JPS62262192A - マ−ク検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品やプリン、ト基板等の表面に、捺印又
は印刷された文字やマーク等の仕上がり状態の良否の判
定を、自動的且つ高速に行えるマーク検査方法に関する
。

〔従来の技術〕

従来、例えばＩＣチップやコンデンサー等電子部品のパ
ッケージ表面に刻印されたナンバーやマークの仕上がり
状態を検査する方法としては次のものが一般に知られて
いる。

この方法の概念を説明すれば、まず撮像管で良品サンプ
ルを撮像し、得られた描像画像を２値化するとともに各
画像要素を有限個数のメモリー要素からなる記憶手段に
格納し、該記憶手段上において良品サンプルの映像が占
有するメモリー要素全体の合計面積を求めて記憶保存す
る。この後、順次撮像管下方所定位置へ供給される被検
体像を撮像して前記同様の処理を行って被検体像の記憶
手段上での面積を算出し、良品サンプルの面積と比較す
る。そして両者間の面積誤差が一定の範囲内であれば当
該被検体を良品と判断するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの方法は面積比較を行うのみで形
状比較は行なっていないので、例えば画素面積の減少要
因であるパタン切れや、欠け、カスレ等の欠損部分と、
画素面積の増加要因であるパタンにじみ、パタン外汚れ
、はみ出し部分とが同時に存在する場合には面積誤差は
相殺されて不良箇所は検出されない問題点があり、また
この方法では判定精度を上げようとすれば画素数を増や
すしか方法がなく、画素数を増加させれば面積計算に時
間がかかって処理速度が著しく低下することとなるので
、被検体形状が複雑な場合や被検体ネ★査にスピードが
要求される場合には不適当であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、被検体
の検査を面積比較法によらずに形状比較法を用いて行う
ことにより、欠損部分とはみ出し部分が同夜しても不良
箇所を誤りなく検出して被検体−の良否の判定ができる
マーク検査方法を提供することを目的とし、その要旨と
するところは、良品サンプルを撮像して得られる撮像画
像にもとづいて基準パタンを記憶手段上で作成して保存
しておき、該基準パタンと被検体を描像して得られる被
検体パタンとを記憶手段上で重ね合わせて両パタンの不
一致部分を検出し、該不一致部分の大きさが指定値内で
あれば被検体を良品と認識することを特徴とする点にあ
る。

〔作用〕

而してこのマーク検査方法においては、作業者が良品と
判断した良品サンプルを任意の撮像手段で撮像して撮像
画像を得た後、該描像画像を２値化処理して記憶手段上
で基準パタンを作成する。

そして検査される被検体が同一種類である間はこの基準
パタンを記憶手段上に保存しておいて、これを順次供給
される被検体の良否の判断に用いるものである。順次供
給される被検体も前記と同様撮像手段で撮像され２値化
処理された後、別の記憶手段上に被検体パタンとして記
憶される。そしてこの被検体パタンと基準パタンを被検
体パタンか格納された記憶手段上であるいは別の記憶手
段上で重ね合わせて両パタンの不一致部分を検出し、検
出された不一致部分が予め指定された許容誤差範囲内で
あれば、当該被検体は良品と判断するものである。

〔実施例〕

次に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する
。以後本実施例では被検体としてＩＣチップを用いＩＣ
チップのパソケーケージ上の文字の良否の検査工程を一
例として説明するが、被検体の大きさや文字数はこれに
限定するものではなく、使用する撮像手段で撮像できる
ものであれば他のものを検査することも当然可能である
。

第１図は本実施例における被検体の検査方法の概略を示
すものであり、図中ａは撮像管や固体撮像素子等の撮像
手段、図中すは本発明の検査方法を実施する装置である
。そして図中Ｃとして示すものが作業者が予め目視によ
りその文字、マークの捺印状態が良好であると判断した
被検体の良品サンプルであり、例えばパッケージ上に刻
印されたｒＪＡＰＡＮ　　８１３１１Ｌ　　０Ｍ　５８
７２５ＰＪが検査対象となる文字である。まず該文字を
撮像手段ａによりｔ最像して画像情報を得るわけである
が、このときの撮像視野及び撮像精度は基本的には撮像
管の走査線本数や固体撮像素子の画素数に規定されるこ
とから、識別対象の大きさに対応して撮像手段に拡大、
縮小レンズを適宜取り付けてその視野を調整する必要が
ある０本実施例では説明の都合上、一度に撮像できる範
囲は第１図（ロ）に示す如く上記の文字列中−字だけと
し、現在撮像中の文字がｒ８１３１１　ＬＪ中の右端の
ｒＬＪであると仮定する。実際においては全ての文字に
対して、ｒＬＪについてなされるのと同様の処理がなさ
れるがここではｒＬＪについての処理を開示することで
他の文字の処理は省略する。

