‐検査装置概略

作 成 日 2012-11-19

所 属 営業技術

作 成 者 朴基源

Zenith Technical Report

【1】 3D外観検査装置Zenith紹介

【2】 検出可能な欠陥

【3】 検査例

【4】 3D検査機ZENITHの強み

【目次】

3D外観検査装置Zenith紹介

Probe & Software構成

04

3D外観検査装置 Zenith

◎ 3D技術＋2D検査技術でより正確な検査を実現しました。

Zenith は、お客様の更なるご要求に応えるため、 ソフトウェアのバージョンアップとともに、 ハードウェアのバージョンアップも進めてまいりました。

ここでは、進化したZenith のAOI ヘッドである、【New Slim Probe】 を、紹介させていただきます。

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05

[3D検査Probe]8方向プロジェクション + 3層RGB照明

◎Compact化された新型Slim Probe

1. 8方向プロジェクションにより、影及び球面エリアを排除している。

2. 各プロジェクションにおいて、4画像を撮像している。

3. 撮像された8画像（実際には32画像）を加工し、最適化された画像を作り出している。

4. 3層RGB照明(60°, 30°, 17°)

5. 3D画像を撮像するとともに、2D画像も測定し、検査に使用している。

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06

[3D検査ソフトの構成]

ePM-Zenith

AOIGUI

[プログラミング作成]

Review Station SPC#

[Review Stationと統計管理システム]

[Library & Data Server]

[ Result Database ]

Inspection Result 2D/3D Image Inspection History

Package Library Inspection Condition Inspection Program Job Link Information

[自動・手動検査＆Fine Tuning作業]

07

[3D検査ソフトの構成] Review StationとSPC#

Review Station 欠陥の２Ｄ／３Ｄ画像提供による目視検査支援 NG Buffer又は目視支援システム採用（Option)

SPC# 検査基板Review機能 Yield管理機能 PPM算出機能 その他、管理機能

[検査基板Review機能] [ Yield管理機能 ] [ PPM算出機能 ]

08

【Multi-Line 構成】

…

OLP Station Repair Station File Server SPC S/W

Review Station AOI Machine Review Station AOI Machine

Offline↑

Inline ↓

09

【Multi-Line 構成】Network構成

例）Milti-LineでのLibrary Server & Result Databaseの共有

CONFIDENTIAL

実装機 Zenith2号機

IP addr : 192.168.10.20 Host Name : AOIL0010

NG Buffer Reflow

実装機 Zenith1号機

IP addr : 192.168.10.10 Host Name : AOIL0017

NG Buffer Reflow

Review Station IP addr : 192.168.10.11 Host Name : AOIL0017＿Review

Review Station IP addr : 192.168.10.21 Host Name : AOIL0010_Review

Data Server IP addr : 192.168.10.1 Host Name : Server Password : kyaoi33##

Offline PC IP addr : 192.168.10.2 Host Name : Library Password : kyaoi33##

Switch Hub

010

【装置仕様】 Zenith

011

【装置仕様】 Zenith L

012

【装置仕様】 Zenith L Dimension [ Front Fix ]

013

【装置仕様】 Zenith L Installation Dimension

Rear Cover

Front Lower Door

Monitor & Keyboard

検出可能な欠陥

検査アルゴリズム及び例

015

[検査パッケージタイプ] 基本タイプ

： 検査可能なパッケージタイプです。（異形部品につきましては相談が必要です。）

角チップ タンタルコンデンサ （ダイオード大）

トランジスタ パワートランジスタ 抵抗アレー

電解コン・Coil SOP QFP&QFN コネクタ 異形部品

016

[検査項目1] 有り無し(Missing)

①本体の有り無し検査

: 部品の体積、色、カーラ違いを使って有り無しを判別します。

②Leadの有り無し検査

： Leadの高さを測定し、Leadの有り無しを判定します。

測定値 : Body Grey Threshold

測定値 : Color Grey Difference

測定値

測定値：Min Lead Height

測定された高さ

017

[検査項目2]位置ズレ(Pad Overhang)

