JP2553802Y2

JP2553802Y2 - レーザ捺印検査装置

Info

Publication number: JP2553802Y2
Application number: JP4978791U
Authority: JP
Inventors: 正一中村
Original assignee: 関西日本電気株式会社
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2006-05-31
Also published as: JPH04136754U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電子部品のパッケージ
に形成されたレーザ捺印の良否を検査するレーザ捺印検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置やその他の電子部品をモール
ドする樹脂パッケージの表面には、その電子部品の種類
や製造メーカ等を表示するための捺印が施される。そし
て、この捺印には、捺印マスクを通してレーザ光を照射
することによりパッケージ上に所定のパターンを焼き付
けるレーザ捺印の技術が用いられることが多い。ただ
し、このようなレーザ捺印の技術によっても、異物や捺
印マスクの汚染によって所定のパターンの一部が欠損す
る文字欠けや不要な部分にまでパターンが広がる文字潰
れの不良が発生する。

【０００３】そこで、このようなレーザ捺印の不良を検
査するためにレーザ捺印検査装置が従来から使用されて
いる。この従来のレーザ捺印検査装置は、レーザ捺印さ
れたパッケージ上のパターンを撮像装置で撮像し、これ
によって得た画像信号についてパターン認識による画像
処理を施すことにより、このパターンが正常かどうかの
判定を行っていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
レーザ捺印検査装置では、パターン認識によりパターン
の良否を判断するために、電子部品の各品種ごとにそれ
ぞれ基準パターンのデータが必要となる。そして、近年
の電子部品は一品種大量生産から多品種少量生産へと製
造形態が変化して来ているため、製造工程を流れる電子
部品の品種が変わるたびに、この基準パターンのデータ
を作成し入れ替える手間が煩わしいものになるという問
題が発生していた。

【０００５】また、上記従来のレーザ捺印検査装置で
は、パターン認識によってパターンの良否を判定するた
め、各種の特徴抽出を行う画像処理が複雑になり、しか
も、高速処理のためのハードウエアが必要となるので、
装置が高価になるという問題点も有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本考案は、電子部品のパッケージ上に捺印マスクを
通してレーザ光を照射することにより形成したレーザ捺
印の良否を検査するレーザ捺印検査装置において、上記
パッケージ上の捺印パターンを直接並びに捺印マスクと
同一パターンの捺印検査マスクを通してそれぞれ撮像す
る撮像装置と、この撮像装置によって得られた２つの画
像信号を比較し、特定の輝度範囲の部分のみを抽出する
画像処理手段と、この画像処理手段によって抽出された
輝度範囲領域から捺印の良否を判定する判定手段とを備
えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】電子部品のパッケージには、当該電子部品の品
種ごとに定められた捺印マスクを通してレーザ光が照射
され、所定のパターンのレーザ捺印が施される。

【０００８】本考案のレーザ捺印検査装置における撮像
装置は、この電子部品のパッケージを、レーザ捺印に使
用したものと同じ捺印マスクを通して撮像し、このパッ
ケージ上のパターンの画像信号を得る。この撮像装置に
よる撮像は、レーザ捺印の際の光学系を利用してレーザ
捺印の直後に行うようにしてもよいし、別の光学系装置
に同じ捺印マスクをセットしてレーザ捺印の工程後に改
めて撮像することもできる。なお、ここでいう同じ捺印
マスクは、物理的に同一のものの他、レーザ捺印に使用
したものの複製であってもよい。

【０００９】上記画像信号は、画像処理手段によって特
定の輝度範囲の部分のみを抽出する画像処理が施され
る。この画像処理は、アナログデータのまま所定の輝度
範囲のみを通過させるフィルタを通したり、画素ごとに
所定の輝度範囲による２値化（又は多値化）を行いディ
ジタルデータに変換することによって行う。なお、所定
の輝度範囲は、しきい値よりも高輝度又は低輝度の範囲
である場合の他、２つのしきい値の中間の輝度範囲（こ
れにヒステリシスを考慮した中間範囲も含む）であって
もよい。この結果、例えば撮像装置が撮像した画像信号
から捺印マスクで遮蔽された部分の輝度とレーザ捺印さ
れたパターン上での反射光による輝度とを除外した輝度
範囲のみを抽出すれば、パッケージの樹脂面で直接反射
された光のうち、捺印マスクで遮蔽されない部分の画像
のみを取り出すことができ、この画像はレーザ捺印によ
る文字欠け部分を表すことになる。

