JP2006105816A - Article inspecting device and article inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物品検査装置、及び物品検査方法に関し、特に、テープ部材表面に形成されたパターン等の良否を検査するのに好適な物品検査装置、及び物品検査方法に関する。 The present invention relates to an article inspection apparatus and an article inspection method, and more particularly, to an article inspection apparatus and an article inspection method suitable for inspecting the quality of a pattern or the like formed on a tape member surface.
従来より、半導体チップをマウントするテープ状の基盤であるCSP(Chip size package)テープの外観を検査するCSPテープ検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a CSP tape inspection apparatus that inspects the appearance of a CSP (Chip size package) tape, which is a tape-like substrate on which a semiconductor chip is mounted, is known (see, for example, Patent Document 1).
CSPテープは、光透過性のポリイミド製ベーステープに光透過性のレジストのパターンと光非透過性の金属のパターンとが形成されており、このCSPテープ検査装置は、CSPテープに光を照射して、CSPテープに形成された金属のパターンの良否を検査するものである。 In the CSP tape, a light-transmitting resist base pattern and a light non-transparent metal pattern are formed on a light-transmitting polyimide base tape. This CSP tape inspection apparatus irradiates light on the CSP tape. Thus, the quality of the metal pattern formed on the CSP tape is inspected.
金属パターンの良否を検査する際には、CSPテープの下方から光を照射し、透過光をカメラで撮影していた。 When inspecting the quality of the metal pattern, light was irradiated from below the CSP tape, and the transmitted light was photographed with a camera.
一方、CSPテープの表面に付着した塵埃、レジストの欠陥等は、CSPテープの上方から光を照射した検査を行っている。
上方から光を照射する場合、図5に示すように、CSPテープ100に対して所定の角度θ0の方向から照明装置102により反射照明光を照射してカメラ108で撮影を行う場合、一つの角度の反射照明光で、塵埃の有無と、レジストの欠陥とを両方とも精度良く検出することが出来ない場合があった。
When irradiating light from above, as shown in FIG. 5, when shooting with the
このため、図6に示すように、角度θ1の反射照明光を照射するハイアングルの照明装置104と、角度θ2の反射照明光を照射するローアングルの反射照明装置106とを設け、角度θ1の反射照明光のみを用いて1回目の検査した後、角度θ2の反射照明光のみを用いて2回目の検査を行う事が考えられるが、検査に時間を要する、という問題があった。
For this reason, as shown in FIG. 6, a high-angle
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、短時間に精度良く物品の検査を終了することができる物品検査装置、及び物品検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an article inspection apparatus and an article inspection method that can finish inspection of an article with high accuracy in a short time.
請求項1に記載の物品検査装置は、互いに異なる角度からそれぞれ異なる波長の光ビームを検査物品に対して同時に照射する複数の照明装置と、前記複数の照明装置で照明された前記検査物品を撮影する撮影手段と、前記撮影手段からの各波長毎の画像データに基づいて前記検査物品の欠陥を検査する欠陥検出手段と、を有することを特徴としている。 The article inspection apparatus according to claim 1, wherein a plurality of illumination devices that simultaneously irradiate the inspection article with light beams having different wavelengths from different angles, and the inspection article illuminated by the plurality of illumination devices are photographed. And a defect detection unit that inspects the defect of the inspection article based on image data for each wavelength from the imaging unit.
次に、請求項1に記載の物品検査装置の作用を説明する。 Next, the operation of the article inspection apparatus according to claim 1 will be described.
撮影手段には、複数の照明装置から照射されて検査物品で反射した反射光(混合光)が入射するが、各照明毎に波長(色)が異なっているため、波長毎、即ち照射角度の異なる照明装置毎に画像を分離することが出来る。 Reflected light (mixed light) irradiated from a plurality of illumination devices and reflected from the inspection article is incident on the imaging means, but the wavelength (color) is different for each illumination. Images can be separated for different lighting devices.
