JP5129689B2 - Printed solder inspection apparatus and printed solder inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品等を表面実装するためのプリント板上に、クリーム状はんだが印刷されたときのはんだの形成状態を測定し、検査する印刷はんだ検査装置及びその方法に関する。特に、プリント板には、はんだが印刷される箇所(以下、「はんだ箇所」と言う。)であって回路パターン(パッド)が顕わにされ、部品が取り付け可能なパッド部と、回路パターンの上に近赤外光が透過可能なレジストが塗布されたレジスト部(はんだが印刷されない部分)があるが、この発明は、実際に印刷されたはんだの変位(高さ)をレジスト部の下部にあるパッド面(回路パターン面)からの高さとして測定できる技術に係る。 The present invention relates to a printed solder inspection apparatus and method for measuring and inspecting a solder formation state when cream-like solder is printed on a printed board for surface mounting electronic components and the like. In particular, a printed circuit board is a place where solder is printed (hereinafter referred to as a “solder place”), and a circuit pattern (pad) is revealed. There is a resist part (part where solder is not printed) coated with a resist that can transmit near-infrared light on the top. However, the present invention applies the displacement (height) of the actually printed solder to the lower part of the resist part. The present invention relates to a technique that can be measured as a height from a certain pad surface (circuit pattern surface).
パッド面からはんだの高さ(変位)を測定する技術として、本出願人が先に出願した特許文献1の技術がある。特許文献1の技術は、プリント板の表面の測定点を、可視光を垂直に照射してその散乱光によりプリント板表面第1の変位を求め、斜めから可視光を照射しその正反射光により第2の変位を求め、それらの第1の変位、又は第2の変位のいずれかを選択して測定点の変位を測定する変位測定装置である。具体的には、予め、レジスト面を測定して、そのときの第1の変位及び第2の変位と、レジストの厚さとの関係を関数として記憶しておき、実際に、被被測定対象のプリント基板を測定するときに、レジスト面を照射したときの第1の変位と第2の変位を基に上記の関数を参照してレジスト面の厚さからレジスト下部のパッド面の位置を推定し、パッド面の位置を基準としたはんだ箇所における第1の変位及び第2の変位を求めていた。 As a technique for measuring the height (displacement) of the solder from the pad surface, there is a technique of Patent Document 1 filed earlier by the present applicant. In the technique of Patent Document 1, the measurement point on the surface of the printed board is irradiated with visible light vertically, the first displacement of the printed board surface is obtained by the scattered light, the visible light is irradiated obliquely, and the regular reflected light is used. It is a displacement measuring device which calculates | requires 2nd displacement, selects either those 1st displacement or 2nd displacement, and measures the displacement of a measurement point. Specifically, the resist surface is measured in advance, and the relationship between the first displacement and the second displacement at that time and the thickness of the resist is stored as a function. When measuring the printed circuit board, the position of the pad surface under the resist is estimated from the thickness of the resist surface with reference to the above function based on the first displacement and the second displacement when the resist surface is irradiated. The first displacement and the second displacement at the solder location based on the position of the pad surface were obtained.
上記特許文献1の技術は、可視光で測定していたが、可視光を半透明なレジスト面にほぼ垂直に照射すると、一部は透過するものの、一部は反射する。その透過した光の反射光だけつかめれば、その下部のパッド面の変位が測定できるが、透過しないで表面で反射する光と透過して反射する光の双方を取り込んで測定するので、上記のように予め、それらの反射とレジスト厚さとの関係を関数的に把握しておく必要があった。 Although the technique of the above-mentioned Patent Document 1 is measured with visible light, when visible light is irradiated almost perpendicularly to a translucent resist surface, a part of the resist is transmitted but a part of it is reflected. If only the reflected light of the transmitted light is grasped, the displacement of the lower pad surface can be measured, but since both the light reflected on the surface without transmitting and the light reflected and transmitted are taken in and measured, Thus, it is necessary to grasp the relationship between the reflection and the resist thickness in advance as a function.
しかしながら、その後の試験で、可視光の代わりに近赤外光で、レジスト面を垂直に照射するとほとんどが透過するので、その下部にあるパッド面の変位を測定できることが分かった。一方、近赤外光で斜めに照射するとレジストの表面でほとんど反射することも分かった。 However, in subsequent tests, it was found that most of the resist surface is transmitted by irradiating the resist surface vertically with near infrared light instead of visible light, so that the displacement of the pad surface underneath can be measured. On the other hand, it was also found that when it was obliquely irradiated with near infrared light, it was almost reflected on the resist surface.
つまり、図4に示すようにプリント板1(以下、「基板」と言う。)に張られているパッド1cの面(例えば、銅箔の配線パターン面)の上にレジスト1aとはんだ1bが形成されている。そのレジスト1aに図5(a)に示すように斜めに近赤外光を照射しても可視光同様に正反射する。一方、可視光を図5(b)に示すように垂直に照射すると上記したように、レジスト1aの表面とパッド1cの双方からの反射があるが、図5(c)に示すように近赤外光で垂直に照射するとほとんどが透過し、その底部にあるパッド1cで反射する。つまり、近赤外光による垂直照射によりレジスト1aの下部のパッド1cの変位(高さ)を測定できることが分かった。
That is, as shown in FIG. 4, a
本発明の目的は、近赤外光によりレジスト底部の変位を測定し、その底部の変位を基準としたはんだの変位(高さ)を測定できる印刷はんだ検査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a printed solder inspection apparatus capable of measuring the displacement of a resist bottom by near infrared light and measuring the displacement (height) of solder with reference to the displacement of the bottom.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、パッド面にはんだが印刷されたはんだ箇所とレジストが塗布されたレジスト箇所を有するプリント板の該表面の測定点に垂直に、前記レジストが透過する波長0.76〜0.9μm内の近赤外光を照射し、該測定点からの散乱光を受ける第1のセンシング手段(OS1,D1,D2)と、前記測定点と同じ測定点に前記垂直に対し所定角度斜めの角度で前記近赤外光を照射し該測定点で正反射した正反射光を受ける第2のセンシング手段(OS2,D3)とを含む変位センサ(2)と、第1のセンシング手段の出力に基づいて前記プリント板の表面における各測定点における変位を求めるデータ処理部(3)と、前記第2のセンシング手段の出力に基づく輝度データにより少なくとも前記測定点がはんだ箇所であるかレジスト箇所であるかを識別する測定点判定部(5)と、該識別の結果と前記データ処理部が求めた変位とを受けて、前記レジスト箇所を測定点としたときの該レジスト箇所底部にあるパッド面に対する前記はんだ箇所の高さを求める測定演算部(7)と、を備えた。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is characterized in that the perpendicular to the measurement point on the surface of the printed board having a solder spot where the solder is printed on the pad surface and a resist spot where the resist is applied. First sensing means (OS1, D1, D2) that irradiates near infrared light within a wavelength of 0.76 to 0.9 μm transmitted through the resist and receives scattered light from the measurement point, the same as the measurement point Displacement sensor (2) including second sensing means (OS2, D3) that irradiates the measurement point with the near-infrared light at an oblique angle with respect to the vertical and receives specularly reflected light at the measurement point. ), A data processing unit (3) for obtaining a displacement at each measurement point on the surface of the printed circuit board based on the output of the first sensing means, and luminance data based on the output of the second sensing means. In response to the measurement point determination unit (5) for identifying whether the measurement point is a solder location or a resist location, and the displacement obtained by the identification result and the data processing unit, the resist location is defined as a measurement point. And a measurement calculation unit (7) for determining the height of the solder spot with respect to the pad surface at the bottom of the resist spot.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1のセンシング手段は測定点の輝度データを出力し、 前記測定点判定部は、該第1のセンシング手段の輝度データ及び前記第2のセンシング手段の輝度データを基に、予め記憶していた閾値と比較することにより、前記測定点が前記はんだ箇所と前記レジスト底部の前記パッドとを識別し、前記測定演算部は、該識別の結果と前記データ処理部が求めた変位を基に、該パッド面からの該はんだ箇所の高さを求める構成とした。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first sensing unit outputs luminance data of a measurement point, and the measurement point determination unit includes the luminance data of the first sensing unit. And the measurement point identifies the solder location and the pad at the bottom of the resist by comparing with the threshold value stored in advance based on the luminance data of the second sensing means, The height of the solder spot from the pad surface is obtained based on the identification result and the displacement obtained by the data processing unit.
