JPH04136754U - レーザ捺印検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ捺印に使用するものと同じ捺印マスク
を利用することにより、基準パターンのデータの作成と
入れ替えの手間をなくすと共に、パターン認識における
前処理程度の簡単な画像処理によってレーザ捺印のパタ
ーンの良否を検査することができるレーザ捺印検査装置
を提供することを目的とする。 【構成】 レーザ捺印に使用したものと同じ捺印マスク
を通じて電子部品のパッケージ上のパターンを撮像し、
この画像信号から特定の輝度範囲の部分のみを抽出し、
この特定の輝度範囲の部分の面積が所定面積より広いか
どうかによってレーザ捺印の不良を判定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子部品のパッケージに形成されたレーザ捺印の良否を検査するレ ーザ捺印検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体装置やその他の電子部品をモールドする樹脂パッケージの表面には、そ の電子部品の種類や製造メーカ等を表示するための捺印が施される。そして、こ の捺印には、捺印マスクを通してレーザ光を照射することによりパッケージ上に 所定のパターンを焼き付けるレーザ捺印の技術が用いられることが多い。ただし 、このようなレーザ捺印の技術によっても、異物や捺印マスクの汚染によって所 定のパターンの一部が欠損する文字欠けや不要な部分にまでパターンが広がる文 字潰れの不良が発生する。

【０００３】 そこで、このようなレーザ捺印の不良を検査するためにレーザ捺印検査装置が 従来から使用されている。この従来のレーザ捺印検査装置は、レーザ捺印された パッケージ上のパターンを撮像装置で撮像し、これによって得た画像信号につい てパターン認識による画像処理を施すことにより、このパターンが正常かどうか の判定を行っていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記従来のレーザ捺印検査装置では、パターン認識によりパターン の良否を判断するために、電子部品の各品種ごとにそれぞれ基準パターンのデー タが必要となる。そして、近年の電子部品は一品種大量生産から多品種少量生産 へと製造形態が変化して来ているため、製造工程を流れる電子部品の品種が変わ るたびに、この基準パターンのデータを作成し入れ替える手間が煩わしいものに なるという問題が発生していた。

【０００５】 また、上記従来のレーザ捺印検査装置では、パターン認識によってパターンの 良否を判定するため、各種の特徴抽出を行う画像処理が複雑になり、しかも、高 速処理のためのハードウエアが必要となるので、装置が高価になるという問題点 も有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案は、電子部品のパッケージ上に捺印マスク を通してレーザ光を照射することにより形成したレーザ捺印の良否を検査するレ ーザ捺印検査装置において、上記パッケージ上の捺印パターンを直接並びに捺印 マスクと同一パターンの捺印検査マスクを通してそれぞれ撮像する撮像装置と、 この撮像装置によって得られた２つの画像信号を比較し、特定の輝度範囲の部分 のみを抽出する画像処理手段と、この画像処理手段によって抽出された輝度範囲 領域から捺印の良否を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

電子部品のパッケージには、当該電子部品の品種ごとに定められた捺印マスク を通してレーザ光が照射され、所定のパターンのレーザ捺印が施される。

【０００８】 本考案のレーザ捺印検査装置における撮像装置は、この電子部品のパッケージ を、レーザ捺印に使用したものと同じ捺印マスクを通して撮像し、このパッケー ジ上のパターンの画像信号を得る。この撮像装置による撮像は、レーザ捺印の際 の光学系を利用してレーザ捺印の直後に行うようにしてもよいし、別の光学系装 置に同じ捺印マスクをセットしてレーザ捺印の工程後に改めて撮像することもで きる。なお、ここでいう同じ捺印マスクは、物理的に同一のものの他、レーザ捺 印に使用したものの複製であってもよい。

【０００９】 上記画像信号は、画像処理手段によって特定の輝度範囲の部分のみを抽出する 画像処理が施される。この画像処理は、アナログデータのまま所定の輝度範囲の みを通過させるフィルタを通したり、画素ごとに所定の輝度範囲による２値化（ 又は多値化）を行いディジタルデータに変換することによって行う。なお、所定 の輝度範囲は、しきい値よりも高輝度又は低輝度の範囲である場合の他、２つの しきい値の中間の輝度範囲（これにヒステリシスを考慮した中間範囲も含む）で あってもよい。この結果、例えば撮像装置が撮像した画像信号から捺印マスクで 遮蔽された部分の輝度とレーザ捺印されたパターン上での反射光による輝度とを 除外した輝度範囲のみを抽出すれば、パッケージの樹脂面で直接反射された光の うち、捺印マスクで遮蔽されない部分の画像のみを取り出すことができ、この画 像はレーザ捺印による文字欠け部分を表すことになる。