撮影手段から出力された(画像)データは欠陥検出手段に入力され、欠陥検出手段は各波長毎(即ち、照射角度毎)の画像に基づいて、検査物品の欠陥を検査する。 The (image) data output from the imaging unit is input to the defect detection unit, and the defect detection unit inspects the defect of the inspection article based on the image for each wavelength (that is, for each irradiation angle).
例えば、反射光で発見し易い欠陥においても、低い角度で照射した方が発見し易い欠陥と、高い角度で照射した方が発見し易い欠陥があるが、本発明では、角度と波長がそれぞれ異なる複数の光ビームを同時に照射して撮影するので、欠陥の検出精度が向上する。 For example, even in a defect that is easy to find with reflected light, there are a defect that is easier to find when irradiated at a low angle, and a defect that is easier to find when irradiated at a high angle. Since a plurality of light beams are simultaneously irradiated and photographed, defect detection accuracy is improved.
また、本発明では、照射角度の及び波長の異なる複数の光ビームを検査物品に対して同時に照射して撮影を行うので、短時間に検査を終了することができる。 Further, in the present invention, since the inspection article is simultaneously irradiated with a plurality of light beams having different irradiation angles and wavelengths, the inspection can be completed in a short time.
なお、各照明装置にどの波長を用いるかは、検査精度が向上するように検査物品にあわせて適宜選択すれば良い。 In addition, what wavelength should be used for each lighting device may be appropriately selected according to the inspection article so that the inspection accuracy is improved.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の物品検査装置において、前記照明装置は、前記検査物品の一方の側に配置され、前記検査物品に対して互いに異なる角度からそれぞれ異なる波長の光ビームを同時に照射する複数の反射照明装置と、前記検査物品の他方の側に配置され、前記反射照明装置とは異なる波長を有すると共に、前記検査物品を透過可能な光ビームを前記検査物品に照射する透過照明装置とを含む、ことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the article inspection apparatus according to the first aspect, the illumination device is disposed on one side of the inspection article and has different wavelengths from different angles with respect to the inspection article. A plurality of reflection illumination devices that simultaneously irradiate a light beam and a light beam that is disposed on the other side of the inspection article and has a wavelength different from that of the reflection illumination device and that can be transmitted through the inspection article. And a transmissive illumination device for irradiation.
次に、請求項2に記載の物品検査装置の作用を説明する。 Next, the operation of the article inspection apparatus according to claim 2 will be described.
撮影手段には、複数の反射照明装置から照射されて検査物品で反射した光と、透過照明装置から照射されて検査物品を透過した光が入力する。 Light that has been irradiated from a plurality of reflective illumination devices and reflected by the inspection article and light that has been emitted from the transmission illumination device and transmitted through the inspection article are input to the imaging unit.
各照明装置から照射される光は、それぞれ波長(色)が異なっているので、反射光による画像と透過光による画像とを分離することができる。 Since the light irradiated from each illumination device has a different wavelength (color), the image by reflected light and the image by transmitted light can be separated.
したがって、透過光で発見しやすい欠陥と、反射光で発見し易い欠陥とを同時に検出することができる。 Therefore, it is possible to simultaneously detect a defect that is easily found with transmitted light and a defect that is easily found with reflected light.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の物品検査装置にいおて、前記透過照明装置は、赤、緑、青の何れか一色の光ビームを照射し、前記複数の反射照明装置は、前記透過照明装置とは異なる色のビームを照射する、とを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the article inspection apparatus according to the second aspect, the transmission illumination device irradiates a light beam of any one color of red, green, and blue, and the plurality of reflected illuminations The apparatus is characterized by irradiating a beam of a color different from that of the transmission illumination apparatus.
次に、請求項3に記載の物品検査装置の作用を説明する。 Next, the operation of the article inspection apparatus according to claim 3 will be described.
照明光を赤色、緑色、青色とすることにより、撮影手段にカラーカメラを用いた場合、カメラのRGB出力からそれぞれの色のデータ、即ち、照明毎のデータを簡単に得ることが出来る。 By setting the illumination light to red, green, and blue, when a color camera is used as the photographing means, data of each color, that is, data for each illumination can be easily obtained from the RGB output of the camera.
