JP5362368B2 - Appearance inspection apparatus and appearance inspection method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for inspection of external appearance that shorten an imaging distance and a time tact. <P>SOLUTION: Arbitrary telecentric lenses 18c, 18d among a plurality of telecentric lenses where the width of whole pixels is larger than a scanning line width are arranged so as to allow optical axes to be vertical with respect to the surface of a movement stage. The other telecentric lenses 18a, 18b are arranged so as to allow the optical axes to be in parallel with the surface of the movement stage. Thus, a scanning line with respect to a workpiece on the movement stage is closely arranged in a scanning direction, thereby shortening the visual field intervals of line sensors 13. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、微細部品の外観を光学的に検査することができる外観検査装置及び外観検査方法に係り、特に工程作業時間(タクトタイム)を短縮することができる外観検査装置及び外観検査方法に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus and an appearance inspection method capable of optically inspecting the appearance of a fine component, and more particularly to an appearance inspection apparatus and an appearance inspection method capable of reducing process work time (tact time).

近年の電子部品は微細化しており、例えばLSIのリード端子を基板に接続するLSIパッドは、幅270μm、奥行き190μm、高さ45μmの立方体形状を成し、凹凸、付着物、欠け、張り出し等の形状の異常がないか否かを10μm以上の精度で外観検査を行う必要が有る。   In recent years, electronic components have been miniaturized. For example, an LSI pad for connecting an LSI lead terminal to a substrate has a cubic shape with a width of 270 μm, a depth of 190 μm, and a height of 45 μm. It is necessary to perform an appearance inspection with an accuracy of 10 μm or more to determine whether there is a shape abnormality.

従来技術による外観検査装置は、図7に示す如く、LSIバッド10を2000個を一群として6箇所に形成されたベース11上に複数のラインセンサ13を配置し、このラインセンサ13を矢印A方向に走査することによって光学的検査を行う様に構成されている。   As shown in FIG. 7, in the conventional visual inspection apparatus, a plurality of line sensors 13 are arranged on a base 11 formed in six locations with 2000 LSI pads 10 as a group, and these line sensors 13 are arranged in the direction of arrow A. It is configured to perform an optical inspection by scanning.

このラインセンサ13は、図6に示す如く、同軸照明17を有するテレセントリックレンズ18を介して走査線91を光学的に矢印A方向に走査する。このテレセントリックレンズとは、主光線が焦点を通るように配列したことにより、主光線が光軸に対して平行なレンズ(画角が0゜となるレンズ)であり、通常のレンズでは物体が光軸方向に移動すると像の大きさが変わるために測定誤差が発生するものであるのに対して物体の位置が移動しても像の大きさが変わらない特性と、視差による画像の歪みが生じない特性と、同軸照明17との併用によって平板な板状のワークについて安定した画像が取り込める特性とを有する。   As shown in FIG. 6, the line sensor 13 optically scans the scanning line 91 in the arrow A direction via the telecentric lens 18 having the coaxial illumination 17. This telecentric lens is a lens in which the chief rays are arranged so as to pass through the focal point, so that the chief rays are parallel to the optical axis (lens whose angle of view is 0 °). Measurement error occurs because the image size changes when moving in the axial direction, but the image size does not change even if the position of the object moves, and image distortion due to parallax occurs And a characteristic that a stable image can be taken in a flat plate-like workpiece by the combined use with the coaxial illumination 17.

尚、前述の微細部品の外観を光学的に検査することができる外観検査装置が記載された文献としては、下記特許文献1が挙げられ、この特許文献1には、平板状の検査対象物を方向Aに沿って移動させる移動手段と、検査対象物の移動平面に対して平行に間隔をあけかつ検査対象物の移動方向Aに交差する方向に沿って配置された直線状の照明手段と、該照明手段から出射される光を、検査対象物の移動方向Aに向かって斜め前方または斜め後方またはその両方向から入射させる入射方向設定手段と、検査対象物で反射された光を撮像するラインセンサカメラを具備する構成とすることによって、部品の装着方向に影響されることなく、精度の高い検査を可能とする技術が記載されているものの、比較的大径のテレセントリックレンズを用いた検査装置については記載されていない。   Incidentally, as a document describing an appearance inspection apparatus capable of optically inspecting the appearance of the above-mentioned fine parts, the following Patent Document 1 can be cited, and this Patent Document 1 includes a flat inspection object. A moving means for moving along the direction A, a linear illumination means spaced in parallel to the moving plane of the inspection object and arranged along a direction intersecting the moving direction A of the inspection object; Incident direction setting means for causing light emitted from the illumination means to enter obliquely forward, obliquely backward, or both directions in the moving direction A of the inspection object, and a line sensor for imaging the light reflected by the inspection object Although a technology that enables high-accuracy inspection without being affected by the mounting direction of components by using a configuration including a camera is described, a relatively large-diameter telecentric lens is used. It is not described inspection apparatus.

