JPH0814848A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
検査装置及び検査方法Info
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- JPH0814848A JPH0814848A JP15094794A JP15094794A JPH0814848A JP H0814848 A JPH0814848 A JP H0814848A JP 15094794 A JP15094794 A JP 15094794A JP 15094794 A JP15094794 A JP 15094794A JP H0814848 A JPH0814848 A JP H0814848A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＢＧＡのボールの検査をより精度良くなし得
る検査装置を提供する。 【構成】 投光部３からＸ−Ｙテーブル部２上のトレイ
１に載置されたＢＧＡのボールに投光し、撮像部４でボ
ールを撮像して、得られた撮像パターンの形状から、Ｂ
ＧＡのボールの良否を判定するとともに、ボールの中心
位置を求め、形状判定良好なＢＧＡを搬送部８により検
査テーブル部５まで搬送し、高さ計測部６でボールの高
さを計測して、高さによりボールの良否判定を行う。
る検査装置を提供する。 【構成】 投光部３からＸ−Ｙテーブル部２上のトレイ
１に載置されたＢＧＡのボールに投光し、撮像部４でボ
ールを撮像して、得られた撮像パターンの形状から、Ｂ
ＧＡのボールの良否を判定するとともに、ボールの中心
位置を求め、形状判定良好なＢＧＡを搬送部８により検
査テーブル部５まで搬送し、高さ計測部６でボールの高
さを計測して、高さによりボールの良否判定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、表面より突出した鏡
面反射をする球面状の対象物の品質を検査する、特にＢ
ＧＡ（ball grid array ）構造を持ったパッケージのボ
ールの検査に有効な検査装置及び検査方法に関する。
面反射をする球面状の対象物の品質を検査する、特にＢ
ＧＡ（ball grid array ）構造を持ったパッケージのボ
ールの検査に有効な検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、多電極に向く、ＢＧＡパッケージ
が注目され、開発実用化が進められている。このＢＧＡ
パッケージは、図６に示すように、パッケージ４６の裏
面に外部端子として、半田ボール４５を形成し、しかも
この半田ボールを格子状や千鳥状等に配置したものであ
り、表面実装ができる。ボール（バンプ）のピッチ
を微細化せずに多ピンに対応できる。リード線による
電波の発生が生じず、電気特性が良い、等の特長を持つ
ものである。
が注目され、開発実用化が進められている。このＢＧＡ
パッケージは、図６に示すように、パッケージ４６の裏
面に外部端子として、半田ボール４５を形成し、しかも
この半田ボールを格子状や千鳥状等に配置したものであ
り、表面実装ができる。ボール（バンプ）のピッチ
を微細化せずに多ピンに対応できる。リード線による
電波の発生が生じず、電気特性が良い、等の特長を持つ
ものである。
【０００３】ところで、ＬＳＩの実装状況を検査するの
に、画像処理技術が使用されているが、ＢＧＡパッケー
ジは回路基板等に実装する場合、ＢＧＡパッケージを回
路基板に載置して、ボール（バンプ）と回路パターンの
位置合わせをして、リフローに通すようにしており、実
装後は接続面が見えないため、今だ有効な検査装置及び
検査方法は存在していない。
に、画像処理技術が使用されているが、ＢＧＡパッケー
ジは回路基板等に実装する場合、ＢＧＡパッケージを回
路基板に載置して、ボール（バンプ）と回路パターンの
位置合わせをして、リフローに通すようにしており、実
装後は接続面が見えないため、今だ有効な検査装置及び
検査方法は存在していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＢＧＡパッケージの半
田ボール（半田バンプ）の品質を検査するのに、画像処
理によって各ボールを撮像し、その画像パターンのパタ
ーンチェックにより、各ボールの良否を判断することは
可能である。しかしながら、１パッケージにおけるバン
プ数が多くなればなるほど、パターンチェックではＯＫ
と判断される場合でも、例えば高さが不足のために、実
装すると回路基板との接続が取れず、そのボールはｏｐ
ｅｎとなるものがいくらか生じ、結局、画像処理による
パターンチェックのみでは、良好なＢＧＡパッケージを
得るための完全な検査をなし得ない、という問題があ
る。
田ボール（半田バンプ）の品質を検査するのに、画像処
理によって各ボールを撮像し、その画像パターンのパタ
ーンチェックにより、各ボールの良否を判断することは
可能である。しかしながら、１パッケージにおけるバン
プ数が多くなればなるほど、パターンチェックではＯＫ
と判断される場合でも、例えば高さが不足のために、実
装すると回路基板との接続が取れず、そのボールはｏｐ
ｅｎとなるものがいくらか生じ、結局、画像処理による
パターンチェックのみでは、良好なＢＧＡパッケージを
得るための完全な検査をなし得ない、という問題があ
る。
【０００５】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、ボール等、表面より突出した鏡面反射
をする球面状の対象物の検査をより精度良くなし得る検
査装置及び検査方法を提供することを目的としている。
たものであって、ボール等、表面より突出した鏡面反射
をする球面状の対象物の検査をより精度良くなし得る検
査装置及び検査方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、表
面より突出した鏡面反射をする球面状の対象物例えば、
基板に形成された半田ボールの品質を自動検査するため
の検査装置及び検査方法であって、特許請求の範囲の請
求項１に係る検査装置は、対象物に光を投射する投光手
