JP3314781B2 - Appearance inspection method of soldered part - Google Patents
Appearance inspection method of soldered partInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板等の
はんだ付部を検査するはんだ付部の外観検査方法及びそ
の装置に関する。The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting the appearance of a soldered portion for inspecting a soldered portion of a printed circuit board or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のはんだ付部の外観検査装置として
は、特開昭58−60593号公報等に示すようなもの
が知られていた。この方法ははんだ付部に点状のスポッ
トを照明し、このスポットを走査することによりはんだ
付部の光切断線を抽出するものである。2. Description of the Related Art As a conventional appearance inspection apparatus for a soldered portion, there is known an apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-60593. In this method, a spot-like spot is illuminated on a soldered portion, and the spot is scanned to extract a light cutting line of the soldered portion.
【0003】この方法により、はんだ表面の状態に係ら
ず、はんだの断面形状を計測できるのではんだ無し、は
んだ過多等の不良を検査することができる。According to this method, the cross-sectional shape of the solder can be measured regardless of the state of the solder surface, so that defects such as no solder or excessive solder can be inspected.
【0004】また、特開昭61−121022号公報に
は、共焦点の光学系を用いて、立体形状を測定できる装
置が紹介されている。この方法は、光束を進行方向に垂
直な平面内でxy方向に走査して検出した光強度信号か
ら2次元のイメージを作成し、更にZ方向には、試料を
載置したステージを走査し、各(x,y)座標毎に検出
した光強度を最大とするZの値を求め、これにより、Z
方向のプロファイルを検出するものである。[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-122022 introduces an apparatus capable of measuring a three-dimensional shape using a confocal optical system. In this method, a two-dimensional image is created from a light intensity signal detected by scanning a light beam in a plane perpendicular to a traveling direction in an xy direction, and a stage on which a sample is mounted is further scanned in a Z direction. The value of Z that maximizes the light intensity detected for each (x, y) coordinate is obtained, and thereby, Z
This is to detect the profile in the direction.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術では、
はんだ面の断面形状のみ利用しているため、はんだ量の
計測ができず、はんだ過多、過少の評価を正確にできな
いという課題を有していた。In the former prior art,
Since only the cross-sectional shape of the solder surface is used, there was a problem that the amount of solder could not be measured and the evaluation of excessive or insufficient solder could not be accurately performed.
【0006】また後者の従来技術は、共焦点光学系が高
分解能であることを利用した顕微鏡であるため、測定範
囲が小さいという課題を有していた。またはんだ表面は
鏡面に近いため、測定面の角度によって反射光が検出器
に戻ってこなくなり、また角度によってはほぼ100%
検出器に戻ってくる。従って検出器に何桁ものダイナミ
ックレンジが必要となるという課題を有していた。Further, the latter prior art has a problem that the measurement range is small because it is a microscope utilizing the high resolution of the confocal optical system. Also, since the solder surface is close to the mirror surface, the reflected light will not return to the detector depending on the angle of the measurement surface, and depending on the angle, almost 100%
Return to the detector. Therefore, there is a problem that a dynamic range of many digits is required for the detector.
【0007】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
はんだ付部の立体形状を求め、はんだ無し、はんだ過多
・過少、はんだ付部のショート等の欠陥を高速度で、且
つ高信頼度でもって検査できるようにしたはんだ付部の
外観検査方法及びその装置を提供することにある。[0007] An object of the present invention is to solve the above problems.
A method for inspecting the appearance of a soldered part, which determines the three-dimensional shape of the soldered part, and enables high-speed, high-reliability inspection of defects such as no solder, too much or too little solder, and short-circuiting of the soldered part. It is to provide a device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、はんだ付部の外観検査方法において、予
め記憶された位置座標データに基づいてテーブルを駆動
してテーブルに載置した表面に電子部品をはんだ接続し
た基板のこの電子部品をはんだ接続した領域を含む所望
の領域を顕微鏡の視野に入れ、この顕微鏡の視野に入っ
た基板の所望の領域にレーザ光源から発射したレーザビ
ームを照射して走査し、レーザビームを照射して走査し
た領域を顕微鏡を介して撮像し、この撮像して得た基板
の所望の領域の画像から基板の電子部品をはんだ接続し
た領域の3次元形状の情報を得、この得た電子部品をは
んだ接続した領域の3次元形状の情報に基づいて電子部
品の基板へのはんだ接続の状態を検査するようにした。According to the present invention, in order to achieve the above object, in a method for inspecting the appearance of a soldered portion, a table is driven based on position coordinate data stored in advance and placed on the table. A desired area including a region where the electronic component is solder-connected to the surface of the substrate is soldered into a field of view of the microscope, and a laser beam emitted from a laser light source to a desired area of the substrate within the field of view of the microscope Irradiates and scans, irradiates a laser beam and takes an image of the scanned area through a microscope, and, from the image of the desired area of the board obtained by the imaging, obtains a three-dimensional image of the area where the electronic components of the board are connected by soldering. Shape information is obtained, and the state of the solder connection of the electronic component to the substrate is inspected based on the obtained three-dimensional shape information of the region where the electronic component is soldered.
【0009】そして、本発明では、このレーザビーム
を、ガルバノミラーを用いて2方向に走査するようにし
た。また、本発明で用いる顕微鏡は共焦点顕微鏡であ
り、この共焦点顕微鏡の視野内の領域を偏光素子または
空間フィルタを介して撮像することにより所望の領域の
画像を得るようにした。In the present invention, the laser beam is scanned in two directions using a galvanometer mirror. The microscope used in the present invention is a confocal microscope, and an image of a desired area is obtained by imaging an area in the field of view of the confocal microscope via a polarizing element or a spatial filter.
【0010】また、本発明では、外観検査方法におい
て、試料の所望の領域を撮像してこの所望の領域の画像
を得、この画像を記憶し、記憶した画像を処理して試料
の所望の領域の特徴量を求め、この求めた特徴量に基づ
いて所望の領域の画像を分類するようにした。According to the present invention, in a visual inspection method, a desired region of a sample is imaged to obtain an image of the desired region, the image is stored, and the stored image is processed to process the desired region of the sample. Are obtained, and the image of the desired area is classified based on the obtained feature amounts.
【0011】[0011]
【作用】ところで、はんだ試料14のように表面に微小
凹凸があり、はんだ試料表面から散乱反射された散乱反
射光には直線偏光(S偏光)の10〜20%の成分が9
0°回転した方向の偏光成分(P偏光)に変換されてい
る。またはんだ試料14の表面に微小な凹凸があるた
め、入射方向に対して−180°の方向まで散乱する光
が存在する。本発明では、低N.A.の対物レンズを用
いて偏光を利用することにより、正反射光が検出系に入
る場合と入らない場合との両方の光を同時に検出するた
めに検出系が必要とするダイナミックレンジを3〜4桁
減らすことができる。従って、Z方向に走査した場合の
はんだ試料の表面が鏡面に近い状態でもはんだ試料から
検出される光の強度を強めることができ、センサから得
られる信号のピーク位置を検査手段は正しく求めること
ができ、その結果はんだ試料の表面の3次元形状を正し
く算出することができる。By the way, the surface of the solder sample 14 has minute irregularities, and the scattered reflected light scattered and reflected from the surface of the solder sample contains 9 to 10% of linearly polarized light (S-polarized light).
