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JP7728536B2 - Method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components - Google Patents
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JP7728536B2 - Method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components - Google Patents

Method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components

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JP7728536B2
JP7728536B2 JP2021001836A JP2021001836A JP7728536B2 JP 7728536 B2 JP7728536 B2 JP 7728536B2 JP 2021001836 A JP2021001836 A JP 2021001836A JP 2021001836 A JP2021001836 A JP 2021001836A JP 7728536 B2 JP7728536 B2 JP 7728536B2
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Description

本発明は、透過X線画像や超音波顕微鏡画像を用いて、電子部品、半導体素子、薄膜デバイス、厚膜デバイス、電子機器等の物体内部または接合部に発生した空間、ボイド、クラック等を非破壊で可視化する可視化装置、可視化方法、及び、当該コンピュータプログラム等に関するものである。 The present invention relates to a visualization device, visualization method, and computer program for non-destructively visualizing spaces, voids, cracks, etc. that occur inside or at the joints of objects such as electronic components, semiconductor elements, thin-film devices, thick-film devices, and electronic equipment using transmission X-ray images and ultrasonic microscope images.

電子部品の端子と、電子部品を実装する基板の電極とは、はんだ5付けされる。はんだ5接合部等にはプリヒートやリフロー条件などによりボイド36が発生する。また、電子部品や基板が熱ストレスによる膨張と収縮を繰り返し、それらの膨張率の違いにより接合部等にクラック39が発生する。
電子回路の基板歩留まりの問題を改善するためには、接合部等のボイド36やクラック39の検出と品質検査が重要となっている。
従来から、はんだ5等の接合部を非破壊で検査する方法として、透過X線画像や超音波顕微鏡画像を目視で検査する方法が適用されてきた。
The terminals of the electronic components and the electrodes of the substrate on which the electronic components are mounted are joined with solder 5. Voids 36 occur in the joints of the solder 5 due to preheating and reflow conditions. Furthermore, the electronic components and substrate repeatedly expand and contract due to thermal stress, and cracks 39 occur in the joints due to differences in their expansion rates.
In order to improve the yield of electronic circuit boards, it is important to detect voids 36 and cracks 39 in joints and other areas and to carry out quality inspections.
Conventionally, methods of visually inspecting transmitted X-ray images or ultrasonic microscope images have been used as non-destructive methods of inspecting joints such as solder 5 .

目視検査は、僅かな像の変化を捉えることができるが、検査員による良否判定のバラツキが大きく、時間の制限から検査箇所も限定されていた。目視検査では、ボイド36やクラック39を正確に検出して測定することは難しく、そのプロセスには時間がかかっていた。 Visual inspection can detect slight changes in the image, but there is a large degree of variability in pass/fail judgments between inspectors, and time constraints limit the areas that can be inspected. It is difficult to accurately detect and measure voids 36 and cracks 39 with visual inspection, and the process takes a long time.

特開2012-68209Patent Publication No. 2012-68209

高品質で迅速な非破壊による検査を実現するために、ボイド36やクラック39検出の自動化、可視化の試みがなされてきた。しかし、自動化、可視化には、透過X線画像や超音波顕微鏡画像の2値化による画像処理手法が一般的であるが、2値化閾値を適切に設定しなければならず、陰影の異なるボイド36や多種多様なクラック39を一度に自動検出することができなかった。 In order to achieve high-quality, rapid non-destructive inspection, attempts have been made to automate and visualize the detection of voids 36 and cracks 39. However, image processing techniques that involve binarizing transmitted X-ray images or ultrasonic microscope images are commonly used for automation and visualization. However, this requires an appropriate setting of the binarization threshold, making it impossible to automatically detect voids 36 with different shadings and a wide variety of cracks 39 all at once.

特に、透過X線画像では、ビア、メッキまたはビアからの反射、一貫性のない照明、ノイズ等の課題のため、ロバスト性高く、ボイド36やクラック39を自動検出することは困難であった。 In particular, it has been difficult to robustly and automatically detect voids 36 and cracks 39 in transmission X-ray images due to challenges such as reflections from vias, plating or vias, inconsistent lighting, and noise.

つまり、従来の画像処理の手法では、ボイド36やクラック39を検出するために、輝度値などの画像特徴を人間が一つ一つ定義する必要があり、多種多様なボイド36やクラック39を検出することができなかった。 In other words, with conventional image processing methods, in order to detect voids 36 and cracks 39, it was necessary for a human to define image features such as brightness values one by one, making it impossible to detect a wide variety of voids 36 and cracks 39.

これらの課題に対し、本発明では、物体内部、接合部における高品質で迅速な検査の必要性を考慮し、深層学習を含めた機械学習のアプローチをとる。
人間には定義できない画像特徴をAIが学習し、多種多様なボイド36やクラック39を高精度に検出し、従来の検査時間を大幅に短縮できる。
To address these challenges, the present invention takes into account the need for high-quality, rapid inspection of the interiors and joints of objects and employs a machine learning approach, including deep learning.
AI can learn image features that humans cannot define, and can detect a wide variety of voids 36 and cracks 39 with high accuracy, significantly reducing the inspection time required compared to conventional methods.

本発明は、物体内部の可視化方法であって、前記物体において、X線装置で取得された透過X線画像と、超音波装置で取得された超音波画像のうち少なくとも一方の画像を、第1の機械学習モデルを用いて複数の画像パターンに分類する第1の動作と、第2の機械学習モデルを用いて、前記画像パターンから所定の領域を検出する第2の動作を有することを特徴とする。 The present invention is a method for visualizing the inside of an object, characterized by comprising a first operation of classifying at least one of a transmission X-ray image acquired by an X-ray device and an ultrasound image acquired by an ultrasound device into a plurality of image patterns using a first machine learning model, and a second operation of detecting a predetermined region from the image patterns using a second machine learning model.

前記第1の動作において、画像パターン分類における訓練プログラムによって、新しく訓練された機械学習モデルの性能評価が定期的に実施され、劣化が認められた場合は機械学習モデルの再構築と再訓練を行うことを特徴とする。 In the first operation, the performance of a newly trained machine learning model is periodically evaluated using a training program for image pattern classification, and if degradation is detected, the machine learning model is reconstructed and retrained.

領域検出における訓練プログラムを更に有し、新しく訓練された機械学習モデルの性能評価が定期的に実施され、劣化が認められた場合にはモデルの再構築と再訓練を行うことを特徴とする。 It also has a training program for area detection, and the performance of newly trained machine learning models is periodically evaluated, and if degradation is detected, the model is reconstructed and retrained.

X線装置で取得された透過X線画像と、超音波装置で取得された超音波画像のうち少なくとも一方の画像に、ノイズ加工処理、コントラスト処理、明るさ処理、平滑化処理、拡大処理、縮小処理、回転処理、平行移動処理、マスク処理のうち少なくとも、1つ以上の処理を実施し、前記第2の機械学習モデルの画像パターンを生成することを特徴とする。 The method is characterized in that at least one of the following processes is performed on at least one of the transmitted X-ray image acquired by the X-ray device and the ultrasound image acquired by the ultrasound device: noise reduction, contrast processing, brightness processing, smoothing processing, enlargement processing, reduction processing, rotation processing, translation processing, and mask processing, to generate an image pattern for the second machine learning model.

本発明は、物体内部を可視化処理するコンピュータプログラムであって、前記物体において、X線装置で取得された透過X線画像と、超音波装置で取得された超音波画像のうち少なくとも一方の画像を、第1の機械学習モデルを用いて複数の画像パターンに分類する第1の処理と、第2の機械学習モデルを用いて、前記画像パターンから所定の領域を検出する物体内部の可視化処理する第2の処理を有する物体内部を可視化処理することを特徴とする。 The present invention is a computer program for visualizing the interior of an object, characterized by comprising a first process for classifying at least one of a transmission X-ray image acquired by an X-ray device and an ultrasound image acquired by an ultrasound device into a plurality of image patterns using a first machine learning model, and a second process for visualizing the interior of the object by detecting a predetermined region from the image patterns using a second machine learning model.

前記第1の処理において、パターン分類における訓練プログラムによって、新しく訓練された機械学習モデルの性能評価が定期的に実施され、劣化が認められた場合にはモデルの再構築と再訓練を行うことにより、パターン分類性能を保障することを特徴とする。 In the first process, the performance of the newly trained machine learning model is periodically evaluated using a pattern classification training program, and if degradation is detected, the model is reconstructed and retrained to ensure pattern classification performance.

領域検出における訓練プログラムを更に有し、新しく訓練された機械学習モデルの性能評価が定期的に実施され、劣化が認められた場合にはモデルの再構築と再訓練を自動的に行うことにより、領域検出性能を保障することを特徴とする。 It also has a training program for area detection, and the performance of newly trained machine learning models is regularly evaluated. If degradation is detected, the model is automatically reconstructed and retrained, thereby ensuring area detection performance.

X線装置で取得された透過X線画像と、超音波装置で取得された超音波画像のうち少なくとも一方の画像に、ノイズ加工処理、コントラスト処理、明るさ処理、平滑化処理、拡大処理、縮小処理、回転処理、平行移動処理、マスク処理のうち少なくとも、1つ以上の処理を実施し、前記第2の機械学習モデルの画像パターンを生成することを特徴とする。 The method is characterized in that at least one of the following processes is performed on at least one of the transmitted X-ray image acquired by the X-ray device and the ultrasound image acquired by the ultrasound device: noise reduction, contrast processing, brightness processing, smoothing processing, enlargement processing, reduction processing, rotation processing, translation processing, and mask processing, to generate an image pattern for the second machine learning model.

本発明は、物体内部の可視化方法であって、領域検出における予測して複数の領域に分割して第1の処理を実施し、前記第1の処理での処理結果を統合する第2の処理を実施し、 前記第1の処理において、重複して検出した領域について、それぞれの処理結果の平均を求めることを特徴とする。 The present invention is a method for visualizing the inside of an object, which performs a first process by predicting and dividing the object into multiple regions during region detection, and then performs a second process that integrates the results of the first process. The first process detects overlapping regions and calculates the average of the respective processing results.