段と、対象物で反射された光を受光する受光手段と、受
光信号より、対象物の状態を検査する検査手段と、対象
物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、対象物の
中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測手段とを
備えている。
面より突出した鏡面反射をする球面状の対象物例えば、
基板に形成された半田ボールの品質を自動検査するため
の検査装置及び検査方法であって、特許請求の範囲の請
求項１に係る検査装置は、対象物に光を投射する投光手
段と、対象物で反射された光を受光する受光手段と、受
光信号より、対象物の状態を検査する検査手段と、対象
物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、対象物の
中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測手段とを
備えている。
【０００７】また請求項９に係る検査装置は、対象物に
光を投光する投光手段と、対象物で反射された光を受光
する受光手段と、対象物と受光手段とを相対的に移動さ
せる移動手段と、受光信号により、対象物の状態を検査
する検査手段と、対象物の中心位置を算出する中心位置
算出手段と、対象物の中心位置での対象物の高さを計測
する高さ計測手段とを備えている。
光を投光する投光手段と、対象物で反射された光を受光
する受光手段と、対象物と受光手段とを相対的に移動さ
せる移動手段と、受光信号により、対象物の状態を検査
する検査手段と、対象物の中心位置を算出する中心位置
算出手段と、対象物の中心位置での対象物の高さを計測
する高さ計測手段とを備えている。
【０００８】また、請求項１０に係る検査装置は、対象
物に光を投光する投光手段と、対象物で反射された光を
受光する受光手段と、対象物と受光手段とを相対的に移
動させる第１の移動手段と、受光信号により、対象物の
状態を検査する検査手段と、対象物の中心位置を算出す
る中心位置算出手段と、対象物の中心位置での対象物の
高さを計測する高さ計測手段と、状態検査後の基板を載
置し、前記高さ計測手段と対象物とを相対的に移動させ
る第２の移動手段とを備えている。
物に光を投光する投光手段と、対象物で反射された光を
受光する受光手段と、対象物と受光手段とを相対的に移
動させる第１の移動手段と、受光信号により、対象物の
状態を検査する検査手段と、対象物の中心位置を算出す
る中心位置算出手段と、対象物の中心位置での対象物の
高さを計測する高さ計測手段と、状態検査後の基板を載
置し、前記高さ計測手段と対象物とを相対的に移動させ
る第２の移動手段とを備えている。
【０００９】また、請求項１１に係る検査装置は、対象
物に光を投光する投光手段と、対象物で反射された光を
受光する受光手段と、対象物と受光手段とを相対的に移
動させる第１の移動手段と、受光信号により、対象物の
状態を検査する検査手段と、対象物の中心位置を算出す
る中心位置算出手段と、対象物の中心位置での対象物の
高さを計測する高さ計測手段と、状態検査後の対象物を
載置し、前記高さ計測手段と対象物を相対的に移動させ
る第２の移動手段と、前記第１の移動手段から第２の移
動手段に対象物を搬送する搬送手段とを備えている。
物に光を投光する投光手段と、対象物で反射された光を
受光する受光手段と、対象物と受光手段とを相対的に移
動させる第１の移動手段と、受光信号により、対象物の
状態を検査する検査手段と、対象物の中心位置を算出す
る中心位置算出手段と、対象物の中心位置での対象物の
高さを計測する高さ計測手段と、状態検査後の対象物を
載置し、前記高さ計測手段と対象物を相対的に移動させ
る第２の移動手段と、前記第１の移動手段から第２の移
動手段に対象物を搬送する搬送手段とを備えている。
【００１０】また、請求項１２に係る検査装置は、表面
より突出した鏡面反射をする球面状の対象物の品質を検
査するための検査装置であって、対象物に光を投光する
投光手段と、対象物で反射された光を受光する受光手段
と、対象物と受光手段とを相対的に移動させる第１の移
動手段と、受光信号により、対象物の状態を検査する検
査手段と、対象物の中心位置を算出する中心位置算出手
段と、対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高
さ計測手段と、状態検査後の対象物と、前記高さ計測手
段とを相対的に移動させる第２の移動手段と、前記検査
手段で検査した対象物の状態及び高さ計測手段の計測し
た対象物の高さに基づいて対象物の良否を判定する判定
手段と、前記検査結果及び判定結果を出力する手段とを
備えている。
より突出した鏡面反射をする球面状の対象物の品質を検
査するための検査装置であって、対象物に光を投光する
投光手段と、対象物で反射された光を受光する受光手段
と、対象物と受光手段とを相対的に移動させる第１の移
動手段と、受光信号により、対象物の状態を検査する検
査手段と、対象物の中心位置を算出する中心位置算出手
段と、対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高
さ計測手段と、状態検査後の対象物と、前記高さ計測手
段とを相対的に移動させる第２の移動手段と、前記検査
手段で検査した対象物の状態及び高さ計測手段の計測し
た対象物の高さに基づいて対象物の良否を判定する判定
手段と、前記検査結果及び判定結果を出力する手段とを
備えている。
【００１１】また、請求項１３に係る検査方法は、投光
手段より対象物に光を投光し、対象物で反射されてきた
光を受光手段で受光し、この受光信号により、対象物の
状態を検査するとともに、対象物の中心位置を算出し、
さらにこの中心位置で、高さ計測手段により、対象物の
高さを計測するようにしている。請求項１、請求項９、
請求項１０、請求項１１、及び請求項１２の検査装置、
及び請求項１３の検査方法では、投光手段より、検査す
べき対象物、例えばボールに投光され、その反射光が受
光手段、例えば撮像手段に受光され、この受光信号によ
り対象物の状態が検査される。また、対象物の中心位置
