JPH11316109A

JPH11316109A - 測定システム

Info

Publication number: JPH11316109A
Application number: JP3203499A
Authority: JP
Inventors: Peter Conlon; ピーター・コンロン; Peter Kootsookos; ピーター・クートスークス; James Mahon; ジェームズ・マホン; Sean O'neill; シーン・オニール
Original assignee: MV Res Ltd
Current assignee: MV Res Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 1999-11-16
Also published as: IE980650A1

Abstract

(57)【要約】【課題】高速製造環境に適した簡単で高速かつ効率的
な方式で個々のはんだデポジットの位置及び体積を正確
に求めるはんだペースト測定システムの提供。【解決手段】まず基板上のはんだデポジットをカメラ
４１を用いて測定し、バンプの二次元位置を求める。カ
メラ４１からのイメージは、最初に、軸上照明を行うＬ
ＥＤ群４２によって基板を照明しているときに処理す
る。これにより、簡単に裸のパッド部分をフィルタリン
グすることができる。二次元検査の後、レーザ装置４４
及びレーザセンサ４６を用いて、選択されたはんだデポ
ジットの高さ及び体積の測定を行うためにガントリヘッ
ドを動かす。レーザ装置４４は、基板のＸ軸及びＹ軸に
対して４５゜をなす直線として基板に当たる光のシート
の形態をなすビーム６０を照射する。ビーム６０は垂直
方向に対して或る角度をなすので、デポジットは、カメ
ラ４６が捉える直線に凸凹を生じさせる。この凸凹の程
度がバンプの高さを表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上のはんだペ
ーストの測定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子回路が小型化が進むに連れて、はん
だペーストデポジットの位置及び寸法が製造プロセスに
おいて益々重要になっている。製造の遅い段階での欠陥
検出は、再加工が困難で時間を要することから、非常に
コストが高くつく場合が多い。

【０００３】品質管理を改善するために、はんだペース
トデポジットを検査するためのシステムが開発されてい
る。このようなシステムの一つが、米国特許第５１０５
１４９号明細書（Matsushita）に記載されている。この
システムは、１台の上部カメラと４台の側部カメラとを
有する。標的の照明のために、リング形状の上側光源と
４つの側部光源の組とが設けられている。これらのカメ
ラ及び光源は主として、基板の平面（多くの場合，Ｘ−
Ｙ平面と称される）内で標的の二次元検査のために用い
られる。更に、このシステムはレーザ装置と、反射され
たレーザ光を検出するための２つの関連するセンサとを
有する。このレーザ装置及びセンサは主として、はんだ
の高さ（Ｚ方向の寸法）を検出するために用いられる。

【０００４】前記カメラ及び光源の全てを制御するため
には、高度の制御が必要となると考えられる。例えば、
レーザビームは、小形ミラーの回転により標的を走査す
る集束光として発せられる。また、７つの光源が存在す
ることから、光信号及びイメージ処理の同期が困難とな
り、かつ時間がかかると思われる。検査時間が長いの
は、ほとんどの電子回路製造環境において受け入れ難い
ことである。

【０００５】はんだ検査のための他のシステムが開発さ
れている。米国特許第５２０６７０５号明細書（Matsus
hita）には、レーザビームがチップ又は他の要素を走査
して、はんだを検査する際の基準データを提供するシス
テムが記載されている。どのようにイメージ処理を行う
かについて詳細な記述は殆ど無いが、レーザビームを走
査して基準のための追加処理を行う必要があるので、や
はり複雑なものであると考えられる。

【０００６】更に別のシステムが、米国特許第５４９５
３３７号明細書（Machine Vision Products）に記載さ
れている。このシステムでは、「サンセット」組及び
「サンライズ」組のビームを標的に当てる。全ビームか
らの光を処理して、光強度の中心を決定する。しかし、
これもやはり、より高いレベルのイメージ処理が必要で
あると考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高速製造環境に適した簡単で高速かつ効率的な方式
で個々のはんだデポジットの位置及び体積を正確に求め
るはんだペースト測定システムを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、はんだ
デポジットを有する基板を支持するための手段と、標的
の基板に光ビームを当てるように設けた光源と、反射光
を受け取るように設けたカメラと、前記カメラに接続さ
れ、かつ前記カメラの出力信号を処理してはんだデポジ
ットの高さデータを求めるための手段を有するイメージ
プロセッサとを備えるはんだデポジットの測定システム
であって、前記光源が、前記基板のＸ軸及びＹ軸と概ね
４５゜の角度をなす直線として基板に当るシート状の光
を発するための手段からなり、前記カメラ及び前記光源
が、前記基板に光ビームが当たる位置での高さの差が、
前記カメラで見る前記直線のパターンとして表わされる
ように、相互に或る角度で設けられていることを特徴と
する測定システムが提供される。

