JP6546079B2 - 外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、外観検査装置及び外観検査方法に関する。

従来、電子デバイスの一方の主面（裏面）をカメラで撮像して電子デバイスの裏面の異常を検出するための裏面外観検査と電子デバイスの一方の側面をカメラで撮像して電子デバイスの側面の異常を検出するための側面外観検査とを切替えて行うことができる外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来の外観検査装置７００は、図５に示すように、電子デバイスＡの一方の側面側及び他方の側面側に配置された（電子デバイスＡを挟んで対向する位置に配置された）左右２つのミラー７４２，７４０と、電子デバイスＡの裏面側に位置するカメラ７６０とを備える。なお、従来の外観検査装置７００においては、裏面外観検査における光路長と側面外観検査における光路長とが同じ光路長となるように光学系部品の位置関係が設定されている。

従来の外観検査装置７００においては、左右２つのミラー７４２，７４０の高さ位置よりも上側に電子デバイスＡを配置して電子デバイスＡの裏面からの光を直接カメラ７６０に導くことにより裏面外観検査を行う（図５（ａ）参照。）。その後、左右２つのミラー７４２，７４０の中間の位置まで電子デバイスＡを下降させ、電子デバイスＡの側面からの光を左右２つのミラー７４２，７４０のいずれかを介してカメラ７６０に導くことにより側面外観検査を行う（図５（ｂ）参照。）。

従来の外観検査装置７００によれば、電子デバイスＡの裏面の異常を検出するための裏面外観検査と電子デバイスＡの側面の異常を検出するための側面外観検査とを切替えて行うことができるため、裏面外観検査用のカメラと側面外観検査用のカメラとを別々に用意する必要がなく、設備が大がかりにならずに済む。

また、従来、電子デバイスの一方の主面に所定の仰角で光を照射する第１の照明装置と、電子デバイスの一方の主面に第１の照明装置の仰角よりも小さい仰角で光を照射する第２の照明装置とを備える外観検査装置（従来の他の外観検査装置８００）も知られている（例えば、特許文献２参照。）。

従来の他の外観検査装置８００は、図６に示すように、電子デバイスＡの一方の主面に所定の仰角で光を照射する第１の照明装置８１０と、電子デバイスＡの主面に第１の照明装置８１０の仰角よりも小さい仰角で光を照射する第２の照明装置８２０と、第１の照明装置８１０からの光をカメラ８６０に導くハーフミラー８５０と、電子デバイスＡの位置から見てハーフミラー８５０の背後に位置するカメラ８６０とを備える。

従来の他の外観検査装置８００によれば、電子デバイスＡの一方の主面に所定の仰角で光を照射する第１の照明装置８１０と、電子デバイスＡの一方の主面に第１の照明装置８１０の仰角よりも小さい仰角で光を照射する第２の照明装置８２０とを備えるため、電子デバイスＡの一方の主面に発生することがあるクラックに対して異なった角度から光を照射することができる。従って、当該クラックにコントラストが付きやすく、クラックを発見しやすくなる。

そこで、上記した従来の外観検査装置７００と従来の他の外観検査装置８００とを組み合わせると、設備が大がかりにならずに済み、かつ、クラック等の異常を発見しやすい外観検査装置が考えられる（背景技術に係る外観検査装置９００、図７参照。）。

背景技術に係る外観検査装置９００は、図７に示すように、電子デバイスＡの一方の主面に所定の仰角で光を照射する拡散リング照明装置９１０と、電子デバイスＡの一方の主面に拡散リング照明装置９１０の仰角よりも小さい仰角で光を照射するローアングル照明装置９２０と、電子デバイスＡの一方の主面側に配置された第１ミラー９３０と、電子デバイスＡの一方の側面側に配置された第２ミラー９４０と、第１ミラー９３０で反射された光及び第２ミラー９４０で反射された光をカメラ９６０に導くハーフミラー９５０と、光学的に見てハーフミラー９５０の後段に位置するカメラ９６０と、電子デバイスＡの他方の側面側に設けられたシルエット照明９９０とを備える。背景技術に係る外観検査装置９００においては、ローアングル照明装置９２０から電子デバイスＡの一方の主面に照射する光の仰角を比較的小さくすることによって、細かいクラックを発見しやすくしている。

なお、背景技術に係る外観検査装置９００においては、主面外観検査における電子デバイスＡからカメラ９６０までの光路長と側面外観検査における電子デバイスＡからカメラ９６０までの光路長とが同じ光路長となり、かつ、ハーフミラー９５０とカメラ９６０との間においては、第１ミラー９３０で反射された光及び第２ミラー９４０で反射された光の光軸が同じ軸となるように光学系部品の位置関係が設定されている。

背景技術に係る外観検査装置９００においては、シルエット照明９９０を消灯した状態で、拡散リング照明装置９１０及びローアングル照明装置９２０を点灯し、電子デバイスＡの一方の主面からの光を第１ミラー９３０及びハーフミラー９５０を介してカメラ９６０に導くことにより電子デバイスＡの一方の主面をカメラ９６０で撮像して主面外観検査を行い、拡散リング照明装置９１０及びローアングル照明装置９２０を消灯した状態で、シルエット照明９９０を点灯し、電子デバイスＡの側面のシルエットを第２ミラー９４０及びハーフミラー９５０を介してカメラに導くことにより電子デバイスＡの側面をカメラ９６０で撮像して側面外観検査を行う。

背景技術に係る外観検査装置９００によれば、主面外観検査における電子デバイスＡからカメラ９６０までの光路長と側面外観検査における電子デバイスＡからカメラ９６０までの光路長とが同じ光路長となるように光学系部品の位置関係が設定されているため、光学系部品の位置関係を設定した後は、主面外観検査と側面外観検査とを切り替える際にピントを変えたり電子デバイスＡや各光学系部品の位置関係を変えたりすることなく、１つのカメラ９６０で主面外観検査及び側面外観検査を行うことができる。