結果 条件

測定結果 入力情報（ＣＡＤ）

IPC(X)

IPC(Y)

IPC(X)

IPC(Y) ╋

╋

Footprint center

Measured Lead tip

Offset

Footprint

① 本体の位置ズレ ② Leadの位置ズレ

[Worst Case Corner Offset] [IPC] [Center XY]

018

[検査項目3]外形寸法(Dimension)

入力情報（CAD） の幅、長さ、厚みを元に検査を行います。

Thickness

入力情報（CAD）

測定結果 ： Width,Length,Thickness

3D Data

019

[検査項目4]浮き(Coplanarity)

本体の浮き

本体4ヵ所の高さを測定し、最大さを測定します。

Leadの浮き

Lead先端の高さを測定し、入力情報と比較します。

測定範囲

入力情報の高さ

測定された高さ

020

[検査項目5]はんだ不足(Solder Fillet)

体積測定による検査

3D測定結果から部品のLead先端を検索し、先端部分の体積を測定する。

2D RGB照明による検査

照明の角度と色を使って、はんだの分布を測定する。

測定範囲

HIJ : はんだフィレットの理想高さ。

一般的にはStencil Maskの厚み

HM : 測定範囲(ROI)での測定平均高さ。

HIJ

HM

Lead

17°

30°

60°

021

[検査項目6]ブリッジ(Bridge)

Lead間のはんだBridge

Lead間のBridge高さとGrayを確認し、Bridgeを測定する。

[ 正常なLead] [ Bridgeの2D画像] [ Bridgeの3D画像]

測定範囲

022

[検査項目7]極性(Polarity)

極性検査機能改善

2D-RGB及び3D画像による極性検査機能 – 総２４枚画像

極性検査方法の拡張 ： Bar/Box/Dimple/Chamfer

Bar Type Chamfer Type（高さ情報）

Dimple Type（高さ情報） Box Type

023

[検査項目8] OCV/OCR

OCV/OCR検査

2D-RGB及び3D画像によるOCV機能 – 総34枚画像

品名相違、方向相違、極性などの検査に活用されます。

[ 直観的なOCV Library管理 ]

[画像の一括管理画面 ]

OCV Library

生画像

OCV/OCR Reference管理

OCV検査結果

OCR検査結果

024

[検査項目9]表裏反転(Upside Down)

①Gray差による検査 ：表面と裏面の色差がある時、Gray差を測定し、検査します。

②LeadのCoplanarityによる検査：Leadの高さ（浮き）を感知し、検査します。

[ 正常な抵抗] [ 表裏反転] [ 正常なＳＯＴ]

[ 表裏反転]

025

[検査項目10]誤実装(Absence)

