JP6765645B2 - How to inspect the brazing material pattern - Google Patents
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Description
本発明は、ろう材パターン、特に気密封止用リッドにリフローされたろう材パターンの検査方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting a brazing material pattern, particularly a brazing material pattern reflowed into an airtight sealing lid.
金属部材どうしや金属部材とセラミックスを接合する際、一方の部材にろう材をパターン形成し、そのろう材を介して金属部材どうしを接合することがある。例えば、電子部品収納パッケージでは、気密封止用リッド(以下、単にリッドと称する場合がある)とパッケージ筐体(以下、単に筐体と称する場合がある)とをろう材を介して接合する場合、リッドの裏面には、あらかじめ、ろう材が環状にリフロー形成され、筐体との接合に供している(例えば、特許文献1)。
ここで、リッドの裏面とは、リッドと筐体が接合される側の面である。
When joining metal members or metal members to ceramics, a brazing material may be formed on one of the members, and the metal members may be joined to each other via the brazing material. For example, in an electronic component storage package, a lid for airtight sealing (hereinafter, may be simply referred to as a lid) and a package housing (hereinafter, may be simply referred to as a housing) are joined via a brazing material. , A brazing material is formed in an annular shape on the back surface of the lid in advance, and is used for joining with a housing (for example, Patent Document 1).
Here, the back surface of the lid is the surface on the side where the lid and the housing are joined.
電子部品収納パッケージでは、ろう材の形状が設計形状から外れると、接合後のパッケージ気密性が悪くなる可能性がある。そのため、リッドの裏面には、ろう材を、正確な位置に、形状不良なく形成する必要がある。一方、角型の筐体であれば、ろう材は、端面に対応する直線状部分を含んだ形状に形成されるが、直線状のろう材パターンについて検査する方法としては、ろう材パターンの幅を所定間隔で複数個所測定し、これらパターン幅が設計値内であるか否かを評価する方法が知られている。この際、パターン幅測定には、エッジ検出法を採用するのが一般的である。(例えば、特許文献2や特許文献3) In the electronic component storage package, if the shape of the brazing material deviates from the design shape, the airtightness of the package after joining may deteriorate. Therefore, it is necessary to form a brazing material on the back surface of the lid at an accurate position without any shape defect. On the other hand, in the case of a square housing, the brazing material is formed in a shape including a linear portion corresponding to the end face, but as a method of inspecting the linear brazing material pattern, the width of the brazing material pattern is used. There is known a method of measuring at a plurality of locations at predetermined intervals and evaluating whether or not these pattern widths are within the design values. At this time, the edge detection method is generally adopted for the pattern width measurement. (For example, Patent Document 2 and Patent Document 3)
電子部品収納パッケージは電子部品であり、製造ラインでは、多数の部品を効率よく検査することが要求される。すなわち複数のリッドについて、ろう材の形状が正常であるか否か、短時間で、精度よく検査できる手法が求められている。 Electronic component storage packages are electronic components, and manufacturing lines are required to efficiently inspect a large number of components. That is, there is a demand for a method that can accurately inspect whether or not the shape of the brazing material is normal for a plurality of lids in a short time.
パターン幅測定による検査方法では、測定間隔を広げて測定回数を減らすことにより、検査時間を短縮することが可能となる。しかし、測定精度を維持することができないために、この手段を用いることは難しかった。 In the inspection method based on pattern width measurement, the inspection time can be shortened by widening the measurement interval and reducing the number of measurements. However, it has been difficult to use this means because the measurement accuracy cannot be maintained.
そこで本発明では、基板上に形成されたろう材パターンについて、従来方法よりも精度よく形状異常を検出することが可能な、ろう材パターンの検査方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a method for inspecting a brazing material pattern formed on a substrate, which can detect a shape abnormality more accurately than a conventional method.
本発明は、基板上にリフロー形成された、直線部を含む環状のろう材パターンの検査方法であって、前記ろう材パターンを撮像し、得られた画像データから前記ろう材パターンの明暗データを抽出する第1ステップと、抽出した前記明暗データを、所定幅を有する前記ろう材の線状パターンに対して、延伸方向に平行、且つろう材の幅方向に複数分割して帯状データとする第2ステップと、前記帯状データの明度を評価し、前記明度に変化があると認められたとき、前記ろう材パターンに形状異常があると判断する第3ステップと、を有する。 The present invention is a method for inspecting an annular brazing material pattern including a straight portion, which is reflowed on a substrate. The brazing material pattern is imaged, and light / dark data of the brazing material pattern is obtained from the obtained image data. The first step of extraction and the extracted light / dark data are divided into a plurality of strip-shaped data parallel to the stretching direction and in the width direction of the brazing material with respect to the linear pattern of the brazing material having a predetermined width. It has two steps and a third step of evaluating the brightness of the strip-shaped data and determining that the brazing material pattern has a shape abnormality when it is recognized that there is a change in the brightness.
