JPH0455099B2 - - Google Patents
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- JPH0455099B2 JPH0455099B2 JP11296084A JP11296084A JPH0455099B2 JP H0455099 B2 JPH0455099 B2 JP H0455099B2 JP 11296084 A JP11296084 A JP 11296084A JP 11296084 A JP11296084 A JP 11296084A JP H0455099 B2 JPH0455099 B2 JP H0455099B2
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- linear sensor
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Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、LSIなどの電気部品のはんだ付け部
等の接合状態を判定する接合状態検出方法及びそ
の装置に関する。
等の接合状態を判定する接合状態検出方法及びそ
の装置に関する。
電気製品において、はんだ付の不良は、製品不
良に直接つながるものであるので、絶対に許され
ない。
良に直接つながるものであるので、絶対に許され
ない。
ことに大型電算機など、多数の部品を高密度に
実装するような場合は、はんだ付部の点数も厖大
な数となり、製品の信頼性を高くするためには、
これらをことごとく検査する必要がある 又上記信頼性と共に生産性の向上も同時に満足
させる必要があり、厖大な数のはんだ付部を効率
よく検査する必要がある。
実装するような場合は、はんだ付部の点数も厖大
な数となり、製品の信頼性を高くするためには、
これらをことごとく検査する必要がある 又上記信頼性と共に生産性の向上も同時に満足
させる必要があり、厖大な数のはんだ付部を効率
よく検査する必要がある。
このような理由で、現在では、はんだ付部の自
動外観検査の要求が高まつてきている。特にフラ
ツトパツケージ形部品のはんだ付け部の検査が困
難である。
動外観検査の要求が高まつてきている。特にフラ
ツトパツケージ形部品のはんだ付け部の検査が困
難である。
例えば第1図に示すように、フラツトパツケー
ジ形部品のはんだ付け部1とか、LSIなどのワイ
ヤボンデイング2とか、フラツトな物体1と2を
接合する場合の接合部5などは、はんだ付け部の
良否の検査が困難である。
ジ形部品のはんだ付け部1とか、LSIなどのワイ
ヤボンデイング2とか、フラツトな物体1と2を
接合する場合の接合部5などは、はんだ付け部の
良否の検査が困難である。
即ち、はんだ付け部の欠陥としては、接合部が
完全に離れているもの、接触しているのみで完全
には接合していないもの、接合部がずれているも
のなどがある。
完全に離れているもの、接触しているのみで完全
には接合していないもの、接合部がずれているも
のなどがある。
第1図に例示したフラツトな外観をした接合部
では、完全に離れているものや接触しているのみ
で完全には接合していないものは、外観上あたか
も接合しているように観察され、欠陥を発見する
のは、頗る困難である。
では、完全に離れているものや接触しているのみ
で完全には接合していないものは、外観上あたか
も接合しているように観察され、欠陥を発見する
のは、頗る困難である。
従来のフラツトパツケージ部品のはんだ付け部
の外観検査には、二つの方式がある。
の外観検査には、二つの方式がある。
第1の方式としては、振動子をはんだ付け部に
直接接触させることにより、60Hz〜200KHzの周
波数ではんだ付け部を加振し、そのときのはんだ
付部の振動を振動検出器で検出し、この時の振動
の状態をもとにして欠陥の判定を行なうものであ
る(米国特許第4218922号)。
直接接触させることにより、60Hz〜200KHzの周
波数ではんだ付け部を加振し、そのときのはんだ
付部の振動を振動検出器で検出し、この時の振動
の状態をもとにして欠陥の判定を行なうものであ
る(米国特許第4218922号)。
第2の方式は、振動子をはんだ付け部に直接接
触して、20Hz〜1MHz又は150KHz〜650KHzの範
囲で、はんだ付け部に与える振動周波数を変化さ
せてはんだ付け部を加振し、このときの振動の大
きさを振動検出器で検出することにより、はんだ
付け部の周波数応答を測定し、この周波数応答を
もとに、はんだ付け部の欠陥判定を行なうように
したものがある(米国特許第4287766号)。
触して、20Hz〜1MHz又は150KHz〜650KHzの範
囲で、はんだ付け部に与える振動周波数を変化さ
せてはんだ付け部を加振し、このときの振動の大
きさを振動検出器で検出することにより、はんだ
付け部の周波数応答を測定し、この周波数応答を
もとに、はんだ付け部の欠陥判定を行なうように
したものがある(米国特許第4287766号)。
然しながらこれらの方式はいずれも、次の欠点
を有する。即ち、上記の従来方式では、はんだ付
け部に直接振動子を接触させて、はんだ付け部を
加振すること、及び振動の検出は、振動検出器を
もつて行なうようにしていることから、 (1) はんだ付け部のことごとくに振動子を正確に
接触しなければならず、検査速度が遅いこと。
を有する。即ち、上記の従来方式では、はんだ付
け部に直接振動子を接触させて、はんだ付け部を
加振すること、及び振動の検出は、振動検出器を
もつて行なうようにしていることから、 (1) はんだ付け部のことごとくに振動子を正確に
接触しなければならず、検査速度が遅いこと。
(2) はんだ付け部と振動子及び振動検出器の接触
状態を一定に保つことが困難であり、信頼性が
