JP7271329B2 - Lighting device and visual inspection device equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、表面に金属膜が形成された基板の外観を検査する際に好適に用いることができる照明装置、及びこの照明装置を備えた外観検査装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an illumination device that can be suitably used when inspecting the appearance of a substrate having a metal film formed on its surface, and an appearance inspection apparatus provided with this illumination device.

電子部品の外観を撮像してその欠陥を検査する装置として、従来、特開2007-64801号公報に開示された外観検査装置が知られている。この外観検査装置は、電子部品を所定の搬送方向に搬送する搬送機構と、搬送機構により搬送されて撮像領域内を通過する電子部品の表面を撮像する撮像機構と、搬送機構によって撮像領域内を搬送される電子部品を照明する照明装置と、撮像機構によって撮像された電子部品の画像を基に、当該電子部品の外観の良否を判定する判定処理部と、前記照明装置及び撮像機構の作動を制御する制御部とを備える。 2. Description of the Related Art Conventionally, a visual inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-64801 is known as an apparatus for imaging an appearance of an electronic component and inspecting its defects. This appearance inspection apparatus includes a transport mechanism that transports an electronic component in a predetermined transport direction, an imaging mechanism that captures an image of the surface of the electronic component that is transported by the transport mechanism and passes through an imaging area, and an imaging area that is scanned by the transport mechanism. A lighting device that illuminates the electronic component being transported, a determination processing unit that determines the quality of the appearance of the electronic component based on the image of the electronic component captured by the imaging mechanism, and the operation of the lighting device and the imaging mechanism. and a control unit for controlling.

前記照明装置は、第1投光手段、第2投光手段及び第3投光手段を備えるとともに、各投光手段は電子部品に向けて光を照射する環状に配置された複数の投光部をそれぞれ備えており、環状に配設される投光部の軸線方向に同軸に並設される。 The lighting device includes a first light projecting means, a second light projecting means, and a third light projecting means, and each light projecting means includes a plurality of annularly arranged light projecting sections for irradiating light toward the electronic component. are arranged coaxially in the axial direction of the annularly arranged light projecting units.

そして、前記第1投光手段は、その軸線に対してその投光部の照射光軸が15°~35°傾くように配置されるとともに、青色の光を電子部品に向けて照射するように構成され、第2投光手段は、その軸線に対してその投光部の照射光軸が40°~50°傾くように配置されるとともに、赤色の光を電子部品に向けて照射するように構成され、第3投光手段は、その軸線に対して前記投光部の照射光軸が55°~75°傾くように配置されるとともに、赤色の光を電子部品に向けて照射するように構成される。 The first light projecting means is arranged such that the irradiation optical axis of the light projecting portion is inclined by 15° to 35° with respect to the axis thereof, and the first light projecting means is arranged so as to irradiate the electronic component with blue light. The second light projecting means is arranged such that the irradiation optical axis of the light projecting part is inclined by 40° to 50° with respect to the axis thereof, and the second light projecting means is arranged to irradiate the electronic component with red light. The third light projecting means is arranged such that the irradiation optical axis of the light projecting part is inclined by 55° to 75° with respect to the axis thereof, and the third light projecting means is arranged to irradiate the electronic component with red light. Configured.

前記撮像機構は、その撮像光軸が各投光手段の投光部の配置環内に位置するように配置される。また、前記制御部は、前記各投光手段を制御して、該各投光手段の内、同じ色の光を照射する投光手段から電子部品に向けて光を照射するとともに、電子部品が前記撮像領域内を通過中に、光を照射する投光手段を切り換えて該電子部品に照射される光の色を切り換えるように構成され、且つ、前記撮像機構を制御して、前記電子部品に照射される光の色毎に該電子部品の表面を撮像するように構成される。そして、判定処理部は、電子部品に照射される光の色毎に撮像された各画像を基に良否判定を行うように構成される。 The imaging mechanism is arranged such that its imaging optical axis is positioned within the arrangement ring of the light projecting section of each light projecting means. Further, the control unit controls the light projecting means so that the light projecting means that emit light of the same color among the light projecting means emits light toward the electronic component, and the electronic component emits light. While passing through the imaging area, the light projecting means for irradiating light is switched to switch the color of the light irradiated to the electronic component, and the imaging mechanism is controlled to cause the electronic component to emit light. It is configured to take an image of the surface of the electronic component for each color of the irradiated light. The determination processing unit is configured to perform quality determination based on each image captured for each color of light irradiated to the electronic component.

電子部品には、クラック、傷、欠けといった表面に生じる欠陥の他、積層された誘電体や内部電極の浮き上がりといった内部に生じる欠陥があり、これらの欠陥はそれぞれ特有の特性を有するため、これを単一の従来の高輝度ランプによって照明すると、前記撮像機構によって得られる画像において、ある特定の欠陥についてはその特徴が際立って現れるものの、他の欠陥については、識別可能なレベルまでその特徴が表れ難いという問題があった。このため、単一の高輝度ランプを用いた照明では、全ての欠陥を高精度に検出することができなかった。 In addition to surface defects such as cracks, scratches, and chips, electronic components also have internal defects such as the lifting of laminated dielectrics and internal electrodes. Illuminated by a single conventional high intensity lamp, the image obtained by the imaging mechanism will highlight certain defects, while others will be characterized to a discernible level. I had a difficult problem. For this reason, illumination using a single high-intensity lamp has not been able to detect all defects with high accuracy.

上述した特開2007-64801号公報に開示された外観検査装置によれば、第1投光手段による青色光の照明と、第2投光手段及び第3投光手段による赤色光の照明とを切り換えて照明するとともに、各色の照明時における電子部品の画像を撮像機構によって撮像して、得られた各色に対応した画像に基づいて判定処理部により電子部品の良否を判別しているので、電子部品の表面及び内部に生じた欠陥を高精度に検出することができる。 According to the appearance inspection apparatus disclosed in JP-A-2007-64801 described above, illumination of blue light by the first light projecting means and illumination of red light by the second light projecting means and the third light projecting means are performed. In addition to switching the lighting, the imaging mechanism captures images of the electronic components under illumination of each color. Defects occurring on the surface and inside of parts can be detected with high accuracy.

即ち、青色光のみを用いて電子部品を照明することで、クラックや傷といった電子部品の表面に存在する欠陥の特徴を識別可能なレベルに際立たせることができ、これによって電子部品の表面に存在する欠陥を高精度に検出することができる。また、赤色光のみを用いて電子部品を照明することで、積層された誘電体や内部電極の浮き上がりといった電子部品の内部に生じる欠陥の特徴を識別可能なレベルに際立たせることができ、これによって電子部品の表面に存在する欠陥を高精度に検出することができる。 That is, by illuminating the electronic component using only blue light, the characteristics of defects present on the surface of the electronic component, such as cracks and scratches, can be highlighted to an identifiable level. defects can be detected with high accuracy. In addition, by illuminating an electronic component with only red light, it is possible to highlight to a recognizable level defects that occur inside the electronic component, such as the lifting of laminated dielectrics and internal electrodes. Defects existing on the surface of electronic components can be detected with high accuracy.

特開2007-64801号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-64801

ところで、現在では、セラミックから成る基板上に、電極や配線としての金属膜が形成されたセラミック基板が開発されている。そして、この基板の場合には、金属膜の傷や欠損といった欠陥、セラミック部分の基板の周縁に生じる欠けやクラックといった欠陥の他、セラミック基板表面の全域に生じ得る汚れなどの欠陥があり、これらの欠陥を高精度に検出することができる外観検査装置が求められている。 By the way, at present, a ceramic substrate is being developed in which a metal film as an electrode or a wiring is formed on a ceramic substrate. In the case of this substrate, there are defects such as scratches and defects in the metal film, defects such as chipping and cracks occurring in the peripheral edge of the ceramic portion of the substrate, and defects such as contamination that may occur on the entire surface of the ceramic substrate. There is a demand for a visual inspection apparatus that can detect defects in the product with high precision.

また、この外観検査における処理時間を、従来に比べて短縮することにより、より効率的に外観検査を実行可能な外観検査装置も同時に求められている。 At the same time, there is also a demand for a visual inspection apparatus capable of performing visual inspection more efficiently by shortening the processing time for this visual inspection compared with the conventional one.