請求項3に記載の発明は、パッド面にはんだが印刷されたはんだ箇所とレジストが塗布されたレジスト箇所を有するプリント板の該表面の測定点に垂直に前記レジストが透過する波長0.76〜0.9μm内の近赤外光を照射し、該測定点からの散乱光を受ける第1のセンシング手段(OS1,D1,D2)と、前記測定点と同じ測定点に前記垂直に対し所定角度斜めの角度で前記近赤外光を照射し該測定点で正反射した正反射光を受ける第2のセンシング手段(OS2,D3)とを含む変位センサ(2)と、前記第2のセンシング手段の出力に基づく輝度データにより少なくとも前記測定点がはんだ箇所であるかレジスト箇所であるかを識別する測定点判定部(5)を有し、該識別結果を受けて、前記レジスト箇所を測定点として該測定点の底部にある前記パッド面からの散乱光を受光したときの前記第1のセンシング手段の出力を基に前記パッド面の変位を算出し、さらに、前記はんだ箇所を測定点として該はんだ箇所からの散乱光を受光したときの該第1のセンシング手段の出力に基づいて、該パッド面からの該はんだ箇所の高さ求める変位測定部(100)と、を備えた。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、パッド面にはんだが印刷されたはんだ箇所とレジストが塗布されたレジスト箇所を有するプリント板の該表面の測定点に垂直に前記レジストが透過する波長0.76〜0.9μm内の近赤外光を照射し、該測定点からの散乱光を受ける第1のセンシング手段(OS1,D1,D2)と、前記測定点と同じ測定点に前記垂直に対し所定角度斜めの角度で前記近赤外光を照射し該測定点で正反射した正反射光を受ける第2のセンシング手段(OS2,D3)とを含む変位センサ(2)を準備する段階と、前記変位センサを、前記はんだ箇所及びレジスト箇所を含む前記プリント基板上を相対的に走査させて、前記第1のセンシング手段の出力と前記第2のセンシング手段の出力を取得する走査段階と、第1のセンシング手段の出力に基づいて前記走査された各測定点における変位を求める変位演算段階と、前記第2のセンシング手段の出力に基づいて前記測定点がはんだ箇所であるかレジスト箇所であるかを識別する測定点判定段階と、該識別結果と前記変位演算段階で求めた変位とを受けて、前記レジスト箇所を測定点としたときの該レジスト箇所底部にある前記パッド面の変位と、前記はんだ箇所の変位とから、該パッド面からの該はんだ箇所の高さを求める測定演算段階と、を備えた。
The invention according to
レジスト面に対して垂直に近赤外光を照射する構成であるから、直接的にレジスト底部にあるパッド面の変位を測定でき、かつそのパッド面からのはんだ箇所の高さ(変位)を測定できる。 Because it is configured to irradiate near infrared light perpendicular to the resist surface, the displacement of the pad surface at the bottom of the resist can be measured directly and the height (displacement) of the solder spot from the pad surface can be measured. it can.
本発明に係る印刷はんだ検査装置の実施形態を図を用いて説明する。図1は実施形態の内、変位センサ及び変位測定部(変位検出装置)の機能構成を示す図であって、変位センサと被測定物間を相対的に走査して検査する形態の図である。図2は実施形態の内、検査部の機能構成を示す図である。図4は、図1の変位センサの実施形態の変形であって、変位センサ内で光源により光学的走査を行うタイプの実施形態を示す図である。 An embodiment of a printed solder inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a displacement sensor and a displacement measuring unit (displacement detecting device) in the embodiment, and is a diagram showing a form in which a displacement sensor and an object to be measured are relatively scanned and inspected. . FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the inspection unit in the embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a modification of the embodiment of the displacement sensor of FIG. 1, in which an optical scanning is performed by a light source in the displacement sensor.
図1を用いて、変位センサ2を用いた変位測定を行う変位測定部100の機能構成について説明する。 A functional configuration of a displacement measuring unit 100 that performs displacement measurement using the displacement sensor 2 will be described with reference to FIG.
図1で変位センサ2は、一枚の板状の基板あるいは平板上の基台(以下、「基台」と言う。不図示)に、第1の近赤外光源OS1aと、第1の受光手段D1と、第2の受光手段D2と、第2の近赤外光源OS2aと、第3の受光手段D3と、を互いの位置関係を固定して、一体的に1筐体を成すように形成されている。第1の近赤外光源OS1aは、波長が0.76〜0.9μm内のいずれかの光(ビーム)を発生し、基板1の表面の測定点(対象位置)を垂直方向から第1光軸に沿って光(以下、光のビームであるが「光」と称する。)を照射する位置にある。第1の近赤外光源OS1aの波長を0.76〜0.9μmとしたのは、レジスト1aを垂直に入射した場合にそのレジスト1aを透過する波長であること(ほぼ0.76μm以上)、そして、入手しやすい或いは安価なものであること(ほぼ0.9μm以下、)からである。
In FIG. 1, the displacement sensor 2 includes a first near-infrared light source OS1a and a first light receiving element on a single plate-like substrate or a base on a flat plate (hereinafter referred to as “base”, not shown). The positional relationship between the means D1, the second light receiving means D2, the second near-infrared light source OS2a, and the third light receiving means D3 is fixed so that one housing is integrally formed. Is formed. The first near-infrared light source OS1a generates any light (beam) having a wavelength in the range of 0.76 to 0.9 μm, and the first light from the vertical direction is set as the measurement point (target position) on the surface of the substrate 1. It is in a position to irradiate light (hereinafter referred to as “light” although it is a light beam) along the axis. The wavelength of the first near-infrared light source OS1a is set to 0.76 to 0.9 μm because the wavelength is transmitted through the
第1の受光手段D1は測定点にて該第1の光軸に対して第1の角度θ1で形成される第1の散乱光路上に配置されている。第2の受光手段D2は、第1の光軸に対して第1の散乱光路と反対側に第2の角度θ2で形成される第2の散乱光路上に配置され、散乱光を受光している(以上が「第1のセンシング手段」である)。第2の近赤外光源OS2aは、波長が0.76〜0.9μm内のいずれかの光(ビーム)を発生し、第1の光軸に対して斜めの角度θ3を成す第2の光軸の光で測定点を照射する。そして第3の受光手段D3は、測定点にて第2の光源の第2の光軸に対して第3の角度2θ3で形成される正反射光路上に配置され、正反射光を受光している(以上が、「第2のセンシング手段」である。)。 The first light receiving means D1 is disposed on a first scattered light path formed at a measurement point at a first angle θ1 with respect to the first optical axis. The second light receiving means D2 is disposed on the second scattered light path formed at the second angle θ2 on the opposite side to the first scattered light path with respect to the first optical axis, and receives the scattered light. (The above is the “first sensing means”). The second near-infrared light source OS2a generates any light (beam) having a wavelength in the range of 0.76 to 0.9 μm, and forms a second light having an oblique angle θ3 with respect to the first optical axis. The measurement point is irradiated with the light of the axis. The third light receiving means D3 is disposed on a specular reflection optical path formed at a third angle 2θ3 with respect to the second optical axis of the second light source at the measurement point, and receives the specular reflection light. (The above is the “second sensing means”.)