低いという欠点がある。
状態を一定に保つことが困難であり、信頼性が
低いという欠点がある。
従つて、従来の上記方式では、大型電算機のよ
うに多くの部品を実装するいわゆる高密度化への
対応が不可能であり、信頼性と生産性を満した検
査方法乃至は装置の開発が急がれているのが実情
である。
うに多くの部品を実装するいわゆる高密度化への
対応が不可能であり、信頼性と生産性を満した検
査方法乃至は装置の開発が急がれているのが実情
である。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解決す
べく、所望の間隔で並設された複数のはんだ付け
部等の接合部に対して高速で、しかも高信頼性で
もつて接合状態の良否を判定できるようにした接
合状態検出方法及びその装置を提供することにあ
る。
べく、所望の間隔で並設された複数のはんだ付け
部等の接合部に対して高速で、しかも高信頼性で
もつて接合状態の良否を判定できるようにした接
合状態検出方法及びその装置を提供することにあ
る。
本発明は、上記目的を達成するために、所望の
間隔で並設された複数の被検査対象物を間接的に
加振させ、該加振された複数の被検査対象物にレ
ーザ光を照射し、該複数の被検査対象物からの回
折光を検出光学系を通して干渉させて検出される
スペツクル光を、前記複数の被検査対象物の並設
方向に長手方向を向けて配置されたリニアセンサ
の長手方向にはフオーカス状態にすると共に該長
手方向とほぼ直交する方向にはデフオーカス状態
にして隣接した被検査対象物からのスペツクル光
の影響を低減して前記リニアセンサで受光し、該
リニアセンサから検出される画像信号に基づいて
各被検査対象物の接合状態を弁別して判定するこ
とを特徴とする接合状態検出方法である。また本
発明は、所望の間隔で並設された複数の被検査対
象物を間接的に加振させる加振手段と、該加振手
段で加振された複数の被検査対象物にレーザ光を
照射するレーザ光照射手段と、該複数の被検査対
象物からの回折光を干渉させて検出されるスペツ
クル光を、前記複数の被検査対象物の並設方向に
長手方向を向けて配置されたリニアセンサの長手
方向にはフオーカス状態にすると共に該長手方向
とほぼ直交する方向にはデフオーカス状態にして
隣接した被検査対象物からのスペツクル光の影響
を低減して前記リニアセンサで受光する検出光学
系と、該検出光学系のリニアセンサから検出され
る画像信号に基づいて各被検査対象物の接合状態
を弁別して判定する接合状態判定手段とを備えた
ことを特徴とする接合状態検出装置である。
間隔で並設された複数の被検査対象物を間接的に
加振させ、該加振された複数の被検査対象物にレ
ーザ光を照射し、該複数の被検査対象物からの回
折光を検出光学系を通して干渉させて検出される
スペツクル光を、前記複数の被検査対象物の並設
方向に長手方向を向けて配置されたリニアセンサ
の長手方向にはフオーカス状態にすると共に該長
手方向とほぼ直交する方向にはデフオーカス状態
にして隣接した被検査対象物からのスペツクル光
の影響を低減して前記リニアセンサで受光し、該
リニアセンサから検出される画像信号に基づいて
各被検査対象物の接合状態を弁別して判定するこ
とを特徴とする接合状態検出方法である。また本
発明は、所望の間隔で並設された複数の被検査対
象物を間接的に加振させる加振手段と、該加振手
段で加振された複数の被検査対象物にレーザ光を
照射するレーザ光照射手段と、該複数の被検査対
象物からの回折光を干渉させて検出されるスペツ
クル光を、前記複数の被検査対象物の並設方向に
長手方向を向けて配置されたリニアセンサの長手
方向にはフオーカス状態にすると共に該長手方向
とほぼ直交する方向にはデフオーカス状態にして
隣接した被検査対象物からのスペツクル光の影響
を低減して前記リニアセンサで受光する検出光学
系と、該検出光学系のリニアセンサから検出され
る画像信号に基づいて各被検査対象物の接合状態
を弁別して判定する接合状態判定手段とを備えた
ことを特徴とする接合状態検出装置である。
先ず、本発明に至つた経緯について説明する。
発明者らはますます高密度化していく趣勢の中
で、信頼性と生産性の観点より、はんだ付け部の
検査について検討した。
発明者らはますます高密度化していく趣勢の中
で、信頼性と生産性の観点より、はんだ付け部の
検査について検討した。
即ち、発明者らは、従来のようにはんだ付け部
を直接加振せずに間接的に加振して、はんだ付け
部への加振条件を各被検査部に対して同一にする
ことにより信頼性と検査速度を向上し、これに対
応してはんだ付け部の振動をも間接的に検出して
判定することを技術的な課題として検討した。
を直接加振せずに間接的に加振して、はんだ付け
部への加振条件を各被検査部に対して同一にする
ことにより信頼性と検査速度を向上し、これに対
応してはんだ付け部の振動をも間接的に検出して
判定することを技術的な課題として検討した。
この検討において、検討対象物にレーザ光を照
射し、これをセンサ等で観察するとレーザ・スペ
ツクルと呼ばれるコントラストの強い斑点が観測
される。
射し、これをセンサ等で観察するとレーザ・スペ
ツクルと呼ばれるコントラストの強い斑点が観測
される。
このレーザ・スペツクルというのは、ランダム
な回折格子と見なせる微少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、この回折光が相互に干渉を起したも
のである。
な回折格子と見なせる微少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、この回折光が相互に干渉を起したも
のである。
このレーザ・スペツクルは、対象物が移動する
と、それにつれて移動する性質を有し、この性質
を利用して、このレーザ・スペツクルの移動を光
