JPH02227843A - 光学式記録媒体用基板の自動検査システム - Google Patents

光学式記録媒体用基板の自動検査システム

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JPH02227843A
JPH02227843A JP4895989A JP4895989A JPH02227843A JP H02227843 A JPH02227843 A JP H02227843A JP 4895989 A JP4895989 A JP 4895989A JP 4895989 A JP4895989 A JP 4895989A JP H02227843 A JPH02227843 A JP H02227843A
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substrates
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Application number
JP4895989A
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English (en)
Inventor
Toshiki Shojima
庄嶋 敏樹
Kazutomi Yoshinaga
吉永 一臣
Tetsuya Toyonaga
豊永 哲也
Yukihiro Hattori
服部 幸広
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学式記録媒体用基板の自動検査システムに係
り、光学的な記録再生を行う光ディスク等の製造や検査
に利用できる。
〔従来の技術〕
従来より、光ディスク等の光学的な記録および再生を行
う記録媒体用の基板においては、製造時の機械的特性お
よび光学的特性が高くかつ安定していることが求められ
る。
例えば、機械的特性としては、内径誤差や面振れ等の成
形不良がなく、かつ表面ないし内部に傷等の欠陥がない
ことが要求される。また、光学的特性としては、光の反
射や透過の際に不必要な複屈折や偏光欠陥等がないこと
が要求される。このため、光ディスク等の生産にあたっ
ては、前述のような各種特性についての欠陥検査が不可
欠であリ、不良基板への記録膜の成膜といった無駄を省
くために、製造工程の早い段階での基板の欠陥検査が行
われている。
このような欠陥検査としては、従来より、基板表面から
の目視検査が行われており、形状や寸法精度、傷の有無
、あるいは光の反射や透過状態について、正常な基板と
の直接比較による判定などが行われている。一方、近年
では検査の自動化が図られ、例えば検査対象の基板を逼
影して画像処理し、正常な基板の画像と比較して各種欠
陥を判定する方法などが提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、前述のような目視による欠陥検査はあくまで
人間による判定であるため、欠陥の判定に曖昧さが避け
られないとともに、検査担当者が安定した判定を行える
ようになるには経験を積む必要がある。また、人手によ
る基板の取扱いが頻繁になるため、検査作業中に基板表
面に傷を付けたり汚れが付着したりする恐れがある。さ
らに、−枚の基板の検査にかかる処理時間が長く、検査
効率が低いという問題があり、大量生産される基板の全
品検査を行うことは容易ではない。
これに対し、自動化された検査装置を用いれば各検査項
目についての客観的な結果が効率よく得られる。しかし
、多数の検査項目について検査する場合、各項目毎に検
査装置が必要となるうえ、検査対象の光デイスク基板を
各検査装置に順次セットする等の作業を人手により行わ
なければならず、全体的な効率を考えた場合、個々の検
査担当者が多様な項目に対応できる目視検査に比べて必
ずしも効率はよいとはいえない。
さらに、近年では一般的な読み泡り専用型の他、様々な
形式の光ディスクが利用されており、特に追記型光ディ
スク(Write once 0ptical dis
k )や書き換え型光ディスク等では記録方式に応じて
基板に要求される光学的特性もより厳しいものとなる0
例えば、書き換え型の一種である光磁気ディスク(Ma
gnetic 0pLical disk )では、記
録層の磁化の向きに応じた偏光面の変化を用いて信号を
記録しており、基板には偏光特性を特に厳密に検査する