また、第1の受光手段D1、第2の受光手段D2のそれぞれは、所定長さの受光面を有し、測定点からの散乱光を受光したときの該所定長さ方向における受光位置に応じて光変位情報を検出する位置検出器(PSD:Position Sensitive Detector)が用いられている。PSDは、長さ方向に光検出素子が配置され、その長さ方向の両端からの位置を示す情報としてそれらの各端部からその位置に応じた電気量である出力A、出力Bが出力されるとその変位情報は(A−B)/(A+B)で示される。PSDは、測定点の変位により受光位置が変わり、その受光位置に応じた電気量を出力する素子、つまり変位を電気量に表して出力する素子である。PSDの代わりに、フォトダイオード・アレイやCCD等で直接、受光位置を変位を示す情報として出力する構成としても良い。 Each of the first light receiving means D1 and the second light receiving means D2 has a light receiving surface with a predetermined length, and corresponds to the light receiving position in the predetermined length direction when scattered light from the measurement point is received. A position detector (PSD: Position Sensitive Detector) that detects optical displacement information is used. In the PSD, light detection elements are arranged in the length direction, and output A and output B, which are electric quantities corresponding to the position, are output from each end as information indicating positions from both ends in the length direction. Then, the displacement information is indicated by (A−B) / (A + B). The PSD is an element that changes the light receiving position according to the displacement of the measurement point and outputs an electric quantity corresponding to the light receiving position, that is, an element that outputs the displacement expressed in the electric quantity. Instead of the PSD, the light receiving position may be directly output as information indicating the displacement by a photodiode array, a CCD, or the like.
第1の受光手段D1、第2の受光手段D2のそれぞれは、測定点がはんだ1bの場合は、その表面からの反射光を受けてその変位を検出し、測定点が透過性を有するレジスト1aの場合は、その底部の変位、つまり底部にあるパッド1c、もしくはパッド1cが無い基板1そのものの表面の変位を検出することになる。また、第1の受光手段D1、第2の受光手段D2のそれぞれは、測定点における光量情報(輝度データ)も併せて出力する。これは、レジスト1aの下部にパッド1cが在るか無いか(無い場合は、基板1そのものの表面になる。)どうかの判定に利用される。ただし、パッド1cは、上記したように(図4参照)銅箔パターンとして作られており、はんだ1bやレジスト1a等に比し薄い。そのため、パッド1c(「パッド面」と言うことがある。)からのはんだ1bの高さと、基板1からのはんだ高さとが実質的に同じであると見なせる、或いは見なしても良いと言う場合は、第1の受光手段D1、第2の受光手段D2からの光量情報、及びそれに基づくパッド1cの有無の判定は不要である。
When the measurement point is the solder 1b, each of the first light receiving unit D1 and the second light receiving unit D2 receives the reflected light from the surface thereof to detect the displacement, and the measurement point is a
さらに、第3の受光手段D3は、斜めに照射された近赤外光は測定点がはんだ1bであるか、レジスト1aであるかに拘わらずそれらの表面(透過しない)で反射するのでその反射光量を測定して光量情報(輝度データ)を出力する。この光量情報は、測定点がレジスト1aかはんだ1bかの判定に用いられる。 Further, the third light receiving means D3 reflects the near-infrared light irradiated obliquely on its surface (not transmitting) regardless of whether the measurement point is the solder 1b or the resist 1a. The light amount is measured and light amount information (luminance data) is output. This light quantity information is used to determine whether the measurement point is the resist 1a or the solder 1b.
なお、図1で、走査機構4は、モータ等の駆動源及びベルト等の駆動機構を有し、基板1,もしくは変位センサ2、或いはそれらの双方を相対的に移動させることにより、走査させる。図1において変位センサ2を、第1の受光手段D1等の各要素が配列された配列方向と直交する方向(図1の紙面に直交する奥行き方向)へ主走査させながら変位測定をさせ、1主走査を終了すると、次に配列方向(図1の紙面に平行な方向)に移動(副走査)して、位置を変えて主走査して変位測定を行う。この動作を繰り返すことにより、基板1の、所望範囲についての変位測定を行わせる。なお、走査方向は一例であり、他の方向であっても良い。
In FIG. 1, the
制御部6は、パネル等(不図示)からの指示により例えば、はんだが印刷された基板1の所望測定範囲の指示を受け、その所望範囲についての走査指示を走査機構4へ送って上記のように走査させる。走査にあたっては、第1の近赤外光源OS1aと第2の近赤外光源OS2aが同一波長の光源を利用した場合であって正反射光と散乱反射光との相互干渉の問題が無ければそれらの光源による同時照射でもよい。この相互干渉が問題になる場合は、基板1上の同一の走査位置(測定点)で第1の近赤外光源OS1aと第2の近赤外光源OS2aを交互に切り替える構成とする。異なる波長の光源を利用した場合は、波長選択フィルターで区別して検出できるので必ずしも切り替える必要はなく、同時に出力させる構成としても良い。
In response to an instruction from a panel or the like (not shown), for example, the
データ処理部3及び測定演算部7は、各受光手段からの出力を基に測定点における変位(データ)を算出している。そして、測定点判定部5によりレジスト1aとはんだ1bが識別されて、レジスト1aの底部(パッド1c)からのはんだ高さを算出している。
The
具体的には、加算器3a、加算器3b、演算部3c、メモリ3d、測定点判定部5及び測定演算部7が、次の(1)〜(4)の動作を行う。
(1)前記変位センサ2が走査機構4の制御により、基板1上をはんだ1b、レジスト1aにかかわりなく相対的に走査する。そして、上記の第1の受光手段D1と第2の受光手段D2で受光する。加算器3aは、第1の受光手段D1の出力A1及び第2の受光手段D2が出力するA2を受けて、Ax=A1+A2を算出して出力する。加算器3bは、第1の受光手段D1の出力B1及び第2の受光手段D2が出力するB2を受けて、Bx=B1+B2を算出して出力する。
Specifically, the
(1) The displacement sensor 2 relatively scans the substrate 1 regardless of the solder 1b and the resist 1a under the control of the
(2)演算部3cは、Ax=A1+A2及びBx=B1+B2より、変位出力Lx=(Ax−Bx)/(Ax+Bx)を算出し、これを制御部6の指示で変位センサ2を走査している走査機構4の走査位置(測定点)に対応して、メモリ3dに記憶させる。このとき、測定点がレジスト1aにおける変位出力は、レジスト1aの底部における変位を示す。その底部にパッド1cがある場合はそのパッド1cの変位であり、基板1そのものであればその表面の変位である。つまり、上記したように、第1の近赤外光源OS1aの波長が0.76〜0.9μmとされ、レジスト1aを垂直に入射した場合には、そのレジスト1aを透過しパッド1cもしくは基板1で反射した反射光を受けて測定された変位であるからである。ただし、この時点では、測定点がはんだ1bの変位出力かレジスト1aの底部の変位出力かの区別はされていない。このように演算部3cで算出され、メモリ3dに記憶される変位は、いわば、基板1の既知の特定点の高さを基準として測定され、或いはその高さで校正されたとき(例えば、特定点における変位センサ2からの変位出力Lxを0に校正)の変位(高さ)である。特定点としては、例えば、むき出しの銅箔パターン(パッド)がある。以下、基準を示していない変位、比較対象を示していない変位は、この特定点を基準とした変位(高さ)を示す。
