JP2019124495A - 外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像に基づく検査対象物の適切な外観検査を安定的に行うことができる外観検査装置および外観検査方法を提供する。【解決手段】キャリアテープＴから外観検査面Ｓ１側に離れて配置され、外観検査位置に搬送された検査対象物Ｗに貫通孔３を通して外観検査面側から光を照射する反射照明部４と、外観検査位置において第２レール部２２に設けられた光透過部５と、キャリアテープから反対面側に離れて配置され、外観検査位置に搬送された検査対象物に光透過部を通して反対面側から光を照射する透過照明部６と、キャリアテープから外観検査面側に離れて配置され、透過照明部から照射された光を光透過部および検査対象物の周辺のキャリアテープで透過させた透過光によって照明された検査対象物の周辺領域を背景として、反射照明部から照射された光を外観検査面で反射させた反射光によって照明された外観検査面を撮像する撮像部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、外観検査装置および外観検査方法に関する。

従来から、キャリアテープ内に収納された電子部品などの検査対象物（以下、ワークと呼ぶ）の外観を検査するテーピング外観検査装置が採用されていた。従来のテーピング外観検査装置では、キャリアテープを巻き取ってワークを搬送しながら、ワークに対して上方から照明光を照射し、照射された照明光のワークによる反射光を受光することでワークの画像を撮像し、撮像された画像に基づいて、ワークの表面に形成された捺印文字の外観を検査していた。この他にも、外観検査では、ワークの有無、異物混入の有無、ワークの位置および端子の外観なども検査していた。

特開２０１０−１０７２５４号公報

しかしながら、従来のテーピング外観検査装置では、キャリアテープの周辺に、キャリアテープによるワークの搬送をガイドするための搬送レールや、ワークの飛散を防止するためのカバーガラスが設けられているため、これらが照明光の乱反射を生じさせることで、ワークとその背景とのコントラストを不明瞭にしていた。これにより、外観検査に適した高画質のワークの画像を安定的に撮像することが困難であった。

したがって、従来は、画像に基づく検査対象物の適切な外観検査を安定的に行うことが困難であるといった問題があった。

そこで、本発明は、画像に基づく検査対象物の適切な外観検査を安定的に行うことができる外観検査装置および外観検査方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る外観検査装置は、
外観検査面および前記外観検査面の反対側の反対面を有する検査対象物が収納されたキャリアテープに沿って延在し、前記キャリアテープによる前記検査対象物の搬送を前記外観検査面側からガイドする第１レール部と、前記検査対象物の搬送を前記反対面側からガイドする第２レール部とを有する搬送レールと、
前記搬送レール上の外観検査位置において前記第１レール部に設けられ、前記外観検査面側から前記反対面側に向かう方向に前記第１レール部を貫通する貫通孔と、
前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置され、前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に前記貫通孔を通して前記外観検査面側から光を照射する反射照明部と、
前記外観検査位置において前記第２レール部に設けられた光透過部と、
前記キャリアテープから前記反対面側に離れて配置され、前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に前記光透過部を通して前記反対面側から光を照射する透過照明部と、
前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置され、前記透過照明部から照射された光を前記光透過部および前記検査対象物の周辺の前記キャリアテープで透過させた透過光によって照明された前記検査対象物の周辺領域を背景として、前記反射照明部から照射された光を前記外観検査面で反射させた反射光によって照明された前記外観検査面を撮像する撮像部と、を備える。

前記外観検査装置において、
前記光透過部は、前記外観検査面側から前記反対面側に向かう方向に前記第２レール部を貫通する第２の貫通孔と、前記第２の貫通孔の内部に配置された導光板とを有してもよい。