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、表面に金属膜を有する基板の欠陥を高精度に、しかも従来に比べてより効率的に検出することができる外観検査装置、及び当該外観検査に用いられる照明装置の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a visual inspection apparatus capable of detecting defects in a substrate having a metal film on its surface with high accuracy and more efficiently than the conventional apparatus, and the visual inspection apparatus. The object is to provide an illumination device used for inspection.

上記課題を解決するための本発明は、
表面に金属膜が形成された基板の外観を検査する際に用いられる照明装置であって、
照射する光の光軸が基板表面に対して直交するように設定され、青色又は赤色の内の一方の色の光を照射する第1の照明部と、
前記第1の照明部よりも基板側に配置され、基板表面に向けて緑色の光を照射する第2の照明部と、
基板表面に対して、その周囲から光を照射するように構成され、青色又は赤色の内、前記第1の照明部の照射光とは異なる色の光を照射する第3の照明部とを備えた照明装置に係る。
The present invention for solving the above problems is
A lighting device used for inspecting the appearance of a substrate having a metal film formed on its surface,
a first lighting unit, the optical axis of which is set so as to be perpendicular to the substrate surface, and which emits light of either blue or red;
a second illumination unit arranged closer to the substrate than the first illumination unit and irradiating green light toward the substrate surface;
a third lighting unit configured to irradiate the substrate surface with light from the periphery thereof, and irradiating the substrate surface with light of a color different from that of the irradiation light of the first lighting unit, either blue or red; It relates to a lighting device.

また、本発明は、表面に金属膜が形成された基板の外観を検査する外観検査装置であって、
前記基板を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置の搬送路上に設定された検査位置に対応して配設され、該検査位置に搬送された基板の画像を撮像する撮像カメラと、
前記検査位置に対応して配設され、該検査位置に搬送された基板を照明する前記照明装置と、
前記撮像カメラによって撮像された画像を処理して、基板の外観の良否を判定する判定装置とを備え、
前記撮像カメラは、赤色光を検出する素子、緑色光を検出する素子、及び青色光を検出する素子をそれぞれ備えるとともに、各素子によって検出された画像データをそれぞれ出力するように構成され、
前記判定装置は、前記撮像カメラから出力された各検出色に応じた各画像データに基づいて、基板の外観の良否を判定するように構成された外観検査装置に係る。
The present invention also provides an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a substrate having a metal film formed on its surface,
a transport device for transporting the substrate;
an imaging camera disposed corresponding to an inspection position set on the transport path of the transport device and capturing an image of the substrate transported to the inspection position;
the illumination device disposed corresponding to the inspection position and illuminating the board conveyed to the inspection position;
A determination device that processes the image captured by the imaging camera and determines whether the appearance of the substrate is good or bad,
The imaging camera includes an element that detects red light, an element that detects green light, and an element that detects blue light, and is configured to output image data detected by each element,
The judging device relates to an appearance inspection device configured to judge whether the appearance of a board is good or bad based on each image data corresponding to each detected color output from the imaging camera.

この外観検査装置によれば、前記搬送装置により基板を搬送して、当該搬送装置の搬送路上に設定された検査位置に経由させる。そして、この検査位置において、基板は、前記照明装置により照明された状態で、前記撮像カメラによってその表面の画像が撮像され、前記判定装置において、前記撮像カメラにより撮像された画像に基づき、その外観の良否が判定(判別)される。 According to this appearance inspection apparatus, the substrate is transported by the transporting device and passed through the inspection position set on the transport path of the transporting device. Then, at this inspection position, the substrate is illuminated by the illumination device, and an image of the surface thereof is captured by the imaging camera. is determined (determined).

前記撮像カメラは、上記のように、赤色光を検出する素子(赤色光検出素子)、緑色光を検出する素子(緑色光検出素子)、及び青色光を検出する素子(青色光検出素子)をそれぞれ備え、各素子によって検出された画像データをそれぞれ出力するように構成される。 As described above, the imaging camera includes an element that detects red light (red light detection element), an element that detects green light (green light detection element), and an element that detects blue light (blue light detection element). Each element is provided and configured to output image data detected by each element.

前記撮像カメラはこのような機能を備えていれば、どのような構成のものでも良いが、その一例を挙げれば、複数の赤色光検出素子が一列に配設されたラインセンサ(赤色用ラインセンサ)、複数の緑色光検出素子が一列に配設されたラインセンサ(緑色用ラインセンサ)、及び複数の青色光検出素子が一列に配設されたラインセンサ(青色用ラインセンサ)が、基板の搬送方向に沿って並設されたものを例示することができる。この場合、赤色用ラインセンサ、緑色用ラインセンサ及び青色用ラインセンサからそれぞれ出力される画像データが各検出色に対応した画像データとなる。 The imaging camera may have any configuration as long as it has such a function. ), a line sensor in which a plurality of green light detection elements are arranged in a row (line sensor for green), and a line sensor in which a plurality of blue light detection elements are arranged in a row (line sensor for blue) are provided on the substrate. One that is arranged side by side along the transport direction can be exemplified. In this case, the image data output from the line sensor for red, the line sensor for green, and the line sensor for blue are image data corresponding to each detected color.

或いは、前記撮像カメラは、赤色光検出素子、緑色光検出素子、及び青色光検出素子が交互にモザイク状に配置されたエリアセンサカメラであっても良い。この場合、エリアセンサカメラから出力されるデータの内、赤色光検出素子から出力されるデータを抽出することによって、赤色に対応した画像データが形成され、緑色光検出素子から出力されるデータを抽出することによって、緑色に対応した画像データが形成され、青色光検出素子から出力されるデータを抽出することによって、青色に対応した画像データが形成される。 Alternatively, the imaging camera may be an area sensor camera in which red light detection elements, green light detection elements, and blue light detection elements are alternately arranged in a mosaic pattern. In this case, image data corresponding to red is formed by extracting the data output from the red light detection element among the data output from the area sensor camera, and the data output from the green light detection element is extracted. By doing so, image data corresponding to green is formed, and image data corresponding to blue is formed by extracting data output from the blue photodetector.

また、前記照明装置は、前記検査位置において、第1の照明部、第2の照明部及び第3の照明部によって同時に基板を照明する。この第1の照明部は照射光の光軸が基板表面に対して直交するように設定され、青色又は赤色の内から選択的に設定された一方の色の光を照射する。この第1の照明部は、主に、基板上に形成された金属膜に生じた傷、欠損(完全断線及び部分断線を含む)や形状異常などの欠陥を検出するための照明である。 Further, the illumination device simultaneously illuminates the substrate at the inspection position with the first illumination section, the second illumination section, and the third illumination section. The first illumination unit is set so that the optical axis of the illumination light is orthogonal to the substrate surface, and emits light of one color selectively set from blue or red. This first illumination unit is mainly for detecting defects such as scratches, defects (including complete disconnection and partial disconnection), and shape abnormalities in the metal film formed on the substrate.

本発明者等の知見によれば、金属は、金や銅といった赤色光を多く反射する赤色系のものと、銀、マグネシウムやアルミニウムといった青色光を多く反射する白色系のものとがある。したがって、この第1の照射部では、金属膜が、金や銅といった赤色系のものである場合には、照射光として赤色の光が選択され、一方、金属膜が、銀、マグネシウムやアルミニウムといった金や銅といった白色系のものである場合には、照射光として青色の光が選択される。 According to the findings of the present inventors, there are red metals such as gold and copper that reflect a lot of red light, and white metals such as silver, magnesium, and aluminum that reflect a lot of blue light. Therefore, in the first irradiation section, red light is selected as irradiation light when the metal film is of a reddish color such as gold or copper. In the case of white materials such as gold and copper, blue light is selected as irradiation light.

斯くして、この第1の照射部から照射された光は、金属膜が適切に存在する部分についてはその多くが反射され、即ち、反射光量が多く、金属膜に傷が存在する場合には、当該傷部において乱反射されてその反射光量が少なく、同様に、金属膜が欠損している部分については、欠損部において光が吸収されてその反射光量が少なくなる。 Thus, most of the light emitted from the first irradiation unit is reflected in the portion where the metal film is appropriately present. In the damaged portion, the light is diffusely reflected and the amount of reflected light is small. Similarly, in the portion where the metal film is missing, the light is absorbed in the missing portion and the amount of reflected light is reduced.