請求項4に記載の物品検査方法は、互いに異なる角度からそれぞれ異なる波長の光ビームを検査物品に対して同時に照射し、前記光ビームを照射された前記検査物品を撮影手段で撮影して各波長毎の画像データに基づいて前記検査物品の欠陥を検査する、ことを特徴としている。 The article inspection method according to claim 4, wherein the inspection article is simultaneously irradiated with light beams having different wavelengths from mutually different angles, and the inspection article irradiated with the light beam is photographed by photographing means, and each wavelength is photographed. The inspection article is inspected for defects on the basis of image data for each.
次に、請求項4に記載の物品検査方法を説明する。 Next, an article inspection method according to claim 4 will be described.
撮影手段には、複数の照明装置から照射されて検査物品で反射した光が入力する。 Light that is irradiated from a plurality of illumination devices and reflected by an inspection article is input to the imaging unit.
ここで、撮影手段には、検査物品で反射した反射光が入射するが、各照明毎に波長(色)が異なっているため、照射角度の異なる照明毎に画像を分離することが出来る。 Here, the reflected light reflected by the inspection article is incident on the imaging means, but since the wavelength (color) is different for each illumination, the image can be separated for each illumination having a different irradiation angle.
撮影手段から出力された(画像)データは欠陥検出手段に入力され、欠陥検出手段は各波長毎(即ち、照射角度毎)の画像に基づいて、検査物品の欠陥を検査する。 The (image) data output from the imaging unit is input to the defect detection unit, and the defect detection unit inspects the defect of the inspection article based on the image for each wavelength (that is, for each irradiation angle).
例えば、反射光で発見し易い欠陥においても、低い角度で照射した方が発見し易い欠陥と、高い角度で照射した方が発見し易い欠陥があるが、本発明では、角度と波長がそれぞれ異なる複数の光ビームを同時に照射して撮影するので、欠陥の検出精度が向上する。 For example, even in a defect that is easy to find with reflected light, there are a defect that is easier to find when irradiated at a low angle, and a defect that is easier to find when irradiated at a high angle. Since a plurality of light beams are simultaneously irradiated and photographed, defect detection accuracy is improved.
また、本発明では、照射角度の及び波長の異なる複数の光ビームを検査物品に対して同時に照射して撮影を行うので、短時間に検査を終了することができる。 Further, in the present invention, since the inspection article is simultaneously irradiated with a plurality of light beams having different irradiation angles and wavelengths, the inspection can be completed in a short time.
なお、各照明装置にどの波長を用いるかは、検査精度が向上するように検査物品にあわせて適宜選択すれば良い。 In addition, what wavelength should be used for each lighting device may be appropriately selected according to the inspection article so that the inspection accuracy is improved.
以上説明したように本発明の物品検査装置、及び物品検査方法によれば、短時間に精度良く物品の検査を終了することができる、という優れた効果を有する。 As described above, according to the article inspection apparatus and the article inspection method of the present invention, there is an excellent effect that the inspection of an article can be completed with high accuracy in a short time.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る検査装置10を説明する。
