JPH06237076A - X線利用の基板検査方法 - Google Patents

X線利用の基板検査方法

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JPH06237076A
JPH06237076A JP4566093A JP4566093A JPH06237076A JP H06237076 A JPH06237076 A JP H06237076A JP 4566093 A JP4566093 A JP 4566093A JP 4566093 A JP4566093 A JP 4566093A JP H06237076 A JPH06237076 A JP H06237076A
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JP
Japan
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substrate
ray
scanning
image
inspection
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Application number
JP4566093A
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English (en)
Inventor
Hatsuo Mese
初夫 目瀬
Shigeki Kobayashi
茂樹 小林
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】走査X線発生源を有する基板検査装置を用いて
効率的な検査を可能とし、加えてX線放射量も低減させ
たX線利用の基板検査方法を提供する。 【構成】走査X線発生源1は管内で電子ビームを走査し
てターゲット面4より管外へX線ビーム6を発生させ
る。X線ビーム6は基板7に投射され、基板7を透過し
たX線ビーム6がX線検出器8で検出されて画像信号に
変換される。画像信号は画像処理装置14に取り込まれ
て所定の画像処理が行われ、各部品9の半田付け部位に
ついて半田付け状態の良否が判別される。画像処理装置
14のX線制御部15は、電子ビームの走査がターゲッ
ト面4の基板7上の半田付け部位に対応する範囲に限定
して行われるよう、走査X線発生源1の動作を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、検査対象であるプリ
ント基板(以下単に「基板」という)を基板検査装置に
導入して、前記基板上に実装された部品の半田付け部位
を自動検査するための基板検査方法に関連し、殊にこの
発明は、X線ビームを基板へ照射し、前記基板を透過し
たX線ビームによりX線透過像を生成して、基板に実装
された部品の半田付け部位を検査するようにしたX線利
用の基板検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、X線利用の基板検査装置として、
図9に示す構成のものが提案されている。同図の基板検
査装置は、微小焦点のX線発生源31を有し、このX線
発生源31より検査対象の基板32に対してX線33を
面照射するものである。前記基板32を透過したX線は
X線変換器34で検出されて可視光に変換され、この可
視光像を撮像装置35により撮像してX線透過像を生成
する。このX線透過像の画像信号は図示しない画像処理
装置に入力されて所定の画像処理が実行され、各部品の
半田付け部位について半田付け状態の良否が判別され
る。
【0003】上記原理の基板検査装置によれば、基板3
4での乱反射雑光が多いという欠点があるため、近年、
図10に示すような構成の基板検査装置が開発された。
同図の基板検査装置には、管内で電子ビーム5を走査し
てターゲット面4よりX線ビーム6を発生させる走査X
線発生源1が用いられる。この走査X線発生源1からの
X線ビーム6は基板7へ投射され、この基板7を透過し
たX線ビーム6がX線検出器8により検出されて電気信
号に変換され、この電気信号がX線透過像の画像信号と
して画像処理装置に入力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
構成の基板検査装置では、図11(図中、矢印は走査線
を示す)に示すように、電子ビーム6をターゲット面4
の全域にわたって走査するため、画像信号入力およびそ
の画像処理に時間がかかるばかりでなく、X線放射量が
多いため、検査対象や人体に悪影響を及ぼす虞があるな
どの問題があった。
【0005】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、走査X線発生源を有する基板検査装置を用いて
効率的な検査を可能とし、加えてX線放射量も低減させ
たX線利用の基板検査方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、電子ビーム
を走査してターゲット面より発生させたX線ビームを基
板へ照射し、前記基板を透過したX線ビームによりX線