必要がある。このような厳密さが要求される基板におい
ては、もはや目視検査では不充分であり、検査装置の利
用が不可欠である。しかし、前述のように各検査装置に
おける光デイスク基板の人手による出し入れの際に傷等
の欠陥が発生することがあり、全体としての検査の厳密
さを確保するためには光デイスク基板の取扱い等を含め
た一貫した自動化が求められていた。
本発明の目的は、複数の項目についての一連の検査を自
動的に行える光学式記録媒体用基板の自動検査システム
を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、検査対象の光学式記録媒体用基板の内径を検
査する内径検査部と、前記基板の傷を検査する傷欠陥検
査部と、前記基板の偏光欠陥を検査する偏光欠陥検査部
と、前記基板の面振れを検査する面振れ検査部と、前記
基板の複屈折を検査する複屈折検査部とを含み、前記内
径検査部が最前段に配置された検査手段を設け、 前記検査手段に検査する基板を順次供給する供給部と、
前記検査手段に供給された基板を間歇的に移動させて各
検査部に順次搬送する搬送部と、前記各検査部の検査結
果に基づいて検査手段から送り出された基板を分類する
分類部とを含む搬送手段を設けるとともに、 前記検査機構および搬送機構を集中制御Bする制御手段
を設けて光学式記録媒体用基板の自動検査システムを構
成するものである。
ここで、検査手段に配置する各検査部としては、既存の
検査方法を適宜利用すればよいが、精度および損傷防止
を考慮して超音波や光ビーム等を用いた非接触式のもの
が好ましい0例えば、内径および面振れ等の機械的特性
の検査には、ビームの遮断検出による位置測定等が利用
できる。
また、偏光や複屈折等の光学的欠陥の検査には、基板に
光を照射し、透過した光を1最影し、画像処理により部
分的な輝度の変化等を判定する方法等が利用できる。特
に、偏光欠陥の検査には、基板に照射する光を予め所定
特性の偏光としておく等の手段が採用できる。
さらに、各検査部としては、分類部等で各基板毎に総合
的な判断が行えるように、例えば制jB手段に対して各
々の検査結果を出力できるようなデータ通信機能を有す
ることが好ましい。
〔作用〕
このような本発明においては、搬送手段の供給部により
検査する基板が検査手段に順次供給され、供給された基
板は搬送部により検査手段の各検査部に順次搬送される
。検査手段を搬送される基板は、各検査部によりそれぞ
れ内径、傷、偏光欠陥、面振れ、複屈折といった各項目
を順次判定される。
検査手段を通過した基板は、搬送手段の分類部に送り出
され、検査手段による検査結果に基づいて分類される。
ここで、搬送手段および検査手段は制御手段によって集
中制御され、搬送動作の同期や検査手段の動作との調整
等は自動的に行われる。また、各検査部からの検査結果
は制御手段により各基板毎に一括管理され、分類部にお
ける分類の際に参照され、あるいは統計データとして集
計される。
従って、本発明においては、検査対象の基板に対する各
項目の検査を一括して自動的に行うことが可能となり、
これに伴い検査時間の短縮や検査精度の向上などが実現
され、これらにより前記目的が達成される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図には、本発明に基づく光デイスク基
板自動検査システム1が示されている。
このシステムlは、光デイスク基板2に対して複数項目
の検査を行い、各検査結果を総合的に判定し、判定結果
に基づいて各基板2の分類までを自動実行するものであ
り、このために、検査する基板2を順次搬送する搬送手
段3と、送られる基板2に対して複数項目の検査を行う
検査手段4と、これら搬送手段3および検査手段4の動
作や検査結果を集中管理する制御手段5とを備えている
光デイスク基板2は、光学式記録媒体である光ディスク
として利用されるものであり、情報記録膜を成膜される
前の段階のポリカーボネート製の円板である。
搬送手段3は、第1図中左右方向に延びる搬送部10を
備えるとともに、光デイスク基板2を搬送部10に供給
するための供給部20と、搬送部10の右端に送り出さ
れた基板2を回収して分類収容するための分類部30と
を備えている。
搬送部10は、上面に形成されたコンベア11により、
左端に載置された光デイスク基板2を順次間歇的に移動
させて右端まで搬送可能である。
供給部20は、搬送部10の左端近傍に配置されたハン
