where to move the probe.

この場合において、一般的に二通りの測定方法がある。第1の方法は、オームの法則を活用する抵抗値測定である。回路が断線していないかどうかを検査する導通検査の場合には、回路上の検査点にプローブを接触させ、プローブ間に通常10mA程度の定電流を流し、プローブ間の電圧を測定する。これにより、電流と測定電圧からプローブ間の抵抗値を求めることができる。
また、回路が短絡していないかを検査する絶縁検査の場合、別回路上の検査点にプローブを接触させ、プローブ間に100V程度の定電圧を印加し、プローブ間の漏れ電流を測定する。定電圧と測定漏れ電流からプローブ間の抵抗値を求めることができる。
In this case, there are generally two types of measurement methods. The first method is resistance measurement using Ohm's law. In the case of a continuity test for inspecting whether a circuit is disconnected, a probe is brought into contact with an inspection point on the circuit, a constant current of about 10 mA is usually passed between the probes, and a voltage between the probes is measured. Thereby, the resistance value between probes can be calculated | required from an electric current and a measurement voltage.
In the case of an insulation test for checking whether the circuit is short-circuited, a probe is brought into contact with a test point on another circuit, a constant voltage of about 100 V is applied between the probes, and a leakage current between the probes is measured. The resistance value between the probes can be obtained from the constant voltage and the measured leakage current.

上記の測定は正確な抵抗値を測定したい場合には有効であるが、多数の検査点を測定するには時間がかかりすぎるという問題がある。このため、正確な抵抗値を測定するのではなく、断線や短絡の有無の判定が可能で高速検査が必要となる。   The above measurement is effective when it is desired to measure an accurate resistance value, but there is a problem that it takes too much time to measure a large number of inspection points. For this reason, instead of measuring an accurate resistance value, it is possible to determine whether there is a disconnection or a short circuit, and a high-speed inspection is required.

高速検査は抵抗値を特定せず、良品値と測定値とを比較することで、良否判定を行うものが一般的で、代表的な高速検査の方法としては、静電容量測定による検査方式があげられる(特開昭53−10863号参照)。(静電)容量方式は、プリント配線板を構成するそれぞれの回路の静電容量を測定するようになっている。静電容量は、以下の式で表すことができる。   In high-speed inspection, the resistance value is not specified, and it is common to determine pass / fail by comparing the good product value with the measured value. As a typical high-speed inspection method, there is an inspection method based on capacitance measurement. (See JP-A-53-10863). In the (electrostatic) capacity method, the electrostatic capacity of each circuit constituting the printed wiring board is measured. The capacitance can be expressed by the following formula.

C=ε・S/d ただし、ε:誘電率、S:対向する導体面積、d:距離
ここで、対向する導体の面積を算出するために、基板外にリファレンスとなる金属性のプレートを使用したり、基板の内層プレーン(電源ネットやGNDネット)を利用する。これらの情報から各回路(検査点)の静電容量を求めることができる。静電容量方式の測定の場合、良品の基板の静電容量を知る必要があり、良品基板の静電容量と被検査基板の静電容量(測定値)とを比較することにより、静電容量の増減で断線や短絡を見つけることができる。例えば、図1(B)に示すように、回路部分に断線があった場合、対向する面積が減少するため、図1(A)の断線がない場合に比べて、測定値は減少する。
C = ε · S / d where ε: dielectric constant, S: opposing conductor area, d: distance Here, a metallic plate serving as a reference is used outside the substrate to calculate the area of the opposing conductor. Or use the inner layer plane (power supply net or GND net) of the board. From these pieces of information, the capacitance of each circuit (inspection point) can be obtained. In the case of the capacitance method measurement, it is necessary to know the capacitance of a non-defective substrate. By comparing the capacitance of the non-defective substrate with the capacitance (measured value) of the substrate to be inspected, the capacitance The disconnection and short circuit can be found by increasing and decreasing. For example, as shown in FIG. 1B, when the circuit portion is disconnected, the facing area is reduced, so that the measured value is reduced compared to the case where there is no disconnection in FIG.

また、図2(B)に示すように回路部分に短絡があった場合、対向する面積が増加するため、図2(A)の短絡がない場合に比べて、測定値は増加する。   Further, when the circuit portion is short-circuited as shown in FIG. 2B, the facing area increases, so that the measured value is increased as compared to the case where there is no short-circuit in FIG.