特開２０１２−１７１６２８号公報 特開２０１４−１２２８６３号公報

しかしながら、上記した背景技術に係る外観検査装置９００においては、主面外観検査を行うときに、ローアングル照明装置９２０の光が第２ミラー９４０及びハーフミラー９５０を介してカメラ９６０に入り込む場合があり、このローアングル照明装置９２０の光の像Ｈが電子デバイスＡの一方の主面の像Ａ１と重なるとハレーションが発生し、電子デバイスＡの主面の異常（クラック等）が検出しにくくなるという問題がある（図８（ａ）参照。）。

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、ハレーションにより電子デバイスの一方の主面の異常が検出しにくくなる不具合を防ぐことができる外観検査装置を提供することを目的とする。

［１］本発明の外観検査装置は、電子デバイスの一方の主面をカメラで撮像して前記電子デバイスの前記一方の主面の異常を検出するための主面外観検査と、前記電子デバイスの一方の側面を前記カメラで撮像して少なくとも前記電子デバイスの前記一方の側面の異常を検出するための側面外観検査とを切替えて行うことができる外観検査装置であって、前記電子デバイスの前記一方の主面に所定の仰角で光を照射する拡散リング照明装置と、前記電子デバイスの前記一方の主面に前記拡散リング照明装置の仰角よりも小さい仰角で光を照射するローアングル照明装置と、前記電子デバイスの前記一方の主面側に配置された第１ミラーと、前記電子デバイスの前記一方の側面側に配置された第２ミラーと、前記第１ミラーで反射された光及び前記第２ミラーで反射された光を前記カメラに導くハーフミラーと、光学的に見て前記ハーフミラーの後段に位置する前記カメラと、前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間のうちの少なくとも一方に配置され、所定の屈折率を有するフィルタと、前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である第１間隔、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である第２間隔のうちの少なくとも一方を調整するミラー間隔調整機構とを備えることを特徴とする。

［２］本発明の外観検査装置においては、前記側面外観検査における撮像画像において、前記ミラー間隔調整機構は、前記側面外観検査で撮像された前記電子デバイスの側面の像の領域と、前記主面外観検査で撮像された前記電子デバイスの主面の像の領域とが離間した状態となるように、前記第１間隔及び前記第２間隔のうちの少なくとも一方を調整することが好ましい。

［３］本発明の外観検査装置においては、前記ミラー間隔調整機構は、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの少なくともいずれかを前記ハーフミラー側又はその反対側に移動させることによって、前記第１間隔及び前記第２間隔のうちの少なくとも一方を調整することが好ましい。

［４］本発明の外観検査装置においては、前記ミラー間隔調整機構は、前記主面外観検査における前記電子デバイスの前記一方の主面から前記カメラまでの光路の空気換算長と、前記側面外観検査における前記電子デバイスの前記一方の側面から前記カメラまでの光路の空気換算長とが等しくなるように、前記第１間隔及び前記第２間隔を調整することが好ましい。

なお、本明細書中、「空気換算長」とは、光が空気中であればどのくらいの長さ(厚さ)の空気の壁を光が通過したように見えるかに換算した長さのことをいい、いわゆる「見かけ上の深さ」（例えば、水面の真上から水面を見たときに、見かけ上、底が浅く見える場合における、見かけ上の深さ）に対応する値である。

［５］本発明の外観検査装置においては、前記カメラの位置を移動させることによってピントを調整するピント調整機構をさらに備え、前記ミラー間隔調整機構は、前記第２ミラーを移動させることによって、前記第２間隔を調整し、前記フィルタを前記第１ミラー及び前記ハーフミラーの間のみに配置した場合には、前記フィルタを配置せずに、前記主面外観検査で撮像された前記電子デバイスの主面の像、及び、前記側面外観検査で撮像された前記電子デバイスの側面の像がいずれもピントが合った状態となっているときの前記第１ミラー、前記第２ミラー及び前記カメラの位置を基準位置としたとき、前記第２ミラーを前記基準位置から移動させた長さをｄ１とし、前記カメラを前記基準位置から移動させた長さをｄ２とし、前記フィルタの厚みをＤとし、前記フィルタの屈折率をｎとしたときに、ｄ１＝ｄ２＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たすことが好ましい。

［６］本発明の外観検査装置においては、前記カメラの位置を移動させることによってピントを調整するピント調整機構をさらに備え、前記ミラー間隔調整機構は、前記第２ミラーを移動させることによって、前記第２間隔を調整し、前記フィルタを前記第２ミラー及び前記ハーフミラーの間のみに配置した場合には、前記フィルタを配置せずに、前記主面外観検査で撮像された前記電子デバイスの主面の像、及び、前記側面外観検査で撮像された前記電子デバイスの側面の像がいずれもピントが合った状態となっているときの前記第１ミラー、前記第２ミラー及び前記カメラの位置を基準位置としたとき、前記ピント調整機構は、前記カメラを前記基準位置から移動させず、前記第２ミラーを前記基準位置から移動させた長さをｄ１とし、前記フィルタの厚みをＤとし、前記フィルタの屈折率をｎとしたときには、ｄ１＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たすことが好ましい。

［７］本発明の外観検査装置においては、前記電子デバイスから見て前記第１ミラーの背後に位置し、前記主面外観検査における前記電子デバイスの前記一方面から前記カメラに導く光の光軸と同じ軸に沿って、前記電子デバイスの前記一方の主面に光を照射する同軸ミラー照明装置をさらに備えることが好ましい。