Hereinafter, an
図1に示すように、本実施形態の検査装置10は、巻き出しユニット12、及び巻き取りユニット14等を備えている。
(巻き出しユニット)
巻き出しユニット12は、多数のパッケージパターンが繰り返し形成されたCSPテープ16とスペーサテープ18とを共に巻き取ってロール状に形成したCSPロール20を保持する巻き出し側リール軸22、CSPテープ16と共に引き出されたスペーサテープ18を巻き取って保持する巻き出し側スペーサ軸24を備えている。
As shown in FIG. 1, the
(Unwinding unit)
The
CSPロール20の送出し側には、CSPテープ16の搬送方向を変更するガイド26が配置されている。
A
なお、本実施形態のCSPテープ16は、光を透過する合成樹脂製のベーステープの表面に銅箔等の金属パターンがエッチングにより形成され、さらにその上に絶縁性のレジストパターンが形成されているものである。
(巻き取りユニット)
巻き取りユニット14は、ロール状に形成したスペーサテープ18を保持する巻き巻き取り側スペーサ軸28と、スペーサテープ18と検査済みのCSPテープ16とを共に巻き取る巻き取り側リール軸30、を備えている。
In the
(Winding unit)
The
なお、巻き取り側リール軸30のテープ巻取り側には、CSPテープ16の搬送方向を変更するガイド32が配置されている。
A
巻き出しユニット12と巻き取りユニット14との間には、CSPテープ16の搬送経路を形成するショートダンサー34、第1の送りローラ36、第1の押えローラ38、第2の押えローラ40、第2の送りローラ42、ロングダンサー44、ガイド46、ガイド48、ガイド50、ガイド52、ショートダンサー54が順に配置されている。
(スキャナユニット)
第1の送りローラ36と第2の送りローラ42とは間隔をあけて水平に配置されており、第1の送りローラ36と第2の送りローラ42との間には、テーブル56が配置されている。
Between the
(Scanner unit)
The
図2に示すように、テーブル56は上面がガイド面56Aとされ、上方に向けて凸状に湾曲している。
As shown in FIG. 2, the upper surface of the table 56 is a
ガイド面56Aの頂部は、第1の送りローラ36の上端と第2の送りローラ42の上端とを結ぶ仮想面よりも上方に位置している。
The top portion of the
テーブル56は中空構造とされ、内部には、図示しない配管を介してコンプレッサーからの圧縮空気が供給されるようになっている。 The table 56 has a hollow structure, and compressed air from the compressor is supplied to the inside through a pipe (not shown).
テーブル56には、内部空間とガイド面56Aとを連通する細孔62がテープ搬送方向及びテープ幅方向に多数形成されており、細孔62からはガイド面56A外側へ向けて空気が噴出し、CSPテープ16とガイド面56Aとの間に薄い空気層を形成する。
The table 56 has a large number of
なお、第1の押えローラ38、及び第2の押えローラ40は、それぞれ自由回転する従動ローラであり、CSPテープ16の上面に当接してCSPテープ16の上方への移動を制限する。
The
また、ガイド26、ショートダンサー34、ロングダンサー44、ガイド46、ガイド48、ガイド50、ガイド52、及びショートダンサー54にも、空気を噴出する無数の細孔が形成されており、CSPテープ16との間に空気層を形成するようになっている。
The
図2に示すように、テーブル56の上方には、CSPテープ16の表面を照明する第1の反射照明装置(ライン光源)82、第2の反射照明装置(ライン光源)84、及びレンズ64とカラーのCCDラインセンサ66からなる画像読取部が配置されており、テーブル56内には、CSPテープ16の裏面を照明する透過照明装置(ライン光源)86が配置されている。
As shown in FIG. 2, above the table 56, a first reflective illumination device (line light source) 82 that illuminates the surface of the
第1の反射照明装置82、第2の反射照明装置84、及び透過照明装置86は、CSPテープ16の幅方向(図2の紙面表裏方向)に沿って配置された複数のLED88と、LED88から照射された光ビームをCSPテープ16に向けてライン状に照射する導光板90とを備えている。
The first
ここで、第1の反射照明装置82のLED88は赤色(R)の光ビームを照射し、第2の反射照明装置84の LED88は青色(G)の光ビームを照射し、透過照明装置86のLED88は緑色(G)の光ビームを照射する。
Here, the
CCDラインセンサ66は、テーブル56のテープ搬送方向中央部の真上に配置されており、CCDラインセンサ66のテープ搬送方向両側に、それぞれ第1の反射照明装置82、及び第2の反射照明装置84が配置されている。
The
ここで、水平方向に対する第1の反射照明装置82の光ビームの角度θ1は、第2の反射照明装置84の光ビームの角度θ2よりも大きく設定されている。
Here, the angle θ1 of the light beam of the first
また、各照明装置の光ビームは、テープ搬送方向横側から見たときに1点に向けて照射されるようになっている。 Further, the light beam of each lighting device is irradiated toward one point when viewed from the side in the tape transport direction.