【００１０】 また、上記画像処理では、捺印マスクを通した画像信号を捺印マスクを通さな い画像信号と比較しながら特定の輝度範囲の部分のみを抽出するようにしてもよ い。捺印マスクを通さない画像信号は、実際にレーザ捺印されたパターンの画像 を表す。この結果、例えば捺印マスクを通した画像信号から捺印マスクで遮蔽さ れた部分の輝度及びパッケージの樹脂面で直接反射された光による輝度（この場 合は文字欠けの部分を表す）を除外した画像と、捺印マスクを通さない実際にレ ーザ捺印されたパターンの画像とを比較すれば、これらの不一致部分がレーザ捺 印による文字潰れの部分を表すことになる。さらに、例えば捺印マスクを通した 画像信号から捺印マスクで遮蔽された部分の輝度を除外した画像と捺印マスクを 通さない実際にレーザ捺印されたパターンの画像とを比較すれば、これらの不一 致部分がレーザ捺印による文字欠け又は文字潰れのいずれかの部分を表すことに なる。

【００１１】 上記のようにして画像処理手段により文字欠け又は文字潰れの部分を表す輝度 範囲の画像が抽出されると、判定手段がこの輝度範囲の面積を計測し、これが所 定面積以上であればレーザ捺印の不良であると判定する。輝度範囲の面積は、ア ナログ信号の場合には、その範囲の信号が出力された時間で計測することができ 、ディジタル信号の場合にはその範囲となる画素数を集計することによって計測 することができる。また、抽出された輝度範囲内の各輝度が多値又はアナログ値 で表されている場合には、これらの各輝度を積分することにより、文字欠け又は 文字潰れの程度による重み付けを考慮した面積を計測することも可能となる。

【００１２】 この結果、本考案のレーザ捺印検査装置によれば、パターン認識における前処 理程度の簡単な画像処理を行い、これによって抽出された特定の輝度範囲の面積 を計測するだけで、レーザ捺印のパターンの良否を検査することができるように なる。

【００１３】

【実施例】

以下、図面を参照しながら、本考案の実施例を詳述する。

【００１４】 図１乃至図１１は本考案の一実施例を示すものであって、図１はレーザ捺印検 査装置の構成を示す図、図２は捺印マスクの平面図、図３〜図５はレーザ捺印の パターンが正常に行われた場合の各画像を示す図、図６〜図８はレーザ捺印のパ ターンに文字欠けが発生した場合の各画像を示す図、図９〜図１１はレーザ捺印 のパターンに文字潰れが発生した場合の各画像を示す図である。

【００１５】 レーザ捺印装置は、図１に示すように、レーザ光源１からのレーザ光をコリメ ートレンズ２で平行光線とし、捺印マスク３を通してから対物レンズ４により電 子部品のパッケージ５上に照射するものである。従って、例えば図２に示すよう に、捺印マスク３が文字「Ａ」のパターンを有する場合、パッケージ５上には、 この文字「Ａ」のパターン状にレーザ光が照射され、その部分の樹脂が焼き付け られて文字「Ａ」のレーザ捺印が施されることになる。

