JP2004279236A

JP2004279236A - 外観検査装置および検査方法

Info

Publication number: JP2004279236A
Application number: JP2003071659A
Authority: JP
Inventors: Toshichika Yaake; 利親八明
Original assignee: NEC Semiconductors Kyushu Ltd
Current assignee: NEC Semiconductors Kyushu Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】従来の外観検査装置においては、選別コンタクト跡があると、この部分が画像上黒く写って黒色異物と見分けがつかず誤検出の原因となる。また、ボイドの検出、白いリード上の白い半田屑の検出ができなかった。
【解決手段】本発明の照明装置は、撮像するためのＣＣＤカメラ５、照明装置下方に撮像対象であるＩＣ８を配置する。照明装置は、半球上の導光板７でできており、上部に撮像のための開口部６を有する。ＬＥＤは、アクリル導光板７の内側約４０°の位置に同心円状に設置した第１のＬＥＤ群、アクリル導光板７を内側から照らし、その反射光でＩＣ８を照らすため同心円状に設置した第２のＬＥＤ群、アクリル導光板に光を導光させアクリル導光板７全体から光を照射するために同心円状に配置された第３のＬＥＤ群、ＩＣ８のリード平坦部９ａに光を水平方向から照射するための第４のＬＥＤ群からなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は外観検査装置に関し、特に半導体製造工程内の外観検査装置の照明に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の外観検査装置は、パッケージ外観や半導体チップの外観不良を工程から取除くことを目的として用いられる。この種の先行技術である特開平８−２８５５４８の外観検査装置の照明を図８に示す。この照明は半導体チップの電極部に形成された微小突起物バンプの外観を検査するための照明装置である。構造は、図８ａ、図８ｂに示すように４５°と水平のＬＥＤ照明を有している。
【０００３】
次に他の先行技術として特開平５−２８８５２７の外観検査装置の照明を図９に示す。この照明は、図９ａに示すようにプリント基板に実装した電子部品の半田フィレットの形状を検査するための照明装置である。構造は、図９ｂに示すように半球状に設置されたＬＥＤが４分割独自に点灯制御できるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２８５５４８号公報（第３−４頁、図２）
【特許文献２】
特開平５−２８８５２７号公報（第２−３頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の外観検査装置においては、例えば特開平８−２８５５４８号公報の技術では、選別コンタクト跡があると、この部分が画像上黒く写って黒色異物と見分けがつかず誤検出の原因となる。また、特開平５−２８８５２７号公報の技術ではボイドの検出、白いリード上の白い半田屑の検出ができない。さらに、ドーム全体からの光もＬＥＤの球からの直接光であるため、光の拡散性に劣る為、ＩＣの選別コンタクト跡を画像上薄くする効果が落ちるという欠点がある。
【０００６】
したがって、本発明の外観検査装置の照明の目的は、画像処理を用いたＩＣ外観検査を行う場合の照明に用い、特に一般的なリング照明では画像に写り難いリード上の半田屑（白いリード上に白い半田屑がのっている）を写すことを可能にし、またリード上の選別コンタクト跡やリードの曲げ加工跡が画像上黒く写って虚報の原因となるのを低減する効果がある。また本発明の照明は、３つの照明系を１つの照明に組み込んだことを特徴とし、それらを単独、または複合してタイミング良く点灯させることにより、ひとつの照明で様々なＩＣ外観不良を浮き出させて検出することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の外観検査装置は、撮像装置と、上部に撮像のための開口部を有した半球状の半透明導光板と、前記導光板の内側の検査対象に対して斜め上方の位置に同心円状に設置した第１の光源群と、導光板を内側から照らしその反射光で前記検査対象を照明するために同心円状に設置した第２の光源群と、導光板に光を導光させこの導光板全体から光を前記検査対象に照射するために導光板の断面に同心円状に配置された第３の光源群と、前記検査対象に光を水平方向から照射するための第４の光源群とからなる照明装置と、を持つことを特徴とする。
また、前記第１乃至第４の光源が発光ダイオードであることを特徴とする。
また、前記半球状の導光板をピラミッド型の導光板で置き換えたことを特徴とする。
また本発明の外観検査ほうほうは、前記第１の光源群を短時間点灯させ、前記撮像装置から第１の画像を取り込む、この第１の画像は、あらかじめ登録してある標準画像とパターンマッチングを行い、位置補正処理を行い、また前記第１の画像を用い捺印の正誤検査、パッケージ上のボイド検査・異物付着検査を行うことを特徴とする。
また、前記第１の光源群、前記第２の光源群、前記第３の光源群、前記第４の光源群、を同時に短時間点灯させ、第２の画像を取り込む、この第２の画像で、リード平坦部、リード斜辺部、リード肩部の黒色異物の検査を行うことを特徴とする。
また、前記第４の光源群だけを短時間点灯させ、第３の画像を取り込む、この第３の画像で、リード平坦部、リード肩部の白蝕異物の検査を行うことを特徴する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態を示す照明装置の断面である。この照明装置には、円筒形をした本体１５の上方に撮像するためのＣＣＤカメラ５、照明装置下方に撮像対象であるＩＣパッケージ８を配置する。照明装置は、半球上の白い半透明アクリル導光板７でできており、上部に撮像のための開口部６を有する。ＬＥＤは、アクリル導光板７の内側約４０°の位置に同心円状に設置した第１のＬＥＤ群、アクリル導光板７を内側から照らし、その反射光でＩＣパッケージ８を照らすための約８０°の角度で同心円状に設置した第２のＬＥＤ群、アクリル導光板に光を導光させアクリル導光板７全体から光をＩＣ８に照射するために同心円状に配置された第３のＬＥＤ群、ＩＣ８のリード平坦部９ａに光を水平方向から照射するための第４のＬＥＤ群からなる。