前記外観検査装置において、
前記導光板は、透明材で構成されていてもよい。

前記外観検査装置において、
前記光透過部は、半透明のセラミック材で構成されていてもよい。

前記外観検査装置において、
前記外見検査位置において前記キャリアテープに対して前記外観検査面側に配置されたカバーガラスを更に備えてもよい。

前記外観検査装置において、
前記反射照明部の光量は、前記透過照明部の光量の１倍よりも大きく３倍よりも小さくてもよい。

前記外観検査装置において、
前記外観検査面に対して前記反射照明部の光軸がなす角度は、４５°よりも小さくてもよい。

前記外観検査装置において、
前記透過照明部と前記キャリアテープとの距離は、前記反射照明部と前記キャリアテープとの距離よりも小さくてもよい。

本発明の一態様に係る外観検査方法は、
外観検査面および前記外観検査面の反対側の反対面を有する検査対象物が収納されたキャリアテープに沿って延在し、前記キャリアテープによる前記検査対象物の搬送を前記外観検査面側からガイドする第１レール部と、前記検査対象物の搬送を前記反対面側からガイドする第２レール部とを有する搬送レールと、
前記搬送レール上の外観検査位置において前記第１レール部に設けられ、前記外観検査面側から前記反対面側に向かう方向に前記第１レール部を貫通する貫通孔と、
前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置された反射照明部と、
前記外観検査位置において前記第２レール部に設けられた光透過部と、
前記キャリアテープから前記反対面側に離れて配置された透過照明部と、
前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置された撮像部と、を備える外観検査装置を用いて、前記検査対象物の外観を検査し、
前記検査対象物の外観の検査は、
前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に、前記貫通孔を通して前記外観検査面側から前記反射照明部によって光を照射し、
前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に、前記光透過部を通して前記反対面側から前記透過照明部によって光を照射し、
前記透過照明部から照射された光を前記光透過部および前記検査対象物の周辺の前記キャリアテープで透過させた透過光によって照明された前記検査対象物の周辺領域を背景として、前記反射照明部から照射された光を前記外観検査面で反射させた反射光によって照明された前記外観検査面を前記撮像部で撮像することを含む。

前記外観検査方法において、
前記外観検査面は、電子部品の捺印文字の形成面を含んでもよい。

本発明の一態様に係る外観検査装置は、外観検査面および外観検査面の反対側の反対面を有する検査対象物が収納されたキャリアテープに沿って延在し、キャリアテープによる検査対象物の搬送を外観検査面側からガイドする第１レール部と、検査対象物の搬送を反対面側からガイドする第２レール部とを有する搬送レールと、搬送レール上の外観検査位置において第１レール部に設けられ、外観検査面側から反対面側に向かう方向に第１レール部を貫通する貫通孔と、キャリアテープから外観検査面側に離れて配置され、外観検査位置に搬送された検査対象物に貫通孔を通して外観検査面側から光を照射する反射照明部と、外観検査位置において第２レール部に設けられた光透過部と、キャリアテープから反対面側に離れて配置され、外観検査位置に搬送された検査対象物に光透過部を通して反対面側から光を照射する透過照明部と、キャリアテープから外観検査面側に離れて配置され、透過照明部から照射された光を光透過部および検査対象物の周辺のキャリアテープで透過させた透過光によって照明された検査対象物の周辺領域を背景として、反射照明部から照射された光を外観検査面で反射させた反射光によって照明された外観検査面を撮像する撮像部と、を備える。
このように、透過照明部からの透過光で照明された検査対象物の周辺領域を背景として反射照明部からの反射光で照明された外観検査面を撮像することで、外観検査面と周辺領域とのコントラストが明瞭な画像を得ることができる。これにより、外観検査に適した高画質の検査対象物の画像を安定的に撮像することができる。
したがって、本発明によれば、画像に基づく検査対象物の適切な外観検査を安定的に行うことができる。

本実施形態に係る外観検査装置の一例を示す縦断面図である。 本実施形態に係る外観検査装置の一例を示す横断面図である。 半導体ワークの外観検査面を示す平面図である。 本実施形態の変形例に係る外観検査装置の一例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。

図１は、本実施形態に係る外観検査装置１の一例を示す縦断面図である。図２は、本実施形態に係る外観検査装置１の一例を示す横断面図である。図３は、半導体ワークＷの外観検査面Ｓ１を示す平面図である。