【００１０】また、上記画像処理では、捺印マスクを通
した画像信号を捺印マスクを通さない画像信号と比較し
ながら特定の輝度範囲の部分のみを抽出するようにして
もよい。捺印マスクを通さない画像信号は、実際にレー
ザ捺印されたパターンの画像を表す。この結果、例えば
捺印マスクを通した画像信号から捺印マスクで遮蔽され
た部分の輝度及びパッケージの樹脂面で直接反射された
光による輝度（この場合は文字欠けの部分を表す）を除
外した画像と、捺印マスクを通さない実際にレーザ捺印
されたパターンの画像とを比較すれば、これらの不一致
部分がレーザ捺印による文字潰れの部分を表すことにな
る。さらに、例えば捺印マスクを通した画像信号から捺
印マスクで遮蔽された部分の輝度を除外した画像と捺印
マスクを通さない実際にレーザ捺印されたパターンの画
像とを比較すれば、これらの不一致部分がレーザ捺印に
よる文字欠け又は文字潰れのいずれかの部分を表すこと
になる。

【００１１】上記のようにして画像処理手段により文字
欠け又は文字潰れの部分を表す輝度範囲の画像が抽出さ
れると、判定手段がこの輝度範囲の面積を計測し、これ
が所定面積以上であればレーザ捺印の不良であると判定
する。輝度範囲の面積は、アナログ信号の場合には、そ
の範囲の信号が出力された時間で計測することができ、
ディジタル信号の場合にはその範囲となる画素数を集計
することによって計測することができる。また、抽出さ
れた輝度範囲内の各輝度が多値又はアナログ値で表され
ている場合には、これらの各輝度を積分することによ
り、文字欠け又は文字潰れの程度による重み付けを考慮
した面積を計測することも可能となる。

【００１２】この結果、本考案のレーザ捺印検査装置に
よれば、パターン認識における前処理程度の簡単な画像
処理を行い、これによって抽出された特定の輝度範囲の
面積を計測するだけで、レーザ捺印のパターンの良否を
検査することができるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本考案の実施例
を詳述する。

【００１４】図１乃至図１１は本考案の一実施例を示す
ものであって、図１はレーザ捺印検査装置の構成を示す
図、図２は捺印マスクの平面図、図３〜図５はレーザ捺
印のパターンが正常に行われた場合の各画像を示す図、
図６〜図８はレーザ捺印のパターンに文字欠けが発生し
た場合の各画像を示す図、図９〜図１１はレーザ捺印の
パターンに文字潰れが発生した場合の各画像を示す図で
ある。

【００１５】レーザ捺印装置は、図１に示すように、レ
ーザ光源１からのレーザ光をコリメートレンズ２で平行
光線とし、捺印マスク３を通してから対物レンズ４によ
り電子部品のパッケージ５上に照射するものである。従
って、例えば図２に示すように、捺印マスク３が文字
「Ａ」のパターンを有する場合、パッケージ５上には、
この文字「Ａ」のパターン状にレーザ光が照射され、そ
の部分の樹脂が焼き付けられて文字「Ａ」のレーザ捺印
が施されることになる。

【００１６】本実施例のレーザ捺印検査装置は、上記レ
ーザ捺印装置における光学系を利用している。図１に示
したレーザ捺印装置の光学系におけるコリメートレンズ
２と捺印マスク３との間には、全反射ミラー６が配置さ
れている。この全反射ミラー６は、揺動可能に取り付け
られて、図示実線の状態では光路から外れ、図示１点鎖
線の状態では、この光路を４５度の角度で遮るようにな
っている。また、捺印マスク３と対物レンズ４との間に
は、ハーフミラー７が配置されている。このハーフミラ
ー７も、揺動可能に取り付けられ、図示実線の状態では
光路から外れ、図示１点鎖線の状態で、この光路を４５
度の角度で遮るようになっている。そして、レーザ捺印
を行う場合には、これらのミラー６，７が図示実線の状
態で光路から外れ、レーザ光源１からのレーザ光がその
まま通過できるようにしている。また、レーザ捺印され
たパターンの検査時には、これらのミラー６，７が図示
１点鎖線の状態になると共に、電子部品のパッケージ５
には図示しない照明が施される。従って、この照明によ
るパッケージ５上の反射光は、対物レンズ４を介して一
部がハーフミラー７によって光路を側方に曲げられ、こ
のハーフミラー７を透過した残りの光が捺印マスク３を
通った後に全反射ミラー６により光路を側方に曲げられ
るようになっている。なお、上記ハーフミラー７を全反
射ミラーとして、捺印マスク３上の全反射ミラー６と交
互に揺動するようにして、パッケージ５からの反射光の
光路を時分割で側方に曲げるようにすることもできる。