The light is converted into a polarized light component (P-polarized light) in a direction rotated by 0 °. Further, since the surface of the solder sample 14 has minute irregularities, light scattered to a direction of -180 ° with respect to the incident direction exists. In the present invention, low N.I. A. The use of polarized light with the objective lens of (1), the dynamic range required by the detection system to simultaneously detect both the case where specular reflected light enters the detection system and the case where it does not enter is 3 to 4 digits. Can be reduced. Therefore, even when the surface of the solder sample when scanning in the Z direction is close to the mirror surface, the intensity of light detected from the solder sample can be increased, and the inspection means can correctly determine the peak position of the signal obtained from the sensor. As a result, the three-dimensional shape of the surface of the solder sample can be calculated correctly.
【0012】また、正反射光の遮光を、偏光素子によら
なくても空間フィルタによっても実現することができ
る。Further, the shading of the specularly reflected light can be realized by a spatial filter without using a polarizing element.
【0013】またはんだ試料の表面形状を検出する際、
はんだ試料の表面の微小な凹凸から生じる散乱光強度を
高くして正反射光の成分を低くするためには、照明光の
波長を可視光(700〜400nm)を含め可視光より
短くした方(700nm以下)が望ましい。When detecting the surface shape of a solder sample,
In order to increase the intensity of scattered light generated by minute irregularities on the surface of the solder sample and reduce the component of specular reflection light, the wavelength of illumination light should be shorter than visible light, including visible light (700 to 400 nm) ( 700 nm or less).
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明のはんだ付外観検査
方法及びその装置の一実施例を図1及び図2に基いて説
明する。即ち、本発明のはんだ付外観検査方法及びその
装置は、大別してステージ部10、走査光作成部30、
光学系部50、検出部70、及び検出信号処理部90か
ら構成される。ステージ10は、立体形状のはんだ付部
を有する試料14を載置支持する試料支持台11、該試
料支持台11を載置し、且つX,Y,Z方向に移動する
X・Y・Zステージ12、及びX・Y・Zステージ12
を制御するX・Y・Zステージコントローラ13から構
成される。X・Y・Zステージコントローラ13は、検
出信号処理部90内のマイクロコンピュータ91からの
信号によって、予めプログラムされた試料14の検査箇
所を光学系部50の検査可能エリアに自動的に運ぶ(位
置決めする)。走査光作成部30は、例えばHe−Ne
レーザ光源31、ビームエキスパンダ32、X走査駆動
系(X走査駆動源及びその制御装置)36、X走査ミラ
ー33、偏光ビームスプリッタ34、Y走査駆動系(Y
走査駆動源及びその制御装置)37、Y走査ミラー35
より構成される。ここで例えばHe−Neレーザ光源3
1は、この他にArレーザ光源やHe−Cdレーザ光源
等のように短波長のレーザ光を出力するものが望まし
い。即ちレーザ光源31として、可視光(700〜40
0nm)を含め可視光より短くした波長(700nm以
下)のレーザ光を出射するものが望ましい。しかしなが
ら、本発明のようにはんだ付部の立体形状を検査する上
では、He−Neレーザ光(633nm)でも十分であ
る。またビームエキスパンダ32は、光学系部50に特
定の拡がりをもった光束を送るためのものである。この
光束の拡がりは、本発明の思想の核になっている入射光
のN.A.(NumericalAperture)を
決定するものである。X走査駆動系36、Y走査駆動系
37、X走査ミラー33、Y走査ミラー35は、ここで
はガルバノミラーを用いているが、必ずしもガルバノミ
ラーである必要はなく、ポリゴンミラー、ホログラフィ
ックスキャナー、音響光学素子等の他の光走査手段であ
ってもよい。また走査範囲を大きくして視野を大きくす
るために、Y走査ミラー35をX方向に長いものを用い
ている。これも他の走査方向により短くすることが可能
である。また図2に示したように、走査ミラー38をX
走査駆動系36で回転走査し、更にこの系をY走査駆動
系37で回転走査する構成でもよい。この方法は、X走
査駆動系36の高い再現精度が要求される。逆に言う
と、図1に示した方法は、CCDリニアセンサによりX
座標が決まるため、X走査駆動系36に、高い再現精度
が要求されないという利点を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the method and apparatus for inspecting the appearance of solder according to the present invention will be described below with reference to FIGS. That is, the soldering appearance inspection method and apparatus of the present invention are roughly classified into a stage section 10, a scanning light creation section 30,
It comprises an optical system section 50, a detection section 70, and a detection signal processing section 90. The stage 10 includes a sample support 11 for mounting and supporting a sample 14 having a three-dimensional soldering portion, and an XYZ stage for mounting the sample support 11 and moving in the X, Y, and Z directions. 12 and X, Y, Z stage 12
XY stage controller 13 for controlling The X, Y, and Z stage controller 13 automatically carries a previously programmed inspection location of the sample 14 to an inspection area of the optical system unit 50 based on a signal from the microcomputer 91 in the detection signal processing unit 90 (positioning). Do). The scanning light generation unit 30 includes, for example, He-Ne
Laser light source 31, beam expander 32, X scanning drive system (X scanning drive source and its control device) 36, X scanning mirror 33, polarization beam splitter 34, Y scanning drive system (Y
Scanning drive source and its control device) 37, Y scanning mirror 35
It is composed of Here, for example, a He-Ne laser light source 3
In addition, it is desirable that the laser light source 1 output short-wavelength laser light such as an Ar laser light source or a He—Cd laser light source. That is, as the laser light source 31, visible light (700 to 40
It is desirable to emit a laser beam having a wavelength (700 nm or less) shorter than visible light, including 0 nm). However, for inspecting the three-dimensional shape of the soldered portion as in the present invention, He-Ne laser light (633 nm) is sufficient. The beam expander 32 is for transmitting a light beam having a specific spread to the optical system unit 50. The spread of the light beam is determined by the N.D. of incident light, which is the core of the idea of the present invention. A. (NumericalAperture). The X-scanning drive system 36, the Y-scanning drive system 37, the X-scanning mirror 33, and the Y-scanning mirror 35 use galvanometer mirrors here, but need not be galvanometer mirrors, and may be polygon mirrors, holographic scanners, Other optical scanning means such as an optical element may be used. Further, in order to enlarge the scanning range and enlarge the field of view, the Y scanning mirror 35 used is long in the X direction. This can also be made shorter in other scanning directions. Also, as shown in FIG.