本発明では、ろう材パターンの画像データから抽出した明暗データを、ろう材パターン方向に平行分割して帯状データとし、帯状データの明度を評価する。ここで、ろう材パターンの明度の変化を検出するので、パターン幅の測定を所定の間隔にて複数個所で行う必要がなくなり、短時間でろう材パターンの形状異常を検出することが可能となる。また、ろう材パターンのパターン幅は正常であるが、その内部に異常があり、設計形状通りに形成されていないろう材パターンについても、その形状の良否を判別ができるようになる。 In the present invention, the light and dark data extracted from the image data of the brazing material pattern is divided in parallel in the brazing material pattern direction to obtain band-shaped data, and the brightness of the band-shaped data is evaluated. Here, since the change in the brightness of the brazing material pattern is detected, it is not necessary to measure the pattern width at a plurality of places at predetermined intervals, and it is possible to detect the shape abnormality of the brazing material pattern in a short time. .. Further, even if the pattern width of the brazing material pattern is normal, but there is an abnormality inside the brazing material pattern and the brazing material pattern is not formed according to the design shape, it becomes possible to determine the quality of the shape.
ここで、本発明では、前記第3ステップにおいて、前記帯状データを、前記画像データを構成する画素で分割し、前記明度の変化を、隣接する前記画素の明度差により評価されることが好ましい。 Here, in the present invention, in the third step, it is preferable that the strip-shaped data is divided by the pixels constituting the image data, and the change in brightness is evaluated by the difference in brightness of the adjacent pixels.
また、本発明では、前記第2ステップにおいて、前記帯状データを、前記画素の間隔で分割することが好ましい。 Further, in the present invention, in the second step, it is preferable to divide the strip-shaped data at intervals of the pixels.
また、本発明では、前記第3ステップにおいて、前記明度の変化が、暗画素から明画素になって暗画素に戻る変化、あるいは、明画素から暗画素になって明画素に戻る変化のとき、前記明度に変化があると認めることが好ましい。 Further, in the present invention, in the third step, when the change in brightness changes from a dark pixel to a bright pixel and returns to a dark pixel, or a change from a bright pixel to a dark pixel and returns to a bright pixel, It is preferable to recognize that there is a change in the brightness.
また、本発明では、前記明画素に挟まれた前記暗画素数、あるいは、前記暗画素に挟まれた前記明画素数が所定数以内であるとき、前記明度に変化があると認めることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable to recognize that there is a change in the brightness when the number of dark pixels sandwiched between the bright pixels or the number of bright pixels sandwiched between the dark pixels is within a predetermined number. ..
また、本発明では、前記基板を電子部品収納パッケージの気密封止用リッドにすることができる。 Further, in the present invention, the substrate can be used as a lid for airtight sealing of an electronic component storage package.
また、本発明では、前記帯状データが、前記ろう材パターンの辺部分と、角部分に分割されていることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the strip-shaped data is divided into a side portion and a corner portion of the brazing filler metal pattern.
本発明によれば、基板上に形成されたろう材パターンについて、従来方法よりも精度よく形状異常を検出することができる。特に、リッドに形成したろう材パターンの検査において、よりその効果を発揮することができる。 According to the present invention, it is possible to detect a shape abnormality of the brazing material pattern formed on the substrate more accurately than the conventional method. In particular, the effect can be more exerted in the inspection of the brazing material pattern formed on the lid.
以下、本発明について、実施形態を用いて詳細に説明する。本実施形態は、電子部品収納パッケージに用いるリッドの裏面に形成したろう材パターンについて、形状異常を検査する例である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments. This embodiment is an example of inspecting a shape abnormality of a brazing material pattern formed on the back surface of a lid used for an electronic component storage package.
図1に示す通り、本実施形態で検査に用いるリッド1では、リッド基材2の上にめっき層がNiめっき層3、Auめっき層4の順に積層され、ろう材5が、リッド1の裏面の最外周に4ヶ所の直線状パターンが接続した形でリフロー形成されている。 As shown in FIG. 1, in the lid 1 used for the inspection in the present embodiment, the plating layer is laminated on the lid base material 2 in the order of the Ni plating layer 3 and the Au plating layer 4, and the brazing material 5 is the back surface of the lid 1. A reflow is formed in the form of four linear patterns connected to the outermost circumference of the.
図2に本実施形態の検査に用いるろう材パターン検査装置の例を示す。
ろう材パターン検査装置6は、トレイ7、照明8、レンズ9、カメラ10、搬送ステージ13、照明用電源14、及び検査用パソコン15から構成される。
FIG. 2 shows an example of a brazing material pattern inspection apparatus used for the inspection of the present embodiment.
