IC（集積回路）は、あらゆる電子機器に搭載されています。ICは、多くの個別部品が小さなシリコンチップに集積されたものである。
技術の進歩に伴い、集積回路部品は複雑化し、最高水準の品質管理を満たすために慎重なピン検査が必要になっている。
プリント基板メーカーは、データシートなどを使って回路の接続を完成させ、ピンの見当をつける必要がある。しかし、ピンの接続を間違えると、最終的に回路は失敗する。
そのため、最近ではさまざまな製造工程で品質を保証するために、光学検査が欠かせなくなっている。ICソケットの製造は、その最たる例である。
ICの各ピンが適切に動作することを確認するためには、目視による検査が必要である。さらに、AOIのような高度な技術を使って、正確なピン検査を行うことも可能である。
この記事では、集積回路におけるピンインスペクションの意味を探る。さらに、バイテレセントリックレンズのような最新のツールを使ってピン検査を行う方法についても説明する。
ICピン検査とは？ #
ピン検査とは、ICパッケージの2点以上の電気的接続にキズや異常がないかをメーカーがチェックする方法である。
顕微鏡やレンズなどの専用ツールでピンを検査し、物理的な特性がデータシートに記載されているものと一致していることを確認することである。
組み立て時に気づかず、ICの性能低下や故障につながる可能性のある摩耗や損傷の兆候を特定することが可能である。
ICが故障する理由はいくつかある。製造上の欠陥、物理的な損傷、静電気放電（ESD）、極端な動作温度などは、ICの故障の最も一般的な原因である。そして最も重要なのは、問題となるピンも存在することである。
ピン検査は、IC部品が最高の状態で動作することを確認するための重要なステップである。生産開始前に製造上の欠陥や不具合を発見し、高品質な製品だけをお客様にお届けすることが可能である。
入念なピン検査により、製造者は自社のICが業界標準に照らして徹底的にテストされていることを保証することが可能である。さらに、定期的なピン検査は、コストや時間がかかる前に潜在的な問題を特定するのに役立つ。
目視検査に加えて、企業は自動光学検査（AOI）技術も使用している。これは産業用カメラを使って検査対象物の画像を撮影するものである。この方法は、はんだ付けされたピンの位置が仕様の範囲内であることを確認するために、電子産業で一般的に使用されている。
そして、画像処理によって検査結果を得ることが可能である。つまり、現代のテクノロジーは、ヒューマンエラーを減らし、ピンの検査時間を短縮することが可能である。
ICピンの検査方法について #
ピンの検査には、検査対象のICの種類や複雑さに応じて、いくつかの方法が用いられます。
単純なICチップであれば、訓練を受けた作業者が従来の拡大鏡や顕微鏡を使って手作業で目視検査が可能です。
それに、AOIシステムは単純なICでも複雑なICでも最適に機能する。この方法は、人間よりも高い精度で素早くピンをチェックすることが可能である。
- X線検査
X線検査は、BGAの検査の中で最も高度な方法である。X線管を通してX線エネルギーを基板に投影することで機能する。
この方法では、X線が基板を通過し、ハンダ接合部などの密集した部分に捕捉される。そして、検出器に集められ、可視光線に変換され、画像が生成される。
この画像では、ハンダの接合部が周囲より暗いため、はんだパターンを確認することが可能である。
ハンダブリッジの確認、ピンの検査、余分なハンダの検出などに最適な方法です。ハンダのパターンや形状のばらつきを観察することが可能である。
内視鏡のようなX線検査法は、他にもスルーホール検査、表面実装の欠陥解析、無鉛はんだ検査など、さまざまな用途に利用可能である。
- 光学検査
光学技術を駆使してピンを検査することを光学検査と呼ばれる。従来は、肉眼や顕微鏡に頼っていたため、誤差が生じたり、効果が出なかったりした。
しかし現在では、バイテレセントリックレンズのような最新のツールを使用することが、この検査方法にとって非常に重要であることが証明されています。このレンズは、小さなものを小さなスペースで検査できるため、ピンの検査に最適なのである。
高倍率レンズを搭載したカメラと接続されたモニターを使い、クローズアップ画像を取得する技術である。この技術は、より良い画像取り込みと測定結果を得るために、可視化ソフトウェアと頻繁に使用される。
技術者は、目視でピンの外側の列を調べることが可能である。さらに、十分な照明があれば、内側の列も確認することが可能である。
ICには、はんだ接合部の形状、表面性状、ピンの曲がり、外観など、部品ごとにさまざまな欠陥がある。しかし、この光学技術を用いることで、これらの欠陥を特定し、評価することが可能である。
光学検査は、オープン、ショート、損傷、ごみ、冷たいハンダを識別できるため、最良の方法である。注意深く観察することで、ピンの腐食、摩耗、裂けなどの兆候を迅速かつ容易に特定することが可能である。さらに、変色やズレなどの異常も検出する可能である。
- 電気的検査
また、基板の電気的特性を調べる検査方法として、電気検査があります。機械的な検査とは異なり、基板に衝撃やせん断などのストレスを与えて、はんだ接合部の耐性を調べるものだ。
この方法は、基板に電流を流し、基板の電気的安定性を評価するものである。この種のテストの目的は、ショートやオープンなどの電気的な問題があるかどうかを知ることである。
しかし、前述したように、電気的な検査では、特にピンに関連する欠陥の場所を見つけることはできない。電気検査はピン検査に欠かせないものであるとはいえ、光学検査ほどの信頼性はないのである。