［８］本発明の外観検査方法は、［１］〜［７］のいずれかに記載の外観検査装置を用いた外観検査方法であって、前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間のうちの少なくとも一方に、所定の屈折率を有する前記フィルタを配置するとともに、前記ミラー間隔調整機構により、前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である前記第１間隔、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である前記第２間隔のうちの少なくとも一方を調整する光学系部品調整工程と、前記電子デバイスの外観検査を行う外観検査工程とをこの順序で含み、前記外観検査工程は、前記電子デバイスの前記一方の主面に、前記拡散リング照明装置から所定の仰角で光を照射し、かつ、前記ローアングル照明装置から前記拡散リング照明装置の仰角よりも小さい仰角で光を照射した状態で、前記電子デバイスの主面を前記カメラで撮像して前記電子デバイスの前記一方の主面の異常を検出するための主面外観検査工程と、前記拡散リング照明装置及び前記ローアングル照明装置を消灯した状態で、前記電子デバイスの側面を前記カメラで撮像して前記電子デバイスの側面の異常を検出するための側面外観検査工程とをこの順序又はこの逆の順序で含み、前記主面外観検査工程及び前記側面外観検査工程のうちの先に実施された工程における、前記電子デバイスの位置並びに前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記ハーフミラー、前記カメラ及び前記フィルタで構成される光学系部品の位置を、前記主面外観検査工程及び前記側面外観検査工程のうちの後で実施される工程において変更しないことを特徴とする。

本発明の外観検査装置及び外観検査方法によれば、第１ミラーとハーフミラーとの間の間隔である第１間隔、及び、第２ミラーとハーフミラーとの間の間隔である第２間隔のうちの少なくとも一方を調整するミラー間隔調整機構を備えるため、主面外観検査を行うときにローアングル照明装置の光が第２ミラー及びハーフミラーを介してカメラに入り込んだ場合でも、ローアングル照明装置の光の像が電子デバイスの主面の像と重なってハレーションが発生しないように各ミラーの位置関係を調整することができる。その結果、ハレーションにより電子デバイスの一方の主面の異常が検出しにくくなる不具合を防ぐことができる。

また、本発明の外観検査装置及び外観検査方法によれば、第１ミラーとハーフミラーとの間、及び、第２ミラーとハーフミラーとの間のうちの少なくとも一方に配置され、所定の屈折率を有するフィルタを備えるため、上記したように各ミラーの位置関係を調整した場合でも、主面外観検査で撮像された電子デバイスの主面の像及び側面外観検査で撮像された電子デバイスの側面の像をいずれもピントが合った状態とすることができる。その結果、上記したように各ミラーの位置関係を調整した場合でも、各光学系部品の位置関係を調整した後においては、主面外観検査と側面外観検査とを切り替える際にピントを変えたり電子デバイスや各光学系部品の位置関係を変えたりすることなく、１つのカメラで主面外観検査及び側面外観検査を行うことができる。

実施形態１に係る外観検査装置１００を説明するために示す図である。なお、符号１６２は撮像面（フィルム面又は検査面ともいう）を示す。 実施形態１に係る外観検査装置１００で撮像された電子デバイスＡの撮像画像を示す図である。図２（ａ）は主面外観検査における電子デバイスＡの主面の撮像画像であり、図２（ｂ）は側面外観検査における電子デバイスＡの側面の撮像画像である。なお、図２中、符号（Ｈ）はローアングル照明装置１２０の光がカメラに写り込んだ場合の当該光の像を示す。また、図２（ｂ）における破線は主面外観検査で撮像される電子デバイスＡの裏面の像の領域を示す。 実施形態２に係る外観検査装置１０２を説明するために示す図である。 実施形態３に係る外観検査装置１０４を説明するために示す図である。 従来の外観検査装置７００を説明するために示す図である。図５（ａ）は従来の外観検査装置７００における裏面外観検査の様子を示す図であり、図５（ｂ）は従来の外観検査装置７００における側面外観検査の様子を示す図である。 従来の他の外観検査装置８００を説明するために示す図である。 背景技術に係る外観検査装置９００を説明するために示す図である。 背景技術に係る外観検査装置９００によって撮像された電子デバイスＡの撮像画像を示す図である。図８（ａ）は裏面外観検査における電子デバイスＡの撮像画像であり、図８（ｂ）は側面外観検査における電子デバイスＡの撮像画像である。なお、図８中、符号Ｈはローアングル照明装置１２０の光がカメラ１６０に写り込んだ場合の当該光の像を示す。また、図８（ｂ）における破線は裏面外観検査における電子デバイスＡの撮像領域を示す。

以下、本発明の外観検査装置及び外観検査方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の寸法を厳密に反映したものではない。

なお、以下の説明において、フィルタを配置せずに、主面外観検査で撮像された電子デバイスの主面の像、及び、側面外観検査で撮像された電子デバイスの側面の像がいずれもピントが合った状態となっているときの第１ミラー、第２ミラー及びカメラの位置（すなわち、背景技術に係る外観検査装置９００における第１ミラー、第２ミラー及びカメラの位置）を「基準位置」とする。

［実施形態１］
１．実施形態１に係る外観検査装置１００の構成
実施形態１に係る外観検査装置１００は、電子デバイスＡの主面をカメラ１６０で撮像して電子デバイスＡの主面の異常を検出するための主面外観検査と、電子デバイスＡの側面をカメラ１６０で撮像して電子デバイスＡの側面の異常を検出するための側面外観検査とを切替えて行うことができる外観検査装置である。実施形態１においては、電子デバイスＡの裏面を電子デバイスＡの主面として異常を検出する。

外観検査に用いる電子デバイスＡは、平面視略長方形に樹脂封止された半導体装置である。電子デバイスＡは、裏面側において短辺側の両端に端子が形成されている（図２参照。）。

