JPS60145698A - レ−ザハンダ付け検査装置 - Google Patents

レ−ザハンダ付け検査装置

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JPS60145698A
JPS60145698A JP215184A JP215184A JPS60145698A JP S60145698 A JPS60145698 A JP S60145698A JP 215184 A JP215184 A JP 215184A JP 215184 A JP215184 A JP 215184A JP S60145698 A JPS60145698 A JP S60145698A
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JP
Japan
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soldering
laser
joint
inspection
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP215184A
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English (en)
Inventor
沖野 圭司
宏 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP215184A priority Critical patent/JPS60145698A/ja
Publication of JPS60145698A publication Critical patent/JPS60145698A/ja
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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】 本発明、はあらかじめハンダをプリコートした基板に実
装された電子部品のリードにレーザ光を集光し1局部的
な高温状態をつくシ出すことによシ基板上にハンダ付け
をおこない、そのときにハンダ付は接合部から発生する
放射熱を測距することによりハンダ付は接合状態の検査
を実時間でおこなうレーザハンダ付は検査装置に関する
従来、ハンダ付けとその接合状態の検査は個別の装置に
よシおこなわれていた。
ハンダ付けの接合状態の検査には電気的検査の他、人間
による目視検査、指触検査などがおこなわれている。し
かし人間による検査では、人間個人の判断をあおぐため
判断レベルが一定しないことや、表面土兄つけることが
できない接合不良を検知できない。また、電気的検査で
は、不良個所の検出が困難で、一時的な接触によって検
査を通過するが、経年変化によりハンダ付は不良による
回路故障がおこる場合もあシ、通常は電気的検査と併用
して目祝検査、指触検査がおこなわれている。
この他の方法として1980年発行の[コンファランス
レコードクリープ2ンドエレクトリカル/エレクトロニ
クスコンファランスアンドエクスボジ4 シ、 y (
Conf 、 Record C1eveland E
lect−rical / Electronics 
Conf and Exposition ) J、第
103頁から第108頁、リカード ノ(アンセエテイ
(Riccard Vanzetti ) 、アランシ
ー トラウ(−A I anC,Traub) 、アラ
ンニー リチャード(Alan A。
R1chard)らによる[))ンダ付り嵌合部のレー
ザによる検査(Laser In5pection o
f 8o1der Jo−ints ) Jと題する論
文に開示されたものがある。
この論文には、すでに電子部品ヲ7・ンダ付けした基板
上のハンダ付は接合部にノくシーの弱いレーザを照射し
、/・ンダ付は接合部から発生する赤外線を赤外線検出
器で検出してその検出出力ピーク電圧あるいは出力波形
により、ノ・ンダ付は接合部の良否の判定をおこなう方
法が示されている。
この方法では、XYテーブル上の基板を、コンビーータ
によって制御されたモータによって動かし、ハンダ付は
接合部の位置を示す座標と赤外線検出器の出力電圧をコ
ンピュータにより記憶し、表示装置に出力するようにな
っている。
上記検査方法はいずれもハンダ付は作業とは別個におこ
なうため、ハンダ付けの時間と検査の時間を各々必骸と
する。
本発明は、かかる点に鑑みハンダ付けをレーザ光を集光
することによって行うとともに、り・ンダ付は中に実時
間でそのハンダ付は接合部から発生する放射熱を赤外線
検出素子により検出し、その出力電圧レベルによりハン
ダ付は個所のハンダ付は接合状態の良否を判定、記憶し
、判定結果を表示するものである。レーザ集光部の移動
の制御はコンビーータを用いておこない、接合場所の座
標はあらかじめコンピュータに記憶される。
本発明では、ハンダ付けと接合状態の良否判定が同時に
できる。また赤外線検出素子として、ハンダ溶融温度付
近(150℃〜300℃)の尚温物体から放射する赤外
線(波長3〜4μm)を検出できる?赤外線検出素子が
使用できる。この種の赤外線検出索子は半導体型赤外線
検出素子と違い冷却装置が不要である。したがって検出
系が安価になる。