が算出される。そして、この中心位置で対象物の高さを
高さ計測手段で計測する。対象物の形状に加えて対象物
の高さも計測されるので、この計測結果を用いれば、高
精度に対象物、例えばボールの良否判定ができる。
手段より対象物に光を投光し、対象物で反射されてきた
光を受光手段で受光し、この受光信号により、対象物の
状態を検査するとともに、対象物の中心位置を算出し、
さらにこの中心位置で、高さ計測手段により、対象物の
高さを計測するようにしている。請求項１、請求項９、
請求項１０、請求項１１、及び請求項１２の検査装置、
及び請求項１３の検査方法では、投光手段より、検査す
べき対象物、例えばボールに投光され、その反射光が受
光手段、例えば撮像手段に受光され、この受光信号によ
り対象物の状態が検査される。また、対象物の中心位置
が算出される。そして、この中心位置で対象物の高さを
高さ計測手段で計測する。対象物の形状に加えて対象物
の高さも計測されるので、この計測結果を用いれば、高
精度に対象物、例えばボールの良否判定ができる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図１は、この発明の一実施例検査装置の全
体構成を示している。この検査装置は、トレイ１に配置
されたＢＧＡパッケージの各ボールの形状と、高さを計
測してＢＧＡパッケージの良否を検査するためのもので
あって、Ｘ−Ｙテーブル部２、投光部３、撮像部４、検
査テーブル部５、高さ計測部６、制御処理部７及び搬送
部８等を構成として備えている。
に説明する。図１は、この発明の一実施例検査装置の全
体構成を示している。この検査装置は、トレイ１に配置
されたＢＧＡパッケージの各ボールの形状と、高さを計
測してＢＧＡパッケージの良否を検査するためのもので
あって、Ｘ−Ｙテーブル部２、投光部３、撮像部４、検
査テーブル部５、高さ計測部６、制御処理部７及び搬送
部８等を構成として備えている。
【００１３】Ｘ−Ｙテーブル部２は、制御処理部７から
の制御信号により、ＢＧＡパッケージ入りのトレイ１を
前後−左右（Ｘ−Ｙ方向）に移動させる機能を備えてい
る。投光部３は、異なる径を有し、かつ制御処理部７か
らの制御信号により緑色光、赤色光を同時に照射する２
個の円環状光源９、１０により構成されており、各光源
９、１０を検査位置の真上位置に中心を合わせ、かつ検
査位置から見て異なる仰角に対応する方向に位置させて
いる。
の制御信号により、ＢＧＡパッケージ入りのトレイ１を
前後−左右（Ｘ−Ｙ方向）に移動させる機能を備えてい
る。投光部３は、異なる径を有し、かつ制御処理部７か
らの制御信号により緑色光、赤色光を同時に照射する２
個の円環状光源９、１０により構成されており、各光源
９、１０を検査位置の真上位置に中心を合わせ、かつ検
査位置から見て異なる仰角に対応する方向に位置させて
いる。
【００１４】撮像部４は、カラーカメラが用いられ、検
査位置の真上位置に下方に向けて位置決めている。これ
により、検査対象であるＢＧＡパッケージの表面の反射
光が撮像部４により撮像され、制御処理部７に供給され
る。検査テーブル部５は、Ｘ−Ｙテーブル部２上で、形
状検査が終了したトレイ１が移動されて、このテーブル
に載置され、各ボールの高さを計測するために設けられ
ている。
査位置の真上位置に下方に向けて位置決めている。これ
により、検査対象であるＢＧＡパッケージの表面の反射
光が撮像部４により撮像され、制御処理部７に供給され
る。検査テーブル部５は、Ｘ−Ｙテーブル部２上で、形
状検査が終了したトレイ１が移動されて、このテーブル
に載置され、各ボールの高さを計測するために設けられ
ている。
【００１５】高さ計測部６は、ボールの高さを計測する
ための変位センサ１２と、この変位センサ１２を前後方
向に移動させるためのセンサ駆動部１１とから構成さ
れ、制御処理部７からの制御信号により、センサ駆動部
１１が変位センサ１２を図の矢印方向に移動させる。こ
こで使用する変位センサ１２はラインセンサであり、詳
細を後述する１個のマイクロ変位センサをライン状に並
設したものである。
ための変位センサ１２と、この変位センサ１２を前後方
向に移動させるためのセンサ駆動部１１とから構成さ
れ、制御処理部７からの制御信号により、センサ駆動部
１１が変位センサ１２を図の矢印方向に移動させる。こ
こで使用する変位センサ１２はラインセンサであり、詳
細を後述する１個のマイクロ変位センサをライン状に並
設したものである。
【００１６】制御処理部７は、Ａ／Ｄ変換部１３、メモ
リ１４、ティーチングテーブル１５、画像処理部１６、
判定部１７、Ｘ−Ｙテーブルコントローラ１８、撮像コ
ントローラ１９、ボールの形状等の状態パターンを表示
する第１のモニタ２０、検査結果、オペレータへの指
示、エラー情報等を表示する第２のモニタ２１、プリン
タ２２、キーボード２３、フロッピディスク装置２４、
計測部コントローラ２５、移動コントローラ２６、制御
部２７等で構成されている。
リ１４、ティーチングテーブル１５、画像処理部１６、
判定部１７、Ｘ−Ｙテーブルコントローラ１８、撮像コ
ントローラ１９、ボールの形状等の状態パターンを表示
する第１のモニタ２０、検査結果、オペレータへの指
示、エラー情報等を表示する第２のモニタ２１、プリン
タ２２、キーボード２３、フロッピディスク装置２４、
計測部コントローラ２５、移動コントローラ２６、制御
部２７等で構成されている。
【００１７】搬送部８は、Ｘ−Ｙテーブル部２上でのボ
ールの形状検査が終了すると、Ｘ−Ｙテーブル部２上に
載置されていたトレイ１を検査テーブル部５上まで搬送
するために設けられており、制御処理部７からの制御信
号によって制御される。この実施例検査装置において、
ボールの形状検査は、図２に示すように、投光部３の緑
色の円環状光源９よりの光がボール４５の比較的頂部で
反射して、撮像部４であるカラーカメラに入り、また赤
色の円環状光源９よりの光がボール４５の比較的下方の
側部で反射して、カラーカメラ４に受光される。その結
果、正常なボールでは、図３の（ａ）に示すように、赤
と緑の同心円状のパターンとなる。これが、異物等が存
在する場合には、図３の（ｂ）に示すように、パターン
が真の同心円にならない。この他、ボールが異常であれ
