JPH1123489A - 金属試料表面の外観検査方法および外観検査装置 - Google Patents

金属試料表面の外観検査方法および外観検査装置

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JPH1123489A
JPH1123489A JP19523897A JP19523897A JPH1123489A JP H1123489 A JPH1123489 A JP H1123489A JP 19523897 A JP19523897 A JP 19523897A JP 19523897 A JP19523897 A JP 19523897A JP H1123489 A JPH1123489 A JP H1123489A
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rgb
color
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JP19523897A
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Masashi Nishida
真史 西田
Masahiko Soeda
添田  正彦
Kenta Hayashi
林  謙太
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレーム等の加工品(金属試料)の表
面部のキズ欠陥等を検出する外観検方法において、擬似
欠陥と致命的欠陥とを、人が容易に判断できる外観検査
方法を提供する。同時に、そのような検査方法ができる
外観検査装置を提供する。 【解決手段】 金属試料表面を3つの異なる仰角から照
明して撮影し、且つ、撮影により得られた、各仰角の画
像データにそれぞれRGB3色の1色を割当てて、RG
Bカラー画像を合成し、合成された画像のR、G、Bの
色合いから欠陥、擬似欠陥の判別を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,リードフレーム等
の金属板の加工品の、表面部のキズの有無等を検査する
方法に関するもので、特に、致命的でない表面部のキズ
欠陥等(ここでは、これを擬似欠陥と呼ぶ)と致命的欠
陥とを容易に判別できる外観検査方法と、該検査方法を
実施するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置は、電子機器の高性能
化と軽薄短小化の傾向(時流)からLSIのASICに
代表されるように、ますます高集積化、高機能化にな
り、ますます多端子(ピン)化が求められるようになっ
てきた。多端子(ピン)IC、特にゲートアレイやスタ
ンダードセルに代表されるASICあるいは、マイコ
ン、DSP(Digital Signal Proc
essor)等の半導体装置化には、リードフレーム
が、QFP(Quad Flat Package)等
の表面実装型パッケージに用いられており、QFPでは
300ピンクラスのものまでが実用化に至ってきてい
る。ここで用いられるリードフレームは、通常、コバー
ル、42合金(42%Ni−鉄)、銅系合金等の金属板
をフオトリソグラフイー技術を用いたエッチング加工方
法やスタンピング法等により、外形加工されるものであ
る。
【0003】そして、益々、リードフレームの微細化と
ともに量産性が求められている中、リードフレームの表
面部のキズ欠陥の外観検査においても、人がリードフレ
ームの表面部を直接目視により観察する検査方法から、
より自動化された検査方法へと移行しつつある。従来、
リードフレーム等の金属試料の表面部のキズ欠陥等の検
出方法としては、図8(a)に示す、金属試料810を
走行させながら、ラインセンサカメラ820により得ら
れた金属試料810の表面部の画像データ、あるいは、
図8(b)に示すように、エリアセンサカメラ825に
て撮影された金属試料810の表面部の画像データを用
い、該画像データに画像処理を施し、欠陥部を検出し、
更に該欠陥部を目視用モニターに表示させ、人が欠陥の
度合いを判断する方法が知られている。しかし、この方
法の場合、図10(b)に示すような致命的な欠陥とな
