JPH09265536A - 外観検査装置および被検査部の照明方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置等の製造工程における外観検査、特
にリードの表・裏面に付着した異物を検出するための最
適な照明方法および装置を提供する。 【解決手段】暗視野照明３とリード表面に付いたきずを
明るくするための明視野照明４を、きずの明るさがリー
ドと同等になるような強さで照射し、異物のみを黒く見
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置あるい
は他の電子部品等のリード上の異物外観検査方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置等の製造では、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
該製品で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
は水分の浸入等による特性劣化をきたし易い。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
満たしているかを検査する外観検査工程が行われてい
る。この外観検査については、従来人間が目視で行って
いたが、近年自動化が進み、検査装置が開発されてきて
いる。しかし、装置化されているのは、ＩＣパッケージ
等のリードの曲がり，浮き等の形状に関する不良の検
査、あるいはマーク検査についてのみであった。

【０００３】なお、この種の技術について記載されてい
る例は、特開昭64−21937 号公報、あるいは特開平3−2
03399 号公報がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように形状不良
の検出方式については記載された例、自動化された例は
あるが、外観検査装置で、リード上に付着した異物の検
査まで行える装置はなかった。特にリードの裏面に付着
した異物は、基板への半導体装置搭載時、あるいは半導
体装置へのデータの書き込み時に、基板上のランド、あ
るいは書き込み用端子との接触不良の原因となるという
問題があり、外観検査装置によるリード形状の検査の後
に、人間が目視で再度検査する必要が生じている。

【０００５】外観検査工程の人員削減のためには、リー
ド裏面に付着した異物を自動検出できる装置の開発が必
要であるが、製造工程の最終段階でのリード裏面の状態
は、それまでに経てきたテスト工程等により、端子の圧
痕や擦りきずが複数残ってしまう。これらのきずは、半
導体装置の動作に悪影響を与えるものではないため、検
査上良品であるが、図２に示すように異物の自動検査を
行うための画像ではきずが黒く見えてしまい、異物と誤
検出するという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、半導体装置等の製造工程
における最終段階、あるいはリード切断成形工程以降の
各段階でのリードの表・裏面に付着した異物を検出する
外観検査を自動化するために、最適な照明方法および装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、明視野照明と暗視野照明を複合した照明方法を考案
した。リードの外観検査を行う場合に、リード表面上の
最適な明るさを得るための暗視野照明を照射し、更に、
リード表面に付いたきず痕を明るくするための明視野照
明を、きずの明るさがリードと同等になるような強さで
照射することにより、リード上のきずの区別がなくな
る。同照明方式によっても黒い異物の見え方には違いが
ないため、異物検査にとって良好な画像が得られる。

【０００８】上記のようにこの発明によれば、リード表
面上に付着した異物の検出に適した画像の入力を行うた
めの照明方法が得られる。まず照明による各部位の反射
の違いについて説明する。

【０００９】リードに光をあてた場合、表面の反射光は
図５に示すように全反射成分が強いが、鏡面ではないた
め何割かは乱反射し、カメラレンズに光が入る。このた
め、暗視野照明でもリードは明るく見える。一方、明視
野照明では、図６に示すようにリードからの強い全反射
成分がカメラレンズに入るため、図５の暗視野照明時の
画像と同等のリードの明るさにするためには、図５の場
合より照明光を少し弱くする必要がある。図では矢印の
長さで照明の強さを表している。

【００１０】リード表面にきずがある場合は、図７に示
すように照明光はきず上で全反射する。これは、きずが
擦れにより発生し、鏡面になっているためで、暗視野照
明の場合、光が全てカメラレンズ以外の方向に進むた
め、画像上のきずは黒く見える。一方、明視野照明によ
るきず画像は、図８に示すように弱い光でも全反射光に
よって非常に明るくなる。

【００１１】異物がある場合の画像は、図９，図１０に
示すように、明視野，暗視野照明に関係なく異物は黒く
見える。これは、異物が光を吸収し、殆ど反射しないた
めである。

