WO2024023888A1 - 物品の外観検査方法 - Google Patents

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WO2024023888A1
WO2024023888A1 PCT/JP2022/028626 JP2022028626W WO2024023888A1 WO 2024023888 A1 WO2024023888 A1 WO 2024023888A1 JP 2022028626 W JP2022028626 W JP 2022028626W WO 2024023888 A1 WO2024023888 A1 WO 2024023888A1
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WO
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inspected
tray
camera
appearance
objects
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/028626
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English (en)
French (fr)
Inventor
元良 小柳
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2022/028626 priority Critical patent/WO2024023888A1/ja
Priority to JP2022570567A priority patent/JP7209919B1/ja
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects

Definitions

  • This application relates to a method for inspecting the appearance of an article.
  • Patent Document 1 the object to be inspected is conveyed from a feeder section, and the image is taken while the object is sliding down the conveyance path, so the structure of the object to be inspected is the same on both sides, and the inspection It is effective if the items are relatively simple and the contact area is not limited, but the contact area is limited because the shape and inspection items are different on the front and back, such as infrared sensor modules. Problems such as the need for the imaging, inspection direction, or inspection position to be fixed, and for the place to hold the object to be inspected to be a place that can be touched. There was a point.
  • Patent Document 2 by providing four mirrors to surround the object to be inspected, the top surface and four side surfaces can be inspected simultaneously, but the object to be inspected is placed on an inspection stage dedicated to the object to be inspected. In order to test multiple devices at the same time, it is necessary to provide multiple devices with the same environment. At that time, there were problems such as the need to provide a device dedicated to the product in order to accommodate products with different shapes.
  • An object of the present invention is to provide a method for inspecting the appearance of an article that can be imaged and inspected at a time while the object is held only in a limited area and the direction or position to be imaged and inspected is fixed. It is said that
  • the method for inspecting the appearance of an article disclosed in this application includes: a flat tray with a plurality of transparent pockets on which a plurality of objects to be inspected are placed separately; A plurality of first lenses are installed separately on the front side and the back side of the planar tray, and are capable of simultaneously capturing images of the plurality of objects to be inspected from the front side and the back side of the tray, respectively. camera and a second camera capable of capturing an image from a side other than the front and back surfaces of the planar tray; Equipped with An appearance inspection device in which each pocket has a support that contacts the object to be inspected and supports the object to be inspected along the outer periphery of the object to be inspected when the object to be inspected is placed thereon.
  • the object is held only in a limited area of the object to be inspected, It is possible to provide a method for inspecting the appearance of a plurality of articles that can be imaged and inspected at once while the direction or position of the article is fixed.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of an appearance inspection device used in the article appearance inspection method according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2A is a top view illustrating an example of an object to be inspected used in the article appearance inspection method according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a front view for explaining an example of an object to be inspected used in the article appearance inspection method according to the first embodiment.
  • FIG. 2C is a bottom view for explaining an example of the object to be inspected used in the article appearance inspection method according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another example of the visual inspection device used in the article visual inspection method according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a side view showing an example of an appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the second embodiment.
  • FIG. 4B is a top view showing an example of an appearance inspection device used in the article appearance inspection method according to the second embodiment.
  • FIG. 5A is a side view showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the second embodiment.
  • FIG. 5B is a top view showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the second embodiment.
  • FIG. 6A is a top view showing an example of an appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to Embodiment 3.
  • FIG. 6B is a side view showing an example of an appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the third embodiment.
  • FIG. 7A is a top view showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the third embodiment.
  • FIG. 7B is a side view showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the third embodiment.
  • FIG. 8A is a top view showing an example of an appearance inspection device used in the article appearance inspection method according to Embodiment 4.
  • FIG. 8B is a side view showing an example of an appearance inspection device used in the article appearance inspection method according to Embodiment 4.
  • FIG. 9A is a top view showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9B is a side view showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the fourth embodiment.
  • the present application relates to an appearance inspection method in which, for example, the front and back surfaces of a colorless and transparent tray on which a plurality of semiconductor packages are mounted are simultaneously imaged and inspected.
  • FIG. 1 is a side view showing an example of an appearance inspection apparatus used in the semiconductor package appearance inspection method according to the first embodiment.
  • the products to be inspected that are applied to the inspection are, for example, semiconductor packages represented by infrared sensor modules as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, respectively.
  • FIG. 2A is a top view showing an example of an infrared sensor module
  • FIG. 2B is a front view showing an example of an infrared sensor module
  • FIG. 2C is a bottom view showing an example of an infrared sensor module. be.