ドリングロボット21と、その近傍に配置されたマガジ
ン式スト7カ22とを備えている。ハンドリングロボッ
ト21は、先端で光デイスク基板2を吸着可能な回動ア
ーム23を有し、マガジン式ストッカ22の上面から基
板2を一枚づつ取り出し、隣接する搬送部lOの左端に
載置可能である。マガジン式ストッカ22は、光デイス
ク基板2を多数収容するマガジン23を取り扱うもので
あり、上面には回動アーム23の取り出し位置にピッチ
送りキャリア24を備えるとともに、その両端にはこの
キャリア24に基板2が充填されたマガジン23を送る
ための入庫用マガジンストレージ25、および空になっ
たマガジン23を回収するための出庫用マガジンストレ
ージ26を備えている。このため、ハンドリングロボッ
ト22は、順次キャリア24上を送られるマガジン23
から光デイスク基板2を取り出し、搬送部10の左端に
順次供給可能である。
分類部30は、搬送部10の右端近傍に配置された直線
式ハンドリングロボット31を備え、その移動範囲内の
下方には、2系統の回動式ハンドリングロボット32が
配置されている。各ロボット32の両側には、4系統の
パレット式ストッカ33が配置され、各ストッカ33に
配置されたパレット34上には各ロボット31.32か
ら送られた光ディスク基板2が集積される。なお、各パ
レット34は基板2の中心孔を挿通する軸35を有する
とともに、基板2のスクッキングの際には順次スペーサ
を介装して基板2どうしの直接接触が防止されている。
また、各ロボット31.32による基板2の移送先パレ
ット34は、制御手段5からの外部指令に基づいて選択
されるものである。
検査手段4は、搬送部10に沿って配置された5基の検
査部41〜45を有し、これらは第1図中左側から右側
に向かって内径検査部41、傷欠陥検査部42、偏光欠
陥検査部43、面振れ欠陥検査部44、および複屈折検
査部45の順に配列されている。
内径検査部4Iは、光デイスク基板2の中心孔の内径を
検査するものであり、光ビーム等を用いた限界ゲージ法
により基板2の内周縁位置を検査する方法等が採用され
る。
傷欠陥検査部42は、光デイスク基板2の表面ないし内
部の傷あるいは気泡や異物の混入の有無を検査するもの
であり、基板2に所定以上の欠陥が発見されれば不合格
と判定する。具体的には、基板2の透過光をCCDライ
ンセンサで撮影し、画像処理により輝度変化を検査する
方法等が採用され、画像処理の際には、明暗両欠陥の検
出スライス、あるいは連続する欠陥の連続処理や半径方
向の重み付は等が利用される。
偏光欠陥検査部43は、光デイスク基板2の偏光特性を
検査するものであり、ウェルド等の材料の不均一による
偏光欠陥を検査するものである。具体的には、基板2に
適宜特性の偏光を照射し、その透過光を画像処理して輝
度変化を検査する方法等が採用される。
面振れ欠陥検査部44は、光デイスク基板2の円周方向
の変位(面振れ)および径方向の変位(そり)を検査す
るものであり、光マイクロによる反射光位置検出等が採
用される。
複屈折検査部45は、光デイスク基板2の複屈折特性を
検査するものであり、回転検光子法等により不必要な複
屈折の発生の有無を検査する方法等が採用される。
これらの各検査部41〜45には、それぞれ搬送部10
との間にハンドリング装置46が配置され、このハンド
リング装?!t46によりコンベアll上を送られてく
る光デイスク基板2は各検査部41〜45に取り込まれ
、検査後にコンベア11上に戻される。
また、各検査部41〜45には、第2図に示すように、
それぞれ端末機能付小型コンピュータを用いた検査デー
タ処理装置47が接続されている。この検査データ処理
装置47は、各々が接続された検査部41〜45からの
検査結果を個別に処理して出力するものであり、各検査
部41〜45の検査条件等の設定操作を行い、必要に応
じて実行中の検査状況や検査結果の表示等を行うもので
ある。これらの各処理装置47は、制御手段5とともに
、第1図中搬送部10の下方に並べられたキャビネット
6内に収容されている。
制御手段5は、第2図に示すように、端末機能付小型コ
ンピュータを用いた集中コントローラ51を備えている
集中コントローラ5Iはシステムl全体の制御を行うも
のであり、動作環境の設定あるいは必要に応じて検査内
容や動作状況等の表示を行うものである。また1、集中
コントローラ51は、マルチプレクサ52を介して検査