The brazing material pattern inspection device 6 includes a tray 7, a lighting 8, a lens 9, a camera 10, a transport stage 13, a power supply for lighting 14, and a personal computer for inspection 15.
なお、ろう材パターン検査装置6では、搬送ステージ13上に、リッド1が並べられたトレイ7を設置し、そのトレイ7の上に、照明8とレンズ9を接続したカメラ10を配置して、リッド1を上からの光で照らして撮像することができ、駆動系モーターを備えた搬送ステージ13によりトレイ7を撮像位置に搬送することができる。 In the brazing material pattern inspection device 6, a tray 7 in which the lids 1 are arranged is installed on the transport stage 13, and a camera 10 to which the illumination 8 and the lens 9 are connected is arranged on the tray 7. The lid 1 can be illuminated with light from above for imaging, and the tray 7 can be transported to the imaging position by the transport stage 13 provided with the drive system motor.
照明8は、分割ドーム照明11と疑似同軸照明12を併用することが好ましい。ろう材5は、図3の拡大図(b)に示すように、かまぼこ状に溶融しているので、分割ドーム照明11では、11b部を用いて5b部を、11c部を用いて5c部を、11d部を用いて5d部を、疑似同軸照明12では、5a部を照射することで、ろう材5の検査表面全てを光で照射し、幅方向に均等な輝度で撮像することができるようにしている。 As the illumination 8, it is preferable to use the split dome illumination 11 and the pseudo-coaxial illumination 12 together. As shown in the enlarged view (b) of FIG. 3, the brazing material 5 is melted in a semi-cylindrical shape. Therefore, in the split dome illumination 11, 5b parts are used for 11b parts and 5c parts are used for 11c parts. By irradiating the 5d part with the 11d part and the 5a part with the pseudo-coaxial illumination 12, the entire inspection surface of the brazing material 5 can be irradiated with light, and an image can be taken with uniform brightness in the width direction. I have to.
なお、照明8により光を照射する際には、ろう材5とNiめっき層3を明確に区別することが好ましく、分割ドーム照明11の各部と、疑似同軸照明12を同時に全て点灯せずに、一部の照明を消灯して撮像を行っても良い。これにより、ろう材5とNiめっき層3の境界が明確になり、境界における誤検出を防いで、精度良い検査をすることが可能となる。 When irradiating light with the illumination 8, it is preferable to clearly distinguish the brazing material 5 and the Ni plating layer 3, and each part of the divided dome illumination 11 and the pseudo-coaxial illumination 12 are not turned on at the same time. Imaging may be performed with some lights turned off. As a result, the boundary between the brazing material 5 and the Ni plating layer 3 becomes clear, false detection at the boundary can be prevented, and accurate inspection can be performed.
レンズ9には、テレセントリックレンズを用いることが好ましい。これにより、視野の中央と端部に写っているリッドの像に差異が生じることを防ぎ、撮像された複数個のリッドを同じ条件で検査することができる。 It is preferable to use a telecentric lens for the lens 9. As a result, it is possible to prevent a difference in the images of the lids appearing at the center and the edge of the field of view, and to inspect a plurality of imaged lids under the same conditions.
カメラ10には、エリアセンサカメラを用いることが好ましい。これにより、同時に複数個のリッドを撮像することができ、得られた画像からリッドを選択して検査をすることが可能となる。 It is preferable to use an area sensor camera as the camera 10. As a result, a plurality of lids can be imaged at the same time, and the lids can be selected from the obtained images for inspection.
検査用パソコン15は、搬送ステージ制御部16、照明制御部17、カメラ制御部18、演算制御部19、記憶装置20を有している。搬送ステージ制御部16には搬送ステージ13が接続され、照明制御部17には、照明用電源14を介して分割ドーム照明11と疑似同軸照明12が接続され、カメラ制御部18にはカメラ10が接続され、搬送ステージ制御部16と照明制御部17とカメラ制御部18は演算制御部19と接続されている。これにより、搬送ステージ制御部16は、搬送ステージ13の駆動系モーターを制御して、搬送ステージ13を移動できるようにしている。 The inspection personal computer 15 has a transfer stage control unit 16, a lighting control unit 17, a camera control unit 18, an arithmetic control unit 19, and a storage device 20. The transfer stage 13 is connected to the transfer stage control unit 16, the split dome illumination 11 and the pseudo coaxial illumination 12 are connected to the illumination control unit 17 via the illumination power supply 14, and the camera 10 is connected to the camera control unit 18. The transfer stage control unit 16, the lighting control unit 17, and the camera control unit 18 are connected to each other and are connected to the arithmetic control unit 19. As a result, the transfer stage control unit 16 controls the drive system motor of the transfer stage 13 so that the transfer stage 13 can be moved.