なお、本実施形態において、「主面外観検査」は、電子デバイスＡの主面（裏面）に光を照射し、その反射光をカメラ１６０に導き撮像して電子デバイスＡの主面（裏面）の異常（クラック、異物の付着、ボイド等）を検出する検査である。また、「側面外観検査」は、電子デバイスＡの他方の側面側（図１の左側）から照射し一方面側（図１の右側）で受光する光をカメラ１６０に導くことで当該光によって浮かび上がる電子デバイスＡのシルエットを撮像して、電子デバイスＡの側面の異常（端子の歪み、異物の付着等）を検出する検査である。

実施形態１に係る外観検査装置１００においては、後述するローアングル照明装置１２０上に設けられた透明で十分薄いステージ上に、裏面を下にした状態で電子デバイスＡを配置して外観検査を行う。当該ステージは、適宜の材質、適宜の寸法からなる。

実施形態１に係る外観検査装置１００は、図１に示すように、拡散リング照明装置１１０と、ローアングル照明装置１２０と、第１ミラー１３０と、第２ミラー１４０と、ハーフミラー１５０と、カメラ１６０と、ピント調整機構１６４と、フィルタ１７０と、ミラー間隔調整機構１８０と、シルエット照明装置１９０とを備える。

拡散リング照明装置１１０は、電子デバイスＡの裏面に所定の仰角（例えば４５°〜６０°）で光を照射する。拡散リング照明装置１１０は、台座部１１１と、台座部１１１にリング状に配列された状態で載置された複数の照明１１２と、複数の照明１１２と電子デバイスＡとの間に配置された拡散板１１３とを有する。複数の照明１１２は、適宜の照明（例えば、ＬＥＤ）からなり、電子デバイスＡの裏面に所定の仰角（例えば４５°〜６０°）で光を照射する。拡散板１１３は、半透明な板からなる。拡散板１１３は、局所的に照度が強い光を照射することによってハレーションが発生することを防ぐために、複数の照明１１２からの光を拡散する。

ローアングル照明装置１２０は、リング状に配列された複数の照明１２２を有し、電子デバイスＡの裏面に拡散リング照明装置１１０の仰角（４５°〜６０°）よりも小さい仰角（例えば、１０〜３０°）で光を照射する。ローアングル照明装置１２０における複数の照明１２２によって構成されるリング形状の外径は、拡散リング照明装置１１０における複数の照明１１２によって構成されるリング形状の外径よりも大きい。

なお、拡散リング照明装置１１０単独で電子デバイスＡの裏面に光を照射した場合には、拡散リング照明装置１１０による電子デバイスＡの端子の影が電子デバイスＡの裏面の像に写りこみ検査精度が低下する場合があるが、ローアングル照明装置１２０を備え、ローアングル照明装置１２０の光によって当該影を打ち消すことにより検査精度の低下を防ぐことができる。

第１ミラー１３０は、電子デバイスＡの裏面側に配置されている。第１ミラー１３０は、ほぼ４５°の斜面の反射面を有するプリズムであり、電子デバイスＡの裏面からの光を反射してハーフミラー１５０を介してカメラ１６０へ導くように構成されている。第１ミラー１３０の位置は、基準位置と同じ位置に配置されている。

第２ミラー１４０は、電子デバイスＡの一方の側面側（図１においては、電子デバイスＡの右側）に配置されている。第２ミラー１４０は、ほぼ４５°の斜面の反射面を有するプリズムであり、電子デバイスＡの側面側からの光を反射してハーフミラー１５０を介してカメラ１６０へ導くように構成されている。

第２ミラー１４０は、後述するミラー間隔調整機構１８０によって、基準位置よりもハーフミラー１５０側（下側）に向かってｄ１だけ移動させた位置に配置されている。なお、第２ミラー１４０の配置位置は、第２ミラー１４０の最下端の高さ位置が電子デバイスＡの裏面の高さ位置よりも低く、かつ、第２ミラー１４０の最上端の高さ位置が電子デバイスＡの表面（上側の面）の高さ位置よりも高い位置である。

ハーフミラー１５０は、第１ミラー１３０で反射された光及び第２ミラー１４０で反射された光をカメラ１６０に導く。すなわち、ハーフミラー１５０は、第１ミラー１３０で反射された光をそのまま直線的に透過させてカメラ１６０に導き、第２ミラー１４０で反射された光を反射させてカメラ１６０に導く。

カメラ１６０は、光学的に見てハーフミラー１５０の後段に位置し、電子デバイスＡの裏面の像又は側面の像を撮像する。カメラ１６０は、適宜の倍率、適宜の口径のカメラを用いることができる。カメラ１６０は、基準位置よりもｄ２だけ光学的に後方（光路長が伸びる方向、ハーフミラー１５０側とは反対側）に配置されている。カメラ１６０を基準位置から移動させた長さｄ２は第２ミラーを基準位置から移動させた長さｄ１と等しい。従って、側面外観検査における光路長は、基準位置の場合の側面外観検査における光路長と等しくなる。

ピント調整機構１６４は、カメラ１６０の位置を移動させることによって、第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間の第１間隔に対応してピントを調整する機能を有する。

フィルタ１７０は、第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間に配置されている。フィルタ１７０は、所定の屈折率を有するフィルタである。フィルタ１７０の材料は、ガラス（例えば、いわゆるＢＫ７）であり、表面の映り込み防止用のコーティング（例えば、ＡＲコーティング）が施されている。フィルタ１７０の屈折率は、空気よりも大きい。

ミラー間隔調整機構１８０は、ハーフミラー１５０側又はその反対側に（すなわち、上下方向に）第２ミラー１４０を移動させることにより、第２間隔Ｓ２を調整する機能を有する。

側面外観検査における撮像画像において、ミラー間隔調整機構１８０は、側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２の領域と、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１の領域とが離間した状態（図２参照。）となるように、第２間隔Ｓ２を調整する。すなわち、ミラー間隔調整機構１８０は、側面外観検査における光軸と裏面外観検査における光軸とがずれた状態となるように第２間隔Ｓ２を調整する。

