JPH0666530A - 半田接合部の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板に半田付けされた電子部品の半田接合部の
検査装置において、電子部品の電極と基板との半田接合
部の接合状態を安定して検査できるようにする。 【構成】断続発振手段７が被検査部にレーザー光を照射
し、発振信号発生手段８はその光を検査する電子部品６
の電極の固有振動周波数付近でレーザー光を断続させる
ものである。変換手段９は半田接合部の変化により発す
る熱または音響などの信号を受けて電気信号に変換する
もので電子部品６の上に載置されている。そして演算処
理装置１０では発振信号発生手段８の出力周波数の振幅
レベルを測定することにより半田付け部の良、不良を判
定する。このとき発振信号発生手段８の周波数をわずか
に増減させると、電極により異なる固有振動周波数に対
して安定して半田接合状態を判定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に半田付けされた
電子部品の半田接合部の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、狭いピッチのＩＣ、半田フィレッ
トの小さいＩＣ等が増加しているので、信頼性の高い半
田接合部の検査装置が要望されている。

【０００３】従来、この種の半田接合部の検査装置には
特開平２−２８７１５０号公報に示すような構成のもの
があった。以下その構成について図７を参照しながら説
明する。図において、１は被検査部に照射する光の連続
発振手段であり、これは例えばアルゴンのような単一波
長モードの連続発振レーザー等を使用している。２は光
を断続する光変調手段、３は半田接合部の変化により発
する音響などの信号を受けて電気信号に変換する変換手
段であり、これは例えばピエゾ素子等を使用し基板４の
上に載置している。５は変換手段３からの信号を受けて
演算処理する演算処理装置で例えばＦＦＴ装置であり、
６は電子部品である。

【０００４】上記構成においてその動作について説明す
る。すなわち、連続発振手段１および光変調手段２によ
り強度変調された光が被検査部に照射され、被検査部の
電極は光の強度の変化により熱膨張、収縮が発生し、被
検査部に音響的な振動を与える。この振動を受けて変換
手段３から電気信号を演算処理装置５に入力し、演算処
理装置５により半田付け部の良、不良を判定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、連続発振手段１に連続発振レーザーを使用
した場合、レーザー光の一部は無駄となり小出力のレー
ザーでは電子部品６の電極を発振させられなく、またレ
ーザー光を断続的に用いているため電極の発振効率が悪
く、これも小出力レーザーでは発振させられない。また
光の断続による変化から発する熱や音響などの二次的変
化から状態を検出しているため効率も悪く外乱にも弱
い。また光の強度変調周波数は電極の固有振動周波数に
合っていないと検出効率も悪くなり外乱にも弱くなる。
しかし、電極の固有振動周波数は電子部品６の製造上の
ばらつきや電極毎によるばらつきが大きく、電子部品６
の品種に対して周波数を一定に決められないという問題
があった。

【０００６】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、半導体レーザーなどの小出力のレーザーでも電子部
品の電極を安定して共振させ、電子部品の電極と基板と
の半田接合部の接合状態を安定して検査できる半田接合
部の検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、第１の課題解決手段としては、被検査部に
レーザー光を照射する断続発振手段と、電子部品の電極
の固有振動周波数付近でレーザー光を断続させるための
発振信号発生手段と、半田接合部の変化により発する熱
または音響の信号を受けて電気信号に変換する変換手段
と、この変換手段からの信号を受けて演算処理する演算
処理手段とを備えたものである。

【０００８】また第２の課題解決手段としては、被検査
部に照射する半導体レーザー光源と、電子部品の電極の
固有振動周波数付近でなめらかに強度を変化させるため
のレーザー駆動信号発生手段と、半田接合部の変化によ
り発する熱または音響の信号を受けて電気信号に変換す
る変換手段と、この変換手段からの信号を受けて演算処
理する演算処理手段とを備えたものである。

【０００９】また第３の課題解決手段としては、被検査
部に照射する光の光源と、この光源の光の強度を変化さ
せる強度変調手段と、電極の変位を直接光学的に検出し
て電気信号に変換する変換手段と、この変換手段からの
信号を受けて演算処理する演算処理手段とを備えたもの
である。

【００１０】また第４の課題解決手段としては、被検査
部に照射する光の光源と、被検査部の変化を検出して電
気信号に変換する変換手段と、電子部品の電極の固有振
動周波数付近で発振を開始し変換手段からの信号を受け
て周波数を変化させる変調信号発生手段と、この変調信
号発生手段の信号を受けて強度変化させる強度変調手段
と、変換手段からの信号を受けて演算処理する演算処理
手段とを備えたものである。