そして、この第1の照射部から照射される光が赤色である場合には、前記基板によって反射された光が前記撮像カメラに入射されると、前記赤色光検出素子によりこれが検出されて赤色に対応した画像データが生成され、入射反射光量に応じた輝度値を有する画像データとなる。同様に、第1の照射部から照射される光が青色である場合には、前記基板によって反射された光が前記撮像カメラに入射されると、前記青色光検出素子によりこれが検出されて青色に対応した画像データが生成され、入射反射光量に応じた輝度値を有する画像データとなる。 When the light emitted from the first irradiation unit is red, when the light reflected by the substrate is incident on the imaging camera, it is detected by the red photodetector and turned red. Corresponding image data is generated and becomes image data having a luminance value corresponding to the amount of incident reflected light. Similarly, when the light emitted from the first irradiation unit is blue, when the light reflected by the substrate is incident on the imaging camera, it is detected by the blue light detection element and converted to blue. Corresponding image data is generated and becomes image data having a luminance value corresponding to the amount of incident reflected light.

前記判定部は、第1の照射部から照射される光の色に応じた画像データから、例えば、所定の閾値で2値化することによって濃淡画像を生成し、生成した濃淡画像と基準となる濃淡画像とを比較することによって、金属膜の傷、欠損及び形状異常を検出し、傷、欠損や形状異常が検出された場合には、当該基板を不良であると判定する。 The determination unit generates a grayscale image by, for example, binarizing the image data corresponding to the color of the light emitted from the first irradiation unit using a predetermined threshold value, and the generated grayscale image is used as a reference. By comparing the grayscale image, scratches, defects, and shape abnormalities of the metal film are detected, and when scratches, defects, and shape abnormalities are detected, the substrate is determined to be defective.

また、前記第2の照明部は、上記のように、前記第1の照明部よりも基板側に配置され、基板表面に向けて緑色の光を照射するように構成される。この第2の照明部は、主に、基板上の汚れを検出するための照明である。本発明者等の知見によれば、緑色の光は、基板表面の色によってその吸収率が異なる、即ち、反射光量が異なるという特性を有する。 Further, the second illumination section is arranged closer to the substrate than the first illumination section, and is configured to irradiate the substrate surface with green light. This second lighting section is mainly for detecting dirt on the substrate. According to the findings of the present inventors, green light has a characteristic that its absorption rate differs depending on the color of the substrate surface, that is, the amount of reflected light differs.

斯くして、この第2の照射部から照射され、前記基板により反射されて、基板表面の色に応じてその反射光量が異なる緑色の光が前記撮像カメラに入射されると、前記緑色光検出素子によりこれが検出されて緑色に対応した画像データが生成され、入射反射光量に応じた輝度値を有する画像データとなる。 Thus, when green light emitted from the second irradiation unit, reflected by the substrate, and having a different amount of reflected light depending on the color of the substrate surface is incident on the imaging camera, the green light is detected. This is detected by the device, image data corresponding to green is generated, and image data having a luminance value corresponding to the amount of incident reflected light is generated.

前記判定部は、この緑色に対応した画像データから、例えば、所定の閾値で2値化することによって濃淡画像を生成し、生成した濃淡画像と基準となる濃淡画像とを比較することによって、基板表面の汚れを検出し、汚れが検出された場合には、当該基板を不良であると判定する。 The determination unit generates a grayscale image from the image data corresponding to green, for example, by binarizing with a predetermined threshold value, and compares the generated grayscale image with a reference grayscale image to obtain a substrate. Dirt on the surface is detected, and if dirt is detected, the substrate is determined to be defective.

前記第3の照明部は基板表面に対してその周囲から光を照射するように構成され、青色又は赤色の内、前記第1の照明部の照射光とは異なる色の光を照射するように構成される。即ち、第1の照明部が赤色の光を照射する場合には、第3の照明部は青色の光を照射するように構成され、第1の照明部が青色の光を照射する場合には、第3の照明部は赤色の光を照射するように構成される。この第3の照明部は、主に、基板の周縁に生じる欠けやクラックといった欠陥を検出するための照明である。 The third illumination unit is configured to irradiate the substrate surface with light from its surroundings, and irradiates light of a color different from that of the illumination light of the first illumination unit, either blue or red. Configured. That is, when the first illumination unit emits red light, the third illumination unit emits blue light, and when the first illumination unit emits blue light, , the third lighting unit is configured to emit red light. This third illumination unit is mainly for detecting defects such as chips and cracks that occur on the periphery of the substrate.

基板の周縁に欠けやクラックがある場合には、第3の照明部から照射された光が欠けやクラックが存在する部分で乱反射されるため、撮像カメラに向けた反射光量が他の部分よりも少なくなる。 If there is a chip or crack on the peripheral edge of the substrate, the light emitted from the third lighting unit is diffusely reflected at the portion where the chip or crack exists. less.

そして、この第3の照射部から照射される光が青色である場合には、前記基板によって反射された光が前記撮像カメラに入射されると、前記青色光検出素子によりこれが検出されて青色に対応した画像データが生成され、入射反射光量に応じた輝度値を有する画像データとなる。同様に、第3の照射部から照射される光が赤色である場合には、前記基板によって反射された光が前記撮像カメラに入射されると、前記赤色光検出素子によりこれが検出されて赤色に対応した画像データが生成され、入射反射光量に応じた輝度値を有する画像データとなる。 When the light emitted from the third irradiation unit is blue, when the light reflected by the substrate is incident on the imaging camera, it is detected by the blue light detection element and turned blue. Corresponding image data is generated and becomes image data having a luminance value corresponding to the amount of incident reflected light. Similarly, when the light emitted from the third irradiation unit is red, when the light reflected by the substrate is incident on the imaging camera, it is detected by the red photodetector and turned red. Corresponding image data is generated and becomes image data having a luminance value corresponding to the amount of incident reflected light.

前記判定部は、第3の照射部から照射される光の色に応じた画像データから、例えば、所定の閾値で2値化することによって濃淡画像を生成し、生成した濃淡画像と基準となる濃淡画像とを比較することによって、基板の周縁に生成された欠けやクラックを検出し、欠けやクラックが検出された場合には、当該基板を不良であると判定する。 The determination unit generates a grayscale image by, for example, binarizing the image data corresponding to the color of the light emitted from the third irradiation unit using a predetermined threshold value, and the generated grayscale image is used as a reference. A chip or crack generated on the peripheral edge of the substrate is detected by comparing the grayscale image, and if a chip or crack is detected, the substrate is determined to be defective.

以上のように、この外観検査装置によれば、第1の照射部、第2の照射部及び第3の照射部から、同時に、それぞれ赤色又は青色の光、緑色の光、青色又は赤色の光を基板に照射し、その反射光を、赤色光検出素子、緑色光検出素子及び青色光検出素子を備えた撮像カメラに入射させて、各素子によって検出された画像データをそれぞれ取得し、得られた各画像データを基に、判定装置において、基板の外観の良否が判別するように構成したので、基板に形成された金属膜の傷、欠損及び形状異常、基板表面の汚れ、基板の周縁に形成された欠けやクラックといった欠陥を高精度に検出することができる。 As described above, according to this visual inspection apparatus, red or blue light, green light, and blue or red light are simultaneously emitted from the first irradiation section, the second irradiation section, and the third irradiation section, respectively. is applied to the substrate, and the reflected light is made incident on an imaging camera equipped with a red photodetector, a green photodetector, and a blue photodetector, and the image data detected by each device is obtained. Based on each image data obtained, the judgment device is configured to judge whether the appearance of the substrate is good or bad. Defects such as chips and cracks that are formed can be detected with high accuracy.