また、照明制御部17は、分割ドーム照明11の各照明部と疑似同軸照明12の点灯及び消灯を制御している。 Further, the lighting control unit 17 controls the lighting and extinguishing of each lighting unit of the divided dome lighting 11 and the pseudo-coaxial lighting 12.
また、カメラ制御部18は、カメラ10が撮像できるよう、また撮像した画像データを取得できるようにしている。 Further, the camera control unit 18 makes it possible for the camera 10 to take an image and to acquire the captured image data.
また、演算制御部19は、カメラ制御部18がカメラ10で画像を取得するタイミングと、照明制御部17が分割ドーム照明11と疑似同軸照明12の点灯及び消灯するタイミングとを制御できるようにしている。 Further, the arithmetic control unit 19 enables the camera control unit 18 to control the timing of acquiring an image with the camera 10 and the lighting control unit 17 to control the timing of turning on and off the split dome illumination 11 and the pseudo-coaxial illumination 12. There is.
また、演算制御部19は、得られた画像データを処理して、ろう材パターンの形状を評価できるようにしている。 Further, the arithmetic control unit 19 processes the obtained image data so that the shape of the brazing material pattern can be evaluated.
次に、図4に示すフローチャートにより、本実施形態であるリッド1の検査方法について説明する。 Next, the inspection method of the lid 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
(前準備)
まず、検査フローを開始した後、ステップS01で、複数のリッド1が格子状に並べて置かれたトレイ7を搬送ステージ13上に配する。
(Preparation)
First, after starting the inspection flow, in step S01, the tray 7 in which the plurality of lids 1 are arranged in a grid pattern is arranged on the transport stage 13.
次に、ステップS02で、搬送ステージ制御部16の指令によって搬送ステージ13を駆動させ、リッド1がカメラ10の視野内に入る位置にトレイ7を搬送する。 Next, in step S02, the transfer stage 13 is driven by a command from the transfer stage control unit 16, and the tray 7 is conveyed to a position where the lid 1 is within the field of view of the camera 10.
(第1ステップ)
次に、ステップS03で、分割ドーム照明11および疑似同軸照明12によりリッド1に光を照射し、カメラ10によりリッド1の裏面に形成されたろう材パターンを撮像し、撮像により得られた画像データを検査用パソコン15に転送する。
(1st step)
Next, in step S03, the lid 1 is irradiated with light by the split dome illumination 11 and the pseudo-coaxial illumination 12, the brazing material pattern formed on the back surface of the lid 1 is imaged by the camera 10, and the image data obtained by the imaging is obtained. Transfer to the inspection personal computer 15.
次に、ステップS04で、ろう材5の存在する領域をマスクするための領域を得る。このときの手段として、例えばろう材5の存在する場所を過不足なく抽出できる閾値を設定し二値化を行うことが挙げられる。 Next, in step S04, an area for masking the area where the brazing material 5 exists is obtained. As a means at this time, for example, setting a threshold value capable of extracting the place where the brazing material 5 exists without excess or deficiency and performing binarization can be mentioned.
次に、ステップS05で、マスクを用いてろう材5の存在する領域を定義する。 Next, in step S05, the region where the brazing material 5 exists is defined by using a mask.
(第2ステップ)
次に、ステップS06で、マスクされたデータについて、ろう材パターンの長手方向に平行分割して複数の帯状データとする。ここで、長手方向とは、前記ろう材の線状パターンに対する延伸方向をいう(図5(b)に示す矢印の方向)。各帯状データは、画像データを構成する画素に分かれている。ここで、帯状データの分割幅は等しくすることが好ましい。このようにすることで、同じレベルの欠陥に対して反応の感度が変わってしまう要因を取り除き、正確で均質な明度変化の検出をすることが可能となる。
また、帯状データのうち検査結果に関係がないものを除外することにより、検査時間の削減を行うことが可能となる。
(Second step)
Next, in step S06, the masked data is divided in parallel in the longitudinal direction of the brazing filler metal pattern to obtain a plurality of strip-shaped data. Here, the longitudinal direction refers to the stretching direction with respect to the linear pattern of the brazing material (the direction of the arrow shown in FIG. 5B). Each band-shaped data is divided into pixels constituting the image data. Here, it is preferable that the division widths of the strip-shaped data are equal. By doing so, it is possible to eliminate the factor that changes the sensitivity of the reaction for the same level of defects, and to detect an accurate and homogeneous change in brightness.
In addition, it is possible to reduce the inspection time by excluding the strip-shaped data that is not related to the inspection result.