例えば良品サンプルのｒＬＪが第１図（ハ）に示す如く
撮像されたとする。この撮像された「Ｌ」の映像は２値
化処理されて輪郭を明確化された後、例えばＲＡＭ等の
記憶手段に基準パタンとして書き込まれる。第３図（イ
）においてｌとして示したものがこの記憶手段に格納さ
れた基準パタンの状態を概念的に表記したものであり、
図示したものでは便宜上記憶手段の記憶容量は撮像画像
を縦５０、横５０の画像要素に分割して格納し得るだけ
のメモリー要素を有したものとしているが、実際の記憶
容量はこれよりはるかに多く、そしてこの数が多い程検
査精度は精密になる。「０」と「１」のディジタル信号
からなる２値化像に加工された画像情報は前記記憶手段
上に格納され、図中ではｒＬＪの外形線の内側、即ち斜
線を引いた部分が信号では「１」に相当し、それ以外の
部分は「０」に対応することになる。また以後の被検体
パタンとの重合による不良箇所の発見に用いるべく　（
ロ）に示すように反転した画像情報、即ち反転基準パタ
ン２も作成しておく。この反転基準パタン２は必ずしも
記憶手段に常時格納してお（必要はなく、被検体パタン
との重合時に必要に応じて作成することも可能である。

尚、図示した反転基準パタン２には前記した記憶手段に
おけるメモリー要素の分割配置状態が表記されていない
が、これは表記上の都合からであり実際は反転基準パタ
ン２も基準パタン１と同様多数のメモリ要素に分割記憶
されているものとする。そしてこのどとは以下の図にお
いても同様である。

以上により不良箇所検出時の判断基準となる基準パタン
１及び反転基準パタン２の作成は終了し′、このパタン
は被検体の種類が変わるまで保存されることになる。次
いで、多数の被検体が撮像手段ａによって撮像されてそ
の不良箇所を検出される作業に移行するわけであるが、
この具体的な検出方法は以下の如くである。

例えば、撮像手段ａにより撮像され、２値化処理されて
記憶手段に格納された被検体パタンか第２図で示すもの
であったとすると、この被検体パタンにおいて不良箇所
と判定される必要のある部分は■パタン切れＰ２．パタ
ン欠けＰＩ等、被検体パタンの外形線が基準パタンより
も内方へ入り込んでいる部分、■パタンのにじみＰ３等
、被検体パタンの外形線が基準パタンより外方へはみ出
している部分である。以下、各々の場合についての欠陥
部分の検出方法を形状を簡略化した被検体パタンを用い
て説明する。

例えば記憶手段上に格納された被検体パタンか第３図（
ロ）に示す如（一部が欠損している場合は前記■に該当
し、この場合は該被検体パタン３を一旦反転させて反転
被検体パタン４を作成し、これを第４図（イ）に示す如
く基準パタン１と重ね合わして論理積を゛とる。すると
欠損パタン９が検出される。また第３図（ハ）に示す如
く被検体パタンにはみ出し部分がある場合には前記■に
該当し、この場合は第４図（ロ）に示す・如く反転基準
パタン２と被検体パタン５の論理積をとればはみ出しパ
タン１０は容易に検出できる。そして実際の検査におい
ては欠損部分とはみ出し部分が混在する場合が多く、こ
の場合には第３図（ニ）に示す如く同一の被検体に対し
被検体パタン７と反転被検体パタン８を作り、第４図（
ハ）、（ニ）に示す如く反転被検体パタン８は基準パタ
ン１と、被検体パタン７は反転基準パタン２と、それぞ
れの論理積をとれば、欠損パタン１ｏもはみ出しパタ゛
ン１２も検出可能となるものである。したがって一般の
被検体に対しては基準パタンｌと反転被検体パタン８、
反転基準パタン２と被検体パタン７の論理積をそれぞれ
−とれば被検体パタン７と基準パタンｌとの不一致箇所
の全てが検出できることになる。しかしながら本発明の
目的が不良箇所の分析よりも不良品の排除にあることか
らすれば、実際の装置にあっては常に前記の両方につい
て論理積をとる必要はなく、いずれか一方の論理積にお
いて指定値以上の不一致部分が検出された場合、その段
階で当該被検体は不良品と判断し、以後の不一致部分の
検出は行わずに次の作業に移ることが処理速度の向上と
いう観点からは好ましいことはいうまでもない。