【０００９】好適には、前記光ビームが前記標的に当た
る位置の実質的に真上に前記カメラが位置するように、
前記カメラ及び前記光源が設けられる。理想的には、前
記カメラ及び前記光源が同一平面上にあり、かつ相互の
角度が１５゜乃至４５゜の範囲にあって、好ましくは前
記角度が概ね４０゜である。

【００１０】別の実施例では、前記イメージプロセッサ
が、各光の直線をピクセルの列として表わすための手段
を有し、各ピクセルの強度が、対応する前記光の偏差の
程度に比例する。

【００１１】或る実施例では、前記偏差が、前記はんだ
デポジットに隣接する前記基板から導出される局所デー
タに対して計算される。

【００１２】別の実施例では、前記イメージプロセッサ
が、ピクセルの異常値を排除するメジアンフィルタリン
グ技術を用いて、受け取ったデジタル光信号をフィルタ
リング処理するための手段を有する。

【００１３】好適には、前記システムがガントリを更に
備え、前記カメラ及び前記光源がガントリヘッド上に設
けられ、前記ガントリが、選択された基板領域に前記ヘ
ッドを移動させ、かつ前記ヘッドを前記領域内の一連の
連続した離散位置にステップ駆動するための駆動手段を
更に有する。

【００１４】或る実施例では、前記システムが前記基板
を基準高さに支持するための手段を更に有する。

【００１５】好適には、前記システムが、最初に前記標
的の二次元検査を実行して、測定すべきはんだデポジッ
トの位置を求めるための手段を有する。

【００１６】別の実施例では、前記システムが、垂直に
設けられたカメラと、軸上ビームを発する光源と、及び
軸外ビームを発する光源とを備え、前記イメージプロセ
ッサが、前記光源を切り換えるための手段と、裸のパッ
ドをイメージから排除するべく前記軸上ビームから反射
される光信号を処理するため、及び基板を排除するべく
前記軸外ビームからの反射光を処理するための手段とを
有する。

【００１７】理想的には、前記光源が発光ダイオードで
あり、かつ前記カメラ軸の周りに対称的にリング状に配
置されている。

【００１８】或る実施例では、前記処理手段が、隣接す
るデポジットの境界が結合しているか否かを判定するこ
とによって、はんだの短絡を検出するための手段を有す
る。

【００１９】本発明の別の実施態様によれば、はんだデ
ポジットを有する基板を支持するための手段と、標的を
照明するように設けられた光源手段と、反射光を受け取
るように設けられたカメラと、前記カメラに接続され、
かつ前記カメラの出力信号を処理してはんだデポジット
の面積データを求めるための手段を有するイメージプロ
セッサとを備える測定システムであって、前記光源手段
が、軸上ビームを発するための光源と、軸外ビームを発
するための光源とからなり、前記イメージプロセッサ
が、前記光源を切り換えるための手段と、基板の裸のパ
ッドを排除するべく前記軸上ビームから反射される光信
号を処理するため、及び基板をイメージから削除するべ
く前記軸外ビームからの反射光を処理するための手段と
からなることを特徴とする測定システムが提供される。

【００２０】或る実施例では、前記光源が発光ダイオー
ドであり、かつ前記カメラ軸の周りに対称的にリング状
に配置されている。

【００２１】別の実施例では、前記イメージプロセッサ
が、隣接するデポジットの境界が結合しているか否かを
判定することによって、はんだの短絡を検出するための
手段を有する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、以下に添付図面を参照
しつつ、その単なる例示である各実施例の詳細な説明か
ら容易に理解されよう。

