JPH1183455A

JPH1183455A - 外観検査装置

Info

Publication number: JPH1183455A
Application number: JP25409997A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishida; 真史西田; Masahiko Soeda; 添田　　正彦; Kenta Hayashi; 林　　謙太
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】リードフレーム等の金属試料の外観検査方法
において、外形不良の検出ができ、且つ、表面不良の擬
似欠陥部と致命的欠陥部との判別を効率的にできる外観
検査装置を提供する。【解決手段】金属板を外形加工して作製されたリード
フレーム等の金属試料に対し、形状不良と表面不良とを
検査する外観検査装置であって、被検査物である金属試
料の検査領域全域に対し、形状不良と表面不良とを検査
する１次検査部と、被検査物である金属試料に対し、１
次検査部が表面不良候補と判断した箇所のみを検査する
２次検査部とを備えたもので、且つ、１次検査部の表面
不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部とを区分けできるも
のでなく、表面不良候補を検出するもので、２次検査部
の表面不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部とが区分けで
きるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板を外形加工
して作製されたリードフレーム等の金属試料に対し、形
状不良と表面不良とを検査する外観検査装置であって、
特に、欠陥検査を効率的に行うことができる外観検査装
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（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃ
ｅｓｓｏｒ）等の半導体装置化には、リードフレーム
が、ＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）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。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、リードフレームの外観検査に
おいても、欠陥部を正確に効率的に検査する方法が求め
られている。

【０００３】従来、形状不良、表面不良を正確に行う方
法としては、図１４（ａ）に示すように、レーザー変位
計１４１０を用いて、金属試料１４２０の表面の凹凸を
直接測定し、これを基に不良を検出する、表面不良検出
方法が採られていた。レーザ変位計には、種々の方式が
あるが、いずれもレーザ光を金属試料へ照射する面積は
小で、欠陥検出は正確にできるが、金属試料全体を検査
するには、検査時間がかかり過ぎるという欠点がある。
即ち、この図１４（ａ）に示す方法の場合、検査の信頼
性は高いが、検査時間は長くなってしまうという問題が
あった。また、図１４（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメ
ラ１４１５で金属試料１４２０を反射照明１４３１、お
よび透過照明１４３６により撮影し、得られた撮影画像
を画像処理して、形状不良、表面不良を検出する方法も
採られている。しかし、図１４（ｂ）に示す表面不良の
検出方法は、図１４（ａ）に示す表面不良の検出方法に
比べ、欠陥検出箇所を得るのに要する時間はかからない
が、致命的な欠陥（これを致命的欠陥とも言う）、致命
的な欠陥ではない擬似欠陥との区分けがつかないという
問題があった。尚、ここで言う、形状不良（外形不良と
も言う）とは、金属試料の貫通された形状の不良を言
い、所定箇所以外の貫通孔や、エッジ部分の変形がこれ
に当たる。また、表面不良とは、金属試料の表面部の凹
凸、キズを言う。また、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に
示す検出方法においては、金属試料１４２０をＸＹステ
ージ１４５０に載せ、ＸＹステージ１４５０のＸＹ移動
により、その検査する領域を指定している。保持台１４
５５はＸＹステージ１４５０上に金属試料１４２０を保
持するための治具である。

【０００４】図１４（ａ）に示す、レーザ変位計により
金属試料の各箇所の変位を求める方法の場合、図１５
（ｂ）に示すように、その測定データ（変位量データ）
から正確に表面不良の致命的欠陥部と擬似欠陥部とを判
別することができ、且つ、形状不良（貫通孔）の検出
もできる。これを図１５に基づいて簡単に説明してお
く。尚、１５（ａ）は、金属試料の各状態を示した断面
図で、の貫通孔、凹大、凸大は致命的欠陥、凹
小、凸小は致命的欠陥とならない擬似欠陥、は良品
部の状態である。レーザ変位計により金属試料の各箇所
（〜の箇所）の変位を求めると、図１５（ｂ）のよ
うになるが、更にこれを所定のスライスレベルＳＬ１で
２値化すると、図１５（ｃ）に示すようになり、凹大
と貫通孔の両致命的欠陥は、値０を持ち、他と区分け
できる。同様に、所定のスライスレベルＳＬ２で２値化
して、凸大のみを他と区分けして抽出することができ
る。結局、レーザ変位計の変位データをもとに、一定の
基準のもとに致命的欠陥と擬似欠陥とを区分けすること
ができる。これに対し、図１４（ｂ）に示す、ＣＣＤカ
メラ１４１５を用いた、反射照明、透過照明による金属
試料表面の撮影では、撮影画像の輝度のプロファイル
は、図１５（ｄ）のようになり、更にこれを所定のスラ
イスレベルＳＬ３で２値化すると、図１５（ｅ）に示す
ようになり、正確に表面不良の欠陥部とその擬似欠陥部
とを判別することができないが、図１５（ｄ）の輝度の
プロファイルから所定のスライスレベルＳＬ４により２
値化して、形状不良（貫通孔）の検出はできる。尚、
図１５（ｂ）、図１５（ｃ）、図１５（ｄ）、図１５
（ｅ）の各測定値ないしデータは、それぞれ、図１５
（ａ）に示す金属試料の状態（〜）に対応したもの
である。

