JPH04194701A - 画像入力方法およびその装置 - 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〕 本発明は半導体装置あるいは他の電子部品等の外観検査
あるいは位置検出等を行うために好適な画像入力方法お
よびその装置ならびに外観検査装置に関する。

［従来の技術〕 従来の半導体装置等の製造においては、パッケージの外
観が品質に大きく影響する場合が多い。

すなわち当該製品においてリードを含むパッケージ不良
が生じていると視覚的に印象が悪いというばかりでなく
、実装不良あるいは水分の侵入等による特性劣化をきた
し易い場合が多い。そのために製造工程の最終段階では
これらの外観が一定基準を満たしているか否かを検査す
る外観検査工程が行われている。

従来のこの種の外観検査はＩＣパッケージ等の被検査対
象にできるだけ均一な照度を有する照明系を用意し、検
査対象としてのパッケージ表面あるいはリードからの反
射光を検出して、その画像を検査者の視覚を通して認識
することにより、製品の良品を判定するものが一般的で
ある。この被検査対象の検出時の背景としては、被検査
対象よりも暗くするために梨地状の平板にレイプント処
理や黒染加工やつや消し処理等を行い、第２図（ａ）に
示すように光を乱反射させて検査対象とのコントラスト
を上げる画像入力方法を採っていた。

なおこの種の技術として関連するものには例えば時開６
２−１０３５４８号公報ならびに特開昭６２−１５６５
４７号公軸等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は半導体装置等の被検査対象の画像入力方
法として背景の反射光成分を十分に除去することが困難
であり、梨地状のパッケージ表面と背景が区別できるだ
けの十分なコントラストが得られていたとは言えない問
題があった。

本発明は反射率の低い被検査対象と背景とを明確に識別
するようにできる画像入力方法およびその装置ならびに
外観検査装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の画像入力方法およ
びその装置ならびに外観検査装置は、被撮像対象の背景
を４５度程度の一定角度のテーパを持つ円錐状または角
錐状あるいは斜面状の背景としたものである。

〔作用〕

上記の画像入力方法およびその装置ならびに外観検査装
置は、被撮像対象ならびに被検査対象の上方からの照明
による光が４５度程度の一定角度のテーパを持つ円錐状
または角錐状または斜面状等の背景の表面で反射して撮
像手段のカメラには戻らないため、被撮像対象ならびに
被検査対象を撮像手段のカメラで撮像した画像の背景が
暗くなり、被撮像対象ならびに被検査対象と背景との十
分なコントラストが得られ、この画像入力を処理して被
検査対象の精度のよい外観検査を実施できる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図から第１０図により説明
する。

第１図は本発明による画像入力方法およびその装置の一
実施例を示す外観検査装置の光学系の構成図である。第
１図において、外観検査装置１の光学系を成す画像入力
装置は被検査対象の半導体装置６に対して上方に反射光
を受光可能な位置に撮像手段のカメラ７と、光を照射す
る照明手段の照明装置８とが設置され、下方に照明装置
８からの光の反射光をカメラ７に戻さないための一定角
度のテーパを持つ円錐状の背景を成す検査ステージ９が
設置されており、照明装置８によって適切に照明された
半導体装置６をカメラ７によって撮像し、この撮像画像
を外観検査装置１の画像入力とする。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１図の光学系の反射
状態を示す画像入力方法の原理説明図で。

第２図（、）は梨地状の半導体装置６からの反射光、第
２図（ｂ）は水平鏡面からの反射光、第２図（ｃ）は検
査ステージ９の傾斜鏡面からの反射光をそれぞれ示して
いる。第２図（ａ）、（ｂ）。

（Ｃ）において、第２図（ａ）に示す梨地状の半導体装
置（または従来の梨地状の平面背景）からの反射光は乱
反射光となる。また第２図（ｂ）に示す水平鏡面からの
反射光は全反射してカメラ７に戻ることになる。第２図
（Ｃ）に示す検査ステージ９は傾斜角４５度程度の円錐
としており、この円錐の表面を鏡面にした場合には上方
からの照明光が全反射しても、その反射光はカメラ７に
戻らないため撮像した画像の背景は暗くなり、第２図（
ａ）に示す梨地でしかも黒い半導体装置６の画像に対し
ても良好なコントラストが得られる。しかし実際には検
査ステージ９周辺の物体で更に反射した光がカメラ７に
戻る場合があるため、検査ステージ９表面は黒染処理等
を施した方が良いコントラストの画像が得られる場合が
多い。なお背景となる検査ステージ９は一定角度のテー
パを持つ円錐状の他に、一定角度のテーパを持つ角錐あ
るいは一定角度のテーパを持つ斜面形状としてもよい。