It is also possible to adopt a configuration in which the scanning drive system 36 performs rotational scanning, and this system further performs rotational scanning with the Y scanning drive system 37. This method requires high reproducibility of the X scanning drive system 36. In other words, the method shown in FIG.
Since the coordinates are determined, there is an advantage that high reproducibility is not required for the X scanning drive system 36.
【0015】光学系部50は、集光レンズ51、フィー
ルドレンズ52、対物レンズ53、Z方向走査レンズ5
4、及びZ方向走査レンズ54をZ方向に移動走査させ
るZ方向走査駆動系55により構成される。The optical system 50 includes a condenser lens 51, a field lens 52, an objective lens 53, and a Z-direction scanning lens 5.
4 and a Z-direction scanning drive system 55 for moving and scanning the Z-direction scanning lens 54 in the Z direction.
【0016】走査光作成部30によりX,Y方向に走査
された光は、集光レンズ51によりフィールドレンズ5
2上に集光される。この像が、対物レンズ53及びZ方
向走査レンズ54により、はんだ試料14付近に結像さ
れる。The light scanned in the X and Y directions by the scanning light generator 30 is condensed by a condenser lens 51 to a field lens 5.
2 are collected. This image is formed near the solder sample 14 by the objective lens 53 and the Z-direction scanning lens 54.
【0017】ここで、対物レンズ53とZ方向走査レン
ズ54の間の光束は、平行光束となるように設計されて
いる。これにより、Z方向走査レンズ54から試料付近
の集光点までの距離Lは常に一定に保たれている。即
ち、Z方向走査レンズ54をZ方向に走査することによ
り、はんだ試料14と集光点とのZ方向の相対位置を走
査(移動)することができる。Here, the light beam between the objective lens 53 and the Z-direction scanning lens 54 is designed to be a parallel light beam. Thus, the distance L from the Z-direction scanning lens 54 to the focal point near the sample is always kept constant. That is, by scanning the Z-direction scanning lens 54 in the Z direction, the relative position in the Z direction between the solder sample 14 and the focal point can be scanned (moved).
【0018】しかしながら、Z方向の走査は、必ずしも
このZ方向走査レンズ54を用いる必要はなく、対物レ
ンズ53とZ方向走査レンズ54を一つのレンズとして
固定してしまい、Z方向の走査(移動)は、X・Y・Z
ステージ12のZステージを用いても良い。However, it is not always necessary to use the Z-direction scanning lens 54 for scanning in the Z-direction, and the objective lens 53 and the Z-direction scanning lens 54 are fixed as one lens, and scanning (moving) in the Z-direction is performed. Is X, Y, Z
The Z stage of the stage 12 may be used.
【0019】上記集光レンズ51及びフィールドレンズ
52は、必要な観察視野を得るためのものである。しか
し、視野を十分取れるのであれば、集光レンズ51及び
フィールドレンズ52を用いずに、直接対物レンズ53
に入射させてもよいことは明らかである。The condenser lens 51 and the field lens 52 are for obtaining a necessary observation field of view. However, if a sufficient field of view can be obtained, the objective lens 53 is directly used without using the condenser lens 51 and the field lens 52.
Obviously, the light may be incident on
【0020】検出部70は、結像レンズ71、一次元リ
ニアセンサ72より構成される。ここで、結像レンズ7
1は、Z方向走査レンズ54、対物レンズ53、フィー
ルドレンズ52、集光レンズ51と組み合わされ、試料
付近の集光位置と検出器(一次元リニアセンサ)72の
受光面とは共役な関係、即ち結像関係になっている。即
ち上記光学系は共焦点光学系を形成している。そして一
次元リニアセンサ72は、X走査ミラー33の走査に合
わせた向きに配置されている。ところで、図2に示すよ
うに、X走査ミラー35を同一の走査ミラー38で行う
場合には、一次元リニアセンサ72に代えてピンホール
73と検出器74を用いる。The detecting section 70 comprises an imaging lens 71 and a one-dimensional linear sensor 72. Here, the imaging lens 7
1 is combined with a Z-direction scanning lens 54, an objective lens 53, a field lens 52, and a condenser lens 51, and the light-converging position near the sample and the light-receiving surface of the detector (one-dimensional linear sensor) 72 have a conjugate relationship. That is, they have an image forming relationship. That is, the above optical system forms a confocal optical system. The one-dimensional linear sensor 72 is arranged in a direction that matches the scanning of the X scanning mirror 33. By the way, as shown in FIG. 2, when the X scanning mirror 35 is performed by the same scanning mirror 38, a pinhole 73 and a detector 74 are used instead of the one-dimensional linear sensor 72.
【0021】更に、上記偏光ビームスプリッタ34によ
り、はんだ試料14から戻ってくる光と、偏光ビームス
プリッタ34で反射して一次元リニアセンサ72に入る
光との干渉を抑える効果を有する。Further, the polarization beam splitter 34 has an effect of suppressing interference between light returning from the solder sample 14 and light reflected by the polarization beam splitter 34 and entering the one-dimensional linear sensor 72.
【0022】検出信号処理部90は、マイクロコンピュ
ータ91、通常のメモリ等で形成された検出信号記憶手
段92、比較器93、及びZ座標記憶手段74等から構
成される。The detection signal processing section 90 comprises a microcomputer 91, a detection signal storage means 92 formed of a normal memory or the like, a comparator 93, a Z coordinate storage means 74 and the like.
【0023】上記検出信号記憶手段92は、光束のX,
Y走査に合わせて、それぞれのx,yの座標に対応して
一次元リニアセンサ72より検出される信号の値を記憶
すると共に比較器93から出力される値に更新して記憶
するフレームメモリである。上記比較器93は、Z方向
の走査(移動)のたびに各x,y座標毎に、一次元リニ
アセンサ72より検出されるそれぞれの検出信号と、上
記検出信号記憶手段92に記憶された同じx,y座標に
対応した信号の値とを比較し、大きい方の値を出力し、
上記検出信号記憶手段92の値を書き換えると同時にそ
のときのZ(x,y)座標をZ座標記憶手段94に出力
する。これにより、検出信号が最大となるZ(x,y)
座標が、それぞれのx,y座標毎に、上記Z座標記憶手
段94に記憶される。従って、該Z座標記憶手段94
に、x,y座標毎、記憶されたZ(x,y)座標は、そ
のままはんだ試料14の3次元プロファイルを示すこと
になる。The detection signal storage means 92 stores X,
A frame memory that stores the value of the signal detected by the one-dimensional linear sensor 72 corresponding to the respective x and y coordinates in accordance with the Y scanning, and updates and stores the value output from the comparator 93. is there. The comparator 93 detects each detection signal detected by the one-dimensional linear sensor 72 for each x and y coordinate each time scanning (moving) in the Z direction and the same detection signal stored in the detection signal storage means 92. Compare the value of the signal corresponding to the x, y coordinates and output the larger value,
The value of the detection signal storage means 92 is rewritten, and at the same time, the Z (x, y) coordinates at that time are output to the Z coordinate storage means 94. As a result, Z (x, y) at which the detection signal is maximized
The coordinates are stored in the Z coordinate storage means 94 for each of the x and y coordinates. Therefore, the Z coordinate storage means 94
The stored Z (x, y) coordinates for each x, y coordinate show the three-dimensional profile of the solder sample 14 as it is.