  • the infrared sensor module has a surface (front surface) on which a chip component 11 such as a resistor or capacitor and an external connection connector 12 are connected to a printed wiring board 10 by soldering;
  • a sensor chip and an ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FIGS. 2B and 2C a sensor chip and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) that controls the signal are connected with an adhesive 14 and a wire (not shown), and a lens 15 is held about them. It is configured to have two surfaces, a surface (back surface) covered with a lens cap 13.
  • the plane parallel to these two surfaces is also referred to as the XY plane.
  • a connector is connected as an external connection, but when testing characteristics in the production process, it is time-consuming and inefficient to attach and remove the connector, so connecting with a connector is not recommended. Instead, characteristics tests are carried out by bringing a probe into contact with the terminals of the connector.
  • the connector will work normally during characteristic testing even if the shape of the connector is deformed due to the probe connection, but after the product is shipped, the connector will not fit in during actual use and will not be able to be used normally. may occur. Further, when airtightness inside the lens cap 13 is required, the adhesive 14 between the printed wiring board 10 and the lens cap 13 is effectively applied to the entire circumference, and the adhesive 14 between the printed wiring board 10 and the lens cap 13 is effectively applied. must be fixed.
  • the area is set away from these (set at a distance to prevent external force from being applied to them). (Hereinafter, this area will be referred to as a contactable area) is set to be limited.
  • This visual inspection device requires visual inspection of six sides, including the four sides as described above, and is applied to the inspection of products with limited contact areas. That is, the product to be inspected by the present visual inspection apparatus is not limited to infrared sensor modules as long as the product has the above-mentioned characteristics.
  • the tray 1 shown in FIG. 1 can mount a semiconductor package 50 typified by an infrared sensor module, which is a product to be inspected, and the shape is different on the front and back, and the contactable area is limited. It is fine as long as it can mount something similar to the above.
  • a tray 1 is made of a colorless and transparent material such as A-PET (Amorphous PolyEthylene Terephthalate), and is used to hold objects to be inspected (specifically, for example, a plurality of semiconductor packages 50).
  • a device that is provided with a plurality of pockets 2 is used to store items.
  • the pocket 2 is a portion configured to fix the semiconductor package 50, which is the object to be inspected, so that it does not move within the pocket during a visual inspection, etc., and its outline shape is the outer periphery of the semiconductor package. It has a structure with a shape that follows. Further, in an area that contacts the semiconductor package and supports the semiconductor package at its outer periphery, a support 3 that supports the semiconductor package is provided in a part of the contactable area.
  • the contact-prohibited area which is an area other than the contactable area, is designed to have a space so as not to come into contact with the tray 1.
  • the number of rows of tray 1, in other words, the number of pockets 2, is not particularly limited, and is determined by the size of the visual inspection device (or the tray itself), the size of the object to be inspected, etc. .
  • Such a tray 1 is installed at a predetermined position within the visual inspection apparatus.
  • a camera 4 facing downward is installed above the tray 1 to capture surface images of a plurality of objects to be inspected mounted within the tray.
  • a camera 5 is also installed below the tray 1 and facing upward to capture images of the back surfaces of a plurality of objects to be inspected.
  • CCD Charge Coupled Devices
  • the number of pixels required for a CCD camera is determined by the range in which it can be obtained.
  • the color of the object to be inspected or the color of the part you want to detect can be made white or black to emphasize the part you want to see more.
  • a lighting device is installed avoiding the viewing angle of the camera (so as not to enter the viewing angle of the camera). This illumination device is selected depending on the shape or size of the object to be inspected and the irradiation method.
  • the tray 1 containing semiconductor packages is placed on the inspection stage 6.
  • the inspection stage 6 has a hole in the area where the products are loaded that allows the camera 5 installed below the tray 1 to take an image of the back side.
  • the tray 1 is supported only by the peripheral portion of the tray 1, which is the area in contact with the tray 1, where no product to be inspected is mounted.
  • the camera 4 installed above the tray 1 facing downward takes images of the surface of the object to be inspected under the necessary lighting conditions and for the required number of lighting conditions, and becomes the object to be inspected.
  • Carry out product inspection If you use a camera that has a viewing angle that covers the entire tray and provides the necessary resolution, you can image all the objects installed on the surface at once for each lighting condition, and therefore inspection is possible. If the viewing angle is limited, the inspection area may be subdivided into sections for each number of objects to be inspected that can be imaged at once. At that time, the camera 4 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • the camera 5 installed upward under the tray 1 takes images under the necessary lighting conditions and under the necessary number of lighting conditions, and performs the inspection of the object to be inspected. .