特開平11−160035号公報   Japanese Patent Laid-Open No. 11-160035

前述したテレセントリックレンズを用いた外観検査装置は、テレセントリックレンズ18が、走査を行う視野幅(走査線の長さ)L04に対してレンズ筒が倍の寸法(例えば視野幅L04=20mmに対して全画素幅L02=40mm)が必要となり、このため図7に示したLSIパッド群が3×3配置されたベース11上を走査するためには、テレセントリックレンズ18の円筒幅が図に円形で示した如く6箇所に配置され、ベース11を複数のテレセントリックレンズ18に対して相対的に85.4mm移動させなければならず、このため1つのラインセンサの視野間隔が冗長となって撮像距離及びタイムタクトが長くなると言う不具合があった。   In the appearance inspection apparatus using the telecentric lens described above, the telecentric lens 18 has a lens tube size twice that of the scanning field width (scanning line length) L04 (for example, the entire field width L04 = 20 mm). Therefore, in order to scan the base 11 on which the LSI pad group shown in FIG. 7 is arranged 3 × 3, the cylindrical width of the telecentric lens 18 is shown as a circle. Thus, the base 11 must be moved 85.4 mm relative to the plurality of telecentric lenses 18, so that the visual field interval of one line sensor becomes redundant, and the imaging distance and time tact There was a problem that would be longer.

本発明の目的は、ラインセンサの視野間隔を短くすることにより撮像距離及びタイムタクトを短くすることができる外観検査装置及び外観検査方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus and an appearance inspection method capable of shortening an imaging distance and a time tact by shortening a visual field interval of a line sensor.

前記目的を達成するために本発明は、板状の被検査対象物上の走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数のテレセントリックレンズを備え、被検査物移動方向に対して直角方向に隣接する被検査物移上の第1走査領域から第4走査領域を撮像検査する外観検査装置であって、
前記板状の被検査対象物を搭載してXY方向に移動する平板状の移動ステージと、
該移動ステージの面に対して光軸が移動ステージの面と平行になるように前記直角方向に対して線対称に配置した複数の平行配置テレセントリックレンズと、
前記複数の平行配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して反射する複数の反射鏡と、
該複数の反射鏡が反射した出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の平行配置ラインセンサと、
該移動ステージの面に対して光軸が垂直になるように前記直角方向に対して線対称に配置した複数の垂直配置テレセントリックレンズと、
該複数の垂直配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の垂直配置ラインセンサと、
前記複数の垂直配置及び平行配置ラインセンサにより光電変換した画像信号を入力として被検査対象物の画像信号を処理する画像処理部とを備え、
前記平行配置テレセントリックレンズと反射板と平行配置ラインセンサが、前記第1走査領域を走査する第1光学系と該第1走査領域と隣接する第2走査領域を走査する第2光学系とを形成し、
前記垂直配置テレセントリックレンズと反射鏡と垂直配置ラインセンサとが、前記第3走査領域を走査する第3光学系と該第3領域と隣接する第4領域を走査する第4光学系とを形成し、前記第2光学系及び第4光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査した後に前記第1光学系及び第3光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査することを第1の特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of telecentric lenses having a total pixel width larger than the scanning line width on a plate-like object to be inspected, and is adjacent in a direction perpendicular to the direction of object movement. An appearance inspection apparatus for imaging and inspecting a fourth scanning area from a first scanning area on an object to be inspected ,
A plate-like moving stage that carries the plate-like object to be inspected and moves in the XY direction;
A plurality of parallel arranged telecentric lenses arranged in line symmetry with respect to the perpendicular direction so that the optical axis is parallel to the surface of the moving stage with respect to the surface of the moving stage;
A plurality of reflecting mirrors that receive and reflect the scanning light emitted from the plurality of parallel arranged telecentric lenses;
A plurality of parallel-arranged line sensors that make incident scanning light reflected by the plurality of reflecting mirrors and photoelectrically convert image signals;
A plurality of vertically arranged telecentric lenses arranged in line symmetry with respect to the perpendicular direction so that the optical axis is perpendicular to the surface of the moving stage;
A plurality of vertically arranged line sensors that enter scanning light emitted from the plurality of vertically arranged telecentric lenses and perform photoelectric conversion on image signals;
An image processing unit that processes an image signal of an object to be inspected with an image signal photoelectrically converted by the plurality of vertical arrangement and parallel arrangement line sensors as an input;
The parallel-arranged telecentric lens, the reflector, and the parallel-arranged line sensor form a first optical system that scans the first scanning area and a second optical system that scans a second scanning area adjacent to the first scanning area. And
The vertically arranged telecentric lens, the reflecting mirror, and the vertically arranged line sensor form a third optical system that scans the third scanning area and a fourth optical system that scans the fourth area adjacent to the third area. the second optical system and the fourth optical system is the perpendicular direction to the same the upper line after scanning the first optical system and the third optical system is the perpendicular direction that you scan on the same line a first Features.

