JPH03209154A - 自動外観検査装置 - Google Patents

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、自動外観検査装置に係り、より詳細には、例
えば、積層バノケージ等のサンプルよりなる検査対象物
の外観を画像処理により自動検査をするに際し、検査対
象物の画像において、その外観欠陥部を鮮明化するため
の光学条件を得るのに必要な時間を短縮化し、その検査
能率を向上させ得るようにした自動外観検査装置に関す
る．〔従来の技術〕 従来、ＰＧＡ基板等のＩＣ基板の外観検査は、人間の目
視によって行われているが、比較的平面に近い領域では
画像処理技術を利用して自動化が試みられている。

そして、その自動化手段としては、第５図に示すような
手段が採られている．すなわち、複数照明源Ｌ＋．Ｌｚ
を用いて、検査対象物Ｗの欠陥を浮き上がらせて画像の
取り込みを行えるようにした画像取込手段を具体化した
ものである、すなわち、白黒カメラＣと検査対象物Ｗと
の間にハーフミラーＸを傾斜して配置し、また複数照明
源Ｌ，Ｌ２として、落射光照明光源、斜光照明光源を用
いると共に、それぞれの照明源Ｌｌ，Ｌ！の前方にシャ
ッタｙ，ｚを配置し、交互にシャッタｙ、２を閉して、
個々の検査対象物Ｗの画像を取り込み、その画像におけ
る欠陥を浮き上がらせて検査対象物Ｗの外観検査を行う
ようにした構或よりなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、検査対象物ＷがＩＣ基板等のサンプルの場合
、 ■　サンプルの全数検査が必要であるため、高速処理能
力が要求される． ■　検査対象であるサンプルが、一平面でない場合が多
い． ■　欠陥を浮き上がらせるために、カメラの照明として
、落射光と斜光との二方式の照明源が必要となる場合が
多い． ■　微細な欠陥検出をする場合が多いことより、その拡
大率を大きくする必要がある． ということが確認されている． 従って、このようなサンプルを検査対象物Ｗとして、そ
の自動外観検査を行う場合は、上述した点に対処できる
手段とすることが必要である．しかし、前述した従来例
の場合、次のような問題がある．すなわち、二方弐の照
明源の切り換えをシャフタによって行うため、シャソタ
の切り換えに必要以上の時間を必要とする。

本発明は、上述した点に対処して創案したちのであって
、その目的とする処は、積層パノケージ等のサンプルよ
りなる検査対象物の外観を画像処理により自動検査をす
るに際し、該検査対象物の画像においで、その外観欠陥
部を鮮明化するための光学条件を得るのに必要な時間を
短縮化し、その検査能率を向上させ得るようにした自動
外観検査装置を提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 そして、上記目的を達成するための手段としての本発明
の自動外観検査装置は、カラーカメラと、該カラーカメ
ラの三原色の波長光を個別の照明源とする落射光照明源
と斜光照明源と、該照明源のもとで上記カラーカメラで
撮像した画像を色分離して、個々の照明による色分離カ
ラー画像を得る色分離部とを備えた複数照明画像取込手
段を有する横威よりなる。

〔作用〕

そして、上記横戒に基づく、本発明の自動外観検査装置
は、複数照明画像取込手段によって、カラーカメラの三
原色の波長光を個別の照明源とする落射光照明と斜光照
明を同時に照射した状態で、カラーカメラで検査対象物
を撮像し、複数の照明による個々のカラー画像を得て、
欠陥部の浮き上がり・鮮明化した状態の画像として取り
込めるように作用する． また、複数照明画像の取り込みは、カラーカメラの三原
色の波長光を個別の照明源とすることにより、照明源変
更に伴うシャソタ切り換え機構等ノメカニカル的部分を
排除でき、そのシャソタ切り換え時間を不要にできる． 従って、本発明の自動外観検査装置によれば、従来、シ
ャソタ切換毎に複数画像をサンプリングしていたサンプ
リング時間の短縮と、システムの軽小化が計れるという
格別な作用を奏する．〔実施例〕 以下、図面を参照しながら、本発明を具体化した実施例
について説明する． ここに、第１〜４図は、本発明の一実施例を示し、第１
図はは複数照明画像取込装置の概略構威図、第２図（ａ
）は検査対象物搬送系の概略立面図、第２図（ｂ）は平
面図、第３図は検査対象物の視野分割の状態を説明する
ための説明図、第４図は検査対象物の一例であるＰＧＡ
基板の断面図である。

本実施例の自動外観検査装置は、ＰＧＡ基板の検査装置
であって、概略すると、検査対象物検査路１と検査部２
と検査対象物供給路３、および検査対象物排出路４の四
つの部分より構成されている。

