JPH05249049A - 部品の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品の外観検査の時間短縮を図る。 【構成】回転台２３が検査ステージ９〜１６の配設間隔
に応じた角度ずつ順次回転され、各回転位置ごとに複数
の検査ステージ９〜１６上のＩＣ１〜７上のそれぞれ異
なる側面が複数の撮像手段１７〜２０によって同時に撮
像される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品の外観検査装置に
関し、特にＱＦＰーＩＣなど、側方に複数のリード群を
有したＩＣパッケージのリード群の配列の様子を検査す
ることによって当該ＩＣを基板に実装する際に不具合が
生じるか否かを判定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直方体形状のＩＣ本体の各側面にそれぞ
れ複数のリード群を有したＱＦＰ−ＩＣと呼ばれるＩＣ
パッケージ（以下単に「ＩＣ」という）は、所定の基板
上に実装されるが、そのとき各側面のリード群の先端が
一直線上に配列されていないと、基板上の他の部品との
接続が良好に行われないなどの不具合が招来する。

【０００３】そこで、ＩＴＶカメラ等の撮像手段によっ
てＩＣを側方から撮像してリード群の配列の様子を捕ら
え、リード群が一直線上に配列されているか否かを検査
して、この結果、欠陥の見つかったＱＦＰ−ＩＣを廃棄
するといった処理を行う外観検査に関する技術が広く知
られている。この種の技術としては、たとえば特開平２
ー２４５４１号公報に見られるごとく、１つのＩＣを検
査台上の所定位置に載置するとともに、検査台の下方か
らＩＣの下面に向けて照明を当て検査台の側方に配置さ
れたカメラによってＩＣの側面を鮮明に撮像せんとした
ものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＱＦＰーＩ
Ｃにあっては４つの側面すべてについて検査を行う必要
があり、上記公報に見られるように各側面について順次
撮像していたのでは、時間がかかり作業効率が大幅に損
なわれることになる。また、この場合、検査台の四方に
カメラを配置して部品の各側面を同時に撮像することが
考えられるが、カメラとＩＣとの距離を各カメラごとに
適正に調整する必要があり、結局、検査台上の部品を各
カメラに応じて移動させる必要が生じて同時に撮像する
ことはできない。しかも、１つのＩＣの検査が終了した
ならば、この検査が終了したＩＣの搬出とつぎに検査す
べきＩＣの搬出を順次に行う必要があり、搬入、搬出に
時間がかかることとなっている。

【０００５】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、従来よりも部品の検査を作業効率よく短時間
で行うことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
検査台上に載置された部品の側面と前記検査台の側面の
上端あるいは下端を示すラインとを同時に撮像手段によ
って撮像して、前記ラインを基準線とする前記部品の側
面形状に応じて前記部品の外観の欠陥を検査する部品の
外観検査装置において、前記検査台がその円周方向に沿
って等間隔に複数載置され、前記検査台の配設間隔に応
じた回転角度ずつ順次回転される回転台と、前記複数の
検査台上で前記部品の異なる１側面がそれぞれ撮像され
るよう各所定の位置に固定された複数の撮像手段とを具
え、前記複数の検査台上に載置された部品の複数の側面
を前記複数の撮像手段によって順次撮像するようにして
いる。

【０００７】

【作用】すなわち、かかる構成によれば、回転台が検査
台の配設間隔に応じた角度ずつ順次に回転される。この
結果、各回転位置ごとにみれば複数の検査台上の部品の
異なる側面が複数の撮像手段によって同時に撮像され、
１つの検査台上の部品についてみれば順次回転すること
によりすべての側面について撮像がなされる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る部品の外
観検査装置の実施例について説明する。なお、実施例で
は外観検査の対象の部品として図２に示すように直方体
形状のＩＣ本体の各側面Ｆ１〜Ｆ４にそれぞれリード群
Ｌ…を有したいわゆるＱＦＰ−ＩＣと呼ばれるＩＣ１を
想定している。そして実施例では各側面Ｆ１〜Ｆ４ごと
のリード群Ｌ…の配列の様子に欠陥があるか否かを検査
するとともに、上面に印刷された「Ａ」なる文字に欠け
等の欠陥があるか否か等を検査して、この結果、欠陥の
ない正常なＩＣと欠陥のあるＩＣとに分類、選別する装
置を想定している。