また、本発明は、前記特徴の外観検査装置において、前記平行配置光学系と垂直配置光学系を被検査物移動方向に対して直角方向に交互に配置したことを第2の特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, the parallel inspection optical system and the vertical arrangement optical system are alternately arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the inspection object .

さらに、本発明は、板状の被検査対象物を搭載してXY方向に移動する平板状の移動ステージと、該移動ステージの面に対して光軸が移動ステージの面と平行になるように前記直角方向に対して線対称に配置した走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数の平行配置テレセントリックレンズと、前記複数の平行配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して反射する複数の反射鏡と、該複数の反射鏡が反射した出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の平行配置ラインセンサと、該移動ステージの面に対して光軸が垂直になるように前記直角方向に対して線対称に配置した走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数の垂直配置テレセントリックレンズと、該複数の垂直配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の垂直配置ラインセンサと、前記複数の垂直配置及び平行配置ラインセンサにより光電変換した画像信号を入力として被検査対象物の画像信号を処理する画像処理部とを備えた外観検査装置を用い、被検査物移動方向に対して直角方向に隣接する被検査物移上の第1走査領域から第4走査領域を撮像検査する外観検査方法であって、
前記平行配置テレセントリックレンズと反射鏡と平行配置ラインセンサが、前記第1走査領域を走査する第1光学系と該第1走査領域と隣接する第2走査領域を走査する第2光学系とを形成し、前記垂直配置テレセントリックレンズと垂直配置ラインセンサが、前記第3走査領域を走査する第3光学系と該第3領域と隣接する第4領域を走査する第4光学系とを形成し、
前記第2光学系及び第4光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査した後に前記第1光学系及び第3光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査するように動作することを第3の特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a flat plate-like moving stage that mounts a plate-like object to be inspected and moves in the XY direction, and an optical axis that is parallel to the surface of the moving stage with respect to the surface of the moving stage. A plurality of parallel arranged telecentric lenses having a total pixel width larger than a scanning line width arranged in line symmetry with respect to the perpendicular direction, and a plurality of scanning lights incident from and reflected from the plurality of parallel arranged telecentric lenses Reflector, a plurality of parallel line sensors that photoelectrically convert image signals by entering the scanning light reflected by the plurality of reflectors, and an optical axis perpendicular to the surface of the moving stage A plurality of vertically arranged telecentric lenses having a total pixel width larger than a scanning line width arranged in line symmetry with respect to the perpendicular direction, and scanning emitted from the plurality of vertically arranged telecentric lenses Image processing for processing an image signal of an object to be inspected by inputting a plurality of vertical arrangement line sensors that perform photoelectric conversion on an image signal by inputting the image signal, and image signals photoelectrically converted by the plurality of vertical arrangement and parallel arrangement line sensors And a visual inspection method for imaging and inspecting a first scanning region to a fourth scanning region on an inspection object adjacent in a direction perpendicular to the inspection object movement direction .
The parallel-arranged telecentric lens, the reflecting mirror, and the parallel-arranged line sensor form a first optical system that scans the first scanning region and a second optical system that scans a second scanning region adjacent to the first scanning region. The vertically arranged telecentric lens and the vertically arranged line sensor form a third optical system that scans the third scanning region and a fourth optical system that scans a fourth region adjacent to the third region;
After the second optical system and the fourth optical system scan the same line in the perpendicular direction, the first optical system and the third optical system operate so as to scan the same line in the perpendicular direction . Three features.