このようにして被検体パタン７の欠陥部分が検出される
が、一般に良品の判定基準には幅があり、この欠陥部分
のなかには実使用時において問題がなく良品範囲内の形
状誤差として許容できるものもあることから、検出した
それぞれの不一致部分はその不一致部分がはたして許容
範囲を超えるものであるか否かを判定される必要がある
。この判定は、予め最大許容誤差を登録しておき、この
値を基準にしてその都度演算処理して行うことも可能で
あるが、この方法では不一致部分が多いと処理に時間を
要することとなる０本実施例ではこの事態を回避する手
段として基準パタンを２つ用いる方法を新たに考え出し
た。これは第５図に示す如く予め基準パタン１にもとづ
いて良品判定基準の許容範囲内で基準パタン１の外形線
が外方へ拡張された上限基準パタン１３を作成し、更に
該上限基準パタン１３を反転して反転上限基準パタン１
４を形成して記憶手段に格納保存する。また他方、内方
へ縮小された下限基準パタン１５も形成して前記記憶手
段と別の記憶手段に格納し、２つの基準パタンを別々の
記憶手段上に用意するものである。

そして、この２つの基準パタンを用いて被検体パタンの
欠陥部分を検出するわけであるが、例えば被検体パタン
に第５図（ロ）に１６として示すようにパタン欠けＰｌ
、パタン切れＰ２、パタンにじみＰ３、パタンのガタッ
キＰ４　、　Ｐ５を有するものを用いたとすると以下の
処理手順を辿ることになる。

先ず被検体パタン１６を反転して反転被検体パタン１７
を作り、第６図（イ）に示す如く下限基準パタン１５と
反転被検体パタン１７を重合して論理積をとる。これに
よって欠損パタン１９が作成され、パタン欠けＰｌ、パ
タン切れＰ２の検出が可能となる。

一方第６図（ロ）に示す如く反転上限基準パタン１４と
被検体パタンを重合して論理積をとれば、はみ出しパタ
ン２１が作成されパタンにじみＰ３の検出が可能となる
。そして実使用時及び製品取引時にほとんど問題となら
ないパタンのわずかなガタッキＰ４．Ｐ５は、下限基準
パタン１５の外形線と反転上限基準パタン１４の内形線
間に包含されることによって許容範囲内の形状誤差とみ
なされ、欠陥部分としては検出されないことになる。こ
のように２つの基準パタンをもちいる本実施例の手法に
よれば、２組の論理積をとるだけで、一定の幅をもった
良品判断が簡単にできるので、不一致部分の大きさが許
容範囲内か否かをその都度演算処理して判断をする手順
が省略でき検査処理の高速化がはかれる。

更にこのような反転上限基準パタン１４と下限基準パタ
ン１５を作成する具体的且つ有効な方法としては次の２
通りの方法が開示される。そのひとつは良品サンプルの
バラツキを利用するもので、作業者が目視により良品と
判断した多数の良品サンプルをｊＨ像計測し、この良品
サンプルの形状のバラツキに統計的な数学処理を施して
単数又は複数の形状変動許容値を算出し、この値にもと
づいて自動的に反転上限基準パタン１４と下限基準パタ
ン１５を作成するものである。この方法によれば人間の
判断基準を機械が踏襄することとなって、単なる数値上
の欠陥部分の検出に限らず、実使用時における視覚的誤
認を配慮した判断が可能となり、肉眼での判断基準によ
り近い欠陥部分の検出が可能となる。またもう一つの方
法は良品サンプルが１個しかない場合に採用されるもの
であり、１個の良品サンプルの２値化像に予め登録され
た形状変動許容個分を加減することにより反転上限基Ｌ
％パタン１４と下限基準パタン１５を形成するものであ
る。そしてこのようにして作成した反転上限基準パタン
１４の内形線と下限基準パタン１５の外形線との間に被
検体パタン１６の外形線が完全に納まっていれば、基本
的には当該被検体は良品であると判断することとしてい
る。しかしながらこれは被検体が逼像手段の下方所定位
置に誤差なく正確に移送されることを前提としており、
仮に移送手段の機械的な位置決め精度が低い場合を想定
すれば、良品でも重ね合わせ誤差によって不一致部分が
許容誤差範囲を逸脱することが十分者えられ、その結果
良品であるにもかかわらず、不良品と判定される判定ミ
スが発生することとなる。本実施例ではこの事態にも対
応可能なように次の２つの手法を用いた。

ひとつは被検体パタンを基準パタンに重ね合わせたとき
に両者がもっとも一致するように基準パタンを記憶手段
上で回転、移動させてその記憶手段上での位置を補正す
る方法である。これはソフトウェア上でなすこともまた
ハードウェア上でなすこともできるが特に検査の高速性
が要求される場合にはハードウェアでこの目的を達成す
る専用の論理回路を構成することが好ましいのはいうま
でもない。

