JP2009276338A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一つの撮像手段による簡易な装置構成によって、デバイスの外観検査項目を網羅的に実施可能な外観検査装置を提供する。
【解決手段】撮像手段であるカメラ２と、照明手段３と、４つのミラー４とからなる。カメラ２は、ターンテーブルに設けられた吸着ノズルＮの垂直方向（Ｚ軸方向）に光軸を持つように、デバイスの底面に対向する位置に設けられている。ミラー４は、図２（ｂ）に示すように、搬送されてくるデバイスＤの停止位置において、そのデバイスの周囲を囲むように四方に設けられている。すなわち、デバイスＤのリードが設けられた２面に対して平行に２つのミラー４ａ及び４ｂを設け、さらに、リードが設けられていない２面に対して平行に２つのミラー４ｃ及び４ｄを設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品や半導体装置等のデバイスに対して各種の工程処理を施すテスト装置において、その一工程を構成する外観検査装置の改良に関する。

ダイシング、マウンティング、ボンディング、シーリングの各組立工程を経た半導体装置は、オートハンドラと呼ばれる複合処理装置に供給される。そして、オートハンドラに設けられた保持機構によってピックアップ、保持され、オートハンドラ内を搬送されながら、外部電極切断及び加工、電気特性測定、分類、マーキング、外観検査、梱包(テープ梱包)等の各工程処理が施される。

このような複合処理装置において、外観検査工程を担う外観検査装置では、カメラ等の撮像手段によりデバイスを撮像し、図５に示すように、デバイスにおけるリード長さ、スパン、リード先端の厚み、リードの幅、リードのピッチ、モールド高さ、モールド幅、裏面ボイド、裏面異物付着や汚れ、裏面傷、コプラナリティ、モールドダレといった検査項目について解析を行う。

従来、外観検査においては、一般的には複数箇所に複数のカメラを設け、デバイスの方向を回転させながら、各面の検査を行っていた。したがって、例えば、ターンテーブルの円周等配位置に所定間隔で各種工程処理を設けたオートハンドラや、直線的に順次処理工程を設けた検査装置においては、デバイスの円周等配位置の各ポジションあるいは直線に設けられた処理工程各位置において、最大で、デバイスを外観検査する外観検査工程をデバイス一面につき一工程設けなければならないと言ったように、検査ポジションの増大を招来する。

また、仮に一つの工程処理位置においてデバイスの複数面の検査を行うとした場合であっても、一面につきカメラを一台設けなければならないなど、カメラ台数の増大を招く。

さらに、一つの工程処理位置においてデバイスを回転させながら各面の検査を行うとした場合でも、検査時間の増大を招き、特に、ターンテーブルを備えたオートハンドラ等において、外観検査における検査時間の増大は、検査時間中ターンテーブルを回転させることができないために、他の工程処理においても、処理の遅延をもたらすこととなる。

一方で、リード検査装置においては、ミラーを複数用いてデバイス両端に設けられたリードを、一つの撮像手段に向けてと、両端の画像を集め、合成して、一つの撮像手段により認識並びに検査を可能とした技術が提案されている（特許文献１及び２）。この技術によれば、２つのリードの外観検査を行うに当たって、撮像手段を一つで構成することができ、従来の課題に応えることが可能である。
特開２００３−３５６８１号公報 特開２０００−１２１３３４号公報

しかしながら、従来の外観検査装置においては、図５において挙げた検査項目のすべてを一つの撮像手段で撮像可能となるような技術は開示されていなかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、一つの撮像手段による簡易な装置構成によって、デバイスの外観検査項目を網羅的に実施可能な外観検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、デバイスの外観を撮像して、デバイスの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する外観検査装置において、デバイスの底面に対向する位置に撮像面を向けた撮像手段と、デバイスの４側面に対応して設けられたミラーと、を備え、前記ミラーは、前記デバイスの４側面の像を、前記撮像手段の前記撮像面に向けて反射させ、前記撮像手段は、前記底面画像に加え、前記４側面の像を撮像することを特徴とする。