【００１７】上記全反射ミラー６の側方には、レンズ８
を介して撮像装置９が配置されている。また、上記ハー
フミラー７の側方には、レンズ１０を介して撮像装置１
１が配置されている。そして、これら撮像装置９，１１
の出力は、共に画像処理回路１２に入力されるようなっ
ている。また、この画像処理回路１２の出力は、判定回
路１３に入力されるようになっている。画像処理回路１
２は、撮像装置９，１１からの画像信号をそれぞれ２値
化すると共に、これら２値化した２種類の画像信号につ
いて画素ごとの論理演算を施す回路である。判定回路１
３は、この画像処理回路１２で論理演算された画像信号
について、特定の値を有する画素の数を計数し、この計
数結果、即ち特定の値を有する画像の面積が所定範囲内
であるかどうかを判定する回路である。

【００１８】上記構成のレーザ捺印検査装置の動作を説
明する。

【００１９】まずレーザ捺印装置に所定の捺印マスク３
をセットしてレーザ捺印を開始する。そして、電子部品
のパッケージ５にレーザ光源１からのレーザ光が照射さ
れてレーザ捺印が行われるたびに、一旦レーザ光源１を
消灯して、ミラー６，７を揺動させレーザ光の光路上に
配置する。すると、照明光がパッケージ５上で反射し
て、対物レンズ４を介しその一部がハーフミラー７によ
って反射され、残りの透過光が捺印マスク３を通ってか
ら全反射ミラー６で反射される。

【００２０】全反射ミラー６で反射された光は、レンズ
８を介して撮像装置９で受光され、ハーフミラー７で反
射された光は、レンズ１０を介して撮像装置１１で受光
される。そして、これらの撮像装置９，１１で受光され
た光は、それぞれ画像信号に変換されて画像処理回路１
２に入力される。また、この画像処理回路１２から出力
された画像信号は、判定回路１３に入力されてレーザ捺
印のパターンの良否が判定されることになる。

【００２１】ここで、まずレーザ捺印のパターンが正常
であった場合の上記画像処理回路１２と判定回路１３の
動作を図３〜図５に基づいて説明する。なお、捺印マス
ク３は、上記図２に示した文字「Ａ」のパターンを有す
るものを使用することとする。

【００２２】撮像装置９から出力される画像信号は、図
３に示すように、捺印マスク３によって遮蔽された暗い
輝度の部分Ａと、この捺印マスク３を通したレーザ捺印
による「Ａ」の文字パターンからなる中間の輝度の部分
Ｂとの２種類の輝度を有する。また、撮像装置１１から
出力される画像信号は、図４に示すように、電子部品の
パッケージ５上における樹脂面で直接反射された明るい
輝度の部分Ｃと、レーザ捺印による「Ａ」の文字パター
ンからなる中間の輝度の部分Ｂとの２種類の輝度を有す
る。そして、画像処理回路１２は、これらの画像信号を
比較して、その比較結果を判定回路１３に出力する。

【００２３】この際、画像処理回路１２は、例えば図３
の画像信号については、捺印マスク３によって遮蔽され
た暗い輝度の部分Ａのみが「１」の値となり、他の部分
Ｂが「０」となる２値化を行う。また、図４の画像信号
については、樹脂面で直接反射された明るい輝度の部分
Ｃのみが「１」の値となり、他の部分Ｂが「０」となる
２値化を行う。そして、これらの画像信号について各画
素ごとに排他的論理和をとることにより比較を行う。す
ると、図５に示すように、全ての画素が一致して「０」
の値となる比較結果を得て、この画像信号が判定回路１
３に入力される。判定回路１３では、比較結果が不一致
となる値「１」の画素の数を計数するが、ここでは全く
存在しないために計数結果が０となって良品との判定が
なされる。また、「Ａ」の文字パターンの境界部分で多
少の相違があったとしても、これによって値が「１」と
なる画素の数は僅かであるため、計数結果が判定回路１
３に予め設定された所定範囲を超えるようなことはな
く、このような場合にも確実に良品の判定を得ることが
できる。

