JPS6165175A - Method and apparatus for inspecting joined status of terminals of circuit parts - Google Patents

Method and apparatus for inspecting joined status of terminals of circuit parts

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Publication number
JPS6165175A
JPS6165175A JP59186331A JP18633184A JPS6165175A JP S6165175 A JPS6165175 A JP S6165175A JP 59186331 A JP59186331 A JP 59186331A JP 18633184 A JP18633184 A JP 18633184A JP S6165175 A JPS6165175 A JP S6165175A
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JP
Japan
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lead
optical system
vibration
state
speckle
Prior art date
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Pending
Application number
JP59186331A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Hiroi
高志 広井
Takanori Ninomiya
隆典 二宮
Yasuo Nakagawa
中川 泰夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect oscillation with high sensitivity and to attain highly accurately an inspection for a joined state by inserting an optical means such as a cylindrical lens having a negative focal distance into an optical detecting system and defocusing light only in one direction. CONSTITUTION:One lead to be tested of a flat package type parts 7 is positioned on an inspecting position, a laser beam is irradiated to the upper surface of the lead and disturbed air jet is blown from an air nozzle 15 upon a soldering part to be inspected. Under said status, a lead of high quality is not oscillated, but a defective disconnected lead is oscillated. Therefore, light is defocused only in one direction by the cylindrical lens 21-2 having a negative focal distance and the lead is observed by an accumulation type linear sensor 22 having a sample rate larger than its oscillation frequency to obtain a laser speckle. An excellent laser speckle has a sharp unevenness in fine pitches, but a defective one disconnected with lead has a moderate waveform. Consequently, the defect of the joint part can be decided by analyzing the difference of the laser speckle.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、集積回路等の回路部品の接合状態を検査する
方法、並びにその装置に係り、さらに詳しくは回路部品
の接合状態を非接触で加振し、その振動状態を非接触で
検出する方法並びにその装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method and apparatus for inspecting the bonding condition of circuit components such as integrated circuits, and more specifically to a method for inspecting the bonding condition of circuit components in a non-contact manner. The present invention relates to a method and apparatus for shaking and detecting the vibration state in a non-contact manner.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

集積回路等の回路部品の検査すべき接合部には、第1図
(a)に示すようにフラットパッケージ形部品のはんだ
何部1や、第1図(b)に示すようにLSIなどのワイ
ヤ・ポンディング箇所2などがある。
The joints of circuit components such as integrated circuits to be inspected include solder parts 1 of flat package components as shown in Fig. 1(a), and wires of LSI etc. as shown in Fig. 1(b).・There is a pounding point 2, etc.

これら、接合部を有する対象物の欠陥としては、接合部
が完全に離れているもの、接触をしているのみで完全に
は結合していないもの、接合部がずれているものなどが
ある。特に、これらの欠陥のうち接合部が完全に離れて
いるもの、接触しているのみであるものは自動検査が困
難であるばかりでなく、目視による検査も困難であるた
め、特に検査自動化の必要性が高い。
These defects in objects having joints include those in which the joints are completely separated, those in which the joints are only in contact but not completely connected, and those in which the joints are misaligned. In particular, among these defects, those where the joints are completely separated or only in contact are not only difficult to automatically inspect, but also difficult to visually inspect, so there is a particular need for inspection automation. Highly sexual.

これらの検査対象はすべて第1図(C)に示す同一の構
造を持っている。
All of these objects to be inspected have the same structure as shown in FIG. 1(C).

第1図(C)において、3,4は接合部を有する物体で
、5はその接合部を示し、接合部3あるいは接合部4に
リード線(図示せず)が接続されるものである。
In FIG. 1(C), 3 and 4 are objects having joints, 5 is the joint, and a lead wire (not shown) is connected to the joint 3 or 4.

以下は、これらの検査対象のうちフラットパッケージ形
部品のリード接続なし、欠陥(完全に浮いているものと
接触はしているがはんだ付けがなされていないものを含
む)の検査に限って説明てる。
The following describes only the inspection of flat package type parts with no lead connections and defects (including those that are completely floating and those that are in contact but are not soldered). .

同様のことが、その第1図(C)に示される構造を持つ
対象物の検査についていえ1本発明の方式を用いれば検
査を行うことができることは勿論である。
It goes without saying that the same thing can be done with respect to the inspection of an object having the structure shown in FIG. 1(C) by using the method of the present invention.

まず、フラットパッケージ形部品のはんだ付部の外観検
査をおこなう従来方式として以下に述べる「Batte
lle研」の2つの方式がある。
First, the conventional method for visually inspecting the soldered parts of flat package components is the "Batte" method described below.
There are two methods of lleken.

第1の方式は、振動子をはんだ付部に接触させることK
より、60Hz〜200IG(zの周波数で加振をおこ
ない、そのときの振動状態を振動検出器で検出し、この
ときの振動状態をもとに欠陥判定をオコナう。([J%
3%patent 4.218.9224第2の方式は
、振動子をはんだ付部に接触させろことにより、  2
0Hz 〜1MHzまた+t i 5 GKHz〜65
0KHzまで変化させてはんだ付部の加振をおこない、
このときの振動の太ぎさを振動検出器で検出することに
より、はんだ付部の周波数応答を測定し、この周波数応
答をもとく欠陥判定をオコナう(U%8%Patent
 4.287,766 )。
The first method is to bring the vibrator into contact with the soldered part.
Therefore, vibration is performed at a frequency of 60 Hz to 200 IG (z), the vibration state at that time is detected by a vibration detector, and defects are determined based on the vibration state at this time. ([J%
3% patent 4.218.9224 The second method is to bring the vibrator into contact with the soldered part.
0Hz to 1MHz or +t i 5 GKHz to 65
The soldering part is vibrated by changing the frequency to 0KHz,
By detecting the thickness of the vibration at this time with a vibration detector, the frequency response of the soldered part can be measured, and defects can be determined based on this frequency response (U%8%Patent
4.287,766).