本発明は、物体内部を可視化処理するコンピュータプログラムであって、領域検出における予測プログラムによって、複数の領域に分割する第1の処理を実施し、前記第1の処理での処理結果を統合する第2の処理を実施し、前記第1の処理において、重複して検出した領域について、それぞれの処理結果の平均を求めることを特徴とする。
本発明はクラウドサービス上に実装した、はんだ5等の接合部のボイド・クラック自動検出システムを構築し、ボイド率やクラック率測定サービスを提供する。
The present invention is a computer program for visualizing the interior of an object, which performs a first process of dividing the object into multiple regions using a prediction program for region detection, performs a second process of integrating the results of the first process, and calculates the average of the results of each process for overlapping regions detected in the first process.
The present invention builds an automatic void and crack detection system for joints such as solder 5 implemented on a cloud service, and provides a void rate and crack rate measurement service.

自動検出装置1は、装置全体を制御する制御部11、主記憶部12、通信部13、操作部14、表示パネル15、補助記憶部16を備える。超音波顕微鏡2、X線CT装置3の機器で撮影された画像は、撮影画像アップロードプログラム103により、補助記憶部16にアップロードされ、撮影画像(1)DBに保存される。透過X線画像の2値化による画像処理で、深層学習を含めた機械学習のアプローチをとる。ユーザーに利用されることにより、透過X線画像や超音波顕微鏡画像を収集し、学習により自動検出性能が高まる。 The automatic detection device 1 comprises a control unit 11 that controls the entire device, a main memory unit 12, a communication unit 13, an operation unit 14, a display panel 15, and an auxiliary memory unit 16. Images captured by the ultrasound microscope 2 and X-ray CT scanner 3 are uploaded to the auxiliary memory unit 16 by a captured image upload program 103 and saved in a captured image (1) DB. Image processing involves binarizing transmitted X-ray images, and a machine learning approach including deep learning is used. Through use by users, transmitted X-ray images and ultrasound microscope images are collected, and automatic detection performance is improved through learning.

本発明によれば、従来の画像解析によるはんだ5接合部のボイド検査やクラック検査では、陰影の異なるボイドや多種多様なクラック等を一度に検出することができなかった。 According to the present invention, conventional image analysis-based void and crack inspections of solder joints (5) were unable to simultaneously detect voids with different shadings or a wide variety of cracks.

本発明は、深層学習を含めた機械学習のアプローチをとることにより、物質内部、接合部等におけるボイド36やクラック39を高精度に自動検出することが可能となり、従来の検査時間あるいは検出時間等を大幅に短縮することができる。 By adopting a machine learning approach, including deep learning, this invention enables highly accurate automatic detection of voids 36 and cracks 39 inside materials, in joints, etc., thereby significantly reducing conventional inspection and detection times.

本発明の物体内部、接合部の可視化装置ボイド・クラック説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of voids and cracks in the interior of an object and in joints using the visualization device of the present invention. 本発明の物体内部、接合部の可視化方法ボイド・クラックの説明図である。1 is an explanatory diagram of a method for visualizing voids and cracks inside an object and joints according to the present invention. FIG. 本発明の物体内部、接合部の可視化方法における撮影画像をパターン分類する方法の説明図である。1 is an explanatory diagram of a method for pattern classification of captured images in the method for visualizing the inside of an object and a joint of the present invention. FIG. 本発明の物体内部、接合部の可視化方法の説明図である。1A to 1C are explanatory diagrams illustrating a method for visualizing the inside of an object and a joint according to the present invention. はんだ部に発生したボイドを撮影した透過X線画像を模式的に図示した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a transmission X-ray image of a void occurring in a solder portion. 本発明の物体内部、接合部に発生したボイド、クラックを機械学習する方法を説明する説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating a method of machine learning for detecting voids and cracks occurring inside an object and at a joint according to the present invention. FIG. 本発明の物体内部、接合部に発生したボイド、クラックを機械学習する方法を説明する説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating a method of machine learning for detecting voids and cracks occurring inside an object and at a joint according to the present invention. FIG. 本発明の物体内部、接合部に発生したボイド、クラックを撮影した画像をパッチ画像に分割する方法を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method of dividing an image of a void or crack occurring inside an object or at a joint into patch images according to the present invention. 本発明の物体内部、接合部に発生したボイド、クラックを自動検出する機械学習モデルの再構築と再訓練をするため、機械学習用データを更新する方法を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a method for updating machine learning data in order to reconstruct and retrain a machine learning model that automatically detects voids and cracks that occur inside objects and at joints according to the present invention. 本発明の物体内部、接合部の可視化方法及び当該コンピュータプログラムの説明図である。1A and 1B are explanatory diagrams of a method for visualizing the inside of an object and a joint of the present invention and a computer program therefor. 本発明の物体内部、接合部の可視化方法及び当該コンピュータプログラムの説明図である。1A and 1B are explanatory diagrams of a method for visualizing the inside of an object and a joint of the present invention and a computer program therefor. 本発英の物体内部、接合部の可視化方法及び当該コンピュータプログラムの説明図である。1A and 1B are explanatory diagrams of a method for visualizing the inside of an object and a joint thereof according to the present invention and a computer program therefor. 本発明の物体内部、接合部の可視化方法及び当該コンピュータプログラム説明図である。1 is an explanatory diagram of a method for visualizing the inside of an object and a joint of the object according to the present invention and a computer program therefor.

以下、本発明を当該実施の携帯を示す図面に基づいて説明する。 The present invention will now be described with reference to drawings showing the implementation thereof.

明細書で記載する実施形態では、理解を容易にするため、電子部品4のはんだ接合部を例示して説明するが、これに限定されるものではない。本発明の技術的思想は建築物、電気機器、人体内部診断等の多くの物体、多種類の構造に適用することができる。 In the embodiments described in this specification, the solder joints of electronic components 4 are used as examples to facilitate understanding, but the present invention is not limited to this. The technical concept of the present invention can be applied to many objects and various types of structures, such as buildings, electrical equipment, and internal human diagnostics.

発明を実施するための形態を説明するための各図面において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。また、本発明の実施例は、それぞれの実施例を組み合わせることができる。また、理解を容易にするため、図示を容易にするため等を目的として、拡大、縮小、省略する場合がある。 In the drawings used to explain the embodiments of the invention, elements having the same functions are given the same reference numerals, and descriptions thereof may be omitted. Furthermore, embodiments of the present invention may be combined with other embodiments. Furthermore, drawings may be enlarged, reduced, or omitted for purposes such as facilitating understanding and making the illustrations easier to understand.

図1は、ボイド・クラック自動検出(可視化)装置1、超音波顕微鏡2、X線CT(Computed Tomography)装置3、及び電子部品4とはんだ5等の接合部の構成を示すブロック図である。
なお、本明細書の実施例において、X線CT装置3でパターン40を取得するとして説明するが、X線透視観察装置、超音波顕微鏡2に置き換えても良い。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic void/crack detection (visualization) device 1, an ultrasonic microscope 2, an X-ray CT (Computed Tomography) device 3, and a joint between an electronic component 4 and solder 5, etc.
In the examples of this specification, the pattern 40 is described as being acquired by the X-ray CT device 3, but it may be replaced by an X-ray fluoroscopic observation device or an ultrasonic microscope 2.

X線顕微鏡(X線CT)3は、対象物の内部を非破壊で観察する顕微鏡である。X線透視観察装置と異なり、試料を透過したX線を光に変換し光学レンズにより拡大する。X線は物質を透過する性質がある。X線が試料を透過する際に一部は吸収される。吸収の割合は、材料の密度が高く(原子番号が大きい)、厚さが厚いと大きくなるため、透過するX線強度が低くなる。 The X-ray microscope (X-ray CT) 3 is a microscope used to observe the interior of an object non-destructively. Unlike an X-ray fluoroscopy device, it converts X-rays that pass through a sample into light and magnifies the light using an optical lens. X-rays have the ability to pass through matter. As X-rays pass through a sample, some of them are absorbed. The rate of absorption increases with the density (high atomic number) and thickness of the material, resulting in a decrease in the intensity of the transmitted X-rays.

対象物内に、ボイド36、クラック39が発生していると、ボイド36、クラック39部のX線透過率が大きくなるため、パターン40にボイド36、クラック39が表示される。 If voids 36 or cracks 39 occur within the object, the X-ray transmittance of the voids 36 or cracks 39 increases, and the voids 36 and cracks 39 are displayed in the pattern 40.

X線CT装置3は、観察対象のサンプルに対して360°(DEG.)のX線透過情報を基に、コンピュータで計算処理を行い試料の3次元データを構築する。回転ピッチを狭くし、より多くの情報を得ることで、精度の高い3次元データを得ることができる。 The X-ray CT device 3 uses a computer to process X-ray transmission information from 360° (DEG.) of the sample being observed, and constructs 3D data of the sample. By narrowing the rotation pitch and obtaining more information, highly accurate 3D data can be obtained.

X線画像は、基本的には2次元の画像である。ボイド36、クラック39は、多数が発生し、発生したボイド36、クラック39は3次元的に分布する。したがって、取得されたX線画像には、ボイド36、クラック39が重なったパターン40となる。 X-ray images are essentially two-dimensional images. Many voids 36 and cracks 39 occur, and the resulting voids 36 and cracks 39 are distributed three-dimensionally. Therefore, the acquired X-ray image shows a pattern 40 in which voids 36 and cracks 39 overlap.