【０００５】尚、図１４（ａ）や図１４（ｂ）に示す検
査方法を実施するため装置構成は、通常、図１６に示す
ようなものである。簡単には、被検査物である金属試料
１５０が、ローダ１６１１に供給されると、金属試料１
５０は、外観検査データ取込み部１６１２（検査ステー
ジ）へと送られ、ここで、図１４（ａ）や図１４（ｂ）
に示すような方式による欠陥検出が行なわれる。そし
て、得られた、変位データないし画像データは、処理部
１６１４へと入力され、欠陥検出を行うとともに結果を
表示モニタ１６１８に表示する。検査後の金属試料１５
０はアンローダ１６１７から排出されるとともに、検査
結果に基づきＯＫ品（良品）とＮＧ品（不良品）とに区
分けされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図１４
（ａ）に示すリードフレーム等の金属試料の外観検査方
法においては、正確にその欠陥を検出し、外形不良は勿
論、表面不良の擬似欠陥部と致命的欠陥部とを判断する
ことはできるが、検査時間がかかり過ぎるという問題が
あり、図１４（ｂ）に示す外観検査方法においては、外
形不良の検出はでき、検査時間は図１４（ａ）に示す検
査方法に比べかからないが、表面不良の擬似欠陥と致命
的欠陥とを判別できないという問題があった。このた
め、リードフレーム等の金属試料の外観検査において、
外形不良の検出ができ、且つ、表面不良の擬似欠陥と致
命的欠陥との判別を効率的にできる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
ーム等の金属試料の外観検査方法において、外形不良の
検出ができ、且つ、表面不良の擬似欠陥と致命的欠陥と
の判別を効率的にできる外観検査装置を提供しようとす
るものである。尚、以降、ここでは（本発明において
は）、欠陥検出において、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】

【課題を解決するための手段】本発明の金属試料表面の
外観検査装置は、金属板を外形加工して作製されたリー
ドフレーム等の金属試料に対し、形状不良と表面不良と
を検査する外観検査装置であって、被検査物である金属
試料の検査領域全域に対し、形状不良と表面不良とを検
査する１次検査部と、被検査物である金属試料に対し、
１次検査部が表面不良候補と判断した箇所のみを検査す
る２次検査部とを備えたもので、且つ、１次検査部の表
面不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部とを区分けできる
ものでなく、表面不良候補を検出するもので、２次検査
部の表面不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部とが区分け
できるものであることを特徴とするものてある。上記に
おいて、１次検査部は、被検査物である金属試料の表面
に対し略直交する撮影角を持つ撮影手段と、表面部を反
射照明する照明手段と、透過照明手段とを有し、撮影手
段により得られた撮影画像データを処理して、欠陥部を
検出するもので、２次検査部は、金属試料表面の変位を
レーザ変位計により測定し、得られた変位データをもと
に欠陥、擬似欠陥の判別を行うものであることを特徴と
するものである。そしてまた、上記において、一次検査
部は、被検査物である金属試料の表面に対し略直交する
撮影角を持つ撮影手段と、表面部を反射照明する照明手
段と、透過照明手段とを有し、撮影手段により得られた
撮影画像データを処理して、欠陥部を検出するもので、
２次検査部は、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ものである
ことを特徴とするものである。そして、前記２次検査部
は、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
射照明による同一領域の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、人がカラ
ー画像モニターを観て、欠陥と擬似欠陥の選別を行うも
のであることを特徴とするものである。あるいは、前記
２次検査部は、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同一領域の画像を撮影する撮影
手段とを有し、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の１色に割当て、得られた該
ＲＧＢ３色の１色がそれぞれ割当てられた３つの画像デ
ータを合成して１つのカラー画像を作成し、該カラー画
像の各画素毎に、Ｒ色成分の光強度、Ｇ色成分の光強
度、Ｂ色成分の光強度から、色相値を求め、これを基
に、欠陥、擬似欠陥の判別を自動で行うものであること
を特徴とするものである。

【０００８】また、上記において、１次検査部の数と２
次検査部の数を、各検査部の所要検査時間に合わせて、
１個ないし複数個設けることを特徴とするものである。
また、上記において、１次検査部の数、２次検査部の数
がともに１個であり、被検査物である金属試料は、１次
検検査部の出口から２次検査部の入口へと、インライン
で直接送られるものであることを特徴とするものであ
る。また、上記において、少なくとも、１次検査部の
数、ないし２次検査部の数が複数個であり、被検査物で
ある金属試料は、１次検検査部の出口から２次検査部の
入口へと、オンラインで自動で送られるものであること
を特徴とするものである。また、上記において、１次検
査部の検査結果データを２次検査部へ直接通信により送
るものであることを特徴とするものである。また、上記
において、１次検査部の検査結果データを２次検査部へ
ネットワークを介して送るものであることを特徴とする
ものである。また、上記において、１次検査部の検査結
果データを一旦外部記憶メディアに記憶し、該外部記憶
メディアから、前記検査結果データを２次検査部へ渡す
ものであることを特徴とするものである。尚、ここで言
う、１次検査部の検査結果データとしては、１次検査に
て表面不良候補と判定された箇所の座標を少なくとも含
むものである。また、前述の通りここでは、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。