検査対象物検査路１は、検査対象物Ｗの欠陥等の有無を
検査するための円形搬送路であって、回転テーブル５と
ミニ回転テーブル６とより構威されている。ここで、検
査対象物Ｗとしては、二段ワイヤボンディング部を備え
たＰＧＡ基板を用いている（第４図参照）。回転テーブ
ル５は、円形状のテーブルとして形威され、設置台７に
配置されているインデンクステーブル８上に固定されて
いる。インデックステーブル８は、設置台７の上面側部
に設置されているインデックステーブル駆動モータ１０
に接続され、インデックステーブル駆動モータ１０の駆
動力を回転テーブル５に伝達するように構威されている
．ここで、インデックステーブル８を介して回転する回
転テーブル５は、１／８回転ずつ間歇回転・停止駆動す
るようにされ、通常、１／８回転で１〜２秒、停止精度
士２０〜３０秒とされている．なお、該回転角度、停止
精度等は、検査対象物Ｗの検査領域数等に応して設定さ
れるものであって、必要に応じて、他の回転角度、停止
精度としてもよい．また、筒状軸９の下端部はスワンプ
リングｌ１を介してロータリージョイントｌ２に軸支さ
れている．そして、ロータリージョイントｌ２には、ご
二回転テーブル６に駆動力を付与するためのエアを供給
するためのエア伊給路１２ａが接続されていて、該エア
は、筒状軸９を通じて回転テーブル５の上部より電磁弁
６ａを介して供給できるように構威されている．柔二回
転テーブル６は、回転テーブル５の周上側部位に等間隔
に８個設置されている．すなわち、回転テーブル５を周
方向に８分割した位置に、それぞれ配置した構威とされ
ている．これは、回転テーブル５の停止位置の数に応じ
て設定することによる．ここで、ミニ回転テーブル６は
、通常、９０°ずづ回転するようにしているインデンク
スミニテーブルで形威され（回転角度は、必要に応じ、
他の角度に設定してもよい）、その上面には検査対象物
Ｗを保持するための保持器ｌ３が固定され、また、回転
テーブル５上に供給されるエアによって回転力が付与さ
れるように構威されている．なお、ミニ回転テーブル６
の回転状態検出用リミットスインチ、保持器１３の検査
対象物保持状ａ検出用リミットスイッチ等（図示せず）
の電気信号の外部のコントローラ（図示せず）との接続
はスリップリング１ｌを介して行うようにしている．そ
して、回転テーブル５の停止する部位の周方向には、検
査対象物Ｗの検査部２と検査対象物Ｗの装着部ｌ４、離
脱部１５が設置されている． 検査部２は、ミニ回転テーブル６の保持器１３に保持さ
れている検査対象物Ｗを外観検査するための部分であっ
て、画像取込部ｌ６と画倣取込部１６に対応する画像処
理装置ｌ７とより横戒されている．検査部２は、回転テ
ーブル５の停止する箇所のうちの６個の部位に、第１検
査部２ａ、第２検査部２ｂ、・・・第６検査部２ｆが配
設されている．画像取込部ｌ６と画像処理装ｉｔｌ７と
は、それぞれの検査部２ａ、・・・に配設されていて、
検査対象物Ｗを複数の検査領域でもって画像取込・画像
処理をできるように配置されている．なお、画像取込部
ｌ６の位置は、検査対象物Ｗの大きさ・形状等に応じて
、その撮影位置を変更する必要のあること（例えば、検
査対象物Ｗが正方形でなく、同一半径の円周上で検査で
きない場合等）に対処して、ミニ回転テーブル６を回転
させると同時に、または予め、その位置あるいはカメラ
の向きをずらす（変更する）ことができるようにされて
いる．そして、検査部２ａの前段部位には検査対象物Ｗ
の装着部１４、また、検査部２ｆの後段部位には検査対
象物Ｗの離脱部１５が位置し、装着部１４でミニ回転テ
ーブル６の保持器１３に装着保持された検査対象物Ｗを
流れ作業的に検査部２ａ、・・・、検査部２ｒと順次、
検査し、検査し終えた検査対象物Ｗを離脱部ｌ５に回転
テーブル５の回転・停止により送れるようにされている
．ここで、装着部１４、離脱部１５は、エアチャック（
図示せず）等を用いて検査対象物Ｗをミニ回転テーブル
６に装着、離脱できるようにした構戒としている。ここ
で、画像取込部１６は、第１図に示す複数照明画像取込
装置１８で形威されている． 複数照明画像取込装置ｌ８は、一台のカラーカメラ１９
と、カラーカメラ１９により撮像された画像を色分離す
るための色分離部２０と、色分財部３０で分離された分
離カラー画像を画像表示するための画像モニタ２１、２
２とを有し、カラーカメラ１９の光神上には、ハーフミ
ラー２３が傾斜配置きれ、ハーフミラー２３の光軸上で
、かつカラーカメラ１９の光軸に対して直交する部位に
落射光照明光源２４がハーフミラー２３を介して検査対
象物Ｗに落射光を照射できるように配置され、また検査
対象物Ｗの斜上部位には、斜光照明光源２５が配置され
、また、落射光照明光′ａ２４および斜光照明光源２５
は、それぞれカラーカメラ１９の三原色の個々の色のカ
ラーフィルタ２Ｇ、２７を有し、該三原色の波長の光を
個別に照明として照射でき、カラーカメラ１９で検査対
象物Ｗを複数の照明で撮像できるように構威されている
． 検査対象物供給路３は、検査対象物Ｗを装着部１４を介
して検査対象物検査路１に搬送供給する搬送路であって
、コンヘアによって構威されている。そして、検査対象
物供給路３の終端部が検査対象物検査路１の装着部ｌ４
に隣接した横戒とされている。