【０００９】図１（ａ）はかかる実施例装置の平面図を
示し、同図（ｂ）は同図（ａ）の断面要部を示してい
る。同図に示すように８個の検査ステージ９〜１６が回
転台２３上に該回転台２３の円周方向に沿って等間隔、
つまり４５°おきに固定配設されている。回転台２３は
駆動装置２２によって駆動され、中心位置Ｃを回転中心
として矢印Ｂ方向に上記４５°きざみで順次に回転され
る。検査ステージ９〜１４および１６には検査対象であ
るＩＣ１〜６および７が載置されている。図２に示すよ
うに検査ステージ９の各側面には、対応するステージ側
面およびステージ９上のＩＣ１の側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３
およびＦ４の像をそれぞれ捕らえ、捕らえた像を下方に
反射させるプリズム２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび２１
ｄが配設されている。同様なプリズム２１ａ〜２１ｄは
他の検査ステージ１０〜１６にも配設されている。

【００１０】一方、回転台２３の外部下方には、ＩＣ１
〜７のそれぞれ異なる側面Ｆ１〜Ｆ４をそれぞれ撮像す
る撮像装置１７〜２０が配設されている。すなわち、図
１（ａ）の左方には、４５°きざみで回転台２３が回転
して検査ステージ９〜１６のいずれが位置したとしても
ステージ上のＩＣ１〜７の側面Ｆ１をプリズム２１ａを
介して撮像する撮像装置１７が配設されている。図１
（ａ）の場合は検査ステージ９が位置している場合を示
している。なお、図１（ｂ）に示すように撮像装置１７
の上面と回転台２３の下面との間隙はｄとなっている。
撮像装置１７はテレビカメラ２５、接写リング２６、レ
ンズ２７等を中心にして構成され、上記プリズム２１ａ
による側面Ｆ１および検査ステージ９の側面の反射像を
レンズ２７、接写リング２６を介してカメラ２５に取り
込み、撮像する。２４は照明用の光を回転台２３、ステ
ージ９を介してＩＣ１の下面に照射する照明装置であ
る。ここで、撮像の様子を図４を参照して説明する。

【００１１】図４はＩＣ１の側面Ｆ１におけるリード群
Ｌ…の先端が検査ステージ９の側面９ａ上端に一致して
いる様子を示している。すなわち、リード群Ｌ…の先端
同士を結ぶ線分で規定される面Ｆ´１が検査ステージ９
の側面９ａと同一面となっている。ここで、明細書全体
を通して「ＩＣの側面と検査ステージの側面とが同一面
となった」というときはＩＣのリード群Ｌ…先端で規定
される側面（図４の場合はＦ´１）が検査ステージの側
面と同一面になった状態を意味するものと定義する。

【００１２】カメラ２５では、ＩＣ１の側面Ｆ１全体お
よびステージ９の側面９ａが同時に撮像され、かつ焦点
がステージ９の側面９ａに合うように焦点および撮像範
囲が調整される。そして、カメラ２５とステージ９との
距離が調整された焦点距離に保持される。すると、ステ
ージ側面９ａのみならずＩＣ１の側面Ｆ´１にも焦点が
合うことになり、ステージ９の側面上端を示すラインと
同時に側面Ｆ１のリード群Ｌ…をも鮮明に撮像すること
ができる。この結果、上記側面上端ラインを基準線とし
て、この基準線とリード群Ｌ…の先端を結ぶラインとが
平行になっているか否か、基準線よりも上方にリードの
先端があるか否か等の外観検査を正確に行うことができ
る。