ミラー間隔調整機構１８０は、主面外観検査における電子デバイスＡの裏面からカメラ１６０までの光路の空気換算長と、側面外観検査における電子デバイスＡの一方の側面からカメラ１６０までの光路の空気換算長とが等しくなるように、第２間隔Ｓ２を調整する。

このとき、第２ミラーを基準位置から移動させた長さをｄ１とし、カメラ１６０を基準位置から移動させた長さをｄ２とし、フィルタ１７０の厚みをＤとし、フィルタ１７０の屈折率をｎとしたときに、ｄ１＝ｄ２＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たす。

また、側面外観検査における撮像画像において、側面外観検査における電子デバイスＡの側面の像は、基準位置における側面外観検査における電子デバイスＡの側面の像から、第２ミラーを基準位置から移動させた長さｄ１と同じ長さだけ上方に移動している。

シルエット照明装置１９０は、電子デバイスＡの他方の側面側（第２ミラー１４０が配置されている側とは反対側、図１においては電子デバイスＡの紙面左側）に配置されている。シルエット照明装置１９０は、側面外観検査のときに、電子デバイスＡに向かって他方の側面側から光を照射する。

２．実施形態１に係る外観検査方法
次に、実施形態１に係る外観検査装置１００を用いた外観検査方法（実施形態１に係る外観検査方法）を説明する。実施形態１に係る外観検査方法は、光学系部品調整工程Ｓ１０と、外観検査工程Ｓ２０とをこの順序で含む。

（１）光学系部品調整工程Ｓ１０
光学系部品調整工程Ｓ１０は、第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間に、所定の屈折率を有するフィルタ１７０を配置するとともに、ミラー間隔調整機構１８０により、第２間隔を調整する工程である。

具体的には、まず、フィルタ１７０を配置せずに、第１ミラー１３０、第２ミラー１４０及びカメラ１６０を基準位置に配置する。次に、第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間に、所定の屈折率を有するフィルタ１７０を配置する。
次に、ピント調整機構１６４によって、カメラ１６０の位置を移動させることによって、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１のピントが合うように、カメラ１６０の位置を調整する。次に、ミラー間隔調整機構１８０により、第２ミラー１４０を上下方向に動かすことによって第２ミラー１４０とハーフミラー１５０との間の間隔を調整し、側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２のピントを合わせる。

これにより、外観検査装置１００においては、側面外観検査における撮像画像において、電子デバイスＡの側面の像Ａ２の領域が、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１の領域とは離間した状態となり、かつ、主面外観検査における電子デバイスＡの像及び側面外観検査における電子デバイスＡの像がどちらもピントが合った状態となる。

（２）外観検査工程Ｓ２０は、電子デバイスＡの外観を検査する工程である。外観検査工程Ｓ２０は、主面外観検査工程Ｓ２１及び側面外観検査工程Ｓ２２をこの順序又はこの逆の順序で含む。なお、主面外観検査工程Ｓ２１及び側面外観検査工程Ｓ２２のうちの先に実施された工程における、電子デバイスＡの位置並びに第１ミラー１３０、第２ミラー１４０、ハーフミラー１５０、カメラ１６０及びフィルタ１７０で構成される光学系部品の位置を、主面外観検査工程Ｓ２１及び側面外観検査工程Ｓ２２のうちの後で実施される工程において変更しない。

（２−１）主面外観検査工程Ｓ２１
まず、電子デバイスＡの裏面に、拡散リング照明装置１１０から所定の仰角で光を照射し、かつ、ローアングル照明装置１２０から拡散リング照明装置１１０の仰角よりも小さい仰角で光を照射した状態、かつ、シルエット照明装置１９０を消灯した状態で、電子デバイスＡの裏面をカメラ１６０で撮像して電子デバイスＡの裏面の異常（クラック等）を検出する。

（２−２）側面外観検査工程Ｓ２２
次に、主面外観検査工程における電子デバイスＡの位置及び光学系部品の位置関係を変えることなく、拡散リング照明装置１１０及びローアングル照明装置１２０を消灯し、かつ、シルエット照明装置１９０を点灯して、シルエット照明装置１９０からの光によって浮かび上がる電子デバイスＡのシルエットをカメラ１６０に導き撮像して電子デバイスＡの側面の異常（側面の端子の歪み、異物の付着等）を検出する。

３．実施形態１に係る外観検査装置１００及び外観検査方法の効果
実施形態１に係る外観検査装置１００及び外観検査方法によれば、第２間隔を調整するミラー間隔調整機構１８０を備えるため、主面外観検査を行うときに、ローアングル照明装置１２０の光が第２ミラー１４０及びハーフミラー１５０を介してカメラ１６０に入り込んだ場合でも、ローアングル照明装置１２０の光の像Ｈが電子デバイスＡの裏面の像Ａ１と重なってハレーションが発生しないように各ミラーの位置関係を調整することができる。その結果、ハレーションにより電子デバイスＡの裏面の異常が検出しにくくなる、ということがない。

また、実施形態１に係る外観検査装置１００及び外観検査方法によれば、第２ミラー１４０とハーフミラー１５０との間に配置され、所定の屈折率を有するフィルタ１７０を備えるため、上記したように各ミラーの位置関係を調整した場合でも、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像及び側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像をいずれもピントが合った状態とすることができる。その結果、上記したように各ミラーの位置関係を調整した場合でも、各光学系部品の位置関係を調整した後においては、主面外観検査と側面外観検査とを切り替える際にピントを変えたり電子デバイスＡや各光学系部品の位置関係を変えたりすることなく、１つのカメラ１６０で主面外観検査及び側面外観検査を行うことができる。