もう一つは検出された不一致部分に記憶手段上でフィル
ターをかけ、このフィルターの範囲を逸脱するものは不
良品と判断する手法である。これは、一般に重ね合わせ
誤差による不一致部分は元来の不良原因である欠損部分
やはみ出し部分に対して極めて小さいことを前提とする
もので、フィルターの大きさは視野サイズによっても異
なるが、例えば、撮像画像の２値化にともなう変動要素
を±１画素、重ね合わせ誤差要素を±１画素、形状変化
許容値を１画素となして３×３画素に設定することなど
が好ましい一実施例として考慮される。

そしてこのフィルターの大きさが実質上の欠陥部分の検
出限界を規定することとなることから、このフィルター
の大きさをソフトウェア上で任意に設定可能とすれば、
被検体の大きさの相違や検査精度の相違に対しても柔軟
に対応できるものである。実験の結果例えば１４ビン〜
２０ビンのデツプタイプｔＣでは視野サイズを１５ＩＴ
ＩＩ１１×１５１１ＩＩ１１程度とし、フィルターの大
きさを０．１ｍａ　Ｘｏ、１ｍｍ程度に設定したところ
人間の視覚による判断に近似した好ましい結果が得られ
た。尚、この重ね合わせ誤差を補正するための２つの手
法は片方のみを用いることも、併用することも適宜採用
されうる。

このようなマーク検査方法による被検体の文字及びマー
ク検査の最も好ましい手順は例えば次の如くである。先
ず作業者が肉眼で検査して良品と判断した複数個の良品
サンプルを撮像して撮像映像を得たのち、該撮像映像に
２値化処理を施し１、更に良品サンプルのバラツキを統
計的に処理して、反転上限基準パタン１４と下限基準パ
タン１５を記憶手段上で作成して保存する。次いで検査
すべき被検体を撮像手段下方所定位置へ適宜な移送装置
により移送させ停止させる。このとき用いる移送装置は
被検体を撮像手段の撮像視野内へ確実に移送できる機械
的精度を有するだけで十分である。所定位置に停止した
被検体は良品サンプルを撮像したときと同倍率に調節さ
れた撮像手段によって撮像し、撮像映像を２値化すると
ともに被検体パタンと反転被検体パタンを記憶手段上で
作成する。

以上で被検体を検査するために必要なパタンは全て準備
されたことになり、あとはこれらを比較する作業となる
。

別々の記憶手段内に格納された反転上限基準パタン１４
と被検体パタン１６とを更に別の記憶手段上に呼び出し
て重ね合わせ両パタンの論理禎をとって、はみ出しパタ
ン２１を作成する。また下＠基準パタン１５と反転被検
体パタン１７も別の記Ｌα手段上に呼び出して重ね合わ
せ両パタンの論理積をとり、欠損パタン１９を作成する
。そしてこれらはみ出しパタン２１と欠損バッフ１９作
成のためのパタン同士の重ね合わせに際しては反転」−
限基咽パクント１及び下限基準パタン１５側を記憶手段
上で移動させて、重ね合わせは両パタンか最も一致する
位置で行うものとする。この処理をおこなうことにより
被検体を移送する装置の機械的精度に厳密さが要求され
なくなるとともに、移送装置のａ械的動作により重合誤
差を補正する必要がなくなって、検査時間の短縮がはか
れることになる。以上のようにして検出された欠陥部分
は更にフィルターで叢柊的に処理され、良品判定基準の
許容範囲を超えた欠陥部分のみが検出されることになる
。

このようなマーク検査方法は面積比較法によらず形状比
較法に基づいているので、欠損部分と汚損部分とが同時
に存在しても不良部分を見落とすことなく確実に不良品
を検出できるものであり、また特に基準パタンとして上
限基準パタンと下限基準パタンの２つを用いたときには
一定幅の余裕をもったより実使用、実取引に即した検査
が可能となる。しかもこの検査は面積の加算を必要とせ
ず単に下限基準パタンと反転被検体パタン、反転上限パ
タンと被検体パタンの論理積をとるだけで可能であるの
で検査の高速化もはかれる。そして特に上限基準パタン
と下限基準パタンの作成を多数の良品サンプルを撮像す
ることによってなした場合には、人間の判断基準を検査
装置に′ｖｉ襲させることが可能となり、単なる数値上
の不良品判定よりも、より肉眼での判断に近い検査がで
きるものである。そして更に基準パタンと被検体パタン
との重ね合わせ時に基準パタンを記憶手段上で回転、移
動させて記憶手段上での位置を補正するものとすれば、
重ね合わせ誤差も回避できて判定ミスが少なくなるばか
りか、１像手段下方に被検体を移送する装置の機械的精
度もさほど要求されなくなる利点もある。