る深いキズ(ここでは致命的欠陥1020と呼ぶ)と、
図10(c)に示すような致命的な欠陥とはならない欠
陥(ここではこれを擬似欠陥1030と呼ぶ)とを区分
けすることが難しく、図10(c)に示すような擬似欠
陥を必要に応じて致命的欠陥から分けることができなか
った。尚、図10(a)、図10(b)、図10(c)
は、それぞれ、良品部の断面、致命的欠陥部の断面、擬
似的欠陥部の断面を示した図である。また、1010は
良品部の表面である。この理由を以下簡単に説明してお
く。図8(a)や、図8(b)に示す方法においては、
撮影の照明を図9(a)、に示す明視野方式、図9
(b)に示す垂直落射方式、図9(c)に示す暗視野方
式、のいずれかの方法を用いて行っていた。図9(a)
の明視野方式は、金属試料表面部からの正反射光をカメ
ラ(撮影手段)が撮影するもので、図9(a)に示すよ
うに、光源部(照明具)920とカメラ(撮影手段)9
30とは、金属試料910の表面部910Sに立てた法
線L1を境として対向する位置にある。図9(b)の垂
直落射方式は、照明光925を金属試料910の表面部
910Sに垂直落射させ、この正反射光925Rを撮影
するものである。図9(c)の暗視野方式は、照明光9
25を金属試料表面に照射し、その散乱光925Sを撮
影するものである。これらの照明方式は、いずれも金属
表明部からの反射光を撮影するもので、致命的欠陥、擬
似欠陥の判別が難しい。
【0004】1例として、図7に垂直落射照明の場合を
挙げ、良品部、致命的欠陥部、擬似欠陥部の判別の仕方
を説明しながら、致命的欠陥と擬似欠陥の判別が難しい
ことを説明する。先ず、垂直落射照明にて行うため、金
属試料710の良品部711、致命的欠陥部712、擬
似欠陥部713における、照明光725と反射光725
Rの関係は、それぞれ、図7(a)(イ)、図7(a)
(ロ)、図7(a)(ハ)のようになる。即ち、良品部
711においては、撮影される反射光725Rの強度は
大で、致命的欠陥部712においては、その領域全体お
いて強度が小となり、擬似欠陥部713においては、そ
の領域の大半的部は強度が小であるが、その領域内の凹
凸状態により強度の比較的高い箇所が現れる。したがっ
て、モノクロカメラによる、撮影画像の輝度のプロファ
イルは、図7(b)(イ)、図7(b)(ロ)、図7
(b)(ハ)に示すようになる。これを、所定のスライ
スレベルSLで2値化処理を施すと、それぞれ、図7
(c)(イ)、図7(c)(ロ)、図7(c)(ハ)に
示すようになる。これより、2値化処理(画像処理の一
つ)を施して得た、良品部711、致命的欠陥部71
2、擬似欠陥部713の撮影画像に対応する箇所の、2
値化画像のプロファイルでは、良品部と、致命的欠陥部
ないし擬似欠陥部との区分けはつくが、致命的欠陥部な
いし擬似欠陥部との区分けがつかない。このように、致
命的欠陥部ないし擬似欠陥部との区分けがつかないた
め、擬似欠陥部をも致命的欠陥部と一緒に検出してしま
うこととなり、検出された箇所をモニターで人が目視で
判断し、擬似欠陥部であるか致命的欠陥部であるか区分
けしていた。このため、欠陥検出の効率が悪く問題とな
っていた。尚、上記においては、欠陥部とは欠陥のある
箇所、致命的欠陥部とは致命的欠陥のある箇所、擬似欠
陥部とは擬似欠陥のある箇所言い、致命的欠陥、擬似欠
陥は、それぞれ欠陥の程度を言い、致命的な欠陥となる
欠陥をここでは致命的欠陥、致命的な欠陥とはならない
欠陥をここでは擬似欠陥と呼ぶ。欠陥検出においては、
欠陥部として検出された箇所から、致命的な欠陥とはな
らない擬似的欠陥の箇所の区分けを、如何に正確に行う
かが、良品数を上げる上で重要で、擬似欠陥と致命的欠
陥との区分けを、如何にうまく行うかが、欠陥検出の効
率を上げることでもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、図8に
示す従来のリードフレーム等の加工品(金属試料)の表
面部のキズ欠陥等を検出する外観検査方法においては、
擬似欠陥と致命的欠陥とを、分かり易く判断できる外観
検査方法、更には、人の目視による判断でなく、自動的
に判断できる外観検査方法が求められていた。本発明