【００２３】添付図面を参照すると、本発明のはんだペ
ースト測定システム１は、その中をコンベヤシステム３
が延長するハウジング２を有する。前記コンベヤシステ
ムの上方にはガントリ４が設置され、ロボット式制御下
で動くガントリヘッド５を備える。ガントリヘッド５に
はイメージプロセッサ６が接続され、一対のコントロー
ルパネル７及びキーボード８によって制御される。出力
信号はモニタ９上に表示される。

【００２４】特に図２を参照すると、コンベヤシステム
３は、その中をベルトが駆動モータ２１によって駆動さ
れて、標的２２を測定位置に移動させる一対のレール２
０を有する。図２に示すように右側のコンベヤレール２
０は、空気圧システム２４によって横方向に調整するた
めにキャリッジ２３上に取り付けられている。またコン
ベヤシステム３は、コンベヤレールに平行でかつ空気圧
ピストンにより操作されるクランプを備える。これらに
よって基板が、測定のための基準位置におけるデータ
（datum）クランププレート２５に対して保持される。
これにより、標的を確実に前記ヘッドの光源及びセンサ
から最適の距離におくことができる。また、これによっ
て基板の傾斜、反り及び移動が最小となる。

【００２５】ガントリ４は、その上をガントリビーム３
１が走行する一対のレール３０を有する。ガントリビー
ム３１はリニアモータ３２を有し、かつケーブルルーム
（loom）３３が、ガントリヘッド５に信号及び電力を供
給する。

【００２６】特に図２及び図３を参照すると、ガントリ
ヘッド５は、垂直方向に整合して設けられたカメラ４１
を支持する支持プレート４０を有する。また、支持プレ
ート４０は、カメラの軸について対称に配置されたＬＥ
Ｄ群からなる上側リング４２を支持する。上側リング４
２は概ね１２６ｍｍの高さにあり、かつ直径が４０ｍｍ
である。更に、下側ＬＥＤリング４３が、前記カメラ軸
について対称に設けられている。下側リング４３は、基
板の上方約２０ｍｍの高さにあり、かつＬＥＤ群が直径
約１１２ｍｍの環状に配置されている。

【００２７】更に、ヘッド５は、垂直方向に対して約４
０゜の角度で取り付けられたレーザ装置４４を支持して
いる。また、ヘッド５にはレーザセンサ４５が鉛直方向
に取り付けられている。レーザセンサ４５は、光学セン
サと、Ａ／Ｄコンバータと、パラレルアーキテクチャの
チップで編成されたプロセッサとを組み合わせたもので
ある。このパラレルアーキテクチャにより、１秒当たり
５００フレームより大きい２５６×２５６ピクセルの処
理が可能となる。レーザセンサ４５は、高解像度を可能
にする小さな視野を有する。一方、カメラ４１は、視野
をより広くするための異なるレンズ編成を有し、１００
０×１０００ピクセルより大きいイメージサイズを有す
る。

【００２８】動作時に、測定システム１は、その上に例
えばスクリーン印刷によってはんだペーストデポジット
が塗布された回路基板を連続的に受け取る。この回路基
板は、部品が組み付けられていてもいなくてもよい。図
４乃至図６を概観すると、この測定では、初めに基板を
基準高さにクランプし、その後水平面（基板の平面）に
おけるはんだデポジットの位置を求める。これらの図面
では、基板が符号５０を付して示され、かつはんだデポ
ジット５１はパッド５２上にある。

【００２９】図４に示すように、前記測定システムは、
上側ＬＥＤ４２により発せられる軸上ビーム５３、及び
カメラ４１によって捕らえられる軸上の反射光５４を用
いて、第１の検査を行う。図５に示すように、前記ガン
トリヘッドが同じ位置にあるとき、下側ＬＥＤ４３によ
り軸外ビーム５５が連続的に照射され、その結果生じた
反射光５６が同様にカメラ４１により検出される。上側
ＬＥＤ４２を用いた第１検査は、裸のパッド５２の部分
をアクティブイメージから除去するために用いられるの
に対し、下側ＬＥＤ４３を用いる第２の検査は、基板５
０を除去する。

【００３０】この二次元検査の後、はんだデポジットの
位置が決定され、次にガントリヘッド５が基板５０の選
択された位置に動かされて、特定のはんだデポジットの
高さを測定する。図６及び図７に示すように、レーザ装
置４４は、平坦な基板上に直線として当たるシート状の
光６０を発射する。この直線は、Ｘ軸及びＹ軸に対して
概ね４５゜の角度をなす。反射光６１は、レーザセンサ
４５によって感知される。図７に示すように、ビーム６
０がはんだデポジットのような物体に当たると、前記直
線は歪む。このパターンはイメージプロセッサ６により
解析され、高さマップ７０において対角線方向のピクセ
ル７１の列を有する連続的に検知される直線群が表わさ
れる。