学センサで観測することにより、はんだ付け部の
振動を検出することを見出した。
と、それにつれて移動する性質を有し、この性質
を利用して、このレーザ・スペツクルの移動を光
学センサで観測することにより、はんだ付け部の
振動を検出することを見出した。
第3図は、そのときの原理を示す図である。図
においてレーザ光源10から発せられるレーザ光
を、ハーフミラー11を通して対象物12に照射
し、そのとき生ずるレーザ・スペツクルを集光光
学系13で集光し、光学センサ14にて観察する
ようにしたものである。
においてレーザ光源10から発せられるレーザ光
を、ハーフミラー11を通して対象物12に照射
し、そのとき生ずるレーザ・スペツクルを集光光
学系13で集光し、光学センサ14にて観察する
ようにしたものである。
この光学系において、x方向へのレーザスペツ
クルの移動量Axは、次式で表わされる。
クルの移動量Axは、次式で表わされる。
Ax=b+△/a・ax−a/b・△・Ωy ……(1)
ここでa:対象物とレンズとの間の間隔
b:レンズと結像位置との間の間隔
Λ:結像位置からのデフオーカス量
ax:対象物のx方向への移動量
Ωy:対象物のy軸回りの回転量、
上式(1)式の関係から、センサを結像面上(Δ=
0)に配置すれば、スペクトルの移動量は、対象
物の移動量に倍率を乗じたものと等しくなる。こ
れに対し、センサを結像面から△だけ離れたデイ
フオーカス位置に置くことにより、対象物の回転
移動に対してもレーザ・スペツクルは移動し、し
かも、デイフオーカス量を△を大きくとることに
より、微弱な回転移動をも大きなレーザ・スペツ
クル量としてとらえることが可能になる。
0)に配置すれば、スペクトルの移動量は、対象
物の移動量に倍率を乗じたものと等しくなる。こ
れに対し、センサを結像面から△だけ離れたデイ
フオーカス位置に置くことにより、対象物の回転
移動に対してもレーザ・スペツクルは移動し、し
かも、デイフオーカス量を△を大きくとることに
より、微弱な回転移動をも大きなレーザ・スペツ
クル量としてとらえることが可能になる。
又レーザ・スペツクルは、結像位置においては
狭い範囲にとどまつているが、デイフオーカス位
置においては拡がつてしまう。
狭い範囲にとどまつているが、デイフオーカス位
置においては拡がつてしまう。
この場合、検査対象物が小さなピツチで並んで
いるときは、レーザ・スペツクルが拡がつている
と、それぞれの検査対象物からのレーザ・スペツ
クルが重なつてしまい、これを識別するのが困難
となる。
いるときは、レーザ・スペツクルが拡がつている
と、それぞれの検査対象物からのレーザ・スペツ
クルが重なつてしまい、これを識別するのが困難
となる。
そこで本発明は、これを防止するために、シリ
ンドリカルレンズを挿入して、検査対象物の並び
の方向には結像関係を保ち、これと直交する方向
に、デイフオーカスを行なえば、それぞれの対象
よりのレーザ・スペツクルを充分に分離し、しか
もデイフオーカス量を大きくとり、振動検出感度
を充分にあげることが可能となる。
ンドリカルレンズを挿入して、検査対象物の並び
の方向には結像関係を保ち、これと直交する方向
に、デイフオーカスを行なえば、それぞれの対象
よりのレーザ・スペツクルを充分に分離し、しか
もデイフオーカス量を大きくとり、振動検出感度
を充分にあげることが可能となる。
又シリンドリカル・レンズの代りに、回折格子
を使用すれば、回折像を観察することとなり、こ
の場合も、一方向のみにデイフオーカスすること
ができる。
を使用すれば、回折像を観察することとなり、こ
の場合も、一方向のみにデイフオーカスすること
ができる。
又一般に、光学センサには蓄積形のものと非蓄
積形の二種類がある。このうち、蓄積形センサ
は、入射光量を一定時間積分したものを検出する
形式であり、一方非蓄積形センサは、入射光量の
時間変動を検出する形式である。
積形の二種類がある。このうち、蓄積形センサ
は、入射光量を一定時間積分したものを検出する
形式であり、一方非蓄積形センサは、入射光量の
時間変動を検出する形式である。
第4図に示すものは、非蓄積形センサによるも
のであり、非蓄積形センサによつて振動している
レーザ・スペツクルを検出した場合、レーザ・ス
ペツクル斑の位置が振動しているときは(b)に示す
ように検出光量も振動して観察され、又振動して
いないレーザスペツクルに対しては、(a)に示すよ
うに検出光量は一定に観察される。
のであり、非蓄積形センサによつて振動している
レーザ・スペツクルを検出した場合、レーザ・ス
ペツクル斑の位置が振動しているときは(b)に示す
ように検出光量も振動して観察され、又振動して
いないレーザスペツクルに対しては、(a)に示すよ
うに検出光量は一定に観察される。
一方蓄積形センサの場合は、第5図に示すよう
に、振動しているレーザ・スペツクルを検出すれ
ば、レーザ・スペツクル斑が振動しているため(b)
に示すようにぼやけた像が観察され、レーザ・ス
ペツクルが振動していない場合は、(a)に示すよう
にコントラストの強いレーザスペツクル像が観察
される。なお、蓄積形センサの場合の蓄積時間
は、振動周波数以上にとる必要がある。
に、振動しているレーザ・スペツクルを検出すれ
ば、レーザ・スペツクル斑が振動しているため(b)
に示すようにぼやけた像が観察され、レーザ・ス
ペツクルが振動していない場合は、(a)に示すよう
にコントラストの強いレーザスペツクル像が観察
される。なお、蓄積形センサの場合の蓄積時間
は、振動周波数以上にとる必要がある。
このように、はんだ付け部の振動は、レーザ・
スペツクルとして検出され、このレーザ・スペツ
クルを光学センサによつて観察することによつ
て、はんだ付け部の良否判断が可能であることを
確認した。
スペツクルとして検出され、このレーザ・スペツ
クルを光学センサによつて観察することによつ