【００１２】以上の性質を利用して、明視野，暗視野照
明の複合により照明を構成した。図１１に示すように暗
視野照明でリード表面を明るく、明視野照明によってリ
ード上のきず痕を明るくして、リードの全面を均一に明
るくする。これによって、異物のみを暗くする画像が得
られ、異物検出が容易になる。また、きずを不良と誤検
出することがなくなり、検査信頼性が向上する。更に、
この複合照明によってリード表面の良好な画像が得られ
るため、例えばリードピッチや、リード不揃い等のリー
ド形状検査の精度が向上するという効果もある。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例である外
観検査装置に搭載する照明構成を示す図、図２は半導体
装置とリード裏面の異物ときずの外観を示す図、図３は
検査部のブロック図、図４は検査装置のブロック図、図
５は暗視野照明使用時のリードの反射光の状態とその画
像を示す説明図、図６は明視野照明使用時のリードの反
射光の状態とその画像を示す説明図、図７は暗視野照明
使用時のきずの反射光の状態とその画像を示す説明図、
図８は明視野照明使用時のきずの反射光の状態とその画
像を示す説明図、図９は暗視野照明使用時の異物の反射
光の状態とその画像を示す説明図、図１０は明視野照明
使用時の異物の反射光の状態とその画像を示す説明図、
図１１は明視野，暗視野照明使用時の各部位の反射光の
状態とその画像を示す説明図、図１２は検査ソフトの処
理の流れを示す説明図である。

【００１４】本実施例における外観検査装置は図４に示
すように、装置本体１２と検査部１５、及びこれらを制
御するパソコンシステム等からなる制御部１７等で構成
されており、制御部１７には制御情報を表示するための
ディスプレイ１８の他に、磁気ディスク等の外部記憶装
置１９が備えられている。

【００１５】外観検査装置の検査部１５について図３を
用いて説明する。カメラ２より入力された画像信号は、
まず画像処理部６内のＡ／Ｄ変換部８でＡ／Ｄ変換され
た後、画像メモリ９に格納される。画像メモリ９から濃
淡データが読み出され、処理判定部１０で演算処理され
た後、演算結果と予め設定された判定値とを比較して外
観不良の有無が判定される。画像及び処理結果はＤ／Ａ
変換部１１でＤ／Ａ変換された後、モニタ７に表示され
る。不良データは図４に示す制御部１７に転送された
後、ディスプレイ１８に表示、及び外部記憶装置１９に
格納される。

【００１６】半導体装置１は、同図に示すローダ・アン
ローダ１３より搬送部１４によって供給され、位置決め
の行われた後、検査部１５で所定の検査が実施され、搬
送部１４によってローダ・アンローダ１３に戻される。

【００１７】半導体装置１の移動は、例えばコンベア等
の搬送手段により行われ、これらは図４に示す駆動機構
制御部１６によって制御されている。検査部１５は各々
画像処理部６で処理されると共にモニタ７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。検査部１
５では、半導体装置１の画像を裏面から撮像する必要が
あるため、例えば半導体装置１を搬送中に、下方に設置
したカメラ２から画像を入力するか、あるいは反転機構
を設けて、上方、または側方に設置したカメラ２により
画像入力するなどの方法が考えられる。駆動機構制御部
１６および検査部１５は、制御部１７によって制御され
る構成となっている。

【００１８】本発明の照明方法の一実施例を図１に示
す。作用については既に述べたが、半導体装置１の裏面
をカメラ２によって撮像する際に、異物検査に最適な照
明方法として、リードの面を明るくするための暗視野照
明３、及びリード上のきずをリードと同等の明るさにす
るための明視野照明４を使用している。更に、リードの
曲がり，浮きやきず周辺部のわずかな凹凸部分をきずや
リードと同等に明るくし、誤検出をより少なくするため
に、カメラ２の光軸に対する角度の小さい補助暗視野照
明５を付加している。図１では、暗視野照明３、及び補
助暗視野照明５にリング状の照明装置を用いた例を示し
たが、これら照明の形状に関してはリング型に限定され
るものではなく、スポット型，バー（ライン）型，ドー
ム型等多数の形状が考えられる。

【００１９】検査ソフトの流れについて、図１２に示
す。まず、半導体装置１を裏面より画像入力し、全ての
リードについて外形を検出する。検出データより、リー
ド幅，リード長さ，リードピッチ等の形状を計算し、所
定の形状値に対する差を求め、差がある範囲内に入って
いれば良品，いなければ不良品と判定する。良品の場合
は、続いてリード異物検査を行う。まず検出したリード
外形に対して、半導体装置１の実装時に基板に接地する
実装面の範囲を設定する。設定範囲内に黒点を検出した
場合は、そのサイズを計測し、面積，幅等をパラメータ
として所定の判定値と比較，判定値より大きい場合は不
良品と判定する。