これらの方式は、はんだ付部の接合状態な直接検出でき
る長所はあるが、接触式で加振、振動検出を行っている
ため、欠に述べる欠点がある。
Although these methods have the advantage of directly detecting the joint state of the soldered parts, they have some drawbacks because they use a contact method to excite and detect vibrations.

(1)携査速度が遅い (2)接触方式であるため、はんだ付部と振動子および
検出器の接触状態を一定に保つことが困難であり、検査
信頼性が低い。
(1) The carrying speed is slow. (2) Since it is a contact method, it is difficult to maintain a constant state of contact between the soldered part, the vibrator, and the detector, and the inspection reliability is low.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、前記の如き従来技術の問題点ケー掃し
、非接触加振、非接触に振動を検出して接合部の接触状
態を検出する上で、より高感度に振動検出ができ、高精
度の接合部の状態検出ができる検査方法並びにその装置
を提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the problems of the prior art as described above, and to detect the contact state of joints by non-contact vibration excitation and non-contact detection, and to enable vibration detection with higher sensitivity. An object of the present invention is to provide an inspection method and apparatus that can detect the state of a joint with high precision.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴の1つは、接合部の検査対象物(被検査体
)を非接触で加振させ、その振動状態をレーザ・スペッ
クル等で光学的に検出し、その検出された振動状態を解
析して被検体の接合状態を検出する方法において、前記
光学的検出系の中に、焦点距離が負であるシリンドリカ
ル・レンズ等の光学手段を挿入することにより一方向の
みにデフォーカスさせることによって、高精度に自動検
査できるようにした点である。
One of the features of the present invention is to vibrate the object to be inspected (inspected object) at the joint without contact, and to optically detect the vibration state using laser speckles, etc., and to detect the detected vibration state. In the method of detecting the bonding state of a subject by analyzing the detection system, defocusing is performed in only one direction by inserting an optical means such as a cylindrical lens having a negative focal length into the optical detection system. This makes it possible to perform automatic inspection with high accuracy.

本発明のもう1つの特徴は、装置構成にありその構成要
素は、被検査体を非接触で加振する加振手段と、その加
振手段で加振された被検査体の振動状態なV−ザ・スペ
ックルを用いて検出する光学手段と、その光学手段で検
出された振動状態を解析し、欠陥判定する解析手段より
成る被検査体の接合状態を検出するための装置において
、前記光学手段中に、焦点距離が負であるシリンドリカ
ル・レンズを挿入し、被検査体の微小回転振動を大きな
光量変化として検出できるように構成したことである。
Another feature of the present invention is the device configuration, which includes a vibrating means for vibrating the object to be inspected in a non-contact manner, and a vibration state of the object to be inspected excited by the excitation means. - An apparatus for detecting a bonding state of an object to be inspected, comprising an optical means for detecting using the speckle, and an analysis means for analyzing the vibration state detected by the optical means and determining a defect. A cylindrical lens with a negative focal length is inserted into the means, so that minute rotational vibrations of the object to be inspected can be detected as large changes in the amount of light.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、添付図に従って本発明の一実施例を詳述する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の具体的構成を説明する前に、第1図。Before explaining the specific configuration of the present invention, FIG.

第2図において、本発明の原理について説明する。Referring to FIG. 2, the principle of the present invention will be explained.

すなわち、第1図に示した被検査体(以下。That is, the inspected object shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as the object to be inspected).

対象物と称す)の接合状態(方法)が異なれば接合状態
の弾性的性質が異なる。このため、接合部を加振し、そ
のときの振動状態を検出することにより、接合状態の異
常、つまり欠陥を判定することができる。
If the bonding state (method) of the objects (referred to as objects) differs, the elastic properties of the bonding state will differ. Therefore, by vibrating the joint and detecting the vibration state at that time, it is possible to determine an abnormality in the joint state, that is, a defect.

例えば、第2図に示すように基板6に取付けられたフラ
ットパッケージ形部品7のリード8に接続長部、不良部
があった場合、はんだ付は部9に振動を与える如く、リ
ード8の下部に空気ノズル等により空気を吹き付け、振
動を加えると良品のリードは基板6に強固に固定されて
いるため、はとんど振動しないが、不良品のリードは基
板と接続がなく、はげしく振動する。
For example, as shown in FIG. 2, if the lead 8 of the flat package component 7 attached to the board 6 has a connection length or a defective part, soldering may cause vibration to the part 9 at the bottom of the lead 8. When air is blown through an air nozzle or the like and vibration is applied to the lead, good leads do not vibrate because they are firmly fixed to the board 6, but defective leads have no connection to the board and vibrate violently. .

この振動の大きさを測定し、ある決められた犬ぎさ以上
の振動をおこしているものを欠陥と判定するものである
The magnitude of this vibration is measured, and if the vibration exceeds a certain level, it is determined to be defective.