また、実施形態１に係る外観検査装置１００によれば、側面外観検査における撮像画像において、側面外観検査における撮像画像において、ミラー間隔調整機構１８０は、側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２の領域と、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１の領域とが離間した状態となるように、第２間隔を調整するため、すなわち、ミラー間隔調整機構１８０は、側面外観検査における光軸と裏面外観検査における光軸とがずれた状態となるように第２間隔を調整するため、裏面外観検査を行うときに、ローアングル照明装置１２０の光が第２ミラー１４０及びハーフミラー１５０を介してカメラ１６０に入り込んだ場合でも、ローアングル照明装置１２０の光の像Ｈが電子デバイスＡの裏面の像Ａ１と重ならないため、ハレーションによる不具合が発生することを確実に防ぐことができる（図２参照。）。

また、実施形態１に係る外観検査装置１００によれば、ミラー間隔調整機構１８０は、第２ミラー１４０をハーフミラー１５０側又はその反対側に移動させる（上下方向に移動させる）ことによって、第２間隔Ｓ２を調整するため、他のミラー部品（第１ミラー１３０及びハーフミラー１５０）の位置を移動させることなく、第２間隔Ｓ２を容易に調整することができる。

また、実施形態１に係る外観検査装置１００によれば、ミラー間隔調整機構１８０は、主面外観検査における電子デバイスＡの裏面からカメラ１６０までの光路の空気換算長と、側面外観検査における電子デバイスＡの一方の側面からカメラ１６０までの光路の空気換算長とが等しくなるように第２間隔を調整するため、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１のピント面（焦点位置）までの距離と、側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２のピント面（焦点位置）までの距離とが等しくなる。従って、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１及び側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２がどちらもピントが合った状態となる。その結果、主面外観検査と側面外観検査とを切り替える際にピントを変える必要がなくなる。

また、実施形態１に係る外観検査装置１００によれば、カメラ１６０の位置を移動させることによってピントを調整するピント調整機構１６４をさらに備え、ミラー間隔調整機構１８０は、第２ミラー１４０を移動させることによって、第２間隔Ｓ２を調整し、フィルタ１７０を第１ミラー１３０及びハーフミラー１５０の間のみに配置した場合には、第１ミラー１３０、第２ミラー１４０及びカメラ１６０の位置を基準位置としたとき、第２ミラー１４０を基準位置から移動させた長さをｄ１とし、カメラ１６０を基準位置から移動させた長さをｄ２とし、フィルタ１７０の厚みをＤとし、フィルタ１７０の屈折率をｎとしたときに、ｄ１＝ｄ２＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たすため、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１及び側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２のどちらもピントが合った状態とすることができる。

［実施形態２］
実施形態２に係る外観検査装置１０２は、基本的には実施形態１に係る外観検査装置１００と同様の構成を有するが、フィルタの位置が実施形態１に係る外観検査装置１００の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係る外観検査装置１０２において、フィルタ１７０は、第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間ではなく、第２ミラー１４０とハーフミラー１５０との間のみに配置されている（図３参照。）。

実施形態２に係る外観検査装置１０２において、ミラー間隔調整機構１８０は、第２ミラー１４０をハーフミラー１５０側とは反対側（上側）に基準位置から移動させる。また、ピント調整機構１６４は、カメラ１６０を基準位置から移動させない。そして、第２ミラー１４０を基準位置から移動させた長さをｄ１とし、フィルタの厚みをＤとし、フィルタの屈折率をｎとしたときには、ｄ１＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たす。

このように、実施形態２に係る外観検査装置１０２は、フィルタの位置が実施形態１に係る外観検査装置１００の場合とは異なるが、実施形態１に係る外観検査装置１００の場合と同様に、第２ミラー１４０とハーフミラー１５０との間の間隔を調整するミラー間隔調整機構１８０を備えるため、主面外観検査を行うときに、ローアングル照明装置１２０の光が第２ミラー１４０及びハーフミラー１５０を介してカメラ１６０に入り込んだ場合でも、ローアングル照明装置１２０の光の像Ｈが電子デバイスＡの裏面の像Ａ１と重なってハレーションが発生しないように各ミラーの位置関係を調整することができる。その結果、ハレーションにより電子デバイスＡの裏面の異常が検出しにくくなる不具合を防ぐことができる。

また、実施形態２に係る外観検査装置１０２は、カメラ１６０の位置を移動させることによってピントを調整するピント調整機構１６４を備える。また、ミラー間隔調整機構１８０は、第２ミラー１４０を移動させることによって、第２間隔Ｓ２を調整する。また、フィルタ１７０を第２ミラー１４０及びハーフミラー１５０の間のみに配置した場合には、第１ミラー１３０、第２ミラー１４０及びカメラ１６０の位置を基準位置としたとき、ピント調整機構１６４は、カメラ１６０を基準位置から移動させない。さらにまた、第２ミラー１４０を基準位置から移動させた長さをｄ１とし、フィルタ１７０の幅をＤとし、フィルタ１７０の屈折率をｎとしたときには、ｄ１＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たす。このような構成とすることにより、主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの裏面の像Ａ１及び側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像Ａ２のどちらもピントが合った状態とすることができる。

また、実施形態２に係る外観検査装置１０２によれば、ピント調整機構１６４は、カメラ１６０を基準位置から移動させないため、第２ミラー１４０を移動させるだけで済み、調整が容易となる。

なお、実施形態２に係る外観検査装置１０２は、フィルタの位置以外の点においては実施形態１に係る外観検査装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る外観検査装置１００が有する効果のうち該当する効果を有する。

［実施形態３］
実施形態３に係る外観検査装置１０４は、基本的には実施形態１に係る外観検査装置１００と同様の構成を有するが、同軸ミラー照明装置を備える点で実施形態１に係る外観検査装置１００の場合とは異なる。すなわち、実施形態３に係る外観検査装置１０４は、電子デバイスＡから見て第１ミラー１３０の背後に位置し、主面外観検査における電子デバイスＡの一方面からカメラ１６０に導く光の光軸と同じ軸に沿って、電子デバイスＡの裏面に光を照射する同軸ミラー照明装置１３２を備える（図４参照。）。