【０００９】
図１（ｂ）は、本発明の照明の上面図である。半球状のアクリル導光板７の中心部に撮像のための開口部６を有し、その同心円状に第１のＬＥＤ群１、第２のＬＥＤ群２、第３のＬＥＤ群３、第４のＬＥＤ群４を設置する。この照明下部には同心円状の開口部１０を有する。
【００１０】
図２に動作説明のフローチャートを示す。まず図３（ａ）に示すように第１のＬＥＤ群を約２００ｍｓ点灯させ、図４（ａ）に示すような画像１を取り込む。この画像１は、あらかじめ登録してあったモデル部分とパターンマッチングを行い、位置補正処理を行う。また、この画像１を用い捺印１１の正誤検査、ＩＣパッケージ８上のボイド（空隙）検査・異物付着検査を行う。
【００１１】
次に図３（ｂ）に示すように第１のＬＥＤ群、第２のＬＥＤ群、第３のＬＥＤ群、第４のＬＥＤ群を同時に約２００ｍｓ点灯させ、図４（ｂ）に示すような画像２を取り込む。この画像２では、リード平坦部９ａ、リード斜辺部９ｂ、リード肩部９ｃの検査を行う。
【００１２】
次に図３（ｃ）に示すように第４のＬＥＤ群だけを約２００ｍｓ点灯させ、図４（ｃ）に示すような画像３を取り込む。この画像３では、リード平坦部９ａ、リード肩部９ｃの異物付着の検査を行う。
【００１３】
図３（ａ）に示すように第１のＬＥＤ群を点灯させたときの効果を説明する。第１のＬＥＤ群は、斜め上方約４０°の角度を持った光である。よってＩＣパッケージ８上の捺印１１は白く写り、ＩＣパッケージ８は黒く写る。したがって、黒い背景の白い文字検査として、捺印検査を実施することができる。またボイド１２は、ＩＣパッケージ８上にできた穴欠陥である。約４０°の光に対して、光は穴の内部まで入り込まずに陰になって黒く見える。よって、ＩＣパッケージ８の黒よりも更に暗い黒として写るので、黒い背景の更に暗い黒としてボイド検査を行うことができる。またＩＣパッケージ８上の白い異物１３は、ＩＣパッケージ８の黒上の白として写るので、異物検査を行うことができる。
【００１４】
次に図３（ｃ）に示すように第１のＬＥＤ群、第２のＬＥＤ群、第３のＬＥＤ群、第４のＬＥＤ群を同時に点灯させたときの効果を説明する。第１のＬＥＤ群を点灯させることによって、リード平坦部９ａとリード肩部９ｃに光をあてることができ９ａ、９ｃ部を白く写すことができる。次に第４のＬＥＤ群を点灯させることによりリード斜辺部９ｂに光をあてることができ、９ｂ部を白く写すことができる。この第１のＬＥＤ群と第４のＬＥＤ群を点灯させることによって、リード平坦部９ａ、リード斜辺部９ｂ、リード肩部９ｃを白く写すことができるので、リード上に付着する黒色異物検査を行うことができる。ただしこのとき、リード平坦部９ａにＩＣの選別コンタクト跡１６があると、この部分が画像上黒く写って黒色異物と見分けがつかず誤検出の原因となる。このコンタクト跡１６は、図５に示すようにリード表面の半田めっきがあらされて凸凹状になっている部分であり、凸凹状のため谷の部分に光が入り込めず画像上黒く写る。このとき第２のＬＥＤ群、第３のＬＥＤ群を点灯させると、この光は半球状の全方向から光であるため、図５に示す谷の部分にも光が入り込み図６に示すように黒色を薄くすることができる。この効果により、ＩＣの選別コンタクト跡１６によって起こる黒色異物検査の虚報を低減することができる。
【００１５】
次に図３（ｃ）に示すように第４のＬＥＤ群だけを点灯させたときの効果を説明する。第４のＬＥＤ群だけを点灯させると、第４のＬＥＤ群は水平な光なのでＩＣパッケージ８の水平な部分には光があたらず黒く見える。唯一リード斜辺部９ｂのみ光があたるので、図４（ｃ）のようにリード斜辺部９ｂのみが画像上白く見える。このときリード平坦部９ａ、及びリード肩部９ｃに白い半田屑１４が付着していると、この半田屑１４はリード表面より出っぱっているので、光があたり白く見える。通常は白いリード上の白い半田屑として検出が難しいものが、水平の第４のＬＥＤ群のみを点灯させることにより、黒い背景の白色異物として検出することが可能となる。
【００１６】
本発明の照明は半球状の照明としたが、図７（ａ）側面図、（ｂ）平面図、に示すようなピラミッド型で全方向から光を照射するようなタイプでも同様な効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、対象となる外観不良をその内容によって外観検査装置の照明方法を変化させることが出来るため種々の外観不良に対し効果的な検査を実施することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】本発明のの実施形態における検査フローを示す図である。
【図３】本発明の実施形態において第１乃至４のＬＥＤ群を点灯させた時の概略図である。
【図４】本発明の実施形態で取得する画像１乃至３を示す概略図である。
【図５】リード半田めっきの表面状態を示す概略図である。
【図６】リード半田めっきのコンタクト跡の画像の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の構成を示す概略図である。
【図８】第１の従来例の構成を示す概略図である。
【図９】第２の従来例の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１第１のＬＥＤ群
２第２のＬＥＤ群
３第３のＬＥＤ群
４第４のＬＥＤ群
５ＣＣＤカメラ
６開口部
７半透明アクリル導光板
８ＩＣパッケージ
９ａリード平坦部
９ｂリード斜辺部
９ｃリード肩部
１０同心円状の開口部
１１捺印
１２ボイド
１３異物
１４半田屑
１５本体
１６ＩＣの選別コンタクト跡