【０００９】

【作用】本発明の金属試料表面の外観検査装置は、上記
のように構成することにより、リードフレーム等の金属
試料の外観検査をする装置で、検査効率が良く、且つ、
擬似欠陥と致命的欠陥とを判別できる外観検査装置の提
供を可能としている。詳しくは、金属板を外形加工して
作製されたリードフレーム等の金属試料に対し、形状不
良と表面不良とを検査する外観検査装置であって、被検
査物である金属試料の検査領域全域に対し、形状不良と
表面不良とを検査する１次検査部と、被検査物である金
属試料に対し、１次検査部が表面不良候補と判断した箇
所のみを検査する２次検査部とを備えたもので、且つ、
１次検査部の表面不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部と
を区分けできるものでなく、表面不良候補を検出するも
ので、２次検査部の表面不良の検出は、欠陥部と擬似欠
陥部とが区分けできるものであることにより、これを達
成している。具体的には、１次検査部は、被検査物であ
る金属試料の表面に対し直交する撮影角を持つ撮影手段
と、表面部を反射照明する照明手段と、透過照明手段と
を有し、撮影手段により得られた撮影画像データを処理
して、欠陥部を検出するもので、２次検査部は、金属試
料表面の変位をレーザ変位計により測定し、得られた変
位データをもとに欠陥、擬似欠陥の判別を行うものか、
あるいは、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
色相から欠陥、擬似欠陥の判別を行うものであることに
よりこれを達成している。２次検査部として挙げた、レ
ーザ変位計を用いて欠陥、擬似欠陥の判別を行う方式の
もの、合成された画像のＲ、Ｇ、Ｂの色相から欠陥、擬
似欠陥の判別を行う方式のもの、いずれも、１度にその
測定ないし画像データの取り込む金属試料の領域が、１
次検査部のそれより狭く、金属試料の検査領域全域をこ
れらの方式で測定すると１次検査部の検査に要する時間
に比べ、極端に大きくなる。このため、１次検査部で、
欠陥、擬似欠陥を問わず検出した表面不良の検出箇所の
みを２次検査部で検査することにより、全体の検査効率
を良くしているのである。即ち、検査効率の良い１次検
査部で、形状不良の検出と、表面不良の擬似欠陥ないし
欠陥の箇所を把握し、即ち表面不良候補の座標位置を把
握し、その把握された箇所のみを、検査効率の劣る２次
検査部で検査し、欠陥と擬似欠陥との区分けを行うので
ある。尚、２次検査部が、合成されたカラー画像の色相
から欠陥、擬似欠陥の判別を行う方式のものでは、人が
カラー画像モニターを観て、欠陥と擬似欠陥の選別を行
う構成とすると、検査部全体を簡単なものとでき、画像
の各画素毎に、Ｒ色成分の光強度、Ｇ色成分の光強度、
Ｂ色成分の光強度から、色相値を求め、これを基に、欠
陥、擬似欠陥の判別を自動で行う構成とすると、人手を
用いずに、自動的に検査できる。

【００１０】また、１次検査部の数と２次検査部の数
を、各検査部の所要検査時間に合わせて、１個ないし複
数個設けることにより、効率的な検査ができるものとし
ている。また、１次検査部の数ないし２次検査部の数が
複数個である場合には、被検査物である金属試料を、１
次検検査部の出口から２次検査部の入口へと、オンライ
ンで、ベルトコンベア等により、自動で送られるもので
あることにより、効率的で人手のいらないものとしてい
る。勿論、１次検査部の数、２次検査部の数がともに１
個である場合には、被検査物である金属試料は、１次検
検査部の出口から２次検査部の入口へと、インラインで
直接送られる構成としても良く、１次検査部にて検査を
終了した金属試料を人手を介して２次検査部へ供給する
ような形態をとることもできる。

【００１１】また、１次検査部の検査結果データを２次
検査部へ直接通信により送る構成とする、あるいは、１
次検査部の検査結果データを２次検査部へネットワーク
を介して送る構成とすることにより、効率的的に、人手
を介さず、１次検査部から２次検査部までの外観検査を
行えるものとしている。勿論、１次検査部の検査結果デ
ータを一旦外部記憶メディアに記憶し、該外部記憶メデ
ィアから、前記検査結果データを２次検査部へ渡す形態
としても良いことは言うまでもない。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の金属試料表面の外観検査装置の実施の
形態の１例を示した図で、図２は１次検査部の外観検査
データ取込み部（検査ステージ）の構成図で、図３は２
次検査部の外観検査データ取込み部（検査ステージ）の
１例の構成図で、図４、図５、図６はそれぞれ２次検査
部の外観検査データ取込み部（検査ステージ）の他の例
の構成図である。図１〜図６中、１００は外観検査装
置、１１０は１次検査部、１１１はローダ、１１２は外
観検査データ取込み部（検査ステージ部）、１１３は入
力部、１１４は処理部、１１５は制御部、１１６は操作
部、１１７は表示モニタ、１１８は検査結果データ送信
部、１２０は供給部、１３０は２次検査部、１３２は外
観検査データ取込部（検査ステージ）、１３３は入力
部、１３４は処理部、１３５は制御部、１３６は操作
部、１３７は表示モニタ、１３８は検査結果データ受信
部、１３９はアンローダ、１５０は金属試料である。