超音波顕微鏡2は、対象物の内部の剥離・ボイド・クラック・異物などの欠陥を非破壊で観察する顕微鏡である。超音波は、異なる物質へ伝播した際に、一部が反射し、一部が透過する。観察対象に、例えば、剥離箇所(空隙)があると、強い反射波が検出される。観察対象に対して平面スキャンし、この反射波が検出される位置をマークしておくことで、剥離箇所(空隙)の2次元的な分布を取得することができる。よって、それを画像化した超音波顕微鏡画像も、X線画像と同様に、ボイド36、クラック39が重なったパターン40のような画像になる。 The ultrasonic microscope 2 is a microscope used to non-destructively observe defects such as delaminations, voids, cracks, and foreign objects inside an object. When ultrasonic waves propagate through different materials, some of the waves are reflected and some are transmitted. If the object being observed has a delamination (void), for example, a strong reflected wave is detected. By scanning the object in a plane and marking the positions where this reflected wave is detected, it is possible to obtain a two-dimensional distribution of the delaminations (voids). Therefore, the ultrasonic microscope image produced from this will resemble a pattern 40, with overlapping voids 36 and cracks 39, just like an X-ray image.

本発明のボイド・クラック自動検出(可視化)装置1は、ボイド・クラックの位置、発生状態を自動的あるいは所定の操作により観察、検査、判断、判定等を実施し、ボイド・クラックを自動的、可視化、検出等をする機能を有する。以降、ボイド・クラック自動検出(可視化)装置は、自動検出装置あるいは可視化装置と呼ぶ。 The automatic void/crack detection (visualization) device 1 of the present invention has the function of automatically or by predetermined operations observing, inspecting, judging, determining, etc. the location and occurrence state of voids and cracks, and automatically visualizing, detecting, etc. voids and cracks. Hereinafter, the automatic void/crack detection (visualization) device will be referred to as the automatic detection device or visualization device.

本発明のX線CT装置3は、対象物内をX線が透過する際の「透過しやすさ」「吸収されやすさ」の違いを利用して、再構成処理を行うことにより、物体の内部構造を得ることができる。 The X-ray CT device 3 of the present invention utilizes the differences in the "ease of penetration" and "ease of absorption" of X-rays when they pass through an object, and performs reconstruction processing to obtain the internal structure of the object.

本発明の超音波顕微鏡2は、対象物内を超音波が伝播する際の「透過しやすさ」「反射しやすさ」の違いを利用して、再構成処理を行うことにより、物体の内部構造を得ることができる。
自動検出装置1は、装置全体を制御する制御部11、主記憶部12、通信部13、操作部14、表示パネル15、補助記憶部16を備える。
The ultrasonic microscope 2 of the present invention can obtain the internal structure of an object by performing reconstruction processing using the differences in the "ease of transmission" and "ease of reflection" that occur when ultrasonic waves propagate within the object.
The automatic detection device 1 includes a control unit 11 that controls the entire device, a main memory unit 12, a communication unit 13, an operation unit 14, a display panel 15, and an auxiliary memory unit 16.

自動検出装置1は、例えばデスクトップ型コンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、インターネットなどのコンピュータネットワークを経由して、コンピュータ資源をサービスの形で提供するクラウド環境にあるコンピュータ等で構成することができる。 The automatic detection device 1 can be configured, for example, as a desktop computer, a laptop personal computer, a tablet, a smartphone, or a computer in a cloud environment that provides computer resources as a service via a computer network such as the Internet.

制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等で構成することができる。制御部11はGPU(Graphics Processing Unit)を含んで構成してもよい。 The control unit 11 can be configured with a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc. The control unit 11 may also be configured to include a GPU (Graphics Processing Unit).

主記憶部12は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の一時記憶領域であり、制御部11が演算処理を実行するために必要なデータを一時的に記憶する。
通信部13は、ネットワーク17を介して、自動検出装置1との間で通信を行う機能を有し、所要の情報の送受信を行うことができる。
操作部14は、例えばハードウェアキーボード、マウス、タッチパネル等で構成される。
The main memory unit 12 is a temporary storage area such as a static random access memory (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM), or a flash memory, and temporarily stores data required for the control unit 11 to execute arithmetic processing.
The communication unit 13 has a function of communicating with the automatic detection device 1 via the network 17, and can send and receive required information.
The operation unit 14 is configured with, for example, a hardware keyboard, a mouse, a touch panel, and the like.

表示パネル15は、液晶パネル又は有機EL(Electro Luminescence)表示パネル等で構成することができる。制御部11は、表示パネル15に所要の情報を表示するための制御を行う。 The display panel 15 can be configured as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) display panel, etc. The control unit 11 controls the display panel 15 to display the required information.

補助記憶部16は、大容量メモリ、ハードディスク等であり、制御部11が処理を実行するために必要なプログラム、並びにユーザー認証プログラム101、案件管理プログラム102、撮影画像アップロードプログラム103、機械学習プログラム110、自動検出プログラム111、解析結果編集閲覧プログラム112、解析レポート自動作成プログラム113、解析レポート通知プログラム114、解析レポート編集閲覧プログラム115を記憶している。 The auxiliary storage unit 16 is a large-capacity memory, hard disk, etc., and stores programs necessary for the control unit 11 to execute processing, as well as a user authentication program 101, a case management program 102, a captured image upload program 103, a machine learning program 110, an automatic detection program 111, an analysis result editing and viewing program 112, an automatic analysis report creation program 113, an analysis report notification program 114, and an analysis report editing and viewing program 115.

補助記憶部16に記憶される、ユーザー認証プログラム101、案件管理プログラム102、撮影画像アップロードプログラム103、機械学習プログラム110、自動検出プログラム111、解析結果編集閲覧プログラム112、解析レポート自動作成プログラム113、解析レポート通知プログラム114、解析レポート編集閲覧プログラム115は、各プログラムを読み取り可能に記録した記録媒体18により提供されてもよい。 The user authentication program 101, case management program 102, captured image upload program 103, machine learning program 110, automatic detection program 111, analysis result editing and viewing program 112, automatic analysis report creation program 113, analysis report notification program 114, and analysis report editing and viewing program 115 stored in the auxiliary storage unit 16 may be provided by a recording medium 18 on which each program is readably recorded.

記録媒体18は、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、SD(Secure Digital)カード、マイクロSDカード、コンパクトフラッシュ(登録商標)等の可搬型のメモリである。 The recording medium 18 is, for example, a portable memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory, an SD (Secure Digital) card, a micro SD card, or a CompactFlash (registered trademark).

記録媒体18に記録される各プログラムは通信部13を介した通信により提供される。また、図に示していない読取装置を用いて記録媒体18から読み取られ、補助記憶部16にインストールされてもよい。
次に、超音波顕微鏡2やX線CT装置3の機器で撮影された画像が、補助記憶部16にどのように保存されるかを説明する。
Each program recorded on the recording medium 18 is provided by communication via the communication unit 13. Alternatively, the program may be read from the recording medium 18 using a reading device (not shown) and installed in the auxiliary storage unit 16.
Next, how images captured by the ultrasonic microscope 2 and the X-ray CT scanner 3 are stored in the auxiliary storage unit 16 will be described.

超音波顕微鏡2やX線CT装置3の機器がインターネットに接続されている場合には、超音波顕微鏡2やX線CT装置3の設定情報に基づき、ユーザー認証プログラム101により、ユーザー認証が自動的に行われ、案件管理プログラム102により、案件登録が自動的に行われる。 When the ultrasonic microscope 2 or X-ray CT scanner 3 is connected to the Internet, user authentication is automatically performed by the user authentication program 101 based on the setting information of the ultrasonic microscope 2 or X-ray CT scanner 3, and case registration is automatically performed by the case management program 102.

超音波顕微鏡2やX線CT装置3の機器で撮影された画像は、撮影画像アップロードプログラム103により、補助記憶部16にアップロードされ、撮影画像(1)DBに保存される。 Images captured by the ultrasound microscope 2 and X-ray CT scanner 3 are uploaded to the auxiliary memory unit 16 by the captured image upload program 103 and stored in the captured image (1) DB.

一方で、超音波顕微鏡2やX線CT装置3の機器がインターネットに接続されていない場合には、機器から撮影された画像を取り出し、インターネットに接続されているコンピュータ等にコピーする。 On the other hand, if the ultrasonic microscope 2 or X-ray CT scanner 3 is not connected to the Internet, the images captured by the device are extracted and copied to a computer or other device connected to the Internet.

コンピュータにおいて、ユーザー認証プログラム101により、ログイン操作を行い、案件管理プログラム102により、案件登録を行う。次に、撮影画像アップロードプログラム103により、画像を補助記憶部16にアップロードすると、撮影画像(1)DB104に保存することができる。 On the computer, a login operation is performed using the user authentication program 101, and a case is registered using the case management program 102. Next, an image is uploaded to the auxiliary storage unit 16 using the captured image upload program 103, where it can be saved in the captured image (1) DB 104.

補助記憶部16には、アップロードされた画像データは撮影画像(1)DB104に、ボイド・クラックが自動検出された結果は解析結果(1)DB105に、自動検出結果から自動測定されるボイド率やクラック率を記した解析レポートは解析レポート(1)DB106に、撮影画像(1)DB104及び解析結果(1)DB105を用いて作成されるデータセットは機械学習用データ(1)DB107に、それぞれユーザーやグループや案件毎に保存される。各データにアクセスできるユーザーは、ユーザー認証プログラム101により認証を受けたユーザーのみである。 In the auxiliary storage unit 16, uploaded image data is stored in the captured image (1) DB104, the results of automatically detected voids and cracks are stored in the analysis result (1) DB105, analysis reports containing the void and crack rates automatically measured from the automatic detection results are stored in the analysis report (1) DB106, and data sets created using the captured image (1) DB104 and analysis result (1) DB105 are stored in the machine learning data (1) DB107, each for each user, group, and case. Only users who have been authenticated by the user authentication program 101 can access each data.

また、補助記憶部16には、自動検出プログラム111を記憶している。この自動検出プログラム111は、機械学習用モデル(パターン分類)DB108及び機械学習用モデル(領域検出)DB109を用いることにより、撮影画像(1)DB104に保存された画像に対して、ボイド・クラックの自動検出を実行する。また、撮影画像(1)DB104に保存された画像は、一定量毎に一括して処理することができる。この自動検出プログラム111の詳細については、後述する。 The auxiliary storage unit 16 also stores an automatic detection program 111. This automatic detection program 111 uses a machine learning model (pattern classification) DB 108 and a machine learning model (area detection) DB 109 to automatically detect voids and cracks in images stored in the captured image (1) DB 104. Furthermore, the images stored in the captured image (1) DB 104 can be processed in batches of a certain amount. Details of this automatic detection program 111 will be described later.

