JP3406366B2 - 固体表面の凹凸の検出方法 - Google Patents
固体表面の凹凸の検出方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体表面、例えばプレ
スや圧延加工後の金属板材表面のきず、盛り上がりまた
は異物付着などの凹凸を検出する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】圧延された金属板材やリードフレーム等
の電子部品の表面に発生する表面きず、盛り上がりなど
は、これらの材料がプレス、圧延等により加工されたと
きダイス、パンチのチッピングや摩耗による欠陥や異物
が材料上に付着し処理されて生じる場合が多い。 【０００３】上記のようなきず、盛り上がりあるいは異
物付着による材料表面の凹部あるいは凸部の検出に当っ
ては従来、以下のような方法が用いられている。 （１）固体表面に検出針を接触させて凹凸を拾う方法。 （２）固体表面にレーザー光を照射して反射光の位相の
ズレを利用する方法。この方法では、レーザーで固体表
面を縦、横にスキャンニングして深さ方向の距離の相違
により干渉縞を作って判定する。 （３）固体表面に垂直または斜めの方向から光を照射し
て反射光を検出する方法。この方法では、板材上の凹凸
部に垂直方向から均一な光をあて深さ方向に対しての照
度の分布を濃淡として処理するか、斜めからの光をあて
て凹凸部からの乱反射を捉える。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出針
を接触させる方法では、凹凸を検出できる深さや高さが
数百μｍ以上と比較的大きいことや、接触によって固体
表面に損傷を与える可能性がある等の欠点があり、レー
ザー光を照射してその反射光の位相ズレを利用する方法
では、検出できる凹凸の深さや高さが数μｍ以下と比較
的小さいことや、固体表面の位置のズレや振動などに検
出結果が大きく影響される等の欠点がある。また、固体
表面に垂直または斜めの方向から光を照射する方法で
は、固体表面の凹凸から反射する光が、周辺の平滑な部
分から反射する光と区別し難いこと、照射する光の強さ
の変動やムラ、固体表面の位置のズレや振動などに検出
結果が大きく影響される等の問題点がある。 【０００５】以上のように、従来の方法は検出できる深
さや高さが上記のように限定されるため、実際に存在す
る頻度が高い数十μｍ以上の凹凸の検出に対して十分有
効ではなく、特に銅材が対象の場合、銅光沢の中にある
きずなどの凹凸を検出する有効な手法とはなり得なかっ
た。 【０００６】したがって本発明の目的は、固体表面に検
出針を接触させることなく、固体表面の位置のズレや振
動などに検出結果が影響を受けにくく、かつ実際に存在
する頻度が高い数十μｍ以上の深さの凹凸を容易簡便検
出できる固体表面の凹凸の検出方法および装置を提供す
ることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成すべく研究した結果、被検出領域の周辺から均一に、
好ましくは固体表面と平行な方向から照射された光を用
いれば、凹凸部において乱反射した光が周辺の平滑な部
分から乱反射する光よりも強調されて得られること、ま
た固体が銅または銅合金であるときに、凹凸部からの乱
反射光が周辺の平滑な部分からの乱反射光と比べて、青
色や紫色などの短波長域の成分を多く含むことに着目
し、上記光源を用いて固体表面の凹凸部を照射し、乱反
射する光の特定波長域部分を選択するフィルターと組み
合わせるとともに、反射光をカメラを含む画像処理部で
画像化するようにすれば従来の課題を解決できることを
見いだし本発明に到達した。 【０００８】 すなわち本発明は、きず、盛り上がりあ
るいは異物付着などにより銅または銅合金の平滑な固体
表面に存する凹部（１）または凸部（２）を検出する方
法であって、固体表面の被検出領域にその周囲３６０°
の位置から固体表面と平行な方向に均一な光（５）を照
射し、それにより生じる凹凸部からの乱反射光（３）を
含む固体表面からの反射光を青色と紫色を含む短波長域
の光のみを選択透過するフィルター（６）に通した後、
透過光をカメラ（７）を含む画像処理部に誘導し画像処
理して画像化することを特徴とする固体表面の凹凸の検
出方法を提供するものである。 【０００９】 【作用】本発明の方法および装置では、検出針を固体表
面に接触させることがないため、固体表面への損傷を招
く恐れがなく、固体表面に均一な光、好ましくは固体表
面と平行な方向からの均一な光を照射し、かつ反射光を
短波長域のフィルターに通すことにより、凹凸からの乱
反射光が周辺の平滑な部分からの乱反射光よりも強調さ
れるため、光の強さの変動やムラおよび固体表面の位置
のズレや振動などに検出結果が影響を受けにくい。 【００１０】以上のように凹凸からの乱反射光を利用し
ているため、カメラで撮影された入力画像において、背
景とのコントラストが明らかであるので、実際に存在す
る頻度が高い数十μｍ以上の深さや高さの凹凸を容易に
検出することができる。 【００１１】 【実施例１】図１は、本実施例で用いられる凹凸の検出
方法を説明するための模式側面図、図２は本実施例で用
いられる凹凸検出装置が組み込まれたリードフレームの
検査装置の構成を示す模式図、図３は本実施例におい