て、はんだ付け部の良否判断が可能であることを
確認した。
第6図は本発明の接合状態検出装置についての
補足説明図である。
補足説明図である。
第6図において、検査装置は、加振系16、レ
ーザ照射系20、検出光学系23及び、制御部3
1により構成されている。
ーザ照射系20、検出光学系23及び、制御部3
1により構成されている。
先ず加振系16は、LSIなどの部品7のリード
部8に対し間接的に振動を与えるものであり、こ
の実施例では、空気ノズル15よりはんだ付部に
向けて乱流空気を噴流し、リード部8に振動を与
えるようにしている。
部8に対し間接的に振動を与えるものであり、こ
の実施例では、空気ノズル15よりはんだ付部に
向けて乱流空気を噴流し、リード部8に振動を与
えるようにしている。
レーザ照射系20は、照射光学系18とハーフ
ミラー19を備え、レーザ光源17からのレーザ
光をはんだ付け部に照射する。
ミラー19を備え、レーザ光源17からのレーザ
光をはんだ付け部に照射する。
光学検出系23は、レーザ・スペツクルを検出
するためのデイフオーカス位置に像面を設定した
集光光学系21と蓄積形リニアセンサ22を備
え、レーザ・スペツクルを検出して蓄積形リニア
センサ22により観察する。
するためのデイフオーカス位置に像面を設定した
集光光学系21と蓄積形リニアセンサ22を備
え、レーザ・スペツクルを検出して蓄積形リニア
センサ22により観察する。
制御装置31は、検査対象物を位置決めするX
−Yテーブル24を制御するテーブルコントロー
ラ27、空気ノズル15より噴出する空気噴流を
制御する噴流制御部25、センサ駆動回路26、
レーザ制御回路28、欠陥判定部29及び全体制
御部30を内蔵している。
−Yテーブル24を制御するテーブルコントロー
ラ27、空気ノズル15より噴出する空気噴流を
制御する噴流制御部25、センサ駆動回路26、
レーザ制御回路28、欠陥判定部29及び全体制
御部30を内蔵している。
以上のように構成した本実施例において、全体
の動作は、次のようにして行なわれる(第7図参
照)。
の動作は、次のようにして行なわれる(第7図参
照)。
検査に先立つて先ず、全体制御部30より指令
してX−Yテーブル24を検査開始位置へ移動
し、検査対象物へのレーザビームの照射を開始す
ると共に、空気ノズル15より空気噴出を開始す
る。
してX−Yテーブル24を検査開始位置へ移動
し、検査対象物へのレーザビームの照射を開始す
ると共に、空気ノズル15より空気噴出を開始す
る。
このようにして、検査前の準備が完了し次に検
査が開始される。先ず、X−Yテーブル24をテ
ーブルコントローラ27により駆動して、フラツ
トパツケージ部品7の位置決めを行なうことによ
り、検査対象物であるリード8のはんだ付部にレ
ーザビームが照射されると同時にリード8のはん
だ付け部に、空気が噴出されることになる。
査が開始される。先ず、X−Yテーブル24をテ
ーブルコントローラ27により駆動して、フラツ
トパツケージ部品7の位置決めを行なうことによ
り、検査対象物であるリード8のはんだ付部にレ
ーザビームが照射されると同時にリード8のはん
だ付け部に、空気が噴出されることになる。
この状態で、はんだ付が完全に行なわれている
良品のリード8は振動しないが、はんだ付が不完
全な場合は、リード8が振動する。
良品のリード8は振動しないが、はんだ付が不完
全な場合は、リード8が振動する。
このようにして、検査対象物に照射されたレー
ザビームは、集光光学系21により集光され、レ
ーザ・スペツクルは、蓄積形リニアセンサ22に
より観察される。
ザビームは、集光光学系21により集光され、レ
ーザ・スペツクルは、蓄積形リニアセンサ22に
より観察される。
この蓄積形リニアセンサ22で得たレーザ・ス
ペツクルは、第8図に示すように、良品リード8
の場合は、リード8が振動しないためにピツチが
細く凹凸の激しい像32が観察される。一方不良
品の場合は、リード8が振動しているので、レー
ザ・スペツクルも振動し、これを積分した形で検
出しているため、ピツチが大きく、なだらかな像
33が観察される。
ペツクルは、第8図に示すように、良品リード8
の場合は、リード8が振動しないためにピツチが
細く凹凸の激しい像32が観察される。一方不良
品の場合は、リード8が振動しているので、レー
ザ・スペツクルも振動し、これを積分した形で検
出しているため、ピツチが大きく、なだらかな像
33が観察される。
このように、はんだ付部の良、不良によつて、
蓄積形リニアセンサでとらえられる像が異る。こ
の像の差異をもとにして、欠陥判定部29で判定
する。
蓄積形リニアセンサでとらえられる像が異る。こ
の像の差異をもとにして、欠陥判定部29で判定
する。
即ち、検査対象物である各リード8に対応して
表われるレーザ・スペツクル像の光量の山数を計
測し、その数が、予め定めた域値より多いか少な
いかによつて判定する。
表われるレーザ・スペツクル像の光量の山数を計
測し、その数が、予め定めた域値より多いか少な
いかによつて判定する。
又は、レーザスペツクル像の光量の極大値間の
ピツチ(山と山の間の間隔)の平均値を計算し、
この値か予め定めた域値より小さいかどうかで判
定するとか、或は、レーザ・スペツクル像の光量
の微分値の絶対値の平均値を計算し、この値が予
め定めた域値より大きいか小さいかで判定するこ
ともできる。
ピツチ(山と山の間の間隔)の平均値を計算し、
この値か予め定めた域値より小さいかどうかで判
定するとか、或は、レーザ・スペツクル像の光量
の微分値の絶対値の平均値を計算し、この値が予
め定めた域値より大きいか小さいかで判定するこ
ともできる。
例えば、良品のリード8の場合は、細い凹凸の
像となるので、予め定めた域値よりも、山数が多
ければ良品であり、少なければ不良品として判定