【0024】そこで、予めプログラムされたX,Y座標
の位置のZ(x,y)座標を次式のように、積分すれ
ば、それが体積V、即ちはんだ付部のはんだ量になる。Therefore, if the Z (x, y) coordinates of the positions of the X and Y coordinates programmed in advance are integrated as in the following equation, the result is the volume V, that is, the amount of solder in the soldered portion.
【0025】V=∬Z(x,y)dxdy 以上本発明は、はんだ付部の表面に微小な凹凸があるこ
とを利用している。そのため、この微小な凹凸が多い方
が、高い精度で検査をすることができる。そこで、はん
だ付けの処理直後に、酸素ガスを送り、はんだ付け表面
を酸化させ、酸化膜による表面の凹凸を増してはんだ検
査をしやすくすることができる。このようにはんだ表面
を酸化させることによって微小な凹凸が増してはんだ表
面が鏡面状態からくすんできて散乱光が生じやすくな
る。V = ∬Z (x, y) dxdy The present invention utilizes the fact that the surface of the soldered portion has minute irregularities. For this reason, the inspection with higher accuracy can be performed if there are many such fine irregularities. Therefore, immediately after the soldering process, an oxygen gas is sent to oxidize the soldering surface, and the surface irregularities due to the oxide film are increased, so that the solder inspection can be easily performed. By oxidizing the solder surface in this way, minute irregularities increase, the solder surface becomes dull from the mirror state, and scattered light is easily generated.
【0026】また、はんだの表面の酸化を促進させる方
法として、上記はんだに酸化剤を混入させる方法があ
る。このようにはんだに酸化剤を混入させることによっ
てはんだ表面を酸化しやすくして微小な凹凸を形成し、
散乱光を生じやすくすることができる。As a method of accelerating the oxidation of the surface of the solder, there is a method of mixing an oxidizing agent into the solder. By mixing the oxidizing agent into the solder in this way, it is easy to oxidize the solder surface, forming minute irregularities,
Scattered light can be easily generated.
【0027】次に上記実施例の作用・動作について具体
的に説明する。即ち、はんだ試料14をステージ部10
に載置する。この際、予め設計データ等に基いて作成さ
れ、且つ入力されたプログラムによりマイクロコンピュ
ータ91は指令をX・Y・Zステージコントローラ13
に与え、X・Y・Zステージコントローラ13はステー
ジ10を制御してはんだ試料14をプログラムされたx
・y・z位置(各はんだ試料14毎の位置)に動かす。
そしてマイクロコンピュータ91は駆動指令をX走査駆
動系36とY走査駆動系37とに与え、X走査駆動系3
6はX走査ミラー33を回動させ、Y走査駆動系37は
Y走査ミラー35を回動させる。一方例えばHe−Ne
レーザ光源31から発振されたHe−Neレーザビーム
は、ビームエキスパンダ32で特定の拡がりをもった光
束(ビーム)に変換されてX走査ミラー33でX方向に
走査され、特定方向に直線偏光したレーザビームだけが
偏光ビームスプリッタ34を通過してY走査ミラー35
でY方向に走査され、光学系部50に入射する。入射さ
れた直線偏光(例えばS偏光)されたレーザビームが集
光レンズ51によりフィールドレンズ52上に集光さ
れ、この像が対物レンズ53及びZ方向走査(移動)レ
ンズ54によりはんだ試料14付近に結像される。ここ
で、対物レンズ53とZ方向走査(移動)レンズ54と
の間の直線偏光レーザ光束(ビーム)は、平行光束にな
るように形成されているので、Z方向走査(移動)レン
ズ54からはんだ試料14上の集光点までの距離Lは常
に一定に保たれている。そしてはんだ試料14の表面か
ら発生する正反射光と散乱反射光とが生じる。しかし、
正反射光は上記照射集光された直線偏光(例えばS偏
光)として戻っていき、散乱反射光は上記直線偏光成分
(例えばS偏光)と該直線偏光に対して直角な偏光成分
(例えばP偏光)を有して戻っていく。従って、はんだ
試料の表面で反射して戻る光の像はフィールドレンズ5
2上に結像され、集光レンズ51を通してY走査ミラー
35で反射走査され、偏光ビームスプリッタ34により
正反射光であるS偏光は遮光され、散乱反射光に含まれ
るP偏光のみが反射されて検出部70に入射し、結像レ
ンズ71により一次元リニアセンサ72上に結像され、
一次元リニアセンサ72により光像が受光され、一次元
リニアセンサ72から信号が検出される。Next, the operation and operation of the above embodiment will be specifically described. That is, the solder sample 14 is
Place on. At this time, the microcomputer 91 issues commands to the X, Y, and Z stage controllers 13 according to a program created based on design data and the like in advance and input.
And the X, Y, and Z stage controller 13 controls the stage 10 to convert the solder sample 14 into the programmed x
Move to the yz position (position for each solder sample 14).
Then, the microcomputer 91 gives a drive command to the X scan drive system 36 and the Y scan drive system 37, and
6 rotates the X scanning mirror 33, and the Y scanning driving system 37 rotates the Y scanning mirror 35. On the other hand, for example, He-Ne
The He-Ne laser beam oscillated from the laser light source 31 is converted into a light beam (beam) having a specific spread by the beam expander 32, scanned in the X direction by the X scanning mirror 33, and linearly polarized in the specific direction. Only the laser beam passes through the polarization beam splitter 34 and passes through the Y scanning mirror 35
Are scanned in the Y direction, and are incident on the optical system unit 50. The incident linearly polarized (for example, S-polarized) laser beam is condensed on a field lens 52 by a condensing lens 51, and this image is placed near the solder sample 14 by an objective lens 53 and a Z-direction scanning (moving) lens 54. It is imaged. Here, since the linearly polarized laser beam (beam) between the objective lens 53 and the Z-direction scanning (moving) lens 54 is formed so as to be a parallel beam, soldering is performed from the Z-direction scanning (moving) lens 54. The distance L to the focal point on the sample 14 is always kept constant. Then, regular reflection light and scatter reflection light generated from the surface of the solder sample 14 are generated. But,
The specularly reflected light returns as the irradiated and condensed linearly polarized light (for example, S-polarized light), and the scattered reflected light includes the linearly polarized light component (for example, S-polarized light) and a polarization component perpendicular to the linearly polarized light (for example, P-polarized light). ) And return. Therefore, the image of the light reflected back from the surface of the solder sample is reflected by the field lens 5.
