JPH1114574A - はんだ付け検査方法及びはんだ付け検査装置 - Google Patents

はんだ付け検査方法及びはんだ付け検査装置

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JPH1114574A
JPH1114574A JP16417797A JP16417797A JPH1114574A JP H1114574 A JPH1114574 A JP H1114574A JP 16417797 A JP16417797 A JP 16417797A JP 16417797 A JP16417797 A JP 16417797A JP H1114574 A JPH1114574 A JP H1114574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
soldering
measurement
terminal
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP16417797A
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English (en)
Inventor
Yasuo Kanezashi
康雄 金指
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH1114574A publication Critical patent/JPH1114574A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】リードの表面状態による放射率のばらつきやリ
ードの姿勢による放射率のばらつきに左右されることな
く高精度な良否判定を行うことができるはんだ付け検査
方法を提供すること。 【解決手段】基板20に実装された電子部品30のリー
ド32と基板20の端子22との接合部におけるはんだ
付けの良否を検査するはんだ付け検査方法において、基
板20の端子22の近傍に位置する温度測定箇所Pを加
熱する加熱工程と、温度測定箇所Pの温度を測定する測
定工程と、この測定工程によって得られた温度データか
らはんだ付けの良否を判定する判定工程とを具備してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に実装され
た電子部品のはんだ付け検査を非接触にて行うはんだ付
け検査方法及びはんだ付け検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】基板に実装された電子部品のはんだ付け
の良否を非接触で検査するはんだ付け検査方法がいくつ
か知られている。例えば、振動を加えた際のリードの振
動を解析する方法やX線を用いる方法、渦電流を用いる
方法等が知られている。
【0003】振動を加える方法は、エアを用いて対象と
なるリードを吹き、観察されるリード部分の振動をレー
ザスペックルにて確認する方法である。他にもエアでリ
ードを吹き、リードの振動を光ブローブでヘテロダイン
検出する方法等が知られている。リード振動を利用する
手法では、接合強度も測定可能である点から見ると優れ
た方法であるが、検査対象として振動しやすい形状のリ
ードに限って検査が行えるという制限がある。
【0004】X線を用いる方法は、マイクロX線源を利
用してはんだ付け部分の透過観察を行うものであるが、
対象部分を単なる「影」として捉えるので、真の接合状
態の検査が行えず、実際にはんだ付けの有無を検査する
には不十分である。
【0005】渦電流を用いる方法は検査部分に生じる渦
電流によるセンサコイルのインダクタンス変化を利用
し、接合部分の電気伝導性を計測できる有力な方法であ
る。しかし、センサが変位センサの一面を持つこと、測
定空間分解能を小さくできないことが問題である。渦電
流方式ではセンサの位置決め精度が厳しく、これが問題
になっている。
【0006】一方、熱伝導を利用したはんだ付け検査方
法は、上述した他のはんだ付け検査方法のような欠点が
ない。本方法では、基板に実装された電子部品のリード
を加熱し、リードから基板の端子へと逃げる熱の挙動、
例えば冷却速度を放射赤外線を検知するサーモビューア
等を用いて観察することによってはんだ付けの良否を検
査するものである。
【0007】すなわち、リードと端子とが十分に接合さ
れていると、リードの熱が端子へ逃げやすくなるため、
冷却速度が速くなり、リードと端子との接合が不十分で
あると、リードの熱が逃げにくくなるため冷却速度が遅
くなる。また、リードにボイド構造があると最高温度が
高くなるため、不良を検知することもできる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のリード
の熱伝導を利用したはんだ付け検査方法では、次のよう
な問題があった。すなわち、リードの放射率は、リード
の表面状態やはんだの色などによって大きく変化する。
また、放射赤外線は指向性があるためリードが傾いてい
