JPH05340725A - 外観検査装置 - Google Patents

外観検査装置

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JPH05340725A
JPH05340725A JP4151033A JP15103392A JPH05340725A JP H05340725 A JPH05340725 A JP H05340725A JP 4151033 A JP4151033 A JP 4151033A JP 15103392 A JP15103392 A JP 15103392A JP H05340725 A JPH05340725 A JP H05340725A
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JP4151033A
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Inventor
Yoshitaka Oshima
美隆 大嶋
Hiroyuki Tsukahara
博之 塚原
Yoshiaki Goto
善朗 後藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体デバイスのリード等の外観を検査する
装置に関し、装置の規模の大幅な増大を伴うことなく検
査時間を短縮することを目的とする。 【構成】 照明手段12、走査手段11、撮像手段14、検査
対象1の検査領域が異なる二つの画像の各々を同一撮像
手段14の異なる領域14a,14b に結像させる結像手段13、
撮像手段14の出力信号をA−D変換したのち格納する画
像記憶手段17、画像記憶手段17に一括して格納された二
つの画像の信号を撮像領域14a,14b と対応させて個々の
画像の信号に切り分ける分割手段18、を有し、一つの撮
像手段14が検査領域が異なる二つの画像を同時に撮像
し、検査手段19が個別に検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は外観検査装置、特に半導
体デバイスのリード等の外観検査装置に関する。
【0002】半導体デバイスは単体として、或いはこれ
を回路基板等に実装した後、リード部分等の外観検査を
行う必要があり、その自動化が行われている。近年、半
導体デバイスは高集積化と高密度実装の要求に対応し
て、リードの多ピン化と微細化が進められている。その
ため、リードの外観検査の自動化に際しては、検査領域
の画像を高速且つ高分解能で撮像する必要がある。
【0003】
【従来の技術】従来の外観検査装置を三例、図6〜図8
及び図2を参照しながら説明する。尚、これらの図にお
いて図1〜図5と同じものには同一の符号を付与した。
従って1は検査対象、11は移動ステージ、12は照明手
段、14は撮像手段である。
【0004】このうち検査対象1は図2に示すようなQ
FP型パッケージの半導体デバイスであり、これらの検
査装置はいずれもその多数のリード2を、そのパッケー
ジの一辺分を一つの検査領域1a, 1b, …として外観を検
査する。但し、高精度の検査を行うために高解像度の撮
像手段14(例えばCCDラインセンサ)を採用する関係
で、一度に一つの検査領域全部を撮像することが出来な
いから、移動ステージ11を検査領域の長手方向(リード
2の幅方向)に順次移動して走査する。
【0005】図6は第一の従来例を示す図である。同図
において、31はハーフミラー、35は対物レンズ、37は結
像レンズであり、照明は同軸落射照明である。この装置
は一度に一つの検査領域の二次元画像を入力して外観検
査を行う。従って一つの検査領域の入力を終わる度に検
査対象1を移動ステージ11により90°ずつ回転して次の
検査領域の入力を行う。
【0006】図7は第二の従来例を示す図である。同図
において、31はハーフミラー、35は対物レンズ、37は結
像レンズ、38、39は反射ミラーであり、照明はいずれも
同軸落射照明である。この装置は二つの検査領域の二次
元画像をそれぞれ別の撮像手段14が同時に撮像して外観
検査を行う。
【0007】図8は第三の従来例を示す図である。同図
において、12A は第一の照明手段(同軸落射照明装
置)、12B は第二の照明手段(スリット光投光装置)、
14A は第一の撮像手段、14B は第二の撮像手段であり、
レンズ類の図示は省略した。この装置は一つの検査領域
を第一の照明手段12A により真上から照射し、その反射
光を第一の撮像手段14A が撮像する(二次元画像)と共
に、第二の照明手段12B によりレーザスリット光を斜め