以上の態様では、ミラーを４つ用いることにより、一つの撮像手段で、デバイスの底面及び４側面のあわせて５面の外観検査を同時に行うことができる。また、このような５面からの測定結果に基づいて、３次元のコプラナリティ計測が可能となる。

請求項２の発明は、デバイスの外観を撮像して、デバイスの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する外観検査装置において、デバイスの４側面に対応して設けられたミラーと、デバイスの底面及びミラーによって反射するデバイスの側面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の光軸を、デバイスの底面及び前記デバイスの側面の像を撮像可能な方向へ変換する反射手段と、を備え、前記撮像手段は、その撮像面を、前記デバイスの底面及び前記ミラーにより反射するデバイスの側面とは、異なる面に向けて設置され、前記反射手段による光軸変換によりデバイスの底面及び前記デバイスの側面の像を撮像することを特徴とする。

以上の態様では、請求項１の発明に加えて、反射手段により、デバイスの底面及び前記デバイスの側面の像を所定の方向へ反射し、これを撮像手段へ像として入射することにより、撮像手段の撮像面を、デバイスの底面と対向して設ける必要がない。これにより、例えば、テストハンドラに、本発明の外観検査装置を配置する際に、撮像手段を、テストハンドラの駆動源であるモータ等が配置されていて比較的スペースに余裕のない装置の縦方向に配置しないで、スペース的に余裕のある横方向（テーブル半径方向）に撮像手段を配置することが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ミラーは、前記デバイスの底面に対する角度を、自在に調整可能に設けられたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載の発明において、前記撮像手段と、前記ミラーとの間に、前記ミラーに照明を与える照明手段を備え、前記ミラーの前記デバイスの底面に対する角度を４５°とし、前記撮像手段は、前記ミラーからの反射照明により、デバイスの外観を撮像することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１に記載の発明において、前記撮像手段と、前記ミラーとの間に、前記ミラーに照明を与える照明手段を備え、前記ミラーの前記デバイスの底面に対する角度を、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度とし、前記撮像手段は、前記ミラーからの透過照明により、デバイスの外観を撮像することを特徴とする。

以上の態様では、ミラーの角度を適宜選定することにより、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度、例えば、４０°として透過照明によるリード検査が可能となり、４５°として反射照明による側面検査が可能となる。すなわち、ミラーの角度調整を自在とすることにより、リード検査又はモールド側面検査といった目的に応じた使用が可能となる。

請求項６の発明は、請求項５記載の発明において、前記照明手段は、赤色と青色の照明を発するものであり、前記ミラーと前記撮像手段との間に、前記ミラーからの透過照明に対して、青色を遮断するフィルタを設けたことを特徴とする。

以上の態様では、照明手段として、赤又は青色の照明を使用することにより、赤色は側面画像によるリード検査に有利であり、青色は底面モールド検査であるボイド検査に有利といった特性を生かして、側面画像の経路上に青をカットする赤フィルタ（青をカット）を配置することで、側面検査では邪魔になる青色反射光をカットし、明確な透過画像を得ることができる。また、底面画像の経路上にはフィルタはないので、底面検査に有利な青色光による画像を得ることができる。

請求項７の発明は、請求項６記載の発明において、前記照明手段は、赤色と青色の発光ダイオードからなり、前記ミラーと前記照明手段との間に、拡散板を設けたことを特徴とする。
以上の態様では、照明手段として、赤又は青色の２色のＬＥＤを使用することにより、小型で安価な装置構成とすることができる。また、拡散板を設けることで、ＬＥＤの光を散乱及び拡散させ、これにより撮像手段は、ミラーからの透過照明を得やすくなる。