【００２４】次に、レーザ捺印のパターンに文字欠けが
あった場合の画像処理回路１２と判定回路１３の動作を
図６〜図８に基づいて説明する。

【００２５】撮像装置９から出力される画像信号は、図
６に示すように、捺印マスク３によって遮蔽された暗い
輝度の部分Ａと、この捺印マスク３を通るがレーザ捺印
によって中間の輝度となった部分Ｂと、同じく捺印マス
ク３を通るが文字欠けによって樹脂面で直接反射されて
明るい輝度となる部分Ｃとの３種類の輝度を有する。ま
た、撮像装置１１から出力される画像信号は、図７に示
すように、電子部品のパッケージ５上における樹脂面で
直接反射された明るい輝度の部分Ｃと、レーザ捺印によ
る「Ａ」の文字が一部欠けたパターンからなる中間の輝
度の部分Ｂとの２種類の輝度を有する。そして、画像処
理回路１２は、これらの画像信号について上記と同様の
処理を行って、比較結果を判定回路１３に出力する。

【００２６】即ち、図６の画像信号については、２値化
によって、暗い輝度の部分Ａのみを「１」の値とし、他
の中間の輝度と明るい輝度の部分Ｂ，Ｃは共に「０」と
する。また、図４の画像信号については、２値化によっ
て、樹脂面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃのみを
「１」の値とし、他の中間の輝度の部分Ｂを「０」とす
る。そして、これらの画像信号について各画素ごとに排
他的論理和をとると、図８に示すように「Ａ」の文字パ
ターンのうち文字欠けとなった部分Ｄの画素のみが不一
致となって「１」の値を有する比較結果を得、この画像
信号が判定回路１３に入力される。判定回路１３では、
この「１」の値となる部分Ｄの画素の数を計数して所定
範囲よりも多いかどうかの判定を行うので、この場合に
は、文字欠けの部分Ａの画素数が多いために不良品と判
定する。ただし、文字欠けの程度が僅かであり、「１」
の値となる部分Ｄの画素数が少ない場合には、所定範囲
内となるため良品と判定することになる。

【００２７】なお、図６に示すような文字欠けがある場
合のみの検査であれば、撮像装置９が出力した画像信号
のみによって判定することもできる。即ち、画像処理回
路１２が樹脂面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃの
みを「１」の値とし、他の中間の輝度及び暗い輝度の部
分Ａ，Ｂを「０」とする２値化を行い、これによって得
た画像信号を判定回路１３に出力して、文字欠けの部分
を表すこの明るい輝度の部分Ｃの画素数を計数すること
により、この計数結果が所定範囲内かどうかによって不
良の判定を行うことができる。

【００２８】さらに、レーザ捺印のパターンに文字潰れ
があった場合の画像処理回路１２と判定回路１３の動作
を図９〜図１１に基づいて説明する。

【００２９】撮像装置９から出力される画像信号は、図
９に示すように、捺印マスク３によって遮蔽された暗い
輝度の部分Ａと、この捺印マスク３を通したレーザ捺印
による中間の輝度の部分Ｂとの２種類の輝度を有する。
また、撮像装置１１から出力される画像信号は、図１０
に示すように、電子部品のパッケージ５上における樹脂
面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃと、レーザ捺印
による「Ａ」の文字が一部潰れたパターンからなる中間
の輝度の部分Ｂとの２種類の輝度を有する。そして、画
像処理回路１２は、これらの画像信号について上記と同
様の処理を行って、比較結果を判定回路１３に出力す
る。