(第3ステップ)
次に、ステップS07で、分割した各帯状データについて、帯状データの長手方向の明度の評価を繰り返す。評価は検査用パソコン15にて行う。
(Third step)
Next, in step S07, the evaluation of the brightness of the strip-shaped data in the longitudinal direction is repeated for each of the divided strip-shaped data. The evaluation is performed on the inspection personal computer 15.
明度の評価については、暗画素から明画素になって暗画素に戻る変化、あるいは、明画素から暗画素になって明画素に戻る変化のとき、形状異常があると認めることが好ましい。このようにすることで、ろう材5の境界を形状異常として誤検出することを防ぐことが可能となる。 Regarding the evaluation of the brightness, it is preferable to recognize that there is a shape abnormality when the change from the dark pixel to the bright pixel and return to the dark pixel, or the change from the bright pixel to the dark pixel and return to the bright pixel. By doing so, it is possible to prevent erroneous detection of the boundary of the brazing material 5 as a shape abnormality.
さらに、明画素に挟まれた暗画素数、あるいは、暗画素に挟まれた明画素数に閾値を設定することが好ましい。このようにすることで、画素数が所定数以上であるとき明度の変化があると認められることになるので、欠陥の大きさに対する限度に即した検査を行うことが可能となる。 Further, it is preferable to set a threshold value for the number of dark pixels sandwiched between bright pixels or the number of bright pixels sandwiched between dark pixels. By doing so, it is recognized that there is a change in brightness when the number of pixels is a predetermined number or more, so that it is possible to perform an inspection according to the limit on the size of the defect.
また、ろう材パターンを画素に分けずに、各帯状データの明度について評価を行うことにより、検査時間の短縮を図っても良い。 Further, the inspection time may be shortened by evaluating the brightness of each strip-shaped data without dividing the brazing material pattern into pixels.
次に、ステップS08で、少なくとも1つの帯状データにおいて形状異常があると評価したとき、このリッドは形状異常と判断して、検査用パソコン15内の記憶装置20にNGを、全ての帯状データについて形状異常がないと評価したとき、このリッドは異常なしと判断して、検査用パソコン15内の記憶装置20にOKを記憶し、ステップS04に戻って次のリッドの検査に進む。 Next, in step S08, when it is evaluated that there is a shape abnormality in at least one strip-shaped data, this lid is determined to be a shape abnormality, and NG is sent to the storage device 20 in the inspection personal computer 15 for all the strip-shaped data. When it is evaluated that there is no shape abnormality, it is determined that there is no abnormality in this lid, OK is stored in the storage device 20 in the inspection personal computer 15, and the process returns to step S04 to proceed to the inspection of the next lid.
図6は、本実施形態における明度評価方法と従来のパターン幅測定法を示した概念図である。
このように、第3ステップにおける明度の評価において、従来のパターン幅測定法を用いた場合、ろう材パターンの複数個所における各パターン幅を正確に算出する(図6(a))必要があるが、本実施形態では、ろう材パターンの長手方向に平行分割した複数の帯状データについて、各帯状データの長手方向における明度変化のみを評価する(図6(b))ので、複雑な計算処理を行う必要がなくなり、短時間でろう材パターンの形状異常を検出することができる。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the brightness evaluation method and the conventional pattern width measurement method in the present embodiment.
As described above, when the conventional pattern width measurement method is used in the evaluation of the brightness in the third step, it is necessary to accurately calculate each pattern width at a plurality of places of the brazing material pattern (FIG. 6 (a)). In the present embodiment, only the change in brightness in the longitudinal direction of each strip-shaped data is evaluated for a plurality of strip-shaped data divided in parallel in the longitudinal direction of the brazing filler metal pattern (FIG. 6B), so that a complicated calculation process is performed. This is no longer necessary, and abnormal shapes of the brazing material pattern can be detected in a short time.
また、第3ステップでは、ろう材パターンについて、分割された帯状データの長手方向における明度変化を評価するので、ろう材パターンのパターン幅は正常であるが、パターン内部に異常が生じて、設計形状通りに形成されなかったろう材パターンについても、その形状の良否を判別することができる。 Further, in the third step, since the change in brightness of the divided strip-shaped data in the longitudinal direction is evaluated for the brazing filler metal pattern, the pattern width of the brazing filler metal pattern is normal, but an abnormality occurs inside the pattern and the design shape is formed. It is possible to determine the quality of the shape of the brazing material pattern that was not formed as per the street.
(後処理)
最後のリッドについてステップ08の合否判定が終了したら、記憶装置20に記録された合否判定の結果を出力し、ステップS09に進む。
(Post-processing)
When the pass / fail judgment in step 08 is completed for the last lid, the result of the pass / fail judgment recorded in the storage device 20 is output, and the process proceeds to step S09.