ば、種々のパターン形状となる。
ールの形状検査が終了すると、Ｘ−Ｙテーブル部２上に
載置されていたトレイ１を検査テーブル部５上まで搬送
するために設けられており、制御処理部７からの制御信
号によって制御される。この実施例検査装置において、
ボールの形状検査は、図２に示すように、投光部３の緑
色の円環状光源９よりの光がボール４５の比較的頂部で
反射して、撮像部４であるカラーカメラに入り、また赤
色の円環状光源９よりの光がボール４５の比較的下方の
側部で反射して、カラーカメラ４に受光される。その結
果、正常なボールでは、図３の（ａ）に示すように、赤
と緑の同心円状のパターンとなる。これが、異物等が存
在する場合には、図３の（ｂ）に示すように、パターン
が真の同心円にならない。この他、ボールが異常であれ
ば、種々のパターン形状となる。
【００１８】ここで、ボールの形状検査についてさらに
説明する。上記実施例装置には、図示していないが、ト
レイ１には複数個の検査すべきＢＧＡパッケージが行列
（４個×５個）に収納される。各パッケージのボール４
５は、図６の（ａ）に示すように、パッケージ基板４６
の裏面に、等間隔をおいて行列に配置されており、その
寸法は、例えば図６の（ｂ）に示すように、ボールの底
部径が０．７ｍｍ、高さが０．５ｍｍ、ピッチが１．５
ｍｍ程度である。もちろん、この具体的な寸法値はＢＧ
Ａパッケージの製品によって相違してもよいこと、言う
までもない。ボール４５は、クリーム半田を溶かしてボ
ール状にしたものであり、表面は仁丹のような色と光沢
をしており、光が当てられると反射光として拡散反射成
分を有する。パッケージの基板４６は、セラミック、プ
ラスチック、フィルム等で形成される。
説明する。上記実施例装置には、図示していないが、ト
レイ１には複数個の検査すべきＢＧＡパッケージが行列
（４個×５個）に収納される。各パッケージのボール４
５は、図６の（ａ）に示すように、パッケージ基板４６
の裏面に、等間隔をおいて行列に配置されており、その
寸法は、例えば図６の（ｂ）に示すように、ボールの底
部径が０．７ｍｍ、高さが０．５ｍｍ、ピッチが１．５
ｍｍ程度である。もちろん、この具体的な寸法値はＢＧ
Ａパッケージの製品によって相違してもよいこと、言う
までもない。ボール４５は、クリーム半田を溶かしてボ
ール状にしたものであり、表面は仁丹のような色と光沢
をしており、光が当てられると反射光として拡散反射成
分を有する。パッケージの基板４６は、セラミック、プ
ラスチック、フィルム等で形成される。
【００１９】図１の実施例装置の撮像部４の視野は、Ｂ
ＧＡパッケージ４５の全てのボールをカバーできるもの
ではなく、図７の（ａ）に示すように、最初はＢＧＡパ
ッケージ４５の左上端に、撮像部４の視野４７を位置合
わせし、順次視野を左から右へ、さらに上から下へと走
査しながら撮像してゆく。一例として示すと、撮像部４
の視野４７に入るボールの数は、図７の（ｂ）のよう
に、４×４個程度である。
ＧＡパッケージ４５の全てのボールをカバーできるもの
ではなく、図７の（ａ）に示すように、最初はＢＧＡパ
ッケージ４５の左上端に、撮像部４の視野４７を位置合
わせし、順次視野を左から右へ、さらに上から下へと走
査しながら撮像してゆく。一例として示すと、撮像部４
の視野４７に入るボールの数は、図７の（ｂ）のよう
に、４×４個程度である。
【００２０】撮像部４で抽出した代表的なボール（バン
プ）形状と抽出パターンの形状は、図９に示すものとな
る。ここで、図９の（１）の正常バンプの場合は、外周
が赤色、その内周が緑色のリングで中心部は徐々に暗く
なる。図９の（２）から（８）までは、それぞれ、バン
プの頂上部において水平平坦ダメージのあるもの、傾斜
平坦ダメージのあるもの、傾斜平坦ダメージの大なるも
の、バンプ径が小さいもの、半田量が少ないもの、半田
なし、あるいは微量なもの、ピークの生じているもの、
であり、抽出された画像パターンも明らかに図６の
（１）の正常ボール（バンプ）と相違する。それゆえ、
画像パターン比較により、正常ボールと不良ボールを判
断できる。
プ）形状と抽出パターンの形状は、図９に示すものとな
る。ここで、図９の（１）の正常バンプの場合は、外周
が赤色、その内周が緑色のリングで中心部は徐々に暗く
なる。図９の（２）から（８）までは、それぞれ、バン
プの頂上部において水平平坦ダメージのあるもの、傾斜
平坦ダメージのあるもの、傾斜平坦ダメージの大なるも
の、バンプ径が小さいもの、半田量が少ないもの、半田
なし、あるいは微量なもの、ピークの生じているもの、
であり、抽出された画像パターンも明らかに図６の
（１）の正常ボール（バンプ）と相違する。それゆえ、
画像パターン比較により、正常ボールと不良ボールを判
断できる。
【００２１】各ボール毎の画像パターン抽出は、図８に
示すように、各バンプ（ボール）の外周円に外接する矩
形のウインドゥ４９を設け、このウインドゥ４９内で緑
色、赤色のパターンの面積やバンプの中心を算出する。
パターンの面積は、各色パターンを抽出して各色パター
ン別に予め設定されている２値化しきい値で２値化され
たパターンでの面積である。また、ボールの中心位置
は、上記各パターン別の２値画像が環状に得られること
を利用して、環状のリングの２次元２値画像をＸ方向、
及びＹ方向に平均重心位置を算出して、ボールの中心位
置とするものである。
示すように、各バンプ（ボール）の外周円に外接する矩
形のウインドゥ４９を設け、このウインドゥ４９内で緑
色、赤色のパターンの面積やバンプの中心を算出する。
パターンの面積は、各色パターンを抽出して各色パター
ン別に予め設定されている２値化しきい値で２値化され
たパターンでの面積である。また、ボールの中心位置
は、上記各パターン別の２値画像が環状に得られること
を利用して、環状のリングの２次元２値画像をＸ方向、
及びＹ方向に平均重心位置を算出して、ボールの中心位
置とするものである。
【００２２】ボールの高さを計測するためのマイクロ変
位センサ１２は、図４に示すように、センサ部３１とマ
イコン部３２とから構成され、センサ部３１は発光ダイ
オード３３とトランジスタ３４の直列回路、レンズ３
５、３６、ＰＳＤ３７、アンプ３８、３９とから構成さ
