JPH0381606A - Ｘ線透過画像によるはんだ付部の検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＸ＆１１透過画像によるはんだ付部の検査方法
及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、プリント板は小型化、高密度化し、面実装デバイ
スが普及してきた。それにともないはんだ付部は微細化
し、特開昭６２−２１９６３２号、日経エレクトロニク
ス１９８５年１１月１８日号ＰＰ。

５０５〜３１６に記載されるようなＸ線透過画像を用い
たはんだ付検査が行なわれるようになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、プリント板の高密度化に伴ない普及し
てきた両面実装基板に対する配慮がなく、片面実装基板
のみ対象としていた。

また、前記したように面実装デバイスの普及に伴ないは
んだ付部はｌｌ［細化しているため、検査すべきはんだ
付部への位置決めは、より高精度なもＯが必要となって
きている。しかし、上記従来技術ははんだ付部への位置
決めは、ティーチングにより求めた位置より、機械的精
度を頼りに行っているため、ティーチングの精度、検査
対象のプリント板のパターン精度、機械的精度に位置決
め精度が左右される。そのため、微細はんだ付部を精度
よく、検出することが困難であり、より高い位置決め精
度ｔ−必要とする両面実装基板ではなおさらであ−）た
。

また、本発明の目的は、両面実装基板に対しても片面実
装基板と同様の欠陥判定を行うことができるＬうにした
Ｘ線透過画像によるはんだ付部の検査方法及びその装［
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的のため、本発明の発明者は、特願昭６５−２１
０７１１号において、検出Ｘ線透過画像のシェージング
補正を行い、濃度レベルを対数変換した後、変換画像に
対し、リード並び方向およびリード長手方向に画像加算
、いわゆる投影分布ヲ作成し、投影分布波形から各はん
だ付部を検出し、検出したはんだ付部ごとに欠陥判定を
する検査方法及び装置を開示した。

この発明では１両面実装基板を検査するため、基板傾斜
なしの状態での検出Ｘ線透過画像と基板傾斜の状態での
検出Ｘ線透過画像０２つの検出画像を、それぞれ別々に
検出し、欠陥判定を行うが、本発明では、２つの検出画
像を同時に検出し、検査を効率良く行う方法及び装置を
提供するものである。

本発明では゛、第２図に示すように基板に垂直に入射す
るＸ線と基板に斜めに入射するＸＭとを同時に検出し、
基板の厚さを利用することにより。

垂直に入射するＸ線の透過像より１表裏のはんだ付部が
重複した検出画像を、斜めに入射するＸ線の透過像よｐ
、表裏のはんだ付部が分離した検出画像を得る。そして
、２つの画像からはんだ付部を抽出し、個々のはんだ付
部ごとに欠陥判定をする。

〔作用〕

上記構成をとることにより、基板傾斜機構を設けること
なく、基板傾斜時の透過Ｘ線画像に相当する画像を検出
することができ、機構の簡素化、検査時間の削減が可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図によシ説明する。第１
図において、部品１が実装はんだ付けされた基板２はＸ
Ｙ＃ステージ３に載せられており、微小焦点Ｘ線源４か
ら出力されるＸ線は部品１と基板２を透過し、Ｘ線画像
検出器であるイメージインテンシファイアＳおよび’ｒ
ｖカメラ６により透過Ｘ線画像が検出される。Ｘ線制御
部７１は計算器ａの指令により、Ｘ線源４の管電圧、管
電流、焦点合せ、Ｘ線発生などの制御を行う。ステージ
制御部９は計算機８の指令によ夕、ｘＹ＃ステージ３ｔ
−動作させる。画像処理部１０は！■カメラ６からの映
像信号金入力し、計算機８０指令により画像処理を行い
、その結果にもとづき、計算機８は各はんだ付部の欠陥
判定を行う。