される。
像となるので、予め定めた域値よりも、山数が多
ければ良品であり、少なければ不良品として判定
される。
この判定において、リード8の加振、蓄積形リ
ニアセンサ22でのレーザスペツクルの観察及び
レーザ光の照射は、制御装置によつて制御され、
かつ、被検査物に対して間接的に行なわれるの
で、検査されるすべてのリード8に対し、すべて
同一条件であり、はんだ付け部の良否に完全に即
応した検査判定が可能となる。
ニアセンサ22でのレーザスペツクルの観察及び
レーザ光の照射は、制御装置によつて制御され、
かつ、被検査物に対して間接的に行なわれるの
で、検査されるすべてのリード8に対し、すべて
同一条件であり、はんだ付け部の良否に完全に即
応した検査判定が可能となる。
又乱流を利用した空気噴流で加振することによ
り、はんだ付けが完全に離れた状態のリード8の
固有振動数を含む幅広い周波数にわたる振動数で
加振することになり、振幅の大きな振動となる。
り、はんだ付けが完全に離れた状態のリード8の
固有振動数を含む幅広い周波数にわたる振動数で
加振することになり、振幅の大きな振動となる。
又蓄積形リニアセンサ22を用いているため、
微弱な信号をとらえることが可能であり、出力の
小さなレーザ光でも検出するに充分なレーザ・ス
ペツクルを得られ、上記の振幅の増加と合せ正確
な検出が可能である。
微弱な信号をとらえることが可能であり、出力の
小さなレーザ光でも検出するに充分なレーザ・ス
ペツクルを得られ、上記の振幅の増加と合せ正確
な検出が可能である。
以下本発明の一実施例について具体的に説明す
る。第9図は本発明の接合状態検出装置の一実施
例であり、第6図に示した実施例と異る点は、加
振系16に交流磁石34を用いた点、及び、検出
光学系23にx方向には結像関係を保つたままy
方向のみにデフオーカスさせるためのシリンドリ
カルレンス−35を附加し、小さなピツチで配置
されたリード8でも検査を可能にした点及び、欠
陥の判定方法を異にする点である。
る。第9図は本発明の接合状態検出装置の一実施
例であり、第6図に示した実施例と異る点は、加
振系16に交流磁石34を用いた点、及び、検出
光学系23にx方向には結像関係を保つたままy
方向のみにデフオーカスさせるためのシリンドリ
カルレンス−35を附加し、小さなピツチで配置
されたリード8でも検査を可能にした点及び、欠
陥の判定方法を異にする点である。
このように構成した本実施例において、装置の
全体動作と欠陥判定法の点で第6図と相違すると
ころは、第10図に示すように先ずリード8に加
振を与えない状態でレーザ光を照射し、蓄積形リ
ニアセンサ22により、同一波形の像を観察する
(第11図参照)。次に交流磁石34を作動して、
リード8を加振し、加振前後のレーザ・スペツク
ル像の変化を確認し、はんだ付け部の欠陥を判定
する。
全体動作と欠陥判定法の点で第6図と相違すると
ころは、第10図に示すように先ずリード8に加
振を与えない状態でレーザ光を照射し、蓄積形リ
ニアセンサ22により、同一波形の像を観察する
(第11図参照)。次に交流磁石34を作動して、
リード8を加振し、加振前後のレーザ・スペツク
ル像の変化を確認し、はんだ付け部の欠陥を判定
する。
例えば加振前のレーザ・スペツクルの像は、第
11図のようになり、加振後のその像が第8図の
ように変つた場合は、加振前後のレーザ・スペツ
クル像の微分値を二値化して、加振前後のものの
相互相関をとることにより比較して、相関係数が
予め定められた域値よりも大きいか小さいかで判
定する。この場合小さいものを欠陥として判定す
る。
11図のようになり、加振後のその像が第8図の
ように変つた場合は、加振前後のレーザ・スペツ
クル像の微分値を二値化して、加振前後のものの
相互相関をとることにより比較して、相関係数が
予め定められた域値よりも大きいか小さいかで判
定する。この場合小さいものを欠陥として判定す
る。
又これ以外の判定方法として、例示すれば、
(1) 加振前後のレーザ・スペツクル光量の極大点
の平均ピツチの比又は差を計算し、この値が予
め定めた域値より大きいものを欠陥として判定
する方法。
の平均ピツチの比又は差を計算し、この値が予
め定めた域値より大きいものを欠陥として判定
する方法。
(2) 加振前後のレーザ・スペツクル光量の極大値
数の比又は差を計測し、この値が予め定めた域
値より小さいものを欠陥として判定する方法。
数の比又は差を計測し、この値が予め定めた域
値より小さいものを欠陥として判定する方法。
(3) 加振前後のレーザ・スペツクル光量を高速フ
ーリエ変換し、周波数領域における最大値をと
る周波数の比又は差を計算し、この値が予め定
めた域値より小さいものを欠陥と判定する方
法。
ーリエ変換し、周波数領域における最大値をと
る周波数の比又は差を計算し、この値が予め定
めた域値より小さいものを欠陥と判定する方
法。
(4) 加振前後のレーザ・スペツクル光量の微分値
の絶対値の平均値の比又は差を計算し、この値
が予め定めた域値より小さいものを欠陥と判定
する方法。
の絶対値の平均値の比又は差を計算し、この値
が予め定めた域値より小さいものを欠陥と判定
する方法。
などがあげられる。
本実施例の場合は、シリンドリカルレンズ35
を挿入しているので、リード8相互間(リード8
を複数個並設したような部品)のレーザ・スペツ
クルを充分に分離し、かつ、振動検出感度を充分
大きくとることが可能である。
を挿入しているので、リード8相互間(リード8
を複数個並設したような部品)のレーザ・スペツ
クルを充分に分離し、かつ、振動検出感度を充分
大きくとることが可能である。
第12図に更に他の実施を示す。この実施例に
おいて、第6図及び第9図に示した実施例と相違
する点は、加振系16に空気ノズル15を用いる
のと併せてシリンドリカルレンズ35を用い、制