第３図は本発明による画像入力方法を用いた外観検査装
置の一実施例を示す画像処理部の構成ブロック図である
。第３図において、第１図の光学系のカメラ７から入力
された画像信号は概略的には第３図に示すように先ず画
像処理部のＡ／Ｄ変換部１０においてＡ／Ｄ変換された
後、画像メモリ１１に格納される。画像メモリ１１から
は直接あるいは２値化回路１２により２値化されたデー
タが読み出され、判定処理部１３で演算処理された後、
予め設定された判定値と比較されて半導体装置６の外観
不良の有無が検出される。外観不良データは外部記憶装
置制御部１４により制御されるハードディスク族ｆｉ１
５あるいはフロッピディスク装置１６に格納される。画
像メモリ１１の画像および判定処理部１３の処理結果は
Ｄ／Ａ変換部１７でＤ／Ａ変換された後、モニタ１８に
表示される。

第４図は本発明による外観検査装置の一実施例を示す構
成ブロック図である。第４図において、外観検査装置本
体２における半導体装１６の移動手順を示しており、第
４図に示すように装置本体２のローダ・アンローダ１９
から供給されて位置決めの行われた半導体装［６は検査
部２０の第１検査部２０ａ、第２検査部２０ｂ、第３検
査部２０ｃ、第４検査部２０ｄにおいてそれぞれ所定の
外観検査が実施された後、搬送部２１によってローダ・
アンローダ１９に戻される。この半導体装置６の移動は
例えばコンベア等の搬送手段によって行われ、これらは
第４図に示す駆動機構制御部２２によって制御されてい
る。検査部２０の第１検査部２０ａ〜第４検査部２０ｄ
での検査はそれぞれ画像処理部２３で処理されるととも
に、モニタ１８によってオペレータの目視による監視が
可能となっている。この翻動機構制御部２２および画像
処理部２３は制御部３によって制御される構成である。

第５図は本発明による外観検査装置の一実施例を示す構
成外観斜視図である。第５図において、外観制御装置１
は装置本体２と、これを制御するパソコンシステム等か
らなる制御部３とから構成されており、制御部３には制
御情報を表示するためのデイスプレィ４の他に第４図に
示す外部記憶手段としての磁気ディスク装置５等が備え
られる。

またモニタ１８が備えである。

第６図は第４図および第５図の外観検査装置内における
被検査対象の半導体装置６の移動手順を装置上のレイア
ウトで具体的に示す配置図である。

第６図において、半導体装置６は装置本体２内の収納ト
レイ２４に収納された状態でローダ・アンローダ１９に
供給され、その収納トレイ２４から順次に１個ずつ取り
出されて、位置決め部２５においてパッケージの位置決
めが行われた後、検査部２０の第１検査部２０ａ、第２
検査部２０ｂ、第３検査部２０ｃ。

第４検査部２０ｄの順に送られ、半導体装置６の反転に
より表裏の所定の外観検査が実施される。

第７図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は第４図および
第６図の検査部２０のそれぞれ第１検査部２０ａから第
４検査部２０ｄにおける被検査対象の半導体装置６とカ
メラ７との位置関係を示す斜視図である。第７図（ａ）
〜（ｄ）において、第７図（ａ）に示す第１検査部２０
ａの位置関係では半導体装置６の側面方向にカメラ７が
配置されており、半導体装置６のθＹ子テーブル回転移
動して、リードの平坦度、パッケージ側面のボイド、リ
ード根本部分の半田付着等が検査される。第７図（ｂ）
に示す第２検査部２０ｂの位置関係では半導体装置６の
上方にカメラ７が配置されており、主としてパッケージ
表面のボイド、異物付着、パッケージの欠け／くぼみ、
パッケージクラック、マーキング状態、リードの曲り、
打痕等が検査される。第７図（ｃ）に示す第３検査部２
０ｃの位置関係では反転された半導体装置６の上方にカ
メラ７が配置されており、半導体装置６の裏面側から第
７図（ｂ）に示した第２検査部２０ｂでと同様の検査項
目を実施する。なお第７図（ｄ）に示す第４検査部２０
ｃｌの位置関係では反転された半導体装Ｗ６の側面方向
にカメラ７が配置されており、半導体装置６のθＹ子テ
ーブル回転移動して、リードの平坦度および曲り等を更
に精密に検査するかあるいは第１検査部２０ａから第３
検査部２０ｃで検査することができない部分のリード裏
側等の検査を行うようにしてもよい。