【００１１】さらに第５の課題解決の手段としては、半
田付け位置を示すためのガイド光レーザーの強度を変化
させる強度変調手段と、被照射部の変化を検出して電気
信号に変換する変換手段と、変換手段からの信号を受け
て演算処理し被照射部の半田付けの良不良を判定する演
算処理手段と、不良箇所に再度半田付けを行う指令を出
す指令手段とを備えたものである。

【００１２】

【作用】上記した構成において、第１の課題解決手段の
作用は、発振信号発生手段により電子部品の電極の固有
振動周波数付近でレーザー光を断続させ強度変調し、断
続発振手段によりレーザー光を被検査部に照射し、被検
査部の電極は光の強度の変化により熱膨張、収縮が発生
し被検査部に振動を与え、変換手段が電気信号を演算処
理装置に出力し、演算処理装置では発振信号発生手段の
出力周波数の振幅レベルを測定することにより半田付け
部の良、不良を判定する。

【００１３】また第２の課題解決手段の作用は、被検査
部に照射する半導体レーザー光源の光がレーザー駆動信
号発生手段により強度変調されて被検査部に照射し、被
検査部の電極は光の強度の変化により熱膨張、収縮が発
生し被検査部に振動を与え、変換手段が電気信号を演算
処理装置に出力し、演算処理装置では発振信号発生手段
の出力周波数の振幅レベルを測定することにより半田付
け部の良、不良を判定する。

【００１４】また第３の課題解決手段の作用は、変換手
段が電極の変位を直接光学的に検出して電気信号に変換
し、その電気信号を演算処理手段に入力して半田付け部
の良不良を判定する。

【００１５】また第４の課題解決手段の作用は、強度変
調された半導体レーザー光源の光を被検査部に照射し、
このとき、被検査部の電極には、光の強度の変化により
熱膨張、収縮が発生する。電極が半田付けされていない
場合は、電極の固有振動周波数にて光が変調されている
ため共振し、大きな振動振幅で振動し、また電極が半田
付けされている場合は、固有振動周波数が異なるため大
きな振動が得られない。このとき、変換手段の出力を検
出振幅が大きくなるように変調信号の周波数に帰還制御
を行い、被検査部の変化を検出して変換手段からの電気
信号を演算処理装置に出力し、演算処理装置では出力周
波数の振幅レベルを測定することにより半田付け部の
良、不良を判定する。

【００１６】さらに第５の課題解決手段の作用は、半田
付け用レーザーによって半田付けを行い、次に半田付け
用レーザーの強度を強度変調手段によって強度変調され
た光を被検査部に照射する。このとき電子部品の電極に
は光の強度の変化により熱膨張、収縮が発生する。電極
が半田付けされていない場合は、電極の固有振動周波数
にて光が変調されているため共振し、大きな振動振幅で
振動し、また電極が半田付けされている場合は、固有振
動周波数が異なるため大きな振動が得られない。このと
き変換手段が電気信号に変換し、その電気信号を演算処
理手段に入力し、入力周波数と同じ周波数の振幅レベル
を測定することにより半田付け部の良不良を判定する。
そして最後に制御部の指令手段が不良箇所に再度半田付
けを行う指令を出して再度半田付けを行う。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の第１の実施例を示した
ものである。図において、図７と同一番号を付したもの
は従来例で説明したものと同一部品である。断続発振手
段７は被検査部にレーザー光を照射するものであり、例
えばＱスイッチを内蔵するＹＡＧレーザーを使用してい
る。発振信号発生手段８はその光を検査する電子部品の
電極の固有振動周波数付近でレーザー光を断続させるも
のであり、例えば発振器を使用している。変換手段９は
半田接合部の変化により発する熱または音響などの信号
を受けて電気信号に変換するものであり、例えばピエゾ
素子を使用し、電子部品６の上に載置されている。演算
処理手段１０は変換手段９からの信号を受けて演算処理
するものであり、例えばＦＦＴ装置である。