自動検出プログラム111により自動検出された結果は、解析結果(1)DB105に保存される。保存された解析結果データは、解析結果編集閲覧プログラム112によって読み出され、ユーザーはその解析結果を編集及び閲覧することができる。この編集作業では、ユーザー認証プログラム101により許可されたユーザーが共同で編集することができる。 The results automatically detected by the automatic detection program 111 are saved in the analysis result (1) DB 105. The saved analysis result data is read by the analysis result editing and viewing program 112, allowing users to edit and view the analysis results. This editing work allows users authorized by the user authentication program 101 to collaborate on the editing.

解析レポート自動作成プログラム113は、撮影画像(1)DB104に保存された画像と、解析結果(1)DB105にある解析結果を読み出し、ユーザーの指定したフォーマットに則り、ボイド率やクラック率等の数値データや不具合原因等のテキストデータを自動生成し、解析レポートとしてまとめ、解析レポート(1)DB106に保存する。 The automatic analysis report creation program 113 reads the images stored in the captured image (1) DB 104 and the analysis results stored in the analysis result (1) DB 105, automatically generates numerical data such as void rate and crack rate, and text data such as the cause of defects, according to a format specified by the user, compiles this into an analysis report, and saves it in the analysis report (1) DB 106.

新規作成もしくは更新された解析レポートがある場合には、解析レポート通知プログラム114により、その内容がメールやメッセージやチャットサービス等を通じてユーザーに通知される。ユーザーは、解析レポート編集閲覧プログラム115を読み出し、その解析レポートを編集及び閲覧することができる。この編集作業では、ユーザー認証プログラムにより許可されたユーザーが共同で編集することができる。 When a newly created or updated analysis report is available, the analysis report notification program 114 notifies the user of the contents via email, message, chat service, etc. The user can then load the analysis report editing and viewing program 115 to edit and view the analysis report. This editing process allows collaborative editing by users authorized by the user authentication program.

補助記憶部16には、機械学習プログラム110を記憶している。この機械学習プログラム110は、撮影画像(1)DB104及び解析結果(1)DB105を用いて、機械学習用データ(1)DBを作成し、そのデータセットを用いて機械学習を行い、機械学習用モデル(パターン分類)DB108及び機械学習用モデル(領域検出)DB109を作成する。 The auxiliary storage unit 16 stores a machine learning program 110. This machine learning program 110 uses the captured image (1) DB 104 and the analysis result (1) DB 105 to create a machine learning data (1) DB, performs machine learning using this data set, and creates a machine learning model (pattern classification) DB 108 and a machine learning model (area detection) DB 109.

機械学習に用いるデータセットについては、ユーザーやグループや案件毎に保存されている撮影画像DB及び解析結果DBを個別に用いる場合もあれば、それらを共有して用いる場合もある。 The datasets used for machine learning may be individual image databases and analysis result databases stored for each user, group, or project, or they may be shared and used.

作成された機械学習用モデル(パターン分類)DB108及び機械学習用モデル(領域検出)DB109は、前述の自動検出プログラム111で用いられる。そのため、機械学習プログラム110は、自動検出プログラム111が実行されるタイミングとは別のタイミング(例えば、ユーザーが本システムを使用していない時間帯等)で実行される。 The created machine learning model (pattern classification) DB108 and machine learning model (area detection) DB109 are used by the aforementioned automatic detection program 111. Therefore, the machine learning program 110 is executed at a different time from when the automatic detection program 111 is executed (for example, during a time period when the user is not using the system).

図2は、自動検出プログラム111の詳細について図示したものである。まず、超音波顕微鏡2やX線CT装置3の機器から新規にアップロードされた撮影画像群21は、パターン分類予測プログラム201に読み込まれる。 Figure 2 illustrates the details of the automatic detection program 111. First, a group of captured images 21 newly uploaded from an ultrasonic microscope 2 or an X-ray CT scanner 3 is read into the pattern classification prediction program 201.

パターン分類予測プログラム201は、画像のパターンを分類するものである。分類するパターンには、チップコンデンサー、抵抗、コイル等、実装されている電子部品が異なる場合が例示される。また、リード型とリードレス型のようにICパッケージのピン形状が異なる場合が例示される。また、表面実装やスルーホール等、基板の種類が異なる場合が例示される。また、銅、真鍮、鉄等、電子部品の材質が異なる場合が例示される。また、光学顕微鏡や電子顕微鏡等、撮影方法が異なる場合等が例示される。
撮影画像群21が、パターン分類予測プログラム201により、例えば、パターンA、パターンB、パターンCにようにそれぞれ分類される。
The pattern classification prediction program 201 classifies image patterns. Examples of patterns to be classified include cases where the mounted electronic components are different, such as chip capacitors, resistors, and coils. Also, examples include cases where the pin shapes of IC packages are different, such as leaded and leadless types. Also, examples include cases where the types of boards are different, such as surface mount and through-hole. Also, examples include cases where the materials of the electronic components are different, such as copper, brass, and iron. Also, examples include cases where the imaging methods are different, such as optical microscopes and electron microscopes.
The group of captured images 21 is classified into, for example, pattern A, pattern B, and pattern C by the pattern classification prediction program 201 .

パターンAの画像群は、パターンA用領域検出予測プログラム202に読み込まれる。パターンBの画像群は、パターンB用領域検出予測プログラム203に読み込まれる。パターンCの画像群は、パターンC用領域検出予測プログラム204に読み込まれた後に、それぞれのプログラムがボイド36領域及びクラック39領域を自動で検出する。それらの解析結果画像は、解析結果(マスク画像)群22として保存される。 The image group of pattern A is loaded into the area detection and prediction program for pattern A 202. The image group of pattern B is loaded into the area detection and prediction program for pattern B 203. The image group of pattern C is loaded into the area detection and prediction program for pattern C 204, after which each program automatically detects the void 36 area and the crack 39 area. These analysis result images are saved as the analysis result (mask image) group 22.

本発明は、それぞれのパターンに対して最適な領域検出方法があることに着目して、パターン毎の領域検出プログラムを用意していることである。パターン毎に用意しない時に比べて、領域検出の精度を向上させることができるからである。そのため、機械学習モデルは、それぞれのパターン毎に用意しなければならない。
図3は、前述のパターン分類における訓練プログラムと予測プログラムの処理の流れを図示したものである。
The present invention focuses on the fact that there is an optimal area detection method for each pattern, and prepares an area detection program for each pattern. This is because the accuracy of area detection can be improved compared to when an area detection program is not prepared for each pattern. Therefore, a machine learning model must be prepared for each pattern.
FIG. 3 illustrates the process flow of the training program and the prediction program in the pattern classification described above.

パターン分類における訓練プログラムでは、機械学習用モデル(パターン分類)DB108を作成することが目的となる。例えば、撮影された画像群にパターンAとパターンBの2種類が存在した場合、撮影画像(AB)DB301と、それぞれの撮影画像がパターンAかパターンBかを参照できるパターン(AB)DB302を用いて、与えられた撮影画像がパターンAかパターンBかを分類することのできる機械学習モデルを作成する。 The purpose of a training program for pattern classification is to create a machine learning model (pattern classification) DB108. For example, if a group of captured images contains two types of images, pattern A and pattern B, a machine learning model is created that can classify a given captured image as either pattern A or pattern B using a captured image (AB) DB301 and a pattern (AB) DB302 that can reference whether each captured image is pattern A or pattern B.

データ水増し前処理プログラム303は、撮影画像(AB)DB301とパターン(AB)DB302を読み込み、機械学習をするためのデータセットを作成する。作成されたデータセットは、機械学習用データ(AB)DB304に保存される。 The data augmentation preprocessing program 303 reads the captured image (AB) DB 301 and pattern (AB) DB 302 and creates a dataset for machine learning. The created dataset is stored in the machine learning data (AB) DB 304.

次に、機械学習(訓練)プログラム305は、機械学習用データ(AB)DB304を読み込み、訓練を行い、訓練された機械学習モデルを、機械学習用モデル(パターン分類)DB108に保存する。
訓練を行う際には、機械学習用モデル(パターン分類)DB108にある既存の機械学習モデルを利用して、訓練を行う場合もある。
Next, the machine learning (training) program 305 reads the machine learning data (AB) DB 304, performs training, and stores the trained machine learning model in the machine learning model (pattern classification) DB 108.
When training is performed, an existing machine learning model stored in the machine learning model (pattern classification) DB 108 may be used.

訓練を行う際には、ある特定のユーザーやグループや案件が持つ機械学習用データや、アップロード日時が新しい機械学習用データに対して特定の重みを設定して、データの重要度に差異を付けることで、機械学習モデルを訓練する場合もある。 When training, machine learning models can sometimes be trained by assigning specific weights to machine learning data held by a specific user, group, or project, or to machine learning data that has been recently uploaded, thereby differentiating the importance of the data.

新しく訓練された機械学習モデルの性能評価において、既存の機械学習モデルよりも高い精度の性能であると判断された場合、機械学習用モデル(パターン分類)DB108にある既存の機械学習モデルと自動で置き換わる場合がある。 If a newly trained machine learning model is determined to have higher accuracy than an existing machine learning model during performance evaluation, it may automatically replace the existing machine learning model in the machine learning model (pattern classification) DB108.

新しく訓練された機械学習モデルの性能評価において、既存の機械学習モデルよりも低い精度の性能であると判断された場合、訓練された機械学習モデルを自動で破棄する場合がある。 If a newly trained machine learning model is determined to have lower accuracy than existing machine learning models during performance evaluation, the trained machine learning model may be automatically discarded.