る場合や姿勢が異なっている場合でも見掛け上放射率が
異なってくる。したがって、同種類のリードを用いた場
合であっても最高温度や冷却速度が異なるため検査結果
が左右され、正確な良否判定を行えないという問題があ
った。
【0009】そこで本発明は、基板上に実装された電子
部品のはんだ付け良否の検査を熱伝導を用いた非接触方
式にて行う際に、リードの表面状態による放射率のばら
つきやリードの姿勢による放射率のばらつきに左右され
ることなく高精度な良否判定を行うことができるはんだ
付け検査方法及びはんだ付け検査装置を提供することを
目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項1に記載された発明は、基板に
実装された電子部品のリードと前記基板の端子との接合
部におけるはんだ付けの良否を検査するはんだ付け検査
方法において、上記基板の上記端子の近傍に位置する測
定面を加熱する加熱工程と、上記測定面の温度を測定す
る測定工程と、この測定工程によって得られた温度デー
タからはんだ付けの良否を判定する判定工程とを具備し
ている。
【0011】請求項2に記載された発明は、請求項1に
記載された発明において、上記測定工程は、サーモビュ
ーアによって非接触で温度測定を行うことが好ましい。
請求項3に記載された発明は、請求項1に記載された発
明において、上記判定工程は、上記測定面の最高温度に
基づいて判定するものであることが好ましい。
【0012】請求項4に記載された発明は、請求項1に
記載された発明において、上記判定工程は、上記測定面
の冷却速度に基づいて判定するものであることが好まし
い。請求項5に記載された発明は、基板に実装された電
子部品のリードと前記基板の端子との接合部におけるは
んだ付けの良否を検査するはんだ付け検査装置におい
て、上記基板の上記端子の近傍に位置する測定面を加熱
する加熱部と、上記測定面の温度を測定する測定部と、
この測定部によって得られた温度データからはんだ付け
の良否を判定する判定部とを具備するようにした。
【0013】請求項6に記載された発明は、請求項5に
記載された発明において、上記測定部は、上記測定面の
温度を非接触で検知するサーモビューアを備えているこ
とが好ましい。
【0014】請求項7に記載された発明は、請求項5に
記載された発明において、上記判定部は、上記測定面の
最高温度に基づいてはんだ付けの良否を判定することが
好ましい。
【0015】請求項8に記載された発明は、請求項5に
記載された発明において、上記判定部は、上記測定面の
冷却速度に基づいてはんだ付けの良否を判定することが
好ましい。
【0016】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。すなわち、請求項1に記載された発明では、基
板の端子の近傍に位置する測定面を加熱し、測定面の温
度を測定し、このとき得られた温度データからはんだ付
けの良否を判定するようにしている。このため、放射率
の安定している基板の温度データを得ることができ、精
度のよい測定を行うことができる。
【0017】請求項2に記載された発明では、サーモビ
ューアによって非接触で温度測定を行うので、測定結果
に誤差を与えることなく温度測定を行うことができる。
請求項3に記載された発明では、測定面の最高温度を測
定することにより、所定の温度以上の場合には接合部に
おけるはんだ付けが不良であると判定することができ
る。
【0018】請求項4に記載された発明では、測定面の
冷却速度を測定することにより、所定の速度以下である
場合には接合部におけるはんだ付けが不良であることを
判定することができる。
【0019】請求項5に記載された発明では、基板の端
子の近傍に位置する測定面を加熱し、測定面の温度を測
定し、このとき得られた温度データからはんだ付けの良
否を判定するようにしている。このため、放射率の安定
している基板の温度データを得ることができ、精度のよ
い測定を行うことができる。
【0020】請求項6に記載された発明では、サーモビ
ューアによって非接触で温度測定を行うので、測定結果
に誤差を与えることなく温度測定を行うことができる。
請求項7に記載された発明では、測定面の最高温度を測
定することにより、所定の温度以上の場合には接合部に
おけるはんだ付けが不良であると判定することができ
る。
【0021】請求項8に記載された発明では、測定面の
冷却速度を測定することにより、所定の速度以下である
場合には接合部におけるはんだ付けが不良であることを
判定することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態に係
るはんだ付け検査装置10の構成を示す図、図2は同は
んだ付け検査装置10による検査対象である基板20と
電子部品30とを示す図である。
【0023】はんだ付け検査装置10は測定のタイミン
グを定めるトリガ装置11と、このトリガ装置11に接
続されたLDコントローラ12と、このLDコントロー
ラ12に接続され、加熱用のレーザ光Lを発するパルス
レーザ13と、はんだ付け箇所の温度を非接触で検知す