御部には、レーザ・スペツクルの時間変動を蓄積
しておくためのバツフア40を設け、この蓄積さ
れたレーザ・スペツクルの時間変動をスペクトル
アナライザにて分析し、はんだ付け部の良否を判
定するようにした点である。
おいて、第6図及び第9図に示した実施例と相違
する点は、加振系16に空気ノズル15を用いる
のと併せてシリンドリカルレンズ35を用い、制
御部には、レーザ・スペツクルの時間変動を蓄積
しておくためのバツフア40を設け、この蓄積さ
れたレーザ・スペツクルの時間変動をスペクトル
アナライザにて分析し、はんだ付け部の良否を判
定するようにした点である。
即ち検査装置は、空気ノズル15を有する加振
系16と、レーザ光源17、照射光学系18、及
びハーフミラ19を備えたレーザ照射系20と、
集光光学系21、シリンドリカルレンズ35及び
非蓄積形リニアセンサ39を備えた光学検出系2
3と、テーブルコントローラ27、空気噴流制御
部25、センサ駆動回路26、レーザ制御回路2
8、欠陥判定部29、全体制御部30及びバツフ
ア40を内蔵した制御装置31とで構成されてい
る。
系16と、レーザ光源17、照射光学系18、及
びハーフミラ19を備えたレーザ照射系20と、
集光光学系21、シリンドリカルレンズ35及び
非蓄積形リニアセンサ39を備えた光学検出系2
3と、テーブルコントローラ27、空気噴流制御
部25、センサ駆動回路26、レーザ制御回路2
8、欠陥判定部29、全体制御部30及びバツフ
ア40を内蔵した制御装置31とで構成されてい
る。
この検査装置の全体動作は、次のようにして行
なわれる(第7図参照)。先ず、検査に先立つて、
全体制御部30よりの指令により、X−Yテーブ
ル24を検査開始位置へ移動させ、リード8上面
へのレーザビームの照射を開始する。
なわれる(第7図参照)。先ず、検査に先立つて、
全体制御部30よりの指令により、X−Yテーブ
ル24を検査開始位置へ移動させ、リード8上面
へのレーザビームの照射を開始する。
次に、テーブルコントローラ27によつて、X
−Yテーブル24を駆動して、フラツトパツケー
ジ形部品7の1辺(この1辺には多数のリード8
が並列して設けられている)分のリード8を検査
位置へ位置決めし、空気ノズル15より、はんだ
付け部に向けて空気噴射を開始する。
−Yテーブル24を駆動して、フラツトパツケー
ジ形部品7の1辺(この1辺には多数のリード8
が並列して設けられている)分のリード8を検査
位置へ位置決めし、空気ノズル15より、はんだ
付け部に向けて空気噴射を開始する。
このように空気を噴流することにより、はんだ
付けの不良品は、間接的に振動させられる。この
場合、はんだ付の良好なものは、振動しない。こ
の状態を非蓄積形の並列出力リニアセンサ39で
観測し、第4図に示すようなレーザ・スペツクル
の時間変動を得る。
付けの不良品は、間接的に振動させられる。この
場合、はんだ付の良好なものは、振動しない。こ
の状態を非蓄積形の並列出力リニアセンサ39で
観測し、第4図に示すようなレーザ・スペツクル
の時間変動を得る。
このようにして得られた各リードに対応するレ
ーザ・スペツクルの時間変動をバツフア40に蓄
積しておき、この蓄積されたレーザ・スペツクル
の時間変動をもとに欠陥判定を行なう。
ーザ・スペツクルの時間変動をバツフア40に蓄
積しておき、この蓄積されたレーザ・スペツクル
の時間変動をもとに欠陥判定を行なう。
即ち、非蓄積形の並列出力のリニア・センサ3
9で得たレーザ・スペツクルは、良品のリード8
は振動しないために第4図a図に示すように検出
光量がほとんど変化しないが、不良品のリード8
はリード8自体の固有振動数で振動しているため
に、第4図b図に示すように検出光量も振動す
る。
9で得たレーザ・スペツクルは、良品のリード8
は振動しないために第4図a図に示すように検出
光量がほとんど変化しないが、不良品のリード8
はリード8自体の固有振動数で振動しているため
に、第4図b図に示すように検出光量も振動す
る。
このレーザ・スペツクルの時間変動をスペクト
ルアナライザで分折し、第13図を得る。
ルアナライザで分折し、第13図を得る。
この周波数領域におけるピーク周波数の位置
が、予め定めた域値より高かどうかで判定し、こ
の場合、高いリードを不良として判定する。
が、予め定めた域値より高かどうかで判定し、こ
の場合、高いリードを不良として判定する。
この判定法として次のものが考えられる。
(1) レーザ・スペツクルの時間変動を浮動形で2
値化し、0から1まで又は1から0に変る数を
計算し、この値が予め定められた域値より大き
いリードを不良と判定する。
値化し、0から1まで又は1から0に変る数を
計算し、この値が予め定められた域値より大き
いリードを不良と判定する。
(2) 上記(1)と同様に浮動形で2値化し、0→1、
又は1→0に変るピツチの平均値を計算し、こ
の値が予め定めた域値より小さいリードを不良
と判定する。
又は1→0に変るピツチの平均値を計算し、こ
の値が予め定めた域値より小さいリードを不良
と判定する。
又この実施例で使用するセンサとして次のよう
なものがある。
なものがある。
(1) イメージ・デイテクタなどを用いたランダム
スキヤンが可能なセンサ。このセンサを用いた
場合は、並列に設けられている多数のリードを
順番に走査して、入射光量の時間変動を検出す
ることが可能である。
スキヤンが可能なセンサ。このセンサを用いた
場合は、並列に設けられている多数のリードを
順番に走査して、入射光量の時間変動を検出す
ることが可能である。
(2) フオトマルなどのポイントセンサ。このセン
サを用いた場合は、リード1個づつステツプア
ンドリピートでX−Yテーブルを駆動して検査
を行なう。
サを用いた場合は、リード1個づつステツプア
ンドリピートでX−Yテーブルを駆動して検査