図１および図２に示される本実施形態に係る外観検査装置１は、検査対象物の外観を検査する装置である。図１〜図３の例において、検査対象物は、電子部品の一例である半導体ワークＷである。図３の例において、半導体ワークＷは、半導体素子を樹脂で封止した封止部Ｗ１と、封止部Ｗ１から露出し、半導体素子に電気的に接続された端子部Ｗ２とを有している。半導体ワークＷの構成は、図３の例に限定されない。

半導体ワークＷは、図１における上面である外観検査面Ｓ１と、図１における下面である外観検査面Ｓ１の反対側の反対面Ｓ２とを有する。図３の例において、封止部Ｗ１の外観検査面Ｓ１には、捺印文字Ｃが形成されている。外観検査においては、例えば、捺印文字Ｃが適切に形成されているか否かを検査する。

このような半導体ワークＷは、キャリアテープＴに収納された状態で、キャリアテープＴとともに搬送方向ｆに搬送されながら外観検査が行われる。キャリアテープＴは、搬送方向ｆに長尺に形成されており、搬送方向ｆに沿って複数の半導体ワークＷを収納可能である。図１および図２の例において、キャリアテープＴは、半導体ワークＷを反対面Ｓ２側すなわち下方ｄ２から保持する底壁部Ｔａと、底壁部Ｔａの外周端から外観検査面Ｓ１側すなわち上方ｄ１に向かって延出する側壁部Ｔｂと、側壁部Ｔｂの上端から搬送方向ｆに直交する幅方向Ｗの外方に突出する突縁部Ｔｃとを有する。なお、後述する外観検査が行われる前のキャリアテープＴは、上部開口が封止されておらず、半導体ワークＷの外観検査面Ｓ１が露出した状態になっている。

図１に示すように、外観検査装置１は、搬送レール２と、貫通孔３と、反射照明部４と、光透過部５と、透過照明部６と、撮像部７と、カバーガラス８と、外観判定部９とを備える。

搬送レール２は、半導体ワークＷが収納されたキャリアテープＴに沿って延在している。

搬送レール２は、第１レール部２１と第２レール部２２とを有する。第１レール部２１および第２レール部２２は、いずれも金属等によって遮光性を有するように構成されている。

第１レール部２１は、キャリアテープＴに対して外観検査面Ｓ１側すなわち上側に配置されている。第１レール部２１は、キャリアテープＴによる半導体ワークＷの搬送を外観検査面Ｓ１側からガイドする。

第２レール部２２は、キャリアテープＴに対して反対面Ｓ２側すなわち下側に配置されている。第２レール部２２は、キャリアテープＴによる半導体ワークＷの搬送を反対面Ｓ２側からガイドする。

貫通孔３は、搬送レール２上の外観検査位置Ｐにおいて第１レール部２１に設けられている。より詳しくは、貫通孔３は、外観検査面Ｓ１側から反対面Ｓ２側に向かう方向すなわち上下方向に第１レール部２１を貫通している。

反射照明部４は、キャリアテープＴから外観検査面Ｓ１側すなわち上方ｄ１に離れて配置されている。反射照明部４は、外観検査位置Ｐに搬送された半導体ワークＷに、貫通孔３を通して外観検査面Ｓ１側から光Ｌ１を照射する。反射照明部４は、例えば、ＬＥＤ照明装置であってもよい。

外観検査面Ｓ１に対して反射照明部４の光軸がなす角度θは、４５°よりも小さくてもよい。

光透過部５は、外観検査位置Ｐにおいて第２レール部２２に設けられている。本実施形態において、光透過部５は、外観検査面Ｓ１側から反対面Ｓ２側に向かう方向すなわち上下方向に第２レール部２２を貫通する第２の貫通孔５１と、第２の貫通孔５１の内部に配置された導光板５２とを有する。