また、撮像カメラによる一度の撮像で、上述した各種の欠陥を判別することができるので、照明の色ごとに複数回撮像していた従来に比べて、当該外観検査における処理時間をより短縮することができ、より効率的に当該外観検査を実行することができる。 In addition, since the various defects described above can be determined with a single image taken by the imaging camera, the processing time for the appearance inspection can be further shortened compared to the conventional method in which images are taken multiple times for each color of illumination. can be performed, and the visual inspection can be performed more efficiently.

本発明において、前記第1の照明部、第2の照明部及び第3の照明部は、それぞれ複数の発光ダイオードを光源として備えた態様とすることができる。 In the present invention, each of the first illumination section, the second illumination section, and the third illumination section may have a plurality of light emitting diodes as light sources.

また、本発明において、前記第2の照明部及び第3の照明部は、それぞれ環状に配置された複数の発光ダイオードを光源として備え、更に、前記第2の照明部を構成する発光ダイオードは、基板表面と平行な面を基準として、その光軸の前記基板側に向けた傾斜角度が5°~45°の範囲内に設定され、前記第3の照明部を構成する発光ダイオードは、その光軸が、基板表面と平行な面を基準として、前記基板とは反対側に向けた傾斜角度を5°とし、前記基板側に向けた傾斜角度を15°とする範囲内に設定された態様をとることができる。 In the present invention, each of the second lighting section and the third lighting section includes a plurality of light emitting diodes arranged in a ring as a light source, and the light emitting diodes constituting the second lighting section are With respect to a plane parallel to the surface of the substrate, the angle of inclination of the optical axis toward the substrate is set within a range of 5° to 45°, and the light-emitting diodes constituting the third lighting unit emit the light A mode in which the axis is set within a range in which the angle of inclination toward the side opposite to the substrate is 5° and the angle of inclination toward the substrate is 15° with respect to a plane parallel to the surface of the substrate. can take

このようにすれば、複数の発光ダイオードを環状に配置することで、第2の照明部及び第3の照明部により更に均等に基板を照明することができ、このようにすることで、より精度の高い外観検査を実現することができる。また、第2の照明部を構成する発光ダイオードの光軸を上記角度にすることで、基板表面を更に均質に照明することができ、また、第3の照明部を構成する発光ダイオードの光軸を上記角度にすることで、基板の周縁をより高い照度で照明することができる。 In this way, by arranging the plurality of light-emitting diodes in a ring, the substrate can be more uniformly illuminated by the second illumination section and the third illumination section. high visual inspection can be realized. Further, by setting the optical axis of the light-emitting diodes constituting the second lighting section at the above angle, the substrate surface can be more uniformly illuminated, and the optical axis of the light-emitting diodes constituting the third lighting section is at the above angle, the periphery of the substrate can be illuminated with higher illuminance.

以上説明したように、本発明に係る外観検査装置によれば、基板に形成された金属膜の傷、欠損及び形状異常、基板表面の汚れ、基板の周縁に形成された欠けやクラックといった欠陥を高精度に検出することができる。 As described above, according to the visual inspection apparatus according to the present invention, defects such as flaws, defects, and shape abnormalities in the metal film formed on the substrate, stains on the substrate surface, and chips and cracks formed on the peripheral edge of the substrate can be detected. It can be detected with high accuracy.

また、撮像カメラによる一度の撮像で、上述した各種の欠陥を判別することができるので、照明の色ごとに複数回撮像していた従来に比べて、当該外観検査における処理時間を短縮することができ、より効率的に当該外観検査を実行することができる。 In addition, since the various defects described above can be determined with a single image taken by the imaging camera, the processing time for the appearance inspection can be shortened compared to the conventional method in which images are taken multiple times for each color of illumination. It is possible to perform the visual inspection more efficiently.

本発明の一実施形態に係る外観検査装置の構成を示した説明図である。1 is an explanatory diagram showing the configuration of a visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態に係る第1の照明部における作用を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining an operation in the 1st illumination part concerning this embodiment. 本実施形態に係る第1の照明部における作用を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining an operation in the 1st illumination part concerning this embodiment. 本実施形態に係る第1の照明部における作用を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining an operation in the 1st illumination part concerning this embodiment. 本実施形態に係る第1の照明部における作用を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining an operation in the 1st illumination part concerning this embodiment. 本実施形態に係る第2の照明部の構成について説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining the composition of the 2nd illumination part concerning this embodiment. 本実施形態に係る第3の照明部の構成について説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining the composition of the 3rd illumination part concerning this embodiment.

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本例の外観検査装置の検査対象は、表面に電極及び/又は配線として金の膜が形成されたセラミック製の基板であって、平面視矩形状をした基板とする。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The inspection target of the appearance inspection apparatus of this example is a ceramic substrate having a gold film formed on its surface as an electrode and/or wiring, and having a rectangular shape in plan view.

図1に示すように、本例の外観検査装置1は、基板Kを搬送する搬送装置2と、この搬送装置2の搬送路上に設定された検査位置において、その上方に配設され、当該検査位置に搬送された基板Kの画像を撮像する撮像カメラ5と、前記検査位置において、前記撮像カメラ5と基板Kとの間に配設され、当該検査位置に搬送された基板Kを照明する照明装置10と、搬送装置2、撮像カメラ5及び照明装置10の作動を制御する制御装置30と、撮像カメラ5によって撮像された画像を処理して、基板Kの外観の良否を判定する判定装置35とを備える。 As shown in FIG. 1, the visual inspection apparatus 1 of this embodiment is arranged above a transport device 2 for transporting a substrate K and an inspection position set on a transport path of the transport device 2. an imaging camera 5 that captures an image of the substrate K transported to a position; and an illumination that is disposed between the imaging camera 5 and the substrate K at the inspection position and illuminates the substrate K transported to the inspection position. A device 10, a control device 30 that controls the operations of the conveying device 2, the imaging camera 5, and the lighting device 10, and a determination device 35 that processes the image captured by the imaging camera 5 and determines whether the appearance of the substrate K is good or bad. and

前記搬送装置2は、水平回転可能に設けられた円板状のガラス板3と、このガラス板3を水平回転させる駆動モータ(図示せず)とを備えて構成され、前記制御装置30による制御の下で、図示しない適宜整列供給装置により整列されて当該ガラス板3上に順次供給される基板Kをその回転方向に搬送する。 The conveying device 2 includes a horizontally rotatable disk-shaped glass plate 3 and a driving motor (not shown) for horizontally rotating the glass plate 3. , the substrates K which are aligned by an appropriate alignment supply device (not shown) and sequentially supplied onto the glass plate 3 are transported in the direction of rotation thereof.

前記照明装置10は、前記検査位置において、前記撮像カメラ5と前記ガラス板3との間に配設された第1の照明部11、第2の照明部18及び第3の照明部25を備える。これら第1の照明部11、第2の照明部18及び第3の照明部25は上下に並設されており、上から順に、第1の照明部11、第2の照明部18及び第3の照明部25が設けられている。 The illumination device 10 includes a first illumination section 11, a second illumination section 18, and a third illumination section 25 arranged between the imaging camera 5 and the glass plate 3 at the inspection position. . The first lighting unit 11, the second lighting unit 18 and the third lighting unit 25 are vertically arranged side by side. is provided.

前記第1の照明部11は、平面視矩形状をし、上下が開口した筒状の本体12と、水平面に対してほぼ45度に傾いた状態で前記本体12内に配設されたハーフミラー13と、光軸が水平方向を向くように複行複列に配列され、前記ハーフミラー13に対峙するように設けられた複数の赤色LED15と、この赤色LED15を保持する基台16と、赤色LED15とハーフミラー13との間に鉛直に配設され、赤色LED15が配設される領域とハーフミラー13が設けられる領域とを仕切るガラス板14とを備えている。そして、本体12は、ハーフミラー13が設けられる領域の上下が開口し、赤色LED15が設けられる領域の上下部分は蓋体により閉塞されている。また、赤色LED15は前記制御装置30によってその点灯が制御される。 The first illumination unit 11 has a rectangular shape in a plan view, and includes a cylindrical main body 12 with upper and lower openings, and a half mirror disposed in the main body 12 at an angle of approximately 45 degrees with respect to the horizontal plane. 13, a plurality of red LEDs 15 arranged in multiple rows and multiple columns so that the optical axis is oriented in the horizontal direction and provided so as to face the half mirror 13, a base 16 for holding the red LEDs 15, a red A glass plate 14 is arranged vertically between the LED 15 and the half mirror 13 and partitions the area where the red LED 15 is arranged and the area where the half mirror 13 is arranged. The main body 12 is open at the top and bottom of the region where the half mirror 13 is provided, and the top and bottom of the region where the red LED 15 is provided is closed with a lid. Also, the lighting of the red LED 15 is controlled by the controller 30 .