【００３１】シート状レーザ光が当たって生ずる直線
が、Ｘ軸及びＹ軸に対して概ね４５゜をなすということ
が極めて重要である。これによって確実に、ガントリヘ
ッド５の移動及び基板の向き双方の感知が直交方向に対
して等しく行われる。この角度は正確に４５゜であるの
が理想的であるが、両直交方向に実質的に等しく感知さ
れる範囲においてずれを生じてもよい。

【００３２】より詳細には、図９乃至図１２を参照する
と、二次元処理が方法８０として示されて、かつ三次元
処理が方法１００として示されている。ステップ８１で
は、イメージプロセッサ６が、パッドが配置された標的
の小領域を示すコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）データ
を受け取る。これらの小領域は、図１１及び図１２にお
いて直線１１０で示されている。この小領域は、標的の
基準による現在の視野と相関性を有する。前記各小領域
は６０×１００ピクセルの面積を有し、各ピクセルは２
５μｍ×２５μｍを表す。次に各ピクセルをその強度に
よって解析するが、その強度は０乃至２５５のレベルで
ある。このデータは、前記パッド小領域をカメラ４１の
軸上に直接マッピングするために用いられる。

【００３３】この位置にあるとき、ステップ８４におい
て、前記コントローラは下側ＬＥＤ群４３を動作停止に
し、かつ上側ＬＥＤ群４２を動作させる。これによっ
て、軸上ビーム５３がパッド５２上のはんだデポジット
５１に当たる図４に示すような照明ができる。裸のパッ
ド５２の部分は平坦であることから、カメラ４１が検出
する軸上光５４における反射光の割合は極めて高くな
る。典型的なイメージが図１１に示されており、パッド
５２の裸の部分は比較的明るい。また、基板が相当明る
く見えることに注意されたい。しかし、このパターン
は、基板がパッドほど反射性を持たず、かつ正確さが不
十分であることから、はんだデポジット５１の周りに正
確な境界を描くには不十分である。

【００３４】ステップ８５において、イメージプロセッ
サは、ピクセル値を１４０のような数値に変えることに
より、前記パッドを表すピクセルを消す。

【００３５】前記ガントリヘッドが同じ位置にある間、
ステップ８６において、上側ＬＥＤ群４２は非活動化さ
れ、軸外ビーム５５が標的に当たる下側ＬＥＤ群４３が
活動化される。はんだデポジット表面の凸凹形状のため
に、はんだデポジットの垂直方向の反射率が高くなり、
従って基板は、ピクセル値がこの閾値より通常低くなる
ので、除去することができる。図１２に示すように、イ
メージプロセッサ６は、このように閾値処理をすること
によって、はんだペースト５１の境界を画定することが
できる。

【００３６】軸外ビーム５５は、前記はんだを非常に効
果的に強調することから、はんだの境界は、第２の検査
の後に、より正確に描くことができる。このイメージ処
理はステップ８７に示されている。イメージプロセッサ
は、はんだの境界にピクセルの線を引く境界トラッキン
グ処理を実行する。次に、この境界内にある全てのピク
セルを、Ｘ軸及びＹ軸方向の遷移に数値を割り当てる境
界トラッキングアルゴリズムに従ってカウントする。こ
れは、前記小領域内部のはんだペーストの領域を識別す
る効率的な方法である。これらの境界は図１２に示され
ている。

【００３７】ステップ８８において、イメージプロセッ
サは、はんだ領域を境界の組として記憶し、かつステッ
プ８９において、（前記ＣＡＤデータによって）次の小
領域が存在する場合には、その次の小領域について処理
を反復することを決定し、全ての領域の検査が終了して
いる場合には、はんだの短絡試験を行う。これらの試験
には、プロセッサが、隣接するはんだペースト境界間の
ピクセルの線を、隣接するいずれの境界とも接触するこ
となくマップしようとするステップ９０の処理が含まれ
る。接触がある場合には、ステップ９１においてマイナ
スの結果が出力されるが、接触がないということは、は
んだ塊間に十分な距離があることを表している。当然な
がら、ピクセルの尺度に応じて、前記線の幅は１ピクセ
ルより大きくてもよい。ステップ９２において、イメー
ジプロセッサ６は、はんだペースト領域を表すＸ−Ｙデ
ータを記憶する。