請求項８の発明は、請求項２記載の発明において、前記撮像手段と、前記ミラーとの間に、前記ミラーに照明を与える照明手段を備え、前記４つのミラーのうち、対向する１対のミラーの前記デバイスの底面に対する角度を４５°とし、他の１対のミラーの前記デバイスの底面に対する角度を、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度とし、前記撮像手段は、前記１対のミラーからの反射照明と、前記他の１対のミラーからの透過照明により、デバイスの外観を撮像することを特徴とする。

以上のような態様では、４つのミラーのうち、１対のミラーを、デバイス底面に対して、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度、例えば４０°とし、他の１対のミラーを、デバイス底面に対して４５°としたことで、ミラーの角度を、例えば、１対の側面にリードを有するデバイスの外観検査を行うに際して、リードが設けられた側はリード検査に適した角度である４０°にミラーを設定し、リードが設けられていない側は、モールド側面の検査に適した角度である４５°にミラーを設定する。モールド底面を撮像した画像で検査できるリードの長さ、スパン、幅、リードピッチに加え、ミラーの角度がデバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度の場合には、デバイスのリードを斜めから撮像することができるため、リード一本一本のスタンドオフやコプラナリティといった要素の判別が可能である。一方で、このような斜めから撮像では、リード先端の厚みやリード上の異物を判別することが困難となるというデメリットがある。この点、ミラーの角度を４５°とした場合には、デバイスのリードを真横から撮像することができるため、リード先端の厚みやリード上の異物を判別することができる。しかし、真横からの撮像では後方のリードやモールド部分が映りこんでしまうため、リード一本一本のスタンドオフやコプラナリティといった要素の判別が困難であるというデメリットがある。本発明では、ミラーの角度を組み合わせて用いることにより、それぞれのメリット、デメリットを相互に補完することができ、上述した課題を解決することが可能である。

請求項９の発明は、請求項８記載の発明において、前記照明手段は、青色の発光ダイオードからなり、前記ミラーと前記照明手段との間に、拡散板を設けたことを特徴とする。
以上の態様では、デバイスの照明手段として、青色の発光ダイオードと、拡散板を設け、この青色発光ダイオードの光を拡散板により、拡散し、これをデバイスの底面に直接照射し、又はミラーを介して反射させることで、デバイスの底面側に照明を集中させ、底面のボイド部分を黒く強調させることができる。これにより、デバイスのボイドや傷の検知が容易な外観検査装置を提供することが可能となる。

請求項１０の発明は、請求項２又は８記載の発明において、前記反射手段は、ビームスプリッタからなり、前記ビームスプリッタを挟んで前記ミラーと反対側には、デバイスに対向する位置に配置され、デバイス底面を照射する第２の照明手段が設けられ、この照明手段の照明は、前記ビームスプリッタを透過してデバイス底面を照射するものであることを特徴とする。

以上の態様では、デバイスに対してビームスプリッタを挟んだ反対側に、第２の照明手段を設け、この第２の照明手段による光を、相対するミラーにより、反射させることとしている。すなわち、撮像手段の光軸と同じ軸上から照明を当てている。また、このとき、第２の照明手段の光を遮らぬよう、ビームスプリッタを、第２の照明手段とデバイスとの間に配置し、このビームスプリッタにより第２の照明手段の光軸を異なる方向に変換することで、撮像手段をデバイスと対向する位置以外に配置することを可能としている。以上のような構成により、前記ミラーの角度が４５°の場合には、第２の照明手段によってデバイスの背景を光らせる透過照明となり、シルエット状にデバイスを観測することができることから、より簡単な手法で、且つ正確なデバイスの形状（ガルウィングの角度（リードの曲がり角度））を計測することが可能となる。

以上のような本発明によれば、一つの撮像手段による簡易な装置構成によって、デバイスの外観検査項目を網羅的に実施可能な外観検査装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図４を参照して説明する。

［１．第１の実施形態］
［１−１．第１の実施形態の構成］
本発明の第１の実施形態（以下、本項において本実施形態とする）における外観検査装置１０１は、図１に示すように、テストハンドラ等のテスト装置における工程処理の一つとして構成されるものであり、デバイスの外観を撮像して、デバイスの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を含め、図５に表されるような検査項目を検査するものである。

