JP5949480B2 - X線検査装置およびx線検査方法 - Google Patents
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Description
れる。接合部内部の3次元データの取得は、既存の任意の手法によって行うことができる。
得手段をさらに有し、設計情報に基づいて、断面画像を取得する位置や、良否判定の判定条件を決定することが好ましい。上述したように、不良を招くようなボイドの発生は、部品ごとに異なる。したがって、どのような断面においてボイドを検出するかや、良否判定の条件は部品ごとに設定することが望ましい。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。本発明の第1の実施形態に係るX線検査装置は、プリント基板にはんだ付けされた電子部品のはんだ付け状態やボールグリッドアレイ(BGA)のバンプ等の良否判定をする装置である。本実施形態にかかるX線検査装置は、X線源と検査対象物とを相対的に移動させて複数回のX線撮影を行いはんだ接合部内部の状態を取得し、適切な位置での断面画像を生成して、その断面画像に基づいて電子部品とプリント基板のはんだ接合部の良否を検査する。
図1は、本実施形態にかかるX線検査装置1の概略ブロック図である。X線検査装置1は、概略、X線源10、線源用Zステージ11、搬送装置21、基板用XYステージ22、X線検出器30、カメラ用XYZステージ31、変位計32を有しており、各部を演算部111からの制御信号に基づいて制御する。X線検査装置1は、制御系として、カメラ用XYZステージ制御部101、X線画像撮影部102、高さ計測部103、検査対象位置制御部104、X線源制御部105、撮像高さ制御部106を備える。さらに、X線検
査装置1は、演算部111、主記憶部112、補助記憶部113、入力部114、出力部115を備える。
ラットパネルディテクタ)を用いることができる。ここでは1つのみのX線検出器が採用されているが、複数個のX線検出器を用いても構わない。X線検出器30は、カメラ用XYZステージ31によって水平方向位置および垂直方向位置を変更可能である。カメラ用XYZステージ31は、カメラ用XYZステージ制御部101によって制御される。
対象物20の3次元データを生成する。
み基づいて良否判定を行う場合には、個別の面積を求めることなく総面積のみを求めるようにしてもよい。
図5のフローチャートを参照して、本実施形態にかかるX線検査方法の動作例について説明する。
ボイド計測部204は、断面画像に含まれるボイドの総面積を計測する(S506)とともに、断面画像に含まれるボイドのうち最も面積の大きいボイドの面積(最大ボイド面積)を計測する(S507)。
本実施形態によれば、検査対象の接合部に応じて断面取得位置を決定し、各断面におけるボイド総面積や最大ボイド面積などにより良否判定を行っている。これにより、簡易な方法によりボイドの発生位置を考慮に入れた検査が可能となる。具体的には、接合部全体に分散したボイドと、ある層に集中したボイドとを、容易に判別できる。また、ボイドの総面積が小さい場合でも、突発的故障の原因となる大きなボイドを検出することができる。したがって、本発明によると、接合部全体のボイド総体積や総面積を検査する方法と比較して、良品を不良品と判定したり不良品を良品と判定したりする誤判定を抑制できる。
第1の実施形態においては、接合部のスライス方向を決定する際に、搬送ステージやX線検出器などX線検出装置を基準とした方向(X方向、Y方向、Z方向)を用いていた。しかしながら、検査対象の接合部の向きなどによっては、このような向きにスライスすることが適当でない場合がある。そこで、本実施形態においては、検査対象の接合部の向きを考慮して、断面画像を取得する際のスライス方向を適切に決定する。
れるが、基板が水平でない場合には、検査の精度が低下してしまう。そこで、本実施形態における分割位置決定部202は、スライス方向をZ方向とする場合に、図7(b)に点線で示すように、基板の傾きを考慮してスライス方向の補正を行い、基板と垂直な方向をスライス方向として決定する。具体的な断面位置を決定する際には、例えば、Z方向に垂直な断面と比較して、接合部中心の位置を固定して、断面平面を基板傾きに応じて傾けるようにすればよい。
第1および第2の実施形態では、ボイドの面積を計測して、ボイドの面積に基づいて良否判定を行っている。本実施形態では、ボイドの体積も計測して、ボイドの体積も考慮して良否判定を行う。
同様である。主に、ボイド計測部204によって実行される処理が異なる。本実施形態のおけるボイド計測部204は、各断面画像におけるボイドの面積を求めるほかに、複数の断面画像におけるボイドの面積を元にボイドの体積も求める。
第1〜第3の実施形態では、断面画像を取得する際のスライス方向や、良否判定条件などは、あらかじめ定まっているかユーザが指定することを想定している。本実施形態においては、X線検査装置が自動的に断面画像の取得位置や良否判定条件などを決定する。
けるボイド総面積に着目して検査することが求められる。
を算出するようにすることもできる。
Claims (16)
- 電子部品と基板との接合部を検査するX線検査装置であって、
X線を用いて前記接合部内部の3次元データを取得するX線撮影手段と、