透過像を生成して前記基板に実装された部品の半田付け
部位を検査するようにしたX線利用の基板検査方法にお
いて、前記電子ビームの走査範囲を基板上の特定の検査
対象領域に対応させて限定するようにしている。
【0007】請求項2の発明では、前記電子ビームの走
査範囲を繰り返し走査することにより得られる走査毎の
X線透過像を複数回積分した積分画像を生成して、その
積分画像により部品の半田付け部位を検査するようにし
ている。
【0008】請求項3の発明では、前記検査対象領域が
基板上に複数設定された場合に、これら検査対象領域
を、走査密度を小さくする検査対象領域と走査密度を大
きくする検査対象領域とに区分して、前記電子ビームの
走査を走査密度を変えて実行するようにしている。
【0009】請求項4の発明では、実装方向の異なる複
数の部品が実装された基板について、前記電子ビームの
走査方向を各部品の実装方向と合わせるようにしてい
る。
【0010】
【作用】電子ビームの走査範囲を基板上の特定の検査対
象領域に対応させて限定したので、画像信号入力やその
画像処理に要する時間が短縮され、またX線放射量も少
なくなる。
【0011】請求項2の発明では、各走査毎のX線透過
像を複数回積分した積分画像を生成して、その積分画像
により部品の半田付け部位を検査するので、検査の信頼
性が増し、しかも積分画像は特定の検査対象領域につい
てのX線透過像より得るから、積分画像の生成に時間が
嵩むということはない。
【0012】請求項3の発明では、検査対象領域毎に走
査密度を変えるので、低分解能で済む検査と高分解能を
必要とする検査とを同時に行うことができ、高精度の基
板検査を効率良く、必要最小限の時間で行える。
【0013】請求項4の発明では、実装方向の異なる複
数の部品が実装された基板であっても、画像上で特別な
回転処理を行う必要がなく、処理の簡易化および高速化
が実現される。
【0014】
【実施例】図1は、X線利用の基板検査装置に用いられ
る走査X線発生源1の構造を示す。この走査X線発生源
1は、X線管2の首部に電子銃3を設け、この電子銃3
との対向面にタングステンなどが塗着されたターゲット
面4を形成したものである。前記電子銃3は、前記ター
ゲット面4に向けて電子ビーム5を投射すると共に、こ
の電子ビーム5を図示しない偏向電極により直交する2
方向へ走査する。
【0015】前記ターゲット面4に電子ビーム5が衝突
すると、ターゲット面4より管外部へX線ビーム6が投
射される。この走査X線発生源1のターゲット面4と対
向して検査対象の基板7が位置させてあり、走査X線発
生源1からのX線ビーム6は基板7に投射されてこれを
透過する。基板7を挟んで前記ターゲット面4との対向
位置にX線検出器8が配備してあり、基板7を透過した
X線ビーム6はこのX線検出器8で検出されて電気信号
に変換される。
【0016】前記基板7上には、複数個の電子部品9が
半田付けされて実装されており、図3(1)(2)に
は、種類の違う電子部品9について基板7上への半田付
け状態が拡大して示してある。このうち図3(1)はS
OPやQFPのような電子部品9の半田付け状態を、図
3(2)はPLCCのような電子部品9の半田付け状態
を、それぞれ示す。
【0017】同図中、10は本体部、11はリードであ
って、図3(1)に示す電子部品9ではリード11の先
端部は本体部10に対し外方向へ直線状に延び、この直
線部11Aの先端から基端にかけて半田12が付着して
いる。図3(2)に示す電子部品9では、リード11の
先端部が本体部10に対し内方向へU字状に曲ってお
り、このU字部11Bの底部と基板7との間に半田12
が介在している。特に図3(2)の電子部品9の場合、
半田付け部位の半田付け状態は上方からは見えないた
め、X線利用の基板検査装置を用いることが有効とな
る。
【0018】図4は、図3(1)に示す電子部品9に対
し、前記走査X線発生源1からのX線ビーム6を上方よ
り投射したときの前記X線検出器8による検出値、すな
わち透過X線量を示す。基板7の表面は平坦であり、半
田12は鉛を多量に含有するため、前記透過X線量の減
衰量は半田付け部位の半田12の高さに比例する。
【0019】同図中、透過X線量のaのレベルはリード
11の直線部11Aに沿う半田12の高さha に、bの
レベルは直線部11Aの先端でせり上がった半田12の
高さhb に、cのレベルは直線部11Aの基端でせり上
がった半田12の高さhc に、それぞれ対応する。従っ
て適当な透過X線量をしきい値として画像信号を2値化
処理すれば、半田付け部位を画像上で抽出でき、またそ
の減衰量から半田12の高さを判別できる。半田付け部
位の画像パターンや半田12の高さを特徴量として用い
て半田付け部位における半田付け状態の良否が判別され
る。
【0020】図2は、この発明の基板検査方法を実施す
るための基板検査装置の全体構成例を示す。同図中、1
3は検査対象の基板7を搭載して走査X線発生源1の下
方位置へ導入しかつ位置決めするための可動ステージで
ある。この可動ステージ13は、XYZの各軸方向への
移動とZ軸回りの回動とXY平面に対する傾動とが可能