【００３８】測定システム１は、用途による必要に応じ
て追加のサブピクセル処理を行うことができる。この処
理は、はんだペースト領域において最も明るいピクセル
の値を求め、かつ前記第２の検査の後に基板のピクセル
値を求めることによって行われる。これにより、例えば
５０〜２００の領域における尺度が提供される。境界の
ピクセル値をこの尺度と比較することにより、イメージ
プロセッサ６は、はんだを表すピクセルの比率を決定す
る。これは、サブピクセルの精度を達成する簡単な方法
である。

【００３９】測定システム１は、ガントリヘッドを４μ
ｍ間隔でガントリヘッドをステッピングさせ、かつ結果
を比較することにより、二次元処理の精度を定期的に試
験することができる。この結果は、ヘッドの移動方向に
おける漸新的なシフトを示す。

【００４０】図１０には、はんだ塊の高さを求める方法
が示されている。方法１００では、ステップ１０１にお
いて、イメージプロセッサ６がＸ−Ｙマッピングデータ
を解析し、かつ解析すべきデポジットのＸ−Ｙ位置を識
別する。大抵の用途では、デポジットの僅かな部分につ
いてのみ高さ及び体積を解析する。これらの位置はステ
ップ１０２で選択され、かつステップ１０３において、
ヘッドは、レーザビーム６０が選択されたはんだデポジ
ットに当たる選択された位置に動かされる。ステップ１
０４において、センサ４５は、図７に示すようにレーザ
光の直線１１６を検出する。レーザ装置４４の配置につ
いて重要な点は、それが垂直方向に対して４０゜の角度
をなし、より一般的には垂直方向に対して１５〜５０゜
の範囲にあるということである。

【００４１】垂直方向に対する前記角度は、直線１１６
がパッド上のはんだデポジットのような物体を横断する
ときに、平面上でずれを生じさせる。しかし、前記角度
は、標的に重大なオーバーハングや影を生じさせるほど
大きくはない。また、上述したように、ビーム６０はＸ
方向及びＹ方向に対して４５゜の角度で基板５０に当た
る。これにより、前記パッド及びデポジットが概ねＸ方
向又はＹ方向に延びていることから、均一な解析が可能
となる。これは、整合性、即ち両方向に延びる物体によ
って同じ程度まで直線が歪みを生じることを実現するの
に非常に重要である。

【００４２】高さ検査に関する別の重要な点は、前記カ
メラがデポジットの垂直方向上方にあることである。こ
れによって、受け取った信号を基板の高さとは、実際に
は高さにある程度のばらつきが生ずるが、無関係にする
ことが可能となる。

【００４３】前記ピクセル直線はステップ１０４で記憶
され、かつステップ１０５においてイメージプロセッサ
６が、他の線を捕らえる必要があるか否かを判定し、必
要な場合には、ステップ１０３及び１０４を反復する。
走査速度は、二次元段階で決定されたペーストデポジッ
トの寸法に応じて変わる。これによって８〜６４μｍの
範囲内での直線の分離ができ、より小さいデポジットに
ついてより小さな分離が用いられる。全ての線が捕らえ
られると、ステップ１０６において、イメージプロセッ
サが、図８に示すように高さマップ７０の解析を行う。

【００４４】高さマップ７０は一連のピクセル７１の列
であって、各列は捕らえられた一本の直線１１６を表し
ている。高さマップ７０の各ピクセルの値は、図８に示
すようなデータ（基準）線Ｄから標的の関連部分への距
離に比例する。このデータは、Ｘ軸に対して４５゜の角
度で延びる直線であり、従って前記データ（基準）から
最大の距離にある光が、前記はんだデポジットの最も高
い部分に当っている。従って、高さマップ７０は、はん
だデポジットの三次元パターンを表す非常に簡単で効果
的な方法である。前記ペーストデポジットを取り囲む基
板に対応するデータ線Ｄの部分により、局所高さ基準が
得られる。これによって、局所的な傾斜及び反りを補償
することによって優れた精度が得られ、かつシステムの
プログラミング及びセットアップ時間が短縮される。

