JP3933042B2

JP3933042B2 - 撮像方法

Info

Publication number: JP3933042B2
Application number: JP2002354071A
Authority: JP
Inventors: 信一郎堀井; 悦世西村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004187158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定ワークの外形寸法を自動画像認識法によって検査する際における、被測定ワークの外形をシルエット画像として撮像する撮像装置および撮像方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被測定ワークの外形寸法を、自動画像認識法によって検査する際の、被測定ワークの外形寸法画像を撮像する撮像装置および撮像方法に関しては、従来例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
すなわち、図４は、前記特許文献１に記載された従来の電子部品Ｐ（被測定ワーク）の観察装置の斜視図を（ａ）に、側面図を（ｂ）に示したものである。
【０００４】
図４（ａ）および（ｂ）において、移送ヘッド１のノズル２に真空吸着された電子部品Ｐの上方に位置する光透過板３と、この光透過板３に光を照射する光源２５とを備え、この光透過板３から光を下方へ漏光させて、電子部品Ｐのシルエットをカメラ８で観察する観察装置であって、光透過板３の下部にカメラ８の光軸とほぼ平行な光のみを下方へ透過させるフイルター２６を設けて、光透過板３から漏光した一部の光が電子部品Ｐの下面へ回り込まないようにして、チップの正しいシルエットを観察できるようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６ー１６４１９９号公報（第３頁〜第４頁、図３、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電子部品（被測定ワーク）の観察装置における撮像装置においては、被測定ワークより上方に照明機構が必要になるが、そのような照明機構では、構造上チップ全周囲にわたり均一な照明ができないという問題があった。
【０００７】
また、観察装置を検査機械に取り付ける際に、検査機械には構造上種々の機構物品が取り付けられている場合が多いが、このような機械まわりではＣＣＤカメラ８の反対側に光源を設置できないので、被測定ワークのシルエット像を得ることができない。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、電子部品のような被測定ワークの外観を誤差無く正確に検出するとともに、観察装置を検査機械に取り付ける際に、検査機械の構造上ＣＣＤカメラの反対側に光源を設置できない場合にも、カメラと同じ側に光源を配置して、被測定ワークのシルエット像を得ることができるようにした撮像装置および撮像方法を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、カメラと該カメラ側に同心に設けられたリング状の光源と、該光源の上に同心にリング状反射板が設けられ、リング状の光源とリング状反射板よりも内側で且つ同心に筒状フードが設けられ、吸着ノズルと、該ノズルの先端側を反射面とする吸着ノズルの反射面が該ノズルに形成され、樹脂封止半導体装置を先端に真空吸引により吸着した吸着ノズルが、回転運動の間欠送りで運ばれてきては筒状フードの上方に止まり、続いて上下可動で吸着ノズルに吸着した樹脂封止半導体装置が筒状フード内に入ると、リング状の光源から、リング状反射板と吸着ノズルの反射面とを経て、カメラへ到達する光路が形成されて、カメラに対して樹脂封止半導体装置を背後から照射して、該半導体装置のシルエット画像をカメラに取り込む事を特徴とする撮像方法である。
【００１０】
このような構成の撮像方法とすることによって、光の当たり具合に関係なく白と黒のコントラストによる画像とし、従って二値化画像データの生成が容易であり誤差が生じない正確な検査を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて詳しく説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の撮像装置の基本構造を断面図で示したものである。
【００１５】
図２は本発明の撮像装置の撮像部によって撮像される被測定ワークである電子部品のシルエット像である。
