JPH1194782A - 非接触半田付け検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、熱伝導方式による半田付け部の良否
判定を正確に行う。 【解決手段】半田付け部に加熱用レーザ光を照射して半
田付け部を加熱する加熱用レーザ装置と、加熱された半
田付け部に測定用レーザ光を照射する測定用レーザ装置
と、加熱された半田付け部に測定用レーザ光を照射した
ときに半田付け部に生じる電位により引き起こされる電
場・磁場を受けて起こる測定レーザ光の偏光面の回転を
検出する検出系と、この検出系による測定レーザ光の偏
光面の回転の検出結果に基づいて半田付け部の良否を判
定する判定手段とを備えている。

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、例えばＬＳＩのピンやフラットパッケージ
ＩＣのリード部における半田付け部の良否の判定を非接
触により行う非接触半田付け検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる非接触でＬＳＩ等の電子部品の半
田付けの検査を行う手法としては、例えば静電容量方
式、Ｘ線方式、振動方式、渦電流方式及び熱伝導方式が
あり、これら方式を単独又は組み合わせて使用し、その
測定結果をＬＳＩの全てのピンに対して同一の閾値を使
用して半田付けの良否判定を行っている。

【０００３】これら手法を簡単に説明すると、静電容量
方式は、リードが隠れているタイプのチップ部品などに
対応できる可能性があるが、基板側にコンタクトピンを
立てる必要があり、又ティーチングが必要である。

【０００４】Ｘ線方式は、例えば特開平２−１３８８５
５号公報に記載されているように、マイクロＸ線源を利
用して半田付け部分の透過観察を行うもので、対象部分
を単なる影として捉えるだけであり、実際に半田付けの
有無を検査するまでの能力はない。

【０００５】振動方式は、例えば「エア加振・スペック
ル振動検出法による半田付部検査方式の開発」電学論Ｃ
122 巻２号、平成４年pp.122〜133 に記載されているよ
うに、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も
ので、他にもエアでリードを吹き、リードの振動を光プ
ローブでヘテロダイン検出する方法（例えばＣatherine
Ａ. Ｋeeiy, “Ｓolder Ｊoin Ｉnspection Ｕsing
Ｌaser Ｄoppler Ｖibrometry ”，Ｏct.1989,Ｈewle
tt−Ｐackard Ｊournal,pp.81〜85）などが知られてい
る。

【０００６】この方法は、接合強度が測定可能である点
から見ると優れた方法であるが、半田付け部分の形状に
振動しやすいものが求められる制限がある。

【０００７】渦電流方式は、例えば特開昭６０−１４２
２４６号公報に記載されているように、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によ
り半田付け良否を検査するもので、接合部分の電気伝導
性を計測できるが、変位センサの一面を持つためにセン
サと検査対象部分とのギャップを一定に保つ必要があ
り、測定空間分解能を小さくできないなどの問題があ
る。

【０００８】以上の方法では、それぞれ利点はあるもの
のリード等の形状に制限され、真の接合状態の検査がで
きず、センサの位置決めが困難などの欠点が多くあり信
頼性のある検査ができない。

【０００９】これに対して熱伝導方式は、例えば「レー
ザ照射によるマイクロ接合部欠陥検出法」溶接学会マイ
クロ接合研究委員会資料ＭＪ−177-92，pp.30 〜40 に
記載されているように、リーザから基板へと伝わる熱の
挙動を観察することによって半田付けの有無を検査する
もので、接合性を信頼性よく検査できる。

【００１０】すなわち、被接触で検査ができる、プロー
ブを使用しないため極めて高密度なリードピッチに対応
できるとともにリードをパターンに押し付ける疑似良品
状態を作らないといった利点がある。

【００１１】しかしながら、実際には、加熱箇所の放射
率の違いやリードの傾きなどによる指向性によって影響
されたり、又、検査対象ピンに繋がる基板パターンの差
（熱容量の差に繋がる）によるばらつき、加熱光源の照
射むらなどの外乱を受けるために、良否判定を高い精度
で行うには限界がある。

【００１２】このうち検査対象ピンに繋がる基板パター
ンの差によるばらつきは、例えばＬＳＩ等の多リード部
品の検査を行う場合に、全てのリードを同一の閾値で判
定できないことであり、これを敢えて行うと、認識率の
低下や誤判定率の増加の形で影響が現れる。

【００１３】又、加熱光源の照射むらに対しては、均一
照射光学系（カライドスコープ、ケーラー照明等）を用
いることで解決できるが、光学系が大型もしくは高価に
なる。

【００１４】図１５は熱伝導方式のうちレーザ光で半田
接合部を加熱してその温度変化から半田付けの良否を判
定する半田付け検査装置の構成図である。

【００１５】ＸＹステージ１上には、例えばフラットパ
ッケージＩＣ等の電子部品２が搭載された実装基板３が
載置されている。

【００１６】この実装基板３は、ＸＹステージ１上に実
装基板３の外形又は複数箇所の穴によってメカニカルに
位置決めされている。

【００１７】一方、加熱用レーザ装置４がＸＹステージ
１の上方に配置され、この加熱用レーザ装置４から出力
されるパルスの加熱用レーザ光が電子部品２の半田接合
に照射され、加熱するようになっている。

【００１８】又、温度検出部としてのサーモビューア５
は、加熱された半田接合部を撮像し、その画像信号を出
力する。

【００１９】画像処理装置６は、サーモビューア５から
の画像信号を入力して画像処理し、加熱された半田接合
部の温度変化量を求め、この温度変化量を基に半田接合
部の良否を判定する。

【００２０】この半田接合部の良否判定は、図１６に示
すように半田が少ないものは測定した温度変化量から得
られるピーク温度が良品のピーク温度よりも高いことか
ら良品の温度範囲の最大値を閾値と設定し、測定により
得られるピーク温度と閾値とを比較することにより行っ
ている。

【００２１】制御装置７は、例えばパーソナルコンピュ
ータやマイクロコンピュータ等から成り、ＸＹステージ
１、加熱用レーザ装置４及び画像処理装置６を統括制御
している。又、この制御装置７は、ＸＹステージ１に対
してモータ駆動を行ってサーモビューア５の撮像視野に
実装基板３が入るように位置決め制御する。

【００２２】しかしながら、上記装置では、加熱に使用
するパルスレーザ光の強度が変わらない場合に正確に良
否判定できるものであり、パルスレーザ光の強度が時間
経過によって変化する場合には測定した温度変化量にば
らつきが発生し、誤った良否判定を行ってしまう。

【００２３】又、上記装置であれば、ＱＦＰ（quad fla
t package ）やＴＣＰ（Tape Carrier Package）といっ
た形態の電子部品の複数リードを一括検査できるが、Ｘ
Ｙステージ１上に実装基板３を外形基準又は穴基準で位
置決めするために、実装設計上の情報を基に設定した検
査領域が検査対象であるリードから外れることがある。

【００２４】このように検査領域がリードから外れる
と、リードと関係ない部分の温度情報を捉えてしまい、
良品を不良品として誤判定したり、不良品を見逃してし
まうなどの検査に対する信頼性が著しく低下する。

【００２５】最近の高密度実装化の傾向からリードピッ
チが０．２５ｍｍ程度になると、メカニカルな位置決め
や設計情報による検査領域の設定に限度が見える。

【００２６】通常、検査領域の位置を補正するために基
板上に設定された位置決めマークをＣＣＤカメラと可視
光照明とを用いて撮像し、これを画像処理することによ
って位置決めマークの位置を検出しているが、この位置
決めマークの検出方法を上記装置に適用するには、新た
にＣＣＤカメラと可視光照明装置とが必要となり、コス
トアップや装置構成が複雑化する。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように熱伝導方
式では、加熱箇所の放射率の違いやリードの傾きなどに
よる指向性によって影響される。

【００２８】又、検査対象ピンに繋がる基板パターンの
差によるばらつき、加熱光源の照射むらなどの外乱を受
けるために、良否判定を高い精度で行うには限界があ
る。

【００２９】又、上記装置では、加熱用レーザ光の強度
が時間経過によって変化すると、測定した温度変化量に
ばらつきが発生し、誤った良否判定を行ってしまう。

【００３０】又、上記装置では、検査領域がリードから
外れると、リードと関係ない部分の温度情報を捉えてし
まい、良品を不良品として誤判定したり、不良品を見逃
してしまうなどの検査に対する信頼性が著しく低下す
る。