An image is formed on the light beam 2, reflected and scanned by the Y-scanning mirror 35 through the condenser lens 51, and the S-polarized light, which is regular reflection light, is shielded by the polarization beam splitter 34, and only the P-polarization included in the scattered reflection light is reflected. The light enters the detection unit 70 and is imaged on the one-dimensional linear sensor 72 by the imaging lens 71.
An optical image is received by the one-dimensional linear sensor 72, and a signal is detected from the one-dimensional linear sensor 72.
【0028】はんだ試料14からの反射光を検出し、検
出信号記憶手段92に記憶する。The reflected light from the solder sample 14 is detected and stored in the detection signal storage means 92.
【0029】更に、Z方向走査駆動系55により、集光
点をZ方向に1ステップ走査し、上記のX,Y走査をす
る。このとき、検出信号と、既に記憶されている検出信
号とを比較器93により比較し、大きな方の値を検出信
号記憶手段92に記憶し、同時にその時のZの値Z
(x,y)をZ座標記憶手段94に記憶する。Further, the condensing point is scanned by one step in the Z direction by the Z direction scanning drive system 55, and the above X and Y scanning is performed. At this time, the detection signal is compared with the already stored detection signal by the comparator 93, and the larger value is stored in the detection signal storage means 92, and at the same time, the Z value Z at that time is stored.
(X, y) is stored in the Z coordinate storage means 94.
【0030】以下、この動作をZを1ステップずつ走査
しながら繰り返す。こうして作られた3次元形状から所
定欠陥のはんだ量を積分により算出する。Hereinafter, this operation is repeated while scanning Z one step at a time. The amount of solder having a predetermined defect is calculated by integration from the three-dimensional shape thus created.
【0031】上記走査光作成部30及び光学系部50に
形成された共焦点光学系を用いた光走査形顕微鏡部は、
照明光束の開口数(N.A.:Numerical A
perture)によって焦点深度が決定される。焦点
位置からはんだ試料面が正負のいずれの方向でも遠ざか
った場合には、検出信号が弱くなる。従って、はんだ試
料14と光焦点位置を相対的にZ方向に走査(移動)し
て検出信号が最大となる位置のZ座標を検出信号処理部
90において検出すれば、はんだの表面のZ座標Z
(x,y)となる。本発明のようにはんだ付部の検査で
は、x,y方向に10μm程度Z方向に、数μm程度の
分解能があれば良く、また検査対象の大きさから数mm
〜数10mm程度の視野が必要となる。An optical scanning microscope unit using a confocal optical system formed in the scanning light generating unit 30 and the optical system unit 50 includes:
Numerical aperture of illumination light flux (NA: Numerical A)
depth determines the depth of focus. If the solder sample surface moves away from the focal point in either the positive or negative direction, the detection signal becomes weak. Therefore, if the detection signal processing unit 90 detects the Z coordinate of the position where the detection signal becomes maximum by scanning (moving) the solder focal point position relative to the solder sample 14 in the Z direction, the Z coordinate Z of the solder surface is obtained.
(X, y). In the inspection of the soldered portion as in the present invention, a resolution of about 10 μm in the x and y directions and a resolution of about a few μm in the Z direction is sufficient, and the size of the inspection object is several mm.
A field of view of about 数 10 mm is required.
【0032】この視野と分解能を得るために、対物レン
ズ53として顕微鏡用の対物レンズではなく、フィルム
転写用のレンズを用いている。具体的には、例えば波長
λ=633nmのHe−Neレーザを用い、対物レンズ
53としてN.A.=0.15のレンズを用いた場合の
焦点深度△Zは次の式(1)で算出できる。In order to obtain this field of view and resolution, a film transfer lens is used as the objective lens 53 instead of a microscope objective lens. Specifically, for example, a He—Ne laser having a wavelength λ = 633 nm is used, and an N.P. A. The depth of focus ΔZ when using a lens of = 0.15 can be calculated by the following equation (1).
【0033】 △Z=0.5X(λ/N.A.)2≒8.9(μm) (1) 次に、はんだ表面が鏡面に近いために、正反射光が検出
器に入ってくる場合と、入って来ない場合で、何桁もの
ダイナミックレンジが必要になるという課題を解決する
ための、He−Neレーザ光源31、ビームエキスパン
ダ32、及び偏光ビームスプリッタ34からなる偏光照
明と、Z方向走査レンズ54、対物レンズ53、フィー
ルドレンズ52、集光レンズ51、偏光ビームスプリッ
タ34、結像レンズ71、及び一次元リニアセンサ72
よりなる偏光検出系との作用について説明する。即ち、
照明された表面が理想的な鏡面の場合、その反射光は入
射・射出角度と、材料の屈折率により決定される方向に
偏光して反射する。ΔZ = 0.5 × (λ / NA) 2 ≒ 8.9 (μm) (1) Next, since the solder surface is close to a mirror surface, specularly reflected light enters the detector. In order to solve the problem that a dynamic range of many digits is required in the case and when it does not enter, a polarized illumination composed of a He-Ne laser light source 31, a beam expander 32, and a polarization beam splitter 34, Z-direction scanning lens 54, objective lens 53, field lens 52, condenser lens 51, polarization beam splitter 34, imaging lens 71, and one-dimensional linear sensor 72
The operation with the polarization detection system will be described. That is,
If the illuminated surface is an ideal mirror, the reflected light will be reflected and polarized in a direction determined by the angle of incidence and exit and the refractive index of the material.
【0034】これの偏光角を、上記の例について計算し
てみる。入射角θi、入射面と入射光束の偏光面のなす
角をαi、はんだの屈折率をnsとしたとき、反射光束
の偏光面と入射面とのなす角α0は以下の(2)式で算
出できる。The polarization angle will be calculated for the above example. When the incident angle θi, the angle between the incident surface and the polarization plane of the incident light beam are αi, and the refractive index of the solder is ns, the angle α 0 between the polarization surface of the reflected light beam and the incident surface is given by the following equation (2). Can be calculated.