を行なう。
本実施例のように、レーザ・スペツクルの時間
変動を計測して行なう場合は、被検査対象物の振
動周波数を知ることができ、それだけ良否を判定
するための情報が多くなり、少しの欠陥も見逃さ
ず、信頼性が高い。
変動を計測して行なう場合は、被検査対象物の振
動周波数を知ることができ、それだけ良否を判定
するための情報が多くなり、少しの欠陥も見逃さ
ず、信頼性が高い。
又第6図に示した実施例で説明したと同様、流
量を変えて空気を噴流することにより、振動させ
た乱流空気噴流を得、これによつて被検査対象物
を加振するため、例えば、接続されていないはん
だ付け部が、固有振動数で振動できない場合で
も、噴射されている空気の振動数で振動を起すの
で、これを検出すればよいことは勿論である。
量を変えて空気を噴流することにより、振動させ
た乱流空気噴流を得、これによつて被検査対象物
を加振するため、例えば、接続されていないはん
だ付け部が、固有振動数で振動できない場合で
も、噴射されている空気の振動数で振動を起すの
で、これを検出すればよいことは勿論である。
又、シリンドリカルレンズについては、第9図
に示した実施例で説明したと同様の効果があるこ
とは勿論である。
に示した実施例で説明したと同様の効果があるこ
とは勿論である。
以上の説明において、加振系として空気噴流及
び交流磁石を例に説明したが、間接的に加振でき
るものであれば何でもよく、これに限定されるも
のではない。例えば、空気以外の気体でもよい。
び交流磁石を例に説明したが、間接的に加振でき
るものであれば何でもよく、これに限定されるも
のではない。例えば、空気以外の気体でもよい。
又デイフオーカスさせる光学部品としてシリン
ドリカルレンズを例に説明したが、これに限定さ
れるものではなく、回折格子を用いてもよい。
ドリカルレンズを例に説明したが、これに限定さ
れるものではなく、回折格子を用いてもよい。
又光学センサとして、蓄積形と非蓄積形につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、
例えば2次元センサを用いてもよいことは勿論で
ある。
て説明したが、これに限定されるものではなく、
例えば2次元センサを用いてもよいことは勿論で
ある。
以上に示した三つの実施例は代表された一実施
例であり、上記した加振系の要素、検出光学系の
要素、及び判定法の組合せは、これに限定される
ものではない。
例であり、上記した加振系の要素、検出光学系の
要素、及び判定法の組合せは、これに限定される
ものではない。
以上説明したように本発明によれば、高密度化
の趨勢に対応できるように、フラツトパツケージ
形部品のはんだ付け部、LSI等のワイヤボンデイ
ング部等のように所望の間隔で並設された複数の
接合部(被検査対象物)に対して隣接した接合部
(被検査対象物)からのスペツクル光の影響を低
減して各接合部の接合状態の良否を、非接触で、
しかも信頼性高く、高速度で、弁別して検査する
ことができる効果を奏する。
の趨勢に対応できるように、フラツトパツケージ
形部品のはんだ付け部、LSI等のワイヤボンデイ
ング部等のように所望の間隔で並設された複数の
接合部(被検査対象物)に対して隣接した接合部
(被検査対象物)からのスペツクル光の影響を低
減して各接合部の接合状態の良否を、非接触で、
しかも信頼性高く、高速度で、弁別して検査する
ことができる効果を奏する。
第1図及び第2図は、説明用図であり、第1図
aはフラツトパツケージ形部品のはんだ付け部、
第1図bはLSIなどのワイヤボンデイング部、第
1図cは一般的なフラツト部のはんだ付け部を示
す斜視図、第2図はフラツトパツケージ部品がは
んだ付けされている状態を示す斜視図である。第
3図は、本発明の原理を示す斜視図、第4図は非
蓄積形センサによるスペツクル検出波を示す線図
であり、aは、はんだ付けが良い場合、bははん
だ付け部が不良の場合の検出波を示す。第5図
は、蓄積形センサによるスペツクルの検出像を示
す図であり、aは良品、bは不良品の場合に現わ
れる像である。第6図は、本発明の接合状態検出
装置について補足説明するために主要部構成を示
す図、第7図は、第6図に示す装置の作動を説明
するためのブロツク図、第8図は、第6図に示す
装置によつて得られるスペツクルの検出波形を示
す図、第9図は、本発明の接合状態検出装置の一
実施例を示す主要構成図、第10図は、第9図に
示す接合状態検出装置の作動を説明するためのブ
ロツク図、第11図は、第9図に示す接合状態検
出装置により得られるスペツクルの検出波形を示
す図、第12図は、本発明の接合状態検出装置の
他の一実施例を示す主要構成図、第13図は、第
12図に示す接合状態検出装置により得られるス
ペツクルの検出波形を示す図であり、aは良品、
bは不良品の波形を示す図である。 8……リード、15……空気ノズル、16……
加振系、17……レーザ光源、18……照射光学
系、19……ハーフミラ、20……レーザ照射光
学系、21……集光光学系、22……蓄積形リニ
アセンサ、23……検出光学系、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、34……
交流磁石、35……シリンドカルレンズ、40…
…検出信号を蓄積するバツフア。
aはフラツトパツケージ形部品のはんだ付け部、
第1図bはLSIなどのワイヤボンデイング部、第
1図cは一般的なフラツト部のはんだ付け部を示
す斜視図、第2図はフラツトパツケージ部品がは
んだ付けされている状態を示す斜視図である。第
3図は、本発明の原理を示す斜視図、第4図は非
蓄積形センサによるスペツクル検出波を示す線図
であり、aは、はんだ付けが良い場合、bははん
だ付け部が不良の場合の検出波を示す。第5図
は、蓄積形センサによるスペツクルの検出像を示