【００１６】 本実施例のレーザ捺印検査装置は、上記レーザ捺印装置における光学系を利用 している。図１に示したレーザ捺印装置の光学系におけるコリメートレンズ２と 捺印マスク３との間には、全反射ミラー６が配置されている。この全反射ミラー ６は、揺動可能に取り付けられて、図示実線の状態では光路から外れ、図示１点 鎖線の状態では、この光路を４５度の角度で遮るようになっている。また、捺印 マスク３と対物レンズ４との間には、ハーフミラー７が配置されている。このハ ーフミラー７も、揺動可能に取り付けられ、図示実線の状態では光路から外れ、 図示１点鎖線の状態で、この光路を４５度の角度で遮るようになっている。そし て、レーザ捺印を行う場合には、これらのミラー６，７が図示実線の状態で光路 から外れ、レーザ光源１からのレーザ光がそのまま通過できるようにしている。 また、レーザ捺印されたパターンの検査時には、これらのミラー６，７が図示１ 点鎖線の状態になると共に、電子部品のパッケージ５には図示しない照明が施さ れる。従って、この照明によるパッケージ５上の反射光は、対物レンズ４を介し て一部がハーフミラー７によって光路を側方に曲げられ、このハーフミラー７を 透過した残りの光が捺印マスク３を通った後に全反射ミラー６により光路を側方 に曲げられるようになっている。なお、上記ハーフミラー７を全反射ミラーとし て、捺印マスク３上の全反射ミラー６と交互に揺動するようにして、パッケージ ５からの反射光の光路を時分割で側方に曲げるようにすることもできる。

【００１７】 上記全反射ミラー６の側方には、レンズ８を介して撮像装置９が配置されてい る。また、上記ハーフミラー７の側方には、レンズ１０を介して撮像装置１１が 配置されている。そして、これら撮像装置９，１１の出力は、共に画像処理回路 １２に入力されるようなっている。また、この画像処理回路１２の出力は、判定 回路１３に入力されるようになっている。画像処理回路１２は、撮像装置９，１ １からの画像信号をそれぞれ２値化すると共に、これら２値化した２種類の画像 信号について画素ごとの論理演算を施す回路である。判定回路１３は、この画像 処理回路１２で論理演算された画像信号について、特定の値を有する画素の数を 計数し、この計数結果、即ち特定の値を有する画像の面積が所定範囲内であるか どうかを判定する回路である。

【００１８】 上記構成のレーザ捺印検査装置の動作を説明する。

【００１９】 まずレーザ捺印装置に所定の捺印マスク３をセットしてレーザ捺印を開始する 。そして、電子部品のパッケージ５にレーザ光源１からのレーザ光が照射されて レーザ捺印が行われるたびに、一旦レーザ光源１を消灯して、ミラー６，７を揺 動させレーザ光の光路上に配置する。すると、照明光がパッケージ５上で反射し て、対物レンズ４を介しその一部がハーフミラー７によって反射され、残りの透 過光が捺印マスク３を通ってから全反射ミラー６で反射される。

【００２０】 全反射ミラー６で反射された光は、レンズ８を介して撮像装置９で受光され、 ハーフミラー７で反射された光は、レンズ１０を介して撮像装置１１で受光され る。そして、これらの撮像装置９，１１で受光された光は、それぞれ画像信号に 変換されて画像処理回路１２に入力される。また、この画像処理回路１２から出 力された画像信号は、判定回路１３に入力されてレーザ捺印のパターンの良否が 判定されることになる。

【００２１】 ここで、まずレーザ捺印のパターンが正常であった場合の上記画像処理回路１ ２と判定回路１３の動作を図３〜図５に基づいて説明する。なお、捺印マスク３ は、上記図２に示した文字「Ａ」のパターンを有するものを使用することとする 。

【００２２】 撮像装置９から出力される画像信号は、図３に示すように、捺印マスク３によ って遮蔽された暗い輝度の部分Ａと、この捺印マスク３を通したレーザ捺印によ る「Ａ」の文字パターンからなる中間の輝度の部分Ｂとの２種類の輝度を有する 。また、撮像装置１１から出力される画像信号は、図４に示すように、電子部品 のパッケージ５上における樹脂面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃと、レー ザ捺印による「Ａ」の文字パターンからなる中間の輝度の部分Ｂとの２種類の輝 度を有する。そして、画像処理回路１２は、これらの画像信号を比較して、その 比較結果を判定回路１３に出力する。