【0035】 S=sinαi・(−sin(θi−θi')/sin(θi+θi') p=cosαi・(tan(θi−θi')/tan(θi+θi') n sinθi'=sinθi tan α0=S/p ・・・・・・・・(2) そこで対物レンズ53がN.A.=0.15の場合、正
反射光がレンズ内に戻ってくるθiの最大値は8.6°
である。このときはんだの屈折率を4.0としてα0−
αiは、αi=45°のとき最大となり、α0−αi=
0.32°となる。この角度変化は、以下の式(3)に
示される成分だけ偏光が乱される sin(α0−αi)≒0.0055 ・・・・・・・・・・・・・(3) 即ち、偏光が乱される成分ははずか0.5%である。こ
の事実に着目すると、検出光学系側に偏光フィルタ34
を設置すると、正反射光の99.5%まで遮光すること
ができる。ここで、式(2)において、θiが例えば6
0°の場合、 α0−αi=20° sin(α0−αi)=0.34 となり、偏光フィルタを入れても、正反射光の66%し
か遮光できないことを考えると、本発明が照明光学系の
N.A.も考慮に入れた特殊な条件(上記の関係から対
物レンズ53として視野を拡大して対物レンズ53の
N.A.を0.2程度以下にした。)のときに成立する
ものであることがわかる。即ち、はんだ試料14のよう
に表面に微小凹凸があり、実験によるとはんだ試料表面
から散乱反射された散乱反射光には直線偏光(S偏光)
の10〜20%の成分が90°回転した方向の偏光成分
(P偏光)に変換されている。またはんだ試料14の表
面に微小な凹凸があるため、入射方向に対して−180
°の方向まで散乱する光が存在する。(E.Wolf
他:Principles of Optics pp
950−962参照) 以上前記実施例のように、偏光を利用した場合、はんだ
試料14の表面で反射した正反射光が検出部70に入る
場合と入らない場合とのダイナミックレンジを3〜4桁
減らすことができる。従って、Z方向に走査した場合の
はんだ試料14の表面から検出される光の強度を強める
ことができ、センサ72から得られる信号のピーク位置
を比較手段93は正しく求めることができ、その結果メ
モリ94ははんだ試料14の表面の3次元形状を正しく
算出することができる。S = sinαi · (−sin (θi−θi ′) / sin (θi + θi ′) p = cosαi · (tan (θi−θi ′) / tan (θi + θi ′) n sin θi ′ = sin θi tan α 0 = S / P (2) Then, when the NA of the objective lens 53 is 0.15, the maximum value of θi at which the specularly reflected light returns into the lens is 8.6 °.
It is. At this time, the refractive index of the solder was assumed to be 4.0 and α 0 −
αi becomes maximum when αi = 45 °, and α 0 −αi =
0.32 °. This angle change is such that the polarization is disturbed only by the component shown in the following equation (3): sin (α 0 −αi) ≒ 0.0055 (3) The component whose polarization is disturbed is probably 0.5%. Focusing on this fact, the polarization filter 34 is provided on the detection optical system side.
Is installed, it is possible to shield up to 99.5% of the specularly reflected light. Here, in equation (2), θi is, for example, 6
In the case of 0 °, α 0 −αi = 20 ° sin (α 0 −αi) = 0.34. Even if a polarizing filter is inserted, only 66% of the specularly reflected light can be blocked. N. of optical system A. May be satisfied under special conditions (the NA of the objective lens 53 is reduced to about 0.2 or less by expanding the field of view as the objective lens 53 from the above relationship). Understand. That is, the surface has minute irregularities like the solder sample 14, and according to the experiment, the scattered reflected light scattered and reflected from the solder sample surface is linearly polarized light (S-polarized light).
Is converted into a polarized light component (P-polarized light) in a direction rotated by 90 °. In addition, since the surface of the solder sample 14 has minute irregularities, -180 with respect to the incident direction.
There is light scattered to the direction of °. (E. Wolf
Other: Principles of Optics pp
950-962) As described above, when polarized light is used, the dynamic range between the case where specularly reflected light reflected on the surface of the solder sample 14 enters the detection unit 70 and the case where it does not enter is 3 to 4 digits. Can be reduced. Accordingly, the intensity of light detected from the surface of the solder sample 14 when scanning in the Z direction can be increased, and the peak position of the signal obtained from the sensor 72 can be correctly obtained by the comparison means 93. 94 can correctly calculate the three-dimensional shape of the surface of the solder sample 14.
【0036】またはんだ試料14の表面形状を検出する
際、はんだ試料14の表面の微小な凹凸から生じる散乱
光強度を高くして正反射光の成分を低くするためには、
照明光の波長を短く(可視光より波長を短く700nm
以下)して散乱光強度を高くした方が望ましい。これは
前記式(2)及び(E.Wolf 他:Princip
les of Optics pp950−962)か
ら明らかである。When detecting the surface shape of the solder sample 14, in order to increase the intensity of scattered light caused by minute irregularities on the surface of the solder sample 14 and reduce the component of specular reflection light,
Shorten the wavelength of illumination light (700 nm shorter than visible light)
It is desirable to increase the scattered light intensity by the following). This is based on the formulas (2) and (E. Wolf et al .: Princip
Les of Optics pp950-962).
【0037】次に前記のようにして検出されたはんだ試
料14の3次元形状から、はんだ検査をするアルゴリズ
ムの1例を図5乃至図7を用いて説明する。Next, an example of an algorithm for performing a solder inspection from the three-dimensional shape of the solder sample 14 detected as described above will be described with reference to FIGS.
【0038】図5ははんだ試料14の斜視図である。正
常部121、はんだ少量部122、はんだ多量部12
3、はんだ不良部124が存在する。図6は図5の側面
図である。ウインドウ125、126、127、128
及び切り出し線129、130、131、132を重ね
て示してある。図7(a)は正常部121の断面図、同
図(b)ははんだ少量部122の断面図、同図(c)は
はんだ多量部123の断面図、同図(d)ははんだ不良
部124の断面図である。また、図8は切り出し線12
9、130、131、132部の本発明による検出結果
である。図9は図8の微分値である。これは闘値133
により良否を判定することができる。FIG. 5 is a perspective view of the solder sample 14. Normal part 121, small amount of solder 122, large amount of solder 12
3. There is a defective solder part 124. FIG. 6 is a side view of FIG. Windows 125, 126, 127, 128
And cutout lines 129, 130, 131, 132 are shown in an overlapping manner. 7A is a cross-sectional view of the normal portion 121, FIG. 7B is a cross-sectional view of the small amount of solder 122, FIG. 7C is a cross-sectional view of the large amount of solder 123, and FIG. FIG. 124 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 8 shows the cut line 12.
9, 130, 131 and 132 parts according to the present invention. FIG. 9 is a differential value of FIG. This is 133
The pass / fail can be determined.
【0039】図5に示したはんだ試料14を検査する場
合を考える。マイクロコンピュータ91には、予めプリ
ント基板の設計データから検査すべきはんだ付部の位置
がプログラムされている。Consider the case where the solder sample 14 shown in FIG. 5 is inspected. The microcomputer 91 is programmed in advance with the positions of the soldering portions to be inspected from the design data of the printed circuit board.
【0040】このプログラムに従って、メモリ94上に
生成された3次元形状の所定の位置に、ウインド125
〜128を設けて、ウインド内の体積をZ値Z(x,
y)を積分することによって算出する。In accordance with this program, the window 125 is placed at a predetermined position of the three-dimensional shape generated on the memory 94.
128128 is provided, and the volume in the window is changed to the Z value Z (x,
It is calculated by integrating y).
【0041】この値が所定の範囲にあれば、良品とす
る。更にウインド内の切り出し線129〜132の形状
を求めて、その微分値が図8(b),(c),(d)の
ように不連続に変わっている場合を不良とし、同図
(a)に示すように、滑らかに変化している場合を良品
とする。If this value is within a predetermined range, it is determined to be good. Further, the shapes of the cutout lines 129 to 132 in the window are obtained, and the case where the differential value changes discontinuously as shown in FIGS. 8B, 8C, and 8D is regarded as defective, and FIG. As shown in ()), a case where it changes smoothly is defined as a non-defective product.