す図であり、aは良品、bは不良品の場合に現わ
れる像である。第6図は、本発明の接合状態検出
装置について補足説明するために主要部構成を示
す図、第7図は、第6図に示す装置の作動を説明
するためのブロツク図、第8図は、第6図に示す
装置によつて得られるスペツクルの検出波形を示
す図、第9図は、本発明の接合状態検出装置の一
実施例を示す主要構成図、第10図は、第9図に
示す接合状態検出装置の作動を説明するためのブ
ロツク図、第11図は、第9図に示す接合状態検
出装置により得られるスペツクルの検出波形を示
す図、第12図は、本発明の接合状態検出装置の
他の一実施例を示す主要構成図、第13図は、第
12図に示す接合状態検出装置により得られるス
ペツクルの検出波形を示す図であり、aは良品、
bは不良品の波形を示す図である。 8……リード、15……空気ノズル、16……
加振系、17……レーザ光源、18……照射光学
系、19……ハーフミラ、20……レーザ照射光
学系、21……集光光学系、22……蓄積形リニ
アセンサ、23……検出光学系、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、34……
交流磁石、35……シリンドカルレンズ、40…
…検出信号を蓄積するバツフア。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 所望の間隔で並設された複数の被検査対象物
を間接的に加振させ、該加振された複数の被検査
対象物にレーザ光を照射し、該複数の被検査対象
物からの回折光を検出光学系を通して干渉させて
検出されるスペツクル光を、前記複数の被検査対
象物の並設方向に長手方向を向けて配置されたリ
ニアセンサの長手方向にはフオーカス状態にする
と共に該長手方向とほぼ直交する方向にはデフオ
ーカス状態にして前記リニアセンサで受光し、該
リニアセンサから検出される画像信号に基づいて
各被検査対象物の接合状態を弁別して判定するこ
とを特徴とする接合状態検出方法。 2 所望の間隔で並設された複数の被検査対象物
を間接的に加振させる加振手段と、該加振手段で
加振された複数の被検査対象物にレーザ光を照射
するレーザ光照射手段と、該複数の被検査対象物
からの回折光を干渉させて検出されるスペツクル
光を、前記複数の被検査対象物の並設方向に長手
方向を向けて配置されたリニアセンサの長手方向
にはフオーカス状態にすると共に該長手方向とほ
ぼ直交する方向にはデフオーカス状態にして前記
リニアセンサで受光する検出光学系と、該検出光
学系のリニアセンサから検出される画像信号に基
づいて各被検査対象物の接合状態を弁別して判定
する接合状態判定手段とを備えたことを特徴とす
る接合状態検出装置。 3 前記リニアセンサの長手方向にはフオーカス
状態にすると共に該長手方向とほぼ直交する方向
にはデフオーカス状態にする検出光学系としてシ
リンドリカルレンズまたは回折格子で構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の接合
状態検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11296084A JPS60257227A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 接合状態検出方法及び装置 |
| US06/707,501 US4641527A (en) | 1984-06-04 | 1985-03-04 | Inspection method and apparatus for joint junction states |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11296084A JPS60257227A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 接合状態検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257227A JPS60257227A (ja) | 1985-12-19 |
| JPH0455099B2 true JPH0455099B2 (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=14599842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11296084A Granted JPS60257227A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 接合状態検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257227A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009017695B3 (de) | 2009-04-15 | 2010-11-25 | Göpel electronic GmbH | Verfahren zur Inspektion von Lötstellen an elektrischen und elektronischen Bauteilen |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP11296084A patent/JPS60257227A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60257227A (ja) | 1985-12-19 |
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