  • the portion 3 of the tray 1 that supports the infrared sensor module (board surface; hereinafter also referred to as the support 3) and the bottom portion 7 of the pocket of the tray are colorless and transparent, there is a gap between the object to be inspected and the camera 5. Even if the tray 1 is placed in the tray 1, the inspection can be performed without moving the object to be inspected.
  • the camera installed has a viewing angle that covers the entire tray and provides the necessary resolution, it will be possible to image all the installed objects to be inspected at once under each lighting condition. Inspection becomes possible. If the viewing angle is limited, the inspection area may be subdivided into the number of areas that can be imaged at once. At this time, the camera 5 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • the cameras 4 and 5 are also referred to as first cameras (the same applies hereinafter).
  • the bottom part 7 of the tray pocket is not the part that supports the object to be inspected, so if only the necessary part of the bottom part 7 is cut out to create a space, the tray 1 Clearer imaging is possible without interference between the object and the object to be inspected.
  • the side camera 9 hereinafter referred to as the side camera
  • the side inspection stage 8 performs side inspection.
  • the side inspection stage 8 is rotated 90 degrees at a time as indicated by arrows in the figure, and images are taken each time.
  • the side surface inspection may be performed using two or four side cameras.
  • a part of the bottom surface part 7 of the pocket of the tray is shaped into a lens shape 16 (this is included assuming that it is transparent.
  • the lens shape particularly refers to the shape of a convex lens. The same applies hereinafter). By doing so, it becomes possible to enlarge details and detect smaller defective parts of the object to be inspected.
  • a plurality of pockets 2 are provided in a tray made of a colorless and transparent material, and the object to be inspected is supported within these pockets so that it does not move. Supports 3 are placed only in areas that can be touched along the shape of the object to be inspected. Regarding the contact-prohibited area, a tray 1 designed to provide a space as described above and prevent contact is used, and cameras are placed above and below the tray 1, respectively. With this configuration, the upper camera 4 can inspect the front surface of the object to be inspected, and the lower camera 5 can inspect the back surface of the object at the same time. Since it is possible to inspect the objects to be inspected at the same position without transporting the objects or replacing the trays of the objects to be inspected, an effect of shortening the takt time can be expected.
  • the object to be inspected is mounted on a tray, even if the object to be inspected is a separate product with a different shape, it is only necessary to provide a tray corresponding to this separate product, making it easy to Inspection is possible.
  • each tray is transported or placed on a stage, so there is no need to directly touch the objects to be inspected during inspection. This also reduces the occurrence of scratches caused by
  • Embodiment 2 An appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to Embodiment 2 will be described below with reference to the drawings.
  • 4A and 4B are a side view and a top view, respectively, showing an example of an appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the second embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are a side view and a top view, respectively, showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the second embodiment.
  • Place 18 the number of rows of pockets is not particularly limited, and is determined by the size of the visual inspection device (or the tray itself) or the size of the object to be inspected. Other features are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 4B shows a top view of one object to be inspected (such as a sensor module) shown in FIG. 4A.
  • the mirror 18, as shown in FIG. 4B it is possible to image not only the surface of the object to be inspected but also its four sides with the camera 4 installed on the surface side of the tray. I understand. Note that the arrangement, specifications, etc. of the camera and illumination device are the same as in Embodiment 1, so detailed explanations will be omitted here.
  • a tray 17 containing semiconductor packages is placed on the inspection stage 6.
  • the arrangement method one may be automatically cut out from the stacked trays 17, or one may be placed manually one by one.
  • a hole is provided in the area of the inspection stage 6 where the products to be inspected are loaded so that the camera 5 installed below the tray 17 can take an image of the back surface, and the area around the tray where the products to be inspected are not loaded.
  • the tray 17 is supported by a chisel.
  • the camera 4 which is installed above the tray 17 and facing downward, images the surface of the object to be inspected under the required lighting conditions and for the required number of lighting conditions. Carry out an inspection.
  • the side surface of the object to be inspected is reflected upward by the mirrors 18 arranged on the four directions of the pocket facing the side surfaces of the object to be inspected. Therefore, it is possible to simultaneously image and inspect four sides of the object to be inspected using the camera 4.
  • the viewing angle of the installed camera covers the entire tray area, so if the camera can obtain the necessary resolution, it will be able to image all the objects to be inspected in the entire tray area at once for each lighting condition. It becomes possible to inspect.
  • the inspection area may be subdivided and inspected according to the number of objects to be inspected that can be imaged at once.