【００３１】そこで本発明は、熱伝導方式による半田付
け部の良否判定を正確にできる非接触半田付け検査方法
及びその装置を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、基板
上に実装された電子部品の半田付け部の良否を非接触で
判定する非接触半田付け検査方法において、半田付け部
を加熱し、このときに半田付け部に生じる電位により引
き起こされる電場・磁場を受けて起こるレーザ光の偏光
面の回転を検出し、この検出結果に基づいて半田付け部
の良否を判定する非接触半田付け検査方法である。

【００３３】請求項２によれば、基板上に実装された電
子部品の半田付け部の良否を非接触で判定する非接触半
田付け検査方法において、予め半田付け部の熱容量を求
め、この熱容量に応じて反比例する熱量で半田付け部を
加熱し、この加熱したときの半田付け部の温度を測定
し、この測定温度と予め設定された閾値とを比較して半
田付け部の良否を判定する非接触半田付け検査方法であ
る。

【００３４】請求項３によれば、基板上に実装された電
子部品の半田付け部の良否を非接触で判定する非接触半
田付け検査方法において、半田付け部の良否判定の前
に、半田付け部を加熱するための加熱用レーザ光の強度
変化量を測定してこれに基づいて半田付け部の良否判定
の閾値を補正し、かつ半田付け部を加熱したときの半田
付け部の温度を測定し、この測定温度と補正された閾値
とを比較して半田付け部の良否を判定する非接触半田付
け検査方法である。

【００３５】請求項４によれば、基板上に実装された電
子部品の半田付け部に加熱用レーザ光を照射して加熱し
たときの半田付け部の測定温度と閾値とを比較して半田
付け部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査方
法において、基板上に形成された基準マークを含む領域
に加熱用レーザ光を照射して、その加熱される温度に基
づいて基準マークの座標を求め、この基準マークの座標
を基準にして予め設定された半田付け部の良否判定を行
う領域の位置を補正する非接触半田付け検査方法であ
る。

【００３６】請求項５によれば、基板上に実装された電
子部品の半田付け部の良否を非接触で判定する非接触半
田付け検査装置において、半田付け部に加熱用レーザ光
を照射して半田付け部を加熱する加熱用レーザ装置と、
加熱された半田付け部に測定用レーザ光を照射する測定
用レーザ装置と、加熱された半田付け部に前記測定用レ
ーザ光を照射したときに、半田付け部に生じる電位によ
り引き起こされる電場・磁場を受けて起こる測定レーザ
光の偏光面の回転を検出する検出系と、この検出系によ
る測定レーザ光の偏光面の回転の検出結果に基づいて半
田付け部の良否を判定する判定手段と、を備えた非接触
半田付け検査装置である。

【００３７】請求項６によれば、請求項５記載の非接触
半田付け検査装置において、判定手段は、測定レーザ光
の偏光面が回転していれば半田付け部が良品であると判
定し、測定レーザ光の偏光面が回転していなければ半田
付け部が不良であると判定する。

【００３８】請求項７によれば、基板上に実装された電
子部品の半田付け部の良否を非接触で判定する非接触半
田付け検査装置において、予め求められた半田付け部の
熱容量データを記憶する記憶手段と、半田付け部を加熱
するための加熱用レーザ光を出力する加熱用レーザ装置
と、この加熱用レーザ装置から出力された加熱用レーザ
光が半田付け部に照射されたときの熱量が記憶手段に記
憶されている熱容量データに反比例する熱量になるよう
に制御する熱量制御手段と、半田付け部が加熱されたと
きの温度を測定する温度センサと、この温度センサによ
る測定温度と予め設定された閾値とを比較して半田付け
部の良否を判定する判定手段と、を備えた非接触半田付
け検査装置である。

【００３９】請求項８によれば、請求項７記載の非接触
半田付け検査装置において、熱量制御手段は、音響光学
変調器又は音響光学偏光器により加熱用レーザ光の透過
光量及びその透過光の回折角を制御する機能を有する。

【００４０】請求項９によれば、基板上に実装された電
子部品の半田付け部の良否を非接触で判定する非接触半
田付け検査装置において、半田付け部を加熱するための
加熱用レーザ光を出力する加熱用レーザ装置と、加熱用
レーザ光の強度変化量を測定するための補正値測定用板
と、半田付け部の良否判定の前に、加熱用レーザ光を補
正値測定用板に照射し、このときの補正値測定用板の温
度から加熱用レーザ光の強度変化量を求め、この強度変
化量に基づいて半田付け部の良否判定の閾値を補正する
補正手段と、加熱用レーザを半田付け部に照射して加熱
したときの半田付け部の温度を測定し、この測定温度と
補正された閾値とを比較して半田付け部の良否を判定す
る判定手段と、を備えた非接触半田付け検査装置であ
る。

【００４１】請求項１０によれば、請求項９記載の非接
触半田付け検査装置において、補正手段は、半田付け部
の良否判定の前に１度、補正値測定用板又は加熱用レー
ザ装置のいずれか一方を移動させて加熱用レーザ光を補
正値測定用板に照射して閾値を補正する機能を有する。

【００４２】請求項１１によれば、請求項９記載の非接
触半田付け検査装置において、補正手段は、半田付け部
の良否判定中に、補正値測定用板又は加熱用レーザ装置
のいずれか一方を移動させて加熱用レーザ光を補正値測
定用板に照射して閾値を補正する機能を有する。

【００４３】請求項１２によれば、請求項９記載の非接
触半田付け検査装置において、補正手段は、半田付け部
に照射している加熱用レーザ光の一部を分岐する光学系
を設け、常時、加熱用レーザ光の一部を補正値測定用板
に照射して閾値を補正する機能を有する。

【００４４】請求項１３によれば、基板上に実装された
電子部品の半田付け部に加熱用レーザ光を照射して加熱
したときの半田付け部の測定温度と閾値とを比較して半
田付け部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査
装置において、加熱用レーザ光を出力する加熱用レーザ
装置と、この加熱用レーザ装置から出力された加熱用レ
ーザ光を基板上に形成された基準マークを含む領域に照
射して、その加熱される温度に基づいて基準マークの座
標を求める基準マーク座標算出手段と、この基準マーク
座標算出手段により求められた基準マークの座標に基づ
いて基板の位置を補正する基板位置補正手段と、この基
板の位置補正の後、予め設定された半田付け部の良否判
定を行う検査領域の位置を補正する領域補正手段と、を
備えた非接触半田付け検査装置である。

【００４５】請求項１４によれば、請求項１３記載の非
接触半田付け検査装置において、基準マーク座標算出手
段は、基板と基準マークの材質の熱容量や熱伝導率の違
い応じて加熱される温度が異なり、これら加熱温度の違
いから基準マークの重心位置を求める機能を有する。

【００４６】

【発明の実施の形態】

(1) 以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図１５と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。

【００４７】図１は非接触半田付け検査装置の構成図で
ある。

【００４８】この検査装置は、実装基板３上に実装され
ている電子部品２の半田付けの良否判定をゼーベック効
果による起電力の有無を光学的に検出することによって
判定するものとなっている。

【００４９】すなわち、電子部品２として例えばＱＦ
Ｐ、ＴＣＰのリードの半田付けの良否を判定する場合、
これらのリード半田付け部分は、少なくてもリード本
体、半田、ランドの３種類の金属（或いは合金）が接触
界面を形成して層構造を成している。

【００５０】この半田部分に加熱を行うと、ゼーベック
効果によって電位が発生する。又、ＴＣＰなどの回路内
部の内部抵抗等によって、電流が流れる。

【００５１】接触部分に電流が流れることによって、当
該箇所には磁場が発生する。リード部分が発生した磁場
に対して直交して配置されていると仮定すると、リード
に垂直に入射した光の振幅反射率は右円偏光と左円偏光
とで異なる。それぞれの反射率は以下の式で表される。

【００５２】 ｒ^±＝（ｎ^±−１）／（ｎ^±＋１） …(1) このときに得られる反射光の偏光面回転角θと楕円率Δ
とは、以下の式で表される。

【００５３】 Δ＋ｉθ＝（ｒ^- −ｒ^＋）／（ｒ^- ＋ｒ⁺ ） ＝（ｎ^- −ｎ^＋）／（ｎ^- ＋ｎ⁺ ） …(2) θ、Δはそれぞれ上記式の実部と虚部とを取ることによ
って得られる。