しかし、この種の測定方法の場合、抵抗値測定及び容量測定のいずれの測定の場合でも、断線及び短絡を検出できるが、不良箇所を含む検査対象回路部分は特定できるが、当該回路部分における不良箇所の正確な位置を特定することはできない。   However, in the case of this type of measurement method, disconnection and short circuit can be detected in both the resistance value measurement and the capacitance measurement, but the circuit part to be inspected including the defective part can be identified, but the circuit part has a defect. The exact location of the location cannot be specified.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図3を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント配線板の不良解析を行うためのX線検査装置の概略図を示す。本実施の形態によるプリント配線板のX線装置は、例えばX線源1、X線透視カメラ2、ステージ3を備えている。   Referring to FIG. 3, a schematic diagram of an X-ray inspection apparatus for performing defect analysis of a printed wiring board according to an embodiment of the present invention is shown. The printed wiring board X-ray apparatus according to the present embodiment includes, for example, an X-ray source 1, an X-ray fluoroscopic camera 2, and a stage 3.

X線源1とそれに対向配置されてステージ上のプリント配線板4の投影像を撮影するX線透視カメラ2は、ステージ上に固定されたプリント配線板4に対して、X線源1からのX線コーンビーム5を透過させ、上記X線透視カメラ2で撮影できるようにしている。プリント配線板上の微細な不良を検出するために、上記X線源1としては、高倍率で鮮明な画像を得られる焦点径の小さなマイクロフォーカスX線源を用いることが望ましい。また、ステージ3の高さ(Z軸方向)を変えると、X線源1とプリント配線板4の間の距離が変わり、プリント配線板4の画像の拡大率を任意に変更することが可能である。   An X-ray fluoroscopic camera 2 that captures a projection image of the printed wiring board 4 on the stage that is disposed opposite to the X-ray source 1 is connected to the printed wiring board 4 fixed on the stage from the X-ray source 1. The X-ray cone beam 5 is transmitted so that the X-ray fluoroscopic camera 2 can take an image. In order to detect minute defects on the printed wiring board, it is desirable to use a microfocus X-ray source having a small focal diameter that can obtain a clear image at a high magnification as the X-ray source 1. Further, when the height of the stage 3 (Z-axis direction) is changed, the distance between the X-ray source 1 and the printed wiring board 4 is changed, and the image enlargement ratio of the printed wiring board 4 can be arbitrarily changed. is there.

プリント配線板4のX線検査装置を使用して不良解析を行う前に、プローブ検査装置を使用してプリント配線板の検査を上記したようにプローブを用いて電気的に検査を行う。   Before performing the failure analysis using the X-ray inspection apparatus for the printed wiring board 4, the printed wiring board is inspected electrically using the probe as described above using the probe inspection apparatus.

プローブを用いて行ったプリント配線板検査装置で検査を行った結果、プリント配線板4に不良箇所を含む回路部分があるという検査結果が報告されている場合には、断線、短絡等の不良の種類や不良箇所を含む回路部分を情報として含むエラーファイルが形成される。   As a result of inspection with a printed wiring board inspection apparatus using a probe, if an inspection result is reported that there is a circuit portion including a defective portion on the printed wiring board 4, a defect such as disconnection or short circuit is An error file including the circuit portion including the type and defective portion as information is formed.