まず、外観検査装置１０のテストハンドラにおける構成について説明すると、テストハンドラのターンテーブルに設けられた吸着ノズルに吸着保持されたデバイスＤは、ターンテーブルが間欠的に回転することによって、円周等配位置に設けられた工程処理装置上を順次移動する。デバイスは、この移動に伴って、工程処理装置である方向補正装置、電気検査装置、捺印装置等と同様に、外観検査装置１０の設けられた外観検査工程へと搬送され、以下に示すような外観検査処理がなされる。

本実施形態における外観検査装置１０１は、図２（ａ）に示すように、撮像手段であるカメラ２と、照明３と、４つのミラー４とからなる。

カメラ２は、ターンテーブルに設けられた吸着ノズルＮの垂直方向（Ｚ軸方向）に光軸を持つように、その撮像面をデバイスの底面に対向する位置に設けられている。ミラー４は、図２（ｂ）に示すように、搬送されてくるデバイスＤの停止位置において、そのデバイスの周囲を囲むように四方に設けられている。すなわち、図２の場合においては、デバイスＤのリードが設けられた２面に対して平行に２つのミラー４ａ及び４ｂを設け、さらに、リードが設けられていない２面に対して平行に２つのミラー４ｃ及び４ｄを設けている。

このミラー４は、デバイスのパッケージ下面又は水平面に対して反射面を、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度である４０°、又はデバイスを真横から撮像する角度である４５°の角度に変更することにより、デバイスの側面から受けた光軸をカメラの光軸方向に変更して、図２（ｂ）に示すように、カメラ２によって直接撮像される底面に加え、側面の４面が、カメラ２の撮像画面に合成されるようになっている。また、ミラー４と、カメラ２の間には、リング状の照明３が設けられ、ミラー４に対して、背後から照明を与え対象物からの透過光または対象物の影を観測する透過照明、又は対象物の反射した像を映し出す反射照明を、ミラーの角度とともに、選択的に与えるようになっている。

ここで、本実施形態におけるミラー４は、その角度を自在に調整できるように構成されている。ミラー４の角度は、例えば次のように選定することができる。すなわち、ミラーの反射面をパッケージ下面又は水平面に対して４５°とした場合には、図２（ｂ）に示すように、反射照明により、リードでなく、モールド側面の検査が可能である。また、ミラーの反射面をパッケージ下面又は水平面に対して、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度、例えば４０°とした場合には、図３（ｂ）に示すように、透過照明により、リード検査が可能である。

また、図３（ａ）にリード検査においては、図２で示したモールド側面検査の実施態様における照明３に代えて、赤及び青の２色のＬＥＤ５を用い、さらに、そのＬＥＤ５に隣接して拡散板６を設ける構成とすることもできる。

具体的には、ＬＥＤ５のうち、赤色は側面画像、すなわちリード検査に有効であり、青色は底面のモールド検査又はボイド検査に有効である。

この場合、青及び赤二色のＬＥＤ照明が、拡散板により拡散され、ミラー４により、リード又は側面に照射される。そこで、側面画像の場合には、カメラ２の手前側に、リード側面検査においては経路上に青色をカットする赤フィルタ７を入れることにより、検査精度に影響する青色反射光をカットすることができ、これにより、カメラ２において明確な透過画像を得ることができる。

一方、底面画像の場合には、経路上にフィルタを設けることなく、底面検査においては有利な青色光による画像を得ることができる。

ここで、外観検査装置１０においては、デバイスのリードの平坦度としてコプラナリティの計測を行う。すなわち、外観検査においては、デバイスのリードが浮いて、ハンダ付け面に対する平坦度がない場合には、ハンダ付け不良として処理する。この点、本実施形態によれば、上記の通り、５方向からの測定結果を得ることで、コプラナリティの計測を３次元で行うことが可能となる。この点を具体的に図４を用いて説明する。