導光板５２は、透明材で構成されている。透明材は、例えば、ガラスであってもよい。

図１の例において、導光板５２の搬送方向ｆ側の一端５２ａは、第２の貫通孔５２の搬送方向ｆ側の側壁に設けられた第１の切欠き部５２１に挿入された状態で第２レール部２２に保持されている。一方、導光板５２の搬送方向ｆの反対方向側の他端５２ｂは、第２の貫通孔５２の搬送方向ｆの反対方向側の側壁に設けられた第２の切欠き部５２２に挿入された状態で第２レール部２２に保持されている。

より詳しくは、図１の例において、第２レール部２２は、切欠き部５２１、５２２が形成された上側部分２２ａと、上側部分２２ａの下面に接し、切欠き部５２１、５２２が形成されていない下側部分２２ｂと、を有している。このような構成によれば、上側部分２２ａと下側部分２２ｂとの間に導光板５２を挟み込むことで、切欠き部５２１、５２２に簡便に導光板５２の端部５２ａ、５２ｂを挿入することができるので、光透過部５を簡便に組み立てることができる。

透過照明部６は、キャリアテープＴから反対面Ｓ２側すなわち下方ｄ２に離れて配置されている。透過照明部６は、外観検査位置Ｐに搬送された半導体ワークＷに、光透過部５を通して反対面Ｓ２側から光Ｌ２を照射する。透過照明部６は、例えば、ＬＥＤ照明装置であってもよい。

透過照明部６の光量に対して、反射照明部４の光量は、１倍よりも大きく３倍よりも小さくてもよい。例えば、反射照明と透過照明の比は、１２：５であってもよい。

透過照明部６とキャリアテープＴとの距離は、反射照明部４とキャリアテープＴとの距離よりも小さくてもよい。

図２に示すように、撮像部７は、キャリアテープＴから外観検査面Ｓ１側すなわち上方ｄ１に離れて配置されている。撮像部７は、透過照明部６から照射された光Ｌ２を光透過部５および半導体ワークＷの周辺のキャリアテープＴで透過させた透過光によって照明された半導体ワークＷの周辺領域を背景として、反射照明部４から照射された光Ｌ１を外観検査面Ｓ１で反射させた反射光によって照明された外観検査面Ｓ１を撮像する。

カバーガラス８は、未封止状態のキャリアテープＴに収納された半導体ワークＷの飛散を防止するために、外観検査位置ＰにおいてキャリアテープＴに対して外観検査面Ｓ１側すなわち上側に配置されている。

外観判定部９は、撮像部７で撮像された外観検査面Ｓ１の画像に基づいて、外観検査面Ｓ１の外観を判定する。例えば、外観判定部９は、撮像された外観検査面Ｓ１の画像と、外観の判定において参照とする参照画像とを比較し、両画像の画素値の差が閾値以内に収まる場合には、外観検査面Ｓ１を外観が正常であると判定し、一方、閾値以内に収まらない場合には、外観検査面Ｓ１を外観が異常であると判定してもよい。

以下、本実施形態によってもたらされる作用について説明する。

既述したように、本実施形態に係る外観検査装置１は、外観検査面Ｓ１および反対面Ｓ２を有する半導体ワークＷが収納されたキャリアテープＴに沿って延在する搬送レール２を備える。搬送レール２は、キャリアテープＴによる半導体ワークＷの搬送を外観検査面Ｓ１側からガイドする第１レール部２１と、半導体ワークＷの搬送を反対面Ｓ２側からガイドする第２レール部２２とを有する。また、外観検査装置１は、外観検査位置Ｐにおいて第１レール部２１を貫通する貫通孔３と、外観検査位置Ｐに搬送された半導体ワークＷに貫通孔３を通して外観検査面Ｓ１側から光Ｌ１を照射する反射照明部４とを備える。また、外観検査装置１は、外観検査位置Ｐにおいて第２レール部２２に設けられた光透過部５と、外観検査位置Ｐに搬送された半導体ワークＷに光透過部５を介して反対面Ｓ２側から光Ｌ２を照射する透過照明部６とを備える。また、外観検査装置１は、透過照明部６から照射された光Ｌ２を光透過部５および半導体ワークＷの周辺のキャリアテープＴで透過させた透過光によって照明された半導体ワークＷの周辺領域を背景として、反射照明部４から照射された光Ｌ１を外観検査面Ｓ１で反射させた反射光によって照明された外観検査面Ｓ１を撮像する撮像部７を備える。