【００１３】本発明の外観検査装置は、図１に示すよう
に、金属板を外形加工して作製されたリードフレーム等
の金属試料１５０に対し、形状不良と表面不良とを検査
する検査装置で、１次検査部１１０と２次検査部１３０
とを備えたものであるが、１次検査部１１０は、被検査
物である金属試料１５０の検査領域全域に対し、形状不
良と表面不良とを検査するもので、２次検査部１３０
は、被検査物である金属試料に対し、１次検査部１１０
が表面不良と判断した箇所のみを検査するものである。
そして、１次検査部１１０は、表面不良の検出はできる
が、欠陥部と擬似欠陥部とが区分けできるものでなく、
２次検査部１３０は、表面不良の検出において、欠陥部
と擬似欠陥部とを区分けできるものである。

【００１４】図１に示す装置１００は、１個の１次検査
部と１個の２次検査部とを持ち、被検査物である金属試
料１５０はローダ１１１から投入され、外観検査データ
取込み部１１２にて、外観検査データを取込んだ後、供
給部１２０を介して２次検査部へと投入される。そし
て、更に、金属試料１５０は、外観検査データ取込部
（検査ステージ部）１３２へ送られ、外観検査データを
取込んだ後、全ての検査が終え、良品、不良品の区分け
が付けられ、アンローダ１３９へと排出され、ＯＫ品
（良品）、ＮＧ品（不良品）と分けられます。

【００１５】１次検査部１１０における金属試料の外観
検査データの取込みは、ＸＹ位置制御される検査ステー
ジ上で、図２に示すような構成の外観検査データ取込み
部１１２にて行われる。図２に示すように、金属試料１
５０の表面部を光源２１０により反射照明２１０Ａし、
且つ、光源２１５により金属試料１５０を透過照明２１
５Ａして、金属試料１５０の表面に対し、略直交する撮
影角を持つ撮影手段２２０により、金属試料１５０の表
面部を撮影することにより行われる。そして、撮影され
た画像データを処理部２３０で、所定のスライスレベル
で２値化することにより欠陥部を得ることがきるが、図
１５（ｄ）に示すように、表面不良については、致命的
な欠陥部と擬似欠陥部とで区分けがつかない。得られた
表面不良箇所データは、検査結果データ送信部１１８か
ら、２次検査部１３０の検査結果データ受信部１３８へ
と送られ、２次検査部では、１次検査部で得られた表面
不良箇所のみ、外観検査データ取込み部１３２で、外観
検査データの取込みを行う。尚、１次検査部における金
属試料の外観検査データの取込み方法は、これに限定は
されない。例えば、ベルトで搬送されている金属試料か
らラインセンサにて取り込む方法もある。

【００１６】２次検査部１３０における金属試料の外観
検査データの取込みは、外観検査データ取込み部１３２
にて行われるが、前述の通り、検査対象となる金属試料
の箇所は、１次検査部にて表面不良と判断された箇所の
みである。外観検査データ取込み部１３２においては、
被検査物である金属試料１５０はＸＹステージ上に載せ
られ、ＸＹ移動により、金属試料１５０の検査領域全域
が検査できる。２次検査部の第１の例として、はじめ
に、金属試料の外観検査データの取込みを、図３に示す
レーザ変位計を用いて行うものを挙げる。図３（ａ）に
示すように、金属試料１５０をＸＹステージ２４１上に
載せ、ＸＹ移動させながら、レーザ変位計３００によ
り、金属試料の表面の変位を測定するものである。以
下、レーザ変位計３００ついて簡単にその変位測定原理
を説明しておく。ここで用いられるレーザ変位計は、共
焦点式レーザ変位計と言われるもので、図３（ｂ）に示
すような構造をしているが、簡単には、対物レンズ３３
０を図３（ｂ）の上下方向に移動させ（振動させ）、受
光素子３５０の強度が最大になる位置を音叉位置検出セ
ンサ等の位置検出センサ３６０を用いて検出するもの
で、試料面１５０Ｓの位置変化（変位変化）に合わせ、
受光素子３５０の強度が最大になる位置を用いて検出す
る。そして、対物レンズ３３０の位置移動距離をもと
に、試料面の変位を求めるものである。図３において
は、試料面がＢ０のとき、対物レンズ３３０の位置がＬ
０のとき受光素子３５０の光強度が最大になり、試料面
がＢ１のとき、対物レンズ３３０の位置がＬ１のとき受
光素子３５０の光強度が最大になり、試料面がＢ２のと
き、対物レンズ３３０の位置がＬ２のとき受光素子３５
０の光強度が最大になる。即ち、例えば、対物レンズ３
３０のＬ０位置、試料のＢ０位置を基準としておけば、
レンズがＬ０からどれだけずれた位置にある場合には、
試料面はどれだけＢ０からずれるかが分かる。ＣＣＤカ
メラ３８０は、試料を観察するためのものである。尚、
図３中、３００は変位計、３１０は半導体レーザ（発光
素子）、３１５はレーザ光、３２０はコリメータレン
ズ、３３０は対物レンズ、３４０、３４５はハーフミラ
ー、３５０は受光素子、３５５はピンホールスリット、
３５７はアンプ、３５０Ｓは受光素子出力、３６０は位
置検出センサ、３６７はアンプ、３６０Ｓは位置検出セ
ンサ出力、３８０はＣＣＤカメラ、３８０ＳはＣＣＤカ
メラ出力である。図３に示すレーザ変位計により得られ
る、金属試料の各状態と、その変位量との関係は、前述
したように、図１５（ｂ）に示すようになり、欠陥部を
擬似欠陥部と判別することができる。