図４に示すように、３次元コプラナリティの計測においては、まず、カメラ２で得られるデバイスの底面画像から、モールド下面の検出位置であるモールド角１〜４から仮想平面を算出する。次に、図中左右に表されるリード側面画像より、リード先端の検出位置から、先に算出した仮想平面までの距離を算出する。

［１−２．第１の実施形態の作用効果］
以上のような本実施形態によれば、ミラーを４つ用いることにより、一つの撮像手段で、デバイスの底面及び４側面のあわせて５面の外観検査を同時に行うことができる。また、このような５面からの測定結果に基づいて、３次元のコプラナリティ計測が可能となる。

また、ミラーの角度を適宜選定することにより、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度である４０°として透過照明によるリード検査が可能となり、デバイスを真横から撮像する角度である４５°として反射照明による側面検査が可能となる。すなわち、ミラーの角度調整を自在とすることにより、リード検査又はモールド側面検査といった目的に応じた使用が可能となる。

また、照明３として、赤又は青色の２色のＬＥＤを使用することにより、赤色は側面画像によるリード検査に有利であり、青色は底面モールド検査であるボイド検査に有利といった特性を生かして、側面画像の経路上に青をカットする赤フィルタ（青をカット）を配置することで、側面検査では邪魔になる青色反射光をカットし、明確な透過画像を得ることができる。また、底面画像の経路上にはフィルタはないので、底面検査に有利な青色光による画像を得ることができる。また、ＬＥＤとミラーとの間に拡散板を設けることで、ＬＥＤの光を散乱及び拡散させ、これにより撮像手段は、ミラーからの透過照明を得やすくなる。

［２．第２の実施形態］
［２−１．第２の実施形態の構成］
本発明の第２の実施形態（以下、本項において本実施形態とする）における外観検査装置２０は、図６に示すように、第１の実施形態における外観検査装置１０の構成をベースに、ミラー４ａ〜４ｂの配置角度、照明の配置、並びにそれに伴うカメラの配置位置に改良を加えたものである。なお、図６は、デバイスの側面撮像用の構成を（ａ）に、デバイスの底面撮像用の構成を（ｂ）に表すように、局面を分解的に示すものであるが、外観検査装置２０は、（ａ）と（ｂ）に示されるすべての構成を用いて、実施することにより、デバイスの側面及び底面の撮像が可能となるものである。

（１）カメラの配置位置
まず、カメラ２は、その撮像面を、デバイスＤの底面に対向する位置に設けるのではなく、デバイスの底面とは異なる面である、垂直方向に設け、デバイスＤを反射した光軸と、カメラの光軸とが垂直になるように配置している。

そして、このデバイスＤに対向する位置には、反射手段として、ビームスプリッタ（ハーフミラー）７を設け、これにより、デバイスＤからの光を垂直に屈折させて、カメラ２の光軸方向としている。言い換えれば、カメラ２の光軸を、ビームスプリッタ８により垂直方向に変換し、デバイスＤの底面方向としている。また、カメラ２の撮像面の手前には、補助的に減光フィルタであるＮＤフィルタを設け、カメラ２において撮像する光の量を調整することとしている。

なお、ここでは、ビームスプリッタ８による光軸の変換を垂直方向としているが、これは、テストハンドラに、外観検査装置を配置する際に、カメラを、テストハンドラの駆動源であるモータ等が配置されていて比較的スペースに余裕のない装置の縦方向に配置するのではなく、スペース的に余裕のある横方向（テーブル半径方向）に配置するためと、後述するＬＥＤをデバイス底面と対向に配置するためである。そのため、ビームスプリッタ８による光軸の変換を垂直方向とする構成は、本発明の一態様を示すものに過ぎず、ＬＥＤをデバイス底面と対向に配置することが可能である限りは、その配置角度は、装置構成に応じて適宜変更可能である。