【００２３】 この際、画像処理回路１２は、例えば図３の画像信号については、捺印マスク ３によって遮蔽された暗い輝度の部分Ａのみが「１」の値となり、他の部分Ｂが 「０」となる２値化を行う。また、図４の画像信号については、樹脂面で直接反 射された明るい輝度の部分Ｃのみが「１」の値となり、他の部分Ｂが「０」とな る２値化を行う。そして、これらの画像信号について各画素ごとに排他的論理和 をとることにより比較を行う。すると、図５に示すように、全ての画素が一致し て「０」の値となる比較結果を得て、この画像信号が判定回路１３に入力される 。判定回路１３では、比較結果が不一致となる値「１」の画素の数を計数するが 、ここでは全く存在しないために計数結果が０となって良品との判定がなされる 。また、「Ａ」の文字パターンの境界部分で多少の相違があったとしても、これ によって値が「１」となる画素の数は僅かであるため、計数結果が判定回路１３ に予め設定された所定範囲を超えるようなことはなく、このような場合にも確実 に良品の判定を得ることができる。

【００２４】 次に、レーザ捺印のパターンに文字欠けがあった場合の画像処理回路１２と判 定回路１３の動作を図６〜図８に基づいて説明する。

【００２５】 撮像装置９から出力される画像信号は、図６に示すように、捺印マスク３によ って遮蔽された暗い輝度の部分Ａと、この捺印マスク３を通るがレーザ捺印によ って中間の輝度となった部分Ｂと、同じく捺印マスク３を通るが文字欠けによっ て樹脂面で直接反射されて明るい輝度となる部分Ｃとの３種類の輝度を有する。 また、撮像装置１１から出力される画像信号は、図７に示すように、電子部品の パッケージ５上における樹脂面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃと、レーザ 捺印による「Ａ」の文字が一部欠けたパターンからなる中間の輝度の部分Ｂとの ２種類の輝度を有する。そして、画像処理回路１２は、これらの画像信号につい て上記と同様の処理を行って、比較結果を判定回路１３に出力する。

【００２６】 即ち、図６の画像信号については、２値化によって、暗い輝度の部分Ａのみを 「１」の値とし、他の中間の輝度と明るい輝度の部分Ｂ，Ｃは共に「０」とする 。また、図４の画像信号については、２値化によって、樹脂面で直接反射された 明るい輝度の部分Ｃのみを「１」の値とし、他の中間の輝度の部分Ｂを「０」と する。そして、これらの画像信号について各画素ごとに排他的論理和をとると、 図８に示すように「Ａ」の文字パターンのうち文字欠けとなった部分Ｄの画素の みが不一致となって「１」の値を有する比較結果を得、この画像信号が判定回路 １３に入力される。判定回路１３では、この「１」の値となる部分Ｄの画素の数 を計数して所定範囲よりも多いかどうかの判定を行うので、この場合には、文字 欠けの部分Ａの画素数が多いために不良品と判定する。ただし、文字欠けの程度 が僅かであり、「１」の値となる部分Ｄの画素数が少ない場合には、所定範囲内 となるため良品と判定することになる。

【００２７】 なお、図６に示すような文字欠けがある場合のみの検査であれば、撮像装置９ が出力した画像信号のみによって判定することもできる。即ち、画像処理回路１ ２が樹脂面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃのみを「１」の値とし、他の中 間の輝度及び暗い輝度の部分Ａ，Ｂを「０」とする２値化を行い、これによって 得た画像信号を判定回路１３に出力して、文字欠けの部分を表すこの明るい輝度 の部分Ｃの画素数を計数することにより、この計数結果が所定範囲内かどうかに よって不良の判定を行うことができる。

【００２８】 さらに、レーザ捺印のパターンに文字潰れがあった場合の画像処理回路１２と 判定回路１３の動作を図９〜図１１に基づいて説明する。

【００２９】 撮像装置９から出力される画像信号は、図９に示すように、捺印マスク３によ って遮蔽された暗い輝度の部分Ａと、この捺印マスク３を通したレーザ捺印によ る中間の輝度の部分Ｂとの２種類の輝度を有する。また、撮像装置１１から出力 される画像信号は、図１０に示すように、電子部品のパッケージ５上における樹 脂面で直接反射された明るい輝度の部分Ｃと、レーザ捺印による「Ａ」の文字が 一部潰れたパターンからなる中間の輝度の部分Ｂとの２種類の輝度を有する。そ して、画像処理回路１２は、これらの画像信号について上記と同様の処理を行っ て、比較結果を判定回路１３に出力する。