以上のように、本発明の特徴は、パターン分類における訓練プログラムにより、新しく訓練された機械学習モデルの性能評価が定期的に実施され、劣化が認められた場合にはモデルの再構築と再訓練を自動的に行うことである。 As described above, a feature of the present invention is that the pattern classification training program periodically evaluates the performance of newly trained machine learning models, and if degradation is detected, the model is automatically reconstructed and retrained.

図3において、パターン分類における予測プログラムでは、撮影画像群306を前処理プログラム307が読み出し、画像の前処理を実行する。前処理された画像は、機械学習(予測)プログラム308に読み出され、訓練プログラムにより訓練された機械学習モデルを、機械学習用モデル(パターン分類)DB108から読み出し、パターン分類が実行される。撮影画像群に対して分類されたパターンは、パターン分類結果群309に保存される。
図4は、前述の領域検出における訓練プログラムと予測プログラムの処理の流れを図示したものである。
3 , in the prediction program for pattern classification, a preprocessing program 307 reads a captured image group 306 and performs image preprocessing. The preprocessed images are read into a machine learning (prediction) program 308, and a machine learning model trained by a training program is read from the machine learning model (pattern classification) DB 108 to perform pattern classification. The patterns classified for the captured image group are saved in a pattern classification result group 309.
FIG. 4 illustrates the process flow of the training program and prediction program in the above-mentioned region detection.

領域検出における訓練プログラムでは、機械学習用モデル(領域検出)DB109を作成することが目的となる。撮影画像(A)DB401とマスク画像(A)DB402を用いて、撮影画像のどの領域がボイド36やクラック39に相当するかを検出することのできる機械学習モデルを作成する。 The purpose of the training program for area detection is to create a machine learning model (area detection) DB109. Using the captured image (A) DB401 and mask image (A) DB402, a machine learning model is created that can detect which areas of the captured image correspond to voids 36 and cracks 39.

データ水増し前処理プログラム403は、撮影画像(A)DB401とマスク画像(A)DB402を読み込み、機械学習をするためのデータセットを作成する。 The data augmentation preprocessing program 403 reads the captured image (A) DB 401 and the mask image (A) DB 402 and creates a dataset for machine learning.

作成されたデータセットは、機械学習用データ(A)DB404に保存される。その後、機械学習(訓練)プログラム405は、機械学習用データ(A)DB404を読み込み、訓練を行い、訓練された機械学習モデルを、機械学習用モデル(領域検出)DB109に保存する。
訓練を行う際には、機械学習用モデル(領域検出)DB109にある既存の機械学習モデルを利用して、訓練を行う場合もある。
The created dataset is stored in the machine learning data (A) DB 404. Thereafter, the machine learning (training) program 405 reads the machine learning data (A) DB 404, performs training, and stores the trained machine learning model in the machine learning model (area detection) DB 109.
When training is performed, an existing machine learning model stored in the machine learning model (area detection) DB 109 may be used.

訓練を行う際には、ある特定のユーザーやグループや案件が持つ機械学習用データや、アップロード日時が新しい機械学習用データに対して特定の重みを設定して、データの重要度に差異を付けることで、機械学習モデルを訓練する場合もある。 When training, machine learning models can sometimes be trained by assigning specific weights to machine learning data held by a specific user, group, or project, or to machine learning data that has been recently uploaded, thereby differentiating the importance of the data.

新しく訓練された機械学習モデルの性能評価において、既存の機械学習モデルよりも高い精度の性能であると判断された場合、機械学習用モデル(パターン分類)DB108にある既存の機械学習モデルと自動で置き換わる場合がある。 If a newly trained machine learning model is determined to have higher accuracy than an existing machine learning model during performance evaluation, it may automatically replace the existing machine learning model in the machine learning model (pattern classification) DB108.

新しく訓練された機械学習モデルの性能評価において、既存の機械学習モデルよりも低い精度の性能であると判断された場合、訓練された機械学習モデルを自動で破棄する場合がある。 If a newly trained machine learning model is determined to have lower accuracy than existing machine learning models during performance evaluation, the trained machine learning model may be automatically discarded.

以上のように、本発明の特徴は、領域検出における訓練プログラムによる、新しく訓練された機械学習モデルの性能評価が定期的に実施され、劣化が認められた場合にはモデルの再構築と再訓練を自動的に行うことである。 As described above, a feature of the present invention is that the performance of newly trained machine learning models is periodically evaluated using a training program for area detection, and if degradation is detected, the model is automatically reconstructed and retrained.

具体的な訓練例を、図5、図6、図7を用いて説明する。なお、取得された画像バターン40はボイド36のパターン40として説明するが、これに限定するものではなく、たとえば、ボイド36をクラック39等に置き換えてもよいことは言うまでもない。また、ボイド36とクラック39とが混在したパターンであっても、訓練、学習させることにより、ボイド36とクラック39とを区別して検出できる。 Specific training examples will be explained using Figures 5, 6, and 7. Note that the acquired image pattern 40 will be explained as a pattern 40 of voids 36, but it goes without saying that this is not limited to this, and for example, voids 36 may be replaced with cracks 39, etc. Furthermore, even in a pattern in which voids 36 and cracks 39 are mixed, voids 36 and cracks 39 can be distinguished and detected by training and learning.

図5は、透過X線画像で撮影されたはんだ部5とボイド36の発生状況を模式的に図示(パターン40)している。通常は、ボイド36は、図5のように円状とならず、円が複数個、連結する、陰影がついてコントラストが劣化する。 Figure 5 shows a schematic diagram (pattern 40) of the solder part 5 and the occurrence of voids 36 captured in a transmission X-ray image. Normally, voids 36 are not circular as shown in Figure 5, but consist of multiple connected circles, with shading and reduced contrast.

なお、以下の実施例において、パターン40は、透過X線装置により取得されたパターン40として説明するが、X線CT装置によってもパターン40を取得できることは言うまでない。
透過X線画像及び、その画像に対してボイド領域36がマスクされた画像(手動で検査したデータ)を数千枚準備する。
In the following examples, the pattern 40 will be described as a pattern 40 acquired by a transmission X-ray device, but it goes without saying that the pattern 40 can also be acquired by an X-ray CT device.
Several thousand transmission X-ray images and images in which the void region 36 is masked (manually inspected data) are prepared.

これらを256×256(画素)のパッチ画像(区分37)としてランダムに切り出し、ノイズを増やした画像にする、コントラストを調整する、明るさを調整する、明るさを反転する、平滑化する、拡大縮小する、回転させる、水平方向や垂直方向にシフトさせる、部分的にマスクをする(黒く塗りつぶす)等の1つ以上の処理、または複数の処理の組合せを行い、データ拡張して、数十万枚のデータセットを生成する。 These are randomly cut out as 256 x 256 (pixel) patch images (division 37), and then subjected to one or more processes, such as increasing noise, adjusting contrast, adjusting brightness, inverting brightness, smoothing, scaling, rotating, shifting horizontally or vertically, or partially masking (filling in black), or a combination of multiple processes, to augment the data and generate a dataset of hundreds of thousands of images.

一例として、図5では、はんだ部38を4つのパッチ画像(区分37a、区分37b、区分37c、区分37d)としている。各区分37は同一の形状、面積とすることが好ましい。 As an example, in Figure 5, the solder portion 38 is shown as four patch images (sections 37a, 37b, 37c, and 37d). It is preferable that each section 37 has the same shape and area.

各パッチ画像(区分37)には、それぞれボイド36が含まれる。図6(a)に図示するように、区分37aを白黒反転させて訓練データとする。また、図6(b)に図示するように、区分37aを拡大して訓練データとする。また、図6(c)に図示するように、区分37aを縮小して訓練データとする。 Each patch image (section 37) contains a void 36. As shown in Figure 6(a), section 37a is inverted to black and white and used as training data. As shown in Figure 6(b), section 37a is enlarged and used as training data. As shown in Figure 6(c), section 37a is reduced and used as training data.

図7(a)に図示する区分37aを、図6(b)に図示するように、左方向に所定の角度(図では10°)を回転させて訓練データとする。図6(c)に図示するように、右方向に所定の角度(図では10°)を回転させて訓練データとする。また、区分37を線対象により反転させてもよい。 The section 37a shown in FIG. 7(a) is rotated a predetermined angle (10° in the figure) to the left as shown in FIG. 6(b) to obtain training data. The section 37a is rotated a predetermined angle (10° in the figure) to the right as shown in FIG. 6(c) to obtain training data. The section 37a may also be inverted by line symmetry.

本発明の特徴は、用意できる機械学習用データが少ない場合でも、前述のように区分を白黒反転、回転、縮小、拡大させる方法によりデータ数を拡張して、大量のデータセットを自己生成することである。 A feature of this invention is that even if there is only a small amount of data available for machine learning, it can self-generate a large dataset by expanding the amount of data by inverting, rotating, shrinking, and enlarging the divisions as described above.

次に、パッチ画像(区分37)の7割を訓練データとして、残り3割をテストデータとして用いて、セグメンテーションのためのencoder-decoderモデルで、医療用のセグメンテーション(特に、細胞のセグメンテーション等)によるU-Netの深層学習を行う。つまり、AI(artificial intelligence:人工知能)機能を用いる。パッチ画像(区分37)の6割以上を訓練データすることが好ましい。テストデータは、4割以下とすることが好ましい。 Next, 70% of the patch images (category 37) are used as training data, and the remaining 30% are used as test data. Using an encoder-decoder model for segmentation, deep learning of the U-Net is performed using medical segmentation (especially cell segmentation, etc.). In other words, AI (artificial intelligence) functions are used. It is preferable to use 60% or more of the patch images (category 37) as training data. It is preferable to use 40% or less as test data.

教師データとしてのマスク画像とネットワーク出力としてのマスク画像間のダイス係数(Dice coefficient)として、学習時の損失関数をダイス係数×(-1)とする。ダイス係数は、二つの集合の和集合の要素の数の代わりに、二つの集合の要素数の平均を用いる。訓練時には、前述のテストデータの損失が最も小さくなる機械学習モデルを保存する。 The loss function during training is the Dice coefficient between the mask image as training data and the mask image as network output, and is set to Dice coefficient x (-1). The Dice coefficient uses the average number of elements in the two sets instead of the number of elements in the union of the two sets. During training, the machine learning model that minimizes the loss on the aforementioned test data is saved.