（２）照明の配置
デバイスＤに対してビームスプリッタ８の奥側、図面では下側には、照明手段として、ＬＥＤ５ｂが設けられている。ここで、ビームスプリッタ８は、デバイスＤ方向及びカメラ２方向から入射する光を反射させ、デバイスＤに対してビームスプリッタ８の奥側、図面では下側のＬＥＤ５ｂからの光は透過するように構成されている。すなわち、ＬＥＤ５ｂからの光は、ビームスプリッタ８を透過して、デバイスＤの底面に照射されるようになっている。

本実施形態において、カメラ２を、その光軸がデバイス底面と垂直方向になるように配置したのは、デバイスＤの底面を照射するＬＥＤ５ｂを配置するためであり、これに併せて、カメラ２の光軸を変換するために、ビームスプリッタ８を用いたものである。

本実施形態においては、また、デバイスＤの側面近傍に、青色のＬＥＤ５ａと、拡散板６を設けている。すなわち、この青色ＬＥＤ５ａの光を拡散板６により、拡散し、これをデバイスＤの底面に直接照射し、又はミラー４を介して反射させることで、デバイスＤの底面側に照明を集中させ、底面のボイド部分を黒く強調させるようにしている。ここで、光源として、青色ＬＥＤを用いるのは、上述のように、デバイスのボイドや傷等は、青色の光のほうが、強調し易いためである。

（３）ミラーの配置
本実施形態においては、また、ミラー４ａ〜４ｄの構成に改良を施している。すなわち、図６に示すように、外観検査装置２０において、デバイスＤのリード側に配置した１対のミラー４ａ及び４ｂは、デバイスＤ底面又はカメラの光軸に対して、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度、例えば４０°とし、一方、デバイスＤのリードが設けられていない側に配置した他の１対のミラー４ｃ及び４ｄは、デバイスＤ底面又はカメラの光軸に対して４５°としたものである。すなわち、本実施形態においては、デバイスＤの側面に配置するミラー４の角度をリードが設けられた側面か否かによって変更し、組み合わせて用いている。

［２−２．第２の実施形態の作用効果］
以上のような構成の本実施形態では、次のような作用効果を奏する。
（１）側面画像の撮像
本実施形態では、デバイスＤに対してビームスプリッタ８の奥側、図面では下側にＬＥＤ５ｂを設け、このＬＥＤ５ｂによる光を、相対するミラー４により、反射させることとしている。すなわち、カメラ２の光軸と同じ軸上から照明を当てている。また、このとき、ＬＥＤ５ｂの光を遮らぬよう、ビームスプリッタ８を、ＬＥＤ５ｂとデバイスＤとの間に配置し、このビームスプリッタ８によりカメラ２を垂直方向に変換することで、カメラ２をデバイスＤと対向する位置以外に配置することを可能としている。

このようなＬＥＤ５ｂにより、デバイスＤの背景を光らせることが可能となり、シルエット状にデバイスＤを観測することができることから、より簡単な手法で、且つ正確なデバイスの形状（ガルウィングの角度（リードの曲がり角度））を計測することが可能となる。

また、ミラー４の配置を、デバイスＤのリード側に配置したミラー４ａ及び４ｂは、デバイスＤ底面又はカメラの光軸に対して、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度、例えば４０°とし、デバイスＤのリードが設けられていない側に配置したミラー４ｃ及び４ｄは、デバイスＤ底面又はカメラの光軸に対して４５°とした。

ここで、上述のように、ミラーの反射面をパッケージ下面又は水平面に対して４５°とした場合には、反射照明により、デバイスのリードでなく、モールド側面の検査が可能であり、ミラーの反射面をパッケージ下面又は水平面に対して、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度、例えば４０°とした場合には、透過照明により、デバイスのリード検査が可能である。言い換えれば、ミラーの角度を４０°とした場合には、デバイスのリードを斜めから撮像することとなるため、底面を撮像した画像と組み合わせることでステレオ視を構成することができ、三角測量の原理からリード一本一本の先端部分の三次元位置を算出することができる。そのため、スタンドオフやコプラナリティといった要素の判別が可能となる。一方、このような斜めから撮像では、リード先端の厚みやリード上の異物を判別することが困難となるというデメリットがある。この点、ミラーの角度を４５°とした場合には、デバイスのリードを真横から撮像することができるため、リード先端の厚みやリード上の異物を判別することができる。しかし、このような真横からの撮像では後方のリードやモールド部分が映りこんでしまい、ステレオ視としてリードの三次元位置を算出することが難しく、リード一本一本のスタンドオフやコプラナリティといった要素の判別が困難であるというデメリットがある。