【００５４】

【数１】

【００５５】従って、この検査装置は、上記現象を利用
して半田付けの良否判定を非接触で行う。

【００５６】次に上記検査装置の構成について説明す
る。

【００５７】加熱用レーザ装置１０は、電子部品２の半
田付け部を加熱するためのパルスの加熱用レーザ光を出
力するもので、例えば出力１０Ｗ、発振波長８１０ｎ
ｍ、パルス幅７００ｍｓ、ビーム径５００μｍの条件を
満たすものである。

【００５８】この加熱用レーザ装置１０から出力される
レーザ光路上には、ミラー１１が配置され、このミラー
１１により加熱用レーザ光が反射して電子部品２の半田
付け部に照射し、加熱するものになっている。

【００５９】この場合、半田付け部の加熱パターンは、
複数のリードを同時に加熱するために加熱用レーザ光を
スリット光に形成する方法と、各リードを個別に加熱す
るために加熱用レーザ光をスポット光に形成する方法な
どが採用されるが、ＴＣＰなどをターゲットにしている
場合は、スリット光に形成することが検査時間の面から
有利である。

【００６０】測定用レーザ装置１２は、半田部分を加熱
したときのゼーベック効果によって電流が流れ、この電
流によって磁場が発生したときのリードに入射したレー
ザ光の偏光面の回転の有無から半田付けの良否を判定す
るための測定用レーザ光を出力するもので、例えば発振
波長６３３ｎｍ、出力２０ｍＷが用いられている。

【００６１】この測定用レーザ装置１２から出力される
レーザ光路上には、コリメータ１３、偏光子１４、ミラ
ー１５が配置され、このミラー１５の反射光路上にビー
ムスプリッタ１６が配置されている。

【００６２】コリメータ１３は、測定用レーザ装置１２
からの測定用レーザ光を測定に十分なビーム径、例えば
２００μｍのビーム径に整形するものであり、偏光子１
４は、コリメータ１３で整形された測定用レーザ光を直
線偏光に変換するもので、例えばウオラストンプリズム
が用いられている。

【００６３】ビームスプリッタ１６は、透過光と反射光
との分離を行うもので、ミラー１５で反射してきた測定
用レーザ光を透過して電子部品２のリードの半田部分に
照射し、かつリード表面から反射してきた直線偏光の測
定用レーザ光を取り出して反射するものである。

【００６４】このビームスプリッタ１６の反射光路上に
は、検光子１７を介して光センサ１８が配置されてい
る。

【００６５】検光子１７は、入射する測定用レーザ光と
振動ベクトルが直交する成分を通過させるもので、例え
ばウオラストンプリズムが用いられている。

【００６６】光センサ１８は、検光子１７を通過してき
た測定用レーザ光を受光し、これを光電変換して電気信
号として判定装置１９に送る機能を有するもので、例え
ばＳｉフォトセンサが用いられている。なお、光センサ
１８の出力信号は、センサ用アンプを通して判定装置１
９に送られている。

【００６７】判定装置１９は、光センサ１８から出力さ
れる電気信号の有無、すなわち光センサ１８での受光の
有無によって半田付けの良否判定を行う機能を有してい
る。

【００６８】制御装置２０は、ＸＹステージ１、加熱用
レーザ装置１０、測定用レーザ装置１２及び判定装置１
９をそれぞれ動作制御する機能を有している。

【００６９】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【００７０】加熱用レーザ装置１０は、例えば出力１０
Ｗ、発振波長８１０ｎｍ、パルス幅７００ｍｓ、ビーム
径５００μｍの加熱用レーザ光を出力する。

【００７１】この加熱用レーザ光は、ミラー１１で反射
し、電子部品２の半田付け部に照射されて、この半田付
け部を加熱する。

【００７２】このとき、加熱用レーザ光は、複数のリー
ドを同時に加熱するためにスリット光に形成されるか、
又は各リードを個別に加熱するためにスポット光に形成
される。

【００７３】一方、電子部品２の半田付け部の加熱に同
期して、測定用レーザ装置１２は、例えば発振波長６３
３ｎｍ、出力２０ｍＷの測定用レーザ光を出力する。

【００７４】この測定用レーザ光は、コリメータ１３に
より測定に十分なビーム径、例えば２００μｍのビーム
径に整形され、次に偏光子１４により直線偏光に変換さ
れる。

【００７５】そして、この測定用レーザ光は、ミラー１
５で反射し、ビームスプリッタ１６を透過して電子部品
２の半田付け部に照射される。

【００７６】このように測定用レーザ光が電子部品２の
半田部分に照射されると、そのリード表面から反射して
きた測定用レーザ光は、ビームスプリッタ１６で反射
し、検光子１７を透過して測定用レーザ光と振動ベクト
ルが直交する成分のみを通過し、光センサ１８に到達す
る。

【００７７】もしリードが半田付けされていれば、加熱
時のゼーベック効果による磁場撹拌によって測定用レー
ザ光は、偏光面が回転し、検光子１７を通過する成分の
光が発生する。

【００７８】ところが、半田付けが不良で、加熱時にゼ
ーベック効果が起きなければ、磁場撹拌は発生しないの
で、測定用レーザ光は、偏光面が回転せず、検光子１７
を通過する成分の光は発生しない。

【００７９】従って、光センサ１８は、検光子１７を通
過してきた測定用レーザ光を受光し、これを光電変換し
て電気信号として判定装置１９に送る。

【００８０】この判定装置１９は、光センサ１８から出
力される電気信号の有無、すなわち光センサ１８での受
光の有無によって半田付けの良否判定を行う。

【００８１】ここで、電子部品２のサンプルとして、例
えば半田付けが良品の０．６５ｍｍピッチのＱＦＰと、
半田付け不良の０．６５ｍｍピッチＱＦＰ（半田付部分
を完全剥離）との２つのを用意し、加熱用レーザ光を上
記条件にて使用して加熱を行った。この加熱終了直後よ
り測定用レーザ光の照射を開始する条件で、上記２つの
サンプルに対して測定を行った。

【００８２】リードからの反射光検出を行った結果、半
田付の良品のサンプルについては９９％、半田付不良の
サンプルに対しては９８％の確率で分離できた。

【００８３】このように上記第１の実施の形態において
は、電子部品２の半田付け部に加熱レーザ光を照射して
加熱し、このときにゼーベック効果による半田付け部に
生じる電位により引き起こされる電場・磁場を受けて起
こるレーザ光の偏光面の回転を検出し、この検出結果に
基づいて半田付け部の良否を判定するので、加熱箇所の
放射率の違いやリードの傾きなどによる指向性によって
影響されず精度高く良品と不良品と分離できる。

【００８４】そのうえ、接触方式による下記の問題点、 1.実装基板３上の電子部品２の実装密度が高くなると、
コンタクトピンを立てることが困難又は不可能になる。

【００８５】2.塗布されたフラックス等のよるコンタク
トピンとリードとの接触不良が発生しやすい。

【００８６】3.電子部品３内部の回路状態によっては単
純な抵抗測定が困難になる。

【００８７】が解決されるとともに、他の被接触方式に
よる以下の問題点、1.静電容量方式では、やはりコンタ
クトピンを当てることが難しい。

【００８８】2.熱伝導方式では、電気抵抗の代替特性と
して熱流を使うが、厳密には電流と熱流の振幅は同じで
ない。

【００８９】3.Ｘ線方式では、実際の導通状態を計測す
ることは不可能。

【００９０】4.振動方式でもやはり実際の導通状態を計
測することは不可能。

【００９１】を解決することができる。

【００９２】なお、上記第１の実施の形態は、次の通り
変形してもよい。

【００９３】例えば、加熱する熱源としては、パルスレ
ーザ光の代わりに何を用いてもよく、例えばヒータ、強
力なフラッシュなどを選択することは任意である。

【００９４】測定用レーザ光を直線偏光に変換するため
の偏光子１４は、直線偏光レーザを使用する範囲では使
用しなくてもよい。

【００９５】又、測定用レーザ光は、光源としてインコ
ヒーレント光源を用いてよく、レーザ光を用いる理由は
利便性のためである。

【００９６】電子部品２の各リード毎に測定を行うので
なく、一度に多数のリードの加熱・測定を行ってもよ
く、この場合の加熱は、スリット状、エリア状の加熱パ
ターンで対象の加熱を行なう、又はスポット状の加熱を
走査して疑似的な同時加熱を行なうものとなる。

【００９７】偏光子１４、検光子１７をクロスニコル状
態ではなく、並行ニコル状態に設定してもよく、この場
合、光センサ１８に入射する光量が低下することで良品
を判定するものとなる。