また、本発明は、前記外観検査方法において、前記平行配置光学系と垂直配置光学系を被検査物移動方向に対して直角方向に交互に配置したことを第4の特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the visual inspection method, the parallel arrangement optical system and the vertical arrangement optical system are alternately arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the inspection object .

本発明による外観検査装置及び外観検査方法は、走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数のテレセントリックレンズのうち、任意のテレセントリックレンズを移動ステージの面に対して光軸が垂直になるように配置し、他のテレセントリックレンズを移動ステージの面に対して光軸が移動ステージの面と平行になるように配置したことにより、移動ステージ上の被検査対象物に対する走査線を走査方向に対して密接して配置することができ、これによりラインセンサの視野間隔を短くすることにより撮像距離及びタイムタクトを短くすることができる。   In the visual inspection apparatus and visual inspection method according to the present invention, an optical axis of any telecentric lens out of a plurality of telecentric lenses having a total pixel width larger than the scanning line width is perpendicular to the surface of the moving stage. By arranging the other telecentric lens so that the optical axis is parallel to the surface of the moving stage with respect to the surface of the moving stage, the scanning line for the object to be inspected on the moving stage is set in the scanning direction. They can be arranged closely, thereby shortening the imaging distance and time tact by shortening the visual field interval of the line sensor.

本発明の一実施形態による外観検査装置の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the external appearance inspection apparatus by one Embodiment of this invention. 本実施形態による外観検査装置の全体構成配置を示す図。The figure which shows the whole structure arrangement | positioning of the external appearance inspection apparatus by this embodiment. 本実施形態による外観検査装置の走査を説明するための図。The figure for demonstrating the scanning of the external appearance inspection apparatus by this embodiment. 本実施形態による外観検査装置の光学系を示す図。The figure which shows the optical system of the external appearance inspection apparatus by this embodiment. 本実施形態による外観検査装置の構成部位を示す図。The figure which shows the structure part of the external appearance inspection apparatus by this embodiment. テレセントリックレンズを説明するための図。The figure for demonstrating a telecentric lens. 従来技術による外観検査装置の走査を説明するための図。The figure for demonstrating the scanning of the external appearance inspection apparatus by a prior art.

以下、本発明の一実施形態による外観検査装置を図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態による外観検査装置の全体構成は、図1に示す如く、LSIパッド走査領域90に対して分割して走査する4つのラインセンサ13と、該ラインセンサ13中の2つの走査線上の光を反射する2つの反射鏡16と、後述する画像処理部30による画像の解析と、該画像処理部30により入力した解析結果の表示を行うパーソナルコンピュータ50とから構成される。
Hereinafter, an appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the overall configuration of the appearance inspection apparatus according to the present embodiment is divided into four line sensors 13 that scan the LSI pad scanning area 90 and light on two scanning lines in the line sensor 13. And a personal computer 50 that displays an analysis result input by the image processing unit 30 and an analysis result input by the image processing unit 30.

前記外観検査装置の全体構成配置は、図2に示す如く、第1の走査領域を光学的に走査するための第1光学系と、第2の走査領域を光学的に走査するための第2光学系と、第3の走査領域を光学的に走査するための第3光学系と、第4の走査領域を光学的に走査するための第4光学系とから構成される。   As shown in FIG. 2, the overall configuration of the appearance inspection apparatus includes a first optical system for optically scanning the first scanning area and a second for optically scanning the second scanning area. The optical system includes a third optical system for optically scanning the third scanning region, and a fourth optical system for optically scanning the fourth scanning region.