第２図は両面実装基板のはんだ付部の検出方法を説明す
る図である。第２図（ａ）で示すようにＸ線源４から出
力され、基板２ｔ−透過したＸ線を検出器７で検出する
と、同図（ｂ）に示すように、Ｘ線が基板に垂直に入射
する部分では表裏のはんだ付部が重複し次画像が、Ｘ線
が基板に斜めに入射する部分では表裏のはんだ付部が分
離した画像が同時に検出することができる。第５図は特
願昭６５−２１０７１１号に示した両面実装基板の検出
方法であ、るが、同図（ａ）に示すように基板傾斜して
表裏のはんだ付部を分離した画像を検出し、はんだ付部
ごとにはんだ量などの判定を行い、同図（ｂ）に示すよ
うに基板傾斜無しの状態で表裏のはんだ付部が重複し′
ｆ！−画像を検出し、はんだ打部間でブリッジやずれの
判定を行う。第４図は第２図の原理にもとすく本発明の
一実施例であり、Ｘ線源４を検出器７に対し、ずらした
位置に設置することにより、基板！？：傾斜することな
く、表裏のはんだ付部が重複した画像と、表裏のはんだ
付部が分離した画像が同時に検出することができる。

以上のように検出した画像からはんだ付部を抽かし、欠
陥判定処理を行うための画像処理部１ａＯ具体的構成例
″ｆｃ第５図に示す。第５図において、！′ｖカメラ６
からの映像信号はＡ／Ｄ変換回路１１によりディジタル
値に変換されたのち、シェージング補正回路１２、対数
変換回路１ｓｔ−介し、メモリ１４へ入力される。シェ
ージング補正は画面中央部と周辺部において、明るさが
同じでも映像レベルが変化するのを補正するものであり
、検査物体がないときの検出画像（白画像と呼ぶ）Ｗ（
１、ｊ）、Ｘ線を発生しないときの検出画像（黒画像と
呼ぶ）Ｂ（１，ｊ）１１：用い、検出画像ｇ（１＃ｊ）
より ？（１，ｊ）−（ｇ（ｉ、ｊ）−ｎｃｉ、ｊ））／（ｗ
ｌ、ｊ）−Ｂ（ｉ、ｊ）） と、白画像、黒画像に対し、検出画像を正規化する。具
体的構成例を第６図に示すが、第６図では対数変換ｔ−
も含めて実施しており、対数変換後の画像ｔ”ｆ（１，
ｊ）として出力している。第６図において、検出画像信
号１５と黒画像メモリ１６０出力、白画像メモリ１７の
出力と黒画像メモリ１６の出力の差を引算回路１８．１
９で求め、各出力を合成回路２０でビット列として（ｇ
−Ｂ）（Ｗ−Ｂ）合成し、２０の出力をアドレスとして
変換テーブルメモリ２１の内容を読み出し、変換後の画
像２２ｆ（１，ｊ）を出力する。変換テーブルメモリ２
１の内容は式（５）の左辺の値を右辺の分母と分子で決
まるアドレスにおいて、対数変換して記憶されている。

水平投影分布作成回路２３、垂直投影分布作成回路２４
は画像？（１，ｊ）に対し、水平投影分布Ｈ（ｊ）、垂
直投影分布ｖ（１）を計算機Ｓで指定される投影する領
域が第７図の斜線部で示すような領域とすると Ｈ（ｊ）肩Ｊ　　　　ｆ（１，ｊ） ｉ　’ＩＩＩ　ｉ。

２ Ｖ（１）ｍＪ　　　ｆ（１，ｊ） ｊ　−、＋。

と求めるものである。

ここでの実施例における検査のシーケンスを説明する。

計算機８はティーチングまたは設計情報より求めたはん
だ付部の位置情報にもとづき、ステージ３を制御し、基
板２′ｆ：位置決めし、Ｘ線透過画像をメモリ１４へ入
力する。次に計算機８は水平および垂直投影分布回路２
３．２４に対し、投影領域を指定し、投影分布ｔ−作成
させ、投影分布を解析し、はんだ付部位置を検出する。