れ、マイコン部３２には、アンプ３８、３９からの出力
信号Ｖ1 、Ｖ2 をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
４０、４１、この両Ａ／Ｄ変換器４０、４１の出力を加
算する回路４２、この加算値Ｖ1 ＋Ｖ2 とＡ／Ｄ変換器
４１の出力Ｖ2 の比を求める回路４３を備えている。
位センサ１２は、図４に示すように、センサ部３１とマ
イコン部３２とから構成され、センサ部３１は発光ダイ
オード３３とトランジスタ３４の直列回路、レンズ３
５、３６、ＰＳＤ３７、アンプ３８、３９とから構成さ
れ、マイコン部３２には、アンプ３８、３９からの出力
信号Ｖ1 、Ｖ2 をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
４０、４１、この両Ａ／Ｄ変換器４０、４１の出力を加
算する回路４２、この加算値Ｖ1 ＋Ｖ2 とＡ／Ｄ変換器
４１の出力Ｖ2 の比を求める回路４３を備えている。
【００２３】このマイクロ変位センサ１２は、発光ダイ
オード３３から出た光が対象物４４に当たり、反射した
光がＰＳＤ３７に受光される。ＰＳＤ３７における受光
位置は、発光ダイオード３７と対象物４４との距離によ
って相違するので、受光位置信号をＶ2 ／（Ｖ1 ＋
Ｖ2 ）の値として導出することにより、対象物４４の横
方向の変位信号を検出することができる。
オード３３から出た光が対象物４４に当たり、反射した
光がＰＳＤ３７に受光される。ＰＳＤ３７における受光
位置は、発光ダイオード３７と対象物４４との距離によ
って相違するので、受光位置信号をＶ2 ／（Ｖ1 ＋
Ｖ2 ）の値として導出することにより、対象物４４の横
方向の変位信号を検出することができる。
【００２４】このマイクロ変位センサ１２を用いて、Ｂ
ＧＡパッケージのボールの高さを計測する場合には、図
５に示すように発光ダイオード３３の位置がボールの中
心にくるように位置合わせし、発光ダイオード３３から
光を発する。この光は、ボール４５の上面で拡散反射し
て、ＰＳＤ３７の方に向かうが、ボール４５ａのように
高さが正常な値Ｌ1 の場合と、ボール４５ｂのように半
田量不足のために生じる正常より低い高さＬ2 の場合で
は、その高さにより、ＰＳＤ３７で受光点が生じる位置
がｄ1 、ｄ2 と異なる。したがって、この位置信号によ
り、三角測量の原理を用いてボールの高さを計測でき
る。
ＧＡパッケージのボールの高さを計測する場合には、図
５に示すように発光ダイオード３３の位置がボールの中
心にくるように位置合わせし、発光ダイオード３３から
光を発する。この光は、ボール４５の上面で拡散反射し
て、ＰＳＤ３７の方に向かうが、ボール４５ａのように
高さが正常な値Ｌ1 の場合と、ボール４５ｂのように半
田量不足のために生じる正常より低い高さＬ2 の場合で
は、その高さにより、ＰＳＤ３７で受光点が生じる位置
がｄ1 、ｄ2 と異なる。したがって、この位置信号によ
り、三角測量の原理を用いてボールの高さを計測でき
る。
【００２５】なお、上記マイクロ変位センサ１２に代え
て、ＬＥＤの投光部とＰＳＤの受光部とが、ボール中心
の垂直線上に対して２分されるような角度の位置に配置
されるマイクロ変位センサを用いてもよい。次に、図１
０に示すフロー図を参照して、上記実施例検査装置の全
体動作を説明する。
て、ＬＥＤの投光部とＰＳＤの受光部とが、ボール中心
の垂直線上に対して２分されるような角度の位置に配置
されるマイクロ変位センサを用いてもよい。次に、図１
０に示すフロー図を参照して、上記実施例検査装置の全
体動作を説明する。
【００２６】先ず、ＢＧＡパッケージを収納したトレイ
１をＸ−Ｙテーブル部２に搬入し、Ｘ−Ｙテーブル部２
を移動させて、最初の検査すべきＢＧＡパッケージを撮
像基準位置に合わせる（ステップＳＴ１）。そして、撮
像を行い（ステップＳＴ２）、各ボールについてパター
ン形状検査を行う（ステップＳＴ３）。ここでいう形状
検査は、図９に示す典型的なパターンの他に、大小、光
沢の度合、異物付着、変形、ボールの有無等の状態すべ
てをも含むものである。検査により、すべてのボールが
良好であるか否かを判定し（ステップＳＴ４）、１つで
も不良形状があれば、良品でないとして、そのＢＧＡパ
ッケージをリジェクトする（ステップＳＴ１４）。
１をＸ−Ｙテーブル部２に搬入し、Ｘ−Ｙテーブル部２
を移動させて、最初の検査すべきＢＧＡパッケージを撮
像基準位置に合わせる（ステップＳＴ１）。そして、撮
像を行い（ステップＳＴ２）、各ボールについてパター
ン形状検査を行う（ステップＳＴ３）。ここでいう形状
検査は、図９に示す典型的なパターンの他に、大小、光
沢の度合、異物付着、変形、ボールの有無等の状態すべ
てをも含むものである。検査により、すべてのボールが
良好であるか否かを判定し（ステップＳＴ４）、１つで
も不良形状があれば、良品でないとして、そのＢＧＡパ
ッケージをリジェクトする（ステップＳＴ１４）。
【００２７】その画像の全てのボールの形状が良好の場
合には、各ボール（バンプ）の基準位置との相対位置を
メモリに記憶するとともに（ステップＳＴ５）、最後の
画像かを判別する（ステップＳＴ６）。そのＢＧＡパッ
ケージの全てのボールについての検査が終了していない
限り、この判定はＮＯであり、Ｘ−Ｙテーブル部２を移
動させて撮像領域を移動させ（ステップＳＴ７）、ステ
ップＳＴ２に戻り、移動後の視野についてステップＳＴ
２、…、ステップＳＴ６の処理を、前記と同様にして行
う。この処理の繰り返しをステップ４で、ボールが不良
品であり、判定ＮＯと出るか、ステップＳＴ６で最後の
画像と判定されるまで行う。
合には、各ボール（バンプ）の基準位置との相対位置を
メモリに記憶するとともに（ステップＳＴ５）、最後の
画像かを判別する（ステップＳＴ６）。そのＢＧＡパッ
ケージの全てのボールについての検査が終了していない
限り、この判定はＮＯであり、Ｘ−Ｙテーブル部２を移
動させて撮像領域を移動させ（ステップＳＴ７）、ステ
ップＳＴ２に戻り、移動後の視野についてステップＳＴ
２、…、ステップＳＴ６の処理を、前記と同様にして行
う。この処理の繰り返しをステップ４で、ボールが不良