第８図（ａ）〜（ｒ）は第４図および第６図の検査部２
０におけるそれぞれ被検査対象の半導体装置６のリート
部の主な検査項目の不良状態を具体的に示す部分斜視図
である。第８図（ａ）〜（ｒ）において、第８図（ａ）
はフラットパッケージのリード平坦度に関する不良状態
を示し、第８図（ｂ）はＪリートパッケージのリート平
坦度に関する不良状態を示しており、図中に示すリード
平坦度ばらつきΔａが所定値たとえば数１０μｍ以上の
場合にはリード平坦度不良とされるものである。

第８図（ｃ）、（ｄ）はそれぞれフラットパッケージ、
Ｊリートパッケージのリート部り不良すなわちリードの
水平方向のずれを示しており、このずれ猷Δａが一定量
以上となった場合に不良とされる。第８図（ｅ）はフラ
ットパッケージのり一ト不揃い不良、第８図（ｆ）はダ
ム切断不良、第８図（ｇ）はリード打痕不良、第８図（
ｈ）はレジンフラッシュ不良、第８図（ｉ）はリートき
ず不良、第８図（ｊ）はめっき不良、第８図（ｋ）は半
田ぬれ不良、第８図（Ｑ）は半田ブリッジ不良、第８図
（ｍ）は半田ひげおよび半田つらら不良、第８図（ｎ）
＋　　（ｏ）＋　　（ｐ）はそれぞれ半田突起／過多／
粒不良、第８図（ｑ）は異物付着不良、第８図（ｒ）は
汚れ不良をそれぞれ示している。これらの各検査項目は
同一の検査部で同時に検査可能なものも多い。たとえば
第８図（ｅ）〜（ｊ）等の検査項目については同時に検
査可能である。

第９図（ａ）〜（ｉ）は第４図および第６図の検査部２
０におけるそれぞれ被検査対象の半導体装置６のモール
ド部の主な検査項目の不良状態を具体的に示す部分斜視
図である。第９図（ａ）〜（ｉ）において、第９図（ａ
）、（ｂ）はそれぞれ半導体装置６のパッケージ表面の
ボイド不良を示しており、第９図（ｃ）は主としてレジ
ンくず等による異物付着不良、第９図（ｄ）、（ｅ）は
それぞれかけ／くぼみ不良、第９図（ｆ）はパッケージ
クラック不良、第９図（ｇ）はきす不良、第９図（ｈ）
は汚れ／しみ不良、第９図（１）は半田付着不良をそれ
ぞれ示している。なお第９図（ａ）−（ｉ）で第９図（
１）のみＤＩＰのパンケージ構造を示しているが、他の
パッケージ構造であっても検査項目はほぼ同様である。

第１０図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、、（ｄ）はそれぞ九
第４図および第６図の検査部２０の検査シーケンスを示
すブロック図である９第１０図（ａ、）は第１検査部２
０ａにおける半導体装置６の側面検査のシーケンスを示
す。第１０図（ａ）において、半導体装置６の側面検査
では半導体装置６を４方向から撮像する必要があるため
、１台のカメラ７を第７図（ａ）に示すように側面方向
に設置し、半導体装Ｍ　６あるいはカメラ７を９０度ず
つ回転させて、４方向の画像を入力する。なお本実施例
ではカメラ７は１台としたが、２台設置して同様に回転
しながら画像を入力するか、あるいはカメラ７を４台設
置して共に固定した半導体装置６を４方向から画像入力
してもよい。入力した４画像に対して１画像ずつ次の処
理を行う。まずステップ１０１で２値化処理によりリー
ドの外形を検出し、ステップ１０２で各リードの表面に
第８図（ｉ）に示すきすや第８図（ｇ）に示す打痕等の
不良がないかどうかを検査する。ついでステップ１０３
でし。