【００９８】電子部品２のリードからの反射光を通常の
ビームスプリッタ１６ではなく、偏光ビームスプリッタ
に代えてもよく、この場合、検光子１７は必要なくな
る。

【００９９】直線偏光入射の代わりに、予め光源の偏光
状態を測定しておき、リードからの反射光の偏光状態と
の比較によってリード半田付け状態の良否判定を行って
もよい。

【０１００】加熱用と測定用とのレード光を１本にまと
めて、加熱と測定とを同時に行ってもよい。

【０１０１】(2) 次に、本発明の第２の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【０１０２】図２は非接触半田付け検査装置の構成図で
ある。

【０１０３】加熱用レーザ装置３０は、電子部品２の半
田付け部となるリードに照射して加熱するためのパルス
の加熱用レーザ光を出力する機能を有している。

【０１０４】この加熱用レーザ装置３０から出力される
加熱用レーザ光の光路上には、音響光学変調器３１を介
してレーザ光走査系３２が配置され、加熱用レーザ光が
電子部品２のリードに走査されて照射されるようになっ
ている。

【０１０５】レーザ光走査系３２は、加熱用レーザ光
を、電子部品２の各リードに対する小さな領域を加熱す
るに最適な形状に整形・集光し、電子部品２の任意のリ
ードに走査して半田付け部を順次加熱する機能を有して
いる。

【０１０６】一方、データベース３３には、予め測定さ
れた実装基板３の各ピンの熱容量が熱容量データとして
記憶されるとともに、電子部品２の半田付け部の良否の
判定を行うための閾値が記憶されている。

【０１０７】すなわち、一般的にＬＳＩなどの多リード
部品は、リードに繋がる基板パターンの大きさなどによ
って固有の熱容量をもっている。又、従来の方式のよう
に複数のリードを一括して加熱する方式では、リード位
置に応じた加熱むらが発生する。このため、リードの加
熱工程において、各ピンの持つ熱容量を同一と仮定する
と、ばらつきの原因となり半田付け部の良否判定の精度
を低下させる原因となる。

【０１０８】このことから本発明装置では、検査過程に
先立って代表的な実装基板の各ピン毎の熱容量の測定を
行い、これら熱容量データから熱容量マップを作製して
データベース３３に記憶させてある。

【０１０９】なお、リードに入射させるべき加熱用レー
ザ光のエネルギーＥは、リードの持つ熱容量Ｖを用いて
次式により表される。

【０１１０】 Ｅ∝α（１／Ｖ） …(4) ここで、αは比例係数である。

【０１１１】制御信号源３４は、データベース３３に記
憶されている熱容量マップを読み出し、この熱容量マッ
プに基づいて、加熱用レーザ装置３０から出力された加
熱用レーザ光が電子部品２のリードに照射されたときの
熱量が熱容量マップの熱容量データに反比例する熱量に
なるように音響光学変調器３１に対して制御信号を与え
る熱量制御手段としての機能を有している。

【０１１２】この音響光学変調器３１は、制御信号源３
４からの制御信号を受けて、加熱用レーザ装置３０から
出力された加熱用レーザ光の偏向又は強度変調を行うも
ので、例えば制御信号の振幅変化で加熱用レーザ光の透
過光量を制御し、周波数変化で透過する加熱用レーザ光
の回折角を制御するものとなっている。

【０１１３】なお、この音響光学変調器３１は、音響光
学偏光器を用いて加熱用レーザ光の透過光量及びその透
過光の回折角を制御するようにしてもよい。

【０１１４】又、温度センサ３５が電子部品２の上方に
配置されている。この温度センサ３５は、加熱された電
子部品２の半田付け部の温度を測定し、その温度デー
タ、例えばリードの最高温度や温度勾配データを取り出
す機能を有している。

【０１１５】コンパレータ３６は、温度センサ３５によ
り測定された温度データを入力するとともにデータベー
ス３３に記憶されている半田付けの良否判定の閾値を入
力し、これら温度データと閾値とを比較して半田付けの
良否を判定する判定手段としての機能を有している。

【０１１６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１１７】加熱用レーザ装置３０は、パルスの加熱用
レーザ光を出力する。

【０１１８】この加熱用レーザ光は、音響光学変調器３
１を透過し、レーザ光走査系３２によって電子部品２の
各リードに対する小さな領域を加熱するに最適な形状に
整形・集光され、電子部品２の任意のリードに走査され
る。

【０１１９】一方、制御信号源３４は、データベース３
３に記憶されている熱容量マップを読み出し、この熱容
量マップに基づいて、加熱用レーザ装置３０から出力さ
れた加熱用レーザ光が電子部品２のリードに照射された
ときの熱量が熱容量マップの熱容量データに反比例する
熱量になるように音響光学変調器３１に対して制御信号
を与える。

【０１２０】この音響光学変調器３１は、制御信号源３
４からの制御信号を受けて、例えば制御信号の振幅変化
で加熱用レーザ光の透過光量を制御し、周波数変化で透
過する加熱用レーザ光の回折角を制御する。

【０１２１】従って、電子部品２の各リードには、それ
ぞれそのリードの熱容量に反比例する熱量になるような
光量の加熱用レーザ光が照射され、各リードの熱容量の
違いが補正されるものとなる。

【０１２２】温度センサ３５は、加熱された電子部品２
の半田付け部の温度を測定し、その温度データ、例えば
リードの最高温度や温度勾配データを取り出す。

【０１２３】コンパレータ３６は、温度センサ３５によ
り測定された温度データを入力するとともにデータベー
ス３３に記憶されている半田付けの良否判定の閾値を入
力し、これら温度データと閾値とを比較して半田付けの
良否を判定する。

【０１２４】このように上記第２の実施の形態において
は、半田付け部の熱容量を予め測定してデータベース３
３に熱容量マップとして記憶し、この熱容量マップに応
じて反比例する熱量で半田付け部を加熱し、この加熱し
たときの半田付け部の測定温度と予め設定された閾値と
を比較して半田付け部の良否を判定するようにしたの
で、検査対象ピンに繋がる基板パターンの熱容量分布に
よるばらつき、加熱光源の照射むらなどの外乱を受けず
に、高い精度で良否判定ができる。

【０１２５】そのうえ、多リードを同時に加熱する際に
用いられるカライドスコープといった大型の光学系を用
いる必要がない。又、ポリゴンミラー、ガルバノスキャ
ナ、ＸＹステージを利用した場合よりも十分に高速な走
査ができる。

【０１２６】このような装置を導入すれば、誤判定率を
１０％程度から約１％以下に低減させることができる。

【０１２７】なお、上記第２の実施の形態は、次の通り
変形してもよい。

【０１２８】例えば、各リードの熱容量の重み付に従っ
て、レーザ照射強度を変化させる代わりに、各リードに
レーザ光が滞留する時間を走査パターンの変化によって
実現してもよい。

【０１２９】又、熱容量マップの作製手段はいかなる手
段でもよく、例えば本発明装置を利用して加熱−測定サ
イクルを各リードに対して行って求めてもよい。

【０１３０】又、コンパレータ３６において閾値と比較
を行うデータは、最高温度や温度勾配に限らず、２次元
的なパターンデータの比較を行ったり、複数のパラメー
タを多変量解析するなどの手段を用いてもよい。

【０１３１】又、電子部品２は多リード部品に限らず、
例えば数種の部品が装着された実装基板３に対しても適
用できる。

【０１３２】又、音響光学変調器３１は、１つの使用に
限らず、例えばＸＹ走査が可能になるように２個又はそ
れ以上使用してもよい。

【０１３３】(3) 次に、本発明の第３の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上記図１５と同一
部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【０１３４】図３は非接触半田付け検査装置の構成図で
ある。

【０１３５】一軸テーブル４０の移動軸４０ａの先端部
には、補正値測定用板４１が設けられている。この補正
値測定用板４１は、金属板により形成され、加熱用レー
ザ装置４から出力された加熱用レーザ光の強度変化量を
測定するための使用するものである。

【０１３６】一軸テーブル４０は、図４(a)(b)に示すよ
うに移動軸４０ａの先端部、すなわち補正値測定用板４
１を実装基板３の上方における加熱用レーザ光の光路上
に挿脱する機構となっている。

【０１３７】この一軸テーブル４０は、例えば電子部品
２の半田付け部の良否判定の前に１度だけ補正値測定用
板４１を加熱用レーザ光の光路上に挿入配置するものと
なっている。