品であり、判定ＮＯと出るか、ステップＳＴ６で最後の
画像と判定されるまで行う。
【００２８】ここで、各ボールの基準位置とは、各ボー
ルが撮像されたリング状のパターンを使って算出したリ
ングの中心位置（重心位置）である。また、メモリに記
憶される各ボールの基準位置は、ＢＧＡの左上のボール
の中心位置からの相対位置である。このメモリに記憶さ
れる各ボールの基準位置は、ＢＧＡが固定されるＸ−Ｙ
ステージからの絶対位置座標を各ボール毎にメモリに記
憶するものであってもよい。
ルが撮像されたリング状のパターンを使って算出したリ
ングの中心位置（重心位置）である。また、メモリに記
憶される各ボールの基準位置は、ＢＧＡの左上のボール
の中心位置からの相対位置である。このメモリに記憶さ
れる各ボールの基準位置は、ＢＧＡが固定されるＸ−Ｙ
ステージからの絶対位置座標を各ボール毎にメモリに記
憶するものであってもよい。
【００２９】ステップＳＴ６で、最後の画像と判定され
ると、ステップＳＴ８に移り、高さ計測のためトレイ１
を搬送部８を経て、検査テーブル部５に移動させる。続
いて、メモリ１４に記憶してある基準位置にマイクロ変
位センサ１２を合わせ、各バンプの高さを計測する（ス
テップＳＴ９）。そして、高さがＯＫか否かを判定し
（ステップＳＴ１０）、高さが所定値に達していない場
合、あるいは高さが他の所定値を越えた場合（高さオー
バ）は、そのＢＧＡパッケージは不良品であるとして、
リジェクトする（ステップＳＴ１４）。
ると、ステップＳＴ８に移り、高さ計測のためトレイ１
を搬送部８を経て、検査テーブル部５に移動させる。続
いて、メモリ１４に記憶してある基準位置にマイクロ変
位センサ１２を合わせ、各バンプの高さを計測する（ス
テップＳＴ９）。そして、高さがＯＫか否かを判定し
（ステップＳＴ１０）、高さが所定値に達していない場
合、あるいは高さが他の所定値を越えた場合（高さオー
バ）は、そのＢＧＡパッケージは不良品であるとして、
リジェクトする（ステップＳＴ１４）。
【００３０】ステップＳＴ１０で、高さＯＫの場合は、
次に最後のボールか判定し（ステップＳＴ１１）、最後
のボールでなければ、次のボールの高さ計測に移る（ス
テップＳＴ１２）。この各ボール毎の高さ計測は、マイ
クロ変位センサ１２がこの実施例装置のように、ライン
センサ構成の場合は、各ボールの配置されるライン毎
に、それぞれ同時に高さを計測し、次のラインにマイク
ロ変位センサ１２を移動させるが、マイクロ変位センサ
が１個のみの場合には、このマイクロ変位センサを検査
テーブル部５の前後左右方向に移動させて、各ボール高
さを計測してゆくようにしてもよい。
次に最後のボールか判定し（ステップＳＴ１１）、最後
のボールでなければ、次のボールの高さ計測に移る（ス
テップＳＴ１２）。この各ボール毎の高さ計測は、マイ
クロ変位センサ１２がこの実施例装置のように、ライン
センサ構成の場合は、各ボールの配置されるライン毎
に、それぞれ同時に高さを計測し、次のラインにマイク
ロ変位センサ１２を移動させるが、マイクロ変位センサ
が１個のみの場合には、このマイクロ変位センサを検査
テーブル部５の前後左右方向に移動させて、各ボール高
さを計測してゆくようにしてもよい。
【００３１】ステップＳＴ１０の高さＯＫの判定が続
き、かつステップＳＴ１１の最後のボールかの判定ＮＯ
が続く限り、各ボールの高さ計測が順次継続される。ス
テップＳＴ１１で最後のボールであることが判定されれ
ば、各ボールの形状、及び高さが正常であったことを示
し、そのＢＧＡパッケージは良品とされる（ステップＳ
Ｔ１３）。
き、かつステップＳＴ１１の最後のボールかの判定ＮＯ
が続く限り、各ボールの高さ計測が順次継続される。ス
テップＳＴ１１で最後のボールであることが判定されれ
ば、各ボールの形状、及び高さが正常であったことを示
し、そのＢＧＡパッケージは良品とされる（ステップＳ
Ｔ１３）。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、画像処理による対象
物の状態検査のみならず、対象物の高さも計測するもの
であるから、形状等に異常がなくても、高さに過不足が
ある場合に、これを判断でき、従来よりも高精度に検査
を行うことができる。そのため、例えばＢＧＡの検査自
動化を実現することができる。
物の状態検査のみならず、対象物の高さも計測するもの
であるから、形状等に異常がなくても、高さに過不足が
ある場合に、これを判断でき、従来よりも高精度に検査
を行うことができる。そのため、例えばＢＧＡの検査自
動化を実現することができる。
【図１】この発明の一実施例検査装置の全体構成を示す
図である。
図である。
【図２】同実施例検査装置の投光部及び撮像部を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３】同撮像部で撮像されたボール画像の正常と不良
を説明するためのパターン例図である。
を説明するためのパターン例図である。
【図４】上記実施例検査装置の高さ計測部に使用される
センサの一例を示すブロック図である。
センサの一例を示すブロック図である。
【図５】マイクロ変位センサの高さ計測動作を説明する
図である。
図である。
【図６】上記実施例検査装置で検査されるＢＧＡの一例
を説明する図である。
を説明する図である。
【図７】同実施例検査装置の撮像部の撮像視野を説明す
る図である。
る図である。
【図８】同実施例検査装置のボールのパターン算出を説
明するための図である。
明するための図である。
【図９】同実施例検査装置のボールのパターンの正常
と、その他の例を示す図である。
と、その他の例を示す図である。
【図１０】同実施例検査装置の全体動作を説明するため
のフロー図である。
のフロー図である。
１ トレイ ２ Ｘ−Ｙテーブル部 ３ 投光部 ４ 撮像部 ５ 検査テーブル部 ６ 高さ計測部
Claims (13)
- 【請求項１】表面より突出した鏡面反射をする球面状の
対象物の品質を自動検査するための検査装置であって、 対象物に光を投射する投光手段と、 対象物で反射された光を受光する受光手段と、 受光信号より、対象物の状態を検査する検査手段と、 対象物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、 対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測