一方、振動検出は次のような方法でおこなう。On the other hand, vibration detection is performed in the following manner.

検査対象物の要部にレーザを照射し、これをセンサで検
出するとレーザ・スペックyと呼ばれろコントラストの
強い斑点が観測される。レーザ・スペックルとは、ラン
ダムな回折格子と見なせる微小な凹凸を持つ対象物表面
に照射されたレーザ光が、この回折格子により回折を起
し、回折光が相互に干渉を起す。このスペック/I/は
対象物が移動すればそれにつれて移動するため、このレ
ーザ・スペックルの移動を、光学センサで観測すること
により対象物の移動が検出できる。
When a laser beam is irradiated onto the main part of the object to be inspected and a sensor detects it, spots with high contrast called laser specks are observed. Laser speckle refers to a laser beam irradiated onto the surface of an object that has minute irregularities that can be considered as a random diffraction grating, causing diffraction by the diffraction grating, and the diffracted lights mutually interfere. Since this speck /I/ moves as the object moves, the movement of the object can be detected by observing the movement of this laser speckle with an optical sensor.

第5図はその光学系の構成例を示したものであって、1
0はレーザ発振器、11はノ1−7ミラー、12は被検
査体である対象物、13は検出光学系、14はセンナで
あって1図示の如く配置しである。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the optical system.
0 is a laser oscillator, 11 is a 1-7 mirror, 12 is an object to be inspected, 13 is a detection optical system, and 14 is a sensor, which are arranged as shown in FIG.

第5図において、2方向へのスペクトルの移動量Azは
(1)式であられされる。
In FIG. 5, the amount of spectrum movement Az in two directions is expressed by equation (1).

a:対象物とレンズの間隔 b:レンズと結像位置の間隔 Δ:結像位置からのデフォーカス量 aχ:対象物の2方向への移動量 Ωy二対象物のy軸回りの回転量 このため、センサ結像面上(デフォーカス量Δ=0)に
配置すれば、スペックルの移動iは対象物の移動量に倍
率を乗じたものと等しくなる。
a: Distance between the object and the lens b: Distance between the lens and the imaging position Δ: Amount of defocus from the imaging position aχ: Amount of movement of the object in two directions Ωy Amount of rotation of the object around the y-axis Therefore, if the speckle is placed on the sensor imaging plane (defocus amount Δ=0), the movement i of the speckle will be equal to the movement amount of the object multiplied by the magnification.

これに対し、センナを結像面からΔだけ離れたデフォー
カス位置く置くことにより、対象物の回転移動に対して
もスペックルは移動し、しかもデフォーカス量Δを大き
くとることにより微弱な回転移動をも犬ぎなスペックル
移動量としてとらえることが可能となる。
On the other hand, by placing the sensor at a defocus position that is Δ apart from the image plane, the speckles will move even when the object rotates, and by setting a large defocus amount Δ, the speckles will move even when the object rotates. It is also possible to understand movement as the amount of speckle movement.

一般に光学センサには蓄積形のものと非蓄積形のものが
ある。蓄積形のセンナは、入射光量。
Generally, there are two types of optical sensors: storage type and non-storage type. Accumulating type senna measures the amount of incident light.

を一定時間積分をしたものを検出する形式で。in a format that detects the result of integrating over a certain period of time.

非蓄積形のセンサは入射光量の時間変動を検出する形式
のものである。
A non-storage type sensor is of a type that detects temporal fluctuations in the amount of incident light.

蓄積形のセンサで振動しているレーザ・スペックルを検
出すれば、スペックル斑の位置が振動しているため、あ
る1点の検出光量も振動して観察され、振動していない
レーザ・スペックルに対しては第3図(a)、(b)に
示すように検出光量は一定に観察される。
If a vibrating laser speckle is detected with an accumulation type sensor, the position of the speckle spot will be vibrating, so the detected light amount at a certain point will also be observed as vibrating, and the laser speckle that is not vibrating will be observed. As shown in FIGS. 3(a) and 3(b), the amount of detected light is observed to be constant.

蓄積形のセ/すで振動しているレーザ・スペックルを検
出すれば、スペックル斑の位置が振動しているため、蓄
積時間を振動周期以上にとれば、特定の1点の検出光量
は、はぼ場所に依存しない一定値となる。このため振動
していないスペックルに対する検出信号の分布は第4図
(a)に示すようにコントラストの強いスペックルが観
察され、振動しているスペックルに対しては第4図(b
)に示すようにコントラストのないぼけたような儂が観
察される。
Accumulation type SE/If a vibrating laser speckle is detected, the position of the speckle spot is vibrating, so if the accumulation time is longer than the vibration period, the detected light amount at a specific point will be , is a constant value that does not depend on location. For this reason, the distribution of detection signals for speckles that are not vibrating is as shown in Figure 4 (a), where speckles with strong contrast are observed, and for speckles that are vibrating, as shown in Figure 4 (b).
), a blurred image with no contrast is observed.

また、スペックルは結像位置においては狭い範囲にとど
まっているが、デフォーカス位置においては拡がってし
まう。検査対象が小さなピッチで並んでいる場合には、
スペックルが拡がりてしまうとそれぞれの対象よりのス
ペックルが重ってしまい、これを識別することは困難と
なる。
Furthermore, although speckles remain in a narrow range at the imaging position, they spread out at the defocus position. If the objects to be inspected are lined up at a small pitch,
When the speckles spread out, the speckles from each object overlap, making it difficult to distinguish between them.