Claims

撮像装置と、上部に撮像のための開口部を有した半球状の導光板と、前記導光板の内側の検査対象に対して斜め上方の位置に同心円状に設置した第１の光源群と、導光板を内側から照らしその反射光で前記検査対象を照明するために同心円状に設置した第２の光源群と、導光板に光を導光させこの導光板全体から光を前記検査対象に照射するために導光板の断面に同心円状に配置された第３の光源群と、前記検査対象に光を水平方向から照射するための第４の光源群とからなる照明装置と、を持つことを特徴とする外観検査装置。
前記第１乃至第４の光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
前記第１の光源群を短時間点灯させ、前記撮像装置から第１の画像を取り込む、この第１の画像は、あらかじめ登録してある標準画像とパターンマッチングを行い、位置補正処理を行い、また前記第１の画像を用いて検査を行うことを特徴する外観検査方法。
前記第１の光源群、前記第２の光源群、前記第３の光源群、前記第４の光源群、を同時に短時間点灯させ、第２の画像を取り込み、この第２の画像を用いて検査を行うことを特徴する外観検査方法。
前記第４の光源群だけを短時間点灯させ、第３の画像を取り込む、この第３の画像を用いて検査を行うことを特徴する外観検査方法。
前記半球状の導光板をピラミッド型の導光板で置き換えたことを特徴とする請求項１または２記載のいずれかの外観検査装置。
前記半球状の導光板が半透明であることを特徴とする請求項１または２記載のいずれかの外観検査装置。