上方から照射してその正反射光を反対側から第二の撮像
手段14B が撮像する(三次元画像)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この種の外観検査装置
においては、前述のように、高精度の検査を行うために
高解像度の撮像手段を使用する関係で、一つの検査領域
の画像を走査しながら入力(撮像)しなければならない
から、入力に長時間を要し、検査時間は殆どこの画像入
力時間で決まることになる。従って、第一の従来例のよ
うに、四つの検査領域を順次入力すれば、当然、検査に
長時間を要する。第二、及び第三の従来例のように撮像
手段を複数にすれば、検査時間は第一の従来例より短縮
されるが、撮像手段その他を複数個備えたものにする必
要があり、装置は規模が大きく、且つ高価なものとな
る。
【0009】本発明はこのような問題を解決して、装置
の規模の大幅な増大を伴うことなく検査時間を短縮する
ことが可能な外観検査装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的は本発明によれ
ば、[1] 照明手段と、該照明手段の照明光を検査対象に
対して相対的に走査させる走査手段と、撮像手段と、該
撮像手段が出力する画像信号を格納する画像記憶手段
と、該画像信号を検査する検査手段とを有して該検査対
象の外観を検査する装置において、該検査対象の独立し
た複数の画像の各々を同一の該撮像手段の異なる領域に
結像させる結像手段と、該画像記憶手段に一括して格納
された複数の画像の信号を該撮像手段の各画像を撮像し
た領域と対応させて個々の画像の信号に切り分ける分割
手段とを設けたことを特徴とする外観検査装置とするこ
とで、[2] 前記[1] において、前記結像手段は前記検査
対象の検査領域が異なる複数の画像の各々を同一センサ
の異なる領域に結像させるものであり、前記撮像手段が
該検査対象の検査領域が異なる複数の画像を同時に撮像
することを特徴とする外観検査装置とすることで、[3]
又は前記[1] において、前記結像手段は前記検査対象の
同一の検査領域に種類が異なる複数の照明光を照射して
得られる種類が異なる複数の画像の各々を同一センサの
異なる領域に結像させるものであり、前記撮像手段が該
検査対象の種類が異なる複数の画像を同時に撮像するこ
とを特徴とする外観検査装置とすることで、達成され
る。
【0011】
【作用】本発明の外観検査装置では、検査対象の独立し
た複数の画像を一つの高解像度撮像装置(例えばCCD
ラインセンサ)の異なる撮像領域に結像して同時に撮像
するから、その画像を一つずつ順次撮像する場合より合
計の撮像時間が大幅に短縮され、従って短時間での検査
が可能となる。
【0012】又、撮像装置の出力信号は一つの画像信号
としてA−D変換とメモリへの格納が出来るから、複数
画像の同時撮像を行うにもかかわらず、比較的小規模の
装置構成となる。
【0013】
【実施例】本発明に係る外観検査装置の実施例を図1〜
図5を参照しながら説明する。尚、図2以降において図
1と同じものには同一の符号を付与した。
【0014】以下、実施例を三つ説明するが、最初にこ
れらの共通部分を説明する。図1は本発明の実施例の概
要を示す図、図2は検査対象の例を示す図である。図1
において、1は検査対象であり、この実施例では図2に
示すように、四辺にそれぞれ微細なリード2が多数突出
しているQFP型パッケージの半導体デバイスである。
この検査装置はこの多数のリード2を、そのパッケージ
の一辺分を一つの検査領域1a, 1b, …として外観を検査
する。
【0015】11は移動ステージ(走査手段)であり、撮
像個所の位置決めと走査のために検査対象1をX、Y、
θ方向に移動する。11a はステージコントローラであ
り、移動ステージ11の駆動を制御する。12は照明手段で
あり、検査対象1の撮像個所に照明光を照射する照明装
置からなり、その種類は各実施例により異なる(異なる
符号を付与した)。13は結像手段であり、複数の画像を
異なる位置に結像させる複数の結像光学系からなり、そ
の内容は各実施例により異なる(異なる符号を付与し
た)。14は撮像手段であり、例えばCCDラインセンサ
である。このセンサの解像度は極めて高く、リードの高
精度外観検査に対して十分に余裕がある。
【0016】この装置では検査対象1の位置又は種類の
異なる複数の画像が、それぞれ結像手段13内の個別の光
路(結像光学系)を経由して一つの撮像手段14の異なる
撮像領域14a, 14b, …に結像され、これらを撮像手段14
が同時に撮像する。一ライン(検査領域の幅方向)の画