計算機８は検出したはんだ付部位置にもとづき２５．２
４で求まった投影分布、メモリ１４へ入力された画像を
解析し、各はんだ付部の欠陥抽出を行う。

以上の動作１に第８図に示すようなＰＩ、ＣＣ（Ｐｌａ
ｓ−ｔｉｏ　Ｉａａｄ＊ｄ　ｃｌｌｉｐ　Ｃａｒｒｉｅ
ｒ　）と呼ばれるＪリードのはんだ付部の検査を例にと
夕、説明する。＃Ｉ９図（ａ）はＪリードのはんだ付部
の断面を示しており、Ｊリードのリード長手方向のＸ線
画像の明るさ変化を同図（ｂ）に示す。Ｘ線画像の明る
さははんだ厚さが大きい程、暗くなり、最も暗くなるの
はＪり一ドのヒール部で、次いで暗いＯはＪリードのト
ウ部となる。このような特徴を有するＪリードＯＸ線透
過園像に対し、水平投影分布作成回路２３により水平投
影分布を第１０図（ａ）で示すような、はんだ付部が重
複する領域で求めると、同図（ｂ）で示すような水平投
影分布Ｈ（ｊ）が得られる。計算機８はＨ（ｊ）を入力
し、第１１図に示すように１ｌｆｆｌＴｈ。

とＥｌ（ｊ）との交点ｊＢ、ｊｅｔ−求め、垂直方向の
はんだ付部の位置とする。ここで閾ｆｉＩ’ｌ’ｈ、は
前もって設定する。あるいは入力したｎ（ｊ）の最大値
と最小値を前もって設定した比で内分した値などを用い
る。

次に垂直方向の投影範囲をｊｓ”ｊｅとし、第１２図（
ａ）に示すような領域で、垂直投影分布作成回路２４ｔ
−用い、垂直投影分布Ｖ（１）ｔ−求めると同図（ｂ）
のように求まる。計算機６はｖ（１）を入力し。

第１ｓ図に示すように閾値Ｔｈ２とｖ（１）の交点１日
、。

ｉｏ、〜ｉｓ４　ａ　１ｅ４ｔ−求め、水平方向のはん
だ付部の位置とする。ここで閾値’ｌ’ｈ、の設定は、
’Ｉ’ｈ、ＩＺ）設定と同様とする。

ｔた、水平投影分布作成回路２３により水平投影分布ｔ
−第１４図（ａ）で示すような、表裏のはんだ付部が分
離した領域で求めると、第１０図と同様に同図（ｂ）で
示すような水平投影分布Ｈ（ｊ）が得られる。第１１図
、第１２図に示す方式で処理すると、リード長手方向の
投影分布（垂直方向）は第１４図に示すようになり、表
裏−組のはんだ付部しか分離できない。そこで、第１４
図に示すように１ｓｉと１０．の中点ｉｏｉを歩めるこ
とにより、表裏を分離してはんだ付部の位置を抽出でき
る。

以上を筐とめて、第１５図に検査の７０−を示す。第１
５図では、はんだ付部が重複する部分について、欠陥判
定をしたのち、はんだ付部が分離する部分で欠陥判定し
ているが、順序は逆でも良いことは言うまでもない。

本実施例では、はんだ付部の位ａをはんだの像を用いて
いるが、部品のリードフレーム、あるいはリードフレー
ム上のパターン、あるいは特別に設けたターゲットマー
クを用いることも可能である。また、はんだ付部が重複
する部分と分離する部分で別々にはんだ付部の位置検出
を行っているが、一方の結果を基準に設計値に基すきは
んだ付部の位置を求めることができる。