これにより、CSPテープ16の表面(上面)には赤色の光ビーム、及び緑色の光ビームが重なってテープ幅方向にライン状に照射され、その裏面(下面)には、赤色の光ビーム、及び緑色の光ビームの照射位置の反対位置に青色の光ビームがテープ幅方向にライン状に照射される。
As a result, a red light beam and a green light beam are superimposed on the surface (upper surface) of the
なお、CCDラインセンサ66は、CSPテープ16の幅方向(搬送方向と直交方向)に画素(RGB)が配列されている。
In the
CSPテープ16は、第1の送りローラ36と第2の送りローラ42とに掛け渡され、第1の送りローラ36と第2の送りローラ42が回転することで一方向に一定の速度で送られ、テーブル56上を通過する際に上記画像読取部でテープ上に形成された回路パターン等が撮影される。
The
CCDラインセンサ66からは、各色毎の画像データが画像処理用の第1のコンピュータ68(図1参照。)に送られ、撮影されたCSPテープ16の画像等がモニター69に表示されるようになっている。
The image data for each color is sent from the
第1のコンピュータ68はCCDラインセンサ66からの各色毎の画像データを取り込み、画像処理を行ってパターン等の欠陥を検出する。
(マーキングユニット)
図1に示すように、ガイド48とガイド50の間には、欠陥有りと検知されたパッケージパターンの予め定めた位置にマーキングを施すマーキングユニット80が配置されている。
(作用)
次に、本実施形態の検査装置10の作用を説明する。
The
(Marking unit)
As shown in FIG. 1, between the
(Function)
Next, the operation of the
CSPロールから引き出されたCSPテープ16は、第1の送りローラ36と第2の送りローラ42によりテーブル56のガイド面56A上を、湾曲した状態で非接触で搬送される。
The
ガイド面56A上のCSPテープ16には、表面側から赤色の光ビーム、及び緑色の光ビームがライン状に照射され、裏面側から青色の光ビームがライン状に照射され、赤色の反射光、緑色の反射光、及び青色の透過光がCCDラインセンサ66に入力される。
The
CCDラインセンサ66のR出力からは赤色のデータが、G出力からは緑色のデータが、G出力からは青色のデータが出力され、画像処理用の第1のコンピュータ68に入力する。
Red data is output from the R output of the
モニター69には、CCDラインセンサ66で撮影されたCSPテープ16の画像がカラー表示され、第1のコンピュータ68は、CCDラインセンサ66からの各色毎の画像データに基づいて画像処理を行い、CSPテープ16の欠陥を検出する。
An image of the
例えば、スルーホール、金属パターンの欠陥(断線、ショート等)は、透過光(赤色)の画像で判断することができる。 For example, a through hole or a metal pattern defect (disconnection, short circuit, etc.) can be determined from an image of transmitted light (red).
一方、レジストパターンの欠陥(レジストパターンの欠損、厚みムラ(濃度ムラとして検出可能)等)を検出する場合、レジストパターンは光を透過してしまうので、反射光を用いて検出する。 On the other hand, when detecting a defect in the resist pattern (resist pattern pattern defect, thickness unevenness (detectable as density unevenness), etc.), the resist pattern transmits light, and thus is detected using reflected light.
また、塵埃は、光を透過する塵埃と、光を透過しない塵埃もあるので、透過光、及び反射光の両方を用いて検出する。 In addition, since there are dust that transmits light and dust that does not transmit light, dust is detected using both transmitted light and reflected light.
本実施形態では、反射光で検出する場合、照射角度、及び波長の異なる2種類の光(赤、緑)を用いているので、照射角度が1種類の光を用いる場合に比較して欠陥の検出精度が向上する。 In this embodiment, when detecting with reflected light, two types of light (red and green) having different irradiation angles and wavelengths are used. Detection accuracy is improved.
