JP4474006B2

JP4474006B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP4474006B2
Application number: JP2000060002A
Authority: JP
Inventors: 林　　謙太; 真史西田; 添田　　正彦; 貴之戸塚
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: JP2001250109A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、検査装置、特にリードフレーム等の金属薄板に所定のパターンが形成されているワークの外観検査に適用して好適な検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、リードフレーム等の金属薄板に所定のパターンが形成されているワークについて、外観の良否を検査する方法としては、所定のパターンと、これと実質的に同一であるはずの他のパターン、即ち２つの同一パターンを、それぞれ落射照明下でＣＣＤカメラ等の撮像装置により撮像して入力された２つの被検査画像を２値化した後、各２値画像の間で排他的論理和をとって欠陥候補画像を作成し、該画像に基づいて形成されているパターンの良否を判定する方法が知られている。
【０００３】
図５は、この検査方法の一例を、画像のイメージを用いて概念的に示したものである。先ず、２つの同一パターンをそれぞれ落射照明下で撮像し、同図（Ａ）、（Ｂ）に示す第１被検査画像（図中、被検査画像１）と第２被検査画像（図中、被検査画像２）を入力する。この例では、２つの同一パターンが、同一の単位パターンが連続的に形成されているリードフレームにおける隣接する単位パターンであるとする。但し、ここでは、理解し易くするために２本のリード部を代表させて示してある。
【０００４】
このような落射照明下で撮像した被検査画像は、図では明瞭ではないがグレイの濃淡画像として得られ、反射光量の多い金属表面の正常部分は高い輝度値、欠陥部や背景部（貫通部分）は低い輝度値となる。従って、この図５（Ａ）の第１被検査画像は、高輝度領域に相当するリード部の表面に黒い丸で示す凹部（窪み又は貫通孔）欠陥が、同図（Ｂ）の第２被検査画像は、リード部間がつながっているショート欠陥が、それぞれ存在しているパターンを撮像した例にあたる。
【０００５】
次いで、前記図５（Ａ）、（Ｂ）の２つの被検査画像を、それぞれ所定の閾値で２値化し、同図（Ｃ）、（Ｄ）にそれぞれ示す２つの２値画像を作成し、隣り合うこれら２つの２値画像間で位置合わせをした後、両画像間で排他的論理和をとって同図（Ｅ）の欠陥候補画像を作成する。
【０００６】
この欠陥候補画像に示されるように、以上の処理により前記第１、第２の被検査画像の２つの画像間で異なる部分が欠陥候補として抽出される。その後、必要に応じて、ノイズ等に起因する孤立点を除去するために、抽出された高輝度の領域を数画素分収縮させ、次いで同画素分膨張させて元の大きさに戻す収縮・膨張処理と、欠陥候補領域を特定するために同一領域の各画素に同一番号を付するラベリングを行い、ラベリング後の領域の面積や最小幅等を考慮して最終的に欠陥とするか否かを判定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の検査方法には、以下の問題がある。２つの被検査画像のサンプリング間隔の誤差や微妙な明るさの変化の違いから、２値化後のエッジの位置が、本来同一パターンの同位置の画像であるにも拘らず、１画素以上の誤差がでる可能性がある。この場合、前記図５（Ｃ）、（Ｄ）の２つの画像を位置合わせした後に両画像間で行った排他的論理和の結果、同図（Ｅ）には誇張して示してあるが、正常なエッジ部が欠陥候補として検出（抽出）されることになる。このような正常なエッジ部に対する誤検出は、排他的論理和の演算後の前記図５（Ｅ）に示した欠陥候補画像に対して、抽出されている上記エッジ部が消える画素数分の収縮処理等を施し、同図（Ｆ）のような画像にすることにより防止できるが、この場合は本来検出すべき、同図（Ｅ）の右側パターン上に存在する微小な欠陥をも同時に消してしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、本来同一であるべき２つのパターンを落射照明下で撮像して得られる２つの被検査画像に基づいて該パターンに生じている欠陥を検査する際、その検査精度を向上することができる検査装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検査装置において、ワークに形成されている２つの同一パターンを落射照明下で撮像して第１及び第２の被検査画像をそれぞれ入力する手段と、入力された第１及び第２の被検査画像を、それぞれ２値化する手段と、２値化前又は後の両画像を互いに位置合わせする手段と、位置合せ後の両２値画像の対応する画素間で排他的論理和の演算を実行して欠陥候補画像を作成する手段と、位置合わせ後の前記両２値画像の対応する画素間で論理和の演算を実行して背景画像を作成する手段と、該背景画像の高輝度領域を収縮させ、前記欠陥候補画像に生じているエッジ部分より内側に入る収縮背景画像を作成する手段と、該収縮背景画像及び前記欠陥候補画像の対応する画素間で論理積の演算を実行して判定画像を作成する手段と、該判定画像に基づいて、前記同一パターンに発生している欠陥を検出する手段とを備えていることにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