上記したようにプリント配線板の一般的な不良としては、プリント配線板中の回路が断線している導通不良(断線不良)と、他の回路部分と短絡している絶縁不良(短絡不良)があげられる。エラーファイルには、前記の導通不良や絶縁不良の種類とともに、導通不良の場合には回路のどの検査点間が導通不良であったかを記した検査点番号情報が含まれ、絶縁不良の場合にはどの回路とどの回路が絶縁不良であったかを記したネット番号情報が含まれることもある。前記検査では不良箇所のある回路部分を特定することは可能であるが、その回路部分における不良箇所の正確な位置まで特定することは困難である。例えば、図4(A)のような良品のプリント配線板に対し、図4(B)のように第1の回路部分6が断線しており、第2の回路部分7と第3の回路部分8が短絡している場合には、第1の回路部分6においてポイント6aとポイント6bの間に断線があり、第2の回路部分7と第3の回路部分8との間で短絡があることを示している。   As described above, as a general defect of a printed wiring board, there are a conduction failure (disconnection failure) in which a circuit in the printed wiring board is disconnected, and an insulation failure (short circuit failure) short-circuited with other circuit portions. can give. The error file contains the inspection point number information indicating which inspection points of the circuit were defective in the case of poor conduction as well as the types of poor conduction and insulation failure. Net number information describing which circuit and which circuit has a poor insulation may be included. Although it is possible to specify a circuit portion having a defective portion by the inspection, it is difficult to specify the exact position of the defective portion in the circuit portion. For example, the first circuit portion 6 is disconnected as shown in FIG. 4B with respect to a good printed wiring board as shown in FIG. 4A, and the second circuit portion 7 and the third circuit portion are disconnected. When 8 is short-circuited, there is a disconnection between points 6 a and 6 b in the first circuit portion 6, and there is a short-circuit between the second circuit portion 7 and the third circuit portion 8. Is shown.

特定の回路部分が不良箇所を含んでいる場合には、図5に示すような内容のエラーファイルが作成される。実施例の場合には、第1の回路部分6においてポイント6aとポイント6bとの間に断線があり、第2の回路部分7と第3の回路部分8との間で短絡があることを示している。   When a specific circuit part includes a defective part, an error file having contents as shown in FIG. 5 is created. In the case of the embodiment, it is shown that there is a disconnection between the point 6a and the point 6b in the first circuit portion 6 and there is a short circuit between the second circuit portion 7 and the third circuit portion 8. ing.

上記プローブ検査により不良箇所を有する回路部分を含むプリント配線板4はX線装置を使用して不良解析のための情報を取得する。この場合、まず、プリント配線板のX線装置に前記プローブ検査装置が出力したエラーファイル及びプリント配線板のトレース情報を含んだ検査データを読み込む。なお、トレース情報は、プリント配線板上の全ての回路がどの位置にどの程度の太さで配線されているかを層毎に座標、線幅等で記述したものであり、プリント配線板の図柄を描画させ、X線画像との比較等を行うために使用される。   The printed wiring board 4 including a circuit portion having a defective portion by the probe inspection acquires information for failure analysis using an X-ray apparatus. In this case, first, inspection data including an error file output from the probe inspection apparatus and trace information of the printed wiring board is read into the X-ray apparatus of the printed wiring board. The trace information is a description of the position and thickness of all the circuits on the printed wiring board with coordinates, line width, etc. for each layer. It is used for drawing and comparing with an X-ray image.

不良があったプリント配線板4はX線検査装置内のステージ3に固定される。図6に示すようにステージ3はX,Y,Z軸方向に平行移動できるとともに、Z軸を回転軸として回転させることも可能な構造になっている。前記、X,Y,Z軸方向への平行移動及びZ軸を回転軸とした回転を行うにはサーボ技術等を利用することができる。   The printed wiring board 4 having a defect is fixed to the stage 3 in the X-ray inspection apparatus. As shown in FIG. 6, the stage 3 has a structure that can be translated in the X, Y, and Z axis directions and can be rotated about the Z axis as a rotation axis. Servo technology or the like can be used to perform parallel movement in the X, Y, and Z axis directions and rotation about the Z axis as a rotation axis.

まず、前記検査データとプリント配線板の相対位置を合わせるために、プリント配線板上に設定しておいた任意の数量の位置合わせ用の認識マーク(アライメントマーク)をカメラで取得し、XY位置を補正する。アライメントマークが1点の場合、プリント配線板4の固定角度が変わったり、プリント配線板4が伸縮していた場合には補正を行うことが出来ないため、2点以上設定することが望ましい。   First, in order to match the relative position between the inspection data and the printed wiring board, an arbitrary number of alignment recognition marks (alignment marks) set on the printed wiring board are acquired by the camera, and the XY position is obtained. to correct. When the number of alignment marks is one, it is not possible to perform correction when the fixing angle of the printed wiring board 4 changes or the printed wiring board 4 expands and contracts.