次に、ステップS09で、検査用パソコン15の指令によって搬送ステージ13を駆動させ、トレイの回収位置まで移動してトレイ7を回収する。 Next, in step S09, the transport stage 13 is driven by the command of the inspection personal computer 15, moved to the collection position of the tray, and the tray 7 is collected.
次に、本発明のろう材パターンの検査方法について、実施例を詳細に説明する。以下、実施例を説明する。 Next, examples of the method for inspecting the brazing filler metal pattern of the present invention will be described in detail. Examples will be described below.
本実施例では、電子部品収納パッケージに用いるリッドに形成されたろう材について、以下のろう材パターン検査装置を用いて検査を行った。前記リッドは、図7に示すような、ろう材5の幅が正常幅2/3以下となる内周不足欠陥21と、ろう材5の中にAuめっき層4が露出しているボイド欠陥22を含む試料とした。具体的には、内周不足欠陥21のNG品952個からなる試料A、及びボイド欠陥22のNG品976個からなる試料Bのリッドを準備した。ここで、これらのリッドは、トレイに格子状に並べて置き、検査装置まで搬送した。 In this embodiment, the brazing material formed on the lid used for the electronic component storage package was inspected using the following brazing material pattern inspection device. As shown in FIG. 7, the lid has an inner peripheral shortage defect 21 in which the width of the brazing material 5 is 2/3 or less of the normal width, and a void defect 22 in which the Au plating layer 4 is exposed in the brazing material 5. Was used as a sample containing. Specifically, a lid of sample A consisting of 952 NG products with insufficient inner circumference defects 21 and sample B consisting of 976 NG products with void defects 22 was prepared. Here, these lids were arranged in a grid pattern on a tray and transported to an inspection device.
本実施例における検査装置について、ろう材パターン検査装置におけるカメラ10には、有効画素数が4メガピクセルのCMOSカメラを用い、レンズ9には、被写界深度0.5mmのテレセントリックレンズを利用した。また、分割ドーム照明11には、消費電力18W、高さ方向に4段に点灯切替が可能な照明を用い、疑似同軸照明12には、消費電力10.5Wの照明を採用した。 Regarding the inspection device in this embodiment, a CMOS camera having an effective pixel count of 4 megapixels was used as the camera 10 in the brazing material pattern inspection device, and a telecentric lens having a depth of field of 0.5 mm was used as the lens 9. .. Further, the split dome illumination 11 has a power consumption of 18 W, and the illumination that can be switched in four steps in the height direction is used, and the pseudo coaxial illumination 12 has a power consumption of 10.5 W.
ここで、照明8の照明条件について、「照射角度a°〜b°」と表現するときは、撮像装置から撮像対象に下した垂直線となす角がa°以上b°以下である全ての方位からの光を照射することを表すこととする。 Here, when the illumination condition of the illumination 8 is expressed as "irradiation angle a ° to b °", all directions in which the angle formed by the vertical line drawn from the imaging device to the imaging target is a ° or more and b ° or less. It means to irradiate the light from.
本実施例においては、ろう上面部の形状変化を際立たせる照射角度0°〜10°と、ろう側面部の形状変化を際立たせる照射角度30°〜36°で撮像した2種類の画像を用いて、ろう材パターンの長手方向にエッジ走査を行うこととした。 In this embodiment, two types of images taken at an irradiation angle of 0 ° to 10 ° that emphasizes the shape change of the upper surface of the wax and an irradiation angle of 30 ° to 36 ° that emphasizes the shape change of the side surface of the wax are used. , It was decided to perform edge scanning in the longitudinal direction of the brazing material pattern.
まず、本実施例では、ろう材5の存在する領域を定義する方法として、ろう材と下地の境界4箇所についてエッジを検出する方法を用いて、ろう材存在領域を確定した。確定したろう材指定領域は、CMOSカメラの画素毎に分割されていることになる。 First, in this embodiment, as a method of defining the region where the brazing material 5 exists, the brazing material existence region is determined by using a method of detecting edges at four boundaries between the brazing material and the base. The determined brazing material designation area is divided for each pixel of the CMOS camera.
次に、上述のろう材指定領域を、図5(a)に表すように、ろう材パターンの長手方向に沿って平行分割して複数の帯状データとした。この際、帯状データを、図5(b)や図5(c)に表すように、ろう材パターンの辺部分と角部分に分割した。
更に、辺部分については、ろう材パターンの辺部分の中心から画素毎に振り分けたデータを辺部帯状データとし、角部分については、角部分を形成する円弧の半径を図面寸法から指定することによって得られるデータを角部帯状データとした。
Next, as shown in FIG. 5A, the above-mentioned brazing material designated area was divided in parallel along the longitudinal direction of the brazing material pattern to obtain a plurality of strip-shaped data. At this time, the strip-shaped data was divided into a side portion and a corner portion of the brazing material pattern as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c).