【００３０】即ち、図９の画像信号については、２値化
によって、暗い輝度の部分Ａのみを「１」の値とし、他
の部分Ｂは「０」とする。また、図１０の画像信号につ
いては、２値化によって、明るい輝度の部分Ｃのみを
「１」の値とし、他の中間の輝度の部分を「０」とす
る。そして、これらの画像信号について各画素ごとに排
他的論理和をとると、図１１に示すように「Ａ」の文字
パターンからはみ出し文字潰れとなった部分Ｅの画素の
みが不一致となって「１」の値を有する比較結果を得、
この画像信号が判定回路１３に入力される。判定回路１
３では、この「１」の値となる部分Ｅの画素の数を計数
して、所定範囲よりも多いかどうかをの比較を行うの
で、この場合には、文字潰れの部分Ｅの画素数が多いた
めに不良品と判定する。ただし、文字潰れの程度が僅か
であり、「１」の値となる部分Ｅの画素数が少ない場合
には、所定範囲内となるため良品と判定することにな
る。

【００３１】この結果、本実施例のレーザ捺印検査装置
によれば、捺印マスク３を通した画像信号とこの捺印マ
スク３を通さない画像信号とをそれぞれ２値化し、これ
らの画像信号について画素ごとの論理演算を行う簡単な
画像処理のみで、文字欠けや文字潰れの部分Ｄ，Ｅを抽
出することができる。そして、これによって抽出された
文字欠けや文字潰れの部分Ｄ，Ｅの画素数を計数して所
定範囲内かどうかを判定すれば、レーザ捺印のパターン
の良否を検査することができるようになる。また、文字
欠けのみの検査であれば、図６に示す捺印マスク３を通
した画像信号のみを２値化して、文字欠けの部分Ｃの画
素数を計数するだけで、パターンの良否を判定すること
ができるようになる。さらに、本実施例の場合には、レ
ーザ捺印装置の光学系にセットされた捺印マスク３をそ
のまま利用するので、この捺印マスク３とパッケージ５
上でレーザ捺印された文字パターンとの位置合わせを行
う必要もなくなる。

【００３２】

【考案の効果】以上の説明から明らかなように、本考案
のレーザ捺印検査装置は、レーザ捺印に使用するものと
同じ捺印マスクを利用してレーザ捺印のパターンの良否
を判定することができるので、基準パターンのデータの
作成と入れ替えの手間が必要なくなるという効果を奏す
る。また、パターン認識における前処理程度の簡単な画
像処理によってレーザ捺印のパターンの良否を検査する
ことができるので、複雑な画像処理や高速のハードウエ
アが不要となり、装置のコストダウンに貢献することが
できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印検査装置の構成を示す図である。

【図２】本考案の一実施例を示すものであって、捺印マ
スクの平面図である。

【図３】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印が正常に行われた場合の捺印マスクを通した画像を
示す図である。

【図４】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印が正常に行われた場合の捺印マスクを通さない画像
を示す図である。

【図５】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印が正常に行われた場合の画像処理回路の出力画像を
示す図である。

【図６】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字欠けが発生した場合の捺印マスク
を通した画像を示す図である。

【図７】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字欠けが発生した場合の捺印マスク
を通さない画像を示す図である。

【図８】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字欠けが発生した場合の画像処理回
路の出力画像を示す図である。

【図９】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字潰れが発生した場合の捺印マスク
を通した画像を示す図である。

【図１０】本考案の一実施例を示すものであって、レー
ザ捺印のパターンに文字潰れが発生した場合の捺印マス
クを通さない画像を示す図である。

【図１１】本考案の一実施例を示すものであって、レー
ザ捺印のパターンに文字潰れが発生した場合の画像処理
回路の出力画像を示す図である。

【符号の説明】

３捺印マスク５パッケージ９撮像装置１１撮像装置１２画像処理回路１３判定回路

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電子部品のパッケージ上に捺印マスクを通
してレーザ光を照射することにより形成したレーザ捺印
の良否を検査するレーザ捺印検査装置において、上記パ
ッケージ上の捺印パターンを直接並びに捺印マスクと同
一パターンの捺印検査マスクを通してそれぞれ撮像する
撮像装置と、この撮像装置によって得られた２つの画像
信号を比較し、特定の輝度範囲の部分のみを抽出する画
像処理手段と、この画像処理手段によって抽出された輝
度範囲領域から捺印の良否を判定する判定手段とを備え
たことを特徴とするレーザ捺印検査装置。