は、これに対応するもので、リードフレーム等の加工品
(金属試料)の表面部のキズ欠陥等を検出する外観検方
法において、擬似欠陥と致命的欠陥とを、人が容易に判
断できる外観検査方法を提供しようとするものである。
また、同時に、そのような検査方法ができる外観検査装
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】本発明の金属試料表面の
外観検査方法は、金属試料表面を3つの異なる仰角から
照明して撮影し、且つ、撮影により得られた、各仰角の
画像データにそれぞれRGB3色の1色を割当てて、R
GBカラー画像を合成し、合成された画像のR、G、B
の色合いから欠陥、擬似欠陥の判別を行うことを特徴と
するものである。尚、以降、ここでは、欠陥検出におい
ては、一定の基準により、欠陥と判断したものを欠陥、
致命的な欠陥ではなく、欠陥としないものを擬似欠陥と
する。
【0007】本発明の外観検査装置は、金属試料表面を
3つの異なる仰角から反射照明して撮影し、且つ、撮影
により得られた、各仰角の画像データにそれぞれRGB
3色の1色を割当てて、RGBカラー画像を合成し、合
成された画像のR、G、Bの色合いから欠陥、擬似欠陥
の判別を行う金属試料表面の外観検査装置であって、少
なくとも、金属試料表面を3つの異なる仰角位置から照
明する照明手段と、該照明手段の各位置からの反射照明
による画像を撮影する撮影手段と、各位置からの反射照
明による撮影画像を、それぞれ、R、G、Bに割当て、
各画像を合わせて表示するカラー画像モニターと、各部
を制御する制御部とを備えていることを特徴とするもの
である。そして、上記において、画像処理部を備えてい
ることを特徴とするものである。そしてまた、上記にお
いて、撮影手段は、モノクロカメラであり、照明手段
は、3つの異なる仰角位置にて、それぞれ固定された照
明具により、固定して設けられており、各照明具を、そ
れぞれ時間をずらして、所定時間点灯する点灯部を備え
ていることを特徴とするものである。また、上記におい
て、撮影手段は、モノクロカメラであり、照明手段は、
3つの異なる仰角位置に、1つの照明具を順次前記仰角
位置に位置ずらしできるもので、1つの照明具を各仰角
位置に移動させる可動部を備えていることを特徴とする
ものである。また、上記において、撮影手段は、カラー
カメラであり、照明手段として、3つの異なる仰角位置
に、それぞれRGBの各1色を照明光とする照明具を固
定して設けたことを特徴とするものである。尚、ここで
は、撮影方向は金属試料表面に略直交し、仰角とは、撮
影手段の撮影方向と金属試料表面との交点と各照明光の
光源部(照明具)とのなす角度をそれぞれ言う。
【0008】
【作用】本発明の金属試料表面の外観検査方法は、上記
のように構成することにより、リードフレーム等の加工
品(金属試料)の表面部のキズ欠陥を検出する方法で、
擬似欠陥と致命的欠陥とを、人の目視により容易に、区
分けできる外観検査方法の提供を可能としている。具体
的には、金属試料表面を3つの異なる仰角から照明して
撮影し、且つ、撮影により得られた、各仰角の画像デー
タにそれぞれRGB3色の1色を割当てて、RGBカラ
ー画像を合成し、合成された画像のR、G、Bの色合い
から欠陥、擬似欠陥の判別を行うことにより、これを達
成している。詳しくは、撮影により得られる、各仰角の
画像データの光強度が、試料の面状態(傾き度合い)に
よって異なることから、金属試料表面の表面状態により
合成されたRGBカラー画像のR、G、Bの色合いが異
なるようになるという原理に基づくものである。尚、こ
こで言う傾きとは、試料の正常な面(良品部)に対する
傾きを意味する。
【0009】本発明の外観検査装置は、本発明の金属試
料表面の外観検査方法を行うための装置で、上記のよう
な構成にすることにより、装置構成全体を比較的簡単な
ものとしている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明を図に基づいて説明する。
図1(a)は、本発明の金属試料表面の外観検査方法の
実施の形態の1例を示したフロー図で、図1(b)は撮
影状態を説明するための図で、図2は各仰角における照
明と撮影画像との関係を説明するための図で、図3は金