そして、この第1の照明部11は、そのハーフミラー13が前記撮像カメラ5の直下に位置するように配設されている。この第1の照明部11では、赤色LED15からハーフミラー13に向けて水平方向に指向性を持った赤色光が照射され、照射された赤色光はハーフミラー13で鉛直下方に向けて90°の角度で反射され、当該反射光が下方の検査位置に位置する基板K上に照射される。尚、このような照明を一般的に同軸照明、或いは落射照明という。 The first illumination unit 11 is arranged so that the half mirror 13 is positioned directly below the imaging camera 5 . In the first illumination unit 11, the red LED 15 irradiates the half mirror 13 with red light having directivity in the horizontal direction. It is reflected at an angle and the reflected light is projected onto the substrate K located in the lower inspection position. Such illumination is generally called coaxial illumination or epi-illumination.

この第1の照明部11は、主に、基板K上に形成された金属膜(金の膜)に生じた傷、欠損(完全断線及び部分断線を含む)や形状異常などの欠陥を検出するための照明であり、本例において、赤色LED15を用いた理由は以下による。 The first illumination unit 11 mainly detects defects such as scratches, defects (including complete disconnection and partial disconnection), and shape abnormalities in the metal film (gold film) formed on the substrate K. The reason why the red LED 15 is used in this example is as follows.

即ち、本発明者等の知見によれば、金属は、金や銅といった赤色光を多く反射する赤色系のものと、銀、マグネシウムやアルミニウムといった青色光を多く反射する白色系のものとがある。本例の基板Kは、金属膜として金の膜が形成されているため、赤色LEDを用いている。 That is, according to the findings of the present inventors, there are red metals such as gold and copper that reflect a lot of red light, and white metals such as silver, magnesium, and aluminum that reflect a lot of blue light. . The substrate K of this example uses a red LED because a gold film is formed as the metal film.

図2は金の膜に対して垂直方向の指向性を有する赤色光を照射した場合の反射の状態を概念的に示した図であり、同様に、図3は金の膜に対して垂直方向の指向性を有する緑色光を照射した場合の反射の状態を概念的に示した図であり、図4は金の膜に対して垂直方向の指向性を有する青色光を照射した場合の反射の状態を概念的に示した図であり、図5は金の膜に指向性の無い一般的な白色光を照射した場合の反射の状態を概念的に示した図である。尚、これら図2~図5において、斜線を付した部分は金の膜であり、破線の矢印は照射光及び反射光を示し、一点鎖線は反射光の輝度レベルを示している。 FIG. 2 is a diagram conceptually showing the state of reflection when a gold film is irradiated with red light having directivity in the vertical direction. Similarly, FIG. FIG. 4 is a diagram conceptually showing the state of reflection when green light having a directivity of 2 is irradiated, and FIG. FIG. 5 is a diagram conceptually showing the state of reflection when a gold film is irradiated with general white light having no directivity. In FIGS. 2 to 5, the shaded portion is the gold film, the dashed arrows indicate the irradiated light and the reflected light, and the dashed line indicates the brightness level of the reflected light.

上述したように、金は赤色光を多く反射し、他の色の光を吸収し易い特性を有する赤色系の金属である。したがって、赤色光を金の膜に照射すると、図2に示すように、平滑面ではその多くが正反射されるため、反射光の光量が多く、反射光は高い輝度レベルを示す。一方、膜の表面に傷Sがある場合には、図2に示すように、この傷Sの部分において赤色光が乱反射されて、上方への反射光量が極端に少なくなるため、当該傷に対応する部分の輝度レベルは極端に低いレベルとなる。 As described above, gold is a reddish metal that reflects a large amount of red light and readily absorbs light of other colors. Therefore, when the gold film is irradiated with red light, as shown in FIG. 2, most of the light is specularly reflected on the smooth surface, so that the amount of reflected light is large and the reflected light exhibits a high luminance level. On the other hand, if there is a scratch S on the surface of the film, as shown in FIG. The luminance level of the portion where the

これに対し、金の膜に緑色光や青色光を照射すると、これらの光は金の膜に吸収され易いため、その反射光量は赤色光に比べて少なく、反射光の輝度レベルは赤色光に比べて低いものとなる(図3及び図4参照)。また、膜の表面に傷Sがある場合には、この傷Sの部分において乱反射されて、上方への反射光量が少なくなるため、当該傷Sに対応する部分の輝度レベルは低いレベルとなるが、傷Sの無い部分の反射光の輝度レベルと大きな差が無いため、傷Sの有無を有意差をもって判別することができない(図3及び図4参照)。また、指向性の無い白色光を金の膜に照射した場合の反射光は緑色光と同程度の輝度レベルを示すものの、青色光と同様に、傷Sの有無による反射光の輝度レベルに有意差は無く、これを正確に判別することはできない(図5参照)。 On the other hand, when a gold film is irradiated with green light or blue light, these lights are easily absorbed by the gold film, so the amount of reflected light is less than that of red light, and the brightness level of the reflected light is lower than that of red light. (See FIGS. 3 and 4). In addition, if there is a scratch S on the surface of the film, the portion of the scratch S is diffusely reflected, and the amount of light reflected upward is reduced. , there is no significant difference from the brightness level of the reflected light in the portion without the flaw S, so the presence or absence of the flaw S cannot be determined with a significant difference (see FIGS. 3 and 4). In addition, when the gold film is irradiated with non-directive white light, the reflected light exhibits a brightness level similar to that of the green light. There is no difference and this cannot be determined accurately (see Figure 5).

斯くして、この第1の照射部11によれば、金の膜が適切に存在する部分については、反射光量が多くなるため、その輝度レベルが高く、金の膜に傷Sが存在する場合には、当該傷S部において乱反射されてその反射光量が極端に少なくなるため、その輝度レベルが極端に低くなり、また、同様に、金の膜に欠損があり下地のセラミック部分が露出している場合には、当該欠損部において赤色の照射光が吸収されてその反射光量が極端に少なくなるため、その輝度レベルが極端に低くなる。 Thus, according to the first irradiation unit 11, since the amount of reflected light increases in the portion where the gold film is appropriately present, the luminance level is high, and when the gold film has a scratch S, the amount of reflected light increases. , the amount of reflected light is extremely reduced due to irregular reflection at the scratch S, and the luminance level is extremely low. If there is, the red irradiation light is absorbed by the defective portion and the amount of reflected light is extremely reduced, resulting in an extremely low luminance level.

以上の作用により、基板K上に形成された金の膜に存在する傷、膜の欠損や形状異常といった欠陥を検出することが可能となる。このことは、銅などの、金以外の赤色系の金属においても同様である。 Due to the above operation, it is possible to detect defects such as scratches, film defects, and shape abnormalities in the gold film formed on the substrate K. FIG. This also applies to reddish metals other than gold, such as copper.

前記第2の照明部18は、上記のように、前記第1の照明部11の下方に配置され、前記本体12の開口部に対応する位置に、上下に貫通する開口を備えた支持板19と、この支持板19の下面に取り付けられた円筒部材20と、この円筒部材20の内周面に複行複列に配列され、検査位置に在る基板Kの表面に向けて緑色の照明光を照射する緑色LED21と、環状に配列される緑色LED21の内側に設けられた拡散膜22とを備えて構成される。尚、緑色LED15は前記制御装置30によってその点灯が制御される。 The second lighting section 18 is arranged below the first lighting section 11 as described above, and has a support plate 19 provided with an opening penetrating vertically at a position corresponding to the opening of the main body 12. , a cylindrical member 20 attached to the lower surface of the support plate 19, and arranged in multiple rows and multiple rows on the inner peripheral surface of the cylindrical member 20, and green illumination light is directed toward the surface of the substrate K at the inspection position. and a diffusion film 22 provided inside the green LEDs 21 arranged in a ring. The lighting of the green LED 15 is controlled by the controller 30 .