そこで、シリンドリカル・レンズを挿入して並びの方向
には結像関係を保ち、これと直交する方向にデフォーカ
スをおこなえば、それぞれの対象よりのスペックルを十
分に分離し、しかもデフォーカス量を大きくとり、振動
検出感度を十分にとることが可能となる。
Therefore, by inserting a cylindrical lens to maintain the imaging relationship in the direction of alignment and defocusing in the direction perpendicular to this, the speckles from each object can be sufficiently separated, and the amount of defocus can be reduced. By increasing the size, it is possible to obtain sufficient vibration detection sensitivity.

一方、スペックルの平均ピッチはセンサの分解能より大
きくて、しかもなるべく小さければスペックルが移動し
た場合の光量の変化は大きくなる。
On the other hand, if the average pitch of speckles is larger than the resolution of the sensor and is as small as possible, the change in the amount of light when the speckles move will be large.

実験の結果を第6図に示す。The results of the experiment are shown in Figure 6.

正の焦点距離を持つシリ/トリカル・レンズを用いた場
合には第6図(a)のように、スペックルのピッチは太
きいが、負の焦点距離を持つシリンドリカル・レンズ1
3−2を挿入することによって、第6図(b)のように
スペックルのピッチは小さくなる。
When a cylindrical/trical lens with a positive focal length is used, as shown in Fig. 6(a), the speckle pitch is thick, but the cylindrical lens 1 with a negative focal length is used.
By inserting 3-2, the speckle pitch becomes smaller as shown in FIG. 6(b).

上述のように、負のシリンドリカル・レンズ16−2を
挿入することによって、リードの接続部の微小回転振動
を大きな光量変化として検出できる。
As described above, by inserting the negative cylindrical lens 16-2, minute rotational vibrations of the connection portion of the leads can be detected as large changes in the amount of light.

すなわち、接合部の接続状態を拡大して検出でき、高精
度検出が可能である。
That is, the connection state of the joint can be detected in an enlarged manner, and highly accurate detection is possible.

次に1本発明の具体的な構成を示し説明する。Next, a specific configuration of the present invention will be shown and explained.

第7図は、前記したフラットパッケージ形部品を対象に
、リード接続なし欠陥を判定する検査装置の構成を示し
たものである。
FIG. 7 shows the configuration of an inspection device for determining defects with no lead connection in the above-described flat package type components.

第7図に示すように、検査装置は乱流空気噴流を検査対
象の複数箇所のはんだ何部に吹ぎつけ、接続状態不良の
リードを加振するための空気ノズル15を用いた加振系
16と、はんだ何部Qにレーザ・ビームを照射するため
のレーザ17と。
As shown in FIG. 7, the inspection device uses an excitation system that uses an air nozzle 15 to blow turbulent air jets onto several parts of the solder at multiple locations to be inspected, and to excite leads with poor connections. 16, and a laser 17 for irradiating the solder portion Q with a laser beam.

照明光学系18と、ノ・−フ・ミラー19よりなろレー
ザ照射光学系20と、及びレーザ・スペックルを検出す
るためのレンズ21と、負の焦点距離を持つシリンドリ
カル・し/ズ21−2と、蓄積形リニア・センナ22よ
りなる検出光学系23と、検査対象を位置決めするため
のX−Yテーブル24と、空気噴流を制御する噴流制御
部25と、センナ駆動回路26とテーブルコントローラ
27とレーザ制御架28と欠陥判定部29と全体制御部
50よりなる制御部51とよりなる。
An illumination optical system 18, a laser irradiation optical system 20 from a no-f mirror 19, a lens 21 for detecting laser speckles, and a cylindrical lens 21-2 having a negative focal length. , a detection optical system 23 consisting of an accumulating linear sensor 22, an X-Y table 24 for positioning the inspection object, a jet flow control section 25 for controlling the air jet, a senna drive circuit 26, and a table controller 27. It consists of a laser control rack 28, a defect determination section 29, and a control section 51 consisting of an overall control section 50.

また、第8図は第7図の検査装置による検査の全体動作
の概略について説明する。
Further, FIG. 8 outlines the overall operation of the inspection by the inspection apparatus of FIG. 7.

検査に先立って、まず全体制御部30よりの指令でX−
Yテーブル24を検査開始位置へ移動させ、レーザ・ビ
ームの検査対象のリード上面への照射を開始し、空気ノ
ズル15からはんだ何部Qへの空気噴流の噴出を開始す
る。
Prior to the inspection, X-
The Y table 24 is moved to the inspection start position, the laser beam starts to irradiate the top surface of the lead to be inspected, and the air jet starts to be ejected from the air nozzle 15 to the solder portion Q.

次に、以下の動作を繰り返して検査をおこなう。Next, perform the inspection by repeating the following operations.

すなわち、X−Yテーブル24を駆動してフラットパッ
ケージ形部品7の検査対象の一辺のリードを検査位置へ
位置決めし、レーザ・ビームがリード上面に照射され、
空気噴流がはんだ何部へ噴射されるような状態にする。
That is, the X-Y table 24 is driven to position the leads on one side of the flat package component 7 to be inspected to the inspection position, and a laser beam is irradiated onto the top surface of the leads.
Create a state in which the air jet is sprayed onto several parts of the solder.