一方、領域検出における予測プログラムでは、撮影画像群406を前処理プログラム407が読み出し、画像の前処理を実行する。前処理された画像は、機械学習(予測)プログラム408に読み出され、訓練プログラムにより訓練された機械学習モデルを、機械学習用モデル(領域検出)DB109から読み出し、領域予測が実行される。撮影画像に対して予測された領域は、マスク画像群409に保存される。 On the other hand, in the prediction program for area detection, the preprocessing program 407 reads the captured image group 406 and performs image preprocessing. The preprocessed images are read into the machine learning (prediction) program 408, which reads the machine learning model trained by the training program from the machine learning model (area detection) DB 109 and performs area prediction. The predicted area for the captured image is saved in the mask image group 409.

具体的な予測例を、図8を用いて説明する。撮影された透過X線画像を、256×256(画素)のパッチ画像に等間隔で分割する。あるいはパッチ画像を複数に分割する。図8では、画像左上区分37eから縦横に分割するが、撮影された透過X線画像の幅や高さに合わせて、区分37f、37g、37hのように等間隔に重ね合わせて、パッチ画像を分割する。次に、それぞれのパッチ画像を訓練された機械学習モデルに入力する。 A specific prediction example will be explained using Figure 8. The captured transmission X-ray image is divided into 256 x 256 (pixel) patch images at equal intervals. Alternatively, the patch image can be divided into multiple parts. In Figure 8, the image is divided vertically and horizontally starting from section 37e in the upper left corner of the image. However, the patch image can be divided by overlapping sections 37f, 37g, and 37h at equal intervals to match the width and height of the captured transmission X-ray image. Next, each patch image is input into a trained machine learning model.

訓練された機械学習モデルからは、各画素位置でのボイドの存在を示す確率マップ(0から1の値)が取得される。バイナリマップ(マスク画像)を取得するため、得られた確率マップを設定した閾値0.5で2値化する(1の場合はボイドを示し、0の場合は背景とする)。 From the trained machine learning model, a probability map (values between 0 and 1) indicating the presence of a void at each pixel location is obtained. To obtain a binary map (mask image), the obtained probability map is binarized using a set threshold of 0.5 (1 indicates a void, 0 indicates the background).

得られた256×256(画素)のバイナリマップ群を組み合わせ(図8の区分37e、37f、37g、37hに分割したように)、元の透過X線画像に対応する全体のバイナリマップ(マスク画像)を生成する。 The resulting 256 x 256 (pixel) binary maps are combined (as divided into sections 37e, 37f, 37g, and 37h in Figure 8) to generate an overall binary map (mask image) corresponding to the original transmitted X-ray image.

なお、256は2の8乗である。画素は、2のn(nは2以上の整数)乗とすることが好ましい。最後に、後処理として、透過X線画像のCRF(条件付き確率場)を用いて、バイナリマップ(マスク画像)を最適化する。
以上のように、本発明の特徴は、複数の細かな領域(区分)37に分割して処理を行い、それぞれの処理結果を統合して、一つの処理結果を得ることである。
Note that 256 is the 8th power of 2. It is preferable that the pixels be 2 to the nth power (n is an integer equal to or greater than 2). Finally, as post-processing, a binary map (mask image) is optimized using a conditional random field (CRF) of the transmitted X-ray image.
As described above, the feature of the present invention is that processing is performed by dividing into a plurality of small regions (sections) 37, and the respective processing results are integrated to obtain a single processing result.

例えば、区分37の境界内に対象物が収まらなければならないボイド36であっても、他の区分37で明瞭に検出することができる場合もある。重複して検出した領域については、それぞれのバッチ画像での処理結果の平均をとり、閾値0.5を越える画素をボイドとすれば、ロバスト性高くボイドを自動検出することができる。 For example, even if a void 36 requires that the object be contained within the boundaries of a section 37, it may be possible to clearly detect it in another section 37. For overlapping detected areas, the processing results for each batch image are averaged, and pixels exceeding a threshold of 0.5 are considered voids, enabling automatic, highly robust detection of voids.

例えば、区分37の画像でボイド36を検出できなくても、その画像を90度回転させれば検出することができる場合もある。区分37を複数回、回転させた画像に対する処理結果の平均をとり、閾値0.5を越える画素をボイド36とすれば、ロバスト性高くボイド36を自動検出することができる。 For example, even if voids 36 cannot be detected in an image of section 37, they may be detectable if the image is rotated 90 degrees. By averaging the processing results for images of section 37 rotated multiple times and determining pixels that exceed a threshold of 0.5 as voids 36, voids 36 can be detected automatically with high robustness.

機械学習モデルの再構築と再訓練をするため、機械学習用データを更新する方法について、図9を用いて説明する。前述のボイド36の自動検出結果は、常に正しいとは限らない。ユーザーは、本システムの解析結果編集閲覧プログラム112により、ボイド36の自動検出結果を確認及び編集することができる。
自動検出性能を向上させるためには、ユーザーの確認及び編集内容を、本システムの機械学習用データに取り込み、それを更新する必要がある。
A method for updating machine learning data to rebuild and retrain a machine learning model will be described with reference to FIG. 9. The results of the automatic detection of voids 36 described above are not always accurate. The user can check and edit the results of the automatic detection of voids 36 using the analysis result editing and viewing program 112 of this system.
To improve the automatic detection performance, it is necessary to incorporate the user's confirmations and edits into the machine learning data of this system and update it.

図9(a)は、撮影画像群901を領域検出予測プログラム902に入力し、解析結果(マスク画像)群903が出力されたが、ユーザーがそれらの解析結果を確認していない場合である。この場合は、確認状態及び編集結果(マスク画像)DB904には「未確認」として登録され、機械学習用データには取り込まれず更新されない。 Figure 9(a) shows a case where a group of captured images 901 is input into an area detection and prediction program 902, and a group of analysis results (mask images) 903 is output, but the user has not confirmed these analysis results. In this case, the confirmation status and editing results (mask images) DB 904 is registered as "unconfirmed," and the data is not incorporated into or updated for machine learning.

図9(b)は、撮影画像群901を領域検出予測プログラム902に入力し、解析結果(マスク画像)群903が出力された後、ユーザーがその解析結果を特定の時間以上閲覧した場合、もしくは、ユーザーが確認ボタンや解析結果出力ボタン等を押下した場合である。この場合は、確認状態及び編集結果(マスク画像)DB904には「確認済」として登録され、機械学習用データに取り込まれ更新される。 Figure 9(b) shows the case where, after a captured image group 901 is input into an area detection and prediction program 902 and an analysis result (mask image) group 903 is output, the user views the analysis results for a specific period of time or presses a confirmation button or an analysis result output button. In this case, the confirmation status and editing results (mask image) DB 904 is registered as "confirmed," and the data is incorporated into and updated for machine learning.

図9(c)は、撮影画像群901を領域検出予測プログラム902に入力し、解析結果(マスク画像)群903が出力された後、ユーザーがその解析結果を編集した場合である。この場合は、確認状態及び編集結果(マスク画像)DB904には「編集済」として登録され、解析結果が正しくなかったと判断し、重みを付けて機械学習用データに取り込まれ更新される。また、解析結果(マスク画像)群903と、ユーザーが編集した結果の差分が大きければ大きいほど、重みを付けて機械学習用データに取り込まれ更新される。重みの付け方は、例えば、図9(c)の撮影画像群901と編集結果(マスク画像)DB904を、前述の白黒反転、回転、縮小、拡大させる方法により、データ数を拡張して、機械学習用データに取り込む方法が挙げられる。
以上のように、撮影画像群901を未確認、確認済、編集済等として分類して登録し、機械学習用データに取り込ませて、更新していく。
以上の機械学習用データを更新する方法により、機械学習モデルが自動的に再構築及び再訓練され、自動検出性能の向上が図られている。
FIG. 9C illustrates a case where a captured image group 901 is input into an area detection and prediction program 902, an analysis result (mask image) group 903 is output, and then the user edits the analysis result. In this case, the confirmation status and editing result (mask image) DB 904 is registered as "edited," the analysis result is determined to be incorrect, and the analysis result is weighted and incorporated into the machine learning data for update. Furthermore, the greater the difference between the analysis result (mask image) group 903 and the results edited by the user, the more weighted the data is incorporated into the machine learning data for update. One method of weighting is to expand the number of data items by inverting black and white, rotating, shrinking, or enlarging the captured image group 901 and editing result (mask image) DB 904 in FIG. 9C as described above, and then incorporate the expanded data into the machine learning data.
As described above, the captured image group 901 is classified and registered as unconfirmed, confirmed, edited, etc., and is incorporated into machine learning data for updating.
By using the above method of updating machine learning data, the machine learning model is automatically reconstructed and retrained, improving automatic detection performance.

本発明は、深層学習を含めた機械学習のアプローチを用いる。このアプローチを用いることにより、ボイド36、クラック39を良好にかつ正確に検出することができる。 The present invention uses a machine learning approach, including deep learning. By using this approach, voids 36 and cracks 39 can be detected well and accurately.

以上の本発明の実施例は、物質内部のボイド36の検出、可視化装置及び可視化方法等について説明した。クラック39もX線CT装置3等でパターン40を取得することができる。ボイド36の画像とクラック39の画像とは異なるが、クラック39として学習させることにより、クラック39を検出することができるようになる。したがって、本明細書の実施例においてボイド36として説明した事項は、クラック39として置き換えることができることは言うまでもない。 The above examples of the present invention have described the detection, visualization device, and visualization method of voids 36 inside a material. Patterns 40 of cracks 39 can also be obtained using an X-ray CT scanner 3 or the like. Although images of voids 36 and cracks 39 are different, by training them as cracks 39, it becomes possible to detect cracks 39. Therefore, it goes without saying that matters described as voids 36 in the examples of this specification can be replaced with cracks 39.