【００１７】次いで、２次検査部の第２の例として、レ
ーザ変位計を用いずに、欠陥部と擬似欠陥部とを判別で
きるものを挙げる。第２の例においては、金属試料の外
観検査データの取込みは、ＸＹ位置制御された検査ステ
ージ上で、図４〜図６に示すような構成の外観検査デー
タ取込み部１３２にて行われるが、照明手段により、金
属試料表面を３つの異なる仰角からそれぞれ反射照明し
て、撮影手段（カメラ）にて、撮影することにより、外
観検査データの取込みがなされる。そして、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、さらに、ＲＧＢ３色の１色がそれぞれ割
当られたこれらの３つの画像から、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、擬似欠陥の判別が行われる。尚、２次検査部におけ
る、金属試料の外観検査データの取込みの仕方もこの限
りではない。上記のように図４〜図６に示す外観検査デ
ータ取込み部１３２においては、ＸＹ位置制御された検
査ステージ上で、撮影手段を固定し、金属試料を移動さ
せ、撮影を行うが、金属試料を固定し、撮影手段を移動
させても良いことは言うまでもない。

【００１８】２次検査部の第２の例における、外観検査
データ取込み部１３２の例を図４〜図６を基に説明す
る。先ず、図４に示す外観検査データ取込み部の例を簡
単に説明する。図４に示す外観検査データ取込み部４０
０（１３２）は、図４（ａ）に示すように、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４３０
と、該照明手段４３０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４２０と、必要に応じ、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
に割当てる画像色割当部４５０とを備えている。そし
て、図４（ｂ）に示すように、金属試料表面を３つ異な
る仰角θ１、θ２、θ３から照明して、各仰角毎の画像
を撮影する。ここで言う仰角とは、撮影手段の撮影方向
Ｌ４と金属試料表面４１０Ｓとの交点Ｐ０と各照明光の
光源部（照明具）４３１、４３２、４３３とのなす角度
θ１、θ２、θ３をそれぞれ言う。撮影方向Ｌ４は金属
試料表面４１０Ｓに直交とする。図４（ａ）に示す外観
検査用データ取り込み部においては、撮影手段４２０
は、モノクロカメラであり、照明手段４３０は、３つ異
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、４３２、４３３を、それぞれ時間をずらし
て、所定時間点灯する点灯部４４０を備えている。

【００１９】次いで、図５に示す外観検査データ取込み
部の例を説明する。図５に示す外観検査データ取込み部
５００（１３２）は、照明手段５３０は、１つの照明具
５３１を、順次３つ異なる仰角位置に、可動部５４０に
て移動させ、各仰角位置において照明するもので、該各
仰角位置からの照明で、撮影手段５２０にて、金属試料
５１０を撮影するものである。尚、撮影手段５２０は、
モノクロカメラである。

【００２０】次に、図６に示す外観検査データ取込み部
の例を説明する。図６に示す外観検査データ取込み部６
００（１３２）は、撮影手段６２０は、カラーカメラ
で、照明手段６３０として、３つ異なる仰角位置に、そ
れぞれＲＧＢの各１色を照明光とする照明具６３１、６
３２、６３３を固定して設けている。尚、上記図４〜図
６に示す方式における、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。