前記第1光学系は、同軸照明17aから照射した光を第1照射領域に照射し、その反射光を受光してレンズ光軸に対して平行に偏光して出射するテレセントリックレンズ18aと、第1照射領域からの反射光を入反射して前記テレセントリックレンズ18aに入射する反射鏡16aと、前記テレセントリックレンズ18aから出射した走査光を受光するラインセンサ13aとから構成される。   The first optical system irradiates light irradiated from the coaxial illumination 17a onto the first irradiation region, receives the reflected light, and polarizes the light parallel to the lens optical axis and emits the first centric lens 18a. A reflection mirror 16a that enters and reflects the reflected light from the irradiated region and enters the telecentric lens 18a, and a line sensor 13a that receives the scanning light emitted from the telecentric lens 18a.

前記第2学系は、同軸照明17bから照射した光を第2照射領域に照射し、その反射光を受光してレンズ光軸に対して平行に偏光して出射するテレセントリックレンズ18bと、第2照射領域からの反射光を入反射して前記テレセントリックレンズ18bに入射する反射鏡16bと、該反射鏡16bから反射した走査光を受光するラインセンサ13bとから構成される。   The second school system irradiates the light irradiated from the coaxial illumination 17b to the second irradiation region, receives the reflected light, polarizes it parallel to the lens optical axis, and emits the telecentric lens 18b. A reflection mirror 16b that enters and reflects the reflected light from the irradiation region and enters the telecentric lens 18b, and a line sensor 13b that receives the scanning light reflected from the reflection mirror 16b.

前記第3光学系は、同軸照明17cから照射した光を第3照射領域に照射し、その反射光を受光してレンズ光軸に対して平行に偏光して出射するテレセントリックレンズ18cと、前記テレセントリックレンズ18cから出射した光を受光するラインセンサ13cとから構成される。   The third optical system irradiates light irradiated from the coaxial illumination 17c to the third irradiation region, receives the reflected light, and polarizes the light in parallel with the lens optical axis and emits the telecentric lens 18c. And a line sensor 13c that receives light emitted from the lens 18c.

前記第4光学系は、同軸照明17dから照射した光を第4照射領域に照射し、その反射光を受光してレンズ光軸に対して平行に偏光して出射するテレセントリックレンズ18dと、該テレセントリックレンズ18dから出射した光を受光するラインセンサ13dとから構成される。   The fourth optical system irradiates light irradiated from the coaxial illumination 17d to the fourth irradiation region, receives the reflected light, and polarizes the light parallel to the lens optical axis and emits it, and the telecentric lens 18d. The line sensor 13d receives light emitted from the lens 18d.

特に本実施形態による光学系は、第1走査領域を走査する第1光学系と該第1走査領域と隣接する第2走査領域を走査する第2光学系とを走査領域面に対して平行な方向に配置すると共に、前記第3走査領域を走査する第3光学系と該第3領域と隣接する第4領域を走査する第4光学系とを走査領域面に対して垂直方向に配置するように構成している。   In particular, in the optical system according to the present embodiment, the first optical system that scans the first scanning region and the second optical system that scans the second scanning region adjacent to the first scanning region are parallel to the scanning region surface. And a third optical system that scans the third scanning region and a fourth optical system that scans a fourth region adjacent to the third region are arranged in a direction perpendicular to the scanning region plane. It is configured.

前記第1及び第2光学系は、図4(a)に示す如く、被検査物(ベース11)の移動方向に対して走査領域が重複しないように対向して配置され、被検査物からの反射光を反射鏡16a及び16bによって90度偏光し、それぞれの光をテレセントリックレンズ18a及び18bに入射し、該テレセントリックレンズ18a及び18bから出射した走査光をラインセンサ13a及び13bが入射することによって、隣接した第1及び第2領域を光学的に走査することができる。尚、走査領域は後述する画像処理部により削除できるため重複しても良い。   As shown in FIG. 4A, the first and second optical systems are arranged to face each other so that the scanning areas do not overlap with the moving direction of the inspection object (base 11). The reflected light is polarized 90 degrees by the reflecting mirrors 16a and 16b, the respective lights are incident on the telecentric lenses 18a and 18b, and the scanning lights emitted from the telecentric lenses 18a and 18b are incident on the line sensors 13a and 13b. Adjacent first and second regions can be optically scanned. Note that the scanning area may be overlapped because it can be deleted by an image processing section described later.