【００４５】この高さマップは、はんだデポジットを簡
単に表わしたものである。高さの計算はピクセル強度値
から直接得られ、かつ多数のピクセルがカバーする領域
の平均値は簡単に計算することできる。或る方法では、
面積及び高さデータを統合して、絶対体積データを求め
ることができる。別のより簡単な方法では、平均高さを
体積に比例するものとみなして、比例体積データが得ら
れる。

【００４６】三次元イメージ処理の別の重要な点は、受
け取った光信号が、ピクセルの異常値をメジアン値に割
り当てるメジアンフィルタリング処理を受けることであ
る。各ピクセル値を、そのピクセル値及び元の三次元イ
メージにおける全ての近傍の値のメジアンとして求めら
れた新たな値で置き換えることにより、元のイメージか
ら新たな三次元イメージが構築される。

【００４７】本発明は、非常に単純な方法によるはんだ
ペースト検査を実現する。本発明では、二次元検査のた
めのカメラが唯一つである。高さは、反射光の１本又は
僅かな数の直線を簡単に処理することによって求められ
る。この二次元検査を行う方法により、正確な三次元検
査を可能にする非常に正確なはんだ位置データが得られ
る。

【００４８】本発明は、上述した実施例に限定されず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で、その構成や詳
細な部分を様々に変更して実施することができる。例え
ば、前記測定システムは二次元検査のみの手段から構成
することができる。この場合、非常に包括的な二次元情
報が得られる。また、前記測定システムは三次元検査の
み、即ち別個の検査システム又はＣＡＤデータによって
解析される基板領域の位置のための手段を有していても
よい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば，上述したように構成さ
れることにより、簡単で高速かつ効率的な方式で個々の
はんだデポジットの位置及び体積を正確に求めることが
でき、電子回路の製造のような高速製造環境に適した測
定システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定システムの正面図である。

【図２】本発明の測定システムを側方から見たより詳細
な斜視図である。

【図３】測定システムのガントリヘッドをより詳細に示
す斜視図である。

【図４】測定システムによる二次元検査を示す正面図で
ある。

【図５】測定システムによる二次元検査を示す正面図で
ある。

【図６】測定システムによる三次元検査を示す正面図で
ある。

【図７】図６の三次元検査の平面図である。

【図８】イメージ処理のためのピクセル高さマップの模
式図である。

【図９】図６のシステムのイメージ処理を示すフロー図
である。

【図１０】図６のシステムのイメージ処理を示すフロー
図である。

【図１１】図６のシステムが捕らえたイメージを示す図
である。

【図１２】図６のシステムが捕らえたイメージを示す図
である。

【符号の説明】

１はんだペースト測定システム２ハウジング３コンベヤシステム４ガントリ５ガントリヘッド６イメージプロセッサ７コントロールパネル８キーボード９モニタ２０コンベヤレール２１駆動モータ２２標的２３キャリッジ２４空気圧システム２５位置基準クランププレート３０レール３１ガントリビーム３２リニアモータ３３ケーブルルーム４０支持プレート４１カメラ４２上側ＬＥＤリング４３下側ＬＥＤリング４４レーザ装置４５レーザセンサ５０基板５１はんだデポジット５２パッド５３軸上ビーム５４反射光５５軸外ビーム５６反射光６０レーザビーム６１反射光７０高さマップ７１ピクセル１１０直線１１６直線

フロントページの続き (72)発明者ピーター・クートスークスアイルランド国・ダブリン・４，ピアス・ストリート，アイディエイ・エンタープライズ・センター，ユニット・24 (72)発明者ジェームズ・マホンアイルランド国・ダブリン・９，グラスネイブン，セント・モブハイ・ロード・137 (72)発明者シーン・オニールアイルランド国・ダブリン・９，コリンズ・アベニュー，コリンズウッド・110