Absence検査

実装されない部分に実装有無を検査する。基本原理：体積を図る。

（開発中）ブリッジ検査 ‐ 2012年12月

(開発中）Gold Finger ‐ 2012年12月

Solder Volume Bridge Gold Finger

026

反り補正の必要性

◎そりによる問題 ‐浮きの見逃し発生

‐浮きの虚報発生

‐はんだフィレットの見逃し発生。

‐はんだフィレットの虚報発生。

‐寸法測定エラー

‐その他。

◎そり補正 ‐全基板の反り傾向確認

‐ROI内部の反り補正。

**弊社はROI内部での反り補正を行い、そりによる虚報と見逃しを防いでおります。

**全基板のそりの傾向を測定することは可能ですが、正確な数字を出力させることが出来ません。

基板の反り

3D検査による反り確認

＊＊反り

027

反り補正例

◎ 反り補正オプション

反り補正オプション

検査範囲拡張修正

補正

◎[GenSet] Base Slope Compensation Mode : 検査領域（ＲＯＩ）内での反り補正。 ⇒ 基本的にはFPCB専用の機能。

検査例

各タイプ別

029

【検査例1】Aluminum Capacitor

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ‐

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ‐

浮き（Coplanarity） ◎ ◎

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ‐

極性(Polarity) ◎ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

リード浮き検査結果 はんだ不xレット検査

** 4 Corner(台座)を利用した外形検出

極性検査結果 位置ｽﾞﾚ検査結果

030

【検査例2】QFP

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ◎

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ◎

浮き（Coplanarity） ◎ ◎

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ◎

極性(Polarity) ◎ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

浮き検査結果 はんだ不xレット検査 極性検査結果 ブリッジ検査結果

031

【検査例3】3端子Transistor

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ‐

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ‐

浮き（Coplanarity） ◎ ◎

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ◎

極性(Polarity) ‐ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

浮き検査結果 はんだ不xレット検査 リード浮き検査結果 位置ｽﾞﾚ検査結果

032

【検査例4】CHIP CAPACITOR

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ‐

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ‐

浮き（Coplanarity） ◎ ‐

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ‐

極性(Polarity) ‐ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

浮き検査結果 はんだ不xレット検査 外形寸法検査結果 位置ｽﾞﾚ検査結果

033

【検査例5】SOIC

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ◎

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ◎

浮き（Coplanarity） ◎ ◎

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ◎

極性(Polarity) ◎ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

浮き検査結果 はんだ不xレット検査 極性検査結果 ブリッジ検査結果

034

【検査例6】Osillator

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ‐

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ‐

浮き（Coplanarity） ◎ ‐

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ‐

極性(Polarity) ‐ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

浮き検査結果 はんだ不xレット検査 位置ｽﾞﾚ検査結果 外形寸法検査結果

** 4 Corner(台座)を利用した外形検出

035

【検査例7】Inductor

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ‐

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ‐

浮き（Coplanarity） ◎ ◎

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ‐

極性(Polarity) ◎ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

** 4 Corner(台座)を利用した外形検出

外形寸法検査結果 はんだ不xレット検査 極性検査結果 位置ｽﾞﾚ検査結果