前記接合部の3次元データから、1つまたは複数の断面画像を取得する断面画像取得手段と、
前記断面画像におけるボイドの面積を計測するボイド計測手段と、
前記断面画像におけるボイドの面積に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定手段と、
ボイドの面積の計測に用いる断面画像を取得する際のスライス方向を決定して、断面画像を取得する位置を決定する断面画像取得位置決定手段と、
を備え、
前記断面画像取得位置決定手段はスライス方向を基板に平行な方向とするか垂直な方向とするかを前記電子部品に応じて決定し、前記断面画像取得手段は、前記断面画像取得位置決定手段が決定したスライス方向に沿った断層画像を取得する
ことを特徴とするX線検査装置。 - 前記判定手段は、それぞれの断面画像におけるボイドの総面積の少なくともいずれかが所定の閾値を超える場合に、前記接合部が不良であると判定する、
請求項1に記載のX線検査装置。 - 前記判定手段は、断面画像における最も大きいボイドの面積が所定の閾値を超える場合に、前記接合部が不良であると判定する、
請求項1または2に記載のX線検査装置。 - 前記ボイド計測手段は、複数の断面画像におけるボイドの面積と、前記複数の断面画像間の距離に基づいて、ボイドの体積を算出し、
前記判定手段は、算出されたボイドの体積に基づいて、前記接合部の良否を判定する、
請求項1〜3のいずれかに記載のX線検査装置。 - 前記基板の傾きを検出する基板傾き取得手段をさらに有し、
前記断面画像取得位置決定手段は、前記スライス方向が前記基板に対して垂直な方向である場合に、前記基板の傾きに基づいてスライス方向を決定する、
請求項1〜4のいずれかに記載のX線検査装置。 - 前記断面画像取得位置決定手段は、前記スライス方向が前記基板に対して平行な方向である場合に、前記基板上における前記接合部の向きに基づいてスライス方向を決定する、
請求項1〜4のいずれかに記載のX線検査装置。 - 設計情報を取得する設計情報取得手段をさらに有し、
前記断面画像取得位置決定手段は、前記設計情報に基づいて、断面画像を取得する位置を決定する、
請求項1〜6のいずれかに記載のX線検査装置。 - 設計情報を取得する設計情報取得手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記設計情報に基づいて、良否判定の判定条件を決定する、
請求項1〜7のいずれかに記載のX線検査装置。 - 電子部品と基板との接合部を検査するX線検査方法であって、
X線を用いて前記接合部内部の3次元データを取得するX線撮影ステップと、
ボイドの面積の計測に用いる断面画像を取得する際のスライス方向を決定して、断面画像を取得する位置を決定する断面画像取得位置決定ステップと、
前記接合部の3次元データから、1つまたは複数の断面画像を取得する断面画像取得ステップと、
前記断面画像におけるボイドの面積を計測するボイド計測ステップと、
前記断面画像におけるボイドの面積に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定ステップと、
を含み、
前記断面画像取得位置決定ステップではスライス方向を基板に平行な方向とするか垂直な方向とするかを前記電子部品に応じて決定し、前記断面画像取得ステップでは、前記断面画像取得位置決定ステップにおいて決定されたスライス方向に沿った断層画像を取得する
ことを特徴とするX線検査方法。 - 前記判定ステップでは、それぞれの断面画像におけるボイドの総面積の少なくともいずれかが、所定の閾値を超える場合に、前記接合部が不良であると判定する、
請求項9に記載のX線検査方法。 - 前記判定ステップでは、断面画像における最も大きいボイドの面積が、所定の閾値を超える場合に、前記接合部が不良であると判定する、
請求項9または10に記載のX線検査方法。 - 前記ボイド計測ステップでは、複数の断面画像におけるボイドの面積と、前記複数の断面画像間の距離に基づいて、ボイドの体積を算出し、
前記判定ステップでは、算出されたボイドの体積に基づいて、前記接合部の良否を判定する、
請求項9〜11のいずれかに記載のX線検査方法。 - 前記基板の傾きを検出する基板傾き取得ステップをさらに含み、
前記断面画像取得位置決定ステップでは、前記スライス方向が前記基板に対して垂直な方向である場合に、前記基板の傾きに基づいてスライス方向を決定する、
請求項9〜12のいずれかに記載のX線検査方法。 - 前記断面画像取得位置決定ステップでは、前記スライス方向が前記基板に対して平行な方向である場合に、前記基板上における前記接合部の向きに基づいてスライス方向を決定する、
請求項9〜12のいずれかに記載のX線検査方法。 - 設計情報を取得する設計情報取得ステップをさらに含み、
前記断面画像取得位置決定ステップでは、前記設計情報に基づいて、断面画像を取得する位置を決定する、
請求項9〜14のいずれかに記載のX線検査方法。 - 設計情報を取得する設計情報取得ステップをさらに含み、
前記判定ステップでは、前記設計情報に基づいて、良否判定の判定条件を決定する、
請求項9〜15のいずれかに記載のX線検査方法。
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