JPH0763537A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、例えばＩＣのリードピンのような
被検査面の傾き角度にばらつきがあるような場合でも、
容易且つ確実に表面状態を評価できるようにした表面欠
陥検査装置を提供することを目的とする。 【構成】ＩＣ13のような対象ワーク11はロボット12によ
り保持し、この対象ワーク11の被検査面にはハーフミラ
ー15を介して照明光源14からのスポット光が照射され、
ＴＶカメラ16でこの被検査面の像を撮像する。視覚装置
18でこの撮像画像に基づいて白色画素数を求めると共
に、その画素数が設定されたしきい値以上とされる状態
を判別し、ロボットコントローラ19で対象ワーク11を１
°づつ傾けながら、そのそれぞれについて前記画素数が
設定されたしきい値以上とされる状態を判別する。そし
て、その判別結果が所定数範囲の状態で、被検査面を良
品と評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＩＣのリード
ピンの良否をその表面の状況から判定するために用いら
れる、光を用いた表面欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣのリードピンや各種電子部品の電極
等の表面の状態は、この種製品の品質を確保するために
その良否の評価をする必要のあるものであるが、この様
な表面状態を評価するために各種光学的な装置が考えら
れている。例えば、特開昭６２−１２８０６号公報に開
示された表面状態評価装置にあっては、特定の方向から
照明された被検査物体の被検査面を特定される方向から
カメラにより撮像し、その撮像された映像の評価によっ
て被検査面の良否を判定している。この場合、カメラと
被検査物体の位置は、ある決められた相対位置関係に設
定される。

【０００３】この様な評価検査装置にあっては、被検査
物体の被検査面に反射してカメラに入射される光の強度
に基づいて、その表面状態の良否を判定するようにして
いるもので、被検査面の傾き等のばらつきがないものに
対してのみ有効である。

【０００４】しかし、本体部の側面に多数突設して形成
されるＩＣのリードピンを検査しようとする場合のよう
に、被検査面であるリードピンの表面に傾きのばらつき
が存在するような場合においては、その傾きの差によっ
て表面反射光の強度に差が出るようになり、反射光の強
度に基づいてリードピン表面の良否を識別することがで
きない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、被検査面の傾きに差が存在
するような場合においても、その表面状態の良否の評価
が確実に行われるようにして、例えばＩＣのリードピン
の表面に欠陥が存在するか否かを、例えば簡単なロボッ
ト装置や視覚装置を用いて容易に評価判定できるように
した表面欠陥検査装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る表面欠陥
検査装置は、光学装置により被検査体であるワークの被
検査面を照明すると共に、光強度検出手段によってこの
照明されたワークの被検査面からの光反射強度を検出す
るもので、この際反射角可変手段によって前記ワークの
被検査面からの反射角度を連続的に変化させ、前記光強
度検出信号に基づいて前記被検査面からの光反射有効面
積を計測し、前記被検査面の反射面角度の変化に対応し
て、前記光反射有効面積が特定されたしきい値を越える
状態を判別し、その判別結果に基づいて前記ワークの被
検査面の良否を判定させるようにする。

【０００７】

【作用】この様に構成される表面欠陥検査装置によれ
ば、例えばＴＶカメラによって撮像された映像のウイン
ド設定された、特定される検出範囲における画像信号２
値化後の面積（白色画素数）に基づいて光反射有効面積
が検出され、例えばワークの被検査面の照明光に対する
傾斜角を変化させながら、この光反射有効面積を検出す
る。そして、この光反射有効面積が特定されるしきい値
を越える状態を判別し、その判別状況に基づいて前記被
検査面の良否が判定されるもので、ＩＣのリードピンの
ように被反射面の傾きにばらつきが存在するような場合
においても、これらリードピンの表面に欠陥が存在する
か否かの検査が容易且つ信頼性をもって行われる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は欠陥検査装置の構成を示すもので、例
えばＩＣ等の被検査体である対象ワーク11は、ロボット
12によって保持されている。例えば、図２で示すように
ロボットハンド121 に設けた吸着パット122 によって、
対象ワーク11である例えばＩＣ13が保持されているもの
で、このＩＣ13はその側面に多数のリードピン131 、13
2 、…が突設形成され、それぞれ直角の方向に折曲して
形成されている。

【０００９】この検査装置においては、このＩＣ13のリ
ードピン131 、132 、…それぞれの表面の状態を検査す
るもので、このリードピン131 、132 、…の設定される
ＩＣ13は、ロボット12によって矢印で示すようにリード
ピン131 、132 、…の並ぶ方向に延びる軸線を中心にし
て正逆の方向に回転駆動されるようになる。