【００１３】なお、ステージ９の側面上端は基準線とし
て機能するためステージ９の表面は所定以上の平面度を
有している必要がある。他のステージ１０〜１６につい
ても同様である。また、ステージの側面下端を示すライ
ンを基準線とするようにしてもよい。なお、かかる撮像
自体に関する事項は、本出願人の先願（特願平３ー３４
６９７号）に係る事項であり、本発明の主旨とは直接関
係しないので詳細な説明は省略する。

【００１４】検査ステージ９上のＩＣ１の側面Ｆ´１を
ステージ９の側面に一致させる作業は図示せぬマニプレ
ータによって自動的に行われる。図２および図３を参照
してマニプレータの動作を説明する。まず、図２に示す
ように幅ｂなる検査ステージ９の中心にＩＣ１の中心が
位置するよう幅ａのＩＣ１が載置されたものとする。す
ると、側面Ｆ１を撮像する場合には、ＩＣ１を矢印Ｄ方
向に距離（ｂ−ａ）／２だけ移動させて側面Ｆ´１を検
査ステージ９の側面に一致させればよいことがわかる。
検査ステージ９の寸法に関するデータ（ｂ）および被検
査対象たるＩＣ１の寸法に関するデータ（ａ）に基づき
かかる移動量の演算が行われると、マニプレータは、そ
のアーム先端に取り付けられたツール２９、つまりＩＣ
押し当て部材の先端を図３に示すようにＩＣ本体に当接
させて、矢印Ｄ方向にＩＣ１を上記演算移動量だけ押動
させるようアーム各軸が駆動制御される。この結果、Ｉ
Ｃ１の側面Ｆ´１が検査ステージ９の側面と同一面とな
り、撮像を正確に行うことができるようになる。

【００１５】なお、検査ステージ９の側面にガラスより
なる衝立２８ａを配設して、ＩＣ１のストッパとして機
能させれば、上記移動量を演算する必要がない。この場
合、衝立２８ａに当接したことをたとえばマニプレータ
にかかる負荷として検出し、該検出時点でツール２９に
よる移動を停止させるようにすればよい。ここで、ガラ
スの衝立であるので図３に示すようにＩＣ１の側面Ｆ１
およびステージ９側面の像がプリズム２１ａを介してカ
メラ２５によって鮮明に撮像される。なお、また棒状の
ツール２９の先端を押し当て移動させるようにしている
がこれに限定されることなく押し当て移動用のツールと
しては任意である。たとえば可撓性のある薄板をＩＣ１
に押し当ててながら移動させるような実施も可能であ
る。

【００１６】さて、図１（ａ）の左上方には、４５°き
ざみで回転台２３が回転して検査ステージ９〜１６のい
ずれが位置したとしてもそのステージ上のＩＣ１〜７の
側面Ｆ２をプリズム２１ｂを介して撮像する撮像装置１
８が、撮像装置１７と同様に設けられている。そして同
様に図面右上方にはステージ上のＩＣ１〜７の側面Ｆ３
をプリズム２１ｃを介して撮像する撮像装置１９が（図
１（ｂ）参照）、そして図面右方にはステージ上のＩＣ
１〜７の側面Ｆ４をプリズム２１ｄを介して撮像する撮
像装置２０が同様に配設されている。

【００１７】撮像装置１８では検査ステージ１０上のＩ
Ｃ２の側面Ｆ２を撮像する必要があるので、この場合も
上記マニプレータによって同様に検査ステージ１０上の
ＩＣ２が図２に示すようにＩＣ２の寸法データおよび検
査ステージ１０の寸法データに基づき演算された移動量
だけ矢印Ｅ方向に押動され、ＩＣ２の側面Ｆ´２がステ
ージ１０の側面と同一面となる。なお、また同様に衝立
２８ｂを設けてＩＣ２のストッパとして機能させるよう
にしてもよい。