(2) The
また、レジスト1aの底部のパッド1cの有無を判定する場合は、第1の受光手段D1又は/及び第2の受光手段D2からの散乱反射光の光量情報も測定点毎に併せて記憶させる。
When determining the presence or absence of the
(3)一方、測定点判定部5は、第3の受光手段D3の出力(輝度データ)を受けて、測定点がはんだ1bとレジスト1aとでは、反射光の光量(輝度)が違うことを利用して、変位センサ2の走査位置(測定位置)がはんだ1bであるか、レジスト1aであるかを識別している。つまり、測定点判定部5は、予めはんだ1bを特定するための輝度の閾値(或いは閾値範囲)と、レジスト1aを特定するための輝度の閾値(或いは閾値範囲)を記憶しておいて、第3の受光手段D3の出力とそれらの閾値を比較して、はんだ1bとレジスト1aとを識別している。そしてその識別結果を受けて、測定点、その測定点における変位出力Lx、及びその測定点の識別結果をメモリ3dに記憶させている。したがって言い方換えれば、変位出力Lxをはんだ1bの変位出力をLh、レジスト1aの底部についての変位出力をLrと区別して記憶されている。 (3) On the other hand, the measurement point determination unit 5 receives the output (luminance data) of the third light receiving means D3 and confirms that the amount of reflected light (brightness) is different between the solder 1b and the resist 1a. Utilizing this, it is identified whether the scanning position (measurement position) of the displacement sensor 2 is the solder 1b or the resist 1a. That is, the measurement point determination unit 5 stores in advance a luminance threshold (or threshold range) for specifying the solder 1b and a luminance threshold (or threshold range) for specifying the resist 1a. The outputs of the three light receiving means D3 and their threshold values are compared to identify the solder 1b and the resist 1a. In response to the identification result, the measurement point, the displacement output Lx at the measurement point, and the identification result of the measurement point are stored in the memory 3d. Therefore, in other words, the displacement output Lx is stored separately from the displacement output of the solder 1b as Lh and the displacement output of the bottom of the resist 1a as Lr.
(4)測定演算部7は、メモリ3dから測定点がはんだ1bであるときの変位出力Lhと、そのはんだ1bの近傍周辺で測定点がレジスト1aであるときのその底部の変位出力Lrとから、レジスト1aの底部についての変位出力Lrを基準とするはんだ高さL=Lh−Lrを求める。 (4) From the memory 3d, the measurement calculation unit 7 uses the displacement output Lh when the measurement point is the solder 1b and the displacement output Lr at the bottom when the measurement point is the resist 1a in the vicinity of the solder 1b. Then, the solder height L = Lh−Lr is obtained based on the displacement output Lr for the bottom of the resist 1a.
ただし、上記したように、レジスト1aの底部にあるパッド1cの変位出力Lrpからはんだ1bの高さを求める場合は、測定演算部7は、メモリ3dに測定点に対応して記憶されている第1の受光手段D1又は/及び第2の受光手段D2からの光量情報であって、測定点がレジスト1aであるところの光量情報を受けて、レジスト1aの底部にパッド1cがあるかどうかを判別するパッド判定手段を有している。つまり、パッド1cがある場合は光量が大きくなり、パッド1cがない場合は、光量が小さいので、予めそれらを識別する閾値を記憶しておいて、測定点がレジスト1aであるところの第1の受光手段D1又は/及び第2の受光手段D2からの光量情報と比較して判定している。そして、その判定によりパッド1cがあるときの変位出力をLrpとすると、測定演算部7は、パッド1cの変位出力Lrpを基準とするはんだ高さL=Lh−Lrpを求める。はんだ高さLは言い換えれば、パッド(面)1cに対するはんだの高さを示す。
However, as described above, when the height of the solder 1b is obtained from the displacement output Lrp of the
ここでは、測定演算部7が、測定点がレジスト1aであるところの光量情報を受けて、レジスト1aの低部にパッド1cがあるかどうかを判別するパッド判定手段を有するとして説明したが、測定点判定部5にパッド判定手段を有しても良い。
Here, the measurement calculation unit 7 has been described as having a pad determination unit that receives light amount information at a measurement point of the resist 1a and determines whether or not the
つまり、測定点判定部5が、はんだ1b、レジスト1a、レジスト1bの底部のパッド1c、レジスト1aの底部の基板1の表面を識別する閾値(或いは閾値の範囲とを記憶しておき、第1の受光手段D1又は/及び第2の受光手段D2からの散乱反射光の光量情報、及び第3の受光手段からの正反射光の光量情報を受けて、各閾値を参照し、それぞれを識別する。そして、識別結果を、演算部3cが出力する変位出力Lxとともに測定点に対応して記憶してもよい。つまり、ここで、変位出力がLxが、はんだ1bの変位出力Lhか、レジスト底部のパッド1cの変位出力Lrpか、レジスト底部の基板1の表面そのものの変位かを識別して記憶することになる。測定演算部7は、はんだ1bの変位出力Lhと、レジスト底部のパッド1cの変位出力Lrpとを読み出して、パッド1cに対するはんだ1bの高さL=Lh−Lrpを計算する。
That is, the measurement point determination unit 5 stores the threshold value (or threshold value range) for identifying the solder 1b, the resist 1a, the
なお、変位出力Lrは高さを求めるべきはんだ1bの近傍周辺のレジスト1aを測定点(パッド1c有無の区別なし)としたときの変位出力Lrの平均値を求めることが好ましい。変位出力Lrpの場合も、同様に、平均値またはLrpは、高さを求めるべきはんだ1bの近傍周辺のレジスト1aを測定点とし、かつパッド1cが在るところの変位出力Lrpの平均値を求めることが好ましい。
The displacement output Lr is preferably obtained as an average value of the displacement output Lr when the resist 1a in the vicinity of the solder 1b whose height is to be obtained is taken as a measurement point (no distinction of the presence or absence of the
実施形態における一連の動作を説明する。
ステップS01:パッド1c面にはんだが印刷されたはんだ1bとレジストが塗布されたレジスト1aを有する基板1の表面の測定点に対して、波長が0.76〜0.9μm内のいずれかを有する第1の近赤外光源OS1aにより光(近赤外光)を垂直に照射し、その散乱反射光を第1の受光手段D1及びD2で受光し、一方第2の近赤外光源OS2aにより光(近赤外光)を斜めに照射し、その正反射光を第3の受光手段D3で受光する変位センサ2を準備する。
A series of operations in the embodiment will be described.