きい値を変えてパッケージの外形を検出し、ステップ１
０４でパッケージ表面の第９図（ｂ）に示すボイドや第
９図（ｃ）に示すきず等の不良検査を行う。これらの処
理を４方向の画像について終えたら、ステップ１０５で
全リードの先端の座標データを基に第８図（ａ）に示す
リードの平坦度検査を行う。

第１０図（ｂ）は第２検査部２０ｂにおける半導体装置
６の表面検査のシーケンスを示す。つぎに第１０図（ｂ
）において、半導体装置６の表面検査では第７図（ｂ）
に示すように半導体装置６上方に設置したカメラ７から
画像を入力し、まずステップ１０６でリードの外形を検
出して第８図（ｃ）に示すリート曲りや第８図（ｅ）に
示すり−１〜不揃いや第８図（ｆ）に示すダム切断不良
等のリードの外形検査を行い、ついでステップ１０７で
リード外形データを基にリート表面の第８図（ｉ）に示
すきずや第８図（ｇ）に示す打痕等の不良検査を行う。

つぎにステップ１０８でしきい値を変えてパッケージの
外形を検出し、第９図ｃｄ）。

（ｅ）に示す欠け／くぼみや第９図（ｆ）に示すクラン
ク等の外形検査を行い、ついでステップ１０９で第９図
（ａ）に示すパッケージ表面のボイドや第９図（ｃ）に
示す異物付着等の表面検査を行い、さらにステップ１１
０でマーク検査を行う。

第１０図（ｃ）は第３検査部２０ｃにおける半導体装置
６の裏面検査のシーケンスを示す。第１０図（ｃ）にお
いて、第１０図（ｂ）のマーク検査１１０を除けば表面
検査とほぼ同様であって、ステップ１１１でリードの外
形を検出して外形検査を行い、ステップ１１２でリード
外形データを基にリート表面の不良検査を行う。つぎに
ステップ］１３でしきい値を変えてパッケージの外形を
検出して外形検査を行い、ついでステップ１１４でパン
ケージ表面の検査を行う。なお本実施例ではリートの外
形検査を表面検査のみで行っているが、裏面検査のみで
行っても、その双方で行ってもよい。

第１０図（ｄ）は第４検出部２０ｄにおける半導体装置
６のリート裏検査のシーケンスを示す。第１０図（ｄ）
において、第４検査部２０ｄでは前述のように反転した
半導体装置６の側面方向の位置にカメラ７を設置し、リ
ード外形の精密な検査あるいは第１検査部２０ａから第
３検査部２０ｃにおいて検査できない部分のリード裏側
の検査を行うが、ここではリード裏側検査を行う場合を
説明する。画像入力方法は第１０図（ａ）の第１検査部
２０ａと同様であり、４方向の入力画像に対して検査を
行う。

まずステップ１１５でリード外形の検出を行い、　　・
ついでステップ１１６でリード表面検査を行い、第８図
（ｉ）に示すリード表面のきすや第８図（ｇ）に示す打
痕等の不良を検出する。