属試料表面状態と合成されたカラー画像の関係を説明す
るための図で、図4、図5、図6は、それぞれ本発明の
外観検査装置の実施の形態の1例を示した図である。図
1、図2、図3中、110はカメラ(撮影手段)、12
0金属試料、120Sは表面部、121は良品部、12
2は致命的欠陥部、123は擬似欠陥部、131、13
2、133は光源(照明具)である。
【0011】はじめに、本発明の金属試料表面の外観検
査方法の実施の形態の1例を図1に基づいて説明する。
尚、S11〜S14は各ステップを意味する。先ず、図
1(b)に示すように、金属試料表面を3つの異なる仰
角θ1、θ2、θ3から照明して、各仰角毎の画像を撮
影する。(S11) 前述の通り、ここで言う仰角とは、撮影手段の撮影方向
L0と金属試料表面110Sとの交点P0と各照明光の
光源部(照明具)131、132、133とのなす角度
θ1、θ2、θ3をそれぞれ言う。撮影方向L0は金属
試料表面110Sに直交とする。図2(a)に示すよう
に、金属試料表面の傾きにより、各仰角からの照明光の
正反射光の、カメラ(撮影手段)への入射量がそれぞれ
異なる。即ち、各仰角から照明して得られた画像は、撮
影される金属試料表面の傾きにより、それぞれ、光強度
を異とする。図2(a)に示すように、A1の位置(第
一の仰角位置)からの照明では、金属試料表面が平坦
(傾きθ21が0度)に近い程、その正反射光の量は大
きく、A2(第二の仰角位置)、A3(第三の仰角位
置)からの照明では、それぞれ、金属試料表面が所定の
傾きθ22、θ23に近い程、その正反射光の量は大き
くなる。即ち、撮影される画像においては、傾きがそれ
ぞれ、平坦(傾きθ21が0度)、θ22、θ23に近
い箇所においては、A1の位置(第一の仰角位置)、A
2(第二の仰角位置)、A3(第三の仰角位置)からの
照明による画像の輝度(光強度)が強くなる。したがっ
て、各仰角から照明して得られた画像は、図2(b)
(イ)〜図2(b)(ハ)に示すように、輝度(光強
度)の大きい領域を持つ。
【0012】次いで、撮影により得られた、各仰角の画
像データにそれぞれRGB3色の1色を割当てる。(S
12) 例えば、図2で、A1の位置(第一の仰角位置)、A2
(第二の仰角位置)、A3(第三の仰角位置)からの照
明による画像について、それぞれB、G、Rの色を割り
当て、これを表示すると、図2(b)(イ)〜図2
(b)(ハ)に対応し、図2(b)(イ)〜図2(b)
(ハ)の各輝度(光強度)大の箇所が、それぞれ、B、
G、Rの色合いとなる。
【0013】次いで、RGB3色の1色を割当てられ
た、3つの異なる仰角の画像データを合わせ、RGBカ
ラー画像を合成する。(S13)) 図2で、B、G、Rの色に割当られたA1の位置(第一
の仰角位置)、A2(第二の仰角位置)、A3(第三の
仰角位置)からの照明による画像を合わせ、RGBカラ
ー画像を合成し、これを表示すると、図2(c)に示す
ように、金属表面の傾きにより、各色が強く表示され
る。
【0014】そして、このように合成された画像のR、
G、Bの色合いから欠陥、擬似欠陥の判別を行う。(S
14) 図2に示すように、A1の位置(第一の仰角位置)、A
2(第二の仰角位置)、A3(第三の仰角位置)からの
照明による画像をB、G、Rの色に割当て、これを合わ
せ、RGBカラー画像を合成すると、図3に示すよう
に、良品部は全体がB色に表示され、例えば、致命的欠
陥部は、中心から外側にB、G、Rの色あいを持ち、擬
似欠陥部は、R、G、Bが不規則に混ざった色となる。
擬似欠陥部は、実際には無彩色、または黄色ぽい色が多
い。尚、A1の位置(第一の仰角位置)、A2(第二の
仰角位置)、A3(第三の仰角位置)からの照明による
画像を、それぞれ別の色を割当てた場合には、欠陥部の
色あいが、図3とは異なるのは言うまでもない。図3
(a)(ロ)、図3(a)(ハ)に示すように、金属試
料110の表面に、致命的欠陥部111、擬似欠陥部1
12がある場合に、上記のようにして合成されたRGB
カラー画像を観ると、致命的欠陥部111は、中心から
外側にB、G、R、Bの色あいを持ち、擬似欠陥部11
3は、R、G、Bが不規則に混ざった色(白、黄色の場
合が多い)となるため、両者は、人の眼で容易に区分け