Step S01: With respect to the measurement point on the surface of the substrate 1 having the solder 1b with the solder printed on the surface of the
ステップS02:制御部6からの指示によって走査機構4が基板1もしくは変位センサ2のいずれかを相対的に移動させることで、測定点の走査を行い。第1の受光手段D1、第2の受光手段D2及び第3の受光手段D3の出力を取得する。
Step S02: The
ステップS03:加算器3a及び加算器3bは、第1の受光手段D1からの一方の出力A1及び他方の出力B1を受け、第2の受光手段D2からの一方の出力A2a及び他方の出力B2を受けて、Ax=A1+A2、Bx=B1+B2を算出する。この時点では、加算器3a及び加算器3bは、走査される測定点毎に各受光手段からの出力を受けて、算出しており、はんだ1b、レジスト1aのいずれのデータかを区別していない。
Step S03: The
ステップS04:演算部3cは、出力Ax=A1+A2、Bx=B1+B2を受けて、Lx=(A3―B3)/(A3+B3)を算出して、メモリ3dに測定点に対応させて記憶させる。
Step S04: The computing
ステップS05:測定点判定部5は、第3の受光手段D3の出力を受けて、予め記憶している閾値と比較して、変位センサ2の走査位置(測定位置)がはんだ1bであるか、レジスト1aであるかを識別し、その識別結果を演算部3cが求めた変位出力Lxとともに測定点に対応させてメモリ3dに記憶させている。
Step S05: The measurement point determination unit 5 receives the output of the third light receiving means D3 and compares it with the threshold value stored in advance, whether the scanning position (measurement position) of the displacement sensor 2 is the solder 1b, Whether the resist is 1a is identified, and the identification result is stored in the memory 3d in association with the measurement point together with the displacement output Lx obtained by the
ステップS06:測定演算部7は、メモリ3dから測定点がはんだ1bであるときの変位出力Lhと、そのはんだ1bの近傍周辺で測定点がレジスト1aであるときのその底部の変位出力Lrとを読み出して、レジスト1aの底部の変位出力Lrを基準とするはんだ高さL=Lh−Lrを求める。これを各はんだ1bの箇所毎に行う。 Step S06: The measurement calculation unit 7 obtains the displacement output Lh when the measurement point is the solder 1b from the memory 3d and the displacement output Lr at the bottom when the measurement point is the resist 1a in the vicinity of the solder 1b. Reading is performed to obtain a solder height L = Lh−Lr based on the displacement output Lr at the bottom of the resist 1a. This is performed for each solder 1b.
以上のように、本発明においては、近赤外光を用いた散乱反射変位測定系の光学系と正反射変位測定系の光学系を備えて、レジスト1aの底部からのはんだ1bの高さを求めることができる。 As described above, in the present invention, the optical system of the scattering reflection displacement measurement system using near infrared light and the optical system of the regular reflection displacement measurement system are provided, and the height of the solder 1b from the bottom of the resist 1a is set. Can be sought.
ただし、レジスト底部のパッド1cからのはんだ1bの高さを求める場合は、上記のステップS05で、測定点判定部5は、第1の受光手段D1及び第2の受光手段D2からの光量情報、及び第3の受光手段D3の出力(光量情報)を受けて、予め記憶している閾値と比較して、変位センサ2の走査位置(測定位置)がはんだ1bであるか、レジスト1aであるかを識別し、かつレジスト1aの底部にあるパッド1cであるか否かを識別し、その識別結果を演算部3cが求めた変位出力Lx(Lh、Lrpを読み出し可能に記憶)とともに測定点に対応させてメモリ3dに記憶(Lh、Lrpを読み出し可能に記憶)させ、上記ステップ06で、測定演算部7は、測定点がはんだ1bであるときの変位出力Lhと、そのはんだ1bの近傍周辺で測定点がパッド1cで変位出力Lrpとを読み出して、パッド1cの変位出力Lrpを基準とするはんだ高さL=Lh−Lrpを求める。
However, when obtaining the height of the solder 1b from the
次に図2を用いて、検査部200の機能構成を説明する。その図2で画像処理部8は、制御部6から基板1のレイアウト情報(配置図)と走査して測定しているときの位置情報とを受け、測定演算部7からその位置情報における高さ(変位出力)Lを受けて、レイアウト上に変位に応じてはんだ1bの量的な形状を表す立体画像を形成することにより、画像として再現出力する。
Next, the functional configuration of the inspection unit 200 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the image processing unit 8 receives the layout information (arrangement drawing) of the substrate 1 from the
例えば、画像処理部8は、測定演算部7の変位出力Lと、制御部6からの基板1の測定点(測定点の座標)とから測定したエリア(測定点の集合領域:例えば、基板1上に印刷されたクリームはんだ1b面)における面積(例えば、はんだ印刷された面積)や体積(例えば、はんだ量)を表す画像データを生成する。比較部9は、制御部6からそのエリアにおける、設計値等をレファレンス(面積や体積)として受けて、画像データとレファレンスとの差を演算し出力する。なお、画像データに変換することなく、その測定点において測定した変位(高さ:例えば、はんだ1bの高さ)とレファレンス(この場合は、例えば、測定点における設計上の高さ)との差を出力しても良い。上記では、はんだの面積や体積の例で説明したが、はんだの位置ズレ等の判定も可能である。
For example, the image processing unit 8 measures the area (measurement point collection region: for example, the substrate 1) measured from the displacement output L of the measurement calculation unit 7 and the measurement points (coordinates of the measurement points) of the substrate 1 from the
判定部10は、レファレンスに対応する許容値を制御部6から受けて、比較部9からの出力と比較し、比較部9の出力が、許容値内であれば合格とし、許容値外であれば不良(否)と判定する。
The
表示部11は、判定部10の判定結果を表示する。また、制御部6からレイアウト情報(例えば、プリント基板のはんだ箇所の配置図)を受けて表示し、レイアウトのどの位置におけるはんだ1bが不良(否)であり、合格であるかを識別可能に表示してもよい。また、それらと別に或いは併せて、画像処理部8で生成した画像データに基づく画像を表示させて、どの箇所のはんだ状態が不良であり、合格であるかを識別可能に表示させることもできる。
The display unit 11 displays the determination result of the
[変位測定部の変形例]
上記では、測定点の変位を算出した後に、測定点判定部5の判定結果に基づいて、はんだ1bとレジスト1aに振り分けて、レジスト1aの底部からのはんだ1bの高さを求める構成であった。しかし、測定点判定部5の判定結果に基づいて、変位センサ2の出力、加算器3a、3bの出力のいずれでもはんだ1bとレジスト1aの各データに振り分けができる。したがって、振り分けて加算器3a、3b及び演算部3cで演算し、その結果から、レジスト1aの底部からのはんだ1bの高さを求める構成であっても良い。
[Modification of displacement measurement unit]
In the above, after calculating the displacement of the measurement point, based on the determination result of the measurement point determination unit 5, the solder 1b and the resist 1a are distributed to obtain the height of the solder 1b from the bottom of the resist 1a. . However, based on the determination result of the measurement point determination unit 5, either the output of the displacement sensor 2 or the outputs of the
したがって、表現を変えれば、変位測定部100は、測定点判定部5が第3の受光手段D3の出力に基づく光量情報(輝度データ)により測定点がはんだ1bであるかレジスト1aであるかを識別結果を受けて、前記レジスト1aを測定点として測定点の底部からの散乱光を受光したときの第1のセンシング手段の出力を基にレジスト1aの底部の変位を算出し、さらに、はんだ1bを測定点としたときのそのはんだ1bからの散乱光を受光したときの第1のセンシング手段の出力に基づいてレジスト1aの底部の変位を基準としたはんだ1bの高さ(変位)を求める構成であると言える。 Therefore, in other words, the displacement measuring unit 100 determines whether the measurement point is the solder 1b or the resist 1a based on the light amount information (luminance data) based on the output of the third light receiving means D3. In response to the identification result, the displacement of the bottom of the resist 1a is calculated based on the output of the first sensing means when the scattered light from the bottom of the measurement point is received using the resist 1a as the measurement point, and the solder 1b The height (displacement) of the solder 1b with reference to the displacement of the bottom of the resist 1a based on the output of the first sensing means when the scattered light from the solder 1b is received with the measurement point as the measurement point It can be said that.