【０１３８】一方、画像処理装置４２は、電子部品２の
半田付け部の良否判定の前に、サーモビューア５から出
力される画像信号を入力し、この画像信号を画像処理し
て半田付け部の良否判定を行う機能を有するもので、補
正部４３及び判定部４４の各機能を有している。

【０１３９】このうち補正部４３は、画像信号から加熱
用レーザ光を補正値測定用板４１に照射したときの補正
値測定用板４１の温度から加熱用レーザ光の強度変化量
を求め、この強度変化量に基づいて半田付け部の良否判
定の閾値を補正する機能を有している。

【０１４０】すなわち、図５は補正値測定用板４１に照
射した加熱用レーザ光の時間経過に伴って変化する強度
変化量を補正値測定用板４１上の温度として測定した結
果を示し、図６は半田付け部に加熱用レーザ光を照射し
たときの時間経過に伴って変化する温度変化を測定した
結果を示している。

【０１４１】ここで、図５において温度Ｒ_O は加熱用レ
ーザ光の標準強度（例えば平均値）を示し、この標準強
度のときの半田付け部の良否を判定するための閾値が図
６に示すθ_O である。

【０１４２】ここで、図６の時間軸上においてＰ₃ 及び
Ｐ₅ に対応する部分が半田付け部の不良であるとする
と、これらＰ₃ 及びＰ₅ に対する良否判定は、これらＰ
₃ 及びＰ₅ に対応する部分の温度がＴ₃ 及びＴ₅ であ
り、いずれも閾値θ_O よりも低く、図８に示すように半
田付け部を良品として誤判定される。

【０１４３】このときの加熱用レーザ光の強度が例えば
図５に示す時間ｔ₃ 〜ｔ₄ 間のレーザ強度であれば、こ
のレーザ光強度は、本来の強度よりも、温度Ｒ_O からΔ
θだけ低い温度に対応する値となっている。

【０１４４】従って、補正部４３は、加熱用レーザ光を
半田付け部に照射する直前のレーザ光強度を求めて、こ
のレーザ光強度と予め設定された温度Ｒ_O との差分Δθ
を求め、この差分Δθによって閾値θ_O を補正する機能
を有している。

【０１４５】図７は加熱用レーザ光を半田付け部に照射
する直前のレーザ光強度から補正した閾値θ_O ´を示し
ている。

【０１４６】判定部４４は、補正部４３により補正され
た閾値θ_O ´を受け、この閾値θ_O´とサーモビューア
５からの画像信号により求められる半田付け部の加熱温
度とを比較して半田付け部の良否を判定する機能を有し
ている。

【０１４７】なお、補正値測定用板４１の加熱用レーザ
光の光路上への移動は、一軸テーブル４０に限らず、他
の移動機構を用いてもよい。

【０１４８】又、補正値測定用板４１を移動させるので
なく、補正値測定用板４１を固定し、加熱用レーザ装置
４を振って加熱用レーザ光を補正値測定用板４１に照射
してもよい。

【０１４９】制御装置４５は、ＸＹステージ１、加熱用
レーザ装置４、一軸ステージ４０及び画像処理装置４２
を統括制御するもので、特に電子部品２の半田付け部の
良否判定の前に１度、一軸ステージ４０を動作させ、補
正値測定用板４１を加熱用レーザ光の光路上に配置させ
る機能を有している。

【０１５０】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１５１】電子部品２の半田付け部の良否判定の前に
１度だけ、一軸テーブル４０は、図４(a)(b)に示すよう
に移動軸４０ａを移動して補正値測定用板４１を加熱用
レーザ光の光路上に挿入配置する。

【０１５２】このように良否判定の前に１度だけ、補正
値測定用板４１を加熱用レーザ光の光路上に挿入配置す
るのは、例えば加熱用レーザ装置４の出力変動が小さい
と判っている場合である。

【０１５３】この状態に、加熱用レーザ装置４から出力
された加熱用レーザ光は、補正値測定用板４１に照射さ
れ加熱する。

【０１５４】サーモビューア５は、加熱された補正値測
定用板４１を撮像してその画像信号を出力する。

【０１５５】画像処理装置４２は、サーモビューア５か
ら出力される画像信号を入力し、この画像信号を画像処
理し、その輝度レベルから加熱用レーザ光の強度変化量
を求める。

【０１５６】そして、この画像処理装置４２の補正部４
３は、図５に示すように加熱用レーザ光の強度変化量と
予め設定された温度Ｒ_O との差分Δθを求め、この差分
Δθによって図７に示すように閾値θ_O を補正し、その
補正された閾値θ_O ´を再設定する。

【０１５７】この閾値θ_O の補正が終了すると、一軸テ
ーブル４０は、図４(a) に示すように移動軸４０ａを移
動して補正値測定用板４１を加熱用レーザ光の光路上か
ら離す。

【０１５８】この後、加熱用レーザ装置４から出力され
た加熱用レーザ光は、電子部品２の半田付け部に照射さ
れ加熱する。

【０１５９】サーモビューア５は、この加熱された半田
付け部を撮像してその画像信号を出力する。

【０１６０】画像処理装置４２の判定部４４は、補正部
４３により補正された閾値θ_O ´を受け、この閾値θ_O
´とサーモビューア５からの画像信号により求められる
半田付け部の加熱温度とを比較して半田付け部の良否を
判定する。

【０１６１】これにより、例えば図６に示すようにＰ₃
及びＰ₅ に対応する部分が半田付け部の不良の場合、加
熱用レーザ光の強度がΔθだけ低下しても閾値θ_O がそ
のまま値であれば、半田付け部を良品として誤判定して
しまうが、図７に示すように補正された閾値θ_O ´を用
いることにより、Ｐ₃ 及びＰ₅ に対応する部分は半田付
け部の不良と判定する。図８に補正された閾値θ_O ´に
よる半田付け部の良否の判定結果を示す。

【０１６２】このように上記第３の実施の形態において
は、半田付け部の良否判定の前に１度だけ、半田付け部
を加熱するための加熱用レーザ光を補正値測定用板４１
に照射してその強度変化量を測定し、この強度変化量に
基づいて半田付け部の良否判定の閾値θ_O を補正し、こ
の補正された閾値θ_O ´を用いて半田付け部の良否を判
定するので、加熱用レーザ光の強度が時間経過によって
変化しても高い精度で良否判定ができる。この場合、加
熱用レーザ装置４の出力変動が比較的少ないものに対し
て有効、特に半田付け部の全数の温度変化測定時間に比
べて加熱用レーザ光の強度変化時間が十分長いときに有
効である。

【０１６３】(4) 次に、本発明の第４の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上記図３と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【０１６４】図９は非接触半田付け検査装置の構成図で
ある。

【０１６５】補正値測定用板４１は、実装基板３の上方
に図示しない機構により支持されている。なお、補正値
測定用板４１は、上記図３と同様に一軸ステージ４０の
動作によって加熱用レーザ光の光路上に挿脱するように
構成してもよい。

【０１６６】補正動作機構４６は、加熱用レーザ装置４
を例えば回動又は平行移動して、この加熱用レーザ装置
４から出力される加熱用レーザ光を補正値測定用板４１
に照射させる機能を有している。

【０１６７】制御装置４７は、ＸＹステージ１、加熱用
レーザ装置４、画像処理装置４２及び補正動作機構４６
を統括制御するもので、特に電子部品２の半田付け部の
良否判定中に、例えば所定期間毎に補正動作機構４６を
動作させ、加熱用レーザ装置４から出力される加熱用レ
ーザ光を補正値測定用板４１に照射制御する機能を有し
ている。

【０１６８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１６９】加熱用レーザ装置４から出力された加熱用
レーザ光は、電子部品２の半田付け部に照射され加熱す
る。

【０１７０】サーモビューア５は、この加熱された半田
付け部を撮像してその画像信号を出力する。

【０１７１】画像処理装置４２の判定部４４は、予め設
定された閾値θ_O とサーモビューア５からの画像信号に
より求められる半田付け部の加熱温度とを比較して半田
付け部の良否を判定する。

【０１７２】このような半田付け部の良否判定中、制御
装置４７は、例えば所定期間毎に補正動作機構４６を動
作させる。この補正動作機構４６は、例えば加熱用レー
ザ装置４を例えば回動又は平行移動し、この加熱用レー
ザ装置４から出力される加熱用レーザ光を補正値測定用
板４１に照射させる。