また、パターン40は、X線CT装置3等による透過X線画像で取得するだけでなく、例えば、超音波顕微鏡2を用いても、透過X線画像に対応するパターン40を取得することができる。したがって、本発明の装置において、X線CT装置等のX線装置は、超音波顕微鏡等の超音波装置2に置き換えても良いことは言うまでもない。 Furthermore, the pattern 40 can be obtained not only as a transmission X-ray image using an X-ray CT scanner 3 or the like, but also by using, for example, an ultrasonic microscope 2 to obtain a pattern 40 corresponding to the transmission X-ray image. Therefore, it goes without saying that in the device of the present invention, an X-ray device such as an X-ray CT scanner can be replaced with an ultrasonic device 2 such as an ultrasonic microscope.

また、X線CT装置3等のX線装置と超音波顕微鏡2とを組み合わせて、パターン40を取得することにより、ボイド36、クラック39等を検出精度が向上する。 Furthermore, by combining an X-ray device such as an X-ray CT device 3 with an ultrasonic microscope 2 to obtain the pattern 40, the detection accuracy of voids 36, cracks 39, etc. is improved.

以上の実施例は、透過X線画像におけるボイド36、クラック39等の検出する方法あるいは装置であるが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、接着樹脂内の気泡、コンクリートブロック内の空間、鉄材料部品内の他の金属の混在物、生物の内蔵内の脂肪粒など、多種多様なものを非破壊で解析、分析できることは言うまでもない。
図10、図11、図12、図13は本発明の自動検出方法及びコンピュータプログラムを使用するビジネスモデルの説明図である。
The above embodiments are directed to a method and apparatus for detecting voids 36, cracks 39, etc. in a transmitted X-ray image, but the present invention is not limited to this. It goes without saying that the present invention can be used to non-destructively analyze a wide variety of objects, such as air bubbles in adhesive resin, spaces in concrete blocks, metal inclusions in iron parts, and fat particles in the internal organs of living organisms.
10, 11, 12 and 13 are explanatory diagrams of a business model using the automatic detection method and computer program of the present invention.

図10は、第1の実施形態におけるビジネスモデルの説明図である。超音波顕微鏡2、X線CT装置3等で撮影した画像を所有する顧客Aに対して、会社Aは、図1におけるユーザー認証プログラム101、案件管理プログラム102、撮影画像アップロードプログラム103、機械学習プログラム110、自動検出プログラム111、解析結果編集閲覧プログラム112、解析レポート自動作成プログラム113、解析レポート通知プログラム114、解析レポート編集閲覧プログラム115等を内包したプログラム(以下、「ボイド・クラック自動検出プログラム」とする)を提供もしくは販売する。 Figure 10 is an explanatory diagram of the business model in the first embodiment. Company A provides or sells to Customer A, who owns images captured with an ultrasonic microscope 2, X-ray CT scanner 3, or the like, a program (hereinafter referred to as the "automatic void/crack detection program") that includes the user authentication program 101, case management program 102, captured image upload program 103, machine learning program 110, automatic detection program 111, analysis result editing/viewing program 112, automatic analysis report creation program 113, analysis report notification program 114, and analysis report editing/viewing program 115 shown in Figure 1.

顧客Aは、デスクトップ型コンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン上に、ボイド・クラック自動検出プログラムをインストールし、利用することが可能となる。会社Aはボイド・クラック自動検出プログラムのライセンス料を顧客Aから受け取る。 Customer A will be able to install and use the Boyd Crack Automatic Detection Program on desktop computers, laptops, tablets, and smartphones. Company A will receive license fees for the Boyd Crack Automatic Detection Program from Customer A.

図11は、第2の実施形態におけるビジネスモデルの説明図である。超音波顕微鏡2、X線CT装置3等で撮影した画像を所有していない顧客Aに対して、会社Aは、会社Aの所有する超音波顕微鏡2、X線CT装置3等で撮影した画像群と、ボイド・クラック自動検出プログラムを提供もしくは販売する。 Figure 11 is an explanatory diagram of a business model in the second embodiment. Company A provides or sells a group of images taken with an ultrasonic microscope 2, X-ray CT scanner 3, etc. owned by Company A, and an automatic void/crack detection program to Customer A, who does not own images taken with an ultrasonic microscope 2, X-ray CT scanner 3, etc.

顧客Aは、デスクトップ型コンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン上に、ボイド・クラック自動検出プログラムをインストールし、利用することが可能となる。会社Aは、画像撮影料及びボイド・クラック自動検出プログラムのライセンス料を顧客Aから受け取る。 Customer A can install and use the void/crack automatic detection program on desktop computers, laptops, tablets, and smartphones. Company A receives image capture fees and license fees for the void/crack automatic detection program from Customer A.

図12は、第3の実施形態におけるビジネスモデルの説明図である。超音波顕微鏡2、X線CT装置3等で撮影した画像を所有する顧客Aに対して、会社Aは、ボイド・クラック自動検出プログラムをクラウドサーバー上で動作させる。 Figure 12 is an explanatory diagram of a business model in the third embodiment. Company A runs an automatic void/crack detection program on a cloud server for Customer A, who owns images taken with an ultrasonic microscope 2, an X-ray CT scanner 3, etc.

顧客Aは、デスクトップ型コンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォンのWebブラウザを使い、ボイド・クラック自動検出プログラムを利用することができる。会社Aは、ボイド・クラック自動検出プログラムの利用料を顧客Aから受け取る。 Customer A can use the void/crack automatic detection program using a web browser on a desktop computer, laptop computer, tablet, or smartphone. Company A receives a usage fee for the void/crack automatic detection program from Customer A.

図13は、第4の実施形態におけるビジネスモデルの説明図である。超音波顕微鏡2、X線CT装置3等で撮影した画像を所有していない顧客Aに対して、会社Aは、会社Aの所有する超音波顕微鏡2、X線CT装置3等で撮影した画像群を用意し、ボイド・クラック自動検出プログラムをクラウドサーバー上で動作させる。 Figure 13 is an explanatory diagram of a business model in the fourth embodiment. For Customer A, who does not own images taken with an ultrasonic microscope 2, X-ray CT scanner 3, etc., Company A prepares a group of images taken with an ultrasonic microscope 2, X-ray CT scanner 3, etc. owned by Company A, and runs an automatic void/crack detection program on a cloud server.

顧客Aは、デスクトップ型コンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォンのWebブラウザを使い、ボイド・クラック自動検出プログラムを利用することができる。会社Aは、画像撮影料及びボイド・クラック自動検出プログラムの利用料を顧客Aから受け取る。 Customer A can use the void/crack automatic detection program using a web browser on a desktop computer, laptop computer, tablet, or smartphone. Company A receives image capture fees and usage fees for the void/crack automatic detection program from Customer A.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。本明細書及び図面に記載した事項あるいは内容は、相互に組み合わせることができることは言うまでもない。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the meaning described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims. It goes without saying that the matters or contents described in this specification and drawings can be mutually combined.

1 ボイド・クラック自動検出装置
2 超音波顕微鏡
3 X線CT装置
4 電子部品(測定試料)
5 はんだ
11 制御部
12 主記憶部
13 通信部
14 操作部
15 表示パネル
16 補助記憶部
17 ネットワーク
18 記録媒体
21 撮影画像群
22 解析結果(マスク画像)群
31 パターン分類訓練プログラム
32 パターン分類予測プログラム
36 ボイド
37 区分(処理単位)
38 はんだ部
39 クラック
40 パターン
41 領域検出訓練プログラム
42 領域検出予測プログラム
101 ユーザー認証プログラム
102 案件管理プログラム
103 撮影画像アップロードプログラム
104 撮影画像(1)DB
105 解析結果(1)DB
106 解析レポート(1)DB
107 機械学習用データ(1)DB
108 機械学習用モデル(パターン分類)DB
109 機械学習用モデル(領域検出)DB
110 機械学習プログラム
111 自動検出プログラム
112 解析結果編集閲覧プログラム
113 解析レポート自動作成プログラム
114 解析レポート通知プログラム
115 解析レポート編集閲覧プログラム
201 パターン分類予測プログラム
202 パターンA用領域検出予測プログラム
203 パターンB用領域検出予測プログラム
204 パターンC用領域検出予測プログラム
301 撮影画像(AB)DB
302 パターン(AB)DB
303 データ水増し前処理プログラム
304 機械学習用データ(AB)DB
305 機械学習(訓練)プログラム
306 撮影画像群
307 前処理プログラム
308 機械学習(予測)プログラム
309 パターン分類結果群
401 撮影画像(A)DB
402 マスク画像(A)DB
403 データ水増し前処理プログラム
404 機械学習用データ(A)DB
405 機械学習(訓練)プログラム
406 撮影画像群
407 前処理プログラム
408 機械学習(予測)プログラム
409 解析結果(マスク画像)群
901 撮影画像群
902 領域検出予測プログラム
903 解析結果(マスク画像)群
904 確認状態及び編集結果(マスク画像)DB
1. Void and crack automatic detection device 2. Acoustic microscope 3. X-ray CT device 4. Electronic components (measurement sample)
5 Solder 11 Control unit 12 Main memory unit 13 Communication unit 14 Operation unit 15 Display panel 16 Auxiliary memory unit 17 Network 18 Recording medium 21 Photographed image group 22 Analysis result (mask image) group 31 Pattern classification training program 32 Pattern classification prediction program 36 Void 37 Classification (processing unit)
38 Solder part 39 Crack 40 Pattern 41 Area detection training program 42 Area detection prediction program 101 User authentication program 102 Case management program 103 Photographed image upload program 104 Photographed image (1) DB
105 Analysis results (1) DB
106 Analysis Report (1) DB
107 Machine Learning Data (1) DB
108 Machine learning model (pattern classification) DB
109 Machine learning model (area detection) DB
110 Machine learning program 111 Automatic detection program 112 Analysis result editing and viewing program 113 Analysis report automatic creation program 114 Analysis report notification program 115 Analysis report editing and viewing program 201 Pattern classification prediction program 202 Pattern A area detection and prediction program 203 Pattern B area detection and prediction program 204 Pattern C area detection and prediction program 301 Photographed image (A-B) DB
302 Pattern (AB) DB
303 Data augmentation preprocessing program 304 Machine learning data (AB) DB
305 Machine learning (training) program 306 Photographed image group 307 Preprocessing program 308 Machine learning (prediction) program 309 Pattern classification result group 401 Photographed image (A) DB
402 Mask Image (A) DB
403 Data augmentation preprocessing program 404 Machine learning data (A) DB
405 Machine learning (training) program 406 Photographed image group 407 Preprocessing program 408 Machine learning (prediction) program 409 Analysis result (mask image) group 901 Photographed image group 902 Area detection prediction program 903 Analysis result (mask image) group 904 Confirmation status and editing result (mask image) DB