であり、従って基板7を任意のXY座標位置に、走査X
線発生源1に対する任意の高さ位置に、任意の向きおよ
び姿勢で位置決めすることができる。
【0021】図2の14は画像処理装置を示し、X線制
御部15,ステージ制御部16,画像処理部17,CP
U18などを構成として含む。前記X線制御部15は、
走査X線発生源1における電子ビーム5の投射および走
査を制御するためのもので、ターゲット面4より投射さ
れたX線ビーム6は基板7および可動ステージ13を透
過してX線検出器8へ入射し、電気信号(画像信号)に
変換される。このX線制御部15は画像処理部17に対
して同期信号を、またX線検出器8は画像処理部17に
対して画像信号を、それぞれ出力する。
【0022】前記ステージ制御部16は、前記可動ステ
ージ13の動作、すなわち各軸方向への移動と軸回動と
傾動を制御するためのもので、これにより基板7の走査
X線発生源1に対する相対位置(XYZ座標位置,回転
角度,傾斜角度)が設定される。
【0023】前記画像処理部17は、X線検出器8より
画像信号を、またX線制御部15より同期信号を、それ
ぞれ入力してX線透過像を記憶し、また半田付け状態の
良否判別に必要な特徴量を抽出する。従って画像処理部
17には、入力した画像信号をディジタル信号に変換す
るA/D変換器,ディジタル信号を2値化処理する2値
化回路,2値画像を格納する画像メモリ,特徴量を抽出
する特徴量抽出回路などの各構成が含まれる。
【0024】前記CPU18は、前記画像処理部17で
抽出された特徴量により各半田付け部位の半田付け状態
の良否を判別すると共に、画像処理装置14の構成各部
の動作を一連に制御する。
【0025】図5〜図8は、上記基板検査装置を用いた
基板検査方法の具体例を示す。図5は、図3(1)に示
す電子部品9の全視野像を示す。同図中、10´は本体
部10の画像部分、11´は各リード11の画像部分で
あって、各リード11の半田付け部位の画像部分を斜線
20で示してある。
【0026】各リード11の半田付け部位のみを検査す
る場合、前記X線制御部15により走査X線発生源1の
電子銃3を制御して、図6に示すように、ターゲット面
4の各検査対象領域に対応する範囲に限定して電子ビー
ム5を走査する。この場合に走査密度を大きくして走査
すれば、高分解能の検査が可能である。なお図6の矢印
は走査線を示す。このように電子ビーム5の走査範囲を
基板7上の特定の検査対象領域に対応させて限定するこ
とにより、検査の効率化や高速化を実現できる。
【0027】また検査の信頼性を増すために、前記した
電子ビーム5の走査範囲を繰り返し走査し、走査毎に得
られるX線透過像を複数回積分した積分画像を生成し、
その積分画像から特徴量を抽出して各リード11の半田
付け部位を検査してもよい。前記積分画像を生成するた
めの画像処理や演算は前記画像処理部17により実行さ
れるが、平均画像は限られた検査対象領域のみのX線透
過像より生成するから、画像処理時間が嵩むということ
はない。
【0028】図7は、LSIのような電子部品について
の全視野像を示す。同図中、21は本体部の画像部分、
22はピンの画像部分であり、この画像中に半田ボール
の画像部分23が現れている。
【0029】図示例の場合、各ピンの半田付け部位の半
田付け状態の良否と半田ボールやブリッジの有無とを検
査項目としており、ターゲット面4の各半田付け部位に
対応する範囲については電子ビーム5の走査密度を大き
く設定して高分解能の画像を生成し、半田ボールやブリ
ッジが発生する部位に対応する範囲については電子ビー
ム5の走査密度を小さく設定して低分解能の画像を生成
している。同図中、斜線部分24は高分解能の画像を得
るための検査対象領域を、網点部分25は低分解能の画
像を得るための検査対象領域を、それぞれ示しており、
前記X線制御部15により電子銃3を上記のように制御
することにより、複数項目の検査を検査内容に応じて効
率良く必要最小限の時間で実現できる。
【0030】図8は、2個の電子部品9A,9Bが実装
された基板7の外観を示す。各電子部品9A,9Bは実
装方向が異なっており、一方の電子部品9Aは基板7の
外形に沿う方向に実装され、他方の電子部品9Bは基板
7の外形に対して傾けて実装されている。
【0031】このような基板7については、電子ビーム
5の走査方向を各部品9A,9Bの実装方向に合わせる
よう制御するもので、この実施例の場合、一方の電子部
品9Aを検査対象とする場合は基板7の外形に沿う方向
へ電子ビーム5を走査し、他方の電子部品9Bを検査対
象とする場合は傾き角度に相当する方向へ電子ビーム5
を走査する。前記X線制御部15により電子銃3を上記
のように制御することにより画像上で特別の回転処理を
行う必要がなく、処理の簡易化および高速化を実現でき
る。
【0032】
【発明の効果】この発明は上記の如く、ターゲット面よ
りXビームを発生させる電子ビームの走査範囲を基板上
の特定の検査対象領域に対応させて限定するようにした
から、画像信号入力やその画像処理に時間がかからず、
検査を高速化できる。しかもX線放射量が少なくなるか
ら、検査対象や人体にX線による悪影響を及ぼす虞もな