【００１８】同様に、撮像装置１９においても検査ステ
ージ１２上のＩＣ４の側面Ｆ３を撮像すべく、同様にマ
ニプレータによって所定の移動量だけ矢印Ｆ方向に押動
され（図２）、ＩＣ４の側面Ｆ´３がステージ１２の側
面と同一面となる。撮像装置２０においても検査ステー
ジ１３上のＩＣ５の側面Ｆ４を撮像すべく、同様にマニ
プレータによって所定の移動量だけ矢印Ｇ方向に押動さ
れ（図２）、ＩＣ５の側面Ｆ´４がステージ１３の側面
と同一面となる。同様に衝立２８ｃ、２８ｄを設けてス
トッパとして機能させるようにしてもよい。

【００１９】さて、図１（ａ）の上方には、検査ステー
ジ１１上に載置されたＩＣ３の上面の文字「Ａ」を撮像
する図示せぬ撮像装置が配設されている。また、図１
（ａ）において左下方の現在検査ステージ１６が位置し
ている場所は、検査しようとするＩＣの搬入が行われる
場所である。したがって、この場所にたとえば検査ステ
ージ１６が位置された際にそのステージ上に新たなＩＣ
７が載置されることになる。一方、図１（ａ）の右下方
の現在検査ステージ１４が位置している場所は、検査の
終了したＩＣの搬出が行われる場所である。したがっ
て、この場所にたとえば検査ステージ１４が位置された
際にそのステージ上のＩＣ６が除去されて、検査の判定
結果に応じて「良品用トレイ」、あるいは「欠陥品用ト
レイ」に搬出される。

【００２０】上記撮像装置１７〜２０およびＩＣの上面
撮像用の撮像装置の撮像結果は図示せぬ画像処理装置に
出力される。画像処理装置では、ＩＣのすべての面につ
いての撮像結果に基づきＩＣが良品であるか否かの判定
がなされる。なお、かかる事項については、先願の特開
平３ー３４６９７号に係る事項であり、本発明の主旨と
は直接関係しないので詳細な説明は省略する。画像処理
装置によって良品と判定されたＩＣは上記「良品用トレ
イ」に搬出され、欠陥品と判定されたＩＣは上記「欠陥
品用トレイ」に搬出される。

【００２１】さて、以上の構成において、所定のＩＣ１
の搬入、搬出までの処理について説明する。

【００２２】まず、ＩＣ１は、搬入のために、図１
（ａ）に示すように検査ステージ１６が現在位置してい
る場所から搬入される。このとき、検査ステージ９は検
査ステージ１６と同位置にあり、このステージ９上にＩ
Ｃ１が載置される。つぎに、回転台２３が１／８回転、
つまり４５°だけ回転して図面にに示すような状態とな
る。このとき、ＩＣ１の側面Ｆ１の撮像が前述したよう
にして行われる。なお、ＩＣ１が撮像されている間も、
同時に他のステージ１６では、他のＩＣ７の搬入が、他
のステージ１０では他のＩＣ２の側面Ｆ２の撮像が、そ
して他のステージ１１では他のＩＣ３の上面の撮像が、
そして他のステージ１２では他のＩＣ４の側面Ｆ３の撮
像が、そして他のステージ１３では他のＩＣ５の側面Ｆ
４の撮像が、そして他のステージ１４では他のＩＣ６の
搬出が行われる。

【００２３】ついで、回転台２３が１／８回転すると、
いままでステージ１０が位置されていた位置にステージ
９が位置され、他の側面Ｆ２の撮像が行われる。以下、
同様にして、回転台２３が１／８回転ずつ回転され、図
面上ステージ１１の場所にステージ９が位置されたとき
には上面の撮像が、ステージ１２の場所にステージ９が
位置されたときには側面Ｆ３の撮像が、そしてステージ
１３の場所にステージ９が位置されたときには側面Ｆ４
の撮像が行われ、ＩＣ１のすべての面についての撮像が
終了する。そして、ステージ１４の場所にステージ９が
位置された際に、ステージ９上のＩＣ１が除去され、検
査結果に応じて所定のトレイに搬出される。