また、検査対象物排出路４は、検査部２で検査された検
査対象物Ｗを離脱部ｌ５を介して検査対象物検査路ｌよ
り離脱搬送するための搬送路であって、検査対象物供給
路３と同様番こコンヘアによって横威されている。そし
て、検査対象物排出路４の始端部が検査対象物検査路１
の離脱部ｌ５に隣接した横戒とされている。

次に、上述した実施例の作用について説明すると、まず
、画像取込部１６を形戒するカメラを所定位置、向きに
セントし、第４図に示す検査対象物Ｗの視野分割（ここ
では、■、■・・・、［相］、■の１７個の視野分割）
を行うと共に、該分割視野で、欠陥のない類似（同一）
の検査対象物Ｗについて、各検査部２ａ、・・・２ｆで
、検査して検査対象標準パターンを作威し、各画像取込
部１６に対応する画像処理装置１７に、そのパターンを
登録しておく． そして、検査対象物供給路３、検査対象物排出路４、イ
ンデノクステーブル駆動モータ１０を駆動すると共に、
エアをロータリージョイント１２、筒状軸９を介して回
転テーブル５上に供給できるようにして、回転テーブル
５およびミニ回転テーブル６が同期して回転するように
した後、検査対象物Ｗを検査対象物供給路３より検査対
象物検査路ｌの装着部ｌ４を通して、装着部ｌ４を構威
するエアチャック等により、その姿勢を好ましい状態に
矯正して、回転テーブル５の停止時にミニ回転テーブル
６に載置すると共に、保持器ｌ３でもって固定状態とす
る．すると、図示しない検査対象物保持状態検出用リミ
ットスイソチによる信号でもってコントローラが作動し
、回転テーブル５が１／８回転回転すると共に、エアが
筒状軸９内、電磁弁６ａを介して供給され、ミニ回転テ
ーブル６を９０＠回転させ、回転テーブル５の停止に同
期してミニ回転テーブル６も停止し、検査対象物Ｗは検
査部２ａに達する。なお、ミニ回転テーブル６は９０″
回転した処で、図示しない回転状態検出用リミソトスイ
ッチより停止ｆε号が発され、回転停止状魁となる． 検査部（第１検査部）２ａでは、予め、視野分割した検
査領域■〜■のうちの、■、■、■、［相］の四つの視
野について、画像取込部１６でもって検査対象物Ｗを撮
影すると共に、画像処理装置ｌ７でもって、画像処理を
行い欠陥有無等の検査を行う．すなわち、カラーフィル
タ２６、２７を前方に備えた落射光照明光源２４および
斜光照明光′ｒＡ２５によってカラーカメラの三原色の
波長光を個別の照明源として照射した状態で、複数照明
画像取込ｇ置１　Ｂを形威するカラーカメラｌ９で、検
査対象物Ｗを撮像し、該画像を色分離部２０によって、
複数の照明による個々の分離カラー画像に分離し、画像
モニタ２１、２２に、検査対象物Ｗの欠陥部の浮き上が
り・鮮明化した状態の画像として画像表示させるように
して取り込まれ、該分離カラー画像は、画像処理装置ｌ
７で画像処理され、複数平面における外観欠陥有無等の
検査（良否判別）がされる。