手段4の各検査データ処理装置47に接続されており、
各検査部41〜45による検査結果を総合的に判定して
各基板2の品質ランク(A、B、Cの3段階)を決定す
る。さらに、集中コントローラ51は、搬送手段3およ
び検査手段4の動作制御を行うためのローカルコントロ
ーラ53に接続されている。
ローカルコントローラ53は、検査手段4の各検査部4
1〜45に接続されたプロセッサ54と、搬送手段3に
接続されたシーケンサ55および動力回路56とを備え
ている。
プロセッサ54は、各検査部41〜45のハンドリング
装置46に対し、搬送部1oの間歇的な送り動作の停止
時に基板2取り込みおよび基板2の戻し動作を行わせる
とともに、各検査部41〜45に対し、取り込んだ基板
2の検査を実行させる。
シーケンサ55および動力回l556は、搬送部1oの
間歇的な送り動作を制御し、停止時には基板2が各検査
部41〜45の直前に位置するように調整する。
また、シーケンサ55および動力回路56は、搬送部1
0の動作に同期して供給部20に基Fi2の供給を行わ
せるとともに、分類部30に搬送部10から送り出され
た基板2の回収を行わせる。この際、分類部30には集
中コントローラ51での総合的な判定結果が参照され、
回収される各基板2を品質ランクに応じて分類できるよ
うに構成されている。
このような本実施例においては、検査する多数の光デイ
スク基板2を幾つかのマガジン23に分けて収容し、各
マガジン23を供給部20のマガジン式ストッカ22に
セットしておく。
ここで、集中コントローラ51から制御手段5に対して
動作開始を指令することにより、システム1の自動運転
が開始され、制御手段5はローカルコントローラ53に
より搬送手段3および検査手段4は各部を同期動作させ
る。
供給部20は、ハンドリングロボット21によりマガジ
ン式スト・ツカ22のマガジン23から順次基板2を取
り出し、搬送部10のコンベア11の一端に供給する。
*送部10は、供給された基板2を内径検査部41、傷
欠陥検査部42、偏光検査部43、面振れ検査部44、
複屈折検査部45の順に間歇的に送り、各検査部41〜
45の直前位置毎に停止させる。
コンベアll上の基板2は、その停止位置に最寄りのハ
ンドリング装置46によって、対応する各検査部41〜
45に取り込まれる。各検査部41〜45は、取り込ん
だ基板2に対して所定の検査を行い、その検査結果はそ
れぞれ検査データ処理装置47により集中コントローラ
51に返される。集中コントローラ51は、各検査部4
1〜45の検査結果を基板2毎にまとめて記録し、各基
板2の品質ランクを決定する。
各検査部41〜45を全て通過した基板2はコンベア1
1の他端に送り出される8分類部30は、集中コントロ
ーラ51で決定された当!!j基板2の品質ランクを参
照して回収するパレット式ストッカ33を決定し、直線
式ハンドリング装置ッ)31および回動式ハンドリング
ロボット32によりコンベア11他端から基板2を取り
上げ、決定したストッカ33に搬送してバレント34上
に集積する。
これらの動作を順次継続することにより、供給部20の
各マガジン23内に収容しておいた光デイスク基板2は
、それぞれ各検査部41〜45による検査結果に基づい
て品質ランクを決定され、分類部30の各パレット34
に各々の品質ランクに応じて分類回収される。
このような本実施例によれば、以下に示すような効果が
ある。
すなわち、検査手段4として内径検査部41、傷欠陥検
査部42、偏光検査部43、面振れ検査部44、複屈折
検査部45を設け、各々により光デイスク基板2の内径
、傷等の欠陥、偏光欠陥、面振れ、複屈折といった各項
目についての検査を自動的に行うことができる。
このため、検査効率や検査精度を高めることができると
ともに、従来の目視検査に比べて客観性を大幅に向上す
ることができる。
特に、偏光特性や複屈折特性の検査をも含むため、−船
釣な読み取り専用型光ディスクに比べてより厳しい光学
的特性が要求される追記型光ディスク(Write o
nce 0p1cal disk )や光磁気ディスク
(Magnetic 0ptical disk )等
に利用される基板2であっても確実な品質検査を行うこ
とができる。
また、搬送手段3として搬送部10、供給部20、分類
部30を設け、搬送部lOで送られる基板2をハンドリ
ング装置46によって取り込むこととしたため、各検査
部41〜45に検査を行う基板2をセットする作業を自