【０１７３】サーモビューア５は、加熱用レーザ光の照
射により加熱された補正値測定用板４１を撮像してその
画像信号を出力する。

【０１７４】画像処理装置４２は、サーモビューア５か
ら出力される画像信号を入力し、この画像信号を画像処
理し、その輝度レベルから加熱用レーザ光の強度変化量
を求める。

【０１７５】そして、この画像処理装置４２の補正部４
３は、上記図５に示すように加熱用レーザ光の強度変化
量と予め設定された温度Ｒ_O との差分Δθを求め、この
差分Δθによって図７に示すように閾値θ_O を補正し、
その補正された閾値θ_O ´を再設定する。

【０１７６】この閾値θ_O の補正が終了すると、制御装
置４７は、の補正動作機構４６を動作させて加熱用レー
ザ装置４から出力される加熱用レーザ光を補正値測定用
板４１から離す。

【０１７７】この後、画像処理装置４２の判定部４４
は、補正された閾値θ_O ´とサーモビューア５からの画
像信号により求められる半田付け部の加熱温度とを比較
して半田付け部の良否を判定する。

【０１７８】このように上記第４の実施の形態において
は、半田付け部の良否判定中の所定期間毎に、半田付け
部を加熱するための加熱用レーザ光を補正値測定用板４
１に照射してその強度変化量を測定し、この強度変化量
に基づいて半田付け部の良否判定の閾値θ_O を補正する
ようにしたので、上記第３の実施の形態と同様に、加熱
用レーザ光の強度が時間経過によって変化しても高い精
度で良否判定ができる。特に半田付け部の全数の温度変
化測定時間に比べて加熱用レーザ光の強度変化時間が短
く判定中に補正する必要が生じるときに有効である。

【０１７９】(5) 次に、本発明の第５の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上記図３と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【０１８０】図１０は非接触半田付け検査装置の構成図
である。

【０１８１】加熱用レーザ装置４から出力される加熱用
レーザ光の光路上には、この加熱用レーザ光の一部を分
岐する光学系としてレーザ光分岐部品４７が配置されて
いる。

【０１８２】このレーザ光分岐部品４７は、加熱用レー
ザ装置４から出力される加熱用レーザ光を透過させて電
子部品２の半田付け部に照射し、かつ加熱用レーザ光の
一部を分岐して補正値測定用板４１に照射する作用を持
っている。

【０１８３】この場合、補正値測定用板４１の配置位置
は、サーモビューア５の撮像視野内に入るように設定さ
れている。

【０１８４】制御装置４８は、ＸＹステージ１、加熱用
レーザ装置４、画像処理装置４２及び補正動作機構４６
を統括制御するもので、特に画像処理装置４２に対して
常時閾値θ_O を補正する指令を発している。

【０１８５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１８６】加熱用レーザ装置４から出力された加熱用
レーザ光は、レーザ光分岐部品４７に入射して２方向に
分岐され、一方の加熱用レーザ光が電子部品２の半田付
け部に照射されて加熱し、他方の加熱用レーザ光が補正
値測定用板４１に照射される。

【０１８７】サーモビューア５は、加熱された半田付け
部と加熱された補正値測定用板４１を同一視野内で撮像
してその画像信号を出力する。

【０１８８】画像処理装置４２は、サーモビューア５か
ら出力される画像信号を入力し、この画像信号を画像処
理し、その画像データから補正値測定用板４１の部分の
画像データを抽出してその輝度レベルから加熱用レーザ
光の強度変化量を求める。

【０１８９】そして、この画像処理装置４２の補正部４
３は、上記図５に示すように加熱用レーザ光の強度変化
量と予め設定された温度Ｒ_O との差分Δθを求め、この
差分Δθによって図７に示すように閾値θ_O を補正し、
その補正された閾値θ_O ´を再設定する。

【０１９０】これと共に画像処理装置４２の判定部４４
は、補正された閾値θ_O ´とサーモビューア５からの画
像信号により求められる半田付け部の加熱温度とを比較
して半田付け部の良否を判定する。

【０１９１】このように上記第５の実施の形態において
は、半田付け部の良否判定中常時、加熱用レーザ光をレ
ーザ光分岐部品４７により分岐して補正値測定用板４１
に照射してその強度変化量を測定し、この強度変化量に
基づいて半田付け部の良否判定の閾値θ_O を補正するよ
うにしたので、上記第３の実施の形態と同様に、加熱用
レーザ光の強度が時間経過によって変化しても高い精度
で良否判定ができる。特に加熱用レーザ光の出力変動が
激しく、半田付け部の全数の温度変化測定時間に比べて
加熱用レーザ光の強度変化時間が非常に短く判定と同時
に補正する必要が生じるときに有効である。

【０１９２】(6) 次に、本発明の第６の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上記図１５と同一
部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【０１９３】図１１は非接触半田付け検査装置の構成図
である。

【０１９４】例えばガラスエポキシにより形成される実
装基板３上には、例えばＴＣＰ又はＱＦＰといった形態
の電子部品２が実装されている。

【０１９５】この実装基板３には、図１２に示すように
基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ が形成されている。これら基準マ
ークＭ₁ 、Ｍ₂ は、十字状に実装基板３上に形成された
配線パターンと同じ銅により形成されている。なお、こ
の銅の表面には、金や半田のメッキが施されていてもよ
い。

【０１９６】又、これら基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の形状
は、十字状に限らず、円や正方形でもよい。

【０１９７】制御装置７は、例えばパーソナルコンピュ
ータやマイクロコンピュータ等から成り、ＸＹステージ
１、加熱用レーザ装置４及び画像処理装置６を統括制御
している。又、この制御装置７は、ＸＹステージ１に対
してモータ駆動を行ってサーモビューア５の撮像視野に
実装基板３が入るように位置決め制御する機能を有して
いる。

【０１９８】一方、画像処理装置５０は、サーモビュー
ア５からの画像信号を入力して画像データを作成し、こ
の画像データ中の加熱された半田接合部の温度変化量を
求め、この温度変化量を基に、画像データ中の予め実装
設計上で設定された半田付け判定領域内において半田接
合部の良否を判定する機能を有している。

【０１９９】なお、半田接合部の良否判定は、上記図１
６に示すように半田が少ないものは測定した温度変化量
から得られるピーク温度が良品のピーク温度よりも高い
ことから良品の温度範囲の最大値を閾値と設定し、測定
により得られるピーク温度と閾値とを比較することによ
り行う。

【０２００】又、画像処理装置５０は、電子部品２の各
リードに対する検出領域が外れないように基準マーク座
標算出部５１、基板位置補正部５２及び領域補正部５３
の各機能を有している。

【０２０１】基準マーク座標算出部５１は、加熱用レー
ザ装置４から出力された加熱用レーザ光を実装基板３上
に形成された各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ を含む領域に照射
して、その加熱される温度に基づいて各基準マーク
Ｍ₁ 、Ｍ₂ の座標を求める機能を有している。

【０２０２】この場合、基準マーク座標算出部５１は、
実装基板３と各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の材質の熱容量や
熱伝導率の違い応じて加熱される温度が異なり、これら
加熱温度の違いから各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の重心位置
を求める機能を有している。

【０２０３】すなわち、図１３の画像データ上に示すよ
うに実装基板３の部分は、金属から形成される各基準マ
ークＭ₁ 、Ｍ₂ の部分に比べて熱伝導が良いので温度が
高くなり、画像データ上の輝度は高くなる。

【０２０４】これに対して各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の部
分は、実装基板３に比べて熱伝導が悪くて温度が低くな
り、画像データ上の輝度は低く（斜線部分）なる。

【０２０５】基板位置補正部５２は、基準マーク座標算
出部５１により求められた各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の座
標に基づいてＸＹテーブル１を駆動する指令を制御装置
７に対して発し、実装基板３の位置を補正する機能を有
している。

【０２０６】領域補正部５３は、実装基板３の位置補正
の後、図１４に示すように予め設定された半田付け部の
良否判定を行う検査領域（半田良否検査ウィンドウ）Ｓ
の位置を補正する機能を有している。

【０２０７】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０２０８】先ず、各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の検出作用
について説明する。

【０２０９】制御装置７は、ＸＹステージ１を駆動制御
し、図１３に示すように実装設計上の基準マークの座標
位置Ｇがサーモビューア５の撮像視野の中心になるよう
にする。

【０２１０】次に、制御装置７は、加熱用レーザ装置４
を動作させ、加熱用レーザ光を実装基板３上の各基準マ
ークＭ₁ 、Ｍ₂ のうちいずれか一方の基準マーク例えば
Ｍ₁を含む領域に所定時間だけ照射する。これにより基
準マークＭ₁ は、所定時間加熱される。