以上に本発明による一実施例を具体的に説明したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言う
までもない。特に本発明の主な利用分野の−っである半
導体装置製造におけるパンケージ組立て後の外観検査に
適用した場合の一実施例ついて説明したが、これに限定
されずに例えばＶＴＲヘットの位置調整および検査など
他の電子部品における位置検出ならびに外観検査等の画
像入力方法およびその装置に広く適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力画像中の背景が十分に暗くなるの
で、認識対象と背景のコントラストが得られるため、認
識対象の位置検出や外観検査等が精密かつ容易にできる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像入力方法およびその装置の一
実施例を示す外観検査装置の光学系の構成図、第２図（
ａ）〜（ｃ）は第１図の光学系の反射状態を示す原理説
明図、第３図は本発明による画像入力方法を用いた外観
検査装置の一実施例を示す画像処理部の構成ブロック図
、第４図は同しく外観検査装置の構成ブロック図、第５
図は同じく外観検査装置の外観斜視図、第６図は同じく
外観検査装置内の被検査対象の移動手順を示す配置図、
第７図（ａ）〜（ｄ）は同じく各検査部における被検査
対象とカメラとの位置関係を示す斜視図、第８図（ａ）
〜（ｒ）は同じく各検査部における被検査対象のリード
部の各検査項目の不良状態を示す部分斜視図、第９図（
ａ）〜（ｉ）は同じく各検査部における被検査対象のモ
ールド部の各検査項目の不良状態を示す部分斜視図、第
１０図（ａ）〜（ｄ）は同じく各検査部の検査シーケン
スを示すブロック図である。 １・・・外観検査装置、　２・・・装置本体、３・・・
制御部、　　　　４・・デイスプレィ、５・磁気ディス
ク装置。 ６・・・半導体装置（被検査対象）。 ７・・・カメラ、　　　　　８・・照明装置、９・・・
検査ステージ（背景）、 １０・Ａ／Ｄ変換部、　１１・・・画像メモリ、１２・
・・２値化回路、　　１３　　判定処理部、１４・・・
外部記憶装置制御部、 １５・・・ハードディスク装置、 １６・・・フロッピディスク装置、 １７・・−Ｄ／Ａ変換部、　１８・・・モニタ、１９・
・・ローダ・アンローダ、 ２０・・検査部、　　　　２０ａ・・・第１検査部、２
０ｂ・・・第２検査部、　２０ｃ・・・第３検査部、２
０ｄ・・・第４検査部、　２１・・搬送部、２２・・・
赴動機構制御部、２３・・・画収納トレイ、２５・・・
位置決め部。 第　１　反 清２図 し）　　　　　　　　（−６）＜　Ｃ）第　７　反 （α）（ｔ） （ｄ） θＹテープラレ ＼０ 偽　　　　　　、 （＼　　　　′ ＼　　　　　＼　　　　　＼ ＣＬ　　　　　　　　　　　← 轟　　　　　　　　　−（ 外　　哨 ヘヘ ネ　９　図　　　　　　第１０口 （α）ｆβ弓ｉＪ啼ビ査 −Ｖ５ＩＯ図 （６）ｉ検査　　　　　　（Ｃ）表面検１４カ向

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被撮像対象に対して照明手段から光を照射し、被撮
   像対象からの反射光を受光可能な位置に設置した撮像手
   段により撮像するさいに、被撮像対象の背景を照明手段
   からの光の反射光を撮像手段に戻さない一定角度のテー
   パを持つ円錐状の背景として、撮像した画像を入力する
   ことを特徴とする画像入力方法。 ２、一定角度のテーパを持つ円錐状の背景に代えて、一
   定角度のテーパを持つ角錐状の背景とすることを特徴と
   する請求項１記載の画像入力方法。 ３、一定角度のテーパを持つ円錐状の背景に代えて、一
   定角度のテーパを持つ斜面状の背景とすることを特徴と
   する請求項１記載の画像入力方法。 ４、被撮像対象に対して光を照射するための照明手段と
   、被撮像対象からの反射光を受光可能な位置に設置され
   た撮像手段と、被撮像対象の背景として照明手段からの
   光の反射光を撮像手段に戻さないための一定角度のテー
   パを持つ円錐状の背景とから成ることを特徴とする画像
   入力装置。 ５、一定角度のテーパを持つ円錐状の背景に代えて、一
   定角度のテーパを持つ角錐状の背景とすることを特徴と
   する請求項４記載の画像入力装置。 ６、一定角度のテーパを持つ円錐状の背景に代えて、一
   定角度のテーパを持つ斜面状の背景とすることを特徴と
   する請求項４記載の画像入力装置。 ７、被撮像対象に対して光を照射するための照明手段と
   、被撮像対象からの反射光を受光可能な位置に設置され
   た撮像手段と、被撮像対象の背景として照明手段からの
   光の反射光を撮像手段に戻さないための一定角度のテー
   パを持つ円錐状または角錐状または斜面状等の必要によ
   り検査ステージを兼ねうる背景とから成る画像入力装置
   と、画像入力信号を処理して被撮像対象の外観検査を行
   う検査手段とから成ることを特徴とする外観検査装置。