【００２１】２次検査部の第２の例においては、上記の
ように、外観検査データ取込み部１３２から、ＲＧＢの
各１色に割当られた、３つの撮影画像を得て、３つの画
像から合成されたカラー画像の各画素毎に、Ｒ色成分の
光強度、Ｇ色成分の光強度、Ｂ色成分の光強度から、色
相値を求め、これを基に、欠陥、擬似欠陥の判別を自動
で行う。具体的には、外観検査データが取込まれた後、
入力部１３３が撮影画像を得て、処理部１３４にてこれ
を処理し、欠陥、擬似欠陥の判別までを行うが、処理部
１３４等を分かり易く、図７に示し、更に、図７に基づ
いて、第２の例の２次検査部におけるデータの処理を簡
単に説明しておく。先ず、外観検査データ取込み部１３
２（図１に示す）から得られた、３つの画像を入力部７
１０（１３３）に入力し、入力された３つの画像に対
し、それぞれ画像処理部７２０にて、ノイズ除去処理
（平滑処理とも言う）を施した後、色相変換部７３０に
て、３つの画像から合成されたカラー画像の各画素毎
に、Ｒ色成分の光強度、Ｇ色成分の光強度、Ｂ色成分の
光強度から、色相値を求める。そして、求められた各画
素の色相値から、検査する対象の表面状態と色相値の範
囲との対応づけがなされているデータベース７５０に従
い、合成された画像の各画素毎に、分類付与部７４０に
より、その色相値の分類を付与する。そして、各画素毎
に付与された分類に従い、判定部７６０にて、欠陥部を
判定し、その結果を表示部７７０にて表示するととも
に、金属試料１５０の、アンローダ１３９へ、ＯＫ品
（良品）、ＮＧ品（不良品）の区分けを指示する。

【００２２】尚、上記の第２の例の２次検査部において
は、自動的に欠陥、擬似欠陥を判定するものであるが、
合成された画像をカラー画像モニターに表示、これを人
が観て、その色相から欠陥と擬似欠陥の選別を行う、簡
単な装置構成とすることもできる。

【００２３】更に、上記の第２の例の２次検査部の外観
検査データ取込み部において、撮影された画像データ
の、欠陥部と擬似欠陥とで色相が異なる理由を、以下、
説明しておく。図８（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。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。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、Ａ１の位置、Ａ２の位置、Ａ３の位置の各仰角から
照明して得られた画像は、図８（ｂ）（イ）〜図８
（ｂ）（ハ）に示すように、輝度（光強度）の大きい領
域を持つ。尚、ここで言う傾きとは、金属試料の正常な
面（良品部）に対する傾きを言う。

【００２４】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。例えば、図８
（ａ）で、Ａ１（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８（ｂ）（イ）〜図８（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。そして、Ｂ、Ｇ、Ｒの色に割当られたＡ１
（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、Ｒ
ＧＢカラー画像を合成し、これを表示すると、図８
（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。尚、図８に示すように、Ａ１（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９に
示すように、良品部は全体がＢ色に表示され、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、または黄色が多い。こ
のように、合成された画像のＲ、Ｇ、Ｂの色相が、金属
試料の表面状態により異なることより、欠陥部、擬似欠
陥部の色相も異なる。この性質を利用して、上記処理に
より欠陥検出ができるのである。

【００２５】図１に示す装置１００においては、１次検
査部と２次検査部とをそれぞれ１個設けているが、１次
検査部の数と２次検査部の数を、各検査部の所要検査時
間に合わせて、１個ないし複数個設けていると、効率的
な検査ができる。図１０に、各種の１次検査部と２次検
査部の接続形態を図示しておく。図１０（ａ）は、図１
に示す装置の場合で、１次検査部と２次検査部とを各１
個持つ場合である。図１０（ｂ）は、１次検査部を複数
個（Ｎ１個）、２次検査部を１個を持つ場合である。図
１０（ｃ）は、１次検査部を複数個（Ｎ２個）、２次検
査部を複数個（Ｎ３個）を持つ場合である。ＮＧ品（不
良品）は検査にて不良と判断されるもので、１次検査で
は形状不良のみをＮＧ品（不良品）とし、形状不良、表
面不良ともに検出されないものをＯＫ品（良品）とす
る。１次検査部でＮＧ品（不良品）、ＯＫ品（良品）と
ならない、表面不良箇所が検出されたものについては、
２次検査部へと送られ２次検査部にて表面不良の検査を
行う。２次検査部では、１次検査部にて検出された表面
不良箇所を検査し、欠陥があるものをＮＧ品（不良品）
とし、擬似欠陥のみのものはＯＫ品（良品）とする。
尚、１次検査部と２次検査部の接続形態はこれに限定さ
れない。また、製品の流通路も、各種形態が考えられ
る。また、図１０における実線（太線）は、１次検査部
にてＯＫ品（良品）とならない、表面不良箇所が検出さ
れたものの流れを意味している。

【００２６】図１に示す装置１００では、１次検査部の
検査結果データを検査結果データ送信部１１８から２次
検査部の検査結果データ受信部１３８へと直接通信によ
り送るものであり、簡略化して示すと、図１１（ａ）に
示すようになるが、図１１（ｂ）に示すように、１次検
査部の検査結果データをパソコンやワークステーション
等を用い、ネットワークを介して、２次検査部へ送るよ
うにしても良い。尚、この際に、必要に応じ、フォーマ
ット変換をできるようにしても良い。更に、図１１
（ｃ）に示すように、一旦、１次検査部の検査結果デー
タを外部記憶メディアに記憶させ、外部記憶メディアか
ら２次検査部へ１次検査部の検査結果データを入れても
良い。尚、この際、図１１（ｄ）に示すように、必要に
応じ、データーフォーマット変換をしても良いし、外部
記憶メディアの変更を行ってもよい。