【０２１１】この基準マークＭ₁ に対する加熱終了の直
後、サーモビューア５は、加熱された基準マークＭ₁ を
撮像し、その画像信号を出力する。

【０２１２】画像処理装置５０は、サーモビューア５か
ら出力された画像信号を入力し、図１３に示すように基
準マーク検出熱画像データＷ_m として記憶する。

【０２１３】この基準マーク検出熱画像データＷ_m は、
上記の如く実装基板３と各基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の材質
の熱容量や熱伝導率の違いから、実装基板３の部分が基
準マークＭ₁ の部分に比べて熱伝導が良いので温度が高
く、画像データ上での輝度が高くなる。

【０２１４】これに対して基準マークＭ₁ の部分は、実
装基板３に比べて熱伝導が悪くて温度が低くなり、画像
データ上での輝度は低くなる。

【０２１５】次に、基準マーク座標算出部５１は、実装
基板３と基準マークＭ₁ との加熱される温度の異なるこ
とを利用して、基準マークＭ₁ の重心位置を求める。

【０２１６】すなわち、画像データＷ_m 中の基準マーク
Ｍ₁ を含む検出領域Ｅをヒストグラム処理し、モード法
（すなわち輝度の高い部分と低い部分との山の中間に閾
値を設ける）により二値化処理し、基準マークＭ₁ と実
装基板３とを分離する。

【０２１７】次に、この分離された基準マークＭ₁ から
その重心位置を算出し、これを基準マークＭ₁ の実際の
座標（検出マーク位置）Ｆとする。この検出マーク位置
Ｆの検出は、二値化重心に限らず、多値化画像データの
まま重心を算出してもよく、又二値化の閾値は固定でも
よく、モード法によらずマークサイズが既値であれば、
ヒストグラムから既値のマーク面積を基準に閾値を決め
てもよい。

【０２１８】次に、基準マークが複数あれば（基準マー
クＭ₂ など）、上記動作を繰り返して基準マークＭ₂ な
どの検出マーク位置Ｆを検出する。

【０２１９】次に、基板位置補正部５２は、基準マーク
座標算出部５１により求められた各基準マークＭ₁ 、Ｍ
₂ の各検出マーク位置Ｆと実装設計上のマーク位置Ｇと
の差を求め、この差に基づいてＸＹテーブル１を駆動す
る指令を制御装置７に対して発する。

【０２２０】これにより、ＸＹテーブル１は移動動作
し、例えば基準マークＭ₁ の検出マーク位置Ｆがサーモ
ビューア５の撮像視野の中心になるように実装基板３の
位置を補正する。

【０２２１】以上のように基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ を検出
し位置補正して、サーモビューア５の撮像視野の中心に
基準マークＭ₁ の検出マーク位置Ｆを位置決めし、半田
付け部の良否を判定するが、このまま実装設計上のデー
タを基に図１４に示す半田良否検査ウィンドウＳを設定
しても、例えば電子部品２において狭ピッチのリード上
などに半田良否検査ウィンドウＳが精度高く設定されな
い可能性がある。

【０２２２】そこで、次に図１４に示すサーモビューア
５の撮像により得られる電子部品２のリードの画像デー
タ（リード検出熱画像データ）Ｗ_r からリード位置を検
出する作用について説明する。

【０２２３】先ず、領域補正部５３は、実装設計上のデ
ータを基にして隣接する各リードが入らない程度の大き
さの各リード検出ウィンドウＪを設定する。

【０２２４】ここで、リード検出熱画像データＷ_r にお
いて、リード部分の半田付けの良否に拘らず金属である
リードとパッド、そうでない実装基板３の部分での加熱
時の温度の違いにより、これらには輝度差が生じる。金
属部分は輝度が低く、実装基板３では輝度が高くなる。

【０２２５】次に、領域補正部５３は、各リード検出ウ
ィンドウＪ内でリード長さ方向に多値化のまま投影処理
し、その輝度加算値が最低になるｕ₁ 、ｕ₂ 、ｕ₃ …リ
ード幅方向の位置をリード位置として検出する。なお、
この投影処理データ列からリード位置を検出する方法
は、輝度加算値と所定の閾値とが交差する２点の中間位
置としてもよい。

【０２２６】次に、領域補正部５３は、検出したリード
位置を基準として半田良否検査ウィンドウＳの位置を補
正する。

【０２２７】この後、画像処理装置５０は、加熱用レー
ザ光が電子部品２の半田付け部に照射されて加熱された
直後に、サーモビューア５からの画像信号を入力して画
像データを作成し、この画像データ中の加熱された半田
接合部の温度変化量を求め、この温度変化量を基に、画
像データ中の位置補正された半田良否検査ウィンドウＳ
内において半田接合部の良否を判定する。

【０２２８】このように上記第６の実施の形態において
は、実装基板３上に形成された基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ を
含む領域に加熱用レーザ光を照射して、その加熱される
温度に基づいて基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の座標を求め、こ
の基準マークＭ₁ 、Ｍ₂ の座標を基準にして予め設定さ
れた半田良否検査ウィンドウＳの位置を補正するので、
半田良否検査ウィンドウＳがリードから外れることなく
高い精度で良否判定ができる。そのうえ、ノイズ的なデ
ータを拾わずに信頼性高い検査ができ、又他の検出手段
を使わずにコストダウンが図れ、装置構成に複雑さを増
すことがない。

【０２２９】なお、本発明は、上記第１〜第６の実施の
形態に限定されるものでなく種々変形してもよい。

【０２３０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項１〜
４によれば、熱伝導方式による半田付け部の良否判定を
正確にできる非接触半田付け検査方法を提供できる。

【０２３１】又、本発明の請求項１によれば、加熱箇所
の放射率の違いやリードの傾きなどによる指向性によっ
て影響されず精度高く良品と不良品と分離できる非接触
半田付け検査方法を提供できる。

【０２３２】又、本発明の請求項２によれば、検査対象
ピンに繋がる基板パターンの差によるばらつき、加熱光
源の照射むらなどの外乱を受けずに、高い精度で良否判
定ができる非接触半田付け検査方法を提供できる。

【０２３３】又、本発明の請求項３によれば、加熱用レ
ーザ光の強度が時間経過によって変化しても高い精度で
良否判定ができる非接触半田付け検査方法を提供でき
る。

【０２３４】又、本発明の請求項４によれば、検査領域
がリードから外れることなく高い精度で良否判定ができ
る非接触半田付け検査方法を提供できる。

【０２３５】又、本発明の請求項５〜１４によれば、熱
伝導方式による半田付け部の良否判定を正確にできる非
接触半田付け検査装置を提供できる。

【０２３６】又、本発明の請求項５、６によれば、加熱
箇所の放射率の違いやリードの傾きなどによる指向性に
よって影響されず精度高く良品と不良品と分離できる非
接触半田付け検査装置を提供できる。

【０２３７】又、本発明の請求項７、８によれば、検査
対象ピンに繋がる基板パターンの差によるばらつき、加
熱光源の照射むらなどの外乱を受けずに、高い精度で良
否判定ができる非接触半田付け検査装置を提供できる。

【０２３８】又、本発明の請求項９〜１２によれば、加
熱用レーザ光の強度が時間経過によって変化しても高い
精度で良否判定ができる非接触半田付け検査装置を提供
できる。

【０２３９】又、本発明の請求項１３、１４によれば、
検査領域がリードから外れることなく高い精度で良否判
定ができる非接触半田付け検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる非接触半田付け検査装置の第１
の実施の形態を示す構成図。