即ち、本発明においては、欠陥候補画像と、そのエッジ部分より小さい収縮背景画像との間で論理積の演算を行うようにしたので、該欠陥候補画像から微小欠陥の情報を消すことなく、エッジ部分を除去することができることから、該エッジ部分に起因してパターン上のエッジ部を欠陥として誤検出することを防止できる上に、微小欠陥の検出も確実にできるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る一実施形態の検査装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の検査装置は、検査対象のワークを搬送する搬送部１０と、該搬送部１０により所定位置に搬送されたワークを撮像して被検査画像を入力する画像入力部１２と、入力された被検査画像に対して以下に詳述する欠陥検査のための画像処理を行う画像処理部１４と、処理結果の表示等を行う検査結果出力部１６と、これら各部１０〜１６を制御する制御部１８とを備えている。
【００１４】
この検査装置について詳述すると、前記画像入力部１２では、ワークに形成されている、本来同一であるべき２つのパターンを落射照明（図示せず）下で撮像して第１及び第２の被検査画像をそれぞれ入力するようになっている。
【００１５】
又、前記画像処理部１４はコンピュータ等で構成され、該処理部１４には、前記画像入力部１２により入力された第１及び第２の被検査画像をそれぞれ２値化する手段と、２値化前又は後の両画像を互いに位置合わせする手段と、位置合わせ後の両２値画像の対応する画素間で排他的論理和の演算を実行して欠陥候補画像を作成する手段と、位置合わせ後の前記両２値画像の対応する画素間で論理和の演算を実行して背景画像を作成する手段と、該背景画像の高輝度領域を収縮させ、前記欠陥候補画像に生じているエッジ部分より内側に入る大きさの収縮背景画像を作成する手段と、該収縮背景画像及び前記欠陥候補画像の対応する画素間で論理積の演算を実行して判定画像を作成する手段と、該判定画像に基づいて前記同一パターンに発生している欠陥を検出する手段とが、ソフトウェア等により構築されている。
【００１６】
本実施形態においては、前述した如く、前記画像入力部１２により、同一であるべき２つのパターン（２つの同一パターン）を撮像して、第１被検査画像及び第２被検査画像を入力する。ここでは、便宜上、これら両被検査画像が、図２（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示すように、前記図５（Ａ）、（Ｂ）に示したものと実質的に同一である、即ちリードフレームで、隣接する単位パターンを撮像したものであるとして説明する。
【００１７】
前記画像処理部１４においては、入力された図２（Ａ）、（Ｂ）に示した第１及び第２の両被検査画像に対して、前記図５の場合と同様の処理を行う。即ち、上記両被検査画像をそれぞれ２値化して、図２（Ｃ）、（Ｄ）の２値画像を作成した後、これら両２値画像を位置合わせし、次いで両者間で排他的論理和（ＸＯＲ）をとって、同図（Ｅ）の欠陥候補画像を作成する。
【００１８】
その一方で、位置合わせ後の上記両２値画像の間で論理和（ＯＲ）をとって、同図（Ｆ）に示す背景画像を作成し、該背景画像を同図（Ｅ）の前記欠陥候補画像のエッジ部分より内側になるように、所定の画素数分収縮して同図（Ｇ）の収縮背景画像を作成し、この収縮背景画像と前記欠陥候補画像との間で論理積（ＡＮＤ）をとって、同図（Ｈ）に示す判定画像を作成する。その後、この判定画像について、ラベリング処理を行い、ラベリングされた領域の面積や最小幅等を元に欠陥であるか否かの判定を行う。
【００１９】
なお、ワーク表面の粗度の影響が大きい等の場合には、前記論理積を演算する前に、微小欠陥が消えない、例えば３画素等の限界値を予め設定しておき、その画素数の範囲で前記欠陥候補画像に対して収縮処理を施すようにしてもよい。
【００２０】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、孤立点や微小領域の削除のために、エッジ部分については前記背景画像に対する収縮処理を、表面部については前記論理積の演算処理を行うようにしたため、それぞれ個別の基準で除去処理を行うことができる。
【００２１】
従って、パターンのエッジ部を誤検出しないようにするために、欠陥候補画像に対して十分な画素数分の収縮処理を行ったとしても、パターン表面上の微小欠陥に関する画像情報が消えてしまうことを防止できるため、エッジ部を誤検出することなく微小欠陥を確実に検出することができることから、検査精度を向上することができる。