このような構成によれば、キャリアテープＴとともに外観検査位置Ｐに搬送された半導体ワークＷに対して、第１レール部２１の貫通孔３を通して外観検査面Ｓ１側から反射照明部４によって光Ｌ１を照射し、同時に、光透過部５を通して反対面Ｓ２側から透過照明部６によって光Ｌ２を照射することができる。これにより、撮像部７は、透過照明部６からの透過光によって照明された半導体ワークＷの周辺領域を背景として、反射照明部４からの光Ｌ１の反射光によって照明された外観検査面Ｓ１を撮像することができる。このように、透過光で照明された半導体ワークＷの周辺領域を背景として反射光で照明された外観検査面Ｓ１を撮像することで、半導体ワークＷの周辺領域での乱反射を抑制して外観検査面Ｓ１と周辺領域とのコントラストが明瞭な画像を得ることができる。これにより、外観検査に適した高画質の半導体ワークＷの画像を安定的に撮像することができる。高画質の半導体ワークＷの画像を安定的に撮像することができるので、画像に基づく半導体ワークＷの適切な外観判定を安定的に行うことができる。

したがって、本実施形態によれば、画像に基づく検査対象物の適切な外観検査を安定的に行うことができる。

また、本実施形態に係る外観検査装置１において、光透過部５は、外観検査面Ｓ１側から反対面Ｓ２側に向かう方向に第２レール部２２を貫通する第２の貫通孔５１と、第２の貫通孔５１の内部に配置された導光板５２とを有する。導光板５２は、透明材で構成されている。

このような構成によれば、簡易な構成によって光透過部５を構成することができる。

また、本実施形態に係る外観検査装置１は、キャリアテープＴに対して外観検査面Ｓ１側に配置されたカバーガラス８を備える。

このような構成によれば、キャリアテープＴの封止前の半導体ワークＷの飛散を防止することができるとともに、透過照明部６からの透過光によってカバーガラス８による乱反射の影響を抑制して、外観検査面Ｓ１と周辺領域とのコントラストが明瞭な画像を得ることができる。

また、本実施形態に係る外観検査装置１において、反射照明部４の光量は、透過照明部６の光量の１倍よりも大きく３倍よりも小さくてもよい。

このような構成によれば、反射照明部４の光量を適度に抑えることができるので、乱反射の影響をより効果的に抑えることができる。

また、本実施形態に係る外観検査装置１において、外観検査面Ｓ１に対して反射照明部４のなす角度θは、４５°よりも小さくてもよい。

このような構成によれば、外観検査装置１の高さを抑制することができるので、設置スペースが制約させた場所にも外観検査装置１を設置することができる。

また、本実施形態に係る外観検査装置１において、透過照明部６とキャリアテープＴとの距離は、反射照明部４とキャリアテープＴとの距離よりも小さくてもよい。

このような構成によれば、外観検査装置１の高さを更に抑制することができる。

（変形例）
上述した構成以外にも、本実施形態には種々の変形例を適用することができる。図４は、本実施形態の変形例に係る外観検査装置１の一例を示す縦断面図である。

図１および図２の例では、光透過部５を第２の貫通孔５１および導光板５２によって構成していた。これに対して、図４に示すように、光透過部５を、半透明のセラミック材で構成してもよい。本変形例の光透過部５においても、図１および図２の光透過部５と同様に、透過照明部６からの光を透過して反射照明部４の周辺領域を照明することができるので、外観検査面Ｓ１と周辺領域とのコントラストが明瞭な画像を得ることができる。