[変位センサの他の実施形態]
変位センサ2の他の実施形態としての変位センサ2aを図3に示す。図3(a)は変位センサ2aを上面から見た図で、図3(b)は側面から見た図で、いずれも各素子間の光路を示す図である。図3(c)は、図3(b)の矢視A又は矢視Bから見た光路を示す図である。図3において、図1と同一符号の要素は同一機能を有する。
[Other Embodiments of Displacement Sensor]
A displacement sensor 2a as another embodiment of the displacement sensor 2 is shown in FIG. FIG. 3A is a view of the displacement sensor 2a as viewed from above, and FIG. 3B is a view as viewed from the side, both of which show optical paths between the elements. FIG.3 (c) is a figure which shows the optical path seen from the arrow A or arrow B of FIG.3 (b). 3, elements having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions.
この変位センサ2aが図1の実施形態との構成上の主な違いは、図1の実施形態では、変位センサ2の全体を機構的に移動させて主走査を行っていたが、この変形例における変位センサ2aでは、ポリゴンミラーPMの回転を利用して主走査を行う点である。副走査は、上記の実施形態と同様、変位センサ2a又は基板1の何れか或いは双方を機構的に移動させることで行う。主走査、副走査の走査方向は第1の実施形態と同じである(異なっても良い)。したがって、図1の走査機構4は、この他の実施形態では副走査だけ担当する。同様に、図1の制御部6は、主走査については、直接に、変位センサ2aのポリゴンミラーPMを制御して主走査を行わせる。その他の構成は、次の説明にある以外、図1と同じである。
The main difference in configuration of the displacement sensor 2a from the embodiment of FIG. 1 is that in the embodiment of FIG. 1, the entire displacement sensor 2 is mechanically moved to perform main scanning. In the displacement sensor 2a, the main scanning is performed using the rotation of the polygon mirror PM. Sub-scanning is performed by mechanically moving either or both of the displacement sensor 2a and the substrate 1 as in the above embodiment. The scanning directions of main scanning and sub-scanning are the same as in the first embodiment (may be different). Therefore, the
この場合の走査位置(測定点)の位置情報は、ポリゴンミラーPMを回転駆動する駆動部(不図示)におけるポリゴンミラーPMを回転させるときに回転角に応じたタイミング信号を生成しているので、そのタイミング信号と制御部6からの副走査指示により決まる。したがって、メモリ3dに記憶される測定点の情報としては、上記タイミング信号と副走査指示に基づいて記憶される。
Since the position information of the scanning position (measurement point) in this case generates a timing signal corresponding to the rotation angle when the polygon mirror PM is rotated in a drive unit (not shown) that rotates the polygon mirror PM, It is determined by the timing signal and a sub-scanning instruction from the
図3を基に変位センサ2aの光学的構成について説明する。第1の受光手段D1、第2の受光手段D2、及び第3の受光手段D3は、図1の実施形態で説明したものと同じ構成で、同じ機能・動作をするが、主走査方向に対して主走査の距離に対応する幅(図3(a)で紙面の上下方向、図3(b)では、紙面の奥行き方向)を持ってセンシングできる構成にされている。受光レンズK1aと結像レンズK1bの組み合わせ、受光レンズK2aと結像レンズK2bとの組み合わせ、及び、受光レンズK3aと結像レンズK3bの組み合わせは、それぞれ集光機能素子K1、K2、K3を構成するものであり、受光レンズK1a、K2a、K3aで集光した光(反射光)を平行光にし、その平行光を受けた結像レンズK1b、K2b、K3bが各受光手段D1,D2、D3へ結像させる機能を有する。これらも、各受光手段D1、D2、D3と同様に主走査方向に対して主走査の距離だけ幅(図3(a)で紙面の上下方向、図3(b)では、紙面の奥行き方向)を持って、受光、結像可能な構成にされている。 The optical configuration of the displacement sensor 2a will be described with reference to FIG. The first light receiving means D1, the second light receiving means D2, and the third light receiving means D3 have the same configuration and the same functions and operations as those described in the embodiment of FIG. 1, but with respect to the main scanning direction. Thus, sensing is performed with a width corresponding to the main scanning distance (in FIG. 3A, the vertical direction of the paper surface, and in FIG. 3B, the depth direction of the paper surface). The combination of the light receiving lens K1a and the imaging lens K1b, the combination of the light receiving lens K2a and the imaging lens K2b, and the combination of the light receiving lens K3a and the imaging lens K3b constitute the condensing functional elements K1, K2, and K3, respectively. The light (reflected light) collected by the light receiving lenses K1a, K2a, K3a is converted into parallel light, and the imaging lenses K1b, K2b, K3b receiving the parallel light are connected to the light receiving means D1, D2, D3. It has a function to image. Similarly to each of the light receiving means D1, D2, and D3, the width is the distance of the main scanning direction with respect to the main scanning direction (the vertical direction in FIG. 3A and the depth direction in FIG. 3B). It is configured to receive light and form an image.
図3(a)(b)において、レーザOSC1a、ハーフミラーOSC1b、ミラーOSC1c、ミラーOSC1d、ポリゴンミラーPM、ミラーOSC1e、fθレンズOSC1f、及びミラーOSC1gの全体が、等価的に図1の第1の近赤外光源OS1aに相当する。但し、主走査をポリゴンミラーPMで行う点で異なる。また、レーザOSC1a、ハーフミラーOSC1b、ミラーOSC2a、ミラーOSC1c、ポリゴンミラーPM、ミラーOSC2b、及びfθレンズOSC2cの全体は、等価的に図1の第2の近赤外光源OS2aに相当する。図3(c)は、図3(b)の矢視A、Bから見た図で、光路方向が変換される様子を示す図である。 3A and 3B, the laser OSC1a, the half mirror OSC1b, the mirror OSC1c, the mirror OSC1d, the polygon mirror PM, the mirror OSC1e, the fθ lens OSC1f, and the entire mirror OSC1g are equivalently equivalent to the first OS in FIG. This corresponds to the near-infrared light source OS1a. However, it differs in that the main scanning is performed by the polygon mirror PM. Further, the entire laser OSC1a, half mirror OSC1b, mirror OSC2a, mirror OSC1c, polygon mirror PM, mirror OSC2b, and fθ lens OSC2c equivalently correspond to the second near-infrared light source OS2a in FIG. FIG.3 (c) is a figure seen from the arrow A and B of FIG.3 (b), and is a figure which shows a mode that an optical path direction is converted.