これらのアプローチはいずれも利点と欠点がありますが、ピン検査で明らかな欠陥と隠れた欠陥を識別するための効果的な方法である。
しかし、より良い結果を得るためには、光学的検査方法を使用することをお勧めす。これは、二重テレセントリックレンズのような高度なツールを使用し、ピンの検査プロセスをより正確に近づけるものである。
ICチップの欠陥目視検査に必要なものは？ #
ICの適切なピン検査には、忍耐と精度が必要である。しかしそれ以上に、高度なセットアップも必要である。
ICピン検査用のマシンビジョンは、コンピュータ、2心レンズ付き産業用カメラ、LEDリングライト、ディフューザーで構成されている。
- レンズ
エレクトロニクスの世界は常に進化しており、他社に先駆けることは、最新のツールを知ることでもある。バイテレセントリックレンズは、ICピンの検査を行う際に多くの利点をもたらすツールの一つである。画像解像度の向上もその一つである。
Vicoimaging は業界標準を満たす最高の産業用レンズを研究・設計している。当社のレンズは、精密な画像処理と欠陥の識別のための要件を満たすことが可能である。
当社は、ICピンの検査用途に特化したさまざまなモデルのバイテレセントリックレンズを設計した。そのため、他の拡大鏡に比べ、非常に使い勝手がよく、セットアップにかかる時間も最小限で済む。
- カメラ
マシンビジョンのセットアップには、以下のような要件を満たす高速産業用カメラも含まれています：
- 安定した伝送が可能
- 高画質
- 高速写真認識
- 自動で効率的に検出
- 光源
エレセントリックイルミネーター
光学検査装置の信頼性や効率性を高めるために、光源は重要な役割を担っている。その中でLEDは、熱を発生させずに安定した光を提供できるため、優位性がある。
外付けの同軸光源を使用することで、マシンビジョンのセットアップにおいて優れた画像均一性を実現することが可能である。
- 画像解析の対象システム
バイテレセントリックレンズによるICピン検査では、レンズで得られた画像データを高度なソフトウェアで解析する。
高度なアルゴリズムにより、製品の故障につながる前に、ICのピンやトレース内の異常を検出することが可能である。
それから、2心レンズによるICピン検査の段取りを説明したところで、実際の検査工程を説明する。
ICチップのピン検査はどのように行われるのか？ #
光学検査に必要なセットアップが完了したら、実際のピン検査作業に進む。
LEDリングを一次光源として使用することが可能である。そして、ディフューザーを光源の前に配置して、逆拡散された光を作り出す。生成される画像全体に均一に光を行き渡らせることが可能である。
適切なバイテレセントリックレンズを装着したカメラで撮影する。その後、パソコンに送られ、画像処理が行われる。
最後に、指定されたパラメータに基づき、正しいピンと不良ピンの詳細をレポートとして作成することが可能である。
ICのピン検査に関する注意点
ICの製造工程では、ICの製造品質を保証するために様々な検査技術を採用している。どのメーカーも、ピン検査を成功させるためにベストプラクティスに従う必要がある。
1)基本知識
検査をする前に、ICの基本的な理解をする必要がある。その機能、主な電気的パラメータ、各ピンの役割、標準電圧などである。
2) 正しい機器を使う
工具は常に、あらゆる検査工程に不可欠な要素である。しかし、検査に適した道具を選ぶのは難しいことである。
光学検査には、Vicoimagingのような定評あるブランドで製造された高品質のレンズを使用する必要がある。
3) ピンの十分にチェック
IC（集積回路）チップのピンは、小さな部品をつないでいる。したがって、必ず各ピンをテストしてください。もちろん、手作業での検査では不可能な場合もある。
だからこそ、AOIのような最新技術を使って、検査プロセスをさらに簡略化する必要があるのである。
FAQs: #
- IC端子の検査は面倒であるか？
ICピンの検査は、慎重な判断と注意が必要であり、必ずしも簡単ではない。問題を発見したと思うたびに、その場所に別の問題が飛び出してくる。だから、手作業による検査作業は、より時間がかかり、疲れるのである。
ご安心ください！専用の工具や器具を使うことで、時間を短縮することが可能である。
- IC端子の検査は必要であるか？
ICは小さな部品で構成され、多くの重要な機能を担っていることを忘れないでください。しかし、私たちは、監視や検査、品質管理がなくても、このまま働き続けることを前提としています。
ピン検査は、各IC部品が最高の状態で動作するために不可欠なプロセスである。ですから、この工程を除外することは可能ではない。
- ICピンの検査に適したレンズは？
ICピンの検査には、倍率の高い2心レンズが最適である。このレンズは、従来の検査用レンズと比較して、多くの利点を備えている。
最後の感想！ #
ICピンの検査は、製造プロセスにおいて不可欠な要素である。適切な技術とベストプラクティスにより、ピン検査は、企業が顧客のニーズを満たす信頼性の高い製品を生み出すのに役立つ。
このように、両テレセントリックレンズは、ピンの検査分野において革新的なアプローチを提供する。
Vicoimagingでは、様々なモデルの両テレセントリックレンズを見つけることが可能である。本社は、ピンの検査を成功させるために特定のレンズが持つべき機能を理解している。今すぐレンズを注文するであろう！