同軸ミラー照明装置１３２は、照明部１３４と拡散板１３６を有する。照明部１３４は、電子デバイスＡの裏面に対して約９０°（９０°±５度以内）の仰角で電子デバイスＡの裏面に光を照射する。拡散板１３６は、照明部１３４からの光を拡散し、局所的に照度が強い光が当たってハレーションが発生することを防ぐ。

実施形態３に係る外観検査装置１０４においては、以下のような手順で主面外観検査を行う。まず、拡散リング照明装置１１０とローアングル照明装置１２０とを点灯し、かつ、同軸ミラー照明装置１３２を消灯して電子デバイスＡの裏面の撮像画像（第１の裏面撮像画像）を得る。次に、拡散リング照明装置１１０とローアングル照明装置１２０とを消灯し、かつ、同軸ミラー照明装置１３２を点灯して、電子デバイスＡの裏面の撮像画像（第２の裏面撮像画像）を得る。そして、第２の裏面撮像画像及び第１の裏面撮像画像を演算処理して重ね合わせることでクラック等を強調する処理を行い、電子デバイスＡの裏面の異常を検出する。

このように、実施形態３に係る外観検査装置１０４は、同軸ミラー照明装置を備える点で実施形態１に係る外観検査装置１００の場合とは異なるが、実施形態１に係る外観検査装置１００の場合と同様に、第２間隔を調整するミラー間隔調整機構１８０を備えるため、裏面外観検査を行うときに、ローアングル照明装置１２０の光が第２ミラー１４０及びハーフミラー１５０を介してカメラ１６０に入り込んだ場合でも、ローアングル照明装置１２０の光の像Ｈが電子デバイスＡの裏面の像Ａ１と重なってハレーションが発生しないように各ミラーの位置関係を調整することができる。その結果、ハレーションにより電子デバイスＡの裏面の異常が検出しにくくなる不具合を防ぐことができる。

また、実施形態３に係る外観検査装置１０４によれば、電子デバイスＡから見て第１ミラー１３０の背後に位置し、主面外観検査における電子デバイスＡの一方面からカメラ１６０に導く光の光軸と同じ軸に沿って、電子デバイスＡの裏面に光を照射する同軸ミラー照明装置１３２を備えるため、同軸ミラー照明装置１３２を点灯して得た第２の裏面撮像画像は、拡散リング照明装置１１０及びローアングル照明装置１２０を点灯して得た第１の裏面撮像画像と異なり、表面の凹凸が強調されていない。従って、第１の裏面撮像画像及び第２の裏面撮像画像を演算処理して重ね合わせることによって、より一層クラック等を強調することができ、高い精度でクラックを検出することができる。

なお、実施形態３に係る外観検査装置１０４は、同軸ミラー照明装置を備える点以外の点においては実施形態１に係る外観検査装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る外観検査装置１００が有する効果のうち該当する効果を有する。

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記実施形態１においては、第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間のみにフィルタ１７０を配置し、上記実施形態２においては、第２ミラー１４０とハーフミラー１５０との間のみにフィルタ１７０を配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１ミラー１３０とハーフミラー１５０との間、及び、第２ミラー１４０とハーフミラー１５０との間の両方にフィルタを配置してもよい。

（３）上記各実施形態において、ミラー間隔調整機構１８０は、第２ミラー１４０を移動させることによって第２間隔Ｓ２を調整したが、本発明はこれに限定されるものではない。ハーフミラー１５０を移動させることによって第２間隔Ｓ２を調整してもよい。

（４）上記各実施形態において、ミラー間隔調整機構１８０においては、第２間隔Ｓ２を調整したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１間隔Ｓ１を調整してもよい。

（５）上記各実施形態において、ピント調整機構１６４は、カメラ１６０の位置を移動させることによってピントを調整したが、本発明はこれに限定されるものではない。ピント調整機構は、カメラのレンズの位置及び絞りを調整することによってピントを調整してもよい。

（６）上記各実施形態において、フィルタ１７０の材料は、透明なガラスを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。フィルタの材料は、色つきのガラスであってもよいし、光を透過する物であれば、ガラス以外の材料を用いてもよい。

（７）上記各実施形態においては、電子デバイスＡを透明なステージ上に配置して外観検査を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。電子デバイスＡを表面から吸引した状態で静止させて外観検査を行ってもよい。

（８）上記各実施形態においては、電子デバイスＡの裏面を電子デバイスＡの主面として主面外観検査を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。電子デバイスＡの表面を電子デバイスＡの主面として主面外観検査を行ってもよい。

（９）上記各実施形態においては、電子デバイスとして、樹脂封止された半導体装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電子デバイスとして、コンデンサ、インダクタ等適宜の電子部品を用いてもよい。

１００，１０２，１０４…外観検査装置、１１０…拡散リング照明装置、１１１…台座部、１１２…複数の照明、１１３…(拡散リング照明装置の)拡散板、１２０…ローアングル照明装置、１３０…第１ミラー、１３２…同軸ミラー照明装置、１３４…照明部、１３６…(同軸ミラー照明装置の)拡散板１４０…第２ミラー、１５０…ハーフミラー、１６０…カメラ、１６２…撮像面、１６４…ピント調整機構、１７０…フィルタ、１８０…ミラー間隔調整機構、１９０…シルエット照明装置、Ａ…電子デバイス、Ａ１…主面外観検査で撮像された電子デバイスＡの主面の像、Ａ２…側面外観検査で撮像された電子デバイスＡの側面の像、Ｈ…ローアングル照明装置の光の像

Claims (8)