手段と、を備えてなる検査装置。 - 【請求項２】前記表面より突出した鏡面反射をする球面
状の対象物は、基板上に形成された半田ボールである請
求項１記載の検査装置。 - 【請求項３】前記投光手段は、円環状の照明手段である
請求項１または請求項２記載の検査装置。 - 【請求項４】前記受光手段は、撮像手段である請求項
１、請求項２または請求項３記載の検査装置。 - 【請求項５】前記撮像手段によって撮像された円環状パ
ターンによって対象物の形状を認識するものである請求
項４記載の検査装置。 - 【請求項６】前記高さ計測手段は、変位センサである請
求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の検査
装置。 - 【請求項７】前記中心位置検出手段は、受光手段で得ら
れる情報から算出するものである請求項１、請求項２ま
たは請求項３記載の検査装置。 - 【請求項８】前記受光手段は、撮像手段であり、前記中
心位置算出手段は撮像手段で得られる円環状パターンの
円の中心位置を対象物の中心位置とするものである請求
項１または請求項２記載の検査装置。 - 【請求項９】表面より突出した鏡面反射をする球面状の
対象物の品質を検査するための検査装置であって、 対象物に光を投光する投光手段と、 対象物で反射された光を受光する受光手段と、 対象物と受光手段とを相対的に移動させる移動手段と、 受光信号により、対象物の状態を検査する検査手段と、 対象物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、 対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測
手段と、を備えてなる検査装置。 - 【請求項１０】表面より突出した鏡面反射をする球面状
の対象物の品質を検査するための検査装置であって、 対象物に光を投光する投光手段と、 対象物で反射された光を受光する受光手段と、 対象物と受光手段とを相対的に移動させる第１の移動手
段と、 受光信号により、対象物の状態を検査する検査手段と、 対象物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、 対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測
手段と、 状態検査後の対象物を載置し、前記高さ計測手段と対象
物とを相対的に移動させる第２の移動手段と、を備えて
なる検査装置。 - 【請求項１１】表面より突出した鏡面反射をする球面状
の対象物の品質を検査するための検査装置であって、 対象物に光を投光する投光手段と、 対象物で反射された光を受光する受光手段と、 対象物と受光手段とを相対的に移動させる第１の移動手
段と、 受光信号により、対象物の状態を検査する検査手段と、 対象物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、 対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測
手段と、 状態検査後の対象物を載置し、前記高さ計測手段と対象
物を相対的に移動させる第２の移動手段と、 前記第１の移動手段から第２の移動手段に対象物を搬送
する搬送手段と、を備えてなる検査装置。 - 【請求項１２】表面より突出した鏡面反射をする球面状
の対象物の品質を検査するための検査装置であって、 対象物に光を投光する投光手段と、 対象物で反射された光を受光する受光手段と、 対象物と受光手段とを相対的に移動させる第１の移動手
段と、 受光信号により、対象物の状態を検査する検査手段と、 対象物の中心位置を算出する中心位置算出手段と、 対象物の中心位置での対象物の高さを計測する高さ計測
手段と、 状態検査後の対象物と、前記高さ計測手段とを相対的に
移動させる第２の移動手段と、 前記検査手段で検査した対象物の状態及び高さ計測手段
の計測した対象物の高さに基づいて対象物の良否を判定
する判定手段と、 前記検査結果及び判定結果を出力する手段と、を備えて
なる検査装置。 - 【請求項１３】表面より突出した鏡面反射をする球面状
の対象物の品質を検査する検査方法であって、投光手段
より対象物に光を投光し、対象物で反射されてきた光を
受光手段で受光し、この受光信号により、対象物の状態
を検査するとともに、対象物の中心位置を算出し、さら
にこの中心位置で、高さ計測手段により、対象物の高さ
を計測するようにした検査方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15094794A JPH0814848A (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 検査装置及び検査方法 |
| CN 95107760 CN1126833A (zh) | 1994-07-01 | 1995-06-30 | 检验装置及检验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15094794A JPH0814848A (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 検査装置及び検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814848A true JPH0814848A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15507902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15094794A Pending JPH0814848A (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 検査装置及び検査方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814848A (ja) |