【００２２】
【実施例】
図３には、本実施形態の具体例である検査装置の実施例を示す。この実施例では、カセット２０に積載されている検査対象品であるリードフレーム（ワーク）Ｗを、ローダ２２により１枚ずつ真空吸着して、前記搬送部１０に含まれる搬送ベルト２４上の上流側に移載するようになっている。このリードフレームＷは、その最初の繰り返しパターン（単位パターン）が、エリアセンサカメラ（画像入力部）１２の視野内に入る位置まで搬送して停止させ、その単位パターンを図示しない落射照明の下で撮像し、被検査画像を入力する。
【００２３】
次いで、その隣りのパターンが視野に入る位置まで搬送して停止させ、２番目の単位パターンについて、被検査画像を同様に撮像して入力する。同様の作業を、最後の単位パターンになるまで繰り返す。このようにして撮像された複数の被検査画像は、画像処理部１４において本実施形態の手法により処理され、その結果を元に良品と不良品に振り分け、アンローダ２６によりそれぞれ該当するカセット２８、３０に積載する。
【００２４】
本実施例の欠陥検出には、本来同一であるべき単位パターンについて第１と第２の２枚の被検査画像が必要であるが、その際の単位パターンの組合せには、例えば図４に模式的に示すように、（Ａ）〜（Ｄ）の４つの単位パターンが繰り返されている４連のリードフレームＷの場合であれば、次の（１）〜（３）がある。
【００２５】
（１）（Ａ）と（Ｂ）の間、（Ｃ）と（Ｄ）の間でそれぞれ検査を行う。
（２）（Ａ）と（Ｂ）、（Ｂ）と（Ｃ）、（Ｃ）と（Ｄ）のそれぞれの間で検査を行う。
（３）良品に基づいて事前に用意しておいたマスターデータ（基準画像）と、
【００２６】
（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれの画像の間で検査を行う。
【００２７】
上記（１）の方法は、４連のリードフレームＷについて前記図２に示した画像処理を２回行うだけで済む利点はあるが、欠陥が検出された場合に、その欠陥がどちらの単位パターンに属するか不明であるため、例えば図２（Ｃ）、（Ｄ）の２値画像と対比させる等により、その帰属を確定する必要がある。
【００２８】
これに対して（２）の方法は、（１）の方法より１回画像処理が増えることになるが、３つの組合せにはそれぞれ共通の単位パターンが含まれているため、各組合わせの結果を対比するだけで欠陥の帰属を確定できる利点がある。又、（３）の方法は、画像処理が（２）の方法より更に１回増えるものの、この場合は欠陥の帰属の確定そのものが不要である利点がある。
【００２９】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３０】
例えば、前記実施形態では、具体的な処理として第１及び第２の両被検査画像を２値化した後に位置合せする場合を示したが、これに限定されず、２値化する前に位置合せするようにしてもよいことはいうまでもない。
【００３１】
又、前記実施形態では、リードフレームの隣り同士の単位パターンについて得られる被検査画像の間で処理する場合を示したが、離れた位置関係にある２つの単位パターンの間であってもよいことはいうまでもない。
【００３２】
又、ワークとしてもリードフレームに限らず、本来同一であるべきパターンが形成されているものであれば任意であり、例えば電気カミソリの網刃であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、本来同一であるべき２つのパターンを落射照明下で撮像して得られる２つの被検査画像に基づいて該パターンに生じている欠陥を検査する際、その検査精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の検査装置の概略構成を示すブロック図
【図２】本実施形態の検査方法による画像の処理手順を示す説明図
【図３】本実施形態の具体例の要部を示す概略正面図
【図４】リードフレームを模式的に示す説明図
【図５】従来の検査方法による画像の処理手順を示す説明図
【符号の説明】
１０…搬送部
１２…画像入力部
１４…画像処理部
１６…検査結果出力部
１８…制御部

Claims

ワークに形成されている２つの同一パターンを落射照明下で撮像して第１及び第２の被検査画像をそれぞれ入力する手段と、
入力された第１及び第２の被検査画像を、それぞれ２値化する手段と、
２値化前又は後の両画像を互いに位置合わせする手段と、
位置合せ後の両２値画像の対応する画素間で排他的論理和の演算を実行して欠陥候補画像を作成する手段と、
位置合わせ後の前記両２値画像の対応する画素間で論理和の演算を実行して背景画像を作成する手段と、
該背景画像の高輝度領域を収縮させ、前記欠陥候補画像に生じているエッジ部分より内側に入る収縮背景画像を作成する手段と、
該収縮背景画像及び前記欠陥候補画像の対応する画素間で論理積の演算を実行して判定画像を作成する手段と、
該判定画像に基づいて、前記同一パターンに発生している欠陥を検出する手段とを備えていることを特徴とする検査装置。