図7に示すように本発明では、プローブ検査装置の出力したエラーファイルを利用してプリント配線板上の不良箇所を含む回路部分のみに対して、X線検査装置を用いて検査する。この場合まず、上記したようにX線検査装置1は、プローブ検査装置で検査して得られてエラーファイル情報を読み込む(ステップ1)。不良箇所を含む回路部分のある検査点からプリント配線板のトレース情報に沿ってX線透視カメラ2で画像が取得できるように別の検査点に向かってステージ3をXY方向に移動させながらX線画像を取得する(ステップ2)。次に、前記X線画像とプリント配線板の図柄データとの画像比較を行う(ステップ3)。前記ステップを繰り返しながら、プリント配線板上の回路の不良位置を判定していく(ステップ4)。例えば、図3(B)の不良箇所を含むものであると判断すれば、第1の回路部分6のポイント6aからX線画像の取得を開始し、第1の回路部分6の回路に沿ってポイント6aからポイント6bに向かって撮影を行う(ステップ5)。
なお、画像を撮影することにより、取得された画像の評価ないし基準画像との比較に基づいて不良箇所の判断することもできるが、表示画像の目視により直接判断することもできる。
As shown in FIG. 7, in the present invention, only the circuit portion including the defective portion on the printed wiring board is inspected by using the X-ray inspection apparatus using the error file output from the probe inspection apparatus. In this case, first, as described above, the X-ray inspection apparatus 1 reads the error file information obtained by the inspection by the probe inspection apparatus (step 1). X-ray while moving the stage 3 in the XY direction toward another inspection point so that an image can be acquired by the X-ray fluoroscopic camera 2 along the trace information of the printed wiring board from an inspection point having a circuit portion including a defective portion. An image is acquired (step 2). Next, an image comparison between the X-ray image and the printed wiring board pattern data is performed (step 3). While repeating the above steps, the defective position of the circuit on the printed wiring board is determined (step 4). For example, if it is determined that the defect portion shown in FIG. 3B is included, acquisition of an X-ray image is started from the point 6 a of the first circuit portion 6, and the point 6 a along the circuit of the first circuit portion 6 is started. The image is taken from point 6b toward point 6b (step 5).
In addition, by taking an image, it is possible to determine a defective portion based on evaluation of an acquired image or comparison with a reference image, but it is also possible to directly determine by visual observation of a display image.

この場合、X線検査装置では、まず図8(A)、図8(B)、図8(C)に示されるような画像が得られる。このX線画像とプリント配線板の配線情報等から得られる良品の画像データを比較した結果、不良の可能性があると判定した場合には、ステージ3の移動を中止し、3次元X線CTを行う。3次元X線CTを行うには、不良箇所が回転軸の中心となるようにステージ3をXY移動させ、ステージ3を微小角度間隔で回転させ、各角度ステップごとにX線透視カメラ2で撮影された画像をHDD等の記録媒体に記録し、記録された画像像を使用して解析装置で画像再構成し、3次元映像を得る。図8、図10(A)、図10(B)及び図11にはこのようにして得られた高精度の3次元X線画像の例が示されている。なお、図11(A)に示される画像は2次元画像であり、図10(B)に示される画像は3Dレンダリングを施した画像である。   In this case, the X-ray inspection apparatus first obtains images as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C. As a result of comparing the X-ray image and the non-defective image data obtained from the wiring information of the printed wiring board, if it is determined that there is a possibility of failure, the movement of the stage 3 is stopped and the three-dimensional X-ray CT is performed. I do. In order to perform three-dimensional X-ray CT, the stage 3 is moved XY so that the defective part becomes the center of the rotation axis, the stage 3 is rotated at a minute angle interval, and the X-ray fluoroscopic camera 2 captures each angular step. The recorded image is recorded on a recording medium such as an HDD, and the recorded image image is reconstructed by an analysis device to obtain a three-dimensional image. FIG. 8, FIG. 10 (A), FIG. 10 (B) and FIG. 11 show examples of high-accuracy three-dimensional X-ray images obtained in this way. Note that the image shown in FIG. 11A is a two-dimensional image, and the image shown in FIG. 10B is an image subjected to 3D rendering.

本発明は、配線板の精度の高い不良解析に利用することができる。   The present invention can be used for failure analysis with high accuracy of a wiring board.