Further, for the side portion, the data distributed for each pixel from the center of the side portion of the brazing material pattern is used as the edge strip-shaped data, and for the corner portion, the radius of the arc forming the corner portion is specified from the drawing dimensions. The obtained data was defined as corner strip data.
次に、得られた帯状データについて明度の評価を繰り返した。
具体的には、上述の辺部帯状データでは直線部分、上述の角部帯状データでは円弧部分のそれぞれについて、帯状データを構成する画素群を、時計回りの順方向、及び反時計回りの逆方向に走査することでエッジ検出を行った。
Next, the evaluation of brightness was repeated for the obtained strip-shaped data.
Specifically, for each of the straight line portion in the above-mentioned side strip-shaped data and the arc portion in the above-mentioned corner strip-shaped data, the pixel groups constituting the strip-shaped data are arranged in the clockwise forward direction and the counterclockwise reverse direction. Edge detection was performed by scanning in.
明度の評価には、平滑化係数が50に設定されたShen−Castanフィルタを用いたエッジ検出を採用することとし、エッジ検出の閾値としては、照射角度0°〜10°の画像についてはヒステリシスが750以上, 照射角度30°〜36°の画像についてはヒステリシスが800以上となる場合にエッジがあると判定した。 For the evaluation of brightness, edge detection using a Shen-Castan filter with a smoothing coefficient set to 50 is adopted, and the threshold value for edge detection is hysteresis for images with an irradiation angle of 0 ° to 10 °. For images with an irradiation angle of 30 ° to 36 ° and 750 or more, it was determined that there was an edge when the hysteresis was 800 or more.
エッジ検出用のフィルタとしては、今回Shen−Castanフィルタを用いたが、CannyフィルタやSobelフィルタなどを使っても構わない。また、上記のヒステリシスは、エッジ検出に採用するフィルタや、照明条件に応じて最適値に変更することが望ましい。 As the filter for edge detection, the Shen-Castan filter was used this time, but a Canny filter, a Sobel filter, or the like may be used. Further, it is desirable to change the above hysteresis to an optimum value according to the filter adopted for edge detection and the lighting conditions.
明度の評価によって検出されるエッジの処理については、走査方向に対し明画素に挟まれた暗画素数、及び暗画素に挟まれた明画素数が、165μm以内であるものをNGと判定することとした。
上述のように、本実施例で設定した上限閾値は、頻出する欠陥サイズに対して十分大きな値であり、このように閾値を設定することで過検出を減らすことが出来る。また、上限閾値のみを設定することによって、小さい形状不良として現れやすくなるため、上述の欠陥ボイド22のような欠陥も漏れなく検出することが可能となる。
Regarding the edge processing detected by the evaluation of brightness, the number of dark pixels sandwiched between bright pixels and the number of bright pixels sandwiched between dark pixels in the scanning direction is determined to be NG if it is within 165 μm. And said.
As described above, the upper limit threshold value set in this embodiment is a sufficiently large value with respect to the frequently occurring defect size, and overdetection can be reduced by setting the threshold value in this way. Further, by setting only the upper limit threshold value, it tends to appear as a small shape defect, so that a defect such as the above-mentioned defect void 22 can be detected without omission.
なお、明度の評価の際に設定される閾値は、製品や欠陥の種類、検査アルゴリズムの校正によって、設定の仕方や数値は変更して構わない。 The threshold value set when evaluating the brightness may be changed depending on the product, the type of defect, and the calibration of the inspection algorithm.
表1に、本実施例で準備したリッドに対する検査判定の結果を示す。ここで、表1では、異常検知手段として一般的な二値化処理による検査方法をM0と、そして本発明による明度の評価処理を用いた検査方法をM1と表記している。 Table 1 shows the results of inspection determination for the lid prepared in this embodiment. Here, in Table 1, the inspection method by the binarization process, which is generally used as the abnormality detection means, is referred to as M0, and the inspection method using the brightness evaluation process according to the present invention is referred to as M1.
本発明による処理を用いた検査において、NG品の見逃し率が、欠陥の種類によらず、大きく改善できていることが分かった。
以上より、本発明によって、ろう材パターンの欠陥を精度よく判別できるため、電子部品収納パッケージに用いるリッドに形成されたろう材パターンのNG品を見逃すことなく検査できることが分かった。また、ろう材パターンに沿った帯状データについて処理を行うため、従来のパターン幅測定による検査方法よりも処理時間の短縮が期待できる。 From the above, it was found that, according to the present invention, since the defects of the brazing material pattern can be accurately discriminated, the NG product of the brazing material pattern formed on the lid used for the electronic component storage package can be inspected without being overlooked. Further, since the band-shaped data along the brazing material pattern is processed, the processing time can be expected to be shortened as compared with the conventional inspection method by pattern width measurement.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲において、内容を変更することが可能である。
例えば、上記実施形態では、トレイに並べられたリッドの検査について記載したが、その方法に限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment. It is possible to change the content within the scope of the claims.