この状態では、良品リードは振動しないが、不良品の接
続なしリードは振動している。この状態をサンプル・レ
ートが振動周波数より太ぎい蓄積形のリニア・センサ2
2で観測し、第9図に示すレーザ・スペックルを得る。
In this state, the non-defective leads do not vibrate, but the defective unconnected leads vibrate. This state is detected by an accumulation-type linear sensor 2 whose sample rate is greater than the vibration frequency.
2, and the laser speckle shown in FIG. 9 is obtained.

各リードに対応する場所のレーザ・スペックルの状態を
もとに欠陥判定χおこなう。
Defect determination χ is performed based on the state of laser speckles at locations corresponding to each lead.

次に欠陥判定法を述べる。Next, the defect determination method will be described.

蓄積形のリニア・センサ22で得たレーザ・スペックル
は第9図に示すように良品リードではリードが振動して
いないためピッチが細く凹凸の激しい波形32が検出さ
れろ。
As shown in FIG. 9, the laser speckle obtained by the accumulation type linear sensor 22 detects a waveform 32 with a thin pitch and severe irregularities since the lead does not vibrate in the case of a good lead.

しかし、不良品の接続なしリードではリードが振動して
おり、スペックルが振動し、これを積分した形で検出し
ているためなだらかな波形63が検出される。この違い
を、各リードに対応するスペックル像をフーリエ変換し
、0構成分で正規化をおこなった後、高次成分の一定区
間の最大値をとり、この最大値があらかじめ定めた域値
より小さいリードを不良と判定する。
However, in the case of a defective lead with no connection, the lead vibrates, the speckle vibrates, and since this is detected in an integrated form, a gentle waveform 63 is detected. To calculate this difference, we Fourier transform the speckle image corresponding to each lead, normalize it using the 0 component, and then take the maximum value of the high-order component in a certain interval. Determine small leads as defective.

この判定法の変形として次のようなものがある。Variations of this judgment method include the following.

(イ)スペックル波形の微分値、または多次微分値の絶
対値があらかじめ定めた値より太きいものの総和を計算
し、総和があらかじめ定めた域値より小さいリードを不
良と判定する。
(b) Calculate the sum of speckle waveforms whose differential values or absolute values of multi-order differential values are larger than a predetermined value, and determine a lead whose sum is smaller than a predetermined threshold value to be defective.

(ロ)スペックル波形の極太値をとる場所の平均ピッチ
があらかじめ定めた域値より小さいリードを不良と判定
する。
(b) A lead in which the average pitch at a location where the speckle waveform has an extremely thick value is smaller than a predetermined threshold value is determined to be defective.

次に、第2の実施例を第10図(で従って説明する。Next, a second embodiment will be explained with reference to FIG.

第10図において、第7図と同一符号を付しであるもの
は同一のものを示す。第10図1(おいては、検出光学
系23は、レーザ・スペックルヲ検出するだめの集光光
学系21と、χ方向には結像関係を保ったままy方向に
デフォーカスするためのシリンドリカル・レンズ21−
2と、非蓄s形の並例出力のリニア・センナ34とによ
りなっている。
In FIG. 10, the same reference numerals as in FIG. 7 indicate the same components. In FIG. 10, the detection optical system 23 includes a condensing optical system 21 for detecting laser speckles, and a cylindrical optical system for defocusing in the y direction while maintaining the imaging relationship in the χ direction. Lens 21-
2 and a non-storage type linear sensor 34 with a parallel output.

同検査装置の全体動作について、前述の第8図を用いて
説明する。
The overall operation of the inspection apparatus will be explained using FIG. 8 mentioned above.

検査に先だって、まず全体制御部3oよりの指令で、X
−Yテーブル24を検査開始位置へ移動させ、レーザビ
ームのリード上面への照射を開始する。次に、以下の動
作を繰り返して検査をおこなう。
Prior to the inspection, first, by command from the overall control unit 3o,
- Move the Y table 24 to the inspection start position and start irradiating the upper surface of the lead with the laser beam. Next, perform the inspection by repeating the following operations.

すなわち、X−Yテーブル24の駆動によってフラット
パッケージ形部品7の検査対象の1辺分のリードを検査
位置へ位置決めし、空気ノズル15からはんだ何部Qへ
空気噴流の噴射を開始する。この状態では、良品のリー
ドは振動しないが、不良品の接続なしリードは振動して
いる。
That is, the X-Y table 24 is driven to position one side of the leads of the flat package component 7 to be inspected to the inspection position, and the air nozzle 15 starts spraying an air jet onto the solder portion Q. In this state, the good reeds do not vibrate, but the defective unconnected reeds vibrate.

この状態を非蓄積形の並列出力IJニア・センサ39で
観測し、第4図に示すレーザ・スペックルの時間変動を
得る。この得られた各リードに対応する場所のレーザ・
スペックルの時間変動ヲハッファ40に蓄積しておき、
この蓄積された時間変動をもとに欠陥判定をおこなう。
This state is observed by a non-storage type parallel output IJ near sensor 39 to obtain the time fluctuation of laser speckle shown in FIG. The laser at the location corresponding to each lead obtained.
Accumulate the temporal fluctuations of speckle in Huffer 40,
Defects are determined based on this accumulated time variation.

次に、欠陥判定法について説明する。Next, a defect determination method will be explained.