い。
【0033】請求項2の発明では、電子ビームの走査範
囲を繰り返し走査することにより得られる走査毎のX線
透過像を複数回積分した積分画像を生成して、その積分
画像により部品の半田付け部位を検査するようにしたか
ら、検査の信頼性が増し、しかも積分画像は特定の検査
対象領域についてのX線透過像より得るから、積分画像
の生成に時間が嵩むということもない。
【0034】請求項3の発明では、検査対象領域毎に電
子ビームの走査を走査密度を変えて実行するようにした
から、低分解能で済む検査と高分解能を必要とする検査
とを同時に行うことができ、高精度の基板検査を効率良
く、必要最小限の時間で行える。
【0035】請求項4の発明では、電子ビームの走査方
向を各部品の実装方向に合わせるようにしたから、実装
方向の異なる複数の部品が実装された基板であっても、
画像上で特別な回転処理を行う必要がなく、処理の簡易
化および高速化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】X線利用の基板検査装置に用いられる走査X線
発生源の構成を示す説明図である。
【図2】基板検査装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。
【図3】電子部品の基板上への半田付け状態を示す説明
図である。
【図4】図3(1)の電子部品にX線ビームを照射した
ときの透過X線量を示す説明図である。
【図5】電子部品の全視野像を示す説明図である。
【図6】電子ビームの走査方法を示す説明図である。
【図7】電子部品の全視野像を示す説明図である。
【図8】実装方向の異なる複数の部品が実装された基板
を示す平面図である。
【図9】従来のX線利用の基板検査装置を示す説明図で
ある。
【図10】走査X線発生源が用いられた基板検査装置を
示す説明図である。
【図11】走査X線発生源における電子ビームの走査方
法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 走査X線発生源 4 ターゲット面 8 X線検出器 14 画像処理装置 15 X線制御部 17 画像処理部 18 CPU

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームを走査してターゲット面より
    発生させたX線ビームを基板へ照射し、前記基板を透過
    したX線ビームによりX線透過像を生成して前記基板に
    実装された部品の半田付け部位を検査するようにしたX
    線利用の基板検査方法において、 前記電子ビームの走査範囲を基板上の特定の検査対象領
    域に対応させて限定することを特徴とするX線利用の基
    板検査方法。
  2. 【請求項2】 前記電子ビームの走査範囲を繰り返し走
    査することにより得られる走査毎のX線透過像を複数回
    積分した積分画像を生成して、その積分画像により部品
    の半田付け部位を検査するようにした請求項1に記載さ
    れたX線利用の基板検査方法。
  3. 【請求項3】 前記検査対象領域が基板上に複数設定さ
    れ、これら検査対象領域を、走査密度を小さくする検査
    対象領域と走査密度を大きくする検査対象領域とに区分
    して、前記電子ビームの走査を走査密度を変えて実行す
    るようにした請求項1に記載されたX線利用の基板検査
    方法。
  4. 【請求項4】 前記基板は、実装方向の異なる複数の部
    品が実装された基板であって、前記電子ビームの走査方
    向を各部品の実装方向に合わせるようにした請求項1に
    記載されたX線利用の基板検査方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1612546A1 (en) 2004-06-30 2006-01-04 Omron Corporation Inspection method and system for and method of producing component mounting substrate
JP2007192598A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Saki Corp:Kk 被検査体の検査装置
JP2008145111A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Univ Of Tokyo X線撮像装置、これに用いるx線源、及び、x線撮像方法
JP2014190702A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Nec Corp 検査装置、検査方法及び検査プログラム
JP2015148509A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 オムロン株式会社 品質管理システムおよび内部検査装置

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