るサーモビューア14と、このサーモビューア14から
の信号を増幅するセンサアンプ15と、このセンサアン
プ15に接続されるとともに、トリガ装置11に接続さ
れたフレームグラバ16と、このフレームグラバ16に
接続された計算機17とを備えている。
【0024】また、図1中20は実装基板、30はQF
P(quad flat package)型の電子部
品を示している。実装基板20は、基板本体21と、複
数の端子22とを備えている。また、電子部品30は、
部品本体31と、上記端子22にそれぞれはんだ付け接
合された複数のリード32とを備えている。
【0025】サーモビューア14における温度測定には
ステファン−ボルツマンの法則が利用される。すなわ
ち、加熱された基板本体21上の温度測定箇所Pからの
電磁波強度Wはサーモビューア14の出力と比例し、こ
の値は測定箇所Pの温度と以下のような関係にある。
【0026】
【数1】
【0027】但し、C1、C2は波長に依存する定数、
Tは黒体の絶対温度(°K)、λは波長、σはステファ
ン−ボルツマン定数、εは基板本体21の放射率を示し
ている。ここで、εは基板本体21の正確な温度測定の
ために予め測定されている。
【0028】このように構成されたはんだ付け検査装置
10では、次のようにしてはんだ付けの良否を検査す
る。すなわち、トリガ装置11からの信号に基づいてパ
ルスレーザ13から出たレーザ光Lは図2中二点鎖線G
で示すようにリード32と端子22との接合部及び端子
22の周囲の基板本体21を所定時間加熱する。なお、
リード32と基板本体21の両方に加熱領域を設ける理
由は単に加熱を容易にするためである。
【0029】これと同時に、サーモビューア14にて加
熱された基板本体21の温度測定を開始する。そして、
所定時間経過毎の画像を計算機17に送る。なお、必要
に応じて放射率補正のための画像処理、各種補正等が行
われる。
【0030】なお、図3の(a),(b)中Pはサーモ
ビューア14による温度測定箇所を示している。ここ
で、リード32と端子22とが良好に接合されている
と、温度測定箇所Pの熱は図3の(a)中矢印αに示す
基板本体21の他の部分へと逃げるとともに、矢印βに
示すように端子22及びリード32を介して部品本体2
1や基板本体21の他の部分へと逃げる。したがって、
温度測定箇所Pの最高温度は低くなるとともに、冷却速
度も速くなる。
【0031】一方、リード32と端子22との接合が不
良であると、温度測定箇所Pの熱は図3の(b)中矢印
αに示す基板本体21へ逃げる熱のみとなり、熱が滞留
しやすくなる。したがって、最高温度がはんだ付けが良
好に行われている場合に比べ高くなるとともに、冷却速
度も遅くなる。
【0032】このように温度測定箇所Pにおける最高温
度又は冷却速度を計測し、予め定められた閾値との比較
によりはんだ付けの良否を判定する。一方、基板本体2
1はその材質によって放射率が異なるが、使用する材質
を限定すればその放射率はほぼ一定であり、サンプル間
のばらつきは少ない。また、基板本体21の表面色は通
常緑色であるため、放射率がはんだ付け表面と比較して
大きく、リード32を測定する場合に比較して4〜5倍
のS/N比の良好な測定が可能である。さらに、基板本
体21は、リード32と比較して平面性が良好なため放
射赤外線に指向性の差異が認められない。
【0033】したがって、リード32の温度を測定する
場合に比べて測定誤差を最小にすることができる。図4
は上述した実施の形態の変形例を示す図である。すなわ
ち、本変形例では、上述したサーモビューア14の代わ
りにラインセンサ40を用いている。ラインセンサ40
は温度センサ41をアレイ型に配列して構成されてい
る。このようなラインセンサ40の他に単独型のポイン
トセンサを用いてもよい。
【0034】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではない。すなわち上記実施の形態では、加
熱源としてレーザビームを用いているが、これに限られ
ない。また、測定部としてサーモビューアやラインセン
サを用いているが、単独のポイント型センサ等の温度セ
ンサを用いてもよい。さらに判定部においてリードの冷
却速度及び最高温度を用いて判定するようにしている
が、加熱・冷却サイクルの微分係数等の変化率を用いる
ようにしてもよい。さらに電子部品としてQFPを用い
ているが、TCP(tape−carrier pac
kage)等の他の種類の電子部品にも適用できる。な
お、パルスレーザ13にカレイドスコープ等の照射強度
を一定にする手段を設けることにより、さらに測定誤差
を減らすようにしてもよい。このほか本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。
【0035】
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、基
板の端子の近傍に位置する測定面を加熱し、測定面の温
度を測定し、このとき得られた温度データからはんだ付
けの良否を判定するようにしている。このため、放射率