がつく。図3(a)(イ)に示す、良品部111におい
ては、合成されたRGBカラー画像はBの色あいとな
る。尚、上記の1例で、ステップS11とS12とを同
時に行っても良いことは言うまでもない。
【0015】次に、本発明の外観検査装置の、実施の形
態の例を図4、図5、図6に挙げて説明する。本発明の
外観検査装置は、上記、本発明の金属試料表面の外観検
査方法を実施するための装置で、少なくとも、金属試料
表面を3つの異なる仰角位置から照明する照明手段と、
該照明手段の各位置からの反射照明による画像を撮影す
る撮影手段と、各位置からの反射照明による撮影画像
を、それぞれ、R、G、Bに割当て、各画像を合わせて
表示するカラー画像モニターと、各部を制御する制御部
とを備えている。図4に示す第1の例の検査装置400
においては、撮影手段410は、モノクロカメラであ
り、照明手段430は、3つの異なる仰角位置にて、そ
れぞれ固定された照明具431、432、433によ
り、固定して設けられており、各照明具431、43
2、433を、それぞれ時間をずらして、所定時間点灯
する点灯部435を備えている。画像処理装置450
は、撮影画像の色の割り当て等を行うもので、RGBカ
ラーモニター460は、RGBの1色にそれぞれ割当ら
れた異なる各仰角位置にて照明された画像データを合わ
せて表示するものである。制御部440は各部を制御す
るものである。検査装置400の処理は以下のように行
う。点灯部435により、各照明具431、432、4
33を時間をずらして点灯させ、それぞれ、3つの異な
る仰角からの照明で、金属表面部110Sを撮影手段4
10で撮影する。そして、撮影で得られた各画像データ
を必要に応じ、画像処理部650にて画像処理を施した
後、RGBカラーモニター460に表示する。
【0016】図5に示す第2の例においては、撮影手段
510は、モノクロカメラで、照明手段530は、3つ
の異なる仰角位置にて、1つの照明具531を、順次、
前記3つの異なる仰角位置に移動させる可動部537を
備えている。この装置500のは、1つの照明具531
を3つの異なる仰角位置にて、点灯させて照明光とする
もので、図4に示す装置400の場合と同様、3つの異
なる仰角からの照明で、それぞれ、金属表面部110S
を撮影手段510で撮影できる。そして、撮影で得られ
た各画像データを必要に応じ、画像処理部450にて画
像処理を施した後、RGBカラーモニター560に表示
する。
【0017】図6に示す第3の例においては、撮影手段
610は、カラーカメラで、照明手段630として、3
つの異なる仰角位置に、それぞれRGBの各1色を照明
光とする照明具631、632、633を固定して設け
ている。本装置600の場合は、図1に示すステップS
11とS12を同時に行うもので、3つの異なる仰角か
らの、それぞれRGBの各1色を照明光とす画像を、カ
ラーカメラ610(撮影手段)にて、一度に得ることが
できる。尚、上記図4、図5、図6に示す装置におけ
る、照明具としては、サークル状の蛍光灯、光ファイバ
ーを用いたもの、サークル状に配列させたLED照明を
用いたものでも良い。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上記のように、リードフレー
ム等の加工品(金属試料)の表面部のキズ欠陥を検出す
る外観検方法において、擬似欠陥と致命的欠陥とを、人
が容易に判断できる外観検査方法の提供を可能としてい
る。また、同時に、そのような検査方法ができる外観検
査装置の提供を可能としている。この結果、検査の効率
を上げ、生産性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の金属試料表面の外観検
査方法の実施の形態の1例を示したフロー図で、図1
(b)は撮影状態を説明するための図
【図2】各仰角における照明と撮影画像との関係を説明
するための図
【図3】金属試料表面状態と合成されたカラー画像の関
係を説明するための図
【図4】外観検査装置の第1の例
【図5】外観検査装置の第2の例
【図6】外観検査装置の第3の例
【図7】従来の検査方法を説明するための図
【図8】従来の検査装置を説明するための図