まず、非蓄積形の並列出力のリニア・センナで得たレー
ザ・スペックルは良品に対しては部品リードが振動して
いないため第5図(a) K示すように検出光量がほと
んど変化しないが、不良品の接続なしリードに対しては
部品リードがリードの固有撮動数で振動しているため第
3図(4)に示すように、検出光量が振動する。このレ
ーザ・スペックルの時間変動をスペクトルアナライザで
分析することにより、第11図に示すような波形を得る
。この周波数領域におけるピーク周波数の位置があらか
じめ定めた域値より高いリードを不良と判定する。
First, for the laser speckle obtained with a non-storage type parallel output linear sensor, since the component lead does not vibrate for a good product, the amount of detected light hardly changes as shown in Figure 5(a) K. For a defective lead with no connection, the detected light amount oscillates as shown in FIG. 3(4) because the component lead oscillates at the lead's own vibration frequency. By analyzing the temporal variation of this laser speckle with a spectrum analyzer, a waveform as shown in FIG. 11 is obtained. A lead whose peak frequency position in this frequency region is higher than a predetermined threshold value is determined to be defective.

この欠陥判定法の変形を説明する。A modification of this defect determination method will be explained.

(イ)スペックルの時間変動を浮動形で2値化し、「0
」から「1」または「1」から「0」に変わる数を計算
し、この値があらかじめ定めた域値より犬ぎいリードを
不良と判定する。
(b) Binarize the time fluctuation of speckle in floating form and
'' to ``1'' or ``1'' to ``0'' is calculated, and this value is determined to be defective when the dog lead exceeds a predetermined threshold.

(ロ) (イ)と同様に浮動形で2値化し、「o」から
「1」または「1」から「0」に変わるピッチの平均値
を計算し、この値があらかじめ定めた域値より小さいリ
ードを不良と判定する。
(b) Binarize the floating form in the same way as in (a), calculate the average value of the pitch that changes from "o" to "1" or from "1" to "0", and if this value is lower than the predetermined threshold Determine small leads as defective.

また、この方式で使用するセンナの変形として次に示”
すものがある。
In addition, the following is a modification of Senna used in this method.
There is something to do.

(イ)イメージ・ディセクタなどを用いたランダムスキ
ャンが可能なセンナ。このセンナを用いて各リードを順
番に入射光量の時間変動を検出しながら走査する。
(a) A senna capable of random scanning using an image dissector. Using this sensor, each lead is sequentially scanned while detecting temporal fluctuations in the amount of incident light.

(ロ)フォトマルなどのポイントセンナ。このセンナを
用いて1箇所づつステップアンドリピートでX−Yテー
ブルを駆動して検査をおこなう。
(b) Point senna such as Photomaru. Using this sensor, the X-Y table is driven one location at a time in a step-and-repeat manner to perform inspection.

本実施例によれば次の効果がある。This embodiment has the following effects.

(イ)レーザ・スペックルの時間変動を計測しているた
め、リードの振動周波数を知ることができ、情報量が多
いため信頼性が高く、欠陥を見逃さない判定が可能であ
る。
(a) Since the temporal fluctuations of laser speckle are measured, the vibration frequency of the lead can be determined, and since there is a large amount of information, the reliability is high and it is possible to make judgments that will not overlook any defects.

(ロ)流量を撮動させた乱流空気噴流を用いて加振して
いるため、接続不良リードがはんだ何部に当ってリード
の固有振動数で振動できない場合でも、流量の振動数で
の振動をおこし、これを検出することができる。
(b) Since the vibration is performed using a turbulent air jet that captures the flow rate, even if a poorly connected lead hits some solder and cannot vibrate at the natural frequency of the lead, it will not vibrate at the frequency of the flow rate. It can generate vibrations and detect them.

また、以上に述べた2つの実施例では説明しなかったが
以下に述べろ方式も・ある。
In addition, there are other methods that were not explained in the two embodiments described above, but will be described below.

(イ)加振法として噴流の方向を振動させて、乱流に加
えてこれらの振動により加振する方式。この方式には、
流量を振動させた空気噴流と同等の効果がある。
(a) Vibration method in which the direction of the jet flow is vibrated, and these vibrations are used in addition to the turbulent flow. This method includes
It has the same effect as an air jet with oscillating flow rate.

(ロ)デフォーカスさせる光学部品としてシリンドリカ
ル・レンズの代わりに回折格子を用いる方式(回折像を
観察する)。この方式にはシリンドリカル・レンズを用
いた場合と同等の効果がある。
(b) A method of using a diffraction grating instead of a cylindrical lens as an optical component for defocusing (observing a diffraction image). This method has the same effect as using a cylindrical lens.

い)蓄積形の光学センナとしてリニア・センナの代りに
二次元センナを用いる方式。この方式には二次元でとら
えるため、信頼性の高い検査が可能であるという効果が
ある。
b) A system in which a two-dimensional sensor is used instead of a linear sensor as an accumulative optical sensor. This method has the advantage of being able to perform highly reliable inspections because it captures images in two dimensions.

(ニ)欠陥判定の方法として、空気噴流吹きっユ前のス
ペックル波形もとりこみ、吹きっ、け前後を比較するこ
とにより欠陥判定をおこなう方式。この方式には、前後
の比較をおこなうため信頼性が高い特徴がある。
(d) As a defect determination method, the speckle waveform before air jet blowing is also captured, and defects are determined by comparing before and after blowing. This method has the feature of high reliability because it performs before-and-after comparisons.