前記拡散膜22は、下方に向けて拡径するテーパ状をした環状の膜であり、緑色LED21から照射された指向性のある緑色光を、その透過の際に分散させる作用を有するものである。斯くして、この拡散膜22を透過した緑色光は基板Kの表面に対して均質に照射され、基板Kの表面は均質な光量で照明される。 The diffusion film 22 is a tapered annular film that expands in diameter downward, and has the effect of dispersing the directional green light emitted from the green LED 21 during its transmission. . Thus, the green light transmitted through the diffusion film 22 is uniformly applied to the surface of the substrate K, and the surface of the substrate K is illuminated with a uniform amount of light.

この第2の照明部18は、主に、基板K上の汚れを検出するための照明である。本発明者等の知見によれば、緑色の光は、基板Kの表面の色によってその吸収率が異なる、即ち、反射光量が異なり、反射光の輝度レベルが異なるという特性を有する。したがって、この反射光の輝度レベルの変化から基板Kの表面に汚れなどが存在するか否かを判別することができる。 This second illumination unit 18 is mainly an illumination for detecting stains on the substrate K. As shown in FIG. According to the findings of the present inventors, green light has characteristics that its absorption rate differs depending on the color of the surface of the substrate K, that is, the amount of reflected light differs, and the luminance level of the reflected light also differs. Therefore, it is possible to determine whether or not the surface of the substrate K has dirt or the like on the basis of the change in the luminance level of the reflected light.

そして、基板Kの表面の汚れを検出することが可能なレベルの光量で基板Kの表面全体を均等に照明するためには、緑色LED21の光軸は、図6に示すように、基板Kの表面と平行な面Rを基準として、前記基板K側に向けた傾斜角度、即ち、下方に向けた傾斜角度が5°~45°の範囲内に設定されているのが好ましい。 In order to uniformly illuminate the entire surface of the substrate K with a level of light that enables detection of contamination on the surface of the substrate K, the optical axis of the green LED 21 must be aligned with the substrate K as shown in FIG. It is preferable that the inclination angle toward the substrate K side, that is, the inclination angle toward the bottom is set within a range of 5° to 45° with respect to the plane R parallel to the surface.

前記第3の照明部25は、上記のように、前記第2の照明部18の下方に配置され、前記拡散膜21よりも大きい径を有するリング状部材26と、このリング状部材26の内周面に、周方向に均等に配設され、検査位置に在る基板Kの周縁に向けて青色の照明光を照射する複数の青色LED27とを備えて構成される。この青色LED27も前記制御装置30によってその点灯が制御される。 The third illumination section 25 is arranged below the second illumination section 18, as described above, and has a ring-shaped member 26 having a diameter larger than that of the diffusion film 21, and an inner portion of the ring-shaped member 26. A plurality of blue LEDs 27 are arranged evenly in the circumferential direction on the peripheral surface and irradiate blue illumination light toward the peripheral edge of the substrate K at the inspection position. The lighting of the blue LED 27 is also controlled by the controller 30 .

この第3の照明部25は、主に、基板Kの周縁に生じる欠けやクラックといった欠陥を検出するための照明である。基板Kの周縁に欠けやクラックがある場合には、前記青色LED27から照射された光が欠けやクラックが存在する部分で乱反射されるため、撮像カメラ5に向けた反射光量が他の部分よりも少なくなり、その輝度レベルが低くなる。したがって、この反射光の輝度レベルの変化から基板Kの周縁に欠けやクラックといった欠陥が存在するか否かを判別することができる。 The third illumination unit 25 is mainly used for detecting defects such as chips and cracks that occur on the peripheral edge of the substrate K. As shown in FIG. If there is a chip or crack on the peripheral edge of the substrate K, the light emitted from the blue LED 27 is diffusely reflected at the portion where the chip or crack exists. less and its brightness level will be lower. Therefore, it is possible to determine whether or not there is a defect such as chipping or cracking on the peripheral edge of the substrate K from the change in the luminance level of the reflected light.

前記撮像カメラ5は、赤色光を検出する素子(赤色光検出素子)、緑色光を検出する素子(緑色光検出素子)、及び青色光を検出する素子(青色光検出素子)をそれぞれ備えるとともに、各素子によって検出された画像データをそれぞれ出力するように構成される。 The imaging camera 5 includes an element that detects red light (red light detection element), an element that detects green light (green light detection element), and an element that detects blue light (blue light detection element), It is configured to output image data detected by each element.

即ち、撮像カメラ5は、前記第1の照射部11の赤色LEDから基板Kの表面に向けて照射され、基板Kの表面によって反射された反射光を赤色光検出素子によって受光し、その輝度レベルに応じた画像データを出力する。同様に、撮像カメラ5は、前記第2の照射部18の緑色LEDから基板Kの表面に向けて照射され、当該基板Kの表面によって反射された反射光を緑色光検出素子によって受光し、その輝度レベルに応じた画像データを出力する。また、撮像カメラ5は、前記第3の照射部25の青色LEDから基板Kの表面に向けて照射され、当該基板Kの表面によって反射された反射光を青色光検出素子によって受光し、その輝度レベルに応じた画像データを出力する。 That is, the imaging camera 5 receives the reflected light emitted from the red LED of the first irradiation unit 11 toward the surface of the substrate K and reflected by the surface of the substrate K with the red photodetector, and detects the luminance level output image data according to Similarly, the imaging camera 5 receives the reflected light emitted from the green LED of the second irradiation unit 18 toward the surface of the substrate K and reflected by the surface of the substrate K with the green light detection element. It outputs image data according to the luminance level. In addition, the imaging camera 5 receives the reflected light emitted from the blue LED of the third irradiation unit 25 toward the surface of the substrate K and reflected by the surface of the substrate K with the blue light detection element, and measures the brightness of the light. Output image data according to the level.

前記撮像カメラ5は、上記のような機能を備えていれば、どのような構成のものでも良いが、その一例を挙げれば、複数の赤色光検出素子が一列に配設されたラインセンサ(赤色用ラインセンサ)、複数の緑色光検出素子が一列に配設されたラインセンサ(緑色用ラインセンサ)、及び複数の青色光検出素子が一列に配設されたラインセンサ(青色用ラインセンサ)が、基板Kの搬送方向に沿って並設されたものを例示することができる。この場合、赤色用ラインセンサ、緑色用ラインセンサ及び青色用ラインセンサからそれぞれ出力される画像データが各検出色に応じた画像データとなる。 The imaging camera 5 may have any configuration as long as it has the functions described above. line sensor), a line sensor in which a plurality of green light detection elements are arranged in a row (line sensor for green), and a line sensor in which a plurality of blue light detection elements are arranged in a row (line sensor for blue) , arranged side by side along the direction in which the substrate K is conveyed. In this case, the image data output from the line sensor for red, the line sensor for green, and the line sensor for blue are image data corresponding to each detected color.

或いは、前記撮像カメラ5は、赤色光検出素子、緑色光検出素子、及び青色光検出素子が交互にモザイク状に配置されたエリアセンサカメラであっても良い。この場合、エリアセンサカメラから出力されるデータの内、赤色光検出素子から出力されるデータを抽出することによって、赤色に対応した画像データが形成され、緑色光検出素子から出力されるデータを抽出することによって、緑色に対応した画像データが形成され、青色光検出素子から出力されるデータを抽出することによって、青色に対応した画像データが形成される。 Alternatively, the imaging camera 5 may be an area sensor camera in which red light detection elements, green light detection elements, and blue light detection elements are alternately arranged in a mosaic pattern. In this case, image data corresponding to red is formed by extracting the data output from the red light detection element among the data output from the area sensor camera, and the data output from the green light detection element is extracted. By doing so, image data corresponding to green is formed, and image data corresponding to blue is formed by extracting data output from the blue photodetector.