  • the camera 4 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • the camera 5 installed below the tray 17 and facing upward takes images of the object to be inspected under the necessary lighting conditions and under the necessary number of lighting conditions. implement.
  • the portion 20 (substrate surface; hereinafter also referred to as support 20) where the tray 17 supports the object to be inspected and the bottom portion 21 of the pocket of the tray are colorless and transparent. Even if a portion of the tray 17 exists at a position such that the two interfere with each other, the object to be inspected can be inspected without transporting the product.
  • the camera to be installed has a viewing angle that covers the entire area of the tray 17 and can provide the necessary resolution, it will be possible to image all the objects to be inspected at once under each lighting condition. It becomes possible to do so. If the viewing angle of the camera is limited, the imaging area may be subdivided according to the number of objects to be inspected that can be imaged at once. At this time, the camera 5 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • the bottom surface portion 21 of the tray pocket does not support the object to be inspected, so if the necessary portion is cut out, there will be no interference between the tray and the object to be inspected. Clearer imaging becomes possible.
  • FIG. 5A shows a top view of one object to be inspected (such as a sensor module).
  • the objects to be inspected are transported one by one to the side surface inspection stage 8 and the side surface of the object to be inspected is inspected.
  • the side surface inspection stage 8 In No. 2, four sides of the object to be inspected can be inspected at the same time as the front surface, so side inspection using a side inspection stage that involves transportation is not necessary.
  • a plurality of pockets 19 are provided with a colorless and transparent material, and in order to prevent the object to be inspected from moving within the pockets, there are supports 20 (supporting portions 20 For contact-prohibited areas, a space is provided to prevent contact, and a tray 17 designed to have mirrors 18 arranged in four directions in each pocket 19 is used, and cameras are placed above and below the tray 17. Place.
  • the upper camera 4 can inspect the front surface and 4 side surfaces of the object to be inspected
  • the lower camera 5 can inspect the back surface of the object at the same time.
  • the object to be inspected When performing an inspection, the object to be inspected can be inspected at the same position between inspections without transporting the object to be inspected, so an effect of shortening the takt time can be expected. Furthermore, since the work of transporting the object to be inspected to the side surface inspection stage for side inspection is eliminated, it is possible to reduce the occurrence of scratches due to direct contact with the object to be inspected, which may occur during tray replacement or transportation.
  • the object to be inspected since the appearance inspection is carried out by mounting the object to be inspected on a tray, the object to be inspected may be a different product with a different shape. By changing to a tray and using this changed tray, it becomes possible to easily perform an appearance inspection of another product.
  • FIGS. 6A and 6B are a top view and a side view, respectively, showing an example of an appearance inspection device used in the article appearance inspection method according to the third embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are a top view and a side view, respectively, showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the third embodiment.
  • the tray 1 used has a plurality of pockets formed on its surface, similar to that shown in Embodiment 1.
  • a plurality of pockets are arranged in a grid pattern.
  • cameras were installed above and below the tray 1 to capture front and back images of a plurality of objects to be inspected.
  • side cameras 23 to 26 are installed corresponding to each side in order to simultaneously capture four side images of a plurality of objects to be inspected.
  • the side camera 23 is attached to the upper side of FIG. 6A
  • the side camera 24 is attached to the left side
  • the side camera 25 is attached to the lower side
  • the side camera 26 is attached to the right side. , respectively. Therefore, a total of six cameras are installed, including two cameras, camera 4 installed on the front side of the tray and camera 5 installed on the back side of the tray, shown in FIG. 6B.
  • CCD cameras are normally used for these six cameras, and the number of necessary camera pixels is determined depending on the resolution or viewing angle required for the visual inspection.
  • the color of the object to be inspected or the color of the location to be detected may be changed to white or black. Therefore, in order to capture an image with greater emphasis on the part you want to see, lighting devices are installed to avoid the viewing angle of the camera. This illumination device is selected depending on the shape and size of the object to be inspected, or the irradiation method.
  • a tray 1 containing an object to be inspected such as a semiconductor package is placed on an inspection stage 6.
  • the semiconductor packages in the tray 1 are arranged so that there is only one semiconductor package in each row, and there is only one semiconductor package in the same row when viewed from any of the four side directions (see FIGS. 6A and 6B). ).
  • one tray may be automatically cut out from a group of stacked trays 1, or the trays 1 may be manually taken out one by one.
  • a hole is provided in the inspection stage 6 so that the inspection target can be imaged all at once from the back side with the camera 5 installed below the tray 1 in the area where the products to be inspected are mounted.
  • the tray 1 is supported only by the peripheral area, which is the outer peripheral part of the tray 1, on which no products to be inspected are mounted.