【００３０】 即ち、図９の画像信号については、２値化によって、暗い輝度の部分Ａのみを 「１」の値とし、他の部分Ｂは「０」とする。また、図１０の画像信号について は、２値化によって、明るい輝度の部分Ｃのみを「１」の値とし、他の中間の輝 度の部分を「０」とする。そして、これらの画像信号について各画素ごとに排他 的論理和をとると、図１１に示すように「Ａ」の文字パターンからはみ出し文字 潰れとなった部分Ｅの画素のみが不一致となって「１」の値を有する比較結果を 得、この画像信号が判定回路１３に入力される。判定回路１３では、この「１」 の値となる部分Ｅの画素の数を計数して、所定範囲よりも多いかどうかをの比較 を行うので、この場合には、文字潰れの部分Ｅの画素数が多いために不良品と判 定する。ただし、文字潰れの程度が僅かであり、「１」の値となる部分Ｅの画素 数が少ない場合には、所定範囲内となるため良品と判定することになる。

【００３１】 この結果、本実施例のレーザ捺印検査装置によれば、捺印マスク３を通した画 像信号とこの捺印マスク３を通さない画像信号とをそれぞれ２値化し、これらの 画像信号について画素ごとの論理演算を行う簡単な画像処理のみで、文字欠けや 文字潰れの部分Ｄ，Ｅを抽出することができる。そして、これによって抽出され た文字欠けや文字潰れの部分Ｄ，Ｅの画素数を計数して所定範囲内かどうかを判 定すれば、レーザ捺印のパターンの良否を検査することができるようになる。ま た、文字欠けのみの検査であれば、図６に示す捺印マスク３を通した画像信号の みを２値化して、文字欠けの部分Ｃの画素数を計数するだけで、パターンの良否 を判定することができるようになる。さらに、本実施例の場合には、レーザ捺印 装置の光学系にセットされた捺印マスク３をそのまま利用するので、この捺印マ スク３とパッケージ５上でレーザ捺印された文字パターンとの位置合わせを行う 必要もなくなる。

【００３２】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案のレーザ捺印検査装置は、レーザ捺印 に使用するものと同じ捺印マスクを利用してレーザ捺印のパターンの良否を判定 することができるので、基準パターンのデータの作成と入れ替えの手間が必要な くなるという効果を奏する。また、パターン認識における前処理程度の簡単な画 像処理によってレーザ捺印のパターンの良否を検査することができるので、複雑 な画像処理や高速のハードウエアが不要となり、装置のコストダウンに貢献する ことができるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印検査装置の構成を示す図である。

【図２】本考案の一実施例を示すものであって、捺印マ
スクの平面図である。

【図３】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印が正常に行われた場合の捺印マスクを通した画像を
示す図である。

【図４】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印が正常に行われた場合の捺印マスクを通さない画像
を示す図である。

【図５】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印が正常に行われた場合の画像処理回路の出力画像を
示す図である。

【図６】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字欠けが発生した場合の捺印マスク
を通した画像を示す図である。

【図７】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字欠けが発生した場合の捺印マスク
を通さない画像を示す図である。

【図８】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字欠けが発生した場合の画像処理回
路の出力画像を示す図である。

【図９】本考案の一実施例を示すものであって、レーザ
捺印のパターンに文字潰れが発生した場合の捺印マスク
を通した画像を示す図である。

【図１０】本考案の一実施例を示すものであって、レー
ザ捺印のパターンに文字潰れが発生した場合の捺印マス
クを通さない画像を示す図である。

【図１１】本考案の一実施例を示すものであって、レー
ザ捺印のパターンに文字潰れが発生した場合の画像処理
回路の出力画像を示す図である。

【符号の説明】

３ 捺印マスク ５ パッケージ ９ 撮像装置 １１ 撮像装置 １２ 画像処理回路 １３ 判定回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品のパッケージ上に捺印マスクを通
   してレーザ光を照射することにより形成したレーザ捺印
   の良否を検査するレーザ捺印検査装置において、上記パ
   ッケージ上の捺印パターンを直接並びに捺印マスクと同
   一パターンの捺印検査マスクを通してそれぞれ撮像する
   撮像装置と、この撮像装置によって得られた２つの画像
   信号を比較し、特定の輝度範囲の部分のみを抽出する画
   像処理手段と、この画像処理手段によって抽出された輝
   度範囲領域から捺印の良否を判定する判定手段とを備え
   たことを特徴とするレーザ捺印検査装置。