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】はんだデポジットを有する基板を支持
するための手段と、基板に光ビームを当てるように設け
た光源と、反射光を受け取るように設けたカメラと、前
記カメラに接続され、かつ前記カメラの出力信号を処理
してはんだデポジットの高さデータを求めるための手段
を有するイメージプロセッサとを備えるはんだデポジッ
トの測定システムであって、前記光源が、前記基板のＸ軸及びＹ軸と概ね４５゜の角
度をなす直線として標的に当るシート状の光を発するた
めの手段からなり、前記カメラ及び前記光源が、前記標的に光ビームが当た
る位置での高さの差が前記カメラで見る前記直線のパタ
ーンとして表わされるように、相互に或る角度で設けら
れていることを特徴とする測定システム。
【請求項２】前記光ビームが前記標的に当たる位置
の実質的に真上に前記カメラが位置するように、前記カ
メラ及び前記光源が設けられることを特徴とする請求項
１に記載の測定システム。
【請求項３】前記カメラ及び前記光源が同一平面上
にあり、かつ相互の角度が１５゜乃至４５゜の範囲にあ
ることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
【請求項４】前記角度が概ね４０゜であることを特
徴とする請求項３に記載の測定システム。
【請求項５】前記イメージプロセッサが、各光の直
線をピクセルの列として表わすための手段を有し、各ピ
クセルの強度が、対応する前記光の偏差の程度に比例す
ることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
【請求項６】前記偏差が、前記はんだデポジットに
隣接する前記基板から導出される局所データに対して計
算されることを特徴とする請求項５に記載の測定システ
ム。
【請求項７】前記イメージプロセッサが、ピクセル
の異常値を排除するメジアンフィルタリング技術を用い
て、受け取ったデジタル光信号をフィルタリング処理す
るための手段を有することを特徴とする請求項１に記載
の測定システム。
【請求項８】ガントリを更に備え、前記カメラ及び
前記光源がガントリヘッド上に設けられ、前記ガントリ
が、選択された基板領域に前記ヘッドを移動させ、かつ
前記ヘッドを前記基板領域内の一連の連続した離散位置
にステップ駆動するための駆動手段を更に有することを
特徴とする請求項１に記載の測定システム。
【請求項９】前記基板を基準高さに支持するための
手段を更に有することを特徴とする請求項８に記載の測
定システム。
【請求項１０】最初に前記標的の二次元検査を実行
して、測定すべきはんだデポジットの位置を求めるため
の手段を有することを特徴とする請求項１に記載の測定
システム。
【請求項１１】垂直に設けられたカメラと、軸上ビ
ームを発する光源と、及び軸外ビームを発する光源とを
備え、前記イメージプロセッサが、前記光源を切り換えるための手段と、裸のパッドをイメージから排除するべく前記軸上ビーム
から反射される光信号を処理するため、及び基板を排除
してデポジットの境界を画定するべく前記軸外ビームか
らの反射光を処理するための手段とを有することを特徴
とする請求項１０に記載の測定システム。
【請求項１２】前記光源が発光ダイオードであり、
かつ前記カメラ軸の周りに対称的にリング状に配置され
ていることを特徴とする請求項１０に記載の測定システ
ム。
【請求項１３】前記処理手段が、隣接するデポジッ
トの境界が結合しているか否かを判定することによっ
て、はんだの短絡を検出するための手段を有することを
特徴とする請求項１１に記載の測定システム。
【請求項１４】はんだデポジットを有する基板を支
持するための手段と、標的を照明するように設けられた
光源手段と、反射光を受け取るように設けられたカメラ
と、前記カメラに接続され、かつ前記カメラの出力信号
を処理してはんだデポジットの面積データを求めるため
の手段を有するイメージプロセッサとを備える測定シス
テムであって、前記光源手段が、軸上ビームを発するための光源と、軸
外ビームを発するための光源とからなり、前記イメージプロセッサが、前記光源を切り換えるため
の手段と、基板の裸のパッドを排除するべく前記軸上ビ
ームから反射される光信号を処理するため、及び基板を
イメージから削除してデポジットの境界を画定するべく
前記軸外ビームからの反射光を処理するための手段とか
らなることを特徴とする測定システム。
【請求項１５】前記光源が発光ダイオードであり、
かつ前記カメラ軸の周りに対称的にリング状に配置され
ていることを特徴とする請求項１４に記載の測定システ
ム。
【請求項１６】前記イメージプロセッサが、隣接す
るデポジットの境界が結合しているか否かを判定するこ
とによって、はんだの短絡を検出するための手段を有す
ることを特徴とする請求項１４に記載の測定システム。