前記第3及び第4光学系は、図4(b)に示す如く、被検査物(ベース11)の移動方向に対して走査領域が重複しないように垂直に配置され、被検査物からの反射光をテレセントリックレンズ18c及び18dに入射し、該テレセントリックレンズ18c及び18dから出射した光をラインセンサ13c及び13dが入射することによって、隣接した第3及び第4領域を光学的に走査することができる。尚、走査領域は後述する画像処理部により削除できるため重複しても良い。   As shown in FIG. 4B, the third and fourth optical systems are arranged vertically so that the scanning regions do not overlap with the moving direction of the inspection object (base 11), and are reflected from the inspection object. Light is incident on the telecentric lenses 18c and 18d, and the line sensors 13c and 13d are incident on the light emitted from the telecentric lenses 18c and 18d, so that the adjacent third and fourth regions can be optically scanned. . Note that the scanning area may be overlapped because it can be deleted by an image processing section described later.

本実施形態による外観検査装置全体の構成部位は、図5に示す如く、第1の光学系部20aと、該第1光学系部20aから出射した反射光を入力するラインセンサ13aと、該ラインセンサ13aが光電変換により電気信号により変換した画像データを入力し、LSIパッドの画像を抽出する画像処理部30aと、第2の光学系部20bと、該第1光学系部20bから出射した走査光を入力するラインセンサ13bと、該ラインセンサ13bが光電変換により電気信号により変換した画像データを入力し、LSIパッドの画像を抽出して形状異常を判定する画像処理部30bと、図示しない第3及び第4の光学系/ラインセンサ/画像処理部と、前記該画像処理部30a他から出力された判定結果と形状異常部位の画像をLAN40を介してLANインタフェース51を介して入力し、LSIパッドの形状異常を表示するパーソナルコンピュータ50と、該パーソナルコンピュータ50のモータコントローラ52によりモータドライバ54及び55を制御して被検査物(ベース11)をXY方向に移動するXYステージとを備える。   As shown in FIG. 5, the components of the entire appearance inspection apparatus according to the present embodiment include a first optical system unit 20a, a line sensor 13a for inputting reflected light emitted from the first optical system unit 20a, and the line. An image processing unit 30a that inputs image data converted by an electrical signal by photoelectric conversion by the sensor 13a and extracts an image of an LSI pad, a second optical system unit 20b, and a scan emitted from the first optical system unit 20b A line sensor 13b for inputting light, an image processing unit 30b for inputting image data converted by an electrical signal by photoelectric conversion by the line sensor 13b, extracting an image of the LSI pad, and determining a shape abnormality; The determination results output from the third and fourth optical systems / line sensors / image processing units, the image processing unit 30a, and the like and the image of the abnormal shape portion are transmitted via the LAN 40. A personal computer 50 that inputs via the AN interface 51 and displays an LSI pad shape abnormality, and a motor controller 52 of the personal computer 50 controls the motor drivers 54 and 55 to move the object under inspection (base 11) in the X and Y directions. And an XY stage that moves to the position.

前述のように構成された本実施形態による外観検査装置は、図3に示す如く、被検査物(ベース11)の上面側から観た場合、テレセントリックレンズ18a及び18bの軸方向が被検査物の面に対して平行に配置し、テレセントリックレンズ18c及び18dを被検査物の面に対して垂直に配置したことによって、視野間隔を図7に示した従来に比べて半分(42.7mm)にすることにより撮像距離及びタイムタクトを短くすることができる。   As shown in FIG. 3, the visual inspection apparatus according to the present embodiment configured as described above has an axial direction of the telecentric lenses 18a and 18b of the inspection object when viewed from the upper surface side of the inspection object (base 11). By arranging the telecentric lenses 18c and 18d perpendicular to the surface of the object to be inspected, the field interval is halved (42.7 mm) compared to the conventional case shown in FIG. As a result, the imaging distance and the time tact can be shortened.

即ち、本実施形態による外観検査装置は、被検査対象物上の視野幅L04に比べて全画素幅L02が大きい構造の複数のテレセントリックレンズを、光軸がベース面に対して垂直及び平行になるように配置することによって、ラインセンサの走査線を従来と比較して密接して配することができ、これによって撮像距離及びタイムタクトを短くすることができる。 That is, the visual inspection apparatus according to the present embodiment has a plurality of telecentric lenses having a structure in which the total pixel width L02 is larger than the visual field width L04 on the object to be inspected, and the optical axis is perpendicular and parallel to the base surface. By arranging in this way, it is possible to arrange the scanning lines of the line sensor more closely than in the prior art, thereby shortening the imaging distance and time tact.