て、搬送されるリードフレームと、光源、フィルターお
よびカメラを示す斜視図であって、これらの図を参照し
て以下説明する。 （１）図２に示されるように、原料リール８から供給さ
れる幅３４mm、厚み０．２５mmの銅合金製板材９を８ｍ
／分の速度で搬送する。 （２）プレス１０でプレスされたリードフレームを一点
鎖線で囲んだ凹凸検出装置１１に供給する。 （３）次いで該検出装置において、図３に見られるよう
に白抜き矢印の方向に搬送されるリードフレーム１５に
対し、光源４から白色光を照射し、モニター１３（図２
参照）で観察するとともに、フィルタ６によって反射光
の短波長域のみを選択してカメラ７により撮影された画
像が実線矢印で示されているように画像処理部１２（図
２参照）に送られる。 【００１２】図３では説明上、光源４の位置はリードフ
レーム１５から離れて示されているが、実際には図１に
見られるように、凹部１または凸部２が存在する被検出
領域の周辺から板材９と略平行な方向からの均一な光５
として照射され、その乱反射光３がフィルター６を通し
て画像処理される。 （４）その後、リードフレーム１５（または板材９）は
製品リール１４に巻き取られる。 【００１３】上記検出装置により、長さ、幅とも１０μ
ｍ以上、深さ２０μｍ以上の凹凸が検出できた。 【００１４】 【実施例２】図４は搬送される圧延板材と光源、フィル
ターおよびカメラを示す斜視図であって、この図および
前記図１を参照して以下説明する。 【００１５】幅１０〜７０mm、厚み０．１５〜０．２５
mmの圧延板材１６を実施例１の要領に従って凹凸検査を
行なった。 【００１６】図４における光源４の位置は、実際には板
材１６に近接して設けられ、具体的には実施例１で述べ
た通りである。 【００１７】上記検出装置により、長さ、幅とも１０μ
ｍ、深さ２０μｍ以上の凹凸が検出できた。 【００１８】 【比較例１】実施例１と同様に、幅３４mm、厚み０．２
５mmの銅合金製板材を８ｍ／分の速度で供給し、フィル
ター６を設けなかった以外は実施例１の要領で検査した
ところ、長さ、幅および深さとも８０μｍ以下の凹凸を
検出することはできなかった。 【００１９】 【比較例２】実施例１と同様に、幅３４mm、厚み０．２
５mmの銅合金製板材を８ｍ／分の速度で供給し、光源４
からの光を板材と平行方向から照射せずに垂直方向から
照射し、あるいは均一に照射せずに白色ランプなどの一
点から照射したところ、比較例１と同様に長さ、幅およ
び深さとも８０μｍ以下の凹凸を検出することはできな
かった。 【００２０】 【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、固体表面への損傷を招く恐れがなく、光の強さの変
動やムラおよび固体表面の位置のズレや振動などに検出
結果が影響を受けにくく、実際に存在する頻度が高い数
mmから数十μｍの深さや高さの凹凸を検出することがで
きる。
スや圧延加工後の金属板材表面のきず、盛り上がりまた
は異物付着などの凹凸を検出する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】圧延された金属板材やリードフレーム等
の電子部品の表面に発生する表面きず、盛り上がりなど
は、これらの材料がプレス、圧延等により加工されたと
きダイス、パンチのチッピングや摩耗による欠陥や異物
が材料上に付着し処理されて生じる場合が多い。 【０００３】上記のようなきず、盛り上がりあるいは異
物付着による材料表面の凹部あるいは凸部の検出に当っ
ては従来、以下のような方法が用いられている。 （１）固体表面に検出針を接触させて凹凸を拾う方法。 （２）固体表面にレーザー光を照射して反射光の位相の
ズレを利用する方法。この方法では、レーザーで固体表
面を縦、横にスキャンニングして深さ方向の距離の相違
により干渉縞を作って判定する。 （３）固体表面に垂直または斜めの方向から光を照射し
て反射光を検出する方法。この方法では、板材上の凹凸
部に垂直方向から均一な光をあて深さ方向に対しての照
度の分布を濃淡として処理するか、斜めからの光をあて
て凹凸部からの乱反射を捉える。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出針
を接触させる方法では、凹凸を検出できる深さや高さが
数百μｍ以上と比較的大きいことや、接触によって固体
表面に損傷を与える可能性がある等の欠点があり、レー
ザー光を照射してその反射光の位相ズレを利用する方法
では、検出できる凹凸の深さや高さが数μｍ以下と比較
的小さいことや、固体表面の位置のズレや振動などに検
出結果が大きく影響される等の欠点がある。また、固体
表面に垂直または斜めの方向から光を照射する方法で
は、固体表面の凹凸から反射する光が、周辺の平滑な部
分から反射する光と区別し難いこと、照射する光の強さ
の変動やムラ、固体表面の位置のズレや振動などに検出
結果が大きく影響される等の問題点がある。 【０００５】以上のように、従来の方法は検出できる深
さや高さが上記のように限定されるため、実際に存在す
る頻度が高い数十μｍ以上の凹凸の検出に対して十分有
効ではなく、特に銅材が対象の場合、銅光沢の中にある
きずなどの凹凸を検出する有効な手法とはなり得なかっ
た。 【０００６】したがって本発明の目的は、固体表面に検