筐た、本実施例では検出器７を１台用いているが、複数
台の検出器を用いることも可能である。

また、両面実装基板はかりでなく、片面実装基板につい
ても、本発明の方式を適用でき、ることは言うまでもな
い。

また、本実施例では、イメージインテンシファイア、Ｔ
ＶカメラをＸ線検出器として用いているが、螢光板と高
感度カメラ、Ｘ線′１′ｖカメラなどを用いた構成をと
れることは言うｌでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基板傾斜機構を設けることなく、表裏
のはんだ付部が重複した検出画像と表裏のはんだ付部が
分離した検出画像を同時検出することができ、機構の簡
素化、検査時間の削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図、及び第６図は各々本発明の一実施例を
示す図、第２図、第４図は各々本発明の基本的な考えを
説明するための図、第５図は従来技術を説明するための
図、第７図乃至第１４図は各々実施例の具体的動作を説
明するための図、第１５図は検査の７０−を説明するた
めの図である。 １　・・・　部品 ２　・・・　基板 ５−）ｙＩステージ ４　・・・　Ｘ線源 ５　・・・　イメージインテンシファイア６　・・　Ｔ
Ｖカメラ ７　・・・　検出器 ８　・・・　計算機 ９　・・・　ステージ制御部 １０　　・・・　画像処理部 第２図 （ｂ） 表Ｘ表裏 清裏ヱ複 第５図 第４図 ρ←Ｘ線源４ 〆１ ！ ！ 第５１２１ ５ ６ 第６１２］ 第９図 ％１１図 蔦１２図 （ａ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．試料ステージにより位置決めされた基板に電子部品
   のリードをはんだ付けした検査対象にＸ線を照射して、
   基板に垂直に入射するＸ線と基板に斜めに入射するＸ線
   による透過画像を同時に検出し、このＸ線透過画像より
   検査対象となるはんだ付部の位置を抽出し、その位置情
   報に基いて各はんだ付部毎に検査領域を設定し、欠陥判
   定するはんだ付部の検査方法。
2. ２．基板に垂直に入射するＸ線により両面実装されたは
   んだ付部の重複した部分を検出し、基板に斜めに入射す
   るＸ線により両面実装されたはんだ付部の分離した部分
   を検出することを特徴とする請求項１記載のＸ線透過画
   像によるはんだ付部の検査方法。
3. ３．基板に垂直に入射するＸ線と基板に斜めに入射する
   Ｘ線による透過画像を検出するため、Ｘ線源を検出器に
   対し、ずれた位置に設置し、１台の検出器で基板に垂直
   に入射するＸ線と基板に斜めに入射するＸ線による透過
   画像を同時に検出することを特徴とする請求項１記載の
   Ｘ線透過画像によるはんだ付部の検査方法。
4. ４．基板に垂直に入射するＸ線と基板に斜めに入射する
   Ｘ線による透過画像を検出するため、複数台の検出器で
   同時に検出することを特徴とする請求項１記載のＸ線透
   過画像によるはんだ付部の検査方法。
5. ５．Ｘ線源と、基板に電子部品のリードをはんだ付けし
   た検査対象を位置決めする試料ステージと、上記Ｘ線源
   より照射され、上記試料ステージにより位置決めされた
   はんだ付部を有する基板に垂直に入射するＸ線と基板に
   斜めに入射するＸ線による透過画像を検出するＸ線検出
   器と、該Ｘ線検出器により検出されるＸ線透過画像に基
   いて検査対象となるはんだ付部の位置を抽出するはんだ
   付部位置抽出手段と、該はんだ付部位置抽出手段によっ
   て抽出されたはんだ付部位置情報に基いて各はんだ付部
   毎に検査領域を設定する検査領域設定手段と、該検査領
   域設定手段により設定された検査領域毎に欠陥判定する
   欠陥判定手段とを備えたことを特徴とするＸ線透過画像
   によるはんだ付部の検査装置。
6. ６．基板に垂直に入射するＸ線により両面実装されたは
   んだ付部の重複した部分を検出し、基板に斜めに入射す
   るＸ線により両面実装されたはんだ付部の分離した部分
   を検出することを特徴とする請求項５記載のＸ線透過画
   像によるはんだ付部の検査装置。
7. ７．基板に垂直に入射するＸ線と基板に斜めに入射する
   Ｘ線による透過画像を検出するため、Ｘ線源を検出器に
   対し、ずれた位置に設置したことを特徴とする請求項５
   記載のＸ線透過画像によるはんだ付部の検査装置。
8. ８．基板に垂直に入射するＸ線と基板に斜めに入射する
   Ｘ線による透過画像を検出するため、複数台の検出器で
   同時に検出することを特徴とする請求項５記載のＸ線透
   過画像によるはんだ付部の検査装置。