| CN (1) | CN1126833A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990078765A (ko) * | 1999-08-05 | 1999-11-05 | 김동걸 | 볼그리드어래이검사 장치 및 검사방법 |
| JP2010256201A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Opcell Co Ltd | 形状測定装置 |
| JP2010266205A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Visco Technologies Corp | 形状検査装置および形状検査プログラム |
| JP2012098177A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Jtekt Corp | 球体の位置測定装置及び方法 |
| JP2012527610A (ja) * | 2009-05-20 | 2012-11-08 | エスエヌユー プレシジョン カンパニー，リミテッド | ３次元形状測定方法 |
| CN102854287A (zh) * | 2011-06-28 | 2013-01-02 | 上海华碧检测技术有限公司 | Bga器件翘曲导致焊点开裂的检测方法 |
| JP2015125104A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接品質検査装置及び溶接品質検査方法 |
| KR20200038127A (ko) * | 2018-10-02 | 2020-04-10 | 아진산업(주) | 기울기에 따른 영상 밝기 변화를 이용한 솔더 검사 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3792812B2 (ja) * | 1996-11-11 | 2006-07-05 | オークマ株式会社 | ボールエンドミルの真球度測定方法 |
| CN100363709C (zh) * | 2005-03-25 | 2008-01-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 激光量测机台扫描精度验证方法 |
| CN100343966C (zh) * | 2005-05-12 | 2007-10-17 | 上海交通大学 | 柔性激光植球机的焊盘视觉识别与定位系统 |
| JP5421763B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2014-02-19 | ヤマハ発動機株式会社 | 検査装置および検査方法 |
| JP5546292B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2014-07-09 | ヤマハ発動機株式会社 | 検査装置および検査方法 |
| CN102032872B (zh) * | 2010-11-03 | 2012-07-11 | 中南大学 | 基于阴影法的高密度bga焊料球高度测量系统及方法 |
| CN105157659B (zh) * | 2015-05-15 | 2018-01-12 | 天津普达软件技术有限公司 | 基于电子标尺的滤线栅检测方法 |
| CN112762864B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-01-13 | 深圳市立可自动化设备有限公司 | 一种基于通用bga植球球板快速对位检测装置及方法 |
-
1994
- 1994-07-01 JP JP15094794A patent/JPH0814848A/ja active Pending
-
1995
- 1995-06-30 CN CN 95107760 patent/CN1126833A/zh active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990078765A (ko) * | 1999-08-05 | 1999-11-05 | 김동걸 | 볼그리드어래이검사 장치 및 검사방법 |
| JP2010256201A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Opcell Co Ltd | 形状測定装置 |
| JP2010266205A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Visco Technologies Corp | 形状検査装置および形状検査プログラム |
| JP2012527610A (ja) * | 2009-05-20 | 2012-11-08 | エスエヌユー プレシジョン カンパニー，リミテッド | ３次元形状測定方法 |
| JP2012098177A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Jtekt Corp | 球体の位置測定装置及び方法 |
| CN102854287A (zh) * | 2011-06-28 | 2013-01-02 | 上海华碧检测技术有限公司 | Bga器件翘曲导致焊点开裂的检测方法 |
| JP2015125104A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接品質検査装置及び溶接品質検査方法 |
| KR20200038127A (ko) * | 2018-10-02 | 2020-04-10 | 아진산업(주) | 기울기에 따른 영상 밝기 변화를 이용한 솔더 검사 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1126833A (zh) | 1996-07-17 |
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