【００２７】図１に示す装置１００では、１次検査部か
ら２次検査部への金属試料の供給は、供給部１２０にて
なされるが、供給部１２０は、図１２（ａ）に示すよう
に、言わば、１次検査部のアンローダと２次検査部のロ
ーダとが一体となったもの（インライン型）である。少
なくとも、１次検査部ないし２次検査部が複数個である
場合には、図１２（ｂ）に示すように、ベルトコンベア
等により、１次検査部のアンローダ部と２次検査部のロ
ーダ部とを接続させたもの（オンライン型）が好まし
い。尚、言うまでもなく、図１２（ｃ）に示すように、
１次検査部のアンローダ部と２次検査部のローダ部とを
切離し、人手により、１次検査部から、２次検査部へ、
被検査物である金属試料を送る方法（オフライン型）も
ある。

【００２８】更に、図１３にて、本発明の装置による、
検査処理の流れを分かり易く示し、簡単に説明してお
く。被検査物である金属試料（図１３（ａ）の〜）
を先ず、１次検査部に投入する。１次検査装置で検査が
行われ、図１３（ｂ）に示すような、各種の結果が得ら
れる。図１３（ｂ）中、Ｄ１は形状不良、Ｄ２は表面不
良候補である。１次検査部による検査で、形状不良Ｄ
１、表面不良候補Ｄ２もないとされた金属試料のみ、
２次検査部の検査を待たずにＯＫ品（良品）と判断され
る。（図１３（ｄ））形状不良Ｄ１を有する金属試料、は、２次検査部の
検査を待たずにＮＧ品（不良品）と判断される。（図１
３（ｅ））１次検査部で、表面不良候補Ｄ２のみが検出されたもの
は、２次検査部へ送られ、１次検査部において表面不良
候補と検出された箇所のみが検査される。（図１３
（ｃ））この２次検査部の検査は、致命的な欠陥と擬似欠陥とを
判別するための検査である。そして、２次検査部にて検
査された結果、ＮＧと判断された金属試料は、最終的
にＮＧ品（不良品）とし（図１３（ｅ））、ＯＫと判断
された金属試料は最終的にＯＫ品（良品）とする。
（図１３（ｄ））このように、２次検査部では、１次検査部で検出された
表面不良候補箇所のみ、必要に応じ、２次検査を施すだ
けで良く、１次検査に要する時間が短いことから、検査
を効率的に行うことができる。

【００２９】

【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）の外観検方法において、正確
に、且つ効率的な検査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、リードフレーム等の加工品の量産に対応できるも
のとしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の実施例の１例の概略構
成を示した図

【図２】１次検査部の金属試料の外観検査データ取込み
部の構成図

【図３】第１の例の２次検査部における外観検査データ
取込み部の１例の構成図

【図４】第２の例の２次検査部における外観検査データ
取込み部の１例の構成図

【図５】第２の例の２次検査部における外観検査データ
取込み部の１例の構成図

【図６】第２の例の２次検査部における外観検査データ
取込み部の１例の構成図

【図７】第２の例の２次検査部におけるデータ処理を説
明するための図

【図８】金属試料表面状態と撮影画像の関係を説明する
ための図

【図９】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１０】１次検査部と２次検査部の接続形態を示した
図