【００１０】このロボット12によって支持された対象ワ
ーク11には、照明光源14からのスポット光がハーフミラ
ー15で反射して照射されるもので、特にＩＣ13の検査対
象であるリードピン131 、132 、…の正面から光が照射
されるようにしている。そして、この光の照射された被
検査面（リードピン131 、132 、…）の映像が、ハーフ
ミラー15を透過してＴＶカメラ16によって撮像されるよ
うにする。

【００１１】このカメラ16の光軸と照明光源14の光軸と
は直角の関係に設定され、この両者の光軸の交差位置
に、これら光軸に４５°傾斜したハーフミラー15が設定
されるようにする。この場合、ハーフミラー15の下部に
は、黒紙17が設定され、照明光源14の反対側からの反射
光を遮って、対象ワーク11からの反射光のみがＴＶカメ
ラ16に入力されるようにしている。すなわち、ＴＶカメ
ラ16に対して同軸照明が構成されるようにしている。

【００１２】ＴＶカメラ16で撮像された映像信号は視覚
装置18に入力されて、適宜映像処理される。そして、例
えば１枚の映像処理の終了毎にロボットコントローラ19
に対して指令を与え、このロボットコントローラ19によ
ってロボット12の動作を制御して、対象ワーク11の設定
角度が可変制御されるようにする。具体的には、視覚装
置18において一枚の画像が処理されたならば、対象ワー
ク11が正または逆の方向に１°回転されるようにする。

【００１３】この様に構成される検査装置において、ま
ずＴＶカメラ16において対象ワーク11であるＩＣ13のリ
ードピン131 、132 、…の中の１本の画像を視覚装置18
に画像入力し、図３で示すようにこの１本のリードピン
131 の位置をエッジ201 および202 の検出によって確認
した後、斜線で示す検査範囲21をウインド設定する。そ
して、この検査範囲21内の画像入力信号を２値化した後
の面積（白色画素数）を検出する。

【００１４】この様な画像処理がなされたならば、ロボ
ットコントローラ19においてロボット12を制御し、対象
ワーク11を回転させ１°づつ傾けるようにするもので、
その各傾斜角度にそれぞれ対応して同様の画像処理を行
わせる。ここで、検査範囲21の全面が光るようになる白
色画素数の最大値（Ｍａｘ）のほぼ８０％をしきい値Ｔ
とし、検出された面積値をＳn とするとき Ｓn ＞Ｔ とされる対象ワーク11の傾き角度を判別することで、リ
ードピン131 の表面の良否を判定する。

【００１５】ここで、例えばリードピンの表面に半田コ
ーティングされていて半田層が存在する場合と、半田コ
ーティングがされていない半田層の無い場合とでは、そ
のリードピン表面からの光反射の態様が異なる。図４は
対象ワーク11の傾き角度を変化させて、このリードピン
表面の特定される検査範囲における白色画素数の状態を
示しているもので、実線は半田層がある場合を、また破
線は半田層がある場合をしる示しているもので、半田層
のある場合とない場合とでは大きく相違している。

【００１６】図５は視覚装置18およびロボットコントロ
ーラ19における検査処理の流れを示すもので、ロボット
12によって対象ワーク11を保持して、光源14およびＴＶ
カメラ16の光軸に対して、ワーク11であるＩＣ13のリー
ドピンが所定の角度で設定されるようにして、ステップ
201 の検査が開始される。このステップ201 で検査を開
始するに際して、カウンタＮの値を“０”に設定する。

【００１７】このようにして検査が開始されると、ステ
ップ202 においてＴＶカメラ16で撮像した１つのリード
ピン131 の画像が視覚装置18に入力されるもので、次の
ステップ203 で、この入力された画像データに基づき２
値化データを作成する。ステップ204 では、この入力画
像の検査範囲を特定するエッジを検出し、この検出され
たエッジに基づいてステップ205 で検査範囲を特定する
ウインドを設定する。そして、ステップ206 においてこ
の設定されたウインド範囲内の白色画素数Ｓn（光反射
有効面積に相当する）を検出する。

【００１８】ステップ207 においては、この様にして検
出された白色画素数Ｓn に対応した光反射有効面積が、
設定されたしきい値Ｔ（白色画素数の最大値のほぼ８０
％）と比較し、“Ｓn ＞Ｔ”の検出状態でステップ208
に進んでカウンタＮに対して“１”を加算し、ステップ
209 で対象ワーク11を正または逆の方向に１°傾けるロ
ボット制御を行う。そして、ステップ202 の処理に戻
る。