【００２４】なお、ステージ９上のＩＣ１のみに注目し
たが、ステージ９上のＩＣ１の搬入、搬出、撮像が行わ
れている間も他のステージ１０…上のＩＣ２…について
も同時に撮像等が行われており、ＩＣの搬入〜搬出まで
の一連の処理を複数のＩＣについて同時進行させている
ので、検査時間の短縮が図られているのが明白である。

【００２５】また、被検査ＩＣの種類、つまり寸法の変
化の対応については、検査ステージをＩＣの種類に合わ
せて交換すればよく、ステージの縁とテレビカメラの焦
点のずれはカメラを上下微調整することにより合わせれ
ばよい。

【００２６】なお、実施例では合計８つの検査ステージ
を回転させる場合について説明したが、これに限定され
ることなく検査対象に応じて任意に設定可能である。た
とえば、ＩＣの上面の文字の欠陥の検査を要しない場合
には、ＱＦＰ−ＩＣの場合、４つの側面を撮像するため
の４つのステージと搬入、搬出のための２つのステージ
との合計６つのステージが少なくてもあればよいので、
６つのステージを回転台によって回転させる実施が可能
である。その他、検査しようとする側面の数に応じて任
意にステージの数を設定することができる。

【００２７】また、実施例では被検査対象としてＩＣを
想定したが、本発明としてはこれに限定されることな
く、リード群を有しない部品の検査にも適用することが
できる。たとえばリード群を有しない直方体形状の部品
を想定すると、この部品の浮き上がりや傾きをステージ
の側面上端あるいは下端を基準線として検査することが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
度検査台上に部品を載置しさえすれば、検査台間の移動
を伴うことなく検査が行なわれるとともに、複数の部品
の搬入、搬出、各面の撮像が複数の検査台上で同時に行
なわれるので、作業効率が大幅に向上して、検査時間が
飛躍的に短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る部品の外観検査装置の実施
例の構成を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）の要部断面図である。

【図２】図２は図１に示す検査ステージ上に検査対象の
ＩＣが載置された様子を示す上面図である。

【図３】図３はマニプレータによって検査ステージ上の
部品を検査ステージの端まで移動させる様子を説明する
側面図である。

【図４】図４は検査ステージの側面のＩＣのリード先端
で規定される面とが同一面となった様子を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１〜７ ＩＣ ９〜１６ 検査ステージ １７〜２０ 撮像装置 ２３ 回転台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査台上に載置された部品の側面と
   前記検査台の側面の上端あるいは下端を示すラインとを
   同時に撮像手段によって撮像して、前記ラインを基準線
   とする前記部品の側面形状に応じて前記部品の外観の欠
   陥を検査する部品の外観検査装置において、 前記検査台がその円周方向に沿って等間隔に複数載置さ
   れ、前記検査台の配設間隔に応じた回転角度ずつ順次回
   転される回転台と、 前記複数の検査台上で前記部品の異なる１側面がそれぞ
   れ撮像されるよう各所定の位置に固定された複数の撮像
   手段とを具え、 前記複数の検査台上に載置された部品の複数の側面を前
   記複数の撮像手段によって順次撮像するようにした部品
   の外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記複数の撮像手段は、撮像すべき
   部品の側面と検査台の側面とが同一面となるように部品
   が載置された際に、当該部品の側面全体と前記検査台の
   側面上端あるいは下端を示すラインとが同時に視野内に
   入り、かつ焦点が前記検査台の側面に合うように撮像手
   段と検査台との距離が調整されるとともに、 前記部品の大きさを示すデータと前記検査台の大きさを
   示すデータに基づいて前記検査台上の部品の撮像すべき
   側面が前記検査台の側面と同一面となる部品の移動量を
   各検査台ごとに求め、該求められた移動量だけ検査台上
   の部品をマニプレータによって移動させるようにした請
   求項１記載の部品の外観検査装置。