本実施形態は、ミラー４ａ及び４ｂを、デバイスＤ底面又はカメラの光軸に対して、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度である４０°とし、ミラー４ｃ及び４ｄを、デバイスＤ底面又はカメラの光軸に対して、デバイスを真横から撮像する角度である４５°としたことで、ミラーの角度を、リード側はリード検査に適した角度に設定し、リードが設けられていない側は、モールド側面の検査に適した角度に設定することができるようになる。具体的には、図７（ｂ）に示すように、リードを設けられていない側面のミラーの角度を４０°とした場合、デバイスのリードが設けられてない側面のミラー４ｃ，４ｄの画像では、リードを複数有するデバイスを撮像した場合に、奥側に設けられたリードが、写り込み、リード上の異物の判別等が難しかったが、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、リードを設けられていない側面のミラーの角度を４５°としたことで、リードを真横から撮像することができるため、リード上の異物が存在する場合の判別が容易となった。

このように、本実施形態の外観検査装置２０では、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度である４０°と、デバイスを真横から撮像する角度である４５°のミラーを組み合わせて配置することにより、それぞれのメリット、デメリットを相互に補完することができ、コプラナリティ、スタンドオフ及びガルウィング角度を同時かつ容易に計測することが可能となる。

（２）底面画像の撮像
本実施形態では、デバイスＤの側面近傍に、青色のＬＥＤ５ａと、拡散板６を設け、この青色ＬＥＤ５ａの光を拡散板６により、拡散し、これをデバイスＤの底面に直接照射し、さらには青色LED５ｂの光をビームスプリッタ８を通して、直接デバイスＤの底面側に照明を集中させ、底面のボイド部分を黒く強調させるようにしている。このように、光源として、青色ＬＥＤを用いることにより、デバイスのボイドや傷等を、強調し、この反射光をカメラ２により撮像することで、ボイドや傷の検知が容易となる。

（３）まとめ
以上のような本実施形態の外観検査装置２０によれば、カメラの光軸と同じ方向に照明を備えることで、簡易かつ正確なデバイスの形状（ガルウィングの角度（リードの曲がり角度））の計測が可能となる。また、本実施形態におけるミラーの配置構成により、コプラナリティ、スタンドオフ及びガルウィング角度を同時かつ容易に計測することが可能となる。さらに、ミラー近傍に照明を設け、デバイス底面に照明を集中させることで、デバイスのボイドや傷等を強調して、カメラによるボイドや傷の検知が容易となる。

［３．他の実施形態］
なお、本実施形態において、デバイス側面画像を反射させる手段として、ミラーを用いているが、本発明においては、このような態様に限られず、プリズムを用いて構成することも可能である。また、図３及び図６に示すリード検査において、照明としてＬＥＤを用いたが、青色と赤色の照明を発するものであれば、その種類は問わない。

本発明の第１の実施形態における外観検査装置のテストハンドラにおける構成を示す模式図。 本発明の第１の実施形態における外観検査装置の反射照明検査を示す模式図（ａ）、平面拡大図（ｂ）及び撮像画像図（ｃ）。 本発明の第１の実施形態における外観検査装置の透過照明検査を示す模式図（ａ）及び撮像画像図（ｂ）。 本発明の第１の実施形態における三次元コプラナリティ計測の測定方法を示す模式図。 本発明の第１の実施形態における外観検査装置の検査項目を示す図。 本発明の第２の実施形態における外観検査装置の側面撮像用構成を示す模式図（ａ）、底面撮像用構成を示す模式図（ｂ）及びミラー角度構成を示す模式図（ｃ）。 本発明の第２の実施形態における外観検査装置の撮像画像図（ａ）と比較撮像画像図（ｂ）。