【００１６】
図３は、本発明の撮像装置の撮像部が設置された部分周辺を示す検査機械の斜視図である。
【００１７】
さて、図１において、１は光源、２は光路、３は反射板、４は反射板３の反射面、５は吸着ノズル、６は吸着ノズルの反射面、７は被測定ワーク、８はフード、９はＣＣＤカメラであって、光源１、反射板３、反射板３の反射面４はそれぞれリング形状をしており、フード８は筒形状であって、これらセットは一定の配置で固定され撮像装置の一部を構成している。吸着ノズル５は独立していて可動する部分であり、丁度ＣＣＤカメラ９の上部に静止し、上下運動により光源からの光を反射板の反射面と吸着ノズルの反射面で反射させることにより得られる被測定ワークのシルエット画像を、ＣＣＤカメラで撮像するようにした。このような構造からなる撮像装置を検査機械の一セクションに設置した場合の斜視図が図３であり、要部のみ示した。
【００１８】
図３の検査機械において、被測定ワーク７である電子部品の超小型樹脂封止半導体装置を先端に真空吸引により吸着したノズル５が、回転運動の間欠送りで運ばれてきてはフード８の上方に止まり、続いて上下可動でノズル５の先端部がフード８内に降り入ると、光源からでた光が図１の光路２のように進んで反射板３の反射面４で屈折し、その光が吸着ノズル５の反射面６で反射し被測定ワーク７を背後から照射して、シルエッ画像がＣＣＤカメラに取り込まれて撮像され、図２の様な測定ワーク７の電子部品のシルエット画像を、図示はしないが、自動画像認識装置のテレビ画面に映し出す。
【００１９】
ＣＣＤカメラ９で撮像した後は、吸着ノズル５の先端部がフード８内から抜け上がって、又間欠送りされ次の新しい測定ワークが運ばれてくるようになっている。
【００２０】
図１において、ここで測定ワークがフードの中に降り入って、測定ワークのシルエット像がＣＣＤカメラにコントラスト良く光のノイズの無い正確な情報とするために、光のフレア（反射光でシルエット像のコントラストを下げる現象）を防止するためにリング状でその内側面が光を吸収すべく真っ黒に塗られているのである。
【００２１】
光源からの光を反射板の反射面と吸着ノズルの反射面で反射させることにより得られる被測定ワークのシルエット画像を、ＣＣＤカメラで撮像するようにした撮像装置である。
【００２２】
１は光源でリング状のハロゲンランプ、８はフードでＣＣＤカメラ９側と同じ側にＣＣＤカメラ９を取り囲むように設置されている。
【００２３】
図３の検査機械において、次々に新しい被測定ワークの電子部品の超小型樹脂封止半導体装置を先端に吸着したノズルが回転機の回転により間欠送りで運ばれてきては撮像装置の上に止まると同時にカメラのフード内に降り立ち、測定ワークのシルエット像を作り、ＣＣＤカメラで撮像した後フード内から抜け上がって、又間欠送りされ次の新しい測定ワークが運ばれてくるようになっている。
【００２４】
図３に示すように、電子部品のシルエット像を作成する一番容易な方法はＣＣＤカメラの反対側の吸着ノズルの側からリング状光源を設置できればよいが、本検査装置には２４本の吸着ノズルが円盤に放射状に取り付けられていて、順次数秒単位で間欠送りされ各機能を持った位置で止まっては所定の検査を済ませるようになっている。この内の機能の一つに電子部品の外形測定機能を持たせた部位がありこの部位に電子部品のシルエット像の撮像装置を取り付けてある。
【００２５】
電子部品を取り付けられて間欠送りされるので、この側へ照明の為のリング状光源を設置することは、２４本の吸着ノズルが常時回転し間欠送りされるため不可能である。従って、照明の為のリング状光源は静止固定されているＣＣＤカメラと同じ側に設置するしかない。そして電子部品のシルエット像を得るためにはカメラの反対側で電子部品の後ろから光を当てなければならない。
【００２６】
そこで、リング状光源から発する光を、まずリング状の反射面に当てて吸着ノズルに向けて集光し、反射面を有するリング状反射板と、前記反射面で反射された反射光を反射するリング状の反射面を有するワーク吸着ノズルと、前記ワーク吸着ノズルの反射面で反射された光の一部のみ通すようにして、それ以外のフレア光を遮断するフードと、前記光を当てできる被測定ワークのシルエット画像を撮り込むＣＣＤカメラとから構成された撮像装置であって、前記光源からの光を反射板の反射面と吸着ノズルの反射面で反射させることにより得られる被測定ワークのシルエット画像を、ＣＣＤカメラで撮像するようにしたものである。
【００２７】
（実施例１）
図１を参照しながら、具体的な実施例として、表面実装用の超小型電子部品である樹脂封止型半導体装置の外観検査におけるシルエット画像撮像の場合を紹介する。