出針を接触させることなく、固体表面の位置のズレや振
動などに検出結果が影響を受けにくく、かつ実際に存在
する頻度が高い数十μｍ以上の深さの凹凸を容易簡便検
出できる固体表面の凹凸の検出方法および装置を提供す
ることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成すべく研究した結果、被検出領域の周辺から均一に、
好ましくは固体表面と平行な方向から照射された光を用
いれば、凹凸部において乱反射した光が周辺の平滑な部
分から乱反射する光よりも強調されて得られること、ま
た固体が銅または銅合金であるときに、凹凸部からの乱
反射光が周辺の平滑な部分からの乱反射光と比べて、青
色や紫色などの短波長域の成分を多く含むことに着目
し、上記光源を用いて固体表面の凹凸部を照射し、乱反
射する光の特定波長域部分を選択するフィルターと組み
合わせるとともに、反射光をカメラを含む画像処理部で
画像化するようにすれば従来の課題を解決できることを
見いだし本発明に到達した。 【０００８】 すなわち本発明は、きず、盛り上がりあ
るいは異物付着などにより銅または銅合金の平滑な固体
表面に存する凹部（１）または凸部（２）を検出する方
法であって、固体表面の被検出領域にその周囲３６０°
の位置から固体表面と平行な方向に均一な光（５）を照
射し、それにより生じる凹凸部からの乱反射光（３）を
含む固体表面からの反射光を青色と紫色を含む短波長域
の光のみを選択透過するフィルター（６）に通した後、
透過光をカメラ（７）を含む画像処理部に誘導し画像処
理して画像化することを特徴とする固体表面の凹凸の検
出方法を提供するものである。 【０００９】 【作用】本発明の方法および装置では、検出針を固体表
面に接触させることがないため、固体表面への損傷を招
く恐れがなく、固体表面に均一な光、好ましくは固体表
面と平行な方向からの均一な光を照射し、かつ反射光を
短波長域のフィルターに通すことにより、凹凸からの乱
反射光が周辺の平滑な部分からの乱反射光よりも強調さ
れるため、光の強さの変動やムラおよび固体表面の位置
のズレや振動などに検出結果が影響を受けにくい。 【００１０】以上のように凹凸からの乱反射光を利用し
ているため、カメラで撮影された入力画像において、背
景とのコントラストが明らかであるので、実際に存在す
る頻度が高い数十μｍ以上の深さや高さの凹凸を容易に
検出することができる。 【００１１】 【実施例１】図１は、本実施例で用いられる凹凸の検出
方法を説明するための模式側面図、図２は本実施例で用
いられる凹凸検出装置が組み込まれたリードフレームの
検査装置の構成を示す模式図、図３は本実施例におい
て、搬送されるリードフレームと、光源、フィルターお
よびカメラを示す斜視図であって、これらの図を参照し
て以下説明する。 （１）図２に示されるように、原料リール８から供給さ
れる幅３４mm、厚み０．２５mmの銅合金製板材９を８ｍ
／分の速度で搬送する。 （２）プレス１０でプレスされたリードフレームを一点
鎖線で囲んだ凹凸検出装置１１に供給する。 （３）次いで該検出装置において、図３に見られるよう
に白抜き矢印の方向に搬送されるリードフレーム１５に
対し、光源４から白色光を照射し、モニター１３（図２
参照）で観察するとともに、フィルタ６によって反射光
の短波長域のみを選択してカメラ７により撮影された画
像が実線矢印で示されているように画像処理部１２（図
２参照）に送られる。 【００１２】図３では説明上、光源４の位置はリードフ
レーム１５から離れて示されているが、実際には図１に
見られるように、凹部１または凸部２が存在する被検出
領域の周辺から板材９と略平行な方向からの均一な光５
として照射され、その乱反射光３がフィルター６を通し
て画像処理される。 （４）その後、リードフレーム１５（または板材９）は
製品リール１４に巻き取られる。 【００１３】上記検出装置により、長さ、幅とも１０μ
ｍ以上、深さ２０μｍ以上の凹凸が検出できた。 【００１４】 【実施例２】図４は搬送される圧延板材と光源、フィル
ターおよびカメラを示す斜視図であって、この図および
前記図１を参照して以下説明する。 【００１５】幅１０〜７０mm、厚み０．１５〜０．２５
mmの圧延板材１６を実施例１の要領に従って凹凸検査を
行なった。 【００１６】図４における光源４の位置は、実際には板
材１６に近接して設けられ、具体的には実施例１で述べ
た通りである。 【００１７】上記検出装置により、長さ、幅とも１０μ
ｍ、深さ２０μｍ以上の凹凸が検出できた。 【００１８】 【比較例１】実施例１と同様に、幅３４mm、厚み０．２
５mmの銅合金製板材を８ｍ／分の速度で供給し、フィル
ター６を設けなかった以外は実施例１の要領で検査した
ところ、長さ、幅および深さとも８０μｍ以下の凹凸を
検出することはできなかった。 【００１９】 【比較例２】実施例１と同様に、幅３４mm、厚み０．２
５mmの銅合金製板材を８ｍ／分の速度で供給し、光源４
からの光を板材と平行方向から照射せずに垂直方向から
照射し、あるいは均一に照射せずに白色ランプなどの一
点から照射したところ、比較例１と同様に長さ、幅およ
び深さとも８０μｍ以下の凹凸を検出することはできな
かった。 【００２０】 【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、固体表面への損傷を招く恐れがなく、光の強さの変