の安定している基板の温度データを得ることができ、精
度のよい測定を行うことができる。
【0036】請求項2に記載された発明によれば、サー
モビューアによって非接触で温度測定を行うので、測定
結果に誤差を与えることなく温度測定を行うことができ
る。請求項3に記載された発明によれば、測定面の最高
温度を測定することにより、所定の温度以上の場合には
接合部におけるはんだ付けが不良であると判定すること
ができる。
【0037】請求項4に記載された発明によれば、測定
面の冷却速度を測定することにより、所定の速度以下で
ある場合には接合部におけるはんだ付けが不良であるこ
とを判定することができる。
【0038】請求項5に記載された発明によれば、基板
の端子の近傍に位置する測定面を加熱し、測定面の温度
を測定し、このとき得られた温度データからはんだ付け
の良否を判定するようにしている。このため、放射率の
安定している基板の温度データを得ることができ、精度
のよい測定を行うことができる。
【0039】請求項6に記載された発明によれば、サー
モビューアによって非接触で温度測定を行うので、測定
結果に誤差を与えることなく温度測定を行うことができ
る。請求項7に記載された発明によれば、測定面の最高
温度を測定することにより、所定の温度以上の場合には
接合部におけるはんだ付けが不良であると判定すること
ができる。
【0040】請求項8に記載された発明によれば、測定
面の冷却速度を測定することにより、所定の速度以下で
ある場合には接合部におけるはんだ付けが不良であるこ
とを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るはんだ付け検査装置
の構成を示す図。
【図2】同装置による検査対象である基板と電子部品と
を示す平面図。
【図3】同装置による判定原理を示す図。
【図4】同実施の形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
10…はんだ付け検査装置 13…パルスレーザ 14…サーモビューア 17…計算機 20…基板 21…基板本体 22…端子 30…電子部品 32…リード 40…ラインセンサ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板に実装された電子部品のリードと前記
    基板の端子との接合部におけるはんだ付けの良否を検査
    するはんだ付け検査方法において、 上記基板の上記端子の近傍に位置する測定面を加熱する
    加熱工程と、 上記測定面の温度を測定する測定工程と、 この測定工程によって得られた温度データからはんだ付
    けの良否を判定する判定工程とを具備することを特徴と
    するはんだ付け検査方法。
  2. 【請求項2】上記測定工程は、サーモビューアによって
    非接触で温度測定が行うことを特徴とする請求項1に記
    載のはんだ付け検査方法。
  3. 【請求項3】上記判定工程は、上記測定面の最高温度に
    基づいて判定するものであることを特徴とする請求項1
    に記載のはんだ付け検査方法。
  4. 【請求項4】上記判定工程は、上記測定面の冷却速度に
    基づいて判定するものであることを特徴とする請求項1
    に記載のはんだ付け検査方法。
  5. 【請求項5】基板に実装された電子部品のリードと前記
    基板の端子との接合部におけるはんだ付けの良否を検査
    するはんだ付け検査装置において、 上記基板の上記端子の近傍に位置する測定面を加熱する
    加熱部と、 上記測定面の温度を測定する測定部と、 この測定部によって得られた温度データからはんだ付け
    の良否を判定する判定部とを具備することを特徴とする
    はんだ付け検査装置。
  6. 【請求項6】上記測定部は、上記測定面の温度を非接触
    で検知するサーモビューアを備えていることを特徴とす
    る請求項5に記載のはんだ付け検査装置。
  7. 【請求項7】上記判定部は、上記測定面の最高温度に基
    づいてはんだ付けの良否を判定することを特徴とする請
    求項5に記載のはんだ付け検査装置。
  8. 【請求項8】上記判定部は、上記測定面の冷却速度に基
    づいてはんだ付けの良否を判定することを特徴とする請
    求項5に記載のはんだ付け検査装置。
JP16417797A 1997-06-20 1997-06-20 はんだ付け検査方法及びはんだ付け検査装置 Pending JPH1114574A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100336426C (zh) * 2000-02-25 2007-09-05 揖斐电株式会社 多层印刷电路板以及多层印刷电路板的制造方法
JP2012042393A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp はんだ接合部の非破壊による劣化診断方法

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