【００１８】次にその動作について図２に基づいて説明
する。すなわち、発振信号発生手段８により電子部品の
電極の固有振動周波数付近でレーザー光を断続させ強度
変調し、断続発振手段７によりレーザー光を被検査部に
照射する。被検査部の電極は光の強度の変化により熱膨
張、収縮が発生し被検査部に振動を与え、変換手段９が
電気信号を演算処理手段１０に出力する。そして演算処
理手段１０では発振信号発生手段８の出力周波数の振幅
レベルを測定することにより半田付け部の良、不良を判
定する。電極が半田付けされていない場合は、電極の固
有振動周波数にて光が変調されているため共振し、大き
な振動振幅で振動し、また電極が半田付けされている場
合は、固有振動周波数が異なるため大きな振動が得られ
ない。このとき発振信号発生手段８の周波数をわずかに
増減させると、電極により異なる固有振動周波数に対し
て安定して半田接合状態を判定できる。

【００１９】図３は本発明の第２の実施例を示したもの
である。図において、図１と同一番号を付したものは同
一部品である。第１の実施例と相違する点は、半導体レ
ーザー光源１１により被検査部にレーザー光を照射し、
そのレーザー光を電子部品６の電極の固有振動周波数付
近でなめらかに強度を変化させるためのレーザー駆動信
号発生手段１２を設ける構成としたことにあり、この構
成によれば被検査部に照射する半導体レーザー光源１１
の光がレーザー駆動信号発生手段１２により強度変調さ
れて被検査部に照射され、連続発振レーザーとその断続
手段から得られる振動より、はるかに小さな出力のレー
ザーで大きな振動を得ることができ、安定して半田接合
状態を判定できる。

【００２０】図４は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。図において、図１と同一番号を付したものは同一
部品である。第１の実施例と相違する点は、半導体レー
ザー光源１１により被検査部にレーザー光を照射し、変
換手段１３としてｆ−θレンズ１３ａおよび光点位置検
出素子１３ｂにより、電極の変位を直接光学的に検出し
て電気信号に変換するものである。この構成によれば、
変換手段１３により電極の変位を直接光学的に検出する
ことにより、外乱の影響を少なく検出することができ、
安定して半田接合状態を判定できる。

【００２１】図５は本発明の第４の実施例を示すもので
ある。図において、図３と同一番号を付したのは同一部
品である。すなわち、半導体レーザー光源１１により被
検査部にレーザー光を照射し、強度変調手段１４はレー
ザー光の強度を変化させるもので、変調信号発生手段１
５の信号を受けて半導体レーザー光源１１の駆動電流を
発生させる駆動ドライバーである。変調信号発生手段１
５は電子部品６の電極の固有振動周波数付近で発振を開
始し変換手段９からの信号を受けて周波数を変化させる
もので、ロックインアンプ１５ａ、Ｖ−ｆ変換器１５ｂ
を用いて基準入力の周波数成分の信号の一方の入力を増
幅する。

【００２２】上記構成により、強度変調された半導体レ
ーザー光源１１の光を被検査部に照射し、このとき、被
検査部の電極には、光の強度の変化により熱膨張、収縮
が発生する。電極が半田付けされていない場合は、電極
の固有振動周波数にて光が変調されているため共振し、
大きな振動振幅で振動し、また電極が半田付けされてい
る場合は、固有振動周波数が異なるため大きな振動が得
られない。このとき、変換手段９の出力をロックインア
ンプ１５ａに入力し、検出振幅に比例した電圧出力を得
て、再びＶ−ｆ変換器１５ｂに入力し、検出振幅が大き
くなるように変調信号の周波数に帰還制御を行う。そし
て被検査部の変化を検出して変換手段９からの電気信号
を演算処理手段１０に出力し、演算処理手段１０では出
力周波数の振幅レベルを測定することにより半田付け部
の良、不良を判定する。この変調信号発生手段１５を用
い、検出振幅が大きくなるように変調信号の周波数に帰
還制御を行うことにより、外乱の影響を少なく検出する
ことができ、迅速に変化を検出することができ安定して
半田接合状態を判定できる。また、電極の固有振動周波
数は部品の製造上のばらつきや電極毎によるばらつきが
大きく、部品の品種に対して周波数を一定に決められな
いが、この場合も安定して半田接合状態を判定できる。

【００２３】図６は本発明の第５の実施例を示すもので
ある。図において、図１と同一番号を付しものは同一部
品であり、その説明を省略する。すなわち、１６は半田
付け用レーザー、１７は半田付け用レーザーの強度を変
化させる強度変調手段であり、例えば半田付け用レーザ
ー１６に内蔵されたＱスイッチ部分である。１８は半田
付け装置を制御する制御部であり、その内部に指令手段
１９を組み込み、指令手段１９のプログラムで不良箇所
に再度半田付けを行う。