動化する°ことができる。
このため、検査処理を一括して連続実行できるとともに
、多量の基板2の検査を自動的に連続処理できる。また
、人手による取扱いを大幅に削減することができ、作業
性の向上に加え、基板2の非汚染性を高めることができ
る。
さらに、搬送部10に間歇的な送り動作を行わせること
により、ハンドリング装置46による取扱を円滑にでき
、基板2の非汚染性および検査の確実性を高めることが
できる。
一方、搬送手段3および検査手段4を含むシステムlの
全体の動作を制御手段5により一括管理することとした
ため、搬送部1o、供給部2o、分類部30の送り動作
、各検査部41〜45の検査およびハンドリング装置4
6の動作を互いに同期させることができる。
このため、光デイスク基板自動検査システム1としての
全体的な処理効率を高めることができるとともに、各部
の受は渡し動作等を円滑にして基板2の保護を確実にで
きる。
また、各検査部41〜45による検査結果は、集中コン
トローラ51によって集中的に管理することができ、各
基板2についての品質ランクの決定といった総合的な判
定までを自動的に行うことができる。
このため、従来のような各項目毎の検査を個別に行う場
合の最終的な評価の決定に要する労力を大幅に軽減でき
るとともに、統計的なデータの作成に利用できるため、
生産管理、歩留りのチェンク等への通用が容易に行える
さらに、検査の終了した基板2を分類部30で回収する
にあたっては、その品質ランクに応じて分類して集積す
ることとしたため、検査結果に基づく分類作業をも自動
化することができる。
従って、本実施例の光デイスク基板自動検査システムl
においては、検査する光デイスク基板2はマガジン23
に収容された状態でセットすればよく、かつ、検査を終
えた基板2は各パレット34にaimされた状態で品質
ランク別に取り出すことができる。
このため、検査にあたっての搬入、搬出作業が容易であ
るばかりでなく、基板2に対する作業者の直接接触を大
幅に削減して検査に伴う損傷や汚れの発生を未然に防止
することができ、高精度かつ微妙な特性が要求される光
デイスク基板2の検査に最適である。さらに、大量の基
板2にも対応することが容易であるうえ、自動化により
高精度の検査を効率よく行うことができ、従来は困難で
あった光デイスク基板2の全品検査にも何ら問題なく適
用することができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。
すなわち、搬送部10はコンベア11により光デイスク
基板2を載置して搬送するものに限らず、両側から基板
2を挟持するフィードバー等を利用した送り機構や、上
方からバキ五−ムカップ等を利用して吸着する送り機構
等を採用してもよく、ノ要するに、間歇的な動作により
各検査部41〜45に順次基板2を搬送できるものであ
ればよい。
また、供給部20は、前記実施例のような回動アーム式
のハンドリングロボット21およびマガジン式スタッカ
23に限らず、実施の際には搬送部10の形式等に応じ
た適宜な機構を採用すればよい。
さらに、供給部20において基板2を収容するマガジン
23を利用することは本発明に必須ではないが、前記実
施例のようにマガジン23等の容器類を利用すれば、取
扱いが容易であるうえ基板2の保護を確実にできる。
また、前記実施例においては、供給部20は基板2を搬
送部10の一端に供給し、搬送部lOによって検査手段
4の最前段の内径検査部41に送るものとしたが、供給
部20から内径検査部41に基Fi2を直接供給しても
よく、要するに、供給部20は検査する基板2を検査手
段4の最前段に供給できるものであればよい。
さらに、分類部30は、前記実施例のようなハンドリン
グロボット31.32および複数のパレット式スタッカ
33に限らず、搬送部10の他端に送られた基Fi2を
回収し、品質ランクに応じて分類できるものであれば適
宜な機構を採用すればよい。
また、分類部30において基板2をパレット34に集積
することは本発明に必須ではないが、前記実施例のよう
にパレット34あるいはマガジン23のような容器類を
利用すれば、取扱いが容易であるうえ基板2の保護を確
実にできる。
さらに、前記実施例においては、分類部30は搬送部1
0の他端から基板2を回収するものとしたが、分類部3
0が検査手段4の最終段である複屈折検査部45から直
接回収してもよく、要するに検査手段4から送り出され
た基板2を総合的な検査結果に基づいて分類できるもの