前記判定装置35は、前記撮像カメラ5から出力された各検出色に応じた各画像データに基づいて、基板Kの外観の良否を判定するように構成される。具体的には、判定装置35は、以下のようにして、基板Kの外観の良否を判定する。 The judging device 35 is configured to judge whether the appearance of the board K is good or bad based on each image data corresponding to each detected color output from the imaging camera 5 . Specifically, the determination device 35 determines whether the appearance of the board K is good or bad as follows.

上述したように、第1の照射部11の赤色LEDから基板Kの表面に赤色光を照射すると、金の膜が適切に存在する部分については、反射光量が多くなるため、その輝度レベルが高く、金の膜に傷が存在する場合には、当該傷部において乱反射されてその反射光量が極端に少なくなるため、その輝度レベルが極端に低くなり、また、同様に、金の膜に欠損があり下地のセラミック部分が露出している場合には、当該欠損部において赤色の照射光が吸収されてその反射光量が極端に少なくなるため、その輝度レベルが極端に低くなる。そして、このような赤色光の反射光が撮像カメラ5の赤色光検出素子によって検出され、その輝度レベルに応じた赤色に対応した画像データが撮像カメラ5から判定装置35に出力される。 As described above, when the red LED of the first irradiation unit 11 irradiates the surface of the substrate K with red light, the portion where the gold film is properly present has a large amount of reflected light, so that the luminance level is high. If there is a scratch on the gold film, the light is diffusely reflected at the scratch and the amount of reflected light is extremely reduced, resulting in an extremely low luminance level. When the underlying ceramic portion is exposed, the red irradiation light is absorbed by the defective portion and the amount of reflected light is extremely reduced, resulting in an extremely low luminance level. Such reflected red light is detected by the red light detection element of the imaging camera 5 , and image data corresponding to red corresponding to the luminance level is output from the imaging camera 5 to the determination device 35 .

判定装置35はこの赤色に対応した画像データを所定の閾値で2値化することによって濃淡画像を生成し、生成した濃淡画像と基準となる濃淡画像とを比較することによって、金属膜の傷、欠損及び形状異常を検出し、傷、欠損や形状異常が検出された場合には、当該基板Kが不良であると判定する。 The determination device 35 generates a grayscale image by binarizing the image data corresponding to red with a predetermined threshold value, and compares the generated grayscale image with a reference grayscale image to determine whether the metal film is scratched or not. Defects and shape abnormalities are detected, and if damage, defects, or shape abnormalities are detected, the substrate K is determined to be defective.

また、前記第2の照射部18の緑色LED21から基板Kの表面に照射される緑色光は、基板Kの表面の色に応じてその反射光量が異なり、反射光は基板Kの表面の色に応じた輝度レベルを示す。そして、このような緑色光の反射光が撮像カメラ5の緑色光検出素子によって検出され、その輝度レベルに応じた緑色に対応した画像データが撮像カメラ5から判定装置35に出力される。 The green light emitted from the green LED 21 of the second irradiation unit 18 to the surface of the substrate K has a different amount of reflected light depending on the color of the surface of the substrate K, and the reflected light varies depending on the color of the surface of the substrate K. corresponding luminance level. Then, such reflected light of green light is detected by the green light detection element of the imaging camera 5 , and image data corresponding to green corresponding to the luminance level is output from the imaging camera 5 to the determination device 35 .

前記判定装置35は、この緑色に対応した画像データを所定の閾値で2値化することによって濃淡画像を生成し、生成した濃淡画像と基準となる濃淡画像とを比較することによって、基板Kの表面に存在する汚れの有無を検出し、汚れが検出された場合には、当該基板Kが不良であると判定する。 The determination device 35 generates a gradation image by binarizing the image data corresponding to green with a predetermined threshold value, and compares the generated gradation image with a reference gradation image to determine the substrate K. The presence or absence of contamination on the surface is detected, and if contamination is detected, the substrate K is determined to be defective.

また、第3の照明部25の青色LEDから基板Kの表面に照射される青色光は、基板Kの周縁に欠けやクラックがある場合には、当該欠けやクラックが存在する部分で乱反射されるため、撮像カメラ5に向けた反射光は、その光量が他の部分よりも少なくなるため、その輝度レベルが低くなる。このような青色光の反射光が撮像カメラ5の青色光検出素子によって検出され、その輝度レベルに応じた青色に対応した画像データが撮像カメラ5から判定装置35に出力される。 In addition, if there is a chip or crack on the peripheral edge of the substrate K, the blue light emitted from the blue LED of the third illumination unit 25 to the surface of the substrate K is diffusely reflected at the portion where the chip or crack exists. Therefore, the amount of light reflected toward the imaging camera 5 is smaller than that of the other portions, and the luminance level thereof is lowered. Such reflected light of blue light is detected by the blue light detection element of the imaging camera 5 , and image data corresponding to blue corresponding to the luminance level is output from the imaging camera 5 to the determination device 35 .

前記判定装置35は、この青色に対応した画像データを所定の閾値で2値化することによって濃淡画像を生成し、生成した濃淡画像と基準となる濃淡画像とを比較することによって、基板Kの周縁に生成された欠けやクラックを検出し、欠けやクラックが検出された場合には、当該基板Kが不良であると判定する。 The determination device 35 generates a gradation image by binarizing the image data corresponding to blue with a predetermined threshold value, and compares the generated gradation image with a reference gradation image to determine the substrate K. Chipping and cracks generated on the peripheral edge are detected, and when chipping and cracks are detected, the substrate K is determined to be defective.

以上のように構成された本例の外観検査装置1によれば、第1の照射部11の赤色LED15、第2の照射部18の緑色LED21及び第3の照射部25の青色LED27から、同時に、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光が基板Kに照射される。そして、基板Kにより反射された赤色光、緑色光及び青色光の反射光が前記ハーフミラー13を透過してそれぞれ撮像カメラ5に入射され、入射された赤色光、緑色光及び青色光が赤色光検出素子、緑色光検出素子及び青色光検出素子によってそれぞれ検出され、その輝度レベルに応じた各色に対応した画像データが判定装置35に出力される。 According to the appearance inspection apparatus 1 of this example configured as described above, from the red LED 15 of the first irradiation unit 11, the green LED 21 of the second irradiation unit 18, and the blue LED 27 of the third irradiation unit 25, , the substrate K is irradiated with red, green and blue light, respectively. Red light, green light and blue light reflected by the substrate K pass through the half mirror 13 and enter the imaging camera 5, respectively. Image data corresponding to each color detected by the detection element, the green light detection element, and the blue light detection element are output to the determination device 35 according to the luminance level thereof.

ついで、判定装置35において、入力された各色に対応した画像データに基づいて、基板Kの外観の良否が判別される。したがって、本例の外観検査装置1によれば、基板Kに形成された金属膜の傷、欠損及び形状異常、基板K表面の汚れ、基板Kの周縁に形成された欠けやクラックといった欠陥を高精度に検出することができる。 Next, the judging device 35 judges whether the appearance of the board K is good or bad based on the input image data corresponding to each color. Therefore, according to the visual inspection apparatus 1 of this embodiment, defects such as flaws, defects, and shape abnormalities in the metal film formed on the substrate K, stains on the surface of the substrate K, and chipping and cracks formed on the peripheral edge of the substrate K can be highly inspected. It can be detected with precision.

また、撮像カメラ5による一度の撮像で、上述した各種の欠陥を判別することができるので、照明の色ごとに複数回撮像していた従来に比べて、当該外観検査における処理時間を短縮することができ、より効率的に当該外観検査を実行することができる。 In addition, since the various defects described above can be discriminated with a single image taken by the image pickup camera 5, the processing time for the appearance inspection can be shortened compared to the conventional method in which images are taken multiple times for each color of illumination. can be performed, and the visual inspection can be performed more efficiently.

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何ら上述のものに限定されるものではない。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, specific modes that the present invention can take are not limited to those described above.