【００２４】上記構成において動作を説明する。すなわ
ち、まず半田付け用レーザー１６によって半田付けを行
い、次に半田付け用レーザー１６の強度を強度変調手段
１７によって、強度変調された光を被検査部に照射す
る。このとき、電子部品６の電極には光の強度の変化に
より熱膨張、収縮が発生する。電極が半田付けされてい
ない場合は、電極の固有振動周波数にて光が変調されて
いるため共振し、大きな振動振幅で振動し、また電極が
半田付けされている場合は、固有振動周波数が異なるた
め大きな振動が得られない。このとき変換手段９が電気
信号に変換し、その電気信号を演算処理手段１０に入力
し、入力周波数と同じ周波数の振幅レベルを測定するこ
とにより半田付け部の良不良を判定する。そして最後に
制御部１８に組み込まれた指令手段１９が不良箇所に再
度半田付けを行う指令を出して再度半田付けを行う。し
たがって半田付けの修正が不要となり、一台の生産設備
にて半田付け、検査および修正が可能となる。

【００２５】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
半田接合部の検査装置は、被検査部にレーザー光を照射
する断続発振手段と、電子部品の電極の固有振動周波数
付近でレーザー光を断続させるための発振信号発生手段
と、半田接合部の変化により発する熱または音響などの
信号を受けて電気信号に変換する変換手段と、この変換
手段からの信号を受けて演算処理する演算処理手段とを
備えたものであり、この構成とすることにより、半田接
合部の接合状態を安定して検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における半田接合部の検
査装置のブロック回路図

【図２】同半田接合部の検査装置の動作説明図

【図３】本発明の第２の実施例における半田接合部の検
査装置のブロック回路図

【図４】本発明の第３の実施例における半田接合部の検
査装置のブロック回路図

【図５】本発明の第４の実施例における半田接合部の検
査装置のブロック回路図

【図６】本発明の第５の実施例における半田接合部の検
査装置のブロック回路図

【図７】従来の半田接合部の検査装置のブロック回路図

【符号の説明】 ６ 電子部品 ７ 断続発振手段 ８ 発振信号発生手段 ９ 変換手段 １０ 演算処理手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査部にレーザー光を照射する断続発
   振手段と、電子部品の電極の固有振動周波数付近でレー
   ザー光を断続させるための発振信号発生手段と、半田接
   合部の変化により発する熱または音響の信号を受けて電
   気信号に変換する変換手段と、この変換手段からの信号
   を受けて演算処理する演算処理手段とを備えた半田接合
   部の検査装置。
2. 【請求項２】 被検査部に照射する半導体レーザー光源
   と、電子部品の電極の固有振動周波数付近でなめらかに
   強度を変化させるためのレーザー駆動信号発生手段と、
   半田接合部の変化により発する熱または音響の信号を受
   けて電気信号に変換する変換手段と、この変換手段から
   の信号を受けて演算処理する演算処理手段とを備えた半
   田接合部の検査装置。
3. 【請求項３】 被検査部に照射する光の光源と、この光
   源の光の強度を変化させる強度変調手段と、電極の変位
   を直接光学的に検出して電気信号に変換する変換手段
   と、この変換手段からの信号を受けて演算処理する演算
   処理手段とを備えた半田接合部の検査装置。
4. 【請求項４】 被検査部に照射する光の光源と、被検査
   部の変化を検出して電気信号に変換する変換手段と、電
   子部品の電極の固有振動周波数付近で発振を開始し前記
   変換手段からの信号を受けて周波数を変化させる変調信
   号発生手段と、この変調信号発生手段の信号を受けて強
   度変化させる強度変調手段と、前記変換手段からの信号
   を受けて演算処理する演算処理手段とを備えた半田接合
   部の検査装置。
5. 【請求項５】 半田付け位置を示すためのガイド光レー
   ザーの強度を変化させる強度変調手段と、被照射部の変
   化を検出して電気信号に変換する変換手段と、この変換
   手段からの信号を受けて演算処理し被照射部の半田付け
   の良不良を判定する演算処理手段と、不良箇所に再度半
   田付けを行う指令を出す指令手段とを備えた半田接合部
   の検査装置。