Claims (6)

電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法であって、
前記接合部のX線画像と、前記接合部の超音波画像のうち少なくとも一方の撮影画像を、前記電子部品の種類、前記電子部品の接続部形状、前記電子部品が実装される基板種類、撮影方法のうち少なくとも1つに基づいて、画像パターンに分類する第1の処理と、
分類された前記画像パターンにおいて接合部のボイド・クラック領域を検出し、前記ボイド・クラック領域を解析結果画像として保存する第2の処理を有することを特徴とする電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法。
A method for detecting voids and cracks in a joint connecting electronic components, comprising:
a first process of classifying at least one of the X-ray image of the joint and the ultrasound image of the joint into image patterns based on at least one of the type of the electronic component, the shape of the connection portion of the electronic component, the type of board on which the electronic component is mounted, and an imaging method;
A method for detecting voids and cracks in joints that connect electronic components, characterized by having a second process of detecting void and crack areas in the joints in the classified image patterns and saving the void and crack areas as analysis result images.
電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法であって、
前記接合部のX線画像と、前記接合部の超音波画像のうち少なくとも一方の撮影画像を、前記電子部品の種類、前記電子部品の接続部形状、前記電子部品が実装される基板種類、撮像方法の種類のうち少なくとも1つに基づいて、画像パターンに分類する第1の処理と、
分類された前記画像パターンにおいて接合部のボイド・クラック領域を検出し、前記ボイド・クラック領域を解析結果画像として保存する第2の処理と、
前記解析結果画像に対して前記ボイド・クラック領域の確認または編集を行い、前記解析結果画像を更新する第3の処理を有することを特徴とする電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法。
A method for detecting voids and cracks in a joint connecting electronic components, comprising:
a first process of classifying at least one of the captured images of the X-ray image of the joint and the ultrasound image of the joint into image patterns based on at least one of the type of the electronic component, the shape of a connection portion of the electronic component, the type of board on which the electronic component is mounted, and the type of imaging method;
a second process of detecting void/crack regions of the joint in the classified image pattern and saving the void/crack regions as an analysis result image;
A method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components, characterized in that it includes a third process of confirming or editing the void/crack area in the analysis result image and updating the analysis result image.
電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法であって、
前記接合部のX線画像と、前記接合部の超音波画像のうち少なくとも一方の撮影画像を、前記電子部品の種類、前記電子部品の接続部形状、前記電子部品が実装される基板種類、撮像方法の種類のうち少なくとも1つに基づいて、画像パターンに分類する第1の処理と、
分類された前記画像パターンにおいて接合部のボイド・クラック領域を検出し、前記ボイド・クラック領域を解析結果画像として保存する第2の処理を有し、
前記撮影画像にノイズ加工処理、コントラスト処理、明るさ処理、平滑化処理、拡大処理、縮小処理、回転処理、平行移動処理、マスク処理のうち少なくとも、1つ以上の処理を実施して第1のデータセットを生成し、前記第1のデータセットに基づいて前記第1の処理を行い、
前記撮影画像に、ノイズ加工処理、コントラスト処理、明るさ処理、平滑化処理、拡大処理、縮小処理、回転処理、平行移動処理、マスク処理のうち少なくとも、1つ以上の処理を実施して第2のデータセットを生成し、前記第2のデータセットに基づいて第2の処理を行うことを特徴とする電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法。
A method for detecting voids and cracks in a joint connecting electronic components, comprising:
a first process of classifying at least one of the captured images of the X-ray image of the joint and the ultrasound image of the joint into image patterns based on at least one of the type of the electronic component, the shape of a connection portion of the electronic component, the type of board on which the electronic component is mounted, and the type of imaging method;
a second process of detecting a void/crack region of the joint in the classified image pattern and saving the void/crack region as an analysis result image;
performing at least one or more processes of noise processing, contrast processing, brightness processing, smoothing processing, enlargement processing, reduction processing, rotation processing, translation processing, and mask processing on the captured image to generate a first data set, and performing the first processing based on the first data set;
A method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components, characterized in that the captured image is subjected to at least one of noise processing, contrast processing, brightness processing, smoothing processing, enlargement processing, reduction processing, rotation processing, translation processing, and mask processing to generate a second data set, and a second processing is performed based on the second data set.
前記撮影画像にノイズ加工処理、コントラスト処理、明るさ処理、平滑化処理、拡大処理、縮小処理、回転処理、平行移動処理、マスク処理のうち少なくとも、1つ以上の処理を実施して第1のデータセットを生成し、前記第1のデータセットに基づいて前記第1の処理を行い、
前記撮影画像に、ノイズ加工処理、コントラスト処理、明るさ処理、平滑化処理、拡大処理、縮小処理、回転処理、平行移動処理、マスク処理のうち少なくとも、1つ以上の処理を実施して第2のデータセットを生成し、前記第2のデータセットに基づいて第2の処理を行い、
前記第1のデータセットに基づいて前記第1の処理の画像パターン分類の性能評価が実施され、
前記第2のデータセットに基づいて前記第2の処理のボイド・クラック領域検出の性能評価が実施されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法。
performing at least one or more processes of noise processing, contrast processing, brightness processing, smoothing processing, enlargement processing, reduction processing, rotation processing, translation processing, and mask processing on the captured image to generate a first data set, and performing the first processing based on the first data set;
performing at least one or more processes of noise processing, contrast processing, brightness processing, smoothing processing, enlargement processing, reduction processing, rotation processing, translation processing, and mask processing on the captured image to generate a second data set, and performing a second process based on the second data set;
a performance evaluation of image pattern classification of the first process is performed based on the first data set;
A method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components according to claim 1 or claim 2, characterized in that a performance evaluation of the second process for detecting voids and crack areas is carried out based on the second data set.
前記撮影画像から複数の領域の画像を生成し、前記複数の領域の画像のボイド・クラック領域を検出して組み合わせた画像を、前記解析結果画像として保存することを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3記載の電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法。 A method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components according to claim 1, 2, or 3, characterized in that images of multiple regions are generated from the captured image, and void and crack regions in the images of the multiple regions are detected and combined to create an image, which is then saved as the analysis result image. 前記撮影画像は、接合部のX線画像と接合部の超音波画像とを組み合わせた画像であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3記載の電子部品を接続する接合部のボイド・クラックの検出方法。 A method for detecting voids and cracks in joints connecting electronic components, as described in claim 1, 2, or 3, characterized in that the captured image is a combination of an X-ray image of the joint and an ultrasound image of the joint.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7754486B2 (en) * 2021-01-25 2025-10-15 株式会社クオルテック Visualization device for voids and cracks in joints and method for visualizing voids and cracks in joints
JP2022170703A (en) * 2021-04-28 2022-11-10 株式会社クオルテック Object inside structure analysis device, object inside structure measurement device, object inside visualization and measurement methods, and computer programs of the devices
KR102888571B1 (en) * 2022-03-22 2025-11-21 (주)펨트론 X-ray inspection equipment
WO2023238565A1 (en) 2022-06-07 2023-12-14 富士フイルム株式会社 Data processing device, data processing method, and program

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007263848A (en) 2006-03-29 2007-10-11 Anritsu Sanki System Co Ltd X-ray inspection system
JP2013224943A (en) 2012-04-19 2013-10-31 Applied Materials Israel Ltd Integration of automatic and manual defect classification
JP2019095247A (en) 2017-11-21 2019-06-20 千代田化工建設株式会社 Inspection support system, learning device, and determination device
US20190200494A1 (en) 2017-12-21 2019-06-27 Koh Young Technology Inc. Printed circuit board inspecting apparatus, method for determining fault type of screen printer and computer readable recording medium

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0368845A (en) * 1989-08-09 1991-03-25 Hitachi Ltd Method and apparatus for inspecting soldering
US6272204B1 (en) * 1999-02-23 2001-08-07 Cr Technology, Inc. Integrated X-ray and visual inspection systems
JP2004260193A (en) * 2004-03-10 2004-09-16 Hitachi Ltd Circuit pattern inspection method and inspection device
JP5148159B2 (en) * 2007-04-20 2013-02-20 東芝Itコントロールシステム株式会社 Tomography apparatus for subject and layer structure extraction method
KR20140122608A (en) * 2013-04-10 2014-10-20 삼성전자주식회사 Apparatus and method for extracting depth information of defect, and method for improving semiconductor process using the depth information of defect
JP6360674B2 (en) * 2013-11-15 2018-07-18 国立大学法人大阪大学 Evaluation device for voids in solder and evaluation method for voids in solder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007263848A (en) 2006-03-29 2007-10-11 Anritsu Sanki System Co Ltd X-ray inspection system
JP2013224943A (en) 2012-04-19 2013-10-31 Applied Materials Israel Ltd Integration of automatic and manual defect classification
JP2019095247A (en) 2017-11-21 2019-06-20 千代田化工建設株式会社 Inspection support system, learning device, and determination device
US20190200494A1 (en) 2017-12-21 2019-06-27 Koh Young Technology Inc. Printed circuit board inspecting apparatus, method for determining fault type of screen printer and computer readable recording medium

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