像入力が終了するたびに移動ステージ11を検査領域の長
手方向(リード2の幅方向)に順次移動して検査対象1
の一つ又は同時に撮像する複数の検査領域を走査する。
【0017】撮像手段14の出力信号はA−D変換回路16
で 256諧調のディジタル画像に変換された後、画像メモ
リ(画像記憶手段)17に格納される。この際、複数の画
像が一括して格納されるから、画像の検査を行う前にこ
れを分割回路(分割手段)18により撮像手段14の各画像
を撮像した領域14a, 14b, …と対応させて個々の画像に
切り分け、その後に検査回路(検査手段)19で各画像ご
との検査を行う。
【0018】図3は本発明の第一の実施例を示す図であ
る。この装置は、位置が異なる二つの検査領域の二次元
画像を一つの撮像手段14が同時に撮像するものである。
即ち、先ず図2における検査領域1aと1cを同時に撮像
し、それらの全域を走査した後、検査対象1を90°回転
し、検査領域1bと1dを同時に撮像する。
【0019】33は結像手段であり、同じ結像光学系を二
式備えている。34、35、38、39は反射ミラー、36は対物
レンズ、37は結像レンズ、31はハーフミラーである。対
物レンズ36から結像レンズ37までは無限遠焦点結像系と
なっている。32は照明手段であり、同軸落射照明を行
う。即ち、照明光はハーフミラー31、反射ミラー35、34
で反射して検査領域を真上から照射する。検査領域1a又
は1bの像(幅方向)が撮像手段14の有効入力部の右半分
内(撮像領域14a )に結像し、検査領域1c又は1dの像が
左半分内(撮像領域14b )に結像する。
【0020】図4は本発明の第二の実施例を示す図であ
る。この装置は、位置が異なる二つの検査領域の三次元
画像を一つの撮像手段14が同時に撮像するものである。
結像手段43は同じ結像光学系を二式備えている。照明手
段42はレーザスリット光投光器であり、照明光はハーフ
ミラー47により二つに分岐される。44、46、48、49は反
射ミラー、45は結像レンズである。
【0021】図5は本発明の第三の実施例を示す図であ
る。この装置は、同一のリード2に四種類の照明光52A
、52B 、52C 、52D を照射して得られる四種類の画像
を一つの撮像手段14が同時に撮像するものである。結像
手段53は四つの結像光学系53A、53B 、53C 、53D を備
え、撮像手段14の四つの領域14c 、14d 、14e 、14f に
互いに異なる画像を結像する。
【0022】第一の結像光学系53A はハーフミラー54A
、対物レンズ55A 、反射ミラー56A、ハーフミラー51A
、結像レンズ57A 、反射ミラー58A 、59A からなり、
撮像手段14の領域14c に結像する。対物レンズ55A から
結像レンズ57A までは無限遠焦点結像系となっている。
第一の照明光52A はハーフミラー51A から第一の結像光
学系53A を逆に経由してリード2を真上から照射する
(同軸落射照明)。
【0023】第二の結像光学系53B はハーフミラー54A
で第一の結像光学系53A から分岐し、対物レンズ55B 、
ハーフミラー54B 、赤色光を選択的に反射するフィルタ
56B、結像レンズ57B 、反射ミラー58B 、59B からな
り、撮像手段14の領域14d に結像する。対物レンズ55B
から結像レンズ57B までは無限遠焦点結像系となってい
る。第二の照明光52B は赤色光であり、リード2の一方
の側面を低角度の斜め上方から照射する(斜方照明)。
【0024】第三の結像光学系53C はハーフミラー54B
で第二の結像光学系53B から分岐し、反射ミラー54C 、
青色光を選択的に反射するフィルタ56C 、結像レンズ57
C 、反射ミラー58C 、59C からなり、撮像手段14の領域
14e に結像する。対物レンズ55B から結像レンズ57C ま
では無限遠焦点結像系となっている。第三の照明光52C
は青色光であり、リード2のもう一方の側面を低角度の
斜め上方から照射する(斜方照明)。
【0025】第四の結像光学系53D は反射ミラー54D 、
56D 、結像レンズ57D 、反射ミラー58D 、59D からな
り、撮像手段14の領域14f に結像する。第四の照明光52
D はスリット光であり、その幅方向がリード2の幅方向
に一致するように斜め上方からリード2を照射する(ス
リット光照明)。従って、上記の領域14f には光切断画
像が結像される。
【0026】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施することが出来る。例えば、
半導体デバイスの外部リード以外の外観検査を行う装置