次に主として、光路及び主走査について説明する。レーザOSC1aから出力された光は、ハーフミラーOSC1bで一部が分岐されてミラーOSC1c及びミラーOSC1dで反射されてポリゴンミラーPMへ入力される。ポリゴンミラーPMへ入力された光は、ポリゴンミラーPMの回転(図3(a)で右回転)により、ミラーOSC1eへ回転に応じた角度で出射される。ミラーOSC1eは受けた光を受けたときの角度に対して正反射した光路で折返し、fθレンズOSC1fへ送る。fθレンズOSC1fは、ポリゴンミラーPMの回転に応じた角度で入射される光を図3(c)に示すように、回転に応じて広がる角度の光路を一定の間隔で走査方向へ並列に並ぶ光路に変換して、その光路を通してミラーOSC1gへ送る。ミラーOSC1gは、受けた光を垂直方向から測定点へ照射させる。このとき、図3(b)では、ポリゴンミラーPMの回転に応じて、測定点は、紙面の手前から奥行き方向へ主走査されることになる。第1の受光手段D1及び第2の受光手段D2は、ミラーOSC1gからの照射に対する測定点からの散乱光を受けて変位を測定する。 Next, the optical path and main scanning will be mainly described. The light output from the laser OSC1a is partially branched by the half mirror OSC1b, reflected by the mirror OSC1c and the mirror OSC1d, and input to the polygon mirror PM. The light input to the polygon mirror PM is emitted to the mirror OSC1e at an angle corresponding to the rotation by the rotation of the polygon mirror PM (right rotation in FIG. 3A). The mirror OSC1e turns back along the optical path specularly reflected with respect to the angle when the received light is received, and sends it to the fθ lens OSC1f. As shown in FIG. 3 (c), the fθ lens OSC1f is an optical path in which light incident at an angle according to the rotation of the polygon mirror PM is arranged in parallel in the scanning direction at a constant interval with an optical path having an angle spreading according to the rotation. And sent to the mirror OSC1g through the optical path. The mirror OSC1g irradiates the measurement point with the received light from the vertical direction. At this time, in FIG. 3B, the measurement point is main-scanned in the depth direction from the front of the sheet according to the rotation of the polygon mirror PM. The first light receiving means D1 and the second light receiving means D2 receive the scattered light from the measurement point for the irradiation from the mirror OSC1g and measure the displacement.
一方、レーザOSC1aから出力された光の内、ハーフミラーOSC1bで分岐された残りの光は、ミラーOSC2aで反射されてポリゴンミラーPMへ入力される。ポリゴンミラーPMへ入力された光は、ポリゴンミラーPMの回転により、fθレンズOSC2cへ回転に応じた角度で出射される。fθレンズOSC2cは、fθレンズOSC1fと同様に、ポリゴンミラーPMの回転に応じた角度で入射される光を図3(c)に示すように、走査方向へ並列に一定の間隔で並ぶ光路を通して、かつ垂直に対して一定角度θ3を成す斜め上から測定点へ照射させる。このとき、図3(b)では、ポリゴンミラーPMの回転に応じて、測定点は、紙面の奥行きから手前へ主走査されることになる(ミラーOSC1gからの垂直な光による走査とは逆方向)。第3の受光手段D3は、fθレンズOSC2cからの照射に対する測定点からの正反射光を受けて変位測定する。 On the other hand, of the light output from the laser OSC1a, the remaining light branched by the half mirror OSC1b is reflected by the mirror OSC2a and input to the polygon mirror PM. The light input to the polygon mirror PM is emitted to the fθ lens OSC2c at an angle corresponding to the rotation by the rotation of the polygon mirror PM. Similar to the fθ lens OSC1f, the fθ lens OSC2c passes light incident at an angle according to the rotation of the polygon mirror PM through an optical path arranged in parallel in the scanning direction at a constant interval as shown in FIG. Further, the measurement point is irradiated from obliquely above at a certain angle θ3 with respect to the vertical. At this time, in FIG. 3B, the measurement point is main-scanned from the depth of the paper to the front in accordance with the rotation of the polygon mirror PM (in the opposite direction to the scanning by the vertical light from the mirror OSC1g). ). The third light receiving means D3 receives the specularly reflected light from the measurement point for the irradiation from the fθ lens OSC2c and measures the displacement.
上記のように、ミラーOSC1gからの出力光は上記の散乱反射測定系(第1のセンシング手段)の光源の役割を担い、fθレンズOSC2cからの出力光は上記の正反射測定系(第2のセンシング手段)の光源の役割を担う。しかし、両者の光は、照射する測定点は同じであるが、同一のポリゴンミラーPMを使用しているため走査方向が逆になる。言い換えれば、散乱反射測定系と正反射測定系とでは、同一の主走査において、同一測定点で走査時間と方向が異なることになる。これは測定の順序が異なるだけであり、同一測定点を双方で測定する点においては変わりはない。また、走査するときの時間差は短時間であり影響は少ない。また、走査方向が異なることによる照射位置誤差は許容範囲内に抑えることが可能である。 As described above, the output light from the mirror OSC1g plays the role of the light source of the scattering reflection measurement system (first sensing means), and the output light from the fθ lens OSC2c is the regular reflection measurement system (second It plays the role of the light source of the sensing means. However, although both light beams are irradiated at the same measurement point, the scanning directions are reversed because the same polygon mirror PM is used. In other words, the scattering reflection measurement system and the regular reflection measurement system have different scanning times and directions at the same measurement point in the same main scanning. This only differs in the order of measurement, and there is no change in that the same measurement point is measured on both sides. Also, the time difference when scanning is short and has little effect. Further, the irradiation position error due to the different scanning directions can be suppressed within an allowable range.
上記のように、散乱反射測定系と正反射測定系とを同時に実施すると、同一波長のレーザOSC1aを用いているため干渉(クロストーク)が生じ、誤差が生じる可能性がある。この場合は、例えば、図3(a)でポリゴンミラーPMの8角形の一辺をその軸中心から臨む角度をγとすると、ポリゴンミラーPMの0〜γ/2の回転の間に正反射測定系で測定し、ポリゴンミラーPMの残りのγ/2〜γの回転で、正散乱反射系で測定するように構成することにより、各辺毎に交互測定が行え、クロストークを防止することができる。そのためには、ポリゴンミラーPMへの入射角度、位置等を考慮して調整すれば実施できる(不図示)。 As described above, when the scattering reflection measurement system and the specular reflection measurement system are performed simultaneously, interference (crosstalk) occurs due to the use of the laser OSC1a having the same wavelength, and an error may occur. In this case, for example, in FIG. 3A, if the angle at which one side of the octagon of the polygon mirror PM faces the axis center is γ, the regular reflection measurement system during the rotation of the polygon mirror PM between 0 and γ / 2. , And by measuring with a positive scattering reflection system with the remaining rotation of the polygon mirror PM by the remaining γ / 2 to γ, alternating measurement can be performed for each side, and crosstalk can be prevented. . For this purpose, adjustment can be performed by taking into consideration the incident angle and position on the polygon mirror PM (not shown).
この変位センサ2aを用いた印刷はんだ検査の仕方は、上記図1の実施形態と同様にして行える。 The printed solder inspection method using the displacement sensor 2a can be performed in the same manner as in the embodiment of FIG.