次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明によるレーザ/%ンダ付は装置の概略斜
視図である。図において、Nd;YAGレーザ11から
出射されるレーザ光は、レーザ11の出力側に配置され
るレーザ光開閉手段を介して光ノア4バ1へ入射する。
レーザ光開閉手段は、コンピュータ6の指令により接合
部でレーザノ為ンダ付けをするときとしないときとでレ
ーザ出力光を開閉する。光ファイバ1により導かれたレ
ーザ光は射出部2から出射され、集光レンズ3と赤外線
検出素子4と結像レンズ12とフィルター13とを含t
r検出部5は、コンピー−タロにより制御さレタロボッ
ト7により、プログラムされた位置に移動する。すでに
ハンダが回路パターンにプリコートされた基板8上には
、ハンダ付けがなされる電子部品9が実装されており、
接合部10には光ファイバ1をとおったNd;YAGレ
ーザ11からのレーザ光が結像レンズ12によって集光
され、ハンダ付けがなされる。またハンダ付けと同時に
、結合部10からの放射熱を集光レンズ3で集め、フィ
ルター13でレーザ光の波長を遮断した後、赤外線受光
素子4へ入射させる。このようにしてハンダ付は作業は
、定まった時間内で順次行われる。
第2図(a) 、 (b)および第3図(a) 、 (
b)は、電子部品のハンダ付は状態を示す。
第2図(a)に示すように集積回路14のリード15が
基板8上のパターンにハンダ付けされてないで未接触の
場合、及び同図(b)に示すようにスルーポール内でブ
ローホール7ができている場合は熱容量が小さいため、
同一の入射光パワーに対して、正常なハンダ付は状態と
比較して放射熱は大きく、正常な場合と区別が可能とな
る。
また第3図(a)に示すように、ノ・ンダ量が多くいわ
ゆるいもハンダ18になった場合、及び同図(b)に示
すようにパターン8aと8bを接続するハンダブリッヂ
19を形成の場合は熱容量が大きいため、同一の入射光
パワーに対して正常な場合と比較して放射熱は小さく、
正常な場合と区別が可能となる。
第4図(a)は、はぼ同一パターンでのハンダ付は箇所
の接合状態の良否を判断および表示するシステムの一例
で、第1図に示す赤外線検出素子4によっ゛C検出され
た信号は増幅器21で増幅された後、波高弁別器22へ
入力する。波高弁別器22は、入力信号のピーク電圧を
検出し、ある一定の範囲の規定レベルと比較する。規定
レベルは、溶融状態にあるハンダ付は箇所の接合状態が
正常である場合の基準レベルで、第2図(a)または(
b)あるいは第3図(a)まだは(b)のような接合状
態では、ピーク検出レベルが規定レベルの範囲外となシ
、接合不良が判定される。ハンダ付は良否の接合情報は
ただちにコンピュータ24aに知らされる。コンビーー
タ24aは、基板8上の各ハンダ付は接合部の位置があ
らかじめプログラムされており、ハンダ付は中のハンダ
付は接合位置に対応するメモリに波高弁別器22からの
接合良否の情報が記憶され、同時にモニタ24bに基板
8と基板上の接合箇所の接合良否を表示させる。
一般に、ハンダ付は中にハンダ付は接合部から放射する
熱すなわち赤外線は、電子部品へのリードハンダ量や基
板上のエツチングパターン面積の違いによって異なる。
したがって同一基板上でハンダ付は接合部の条件が違う
箇所を接合する場合、接合良否の判断は複雑となるため
、コンピータで処理させた方が良い。
第4図(b)はこのような場合の接合良否の判断および
表示のだめのシステムの一例で、第1図に示す赤外線検
出素子4の出力は増幅器21で増幅された後、アナログ
・ディジタル(A/D )変換器23でディジタル信号
に変換されコンピュータ24aへ入力する。コンビーー
タ24aは基板上の各接合部の位置がプログラムされて
おり、浴融状態にある接合部の接合状態が正常と判断可
能な検出レベル範囲が各接合部ごとに記憶されている。
またA/D変換器23の出力は接合作業中の接合部の検
出レベル範囲と比較され、検出レベル範囲内、あるいは
範囲外であるかで接合の良、不良を判断12、その判断
結果を接合部ごとに記憶する。記憶と同時に、モニタ2
4bに基板8と基板上の接合箇所の接合良否を表示させ
る。
本発明の実施例においては、ハンダ付は用レーザ光源と
して連続発振のNd:YAGレーザを使用しているが、
パルス励起型レーザまたは炭酸ガスレーザ等をハンダ付
は用レーザとして使用しても良いことは明白である。
しかし、接合状態の検査を兼ねたハンダ付は用レーザと
しては、Nd:YAGレーザの方が炭酸カスレーザより
発振波長が短かく、近赤外領域である。したがってNd
;YAGレーザはハンダの溶融点付近で発する放射熱と
レーザ光の波長が重ならず、第1図に示すようにレーザ
光の波長をフィルター13によシ遮断した場合にも有効
に放射熱を利用して測定することができる。この他、N
d:YAGレーザには炭酸ガスレーザと比べ、石英光フ
ァイバを使用することができる、ハンダ表面の反射率が
低いため熱効率が良い、レーザ光の反射光によるハンダ
付は接合部以外の部分の損傷が少ないなどの特徴がある
。また検査方法が非接触検査でかつ単発9局部的加熱の
ため電子部品を破損する可能性が小さいなどの特徴もあ
る。
検出部光学系は第1図の様にレーザ光結像レンズ12の
他に放射熱集光レンズ3を別に設けて測定する他、第5