【0042】図3に本発明の第3の実施例を示す。第1
の実施例は正反射光を偏光板により遮光したのに対し、
第3の実施例は正反射光を積極的に取り込んでいる。即
ち図3に示したように、球面ミラー56をその中心が集
光点57に一致するように設定し、はんだ試料14の表
面上の対物レンズ58による集光点57から対物レンズ
58に入射しない方向に射出した光束を球面ミラー56
で集光点57に向かって反射させて対物レンズ58の視
野内に戻す構成とした。この構成により、はんだ試料1
4の表面の向きに対するダイナミックレンジを緩和し
た。即ち、はんだ試料14の表面の向きに影響されるこ
となく、乱反射した光の殆ど全てが対物レンズ58の視
野内に入り込み、はんだ試料表面の3次元形状を高感度
で検出することができる。ここで集光点57は、固定し
てはんだ試料14を有する配線基板をした試料支持台1
1をX・Y・Zステージ12を駆動制御して走査(移
動)させる必要がある。従ってX走査駆動系36、Y走
査駆動系37、Z走査駆動系55を省くことができる。
また対物レンズ53とZ方向走査レンズ54は、合せて
対物レンズ58とすることができる。この方法は、はん
だ試料14を有する配線基板を載せた試料支持台11を
X・Y・Zステージ12を駆動制御して走査するため、
このX・Y・Zステージ12として大きく、且つ高精度
のものが要求される。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. First
In the example, the specular reflected light was shielded by a polarizing plate,
The third embodiment actively takes in specularly reflected light. That is, as shown in FIG. 3, the spherical mirror 56 is set so that its center coincides with the focal point 57, and does not enter the objective lens 58 from the focal point 57 by the objective lens 58 on the surface of the solder sample 14. The light beam emitted in the direction
Thus, the light is reflected toward the converging point 57 and returned within the visual field of the objective lens 58. With this configuration, solder sample 1
The dynamic range for the surface direction of No. 4 was relaxed. That is, almost all of the irregularly reflected light enters the field of view of the objective lens 58 without being affected by the direction of the surface of the solder sample 14, and the three-dimensional shape of the solder sample surface can be detected with high sensitivity. Here, the focusing point 57 is fixed to the sample support 1 which is a wiring board having the solder sample 14.
It is necessary to scan (move) 1 by driving and controlling the X, Y, and Z stage 12. Therefore, the X scan drive system 36, the Y scan drive system 37, and the Z scan drive system 55 can be omitted.
The objective lens 53 and the Z-direction scanning lens 54 can be combined into an objective lens 58. This method scans the sample support table 11 on which the wiring board having the solder sample 14 is mounted by driving and controlling the X, Y, and Z stages 12.
A large and high-precision X, Y, and Z stage 12 is required.
【0043】図4に本発明の第4の実施例を示す。即
ち、第4の実施例は、第1及び第2の実施例に示す偏光
素子(偏光ビームスプリッタ34)の代わりに正反射光
を空間フィルタ59によって遮光するものである。これ
により、はんだ試料表面上の集光点からの散乱反射光の
像がセンサ(検出器)74によって検出され、図1及び
図2に示した装置と同様な作用効果を有する。即ち例え
ばHe−Neレーザ光源31より射出したレーザ光は、
ビームエキスパンダ32によりビーム径が拡大されて対
物レンズ53とZ方向走査レンズ54との間に設置され
たミラー(空間フィルタの役目もする。)59により反
射して、Z走査駆動系55で走査駆動されるZ方向走査
レンズ54を介してはんだ試料14の表面上に集光す
る。ここで、He−Neレーザ31、ビームエキスパン
ダ32、ミラー59、対物レンズ53、及びZ方向走査
レンズ54を2次元的(X方向、及びY方向)に固定し
た場合、X・Y・Zステージ12をX方向、及びY方向
に走査しても良いことは明らかである。また、検出系7
0は、図2に示す実施例と同様に、ピンホール73、及
びセンサ74を用いている。このセンサ74は一次元リ
ニアセンサである必要もないことは明らかである。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. That is, in the fourth embodiment, instead of the polarizing element (polarizing beam splitter 34) shown in the first and second embodiments, specularly reflected light is shielded by the spatial filter 59. Thereby, the image of the scattered and reflected light from the converging point on the solder sample surface is detected by the sensor (detector) 74, and has the same operation and effect as those of the apparatus shown in FIGS. That is, for example, the laser light emitted from the He-Ne laser light source 31 is
The beam diameter is expanded by the beam expander 32, reflected by a mirror (also serving as a spatial filter) 59 provided between the objective lens 53 and the Z-direction scanning lens 54, and scanned by the Z-scan drive system 55. The light is focused on the surface of the solder sample 14 via the driven Z-direction scanning lens 54. Here, when the He-Ne laser 31, the beam expander 32, the mirror 59, the objective lens 53, and the Z-direction scanning lens 54 are fixed two-dimensionally (X-direction and Y-direction), the X-Y-Z stage Obviously, 12 may be scanned in the X and Y directions. The detection system 7
0 uses a pinhole 73 and a sensor 74 as in the embodiment shown in FIG. Clearly, this sensor 74 need not be a one-dimensional linear sensor.
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、基板上のはんだ付部の
外観検査において、低N.A.の対物レンズを用いた共
焦点光学系を有する顕微鏡で、正反射光を偏光素子また
は空間フィルタにより遮光して鏡面に近いはんだ試料表
面の立体形状を計測するようにしたので、はんだ量を算
出でき、信頼性の高く、且つ高速度ではんだ付部につい
て検査することができる効果を奏する。According to the present invention, a low N.I. A. With a microscope having a confocal optical system using an objective lens, the specular reflection light is shielded by a polarizing element or a spatial filter, and the three-dimensional shape of the solder sample surface close to the mirror surface is measured. This has the effect that the soldered portion can be inspected with high reliability and at high speed.
【図1】本発明のはんだ付部の外観検査装置の一実施例
を示した構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an appearance inspection apparatus for a soldered portion according to the present invention.
【図2】本発明のはんだ付部の外観検査装置の第2の実
施例を示した構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of a soldering portion appearance inspection apparatus according to the present invention.
【図3】本発明のはんだ付部の外観検査装置の第3の実
施例を示した構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of a soldering portion appearance inspection apparatus according to the present invention.
【図4】本発明のはんだ付部の外観検査装置の第3の実
施例を示した構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the soldering portion appearance inspection apparatus of the present invention.
【図5】本発明に係るはんだ試料を示した斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a solder sample according to the present invention.
【図6】図5の平面図。FIG. 6 is a plan view of FIG. 5;
【図7】本発明に係るはんだ試料を示した側面図。FIG. 7 is a side view showing a solder sample according to the present invention.