036

【検査例8】DIODE

検査項目

検査項目 本体 リード

有り無し（Missing） ◎ ‐

外形寸法(Dimension) ◎ ‐

位置ズレ(Padoverhang) ◎ ‐

浮き（Coplanarity） ◎ ◎

はんだフィレット(Solder Fillet) ‐ ◎

ブリッジ(Bridge) ‐ ‐

極性(Polarity) ◎ ‐

OCV ‐ ‐

表裏反転(Upside Down) ‐ ‐

測定3D

検査結果画面

浮き検査結果 はんだ不xレット検査 極性検査結果 位置ｽﾞﾚ検査結果

3D検査機ZENITHの強み

3Dではないと虚報・見逃しの原因になる欠陥

【1】 浮き - 本体浮き

【2】 浮き - リード浮き

【3】 表裏反転 - 2D及び3D

【4】 3D極性 - 凹み、Chamfer、段差

【5】 そり補正

【6】 光沢部品 - Mirror BGAなど

【7】 冷はんだ対策

【8】異品検査OCR機能 – 文字認識 （OCV機能は別）

【欠陥リスト】

039

【#1, 浮き – 本体】

2D 3D

Real Image 高さ測定で検査する。 ⇒ 2D検査では確認できない。

**確認できません。

【Case 1 – QFN浮き】

040

【#1, 浮き – 本体】

2D 3D

Real Image 高さ測定で検査する。 ⇒ 2D検査では確認できない。

**確認できません。

【Case 2 – BGA浮き】

041

【#2, 浮き – リード】

2D 3D

Real Image リード先端の高さ測定で検査する。 ⇒ 2D検査では確認できない。

**確認できません。

【Case 1 – QFP リード浮き】

042

【#2, 浮き – リード】

2D 3D

Real Image リード先端の高さ測定で検査する。 ⇒ 2D検査では確認できない。

**確認できません。

【Case 2 – Connector リード浮き】

043

【#3,表裏反転】

2D 3D

Real Image

Leadが浮くため、浮きで検査する。 ⇒ 2D検査では確認できない。

**確認できません。

【Case 1 – SOT裏打ち】

044

【#3,表裏反転】

Leadが浮くため、浮きで検査する。 ⇒ 2D検査では確認できない。

2D 3D

Real Image

**位置ズレのように見えます。

【Case 2 – SOT裏打ち】

045

【#4, 3D極性】

Bar Type Chamfer Type

Dimple Type Box Type

2D検査方式 3D検査方式

極性の検査は色による2D検査もありますが、 3D検査ではないと判別しにくにタイプも存在します。

046

【#4, 3D極性】

2D 3D

Real Image ＩＣ表面の段差を認識し、判定する。 ⇒ 2D検査では虚報の原因になります。

**マーク印刷品質により、虚報の原因になる。

【Case 1 – SOIC’s Dimple Mark】

047

【#4, 3D極性】

2D 3D

Real Image

**基板色により、虚報の原因になる。

隅の段差を認識し、判定する。 ⇒ 2D検査では虚報の原因になります。

【Case 2- Inductor’s Chamfer】

048

【#4, 3D極性】

2D 3D

Real Image

**同じ色ですので、判別できません。

隅の段差を認識し、判定する。 ⇒ 2D検査では認識しにくい。

【Case 3- LED’s Chamfer】

049

【#4, 3D極性】

2D 3D

Real Image

**基板色により、虚報の原因になる。

隅の段差を認識し、判定する。 ⇒ 2D検査では虚報の原因になります。

【Case 3- QFN’s Chamfer】

050

【#5,反り補正】反り補正の必要性

◎そりによる問題 ‐浮きの見逃し発生

‐浮きの虚報発生

‐はんだフィレットの見逃し発生。

‐はんだフィレットの虚報発生。

‐寸法測定エラー

‐その他。

◎そり補正 ‐全基板の反り傾向確認

‐ROI内部の反り補正。

**弊社はROI内部での反り補正を行い、そりによる虚報と見逃しを防いでおります。

**全基板のそりの傾向を測定することは可能ですが、正確な数字を出力させることが出来ません。

基板の反り

3D検査による反り確認

＊＊反り

051

【#5,反り補正】

2D 3D

Real Image

**反り認識不可。

反りを認識し、補正する。 ⇒ 2D検査では反り補正ができません。

【Case 1- FPCB】

052

【#5,反り補正】

補正

反りを認識し、補正する。 ⇒ 2D検査では反り補正ができません。

【Case 2- PCB】

補正前 補正後

053

【#6,光沢部品】 Mirror BGAなど

補正後、OCV認識 補正後、極性検査

視野 ①

視野 ②

2Dでは 常に変化。

３Ｄによる外郭認識、光沢によるノイズ補正。 ⇒ 2D検査では光沢補正ができません。

054

2D(RGB)画像 3D(高さ)画像

【#7,冷はんだ対策】

はんだ形状異常 ： はんだが溶けなく、リードに沿い盛り上がらない現象。

： はんだがリートの中央に存在、リード先端の高さより高くなる検証

HJ HP HJ HP

NG条件 HP ＞ HJ

OK条件 HP ＜ HJ

*2Dの虚報：傾斜あり。

055

【#7,冷はんだ対策】

3D(高さ)画像

冷はんだ

2D(RGB)画像

パット先端のはんだ高さ確認。 ⇒ 2D検査ではﾌｨﾚｯﾄが存在するとOKになる可能性がある。

【Case 1- 抵抗】

2Dではﾌｨﾚｯﾄ存在

056

【#8,異品検査OCR機能】

文字認識採用。 ⇒ OCVの特徴区別性能を補正するために、OCR機能を採用しました。

抵抗の例 抵抗の例

057

【#9, Through Hole検査】

リード間のブリッジ検査

リードの有り無し検査

リード３D形状

リード３D形状

058

【#10, Press Fit検査】

リード間のブリッジ検査

リードの有り無し検査

リード３D形状

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