であればよい。
一方、検査手段4としては内径検査部41、傷欠陥検査
部42、偏光検査部43、面振れ検査部44、複屈折検
査部45に限らず、その他の項目に関する検査部を適宜
追加してもよい。
また、検査手段4の各検査部41〜45の配列は、前記
実施例のような順序に限らず、最前段の内径検査部41
に続く各検査部42〜45は任意の順序に入れ換えても
よい、この順序としては、基板2としての品質項目の重
要度、検査時間等を考慮して決定すればよい。
さらに、各検査部41〜45の動作は、各々の検査を送
られる基板2の全てに対して行うのではなく、前の段階
の検査部で明らかに不良品と判定された基板2について
は、その判定を受けた制御手段5が以後の検査部に対し
て指令を出し、該当する基板2に対する検査を省略させ
てもよい。
なお、各検査部41〜45は各−基づつではなく、同様
な検査部を複数配置してもよく、例えば他の検査部の検
査時間に比べである検査部の検査時間が2倍となる場合
、その検査部を2基配置して交互に動作させることによ
り、その検査部の検査時間によって全体的な送り時間が
制約されることを解消でき、高速運転が可能となる。
また、基板2の歩留まりが予めある程度判っている場合
、歩留まりに応じて前段側を多く後段側を少なくし、前
段側から後段側に向けてコンベアを集合させ、検査ライ
ンの中間で中間で不良品を排除することにより、後段側
の検査部を共用して運転効率を向上することができる。
さらに、各検査部41〜45に付随するハンドリング装
置46および検査データ処理装置47は、前記実施例に
限らず、同等な機能のものに代替したり、あるいは省略
してもよく、実施にあたって適宜選択すればよい。
このほか、制御手段51の具体的構成は実施にあたって
適宜変更してよく、例えば集中コントローラ51の形式
等は任意に選択でき、マルチプレクサ52は各検査部4
1〜45からの検査結果をまとめて受信するのに適した
他の構成であってもよい。
また、ローカルコントローラ53の具体的構成も任意で
あり、プロセッサ54とシーケンサ55とを一体化した
り、あるいはこれらのI!能を集中コントローラ51自
体で行うことにより、ローカルコントローラ53を省略
してもよい。
なお、検査にあたっては、製造された基板2の全てにつ
いての全品を検査するのではなく、無作為抽出による抜
き取りを行って一部の基板2についての検査を行うとし
てもよい。
また、前記実施例においては、検査対象の光学式記録媒
体用基板としてポロカーボネイト製の光デイスク基板2
を採用したが、本発明の光学式記録媒体の自動検査シス
テムは高精度が要求される他の材質の基板の自動検査に
も広く利用できるものである。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明の光学式記録媒体用基板
の自動検査システムによれば、複数の項目についての一
連の検査を自動的に行うことができ、検査対象の非汚染
性を向上できるとともに、検査精度および検査効率を向
上でき、大量生産される光学式記録媒体用基板の全品検
査に通用しても優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の装置構成を示す斜視図、第
2図は前記実施例の回路構成を示すブロック図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)検査対象の光学式記録媒体用基板の内径を検査す
    る内径検査部と、前記基板の傷を検査する傷欠陥検査部
    と、前記基板の偏光欠陥を検査する偏光欠陥検査部と、
    前記基板の面振れを検査する面振れ検査部と、前記基板
    の複屈折を検査する複屈折検査部とを含み、前記内径検
    査部が最前段に配置された検査手段を設け、 前記検査手段に検査する基板を順次供給する供給部と、
    前記検査手段に供給された基板を間歇的に移動させて各
    検査部に順次搬送する搬送部と、前記各検査部の検査結
    果に基づいて検査手段から送り出された基板を分類する
    分類部とを含む搬送手段を設けるとともに、前記検査機
    構および搬送機構を集中制御する制御手段を設けて構成
    されたことを特徴とする光学式記録媒体用基板の自動検
    査システム。
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