For example, in the above embodiment, the inspection of the lids arranged in the tray has been described, but the method is not limited thereto.
また、本発明はリッド上に形成されたろう材パターンの検査に限られない。 Further, the present invention is not limited to the inspection of the brazing material pattern formed on the lid.
1リッド
2リッド基材
3Niめっき層
4Auめっき層
5ろう材
6ろう材パターン検査装置
7トレイ
8照明
9レンズ
10カメラ
11分割ドーム照明
12疑似同軸照明
13搬送ステージ
14照明用電源
15検査用パソコン
16搬送ステージ制御部
17照明制御部
18カメラ制御部
19演算制御部
20記憶装置
21内周不足欠陥
22ボイド欠陥
1 lid 2 lid base material 3 Ni plating layer 4 Au plating layer 5 brazing material 6 brazing material pattern inspection device 7 tray 8 lighting 9 lens 10 camera 11 division dome lighting 12 pseudo coaxial lighting 13 transport stage 14 lighting power supply 15 inspection personal computer 16 transport Stage control unit 17 Lighting control unit 18 Camera control unit 19 Arithmetic control unit 20 Storage device 21 Inner circumference shortage defect 22 Void defect
Claims (7)
前記ろう材パターンを撮像し、得られた画像データから前記ろう材パターンの明暗データを抽出する第1ステップと、
抽出した前記明暗データを、所定幅を有する前記ろう材の線状パターンに対して、延伸方向に平行、且つろう材の幅方向に複数分割して帯状データとする第2ステップと、
前記帯状データの明度を評価し、前記明度に変化があると認められたとき、前記ろう材パターンに形状異常があると判断する第3ステップと、
を有することを特徴とするろう材パターンの検査方法。 This is a method for inspecting an annular brazing material pattern including a straight portion, which is reflowed on a substrate.
The first step of imaging the brazing material pattern and extracting the light and dark data of the brazing material pattern from the obtained image data,
The second step of dividing the extracted light and dark data into strip-shaped data by dividing the extracted linear pattern of the brazing material into a plurality of pieces parallel to the stretching direction and in the width direction of the brazing material.
The third step of evaluating the brightness of the strip-shaped data and determining that the brazing material pattern has a shape abnormality when it is recognized that there is a change in the brightness,
A method for inspecting a brazing material pattern, which comprises having.
前記帯状データを、
前記画像データを構成する画素で分割し、
前記明度の変化を、隣接する前記画素の明度差により評価する
ことを特徴とする請求項1に記載のろう材パターンの検査方法。 In the third step,
The strip-shaped data
Divide by the pixels that make up the image data
The method for inspecting a brazing material pattern according to claim 1, wherein the change in brightness is evaluated by a difference in brightness between adjacent pixels.
前記帯状データを前記画素の間隔で分割する
ことを特徴とする請求項2に記載のろう材パターンの検査方法。 In the second step,
The method for inspecting a brazing material pattern according to claim 2, wherein the strip-shaped data is divided at intervals of the pixels.
前記明度の変化が、暗画素から明画素になって暗画素に戻る変化、あるいは、明画素から暗画素になって明画素に戻る変化のとき、前記明度に変化があると認める
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のろう材パターンの検査方法。 In the third step,
When the change in brightness changes from a dark pixel to a bright pixel and returns to a dark pixel, or a change from a bright pixel to a dark pixel and returns to a bright pixel, it is recognized that there is a change in the brightness. The method for inspecting a brazing material pattern according to claim 2 or 3.
前記明度に変化があると認める
ことを特徴とする請求項4に記載のろう材パターンの検査方法。 When the number of dark pixels sandwiched between the bright pixels or the number of bright pixels sandwiched between the dark pixels is within a predetermined number.
The method for inspecting a brazing material pattern according to claim 4, wherein it is recognized that there is a change in brightness.
電子部品収納パッケージの気密封止用リッドとする
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のろう材パターンの検査方法。 The substrate,
The method for inspecting a brazing material pattern according to any one of claims 1 to 5, wherein the lid is used for airtight sealing of an electronic component storage package.
前記ろう材パターンの辺部分と、角部分に分割されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のろう材パターンの検査方法 The strip-shaped data is
The method for inspecting a brazing material pattern according to any one of claims 1 to 6, wherein the brazing material pattern is divided into a side portion and a corner portion.
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