1 基板(プリント板)、 2 変位センサ、 3 データ処理部、
3a、3b 加算器、 3c 演算部、 3d メモリ、
4 走査機構、 6 制御部、 7 測定演算部、 8 画像処理部、 9 比較部、 10 判定部、 11 表示部、 100 変位測定部、 200 検査部、
D1 第1の受光手段、D2 第2の受光手段、D3 第3の受光手段、
K1a,K2a,K3a 受光レンズ
K1b,K2b,K3b 結像レンズ
OSC1a レーザ(近赤外光)、 OSC1b ハーフミラー、
OSC1c,OSC1d,OSC1e、OSC1g ミラー
OSC2a,OSC2b ミラー
OSC1f,OSC2c fθレンズ
PM ポリゴンミラー
1 substrate (printed board), 2 displacement sensor, 3 data processing unit,
3a, 3b adder, 3c arithmetic unit, 3d memory,
4 scanning mechanism, 6 control unit, 7 measurement operation unit, 8 image processing unit, 9 comparison unit, 10 determination unit, 11 display unit, 100 displacement measurement unit, 200 inspection unit,
D1 first light receiving means, D2 second light receiving means, D3 third light receiving means,
K1a, K2a, K3a Light receiving lens K1b, K2b, K3b Imaging lens OSC1a Laser (near infrared light), OSC1b half mirror,
OSC1c, OSC1d, OSC1e, OSC1g Mirror OSC2a, OSC2b Mirror OSC1f, OSC2c fθ Lens PM Polygon Mirror
Claims (4)
第1のセンシング手段の出力に基づいて前記プリント板の表面における各測定点における変位を求めるデータ処理部(3)と、
前記第2のセンシング手段の出力に基づく輝度データにより少なくとも前記測定点がはんだ箇所であるかレジスト箇所であるかを識別する測定点判定部(5)と、
該識別の結果と前記データ処理部が求めた変位とを受けて、前記レジスト箇所を測定点としたときの該レジスト箇所底部にあるパッド面に対する前記はんだ箇所の高さを求める測定演算部(7)と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。 Near-infrared light within a wavelength range of 0.76 to 0.9 μm that passes through the resist perpendicularly to the measurement point on the surface of the printed board having the solder spot with the solder printed on the pad surface and the resist spot coated with the resist The first sensing means (OS1, D1, D2) receiving the scattered light from the measurement point, and the near-infrared light at a predetermined oblique angle with respect to the perpendicular to the same measurement point as the measurement point A displacement sensor (2) including second sensing means (OS2, D3) that receives the specularly reflected light that is reflected at the measurement point and is specularly reflected at the measurement point;
A data processing unit (3) for obtaining a displacement at each measurement point on the surface of the printed board based on an output of the first sensing means;
A measurement point determination unit (5) for identifying whether at least the measurement point is a solder location or a resist location by luminance data based on the output of the second sensing means;
In response to the identification result and the displacement obtained by the data processing unit, a measurement calculation unit (7) that obtains the height of the solder location relative to the pad surface at the bottom of the resist location when the resist location is taken as a measurement point. And a printed solder inspection apparatus.
前記測定点判定部は、該第1のセンシング手段の輝度データ及び前記第2のセンシング手段の輝度データを基に、予め記憶していた閾値と比較することにより、前記測定点が前記はんだ箇所と前記レジスト底部の前記パッド面とを識別し、
前記測定演算部は、該識別の結果と前記データ処理部が求めた変位を基に、該パッド面からの該はんだ箇所の高さを求めることを特徴とする請求項1に記載の印刷はんだ検査装置。 The first sensing means outputs luminance data of a measurement point;
The measurement point determination unit compares the measurement point with the solder location by comparing with the threshold value stored in advance based on the luminance data of the first sensing means and the luminance data of the second sensing means. Identifying the pad surface at the bottom of the resist;
The printed solder inspection according to claim 1, wherein the measurement calculation unit obtains the height of the solder spot from the pad surface based on the identification result and the displacement obtained by the data processing unit. apparatus.
前記第2のセンシング手段の出力に基づく輝度データにより少なくとも前記測定点がはんだ箇所であるかレジスト箇所であるかを識別する測定点判定部(5)を有し、該識別結果を受けて、前記レジスト箇所を測定点として該測定点の底部にある前記パッド面からの散乱光を受光したときの前記第1のセンシング手段の出力を基に前記パッド面の変位を算出し、さらに、前記はんだ箇所を測定点として該はんだ箇所からの散乱光を受光したときの該第1のセンシング手段の出力に基づいて、該パッド面からの該はんだ箇所の高さ求める変位測定部(100)と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。 Near-infrared light within a wavelength range of 0.76 to 0.9 μm through which the resist passes perpendicularly to a measurement point on the surface of the printed board having a solder spot with a solder printed on the pad surface and a resist spot coated with a resist The first sensing means (OS1, D1, D2) receiving the scattered light from the measurement point, and the near-infrared light at a predetermined oblique angle with respect to the perpendicular to the same measurement point as the measurement point A displacement sensor (2) including second sensing means (OS2, D3) that receives the specularly reflected light that is reflected at the measurement point and is specularly reflected at the measurement point;
A measurement point determination unit (5) for identifying at least the measurement point as a solder location or a resist location based on luminance data based on the output of the second sensing means; The displacement of the pad surface is calculated based on the output of the first sensing means when the scattered light from the pad surface at the bottom of the measurement point is received with the resist location as the measurement point, and the solder location A displacement measuring unit (100) for determining the height of the solder spot from the pad surface based on the output of the first sensing means when the scattered light from the solder spot is received as a measurement point Printed solder inspection apparatus characterized by that.
前記変位センサを、前記はんだ箇所及びレジスト箇所を含む前記プリント基板上を相対的に走査させて、前記第1のセンシング手段の出力と前記第2のセンシング手段の出力を取得する走査段階と、
第1のセンシング手段の出力に基づいて前記走査された各測定点における変位を求める変位演算段階と、
前記第2のセンシング手段の出力に基づいて前記測定点がはんだ箇所であるかレジスト箇所であるかを識別する測定点判定段階と、
該識別結果と前記変位演算段階で求めた変位とを受けて、前記レジスト箇所を測定点としたときの該レジスト箇所底部にある前記パッド面の変位と、前記はんだ箇所の変位とから、該パッド面からの該はんだ箇所の高さを求める測定演算段階と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査方法。 Near-infrared light within a wavelength range of 0.76 to 0.9 μm through which the resist passes perpendicularly to a measurement point on the surface of the printed board having a solder spot with a solder printed on the pad surface and a resist spot coated with a resist The first sensing means (OS1, D1, D2) receiving the scattered light from the measurement point, and the near-infrared light at a predetermined oblique angle with respect to the perpendicular to the same measurement point as the measurement point Preparing a displacement sensor (2) including second sensing means (OS2, D3) that receives specularly reflected light that is regularly reflected at the measurement point.
Scanning the displacement sensor relative to the printed circuit board including the solder spot and the resist spot to obtain the output of the first sensing means and the output of the second sensing means;
A displacement calculation step for obtaining a displacement at each scanned measurement point based on an output of the first sensing means;
A measurement point determination step for identifying whether the measurement point is a solder location or a resist location based on the output of the second sensing means;
Based on the identification result and the displacement obtained in the displacement calculation step, the pad surface displacement at the bottom of the resist location when the resist location is used as a measurement point, and the displacement of the solder location, A printed solder inspection method comprising: a measurement calculation step for obtaining a height of the solder spot from the surface.
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