【図8】図7に示すはんだ試料を本発明により算出され
た形状信号波形を示す図。FIG. 8 is a view showing a shape signal waveform calculated by the present invention for the solder sample shown in FIG. 7;
【図9】図8に示す形状信号を微分して得られる微分信
号波形を示す図。9 is a view showing a differentiated signal waveform obtained by differentiating the shape signal shown in FIG. 8;
10…ステージ部、11…試料支持台、12…X・Y・
Zステージ、13…X・Y・Zステージコントローラ、
14…はんだ試料、30…走査光作成部、31…レーザ
光源、32…ビームエキスパンダ、33…X走査ミラ
ー、34…偏光ビームスプリッタ、35…Y走査ミラ
ー、50…光学系部、51…集光レンズ、52…フィー
ルドレンズ、53…対物レンズ、54…Z方向走査レン
ズ、70…検出部、71…結像レンズ、72…一次元リ
ニアセンサ、90…検出信号処理部、91…マイクロコ
ンピュータ10: Stage, 11: Sample support, 12: XY
Z stage, 13 ... X, Y, Z stage controller,
14 solder sample, 30 scanning light generator, 31 laser light source, 32 beam expander, 33 X scanning mirror, 34 polarization beam splitter, 35 Y scanning mirror, 50 optical system, 51 collection 52, a field lens, 53, an objective lens, 54, a Z-direction scanning lens, 70, a detection unit, 71, an imaging lens, 72, a one-dimensional linear sensor, 90, a detection signal processing unit, 91, a microcomputer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏見 智 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 石井 恭三 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社日立製作所 日立製作所東海工場内 (72)発明者 林 恒男 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社日立製作所 日立製作所東海工場内 (56)参考文献 特開 平1−219656(JP,A) 特開 平1−265143(JP,A) 特開 平1−282410(JP,A) 特開 平2−21248(JP,A) 特開 平2−21372(JP,A) 特開 昭62−284206(JP,A) 特開 昭63−37245(JP,A) 特開 昭62−136899(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/956 G01B 11/24 G06T 1/00 305 H05K 3/34 512 B23K 1/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Fushimi 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Production Technology Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Tokai Plant (72) Inventor Tsuneo Hayashi 1410, Inada, Katsuta, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Tokai Plant (56) References JP 1-2219656 (JP, A) JP JP-A-1-265143 (JP, A) JP-A-1-282410 (JP, A) JP-A-2-21248 (JP, A) JP-A-2-21372 (JP, A) JP-A-62-284206 (JP JP-A-63-37245 (JP, A) JP-A-62-136899 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/956 G01B 11/24 G06T 1/00 305 H05K 3/34 512 B23K 1 / 00
Claims (6)
テーブルを駆動して該テーブルに載置した表面に電子部
品をはんだ接続した基板の該電子部品をはんだ接続した
領域を含む所望の領域を顕微鏡の視野に入れ、該顕微鏡
の視野に入った前記基板の所望の領域にレーザ光源から
発射したレーザビームを照射して走査し、該レーザビー
ムを照射して走査した領域を前記顕微鏡を介して撮像
し、該撮像して得た前記基板の所望の領域の画像から前
記基板の電子部品をはんだ接続した領域の3次元形状の
情報を得、該得た電子部品をはんだ接続した領域の3次
元形状の情報に基づいて前記電子部品の前記基板へのは
んだ接続の状態を検査することを特徴とするはんだ付部
の外観検査方法。An electronic unit is driven on a surface mounted on a table by driving a table based on position coordinate data stored in advance.
The electronic component of the board to which the product was soldered was soldered
A desired region including a region is placed in a field of view of a microscope, and a laser light source is applied to a desired region of the substrate in the field of view of the microscope.
The laser beam is scanned by irradiation with the emitted laser beam.
The area scanned by irradiating the beam is imaged through the microscope, before the image of a desired region of the substrate obtained by imaging
The three-dimensional shape of the area where the electronic components of the substrate are soldered
Obtained information, tertiary of the area where the obtained electronic components were soldered
Based on the information of the original shape, the electronic component
Soldering part characterized by inspecting the state of solder connection
Appearance inspection method.
いて2方向に走査することを特徴とする請求項1記載の
とするはんだ付部の外観検査方法。2. The method according to claim 1, wherein the laser beam is applied to a galvanomirror.
And scanning in two directions.
Inspection method of soldering part .
点顕微鏡の視野内の領域を偏光素子または空間フィルタ
を介して撮像することにより前記所望の領域の画像を得
ることを特徴とする請求項1記載の外観検査方法。Wherein the microscope is a confocal microscope, the co-focus
Polarizing element or spatial filter for the area within the field of view of the point microscope
2. An appearance inspection method according to claim 1, wherein an image of the desired area is obtained by taking an image via a computer.
電子部品をはんだ接続した領域にレーザ光源から発射し
たレーザビームを照射して走査することを前記レーザビ
ームの前記はんだ接続した領域に対する焦点位置を変化
させながら繰返し、該レーザビームを照射して走査した
領域を撮像し、該撮像して得た前記レーザビームの焦点
位置の異なる複数の画像から前記基板の電子部品をはん
だ接続した領域の3次元形状の情報を得、該得た3次元
形状の情報に基づいて前記電子部品の前記基板へのはん
だ接続の状態を検査することを特徴とするはんだ付部の
外観検査方法。4. A substrate having an electronic component soldered on a surface thereof.
A laser light source fires on the area where electronic components are soldered.
Scanning by irradiating the laser beam
Change the focal position of the beam with respect to the soldered area
Repeated while scanning, irradiating the laser beam and scanning
Imaging a region and the focal point of the laser beam obtained by the imaging
From the multiple images at different positions, the electronic components on the board are
The information of the three-dimensional shape of the connected region is obtained, and the obtained three-dimensional shape is obtained.
Soldering of the electronic component to the substrate based on shape information
A method for inspecting the appearance of a soldered portion, characterized by inspecting the state of the solder connection .
からの反射光のうち正反射光を遮光した光を用いて撮像
して前記基板の電子部品をはんだ接続した領域の3次元
形状 の情報を得ることを特徴とする請求項4記載のはん
だ付部の外観検査方法。 5. An area scanned by irradiating the laser beam.
Imaging using light that has blocked specular reflection light from the reflected light from
3D of the area where the electronic components of the board are soldered
5. The solder according to claim 4, wherein shape information is obtained.
How to inspect the appearance of the attachment .
を用いて行い、前記レーザビームの前記はんだ接続した
領域に対する焦点位置を変化させることを、前記基板の
高さを変えることにより行うことを特徴とする請求項4
記載のはんだ付部の外観検査方法。 6. A galvanomirror for scanning the laser beam.
The solder connection of the laser beam was performed using
Changing the focus position with respect to the area is defined as
5. The method according to claim 4, wherein the height is changed.
The method for inspecting the appearance of the soldered part described .
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