1. 電子デバイスの一方の主面をカメラで撮像して前記電子デバイスの前記一方の主面の異常を検出するための主面外観検査と、前記電子デバイスの一方の側面を前記カメラで撮像して少なくとも前記電子デバイスの前記一方の側面の異常を検出するための側面外観検査とを切替えて行うことができる外観検査装置であって、
   前記電子デバイスの前記一方の側面とは反対側の他方の側面側に配置され、前記電子デバイスに向かって前記他方の側面側から光を照射するシルエット照明装置と、
   前記電子デバイスの前記一方の主面に所定の仰角で光を照射する拡散リング照明装置と、
   前記電子デバイスの前記一方の主面に前記拡散リング照明装置の仰角よりも小さい仰角で光を照射するローアングル照明装置と、
   前記電子デバイスの前記一方の主面側に配置された第１ミラーと、
   前記電子デバイスの前記一方の側面側に配置された第２ミラーと、
   前記第１ミラーで反射された光及び前記第２ミラーで反射された光を前記カメラに導くハーフミラーと、
   光学的に見て前記ハーフミラーの後段に位置する前記カメラと、
   前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間のうちの少なくとも一方に配置され、所定の屈折率を有するフィルタと、
   前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である第１間隔、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である第２間隔のうちの少なくとも一方を調整するミラー間隔調整機構とを備えることを特徴とする外観検査装置。
2. 前記側面外観検査における撮像画像において、前記ミラー間隔調整機構は、前記側面外観検査で撮像された前記電子デバイスの側面の像の領域と、前記主面外観検査で撮像された前記電子デバイスの主面の像の領域とが離間した状態となるように、前記第１間隔及び前記第２間隔のうちの少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記ミラー間隔調整機構は、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの少なくともいずれかを前記ハーフミラー側又はその反対側に移動させることによって、前記第１間隔及び前記第２間隔のうちの少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の外観検査装置。
4. 前記ミラー間隔調整機構は、前記主面外観検査における前記電子デバイスの前記一方の主面から前記カメラまでの光路の空気換算長と、前記側面外観検査における前記電子デバイスの前記一方の側面から前記カメラまでの光路の空気換算長とが等しくなるように、前記第１間隔及び前記第２間隔を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の外観検査装置。
5. 前記カメラの位置を移動させることによってピントを調整するピント調整機構をさらに備え、
   前記ミラー間隔調整機構は、前記第２ミラーを移動させることによって、前記第２間隔を調整し、
   前記フィルタを前記第１ミラー及び前記ハーフミラーの間のみに配置した場合には、
   前記フィルタを配置せずに、前記主面外観検査で撮像された前記電子デバイスの主面の像、及び、前記側面外観検査で撮像された前記電子デバイスの側面の像がいずれもピントが合った状態となっているときの前記第１ミラー、前記第２ミラー及び前記カメラの位置を基準位置としたとき、
   前記第２ミラーを前記基準位置から移動させた長さをｄ１とし、前記カメラを前記基準位置から移動させた長さをｄ２とし、前記フィルタの厚みをＤとし、前記フィルタの屈折率をｎとしたときに、ｄ１＝ｄ２＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の外観検査装置。
6. 前記カメラの位置を移動させることによってピントを調整するピント調整機構をさらに備え、
   前記ミラー間隔調整機構は、前記第２ミラーを移動させることによって、前記第２間隔を調整し、
   前記フィルタを前記第２ミラー及び前記ハーフミラーの間のみに配置した場合には、
   前記フィルタを配置せずに、前記主面外観検査で撮像された前記電子デバイスの主面の像、及び、前記側面外観検査で撮像された前記電子デバイスの側面の像がいずれもピントが合った状態となっているときの前記第１ミラー、前記第２ミラー及び前記カメラの位置を基準位置としたとき、
   前記ピント調整機構は、前記カメラを前記基準位置から移動させず、
   前記第２ミラーを前記基準位置から移動させた長さをｄ１とし、前記フィルタの厚みをＤとし、前記フィルタの屈折率をｎとしたときには、ｄ１＝Ｄ（１−１／ｎ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の外観検査装置。
7. 前記電子デバイスから見て前記第１ミラーの背後に位置し、前記主面外観検査における前記電子デバイスの前記一方面から前記カメラに導く光の光軸と同じ軸に沿って、前記電子デバイスの前記一方の主面に光を照射する同軸ミラー照明装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の外観検査装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の外観検査装置を用いた外観検査方法であって、
   前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間のうちの少なくとも一方に、所定の屈折率を有する前記フィルタを配置するとともに、前記ミラー間隔調整機構により、前記第１ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である前記第１間隔、及び、前記第２ミラーと前記ハーフミラーとの間の間隔である前記第２間隔のうちの少なくとも一方を調整する光学系部品調整工程と、
   前記電子デバイスの外観検査を行う外観検査工程とをこの順序で含み、
   前記外観検査工程は、
   前記電子デバイスの前記一方の主面に、前記拡散リング照明装置から所定の仰角で光を照射し、かつ、前記ローアングル照明装置から前記拡散リング照明装置の仰角よりも小さい仰角で光を照射した状態、かつ、前記シルエット照明装置を消灯した状態で、前記電子デバイスの主面を前記カメラで撮像して前記電子デバイスの前記一方の主面の異常を検出するための主面外観検査工程と、
   前記拡散リング照明装置及び前記ローアングル照明装置を消灯した状態、かつ、前記シルエット照明装置を点灯した状態で、前記電子デバイスの側面を前記カメラで撮像して前記電子デバイスの側面の異常を検出するための側面外観検査工程とをこの順序又はこの逆の順序で含み、
   前記主面外観検査工程及び前記側面外観検査工程のうちの先に実施された工程における、前記電子デバイスの位置並びに前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記ハーフミラー、前記カメラ及び前記フィルタで構成される光学系部品の位置を、前記主面外観検査工程及び前記側面外観検査工程のうちの後で実施される工程において変更しないことを特徴とする外観検査方法。

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