次いで、第１検査部２ａで検査の終えた検査対象物Ｗは
、回転テーブル５の１／８回転（なお、ミニ回転テーブ
ル６も９０゜同期回転）して停止し、第２検査部２ｂに
搬送され、ここでも同様にして、予め設定した検査領域
を画像取込部１６でもって検査対象吻Ｗを撮影すると共
に、画像処理装置１７でもって、画像処理を行い欠陥有
無等の検査を行う（通常、停止と同時にカメラ撮影し、
次の停止状態になる間に、画像処理を行うようにしてい
る）．そして、この作業を流れ作業的に第３検査部２ｃ
より第６検査部２ｆまで行い、検査対象物Ｗの予め定め
た検査領域を複数の場所でもって全て行い、最後に検査
し終えた検査対象物Ｗを回転テーブル５の１／８回転に
より検査対象物検査路１の離脱部１５に搬送する． 離脱部ｌ５では、回転テーブル５の停止時に、保持器１
３より検査対象物Ｗを解放状態とすると共に、検査対象
物排出路４に誘導する．なお、離脱部１５で検査対象物
Ｗの離脱作業時に、他のミニ回転テーブル６に保持され
ている他の検査対象物Ｗは、検査状態にある。そして、
検査対象物排出路４では、検査対象物Ｗが選り分けられ
、検査済ボソクス等に搬送される． そして、本実施例の場合、検査対象物ＷとしてのＰＧＡ
基板のダイアタッチ、ワイヤボンディング、シールリン
グ部の検査を３０視野／ＰＣに分割して行ったにもかか
わらず、５００ＰＣ／Ｏｒの検査効率を得ることができ
た。

ところで、本発明は、上述した実施例に限定されるもの
でなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変形実施で
きるものを含む．因みに、前述した実施例では、二個の
波長先の照明源を用いたもので説明したが、三個の波長
光の照明源を用い、分離カラー画像モニタを三台の構威
としてもよい．また、ξ二回転テーブルの駆動は、エア
によるものでなく、他の手段で行うようにしてもよい．
なお、本明細書において、回転テーブルとは円板状のも
のに限定されるものでなく、一定角度毎に回転して円形
状搬送路を形成するものを含む意である。また、ミニ回
転テーブルも、検査対象物を保持でき、回転テーブルと
同期的に作動できる横威のものを含む意であることは当
然である．さらに、上述した実施例では、ＩＣ基板の外
観検査について実施した場合で説明したが、他の検査対
象物（好ましくは、小さい形状の検査対象物）について
も実施できることは明らかである．〔発明の効果〕 以上の説明より明らかなように、本発明の自動外観検査
装置によれば、複数照明画像取込手段によって、カラー
カメラの三原色の波長光を個別の照明源とする落射光照
明と斜光照明を同時に照射した状態で、カラーカメラで
検査対象物を撮像し、複数の照明による個々のカラー画
像を得て、欠陥部の浮き上がり・鮮明化した状態の画像
として取り込めるので、欠陥有無検査における画像処理
が正確に行え、その検査効率を向上させ得るという効果
を有する． また、本発明の自動外観検査装置によれば、複数照明画
像の取り込みを、カラーカメラの三原色の彼長光を個別
の照明源としていることにより、照明源変更に伴うシャ
ンタ切り換え機構等のメカニカル的部分を排除でき、そ
のシャソタ切り換え時間を不要にできるという効果を有
する．

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、本発明の一実施例を示し、第１図は複数
照明画像取込装置の概略構威図、第２図（ａ）は検査対
象物搬送系の概略立面図、第２図（ｂ）は平面図、第３
図は検査対象物の視野分割の状態を説明するための説明
図、第４図は検査対象物の一例であるＰＧＡ基板の断面
図、第５図は従来例の複数照明画像取込装置の概略構成
図である． ｌ・・・検査対象物検査路、２・・・検査部、３・・・
検査対象物供給路、４・・・検査対象物排出路、５・・
・回転テーブル、６・・・ミニ回転テーブル、６ａ・・
・１ｔ磁弁、７・・・設置台、８・・・インデックステ
ーブル、９・・・筒状軸、ｌＯ・・・インデソクステー
ブル駆動モータ、ｌ１・・・スリップリング、ｌ２・・
・ロータリージョイント、１２ａ・・・エア供給路、１
３・・・保持器、１４・・・装着部、１５・・・離脱部
、１６・・・画像取込部、ｌ７・・・検査用画像処理装
置、１８・・・複数照明画像取込装置、１９・・・カラ
ーカメラ、２０・・・色分離部、２１，２２・・・画像
モニタ、２３・・・ハーフミラー、２４・・・落射光照
明光源、２５・・・斜光照明光源、２６、２７・・・カ
ラーフィルタ、Ｗ・・・検査対象物 特許　出願人鳴海製陶株式会社 回面の浄書 ′ｉ４１図 第３図 第４図 ＄５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラーカメラと、該カラーカメラの三原色の波長
   光を個別の照明源とする落射光照明源と斜光照明源と、
   該照明源のもとで上記カラーカメラで撮像した画像を色
   分離して、個々の照明による色分離カラー画像を得る色
   分離部とを備えた複数照明画像取込手段を有することを
   特徴とする自動外観検査装置。