なお、欠陥が検出された場合にはマーキングユニット80が欠陥のあるパターンに対応して予め決定した箇所にマーキングを行う。
When a defect is detected, the marking
なお、モニター69には、第1の反射照明装置82、第2の反射照明装置84、及び透過照明装置86の各光ビーム(即ち、混合光)で照明されたCSPテープ16の画像がカラー表示されるが、画像処理を行い、白色光で照明された様にモニター69に表示しても良い。
[その他の実施形態]
なお、上記実施形態では、それぞれ波長、及び光ビームの照射角度が異なる2つの反射照明装置、即ち、第1の反射照明装置82、及び第2の反射照明装置84を用いたが、図3に示すように、第1の反射照明装置82、及び第2の反射照明装置84とは波長、及び光ビームの照射角度が異なる第3の反射照明装置92を更に追加しても良い。
On the
[Other Embodiments]
In the above embodiment, two reflective illumination devices having different wavelengths and light beam irradiation angles, that is, the first
また、図4に示すように、第1の反射照明装置82の代わりに、CSPテープ16に直角に光ビームを照射する、即ち、CCDラインセンサ66の光軸に沿って光ビームを照射する同軸落射照明装置94を設けても良い。同軸落射照明装置94において、符号96はハーフミラーである。
Further, as shown in FIG. 4, instead of the first
なお、各照明に割り当てる光の波長(色)は、上記実施形態のものに限らない。 In addition, the wavelength (color) of light allocated to each illumination is not restricted to the thing of the said embodiment.
また、上記実施形態では、CSPテープ16に可視光を照射したが、赤外線、紫外線等の可視光以外の光をCSPテープ16に照射しても良い。なお、この場合には、赤外線、及び紫外線を検出可能なカメラを用いる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、CSPテープ16の撮影にCCDラインセンサ66を用いたが、エリアセンサを用いても良い。この場合、CSPテープ16を湾曲させず、平面状にして撮影を行う。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、照明装置のLEDを用いたが、他の光源を用いても良い。 Moreover, in the said embodiment, although LED of the illuminating device was used, you may use another light source.
また、上記実施形態では、CSPテープの欠陥を検出する装置を説明したが、CSPテープに限らず、プリント基板、フイルム等の他の物品の欠陥を検出する装置に本発明は適用可能である。 Moreover, although the apparatus which detects the defect of CSP tape was demonstrated in the said embodiment, this invention is applicable not only to a CSP tape but to the apparatus which detects the defect of other articles | goods, such as a printed circuit board and a film.
10 検査装置(物品検査装置)
16 テープ
66 CCDラインセンサ
68 第1のコンピュータ(欠陥検出手段)
69 モニター
82 第1の反射照明装置
84 第2の反射照明装置
86 透過照明装置
92 第3の反射照明装置
94 同軸落射照明装置
10 Inspection equipment (article inspection equipment)
16
69
Claims (4)
前記複数の照明装置で照明された前記検査物品を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段からの各波長毎の画像データに基づいて前記検査物品の欠陥を検査する欠陥検出手段と、
を有することを特徴とする物品検査装置。 A plurality of illumination devices that simultaneously irradiate the inspection article with light beams of different wavelengths from different angles;
Imaging means for imaging the inspection article illuminated by the plurality of illumination devices;
Defect detection means for inspecting defects of the inspection article based on image data for each wavelength from the imaging means;
An article inspection apparatus comprising:
前記複数の反射照明装置は、前記透過照明装置とは異なる色のビームを照射する、
とを特徴とする請求項2に記載の物品検査装置。 The transmitted illumination device irradiates a light beam of any one color of red, green and blue,
The plurality of reflective illumination devices irradiate a beam having a color different from that of the transmission illumination device.
The article inspection apparatus according to claim 2.
前記光ビームを照射された前記検査物品を撮影手段で撮影して各波長毎の画像データに基づいて前記検査物品の欠陥を検査する、ことを特徴とする物品検査方法。 Simultaneously irradiate the inspection article with light beams of different wavelengths from different angles,
A method for inspecting an article, wherein the inspection article irradiated with the light beam is photographed by a photographing means and a defect of the inspection article is inspected based on image data for each wavelength.
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