【図9】従来の照明方式を説明するための図
【図10】金属試料表面の欠陥を説明するための図
【符号の説明】
110 金属試料 110S 表面部 111 良品部 112 致命的欠陥部 113 擬似欠陥部 120 カメラ(撮影手段) 211、212、213 輝度(光強度)が大の
領域 131、132、133 光源(照明具) 400 検査装置 410 カメラ 430 照明手段 431、432、433 照明具 435 点灯装置 440 制御部 450 画像処理部 460 RGBカラーモニター 500 検査装置 510 カメラ 530 照明手段 531 照明具 537 可動装置 540 制御部 550 画像処理部 560 RGBカラーモニター 600 検査装置 610 カラーカメラ 630 照明手段 631、632、633 照明具 640 制御部 650 画像処理部 660 RGBカラーモニター 810 金属試料 821 ラインセンサカメラ 821A、822A 撮影視野 822 エリアセンサカメラ 910 金属試料 910S 表面部 920 カメラ(撮影手段) 930 光源部(照明具) 935 照明光 935R 正反射光 935S 散乱光 940 ビームスプリッタ 1010 良品部の表面 1020 致命的欠陥 1030 擬似欠陥

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属試料表面を3つの異なる仰角から照
    明して撮影し、且つ、撮影により得られた、各仰角の画
    像データにそれぞれRGB3色の1色を割当てて、RG
    Bカラー画像を合成し、合成された画像のR、G、Bの
    色合いから欠陥、擬似欠陥の判別を行うことを特徴とす
    る金属試料表面の外観検査方法。
  2. 【請求項2】 金属試料表面を3つの異なる仰角から反
    射照明して撮影し、且つ、撮影により得られた、各仰角
    の画像データにそれぞれRGB3色の1色を割当てて、
    RGBカラー画像を合成し、合成された画像のR、G、
    Bの色合いから欠陥、擬似欠陥の判別を行う金属試料表
    面の外観検査装置であって、少なくとも、金属試料表面
    を3つの異なる仰角位置から照明する照明手段と、該照
    明手段の各位置からの反射照明による画像を撮影する撮
    影手段と、各位置からの反射照明による撮影画像を、そ
    れぞれ、R、G、Bに割当て、各画像を合わせて表示す
    るカラー画像モニターと、各部を制御する制御部とを備
    えていることを特徴とする外観検査装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、画像処理部を備えて
    いることを特徴とする外観検査装置。
  4. 【請求項4】 請求項2ないし3において、撮影手段
    は、モノクロカメラであり、照明手段は、3つの異なる
    仰角位置にて、それぞれ固定された照明具により、固定
    して設けられており、各照明具を、それぞれ時間をずら
    して、所定時間点灯する点灯部を備えていることを特徴
    とする外観検査装置。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし3において、撮影手段
    は、モノクロカメラであり、照明手段は、3つの異なる
    仰角位置に、1つの照明具を順次前記仰角位置に位置ず
    らしできるもので、1つの照明具を各仰角位置に移動さ
    せる可動部を備えていることを特徴とする外観検査装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項2ないし3において、撮影手段
    は、カラーカメラであり、照明手段として、3つの異な
    る仰角位置に、それぞれRGBの各1色を照明光とする
    照明具を固定して設けたことを特徴とする外観検査装
    置。
JP19523897A 1997-07-07 1997-07-07 金属試料表面の外観検査方法および外観検査装置 Pending JPH1123489A (ja)

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