以上述べたよ5に、本発明の実施例には各糧の加振法、
振動検出法、欠陥判定法の実施様態があり、これらを以
下にまとめて示す。
As mentioned above, the embodiments of the present invention include the vibration method of each food,
There are implementation modes of the vibration detection method and the defect determination method, and these are summarized below.

(1)加振法 (イ)乱流のみを用いた空気噴流の噴射(ロ)流量振動
を加えた空気噴流の噴射()・)噴流方向を振動させた
空気噴流の噴射(2)振動検出法 (イ)時間変動を検出する方法 (ロ)蓄積時間を検査対象のリードの固有振動の周期よ
り長くした蓄積形のリニア・センサで検出する方法 (ハ)蓄積時間を検査対象のリードの固有振動数の周期
より長くした蓄積形の二次元センサで検出する方法 (3)欠陥判定方法 (リ 加振中のスペックルの振動状態のみを用いる方式 (ロ)加振前後のスペックルの振動状態の比較をおこな
う方式 なお、これらの代表的な組合せのみを実施例として示し
たが、いずれの組合せでも検査することができ、18通
りの実施例が可能である。
(1) Vibration method (a) Injection of air jet using only turbulence (b) Injection of air jet with flow rate vibration added ()・) Injection of air jet with vibration in the jet direction (2) Vibration detection Method (a) Method of detecting time fluctuations (b) Method of detecting with an accumulation type linear sensor whose accumulation time is longer than the period of natural vibration of the lead to be inspected (c) Method of detecting the accumulation time due to the characteristic of the lead to be inspected Detection method using an accumulation-type two-dimensional sensor with a period longer than the frequency period (3) Defect determination method (2) Method using only the vibration state of speckles during vibration (2) Vibration state of speckles before and after vibration Although only these typical combinations are shown as examples, any combination can be tested, and 18 different examples are possible.