例えば、基板Kに形成された金属膜が、銀、マグネシウムやアルミニウムといった白色系のものである場合には、前記赤色LED15は青色LEDで置き換えられる。白色系の金属の場合、青色の光を反射しやすいため、上述した作用が、青色光と赤色光とで逆のものとなる。具体的には、白色系の金属は青色光を多く反射し、他の色の光を吸収し易い特性を有するため、当該白色系の金属膜に青色光を照射すると、平滑面ではその多くが正反射されて、反射光の輝度レベルが高くなるが、傷がある場合には、この傷の部分において青色光が乱反射されて、上方への反射光量が極端に少なくなるため、当該傷に対応する部分の輝度レベルは極端に低いレベルとなる。 For example, if the metal film formed on the substrate K is white, such as silver, magnesium, or aluminum, the red LEDs 15 are replaced with blue LEDs. In the case of whitish metals, since blue light is likely to be reflected, the above-described action is reversed between blue light and red light. Specifically, whitish metals reflect a large amount of blue light and tend to absorb light of other colors. It is specularly reflected, and the brightness level of the reflected light increases, but if there is a scratch, the blue light is diffusely reflected at the scratch, and the amount of reflected light in the upward direction is extremely small. The luminance level of the portion where the

一方、白色系の金属膜に緑色光や赤色光を照射すると、これらの光は金の膜に吸収されやすいため、その反射光量は青色光に比べて少なく、反射光の輝度レベルは青色光に比べて低いものとなる。また、金属膜の表面に傷がある場合には、この傷の部分において乱反射されて、上方への反射光量が少なくなるため、当該傷に対応する部分の輝度レベルは低いレベルとなるが、傷の無い部分の反射光の輝度レベルと大きな差が無いため、傷の有無を有意差をもって判別することができない。 On the other hand, when a white metal film is irradiated with green or red light, the light is easily absorbed by the gold film. will be relatively low. In addition, if the surface of the metal film has a scratch, the portion of the scratch causes diffuse reflection, and the amount of light reflected upward is reduced. Since there is no significant difference from the luminance level of the reflected light in the portion without the scratch, the presence or absence of the scratch cannot be determined with a significant difference.

また、同様に、金属膜に欠損があり下地のセラミック部分が露出している場合には、当該欠損部において青色の照射光が吸収されてその反射光量が極端に少なくなるため、その輝度レベルが極端に低くなる。 Similarly, when there is a defect in the metal film and the underlying ceramic portion is exposed, the blue irradiation light is absorbed by the defect and the amount of reflected light is extremely reduced. extremely low.

基板K上に白色系の金属膜が形成されている場合には、以上の作用により、照明光として青色光を用いることで、金属膜に存在する傷、金属膜の欠損や形状異常といった欠陥を検出することが可能となる。そして、この場合には前記第3の照明部25の青色LED27は赤色LEDで置き換えられる。 When a whitish metal film is formed on the substrate K, by using blue light as the illumination light, defects in the metal film, such as flaws, defects, and shape abnormalities, can be eliminated. detection becomes possible. In this case, the blue LED 27 of the third illumination section 25 is replaced with a red LED.

1 外観検査装置
2 搬送装置
5 撮像カメラ
10 照明装置
11 第1の照明部
13 ハーフミラー
15 赤色LED
18 第2の照明部
21 緑色LED
22 拡散膜
25 第3の照明部
27 青色LED
K 基板
REFERENCE SIGNS LIST 1 appearance inspection device 2 conveying device 5 imaging camera 10 lighting device 11 first lighting unit 13 half mirror 15 red LED
18 second lighting unit 21 green LED
22 diffusion film 25 third lighting unit 27 blue LED
K substrate

Claims (3)

表面に金属膜が形成された基板の外観を検査する外観検査装置であって、
前記基板を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置の搬送路上に設定された検査位置に対応して配設され、該検査位置に搬送された基板の画像を撮像する撮像カメラと、
前記検査位置に対応して配設され、該検査位置に搬送された基板を照明する照明装置と、
前記撮像カメラによって撮像された画像を処理して、基板の外観の良否を判定する判定装置と、
前記搬送装置、撮像カメラ及び照明装置を制御する制御装置を備え、
前記撮像カメラは、赤色光を検出する素子、緑色光を検出する素子、及び青色光を検出する素子をそれぞれ備えるとともに、各素子によって検出された画像データをそれぞれ出力するように構成され、
前記判定装置は、前記撮像カメラから出力された各検出色に応じた各画像データに基づいて、基板の外観の良否を判定するように構成され、
前記照明装置は、
照射する光の光軸が前記検査位置にある基板表面に対して直交するように設定され、青色又は赤色の内の一方の色の光を照射する第1の照明部と、
前記検査位置にある基板に対して、前記第1の照明部よりも前記基板側に配置され、環状に配列された複数の光源、及び該光源の内側に配設された環状の拡散膜を備え、前記検査位置にある基板表面に向けて前記拡散膜を透過した緑色の光を照射する第2の照明部と、
前記検査位置にある基板に対して、前記第2の照明部よりも前記基板側に配置されるとともに、前記第2の照明部の拡散膜よりも径方向の外側に環状に配列された複数の光源を備え、前記検査位置にある基板の表面に向けて、青色又は赤色の内、前記第1の照明部の照射光とは異なる色の光を照射する第3の照明部とを備え、
前記制御装置は、前記基板が前記検査位置に搬送されたとき、前記第1の照明部、第2の照明部及び第3の照明部から同時に光を照射して前記基板を照明した状態で、前記撮像カメラによって前記基板の画像を撮像するように構成されていることを特徴とする外観検査装置。
An appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a substrate having a metal film formed on its surface,
a transport device for transporting the substrate;
an imaging camera disposed corresponding to an inspection position set on the transport path of the transport device and capturing an image of the substrate transported to the inspection position;
an illumination device disposed corresponding to the inspection position and illuminating the board conveyed to the inspection position;
a determination device that processes the image captured by the imaging camera and determines whether the appearance of the substrate is good or bad;
A control device that controls the conveying device, the imaging camera and the lighting device,
The imaging camera includes an element that detects red light, an element that detects green light, and an element that detects blue light, and is configured to output image data detected by each element,
The determination device is configured to determine whether the appearance of the substrate is good or bad based on each image data corresponding to each detected color output from the imaging camera,
The lighting device
a first illumination unit, the optical axis of which is set so as to be orthogonal to the surface of the substrate at the inspection position , and which emits light of either blue or red;
With respect to the substrate at the inspection position, it is arranged closer to the substrate than the first illumination unit, and includes a plurality of light sources arranged in a ring shape, and a ring-shaped diffusion film provided inside the light sources. a second illumination unit that irradiates the surface of the substrate at the inspection position with green light that has passed through the diffusion film ;
With respect to the substrate at the inspection position, a plurality of illumination devices arranged closer to the substrate than the second illumination unit and annularly arranged radially outside the diffusion film of the second illumination unit a third illumination unit that includes a light source and emits blue or red light of a different color from the illumination light of the first illumination unit toward the surface of the substrate at the inspection position ;
When the substrate is transported to the inspection position, the control device illuminates the substrate by simultaneously irradiating light from the first illumination unit, the second illumination unit, and the third illumination unit, and An appearance inspection apparatus , wherein an image of the substrate is captured by the imaging camera .
前記第1の照明部、第2の照明部及び第3の照明部は、それぞれ複数の発光ダイオードを光源として備えていることを特徴とする請求項1記載の外観検査装置。 2. The visual inspection apparatus according to claim 1, wherein each of said first illumination section, said second illumination section, and said third illumination section comprises a plurality of light emitting diodes as light sources. 前記第2の照明部を構成する発光ダイオードは、前記検査位置にある基板表面と平行な面を基準として、その光軸の前記基板側に向けた傾斜角度が5°~45°の範囲内に設定され、前記第3の照明部を構成する発光ダイオードは、その光軸が、前記検査位置にある基板表面と平行な面を基準として、前記基板とは反対側に向けた傾斜角度を5°とし、前記基板側に向けた傾斜角度を15°とする範囲内に設定されていることを特徴とする請求項2記載の外観検査装置。
The light-emitting diodes constituting the second illumination unit have an optical axis tilted toward the substrate at an angle of 5° to 45° with respect to a plane parallel to the surface of the substrate at the inspection position. and the optical axis of the light-emitting diode constituting the third illumination unit is inclined at an angle of 3. The visual inspection apparatus according to claim 2, wherein the inclination angle is set within a range of 5[deg.] and an inclination angle toward the substrate side of 15[deg.].
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