1……X線源1
2……X線透視カメ
3……ステージ
4……プリント配線板
5……X線コーンビーム
6……第1の回路部分
7……第2の回路部分
8……第3の回路部分
1 ... X-ray source 1
2. X-ray fluoroscope 3 ... Stage 4 ... Printed wiring board 5 ... X-ray cone beam 6 ... First circuit portion 7 ... Second circuit portion 8 ... Third circuit portion

Claims (6)

独立して検査を行うことができる複数の回路部分を有する配線板をプローブを用いて検査することにより前記複数の回路部分から不良箇所を含む回路部分を検出する不良回路検出手段と、
前記配線板の回路情報に基づき前記不良箇所を含む回路部分にX線を照射するX線照射手段と、
該X線照射手段によるX線の照射を介して前記不良箇所を含む前記回路部分において前記不良箇所の位置を示すエラー情報を用いて該不良箇所を特定し該不良箇所のX線画像を取得する画像取得手段とを備えたことを特徴とするX線を用いた配線板不良解析用画像取得装置。
A defective circuit detection means for detecting a circuit part including a defective part from the plurality of circuit parts by inspecting a wiring board having a plurality of circuit parts that can be independently inspected using a probe;
X-ray irradiation means for irradiating the circuit portion including the defective portion with X-rays based on the circuit information of the wiring board;
Through the X-ray irradiation by the X-ray irradiating means, the defective portion is identified using error information indicating the position of the defective portion in the circuit portion including the defective portion , and an X-ray image of the defective portion is acquired. An image acquisition device for analyzing a wiring board failure using X-rays, characterized by comprising: an image acquisition means.
前記画像取得手段が、前記配線板の前記不良箇所を含む回路部分に沿ってX線を照射し、前記不良箇所を特定し、該不良箇所のX線画像データを得るようになっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。   The image acquisition means irradiates X-rays along a circuit portion including the defective portion of the wiring board, specifies the defective portion, and obtains X-ray image data of the defective portion. The apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is characterized. 前記画像取得手段が、前記配線板の前記不良箇所を特定した後、解析を行うために該不良箇所の3次元CT画像を取得するようになっている、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。   The said image acquisition means acquires the three-dimensional CT image of this defect location, in order to analyze after specifying the said failure location of the said wiring board, The said 1st aspect is characterized by the above-mentioned. Equipment. 独立して検査を行うことができる複数の回路部分を有する配線板をプローブを用いて検査することにより前記複数の回路部分から不良箇所を含む回路部分を検出する段階と、
前記配線板の回路情報に基づき前記不良箇所を含む回路部分にX線を照射する段階と、 前記不良箇所を含む回路部分へのX線の照射を介して前記不良箇所の位置を示すエラー情報を用いて該不良箇所を特定する段階と、
該不良箇所のX線画像を取得する段階とを備えたことを特徴とする配線板不良解析用画像の取得方法。
Detecting a circuit part including a defective portion from the plurality of circuit parts by inspecting a wiring board having a plurality of circuit parts that can be independently inspected using a probe; and
Irradiating a circuit portion including the defective portion with X-rays based on circuit information of the wiring board; and error information indicating a position of the defective portion through irradiation with X-rays to the circuit portion including the defective portion. Using to identify the defective portion ;
A method for obtaining an image for analyzing a wiring board defect, comprising: obtaining an X-ray image of the defective portion.
前記配線板の不良箇所を含む回路部分に沿ってX線を照射してX線画像データを得ることを特徴とする請求項4に記載の配線板の不良解析用画像の取得方法。   5. The method for obtaining an image for defect analysis of a wiring board according to claim 4, wherein X-ray image data is obtained by irradiating X-rays along a circuit portion including a defective portion of the wiring board. 前記配線板の前記不良箇所を特定した後、不良解析を行うためにX線の照射を介して前記不良箇所の3次元CT画像を取得することを特徴とする請求項5に記載の配線板の不良解析用画像の取得方法。   6. The wiring board according to claim 5, wherein after identifying the defective portion of the wiring board, a three-dimensional CT image of the defective portion is acquired through X-ray irradiation in order to perform defect analysis. A method for acquiring an image for defect analysis.
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