まだ、すでに述べたが、フラットパッケージ形部品のは
んだ付部と同様・の接続構造を持つ第1図(C)に示し
た検査対象に対しても同様に検査することができる。
As already mentioned, the test object shown in FIG. 1C, which has a connection structure similar to the soldered portion of a flat package component, can also be tested in the same way.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の実施例からも明らかなようく1本発明によればプ
リント基板のフラットパッケージ形部品のはんだ付部や
、LSIなどのワイヤボンディング箇所などの接続部の
状態を非接触で加振させ、高感度でその振動状態を検出
できるものであるから、従来、目視に頼っていたこれら
の検査を高信頼に、かつ自動検査でき、しかも接・ 続
部の微小回転振動を大きな光量変化として検出できるも
のであるから、その検出精度は極めて高いものである。
As is clear from the above-mentioned embodiments, according to the present invention, the state of the soldering parts of flat package parts of printed circuit boards and the connection parts such as wire bonding parts of LSI etc. is vibrated in a non-contact manner. Since the vibration state can be detected with high sensitivity, these inspections that conventionally relied on visual inspection can be performed reliably and automatically, and can also detect minute rotational vibrations in connections and connections as large changes in light intensity. Therefore, the detection accuracy is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明により回路部品の接合状態を検査する対
象物の外観斜視図であり、第1図(a)はフラットパッ
ケージ形部品のはんだ部の斜視図、第1図(4)はLS
Iなどのワイヤボンディング箇所の斜視図、第1図(C
)は一般的な回路部品の接続部の斜視図である。 第2図は検査対象の一例であるフラットパッケージ形部
品のはんだ付部の斜視図、第3図は非蓄積形センサによ
るスペックル検出波形図を示し、第3図Ca’lは良品
に対するスペックル検出波形図、第5図(J)は不良品
に対するスペックル検出波形図、第4図は蓄積形センナ
によるスペックル検出像を示し、第4図(a)は良品に
対する図、第4図(A)は不良品に対する図、第5図は
デフォーカスの原理説明のたの斜視図、第6図はシリン
ドリカル・レンズを挿入したときの効果を示したもので
、第6図(a)は実験装置の構成を示し、第6図(4)
、(C)はセンナで検出された波形のy方向分布図を示
し、(苓)は正の焦点距離を持つシリンドリカル・レン
ズを挿入した場合の分布図、(C)は負の焦点距離を持
つシリンドリカル・レンズを挿入した場合の分布図であ
る。第7図は第1の実施例の接合状態検査装置の構成図
、第8図は第1の実施例の動作/−ケ/ス図、第9図は
第1の実施例で検出された波形を示している。第10図
は第2・の実施例の装置構成図、第11図(a)、(b
)は第2の実施例で検出された波形図である。 1・・・・・・フラットパッケージ形部品のはんだ何部
、2・・・・・・LSIなどのワイヤ・ボンディング箇
所、3.4・・・・・・物体。 5・・−・・接合部、 6・・・・・・基板、 7・・・・・・LSIなどの部品、 8・・・・・・部品リード、 9・・・・・・基板上の配線パターン。 10・・・・・・レーザ、 11・・・・・・ハーフ・ミラー、 12・・・・・・対象物、 13・・・・・・検出光学系、 16−2・・・・・・シリンドリカル・レンズ、14・
・−・・センサ、 15・・・・・・空気ノズル。 16・・・・・・加振系、 17・・・・・・レーザ、 18・・・・・・照射光学系、 19・・・・・・ハーフ・ミラー、 20・・−・・V−ザ照射光学系、 21・・・・・・集光光学系。 21−2・・−・・シリ/トリカル・レンズ。 22・・・・・・蓄積形リニア・センサ、25・・・・
・・検出光学系、 24・・・・・・X−Yテーブル、 25・・・・・・噴流制御部、 26・・・・・・センサ駆動回路。 27・・・・・・テーブル・コントローラ。 28・・・・・・レーザ制御回路、 29・・・・・・欠陥判定部、 30・・・・・・全体制御部、 61・・・・・・制御部、 52.55・・・・・・レーザ・スペックル、64・・
・・・・並列出力リニア・センナ。
FIG. 1 is an external perspective view of an object to be inspected for the joint state of circuit components according to the present invention, FIG. 1(a) is a perspective view of a solder part of a flat package type component, and FIG.
Perspective view of wire bonding locations such as I, Figure 1 (C
) is a perspective view of a connection part of a general circuit component. Figure 2 is a perspective view of a soldered part of a flat package component that is an example of the inspection target, Figure 3 is a waveform diagram of speckle detection by a non-accumulative sensor, and Figure 3 shows speckle detection for non-defective products. Detection waveform diagram, Figure 5 (J) shows a speckle detection waveform diagram for a defective product, Figure 4 shows a speckle detection image by an accumulation type sensor, Figure 4 (a) shows a diagram for a good product, Figure 4 ( A) is a diagram for a defective product, Figure 5 is a perspective view to explain the principle of defocus, Figure 6 shows the effect when a cylindrical lens is inserted, and Figure 6 (a) is an experimental diagram. The configuration of the device is shown in Figure 6 (4).
, (C) shows the distribution diagram in the y direction of the waveform detected by the Senna, (Rei) shows the distribution diagram when a cylindrical lens with a positive focal length is inserted, and (C) shows the distribution diagram with a negative focal length. It is a distribution diagram when a cylindrical lens is inserted. Fig. 7 is a configuration diagram of the bonding state inspection device of the first embodiment, Fig. 8 is an operation/case diagram of the first embodiment, and Fig. 9 is a waveform detected in the first embodiment. It shows. Fig. 10 is a device configuration diagram of the second embodiment, and Figs. 11(a) and (b).
) is a waveform diagram detected in the second example. 1... Solder part of flat package type part, 2... Wire bonding location of LSI etc., 3.4... Object. 5...Joint part, 6...Board, 7...Parts such as LSI, 8...Component lead, 9...On board wiring pattern. 10... Laser, 11... Half mirror, 12... Target, 13... Detection optical system, 16-2... Cylindrical lens, 14.
...Sensor, 15...Air nozzle. 16...Excitation system, 17...Laser, 18...Irradiation optical system, 19...Half mirror, 20...V- The irradiation optical system, 21...Condensing optical system. 21-2...Siri/trical lens. 22... Storage type linear sensor, 25...
...Detection optical system, 24...X-Y table, 25...Jet flow control section, 26...Sensor drive circuit. 27...Table controller. 28... Laser control circuit, 29... Defect determination section, 30... Overall control section, 61... Control section, 52.55... ...Laser speckle, 64...
...Parallel output linear senna.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回路部品端子の接合部を空気噴流手段により非接
触で加振し、該加振状態をレーザ照射光学系、集光光学
系を介して検出すると共に、集光光学系に挿入した焦点
距離が負である光学手段により一方向のみにディフォー
カスさせて検出し、該ディフォーカスさせて得た振動状
態を解析することによって前記接合部の接合状態を検出
することを特徴とする回路部品端子の接合状態検査方法
(1) The joint of the circuit component terminal is vibrated in a non-contact manner by an air jet means, and the vibration state is detected via a laser irradiation optical system and a condensing optical system, and a focal point inserted into the condensing optical system A circuit component terminal characterized in that the bonding state of the bonding portion is detected by defocusing in only one direction using an optical means having a negative distance, and analyzing the vibration state obtained by the defocusing. bonding condition inspection method.
(2)回路部品の端子接合部を非接触で加振する加振手
段と、該加振手段により加振された前記接合部の振動状
態を検出するためのレーザ照射光学系、集光光学系、並
びに集光光学系に挿入され、焦点距離が負で、かつ一方
向のみにディフォーカスさせる光学手段からなる検出光
学系と、該検出光学系で検出された振動状態を解析し、
接合部の欠陥判定をする解析手段とを具備して成る回路
部品端子の接合状態検査装置。
(2) An excitation means for vibrating a terminal joint of a circuit component in a non-contact manner, and a laser irradiation optical system and a condensing optical system for detecting the vibration state of the joint excited by the excitation means. , and a detection optical system consisting of an optical means inserted into the condensing optical system and having a negative focal length and defocusing in only one direction, and analyzing the vibration state detected by the detection optical system,
A bonding state inspection device for circuit component terminals, comprising an analysis means for determining a defect in a bonded portion.
(3)前記焦点距離が負で、かつ一方向のみにディフォ
ーカスさせる光学手段は、シリンドルカル・レンズであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の回路
部品端子の接合状態検査装置。
(3) The device for inspecting the bonding state of circuit component terminals according to claim 1, wherein the optical means having a negative focal length and defocusing in only one direction is a cylindrical lens. .
JP59186331A 1984-06-04 1984-09-07 Method and apparatus for inspecting joined status of terminals of circuit parts Pending JPS6165175A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04244957A (en) * 1991-01-31 1992-09-01 Koichi Nakano Apparatus for measuring mechanical constant
JP2007147512A (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Mitsubishi Motors Corp Quality inspection device

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