動やムラおよび固体表面の位置のズレや振動などに検出
結果が影響を受けにくく、実際に存在する頻度が高い数
mmから数十μｍの深さや高さの凹凸を検出することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例で用いられる凹凸検出方法を
説明するための模式側面図である。 【図２】本発明の実施例１で用いられる凹凸検出装置が
組み込まれたリードフレームの検査装置の構成を示す模
式図である。 【図３】本発明の実施例１において、搬送されるリード
フレームと、光源、フィルターおよびカメラを示す斜視
図である。 【図４】本発明の実施例２において、搬送される圧延板
材と、光源、フィルターおよびカメラを示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 １ 固体表面の凹部 ２ 固体表面の凸部 ３ 凹凸部からの乱反射光 ４ 光源 ５ 均一な光 ６ フィルター ７ カメラ ８ 原料リール ９ 板材 １０ プレス １１ 凹凸検出装置 １２ 画像処理部 １３ モニター １４ 製品リール １５ リードフレーム １６ 圧延板材 １７ 搬送ロール
説明するための模式側面図である。 【図２】本発明の実施例１で用いられる凹凸検出装置が
組み込まれたリードフレームの検査装置の構成を示す模
式図である。 【図３】本発明の実施例１において、搬送されるリード
フレームと、光源、フィルターおよびカメラを示す斜視
図である。 【図４】本発明の実施例２において、搬送される圧延板
材と、光源、フィルターおよびカメラを示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 １ 固体表面の凹部 ２ 固体表面の凸部 ３ 凹凸部からの乱反射光 ４ 光源 ５ 均一な光 ６ フィルター ７ カメラ ８ 原料リール ９ 板材 １０ プレス １１ 凹凸検出装置 １２ 画像処理部 １３ モニター １４ 製品リール １５ リードフレーム １６ 圧延板材 １７ 搬送ロール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/30 - 11/30
G01N 21/84 - 21/958
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 きず、盛り上がりあるいは異物付着など
により銅または銅合金の平滑な固体表面に存する凹部
（１）または凸部（２）を検出する方法であって、固体
表面の被検出領域にその周囲３６０°の位置から固体表
面と平行な方向に均一な光（５）を照射し、それにより
生じる凹凸部からの乱反射光（３）を含む固体表面から
の反射光を青色と紫色を含む短波長域の光のみを選択透
過するフィルター（６）に通した後、透過光をカメラ
（７）を含む画像処理部に誘導し画像処理して画像化す
ることを特徴とする固体表面の凹凸の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02376494A JP3406366B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 固体表面の凹凸の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02376494A JP3406366B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 固体表面の凹凸の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208958A JPH07208958A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3406366B2 true JP3406366B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=12119415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02376494A Expired - Fee Related JP3406366B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 固体表面の凹凸の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406366B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116222442B (zh) * | 2023-04-11 | 2026-02-06 | 天津大学 | 一种高精度相位偏折术测量系统及方法 |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP02376494A patent/JP3406366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07208958A (ja) | 1995-08-11 |
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