【図２】本発明に係わる非接触半田付け検査装置の第２
の実施の形態を示す構成図。

【図３】本発明に係わる非接触半田付け検査装置の第３
の実施の形態を示す構成図。

【図４】一軸テーブルによる補正値測定用板の挿脱状態
を示す図。

【図５】補正値測定用板に照射した加熱用レーザ光の時
間経過に伴って変化する強度変化量の測定図。

【図６】半田付け部に加熱用レーザ光を照射したときの
時間経過に伴って変化する温度変化の測定図。

【図７】加熱用レーザ光を半田付け部に照射する直前の
レーザ光強度から補正した閾値を示す図。

【図８】予め設定された閾値θ_O と補正された閾値θ_O
´による良否の判定結果を示す図。

【図９】本発明に係わる非接触半田付け検査装置の第４
の実施の形態を示す構成図。

【図１０】本発明に係わる非接触半田付け検査装置の第
５の実施の形態を示す構成図。

【図１１】本発明に係わる非接触半田付け検査装置の第
６の実施の形態を示す構成図。

【図１２】実装基板上の基準マークを示す図。

【図１３】基準マークの座標検出の作用を示す図。

【図１４】半田付け部の良否判定を行う半田良否検査ウ
ィンドウの位置補正を示す図。

【図１５】従来の熱伝導方式による半田付け検査装置の
構成図。

【図１６】同装置における半田接合部の良否判定の作用
を説明するための図。

【符号の説明】

１…ＸＹテーブル、 ２…電子部品、 ３…実装基板、 ４…加熱用レーザ装置、 ５…サーモビューア、 １０…加熱用レーザ装置、 １２…測定用レーザ装置、 １３…コリメータ、 １４…偏光子、 １６…ビームスプリッタ、 １７…検光子、 １８…光センサ、 １９…判定装置、 ３０…加熱用レーザ装置、 ３１…音響光学変調器、 ３３…データベース、 ３４…制御信号源、 ３５…温度センサ、 ３６…コンパレータ、 ４０…一軸テーブル、 ４１…補正値測定用板、 ４２，５０…画像処理装置、 ４３…補正部、 ４４…判定部、 ４５，４７…制御装置、 ４６…補正動作機構、 ４７…レーザ光分岐部品、 ５１…基準マーク座標算出部、 ５２…基板位置補正部、 ５３…領域補正部。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査方法に
   おいて、 前記半田付け部を加熱し、このときに前記半田付け部に
   生じる電位により引き起こされる電場・磁場を受けて起
   こるレーザ光の偏光面の回転を検出し、この検出結果に
   基づいて前記半田付け部の良否を判定することを特徴と
   する非接触半田付け検査方法。
2. 【請求項２】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査方法に
   おいて、 予め前記半田付け部の熱容量を求め、この熱容量に応じ
   て反比例する熱量で前記半田付け部を加熱し、この加熱
   したときの前記半田付け部の温度を測定し、この測定温
   度と予め設定された閾値とを比較して前記半田付け部の
   良否を判定することを特徴とする非接触半田付け検査方
   法。
3. 【請求項３】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査方法に
   おいて、 前記半田付け部の良否判定の前に、前記半田付け部を加
   熱するための加熱用レーザ光の強度変化量を測定してこ
   れに基づいて前記半田付け部の良否判定の閾値を補正
   し、 かつ前記半田付け部を加熱したときの前記半田付け部の
   温度を測定し、この測定温度と補正された前記閾値とを
   比較して前記半田付け部の良否を判定することを特徴と
   する非接触半田付け検査方法。
4. 【請求項４】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部に加熱用レーザ光を照射して加熱したときの前記半田
   付け部の測定温度と閾値とを比較して前記半田付け部の
   良否を非接触で判定する非接触半田付け検査方法におい
   て、 前記基板上に形成された基準マークを含む領域に前記加
   熱用レーザ光を照射して、その加熱される温度に基づい
   て前記基準マークの座標を求め、この基準マークの座標
   を基準にして予め設定された前記半田付け部の良否判定
   を行う領域の位置を補正することを特徴とする非接触半
   田付け検査方法。
5. 【請求項５】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査装置に
   おいて、 前記半田付け部に加熱用レーザ光を照射して前記半田付
   け部を加熱する加熱用レーザ装置と、 加熱された前記半田付け部に測定用レーザ光を照射する
   測定用レーザ装置と、 加熱された前記半田付け部に前記測定用レーザ光を照射
   したときに、前記半田付け部に生じる電位により引き起
   こされる電場・磁場を受けて起こる前記測定レーザ光の
   偏光面の回転を検出する検出系と、 この検出系による前記測定レーザ光の偏光面の回転の検
   出結果に基づいて前記半田付け部の良否を判定する判定
   手段と、を具備したことを特徴とする非接触半田付け検
   査装置。
6. 【請求項６】 前記判定手段は、前記測定レーザ光の偏
   光面が回転していれば前記半田付け部が良品であると判
   定し、前記測定レーザ光の偏光面が回転していなければ
   前記半田付け部が不良であると判定することを特徴とす
   る請求項５記載の非接触半田付け検査装置。
7. 【請求項７】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査装置に
   おいて、 予め求められた前記半田付け部の熱容量データを記憶す
   る記憶手段と、 前記半田付け部を加熱するための加熱用レーザ光を出力
   する加熱用レーザ装置と、 この加熱用レーザ装置から出力された加熱用レーザ光が
   前記半田付け部に照射されたときの熱量が前記記憶手段
   に記憶されている熱容量データに反比例する熱量になる
   ように制御する熱量制御手段と、 前記半田付け部が加熱されたときの温度を測定する温度
   センサと、 この温度センサによる測定温度と予め設定された閾値と
   を比較して前記半田付け部の良否を判定する判定手段
   と、を具備したことを特徴とする非接触半田付け検査装
   置。
8. 【請求項８】 前記熱量制御手段は、音響光学変調器又
   は音響光学偏光器により前記加熱用レーザ光の透過光量
   及びその透過光の回折角を制御する機能を有することを
   特徴とする請求項７記載の非接触半田付け検査装置。
9. 【請求項９】 基板上に実装された電子部品の半田付け
   部の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査装置に
   おいて、 前記半田付け部を加熱するための加熱用レーザ光を出力
   する加熱用レーザ装置と、 前記加熱用レーザ光の強度変化量を測定するための補正
   値測定用板と、 前記半田付け部の良否判定の前に、前記加熱用レーザ光
   を前記補正値測定用板に照射し、このときの前記補正値
   測定用板の温度から前記加熱用レーザ光の強度変化量を
   求め、この強度変化量に基づいて前記半田付け部の良否
   判定の閾値を補正する補正手段と、 前記加熱用レーザを前記半田付け部に照射して加熱した
   ときの前記半田付け部の温度を測定し、この測定温度と
   補正された前記閾値とを比較して前記半田付け部の良否
   を判定する判定手段と、を具備したことを特徴とする非
   接触半田付け検査装置。
10. 【請求項１０】 前記補正手段は、前記半田付け部の良
    否判定の前に１度、前記補正値測定用板又は前記加熱用
    レーザ装置のいずれか一方を移動させて前記加熱用レー
    ザ光を前記補正値測定用板に照射して前記閾値を補正す
    る機能を有することを特徴とする請求項９記載の非接触
    半田付け検査装置。
11. 【請求項１１】 前記補正手段は、前記半田付け部の良
    否判定中に、前記補正値測定用板又は前記加熱用レーザ
    装置のいずれか一方を移動させて前記加熱用レーザ光を
    前記補正値測定用板に照射して前記閾値を補正する機能
    を有することを特徴とする請求項９記載の非接触半田付
    け検査装置。
12. 【請求項１２】 前記補正手段は、前記半田付け部に照
    射している前記加熱用レーザ光の一部を分岐する光学系
    を設け、常時、前記加熱用レーザ光の一部を前記補正値
    測定用板に照射して前記閾値を補正する機能を有するこ
    とを特徴とする請求項９記載の非接触半田付け検査装
    置。
13. 【請求項１３】 基板上に実装された電子部品の半田付
    け部に加熱用レーザ光を照射して加熱したときの前記半
    田付け部の測定温度と閾値とを比較して前記半田付け部
    の良否を非接触で判定する非接触半田付け検査装置にお
    いて、 前記加熱用レーザ光を出力する加熱用レーザ装置と、 この加熱用レーザ装置から出力された加熱用レーザ光を
    前記基板上に形成された基準マークを含む領域に照射し
    て、その加熱される温度に基づいて前記基準マークの座
    標を求める基準マーク座標算出手段と、 この基準マーク座標算出手段により求められた前記基準
    マークの座標に基づいて前記基板の位置を補正する基板
    位置補正手段と、 この基板の位置補正の後、予め設定された前記半田付け
    部の良否判定を行う検査領域の位置を補正する領域補正
    手段と、を具備したことを特徴とする非接触半田付け検
    査装置。
14. 【請求項１４】 前記基準マーク座標算出手段は、前記
    基板と前記基準マークの材質の熱容量や熱伝導率の違い
    応じて加熱される温度が異なり、これら加熱温度の違い
    から前記基準マークの重心位置を求める機能を有するこ
    とを特徴とする請求項１３記載の非接触半田付け検査装
    置。