上述した実施形態は、あくまで一例であって、発明の範囲を限定するものではない。発明の要旨を逸脱しない限度において、上述した実施形態に対して種々の変更を行うことができる。変更された実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 外観検査装置
２ 搬送レール
２１ 第１レール部
２２ 第２レール部
３ 貫通孔
４ 反射照明部
５ 光透過部
６ 透過照明部
７ 撮像部

Claims (10)

1. 外観検査面および前記外観検査面の反対側の反対面を有する検査対象物が収納されたキャリアテープに沿って延在し、前記キャリアテープによる前記検査対象物の搬送を前記外観検査面側からガイドする第１レール部と、前記検査対象物の搬送を前記反対面側からガイドする第２レール部とを有する搬送レールと、
   前記搬送レール上の外観検査位置において前記第１レール部に設けられ、前記外観検査面側から前記反対面側に向かう方向に前記第１レール部を貫通する貫通孔と、
   前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置され、前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に前記貫通孔を通して前記外観検査面側から光を照射する反射照明部と、
   前記外観検査位置において前記第２レール部に設けられた光透過部と、
   前記キャリアテープから前記反対面側に離れて配置され、前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に前記光透過部を通して前記反対面側から光を照射する透過照明部と、
   前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置され、前記透過照明部から照射された光を前記光透過部および前記検査対象物の周辺の前記キャリアテープで透過させた透過光によって照明された前記検査対象物の周辺領域を背景として、前記反射照明部から照射された光を前記外観検査面で反射させた反射光によって照明された前記外観検査面を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする外観検査装置。
2. 前記光透過部は、前記外観検査面側から前記反対面側に向かう方向に前記第２レール部を貫通する第２の貫通孔と、前記第２の貫通孔の内部に配置された導光板とを有することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記導光板は、透明材で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記光透過部は、半透明のセラミック材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
5. 前記外見検査位置において前記キャリアテープに対して前記外観検査面側に配置されたカバーガラスを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
6. 前記反射照明部の光量は、前記透過照明部の光量の１倍よりも大きく３倍よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
7. 前記外観検査面に対して前記反射照明部の光軸がなす角度は、４５°よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
8. 前記透過照明部と前記キャリアテープとの距離は、前記反射照明部と前記キャリアテープとの距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
9. 外観検査面および前記外観検査面の反対側の反対面を有する検査対象物が収納されたキャリアテープに沿って延在し、前記キャリアテープによる前記検査対象物の搬送を前記外観検査面側からガイドする第１レール部と、前記検査対象物の搬送を前記反対面側からガイドする第２レール部とを有する搬送レールと、
   前記搬送レール上の外観検査位置において前記第１レール部に設けられ、前記外観検査面側から前記反対面側に向かう方向に前記第１レール部を貫通する貫通孔と、
   前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置された反射照明部と、
   前記外観検査位置において前記第２レール部に設けられた光透過部と、
   前記キャリアテープから前記反対面側に離れて配置された透過照明部と、
   前記キャリアテープから前記外観検査面側に離れて配置された撮像部と、を備える外観検査装置を用いて、前記検査対象物の外観を検査し、
   前記検査対象物の外観の検査は、
   前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に、前記貫通孔を通して前記外観検査面側から前記反射照明部によって光を照射し、
   前記外観検査位置に搬送された前記検査対象物に、前記光透過部を通して前記反対面側から前記透過照明部によって光を照射し、
   前記透過照明部から照射された光を前記光透過部および前記検査対象物の周辺の前記キャリアテープで透過させた透過光によって照明された前記検査対象物の周辺領域を背景として、前記反射照明部から照射された光を前記外観検査面で反射させた反射光によって照明された前記外観検査面を前記撮像部で撮像することを含むことを特徴とする外観検査方法。
10. 前記外観検査面は、電子部品の捺印文字の形成面を含むことを特徴とする請求項９にお記載の外観検査方法。