符号の説明

１０，２０…外観検査装置
２…カメラ
３…照明
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…ミラー
５，５ａ，５ｂ…ＬＥＤ
６…拡散板
７…赤フィルタ
８…ビームスプリッタ
９…ＮＤフィルタ
Ｄ…デバイス
Ｎ…吸着ノズル

Claims (10)

1. デバイスの外観を撮像して、デバイスの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する外観検査装置において、
   デバイスの底面に対向する位置に撮像面を向けた撮像手段と、
   デバイスの４側面に対応して設けられたミラーと、を備え、
   前記ミラーは、前記デバイスの４側面の像を、前記撮像手段の前記撮像面に向けて反射させ、
   前記撮像手段は、前記底面画像に加え、前記４側面の像を撮像することを特徴とする外観検査装置。
2. デバイスの外観を撮像して、デバイスの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する外観検査装置において、
   デバイスの４側面に対応して設けられたミラーと、
   デバイスの底面及びミラーによって反射するデバイスの側面を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の光軸を、デバイスの底面及び前記デバイスの側面の像を撮像可能な方向へ変換する反射手段と、を備え、
   前記撮像手段は、その撮像面を、前記デバイスの底面及び前記ミラーにより反射するデバイスの側面とは、異なる面に向けて設置され、前記反射手段による光軸変換によりデバイスの底面及び前記デバイスの側面の像を撮像することを特徴とする外観検査装置。
3. 前記ミラーは、前記デバイスの底面に対する角度を、自在に調整可能に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の外観検査装置。
4. 前記撮像手段と、前記ミラーとの間に、前記ミラーに照明を与える照明手段を備え、
   前記ミラーの前記デバイスの底面に対する角度を４５°とし、
   前記撮像手段は、前記ミラーからの反射照明により、デバイスの外観を撮像することを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
5. 前記撮像手段と、前記ミラーとの間に、前記ミラーに照明を与える照明手段を備え、
   前記ミラーの前記デバイスの底面に対する角度を、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度とし、
   前記撮像手段は、前記ミラーからの透過照明により、デバイスの外観を撮像することを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
6. 前記照明手段は、赤色と青色の照明を発するものであり、
   前記ミラーと前記撮像手段との間に、前記ミラーからの透過照明に対して、青色を遮断するフィルタを設けたことを特徴とする請求項５記載の外観検査装置。
7. 前記照明手段は、赤色と青色の発光ダイオードからなり、
   前記ミラーと前記照明手段との間に、拡散板を設けたことを特徴とする請求項６記載の外観検査装置。
8. 前記撮像手段と、前記ミラーとの間に、前記ミラーに照明を与える照明手段を備え、
   前記４つのミラーのうち、対向する１対のミラーの前記デバイスの底面に対する角度を４５°とし、他の１対のミラーの前記デバイスの底面に対する角度を、デバイスを斜め上方から撮像する４５°よりも浅い角度とし、
   前記撮像手段は、前記１対のミラーからの反射照明と、前記他の１対のミラーからの透過照明により、デバイスの外観を撮像することを特徴とする請求項２記載の外観検査装置。
9. 前記照明手段は、青色の発光ダイオードからなり、
   前記ミラーと前記照明手段との間に、拡散板を設けたことを特徴とする請求項８記載の外観検査装置。
10. 前記反射手段は、ビームスプリッタからなり、
    前記ビームスプリッタを挟んで前記ミラーと反対側には、デバイスに対向する位置に配置され、デバイス底面を照射する第２の照明手段が設けられ、
    この照明手段の照明は、前記ビームスプリッタを透過してデバイス底面を照射するものであることを特徴とする請求項２又は８記載の外観検査装置。

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