【００２８】
測定ワークの樹脂封止型半導体装置の大きさは、横１．６ｍｍ、縦０．８ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、または横２．０ｍｍ、縦１．２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍである。
【００２９】
リング状反射板３は、厚さが５．３ｍｍで、反射面４の角度は、水平面に対して約５５度の角度であり、広口部内径が２５ｍｍで、面の精度は鏡面に近い精度に磨かれてある。
【００３０】
ワーク吸着ノズル５は、円筒状で、先端の細い部分の径が直径１、太い部分
の径の直径が４ｍｍであり、反射面６は、細い部分の径と太い部分の径の差の１．５ｍｍの幅である。そしてその幅面は、角度が水平面に対して平行で、程鏡面に近いものである。
【００３１】
ワーク吸着ノズル５の細い部分の先端までの長さは、約５．９ｍｍであり、その先端の真空吸着口には、測定ワークの樹脂封止半導体装置が吸着されている。フード８は、円筒形で内径が４ｍｍである。
【００３２】
測定時には、ノズルの先端が０．３８ｍｍ程フード内に降りてきて、先端に吸着した測定ワークをすっぽりフードの中に挿入するようになっている。これによって測定ワークはノズルの反射面で反射した光のうちフード内に入った光でかつワークで遮断された光以外だけが通過し、その他の余分な光は全てフード内には入ってこないから、コントラストの明確な被測定ワーク７のシルエット画像をＣＣＤカメラ９が撮像できるのである。
【００３３】
このようにして、回転可動部があったりして外観検査装置の構造上、光源１をノズル５側に設置できない場合でも、シルエット画像をＣＣＤカメラ９で撮像することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、被測定ワークに電子部品の樹脂封止半導体装置を用いたが、カメラ側に光源をおいてシルエット画像を作ってＣＣＤカメラで撮像しなければならないような検査を必要とする測定ワークには、各部分のサイズを変えるだけで、いずれの場合にも適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の撮像装置によれば、ＣＣＤカメラと同一側に設置されたリング状光源から光を照射し、リング状光源の上部に設置されたリング状反射板の反射面と、リング状光源の上部にある吸着ノズルに設けた反射面とで光を反射させ、その反射光を被測定ワークの背後から照射するようになっているので、吸着ノズルが多数個セットされ間欠送りされる可動部がある等で検査機械構造上ＣＣＤカメラの反対側に光源を設置できない場合でも、ＣＣＤカメラと同一側に光源をおいて被測定ワークのシルエット像を形成することができるとともに、内壁面が黒色の筒状フードをリング状光源とカメラの間に設け、かつ吸着ノズルに吸着された被測定ワークをフードの入り口から隠れる程度中側に案内してフードで反射光によるフレア光を吸収遮蔽して、被測定ワークのシルエット像をカメラで撮像するので、コントラストのはっきりした、従って輪郭精度の高いシルエット画像を得ることができる極めて有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による撮像装置の基本構造断面図
【図２】同撮像装置の撮像部によって撮像される被測定ワークのシルエット画像を示す図
【図３】同撮像装置の撮像部を設置した検査機械の要部斜視図
【図４】（ａ）従来の撮像装置の斜視図
（ｂ）従来の撮像装置の側面図
【符号の説明】
１リング状光源
２光路
３リング状反射板
４リング状反射板の反射面
５吸着ノズル
６吸着ノズルの反射面
７被測定ワーク
８筒状フード
９ＣＣＤカメラ

Claims

カメラと該カメラ側に同心に設けられたリング状の光源と、該光源の上に同心にリング状反射板が設けられ、前記リング状の光源と前記リング状反射板よりも内側で且つ同心に筒状フードが設けられ、
吸着ノズルと、該ノズルの先端側を反射面とする吸着ノズルの反射面が該ノズルに形成され、
樹脂封止半導体装置を先端に真空吸引により吸着した前記吸着ノズルが、回転運動の間欠送りで運ばれてきては前記筒状フードの上方に止まり、続いて上下可動で前記吸着ノズルに吸着した前記樹脂封止半導体装置が前記筒状フード内に入ると、
前記リング状の光源から、前記リング状反射板と前記吸着ノズルの反射面とを経て、前記カメラへ到達する光路が形成されて、前記カメラに対して前記樹脂封止半導体装置を背後から照射して、該半導体装置のシルエット画像を前記カメラに取り込む事を特徴とする撮像方法。