尚、本実施形態においては、2つのテレセントリックレンズを同一の配置として交互に配置する例を説明したが、本発明はこれら限られるものではなく、例えば垂直と平行配置のテレセントリックレンズを交互に配置する等の他の配置を行っても良い。 In this embodiment, an example in which two telecentric lenses are alternately arranged in the same arrangement has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, telecentric lenses arranged vertically and in parallel are arranged alternately. Other arrangements may be made.

13、13a〜13d:ラインセンサ、16、16a、16b:反射鏡、
17、17a〜17d:同軸照明、18、18a〜18d:テレセントリックレンズ、
20a、20b:光学系部、30、30a、30b:画像処理部、
50:パーソナルコンピュータ、51:LANインタフェース、
52:モータコントローラ、54:モータドライバ、90:パッド走査領域。
13, 13a to 13d: line sensor, 16, 16a, 16b: reflecting mirror,
17, 17a to 17d: coaxial illumination, 18, 18a to 18d: telecentric lens,
20a, 20b: optical system unit, 30, 30a, 30b: image processing unit,
50: Personal computer 51: LAN interface
52: Motor controller, 54: Motor driver, 90: Pad scanning area.

Claims (4)

板状の被検査対象物上の走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数のテレセントリックレンズを備え、被検査物移動方向に対して直角方向に隣接する被検査物移上の第1走査領域から第4走査領域を撮像検査する外観検査装置であって、
前記板状の被検査対象物を搭載してXY方向に移動する平板状の移動ステージと、
該移動ステージの面に対して光軸が移動ステージの面と平行になるように前記直角方向に対して線対称に配置した複数の平行配置テレセントリックレンズと、
前記複数の平行配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して反射する複数の反射鏡と、
該複数の反射鏡が反射した出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の平行配置ラインセンサと、
該移動ステージの面に対して光軸が垂直になるように前記直角方向に対して線対称に配置した複数の垂直配置テレセントリックレンズと、
該複数の垂直配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の垂直配置ラインセンサと、
前記複数の垂直配置及び平行配置ラインセンサにより光電変換した画像信号を入力として被検査対象物の画像信号を処理する画像処理部とを備え、

前記平行配置テレセントリックレンズと反射板と平行配置ラインセンサが、前記第1走査領域を走査する第1光学系と該第1走査領域と隣接する第2走査領域を走査する第2光学系とを形成し、前記垂直配置テレセントリックレンズと反射鏡と垂直配置ラインセンサとが、前記第3走査領域を走査する第3光学系と該第3領域と隣接する第4領域を走査する第4光学系とを形成し、
前記第2光学系及び第4光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査した後に前記第1光学系及び第3光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査する外観検査装置。
A first scanning region on a moving object to be inspected that includes a plurality of telecentric lenses having a total pixel width larger than a scanning line width on a plate-shaped object to be inspected and is adjacent to the direction of the object to be inspected perpendicularly A visual inspection apparatus for imaging and inspecting the fourth scanning region ,
A plate-like moving stage that carries the plate-like object to be inspected and moves in the XY direction;
A plurality of parallel arranged telecentric lenses arranged in line symmetry with respect to the perpendicular direction so that the optical axis is parallel to the surface of the moving stage with respect to the surface of the moving stage;
A plurality of reflecting mirrors that receive and reflect the scanning light emitted from the plurality of parallel arranged telecentric lenses;
A plurality of parallel-arranged line sensors that make incident scanning light reflected by the plurality of reflecting mirrors and photoelectrically convert image signals;
A plurality of vertically arranged telecentric lenses arranged in line symmetry with respect to the perpendicular direction so that the optical axis is perpendicular to the surface of the moving stage;
A plurality of vertically arranged line sensors that enter scanning light emitted from the plurality of vertically arranged telecentric lenses and perform photoelectric conversion on image signals;
An image processing unit that processes an image signal of an object to be inspected with an image signal photoelectrically converted by the plurality of vertical arrangement and parallel arrangement line sensors as an input;