【００１９】ステップ207 において“Ｓn ＞Ｔ”ではな
いと判定されたとき、すなわち検出された光有効面積が
しきい値Ｔより小さいと判定されたときは、ステップ21
0 に進んでカウンタみの値が“０”であるか否かを判定
する。そして、まだカウンタＮの値が“０”であると判
定されたときは、ステップ211 に進んで対象ワークを１
°傾けるロボット制御を行い、ステップ202 に戻る。

【００２０】ステップ210 においてカウンタの値Ｎが
“０”ではないと判定されたときは、ステップ212 に進
んでカウンタＮの値が“３”より小さいか否かを判定す
る。ここで、対象ワーク11を１°づつ傾斜角度を異なら
せてＴＶカメラ16の画像信号に基づいて白色画素数を計
数した場合、３回の計測範囲、すなわち対象ワーク11が
３°回転される範囲において白色画素数がしきい値Ｔよ
り大きい場合において、対象ワーク11の表面状態が良好
と判定できる。したがって、このステップ212 において
“Ｎ≦３”の判定結果でステップ213 において対象ワー
ク11の検査面が良品であることを判断し、ステップ212
においてＮが“３”より大きいと判定されたときにはス
テップ214 において不良品と判断する。

【００２１】ここで、被検査面の設定される対象ワーク
11であるＩＣ13のリードピンからの反射光を、例えばＣ
ＣＤ等のＴＶカメラ16において検出するようにしている
が、このＴＶカメラ16においてはあるレベル以上の反射
光の有無を検出すればよいものであるため、例えば光セ
ンサによって対象ワーク11からの反射光を検出するよう
に構成することもできる。

【００２２】また、対象ワーク11の検査面に対してカメ
ラ16からの光軸と同軸の照明軸が設定されるようにハー
フミラー15を用いているものであるが、対象ワーク11の
被検査面に対して斜め方向からの照明を用いてその反射
光が入射される位置にＴＶカメラ16を配置するようにし
ても同様の欠陥検査が実行できる。また、ロボット12を
用いて対象ワーク11を１°づつ傾斜角を変更するように
説明したが、これは検査対象の状況に応じて２°づつあ
るいは３°づつ等任意に選定できる。

【００２３】そして検査面の良否の判定は、ステップ21
2 における判定に限らず、対象ワーク11の設定傾斜角の
各点における反射有効面積Ｓn の和に基づいて判定する
ようにしてもよい。

【００２４】この様に構成される検査装置は、例えば金
属面等の傷の有無を判定するために有効に応用できるも
ので、この様な金属面に傷があるとその傷部分で光反射
方向が変わる。したがって、この金属面からの光の反射
方向の変化を、対象ワークもしくはカメラを移動させる
ことによって検出すれば、被検査面である金属面の傷の
有無が判定できるようになる。その他、被検査面の凹凸
形状が存在すれば、この凹凸部分で光反射方向が変化す
るものであるため、金属面の傷検査と同様に表面凹凸の
存在が検出できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る表面欠陥検
査装置によれば、例えばＩＣのリードピンのように、被
検査対象物のそれぞれにおいて被検査面の傾きにばらつ
きが存在するような場合にいても、その各リードピンの
表面の状態をそれぞれ円滑に検査できるものであり、各
種電子部品等の電極表面状態の検査装置として有効に応
用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る表面欠陥検査装置を
説明するための構成図。

【図２】上記実施例における対象ワークの保持部を説明
する図。

【図３】被検査体であるリードピン１つを取り出して示
す図。

【図４】リードピンの表面の半田層の有無に対応する光
反射の状態の例を示す図。

【図５】上記実施例の検査処理の流れを説明するフロー
チャート。

【符号の説明】

11…対象ワーク、12…ロボット、13…ＩＣ、131 、132
、…リードピン、14…照明光源、15…ハーフミラー、1
6…ＴＶカメラ、17…黒紙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体であるワークの被検査面を照明
   する光学手段と、 前記照明されたワークの被検査面からの反射光の強度を
   検出する光強度検出手段と、 前記光学手段からの光が前記被検査面で反射されて前記
   光強度検出手段に入射される際の、前記ワークの被検査
   面からの反射角度を連続的に変化させる反射角可変手段
   と、 前記光検出手段で検出された検出信号に基づいて、前記
   被検査面からの光反射有効面積を計測する計測手段と、 前記反射角可変手段による前記被検査面の反射面角度の
   変化に対応して、前記光反射有効面積が特定されたしき
   い値を越える状態を判別し、その判別結果に基づいて前
   記ワークの被検査面の良否を判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする表面欠陥検査装置。