【図１１】１次検査部から２次検査部への検査結果デー
タの送り方を示した図

【図１２】１次検査部から２次検査部への金属試料の送
り方を示した図

【図１３】検査処理の流れを示した図

【図１４】従来の外観検査方法を説明するための概略図

【図１５】従来の外観検査方法における処理を説明する
ための図

【図１６】従来の外観検査装置を説明するための図

【符号の説明】

１００外観検査装置１１０１次検査部１１１ローダ１１２外観検査データ取込み
部（検査ステージ部）１１３入力部１１４処理部１１５制御部１１６操作部１１７表示モニタ１１８検査結果データ送信部１２０供給部１３０２次検査部１３２外観検査データ取込み
部（検査ステージ部）１３３入力部１３４処理部１３５制御部１３６操作部１３７表示モニタ１３８検査結果データ受信部１３９アンローダ１５０金属試料２１０、２１５光源２１０Ａ反射照明２１５Ａ透過照明２２０撮影手段（ＣＣＤカメ
ラ）２３０、２３１処理部２４０、２４１ＸＹステージ２４５、２４６保持台２５０ビームスプリッター３００レーザ変位計３１０半導体レーザ（発光素
子）３１５レーザ光３２０コリメータレンズ３３０対物レンズ３４０、３４５ハーフミラー３５０受光素子３５５ピンホールスリット３５７アンプ３５０Ｓ受光素子出力３６０位置検出センサ３６７アンプ３６０Ｓ位置検出サ出力３８０ＣＣＤカメラ３８０ＳＣＣＤカメラ出力４００（１３２）検査装置４１０金属試料４１０Ｓ金属試料表面４２０撮影手段（カメラ）４３０照明手段４３１、４３２、４３３照明具４３５照明手段（反射照明）４４０点灯部４５０制御部４６０画像色割当部５００（１３２）検査装置５１０金属試料５１０Ｓ金属試料表面５２０撮影手段（カメラ）５３０照明手段５３１照明具５３５照明手段（反射照明）５４０可動部５５０制御部５６０画像色割当部６００（１３２）検査装置６１０金属試料６１０Ｓ金属試料表面６２０撮影手段（カラーカメ
ラ）６３０照明手段６３１、６３２、６３３照明具６５０制御部７１０入力部７２０画像処理部７３０色相変換部７４０分類付与部７５０データベース７６０判定部７７０表示部８１０金属試料８１１良品部８１２欠陥部８１３擬似欠陥部８２０カメラ（撮影手段）８３１、８３２、８３３光源（照明具）８５１、８５２、８５３輝度（光強度）が大の
領域１４１０レーザ変位計１４１５ＣＣＤカメラ１４２０金属試料１４３０、１４３５光源１４３１反射照明１４３６透過照明１４５０ＸＹステージ１４５５保持台１４６０ビームスプリッター１６１１ローダ１６１２外観検査データ取込み
部（検査ステージ部）１６１３入力部１６１４処理部１６１５制御部１６１６操作部１６１７アンローダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板を外形加工して作製されたリード
フレーム等の金属試料に対し、形状不良と表面不良とを
検査する外観検査装置であって、被検査物である金属試
料の検査領域全域に対し、形状不良と表面不良とを検査
する１次検査部と、被検査物である金属試料に対し、１
次検査部が表面不良候補と判断した箇所のみを検査する
２次検査部とを備えたもので、且つ、１次検査部の表面
不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部とを区分けできるも
のでなく、表面不良候補を検出するもので、２次検査部
の表面不良の検出は、欠陥部と擬似欠陥部とが区分けで
きるものであることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】請求項１において、１次検査部は、被検
査物である金属試料の表面に対し略直交する撮影角を持
つ撮影手段と、表面部を反射照明する照明手段と、透過
照明手段とを有し、撮影手段により得られた撮影画像デ
ータを処理して、欠陥部を検出するもので、２次検査部
は、金属試料表面の変位をレーザ変位計により測定し、
得られた変位データをもとに欠陥、擬似欠陥の判別を行
うものであることを特徴とする外観検査装置。
【請求項３】請求項１において、１次検査部は、被検
査物である金属試料の表面に対し略直交する撮影角を持
つ撮影手段と、表面部を反射照明する照明手段と、透過
照明手段とを有し、撮影手段により得られた撮影画像デ
ータを処理して、欠陥部を検出するもので、２次検査部
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ものであることを特徴
とする外観検査装置。
【請求項４】請求項３において、２次検査部は、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
よる同一領域の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、人がカラー画像モ
ニターを観て、欠陥と擬似欠陥の選別を行うものである
ことを特徴とする外観検査装置。
【請求項５】請求項３において、２次検査部は、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
よる同一領域の画像を撮影する撮影手段とを有し、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の１色に割当て、得られた該ＲＧＢ３色の１色が
それぞれ割当てられた３つの画像データを合成して１つ
のカラー画像を作成し、該カラー画像の各画素毎に、Ｒ
色成分の光強度、Ｇ色成分の光強度、Ｂ色成分の光強度
から、色相値を求め、これを基に、欠陥、擬似欠陥の判
別を自動で行うものであることを特徴とする外観検査装
置。
【請求項６】請求項１ないし５において、１次検査部
の数と２次検査部の数を、各検査部の所要検査時間に合
わせて、１個ないし複数個設けることを特徴とする外観
検査装置。
【請求項７】請求項１ないし６において、１次検査部
の数、２次検査部の数がともに１個であり、被検査物で
ある金属試料は、１次検検査部の出口から２次検査部の
入口へと、インラインで直接送られるものであることを
特徴とする外観検査装置。
【請求項８】請求項１ないし６において、少なくと
も、１次検査部の数、ないし２次検査部の数が複数個で
あり、被検査物である金属試料は、１次検検査部の出口
から２次検査部の入口へと、オンラインで自動で送られ
るものであることを特徴とする外観検査装置。
【請求項９】請求項１ないし８において、１次検査部
の少なくとも不良候補と判定された表面不良の座標を含
む検査結果データを２次検査部へ直接通信により送るも
のであることを特徴とする外観検査装置。
【請求項１０】請求項１ないし８において、１次検査
部の検査結果データを２次検査部へネットワークを介し
て送るものであることを特徴とする外観検査装置。
【請求項１１】請求項１ないし８において、１次検査
部の検査結果データを一旦外部記憶メディアに記憶し、
該外部記憶メディアから、前記検査結果データを２次検
査部へ渡すものであることを特徴とする外観検査装置。