図(a)に示すようにレーザ光集光レンズ25を共用し
、ダイクロイックミラー26によって放射熱を反射して
検出する方法、あるいは第5図(b)に示すようにエネ
ルギー伝送用光ファイバ27を共用してNd:YAGレ
ーザ装置11のレーザ光出射部付近でダイクロイックミ
ラー29によって放射熱を反射して測定してもよい。
また、第1図においてレーザ光集光糸および放射熱検出
系を含む検出部2は、ロボットにより、ハンダ付は接合
部に位置制御しているが、基板をのせたステージを動か
すことによって、前記レーザ光集光糸と放射熱検出系を
固定することも可能である。
以上のように本発明は、レーザにより自動ハンダ付けを
おこなうとともに、実時間でハンダ付は接合状態を検知
し、“不良部分を知らしめるものである。また検知する
信号は、比較的高温状態の接合部からの放射熱であるた
め、冷却の必要がなく検出系に必要とする費用も安価と
なる。
したがって本発明を使用することによって、信頼性の高
いハンダ付けが行われ、今壕で検査にとられれていた時
間工数を削減でき、大幅に生産性を向上させ、その実用
効果は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるレーザハンダ付は装置の概略を示
す斜視図、第2図(a)は未接触によるハンダ付けの不
良を示す斜視図、第2図(b)はブロホールによるハン
ダ付けの不良を示す斜視図、第3図(a)はハンダ蓋過
多によるハンダ付けの不良を示す斜視図、第3図(b)
はブリッヂ形成によるハンダ付けの不良金示す斜視図、
第4図(a) 、 (b)はそれぞれ受光素子出力信号
の処理方法のブロック図、第5図(a) 、 (b)は
それぞれ放射熱検出方法の一例を示す斜視図である。 120091.光ファイバ、2・・・・・・レーザ光射
出部、3・・・・・・集光レンズ、4・・・・・・赤外
線検出素子、5・・・・・・4Q[s、6°″・・・・
コンピュータ、7・・・・・・ロボット、8・・・・・
・基板、9・・・・・・電子部品、10・・・・・・接
合部、11・・・・・・Nd;YAGレーザ、12・・
・・・・結像レンズ、13・・・・・・フィルター、1
4・・・・・・集積回路、15・・・ −・・・リード
、17・・・・・・プローホール、18・・・出いも)
・ンダ、19°゛°°°°ブリッヂ、20・・・・・・
赤外線検出素子、21−°°°−°増幅器、22・・・
・・・波高弁別器、23・・・・・・アナログ・ディジ
タル変換器、24・・・・・・コンピュータ、25°°
°゛゛集光レンズ、26.29・・・・・・グイクロイ
ックミラー、27・・・・・・光ファイバ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ハンダ付は用レーザ装置と前記レーザ装置から出射する
    レーザ光の開閉手段とを含むレーザハンダ付は装置にお
    いて、前記レーザ光をハンダ付は接合部に照射しハンダ
    付けをおこなうための光学系と、前記ハンダ付けと同時
    に前記ハンダ付は接合部から発生する放射熱を検出、す
    る装置とを含み、前記検出装置の出力信号によって実時
    間で前記ハンダ付は接合部のハンダ付は接合状態の良否
    を評価することを特徴とするレーザハンダ付は検査装置
JP215184A 1984-01-10 1984-01-10 レ−ザハンダ付け検査装置 Pending JPS60145698A (ja)

Priority Applications (1)

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JP215184A JPS60145698A (ja) 1984-01-10 1984-01-10 レ−ザハンダ付け検査装置

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JP215184A JPS60145698A (ja) 1984-01-10 1984-01-10 レ−ザハンダ付け検査装置

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JPS60145698A true JPS60145698A (ja) 1985-08-01

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JP215184A Pending JPS60145698A (ja) 1984-01-10 1984-01-10 レ−ザハンダ付け検査装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06267632A (ja) * 1992-11-16 1994-09-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光モジュール
JPH0786732A (ja) * 1993-09-10 1995-03-31 Nec Corp リード部品搭載装置及び方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5078380A (ja) * 1973-09-20 1975-06-26

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