〔発明の効果〕

本発明にかかるマーク検査方法は、まず作業者が肉眼で
良品サンプルを単数又は複数個撮像して良否の判定基準
である基準パタンを記憶手段上に作成して保存し、以後
撮像手段下方に供給される被検体を撮像して被検体パタ
ンを作成し、この被検体パタンと前記基準パタンを記憶
手段上で重ね合わせて両者の不一致部分を検出し、その
不一致部分が指定値内であれば当該被検体は良品である
と判断する方法であるので、被検体パタンにおける欠陥
部分の検出に従来方法のように複雑且つ時間のかかる面
積計算を必要とせず、検査作業の高速化がはかれる。ま
た従来判定ミスとして処理されていた、欠損部分とはみ
出し部分部分とが混在する場合においても判定ミスを犯
すことなく欠陥部分を確実に検出できるものであり、更
に従来方法ではその検出に極めて複雑な手順を必要とし
ていたパタン切れやパタンかすれも容易且つ高速に検出
できるものである。また基準パタンは記憶手段上に画像
情報として保存されるので、記憶手段上での基準パタン
の加工が容易であり、ソフトウェア上あるいはハードウ
ェア上の適宜手段により基準パタンを記憶手段上で移動
させることもできるので、撮像手段下方所定位置への被
検体の位置決め誤差による重合誤差を記憶手段上で補正
することも可能となり、被検体移送手段の位置決め精度
はさほど要求されないこととなるので、検査装置の機械
的機構を安価なものとなすこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）、（ハ）は本発明にかかるマーク
検査方法の一実施例の概略を示す説明図、第２図は欠陥
部分を有する被検体パタンを示す説明図、第３図（イ）
は記憶手段に格納された基準パタンとその反転像、第３
図（ロ）、（ハ）、（ニ）は記憶手段に格納された被検
体パタンとその反転像、第４図（イ）、（ロ）、（ハ）
、（三）は基準パタン及び反転基準パタンを用いて被検
体パタンの欠陥部分の検出をする方法を示す説明図、第
５図（イ）は基準パタンと反転上限基準パタンと下限基
準パタンとの関係を示す説明図、第５図（ロ）は被検体
パタンと反転被検体パタンを示す説明図、第６図（イ）
、（ロ）は基準パタンとして反転上限基準パタンと下限
基準パタンとを用いて被検体パタンの欠陥部分の検出を
する方法を示す説明図である。 １：基準パタン、　　２：反転基準パタン、３．５．７
，１６７被検体パタン、 ４．６，８．１７　：反転被検体パタン、９．１１，１
９　　：欠損パタン、 １０．１２．２１　？はみ出しパタン、１３：上限基準
パタン、 １４：反転上限基準パタン、 １５：下限基準パタン、 １８：下限基準パタンと反転被検体パタンとの重ね合わ
せパタン、 ２０：反転上限基準パタンと被検体パタンとの重ね合わ
せパタン。 特許出願人　ダフクエンジニアリング株式会社第　５　
図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）良品サンプルの撮像画像にもとづき基準パタンを記
   憶手段上で作成して保存しておき、被検体を撮像して得
   られる被検体パタンと前記基準パタンとを記憶手段上で
   重ね合わせて両パタンの不一致部分を検出し、該不一致
   部分の大きさが指定値内であれば被検体を良品と認識し
   てなるマーク検査方法。 ２）基準パタンとして、良品判定基準の許容範囲内で、
   基準パタンの境界線が外方へ拡張された上限基準パタン
   と、内方へ縮小された下限基準パタンの２つを用いてな
   る前記特許請求の範囲第１項記載のマーク検査方法。 ３）複数個の良品サンプルを撮像計測し、この良品サン
   プルの形状のバラツキにもとづいて上限基準パタンと下
   限基準パタンを作成してなる前記特許請求の範囲第１項
   及び第２項記載のマーク検査方法。 ４）１個の良品サンプルの２値化像に形状変動許容値に
   もとづく演算処理を行ない上限基準パタンと下限基準パ
   タンを作成してなる前記特許請求の範囲第１項及び第２
   項記載のマーク検査方法。 ５）基準パタンと被検体パタンの重合時に被検体パタン
   を記憶手段上で移動及び回転させて被検体の撮像位置決
   め誤差による重合誤差を補正してなる前記特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載のマーク検査
   方法。