The parallel-arranged telecentric lens, the reflector, and the parallel-arranged line sensor form a first optical system that scans the first scanning area and a second optical system that scans a second scanning area adjacent to the first scanning area. The vertical arrangement telecentric lens, the reflecting mirror, and the vertical arrangement line sensor include a third optical system that scans the third scanning area and a fourth optical system that scans the fourth area adjacent to the third area. Forming,
An appearance inspection apparatus in which the first optical system and the third optical system scan the same line in the perpendicular direction after the second optical system and the fourth optical system scan the same line in the perpendicular direction .
前記平行配置光学系と垂直配置光学系を被検査物移動方向に対して直角方向に交互に配置した請求項1記載の外観検査装置。 The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the parallel arrangement optical system and the vertical arrangement optical system are alternately arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the inspection object. 板状の被検査対象物を搭載してXY方向に移動する平板状の移動ステージと、該移動ステージの面に対して光軸が移動ステージの面と平行になるように前記直角方向に対して線対称に配置した走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数の平行配置テレセントリックレンズと、前記複数の平行配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して反射する複数の反射鏡と、該複数の反射鏡が反射した出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の平行配置ラインセンサと、該移動ステージの面に対して光軸が垂直になるように前記直角方向に対して線対称に配置した走査線幅に比べて全画素幅が大きい複数の垂直配置テレセントリックレンズと、該複数の垂直配置テレセントリックレンズから出射した走査光を入射して画像信号に光電変換を行う複数の垂直配置ラインセンサと、前記複数の垂直配置及び平行配置ラインセンサにより光電変換した画像信号を入力として被検査対象物の画像信号を処理する画像処理部とを備えた外観検査装置を用い、被検査物移動方向に対して直角方向に隣接する被検査物移上の第1走査領域から第4走査領域を撮像検査する外観検査方法であって、
前記平行配置テレセントリックレンズと反射鏡と平行配置ラインセンサが、前記第1走査領域を走査する第1光学系と該第1走査領域と隣接する第2走査領域を走査する第2光学系とを形成し、前記垂直配置テレセントリックレンズと垂直配置ラインセンサが、前記第3走査領域を走査する第3光学系と該第3領域と隣接する第4領域を走査する第4光学系とを形成し、
前記第2光学系及び第4光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査した後に前記第1光学系及び第3光学系が前記直角方向の同一ライン上を走査するように動作する外観検査方法。
A flat plate-like moving stage that mounts a plate-like object to be inspected and moves in the XY directions, and the perpendicular direction so that the optical axis is parallel to the surface of the moving stage with respect to the surface of the moving stage A plurality of parallel arranged telecentric lenses having a total pixel width larger than a scanning line width arranged in line symmetry; a plurality of reflecting mirrors that receive and reflect scanning light emitted from the plurality of parallel arranged telecentric lenses; A plurality of parallel-arranged line sensors that photoelectrically convert the image signal by entering the emitted scanning light reflected by the reflecting mirror, and the perpendicular direction so that the optical axis is perpendicular to the surface of the moving stage A plurality of vertically arranged telecentric lenses having a total pixel width larger than the scanning line width arranged symmetrically and scanning light emitted from the plurality of vertically arranged telecentric lenses. A plurality of vertical arrangement line sensors that perform photoelectric conversion, and an image processing unit that processes image signals of an object to be inspected by inputting image signals photoelectrically converted by the plurality of vertical arrangement and parallel arrangement line sensors. A visual inspection method for imaging and inspecting a fourth scanning region from a first scanning region on an object movement adjacent in a direction perpendicular to the inspection object movement direction using an inspection device ,
The parallel-arranged telecentric lens, the reflecting mirror, and the parallel-arranged line sensor form a first optical system that scans the first scanning region and a second optical system that scans a second scanning region adjacent to the first scanning region. The vertically arranged telecentric lens and the vertically arranged line sensor form a third optical system that scans the third scanning region and a fourth optical system that scans a fourth region adjacent to the third region;
An appearance inspection method in which the first optical system and the third optical system operate so as to scan the same line in the perpendicular direction after the second optical system and the fourth optical system scan the same line in the perpendicular direction. .
前記平行配置光学系と垂直配置光学系を被検査物移動方向に対して直角方向に交互に配置した請求項3記載の外観検査方法。 4. The appearance inspection method according to claim 3, wherein the parallel arrangement optical system and the vertical arrangement optical system are alternately arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the inspection object .
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