に対しても有効であり、同一の撮像手段に結像される複
数の画像の数や組み合わせが上記以外のものであっても
よく、又、撮像手段をラインセンサに代えてエリアセン
サとしても、モノクロセンサに代えてカラーセンサとし
てもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一の撮像手段に位置又は種類の異なる複数の画像を同
時並列的に撮像することが出来るから、装置の規模の大
幅な増大を伴うことなく検査時間を短縮することが可能
な外観検査装置を提供することが出来、半導体デバイス
製造における生産性向上等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の概要を示す図である。
【図2】 検査対象の例を示す図である。
【図3】 本発明の第一の実施例を示す図である。
【図4】 本発明の第二の実施例を示す図である。
【図5】 本発明の第三の実施例を示す図である。
【図6】 第一の従来例を示す図である。
【図7】 第二の従来例を示す図である。
【図8】 第三の従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 検査対象 1a, 1b, 1c, 1d 検査領域 2 リード 11 移動ステージ(走査手段) 11a ステージコントローラ 12, 32, 42 照明手段 12A, 12B 第一, 第二の照明手段 13, 33, 43, 53 結像手段 14 撮像手段 14A, 14B 第一, 第二の撮像手段 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f 撮像領域 16 A−D変換回路 17 画像メモリ(画像記憶手段) 18 分割回路(分割手段) 19 検査回路(検査手段) 31, 47, 51A, 54A, 54B ハーフミラー 34, 35, 38, 39, 44, 46, 48, 49 反射ミラー 36, 55A, 55B 対物レンズ 37, 45, 57A, 57B, 57C, 57D 結像レンズ 52A, 52B, 52C, 52D 第一, 第二, 第三, 第四の照明光 53A, 53B, 53C, 53D 第一, 第二, 第三, 第四の結像光
学系 54C, 54D, 56A, 56D 反射ミラー 56B, 56C 干渉フィルタ 58A, 58B, 58C, 58D, 59A, 59B, 59C, 59D 反射ミラー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照明手段(12)と、該照明手段(12)の照明
    光を検査対象(1) に対して相対的に走査させる走査手段
    (11)と、撮像手段(14)と、該撮像手段(14)が出力する画
    像信号を格納する画像記憶手段(17)と、該画像信号を検
    査する検査手段(19)とを有して該検査対象(1) の外観を
    検査する装置において、 該検査対象(1) の独立した複数の画像の各々を同一の該
    撮像手段(14)の異なる領域(14a, 14b,…) に結像させる
    結像手段(13)と、 該画像記憶手段(17)に一括して格納された複数の画像の
    信号を該撮像手段(14)の各画像を撮像した領域(14a, 14
    b,…) と対応させて個々の画像の信号に切り分ける分割
    手段(18)とを設けたことを特徴とする外観検査装置。
  2. 【請求項2】 前記結像手段(13)は前記検査対象(1) の
    検査領域が異なる複数の画像の各々を同一センサ(14)の
    異なる領域(14a, 14b,…) に結像させるものであり、 前記撮像手段(14)が該検査対象(1) の検査領域が異なる
    複数の画像を同時に撮像することを特徴とする請求項1
    記載の外観検査装置。
  3. 【請求項3】 前記結像手段(13)は前記検査対象(1) の
    同一の検査領域に種類が異なる複数の照明光を照射して
    得られる種類が異なる複数の画像の各々を同一センサ(1
    4)の異なる領域(14a, 14b,…) に結像させるものであ
    り、 前記撮像手段(14)が該検査対象(1) の種類が異なる複数
    の画像を同時に撮像することを特徴とする請求項1記載
    の外観検査装置。
JP4151033A 1992-06-11 1992-06-11 外観検査装置 Withdrawn JPH05340725A (ja)

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