【００２０】以上の計測，検査を行う際に本発明による
複合照明を用いず、例えば暗視野照明のみを用いた場合
は、リード上のきずが黒く見えるため、本来検出したい
異物との区別がつかず、良品を不良品と誤判定してしま
う危険性があった。また、本複合照明を用いればリード
の表面状態に依存せず一様な明るさのリード画像が得ら
れるため、リード幅，長さなどの形状も精度良く検出で
きる利点がある。

【００２１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき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
種々変更可能である。特に、以上の発明では主として本
発明者によってなされた発明をその利用分野である、い
わゆる半導体装置製造におけるパッケージ組立後の外観
検査技術に適用した場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、たとえばＶＴＲヘッド
位置調整，検査等、他の電子部品における外観検査方法
として広く適用できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、半導体装置等のリード
画像が、リード上のきず痕等の表面の状態に依存せず良
好に得られるため、従来困難であったリード上異物検査
の自動化が可能となる。また、良好なリードの画像が得
られるため、リード幅，長さ，リードピッチなどのリー
ド形状検査の精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である外観検査装置に搭載す
る照明構成の説明図。

【図２】半導体装置とリード裏面の異物ときずの平面
図。

【図３】検査装置のブロック図。

【図４】検査装置のブロック図。

【図５】暗視野照明使用時のリードの反射光の状態とそ
の画像の説明図。

【図６】明視野照明使用時のリードの反射光の状態とそ
の画像の説明図。

【図７】暗視野照明使用時のきずの反射光の状態とその
画像の説明図。

【図８】明視野照明使用時のきずの反射光の状態とその
画像の説明図。

【図９】暗視野照明使用時の異物の反射光の状態とその
画像の説明図。

【図１０】明視野照明使用時の異物の反射光の状態とそ
の画像の説明図。

【図１１】明視野，暗視野照明使用時の各部位の反射光
の状態とその画像の説明図。

【図１２】検査ソフトの流れを示す説明図。

【符号の説明】

１…半導体装置、２…カメラ、３…暗視野照明、４…明
視野照明、５…補助暗視野照明。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物の画像を入力するためのカメ
   ラ，上記カメラより入力した画像を処理するための画像
   処理部からなる検査装置において、上記画像を入力する
   際の照明手段として、異物以外のリード全面を明るくす
   るために、検査対象物のリードの面を明るくするための
   暗視野照明と、上記リード上のきずを明るくするための
   明視野照明とを備えたことを特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記きず近辺の凹凸を
   明るくするための補助暗視野照明を備えた外観検査装
   置。
3. 【請求項３】請求項２において、上記補助暗視野照明の
   光軸は、上記暗視野照明に比較して、上記明視野照明に
   近い角度とする外観検査装置。
4. 【請求項４】請求項２において、各照明の位置は、カメ
   ラから検査対象物に向かって上記補助暗視野照明，上記
   明視野照明，上記暗視野照明の順序に配置されてなる外
   観検査装置。
5. 【請求項５】請求項２の装置を用い、上記補助暗視野照
   明，上記明視野照明の光量を、上記暗視野照明に比較し
   て少なくする外観検査のための照明方法。
6. 【請求項６】検査対象物のリード上の異物検査を行うた
   めの画像を入力するためのカメラ，上記カメラより入力
   した画像を処理するための画像処理部からなる検査装置
   において、画像を入力する際の照明手段として、リード
   上方の全方向から異物以外のリード全面を明るくする照
   明手段を備えたことを特徴とする外観検査装置。
7. 【請求項７】請求項２に記載のリード外観検査装置を含
   み、半導体製品あるいは電子部品をその運搬用治具から
   取り出す装置と、画像を入力する位置まで製品を運ぶ搬
   送装置と、検査の終了した製品を良品，不良品に分割し
   て運搬用治具に収める装置を備えた検査装置。
8. 【請求項８】半導体製品あるいは電子部品等を運搬する
   装置の一部に、請求項２に記載の外観検査装置と、検査
   対象物の画像を入力するためのカメラ，上記カメラより
   入力した画像を処理するための画像処理部からなる検査
   装置を備えた電子部品の搬送装置。