  • the irradiation device is also used to illuminate the surface of the object to be inspected with the camera 4, which is placed above the tray 1 facing downward, under the necessary lighting conditions. A condition number of images are taken and an appearance inspection of the object to be inspected is performed. If the installed camera has a viewing angle that covers the entire area of tray 1 and can provide the necessary resolution, it is possible to image and inspect all the objects to be inspected at once under each lighting condition. Become. If the viewing angle is limited, the imaging area may be subdivided by the number of objects to be inspected that can be imaged at once. At that time, the camera 4 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • the camera 5 installed upward under the tray 1 is used to take images under the necessary illumination conditions and under the necessary number of illumination conditions. Carry out an inspection.
  • the portion 3 (substrate surface, also referred to as support 3) of the tray 1 that supports the infrared sensor module that is the object to be inspected and the bottom portion 7 of the pocket formed in the tray are colorless and transparent, so even if the object to be inspected Even if the tray 1 is arranged between the object and the camera 5 so that the two interfere, the inspection can be performed without transporting the object.
  • the camera to be installed has a viewing angle that covers the entire area of tray 1 and can provide the necessary resolution, it is possible to image and inspect all the objects to be inspected at once under each lighting condition. It becomes possible.
  • the viewing angle is limited, the area to be imaged may be subdivided so that each object to be imaged can be imaged at once.
  • the camera 5 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • the bottom part 7 of the tray pocket is not the part that supports the object to be inspected, so if it is cut out (so that a space is formed), there will be a gap between the tray 1 and the object to be inspected. There is no interference with these, and clearer imaging becomes possible.
  • each side surface of the object to be inspected is scanned under the necessary illumination conditions using the side cameras 23 to 26 installed for imaging each side surface, as shown in FIG. 6A. This allows you to take images and perform inspections under as many lighting conditions as you need.
  • the installed camera has a viewing angle that covers the entire tray area and can provide the necessary resolution, it will be possible to take and inspect all images at once for each lighting condition. If the viewing angle of the camera is limited, the area may be subdivided by the number of images that can be captured at once. At this time, the side cameras 23 to 26 may be moved along the XY plane, or the inspection stage 6 may be moved.
  • a plurality of pockets 2 are provided in a tray made of a colorless and transparent material, and the object to be inspected is supported so that it does not move within the pockets 2, and the shape that follows the outer periphery of the object to be inspected prevents contact with the object to be inspected.
  • Supports 3 also referred to as supporting parts 3) are provided only in areas where it is possible.
  • the objects to be inspected such as semiconductor packages, are placed on the tray 1, which is designed to have a space so that it does not come into contact with the objects to be inspected, one in each row, and in four directions along the sides.
  • the upper camera 4 detects the front surface of the object to be inspected
  • the lower camera 5 detects the back surface of the object to be inspected
  • the side cameras 23 to 26 in each of the four lateral directions detect the four sides.
  • Each side can be inspected simultaneously, allowing inspection of the front, back, and four sides without having to transport the object to be inspected or changing the installation position of the object to be inspected from the initial installation position. Since all objects to be inspected can be inspected, it is expected that the takt time for visual inspection will be shortened.
  • the object to be inspected is mounted on a tray, it is also possible to handle the appearance inspection of another product with a different shape of the object to be inspected by using another tray corresponding to the other product. Appearance inspection can be easily performed by simply changing to
  • Embodiment 4 An appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to Embodiment 4 will be described below with reference to the drawings.
  • 8A and 8B are a top view and a side view as seen from the side camera 25, respectively, showing an example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the fourth embodiment.
  • 9A and 9B are a top view and a side view, respectively, showing another example of the appearance inspection apparatus used in the article appearance inspection method according to the fourth embodiment, as viewed from the side camera 25.
  • the tray 27 used is such that the object to be inspected (the reference position of the object, for example, the surface height position of a printed wiring board) is in the same row and has the same height when viewed from any direction (up, down, left, or right).
  • the shapes of the pockets 28 are set to correspond to each other, for example, the depths and sizes of the pockets 28 are formed to be different from each other so as not to cause the pockets to overlap. That is, lattice-like pockets having different depths are formed in the same (or specific) vertical and horizontal directions.
  • the items listed in the left column are The semiconductor package 50a, semiconductor package 50d, and semiconductor package 50g, which are the objects to be inspected, are shown in FIG. ), the semiconductor package 50a is placed at the top of the left column, the semiconductor package 50g is placed at the bottom, and the semiconductor package 50d is placed at the middle height position.
  • This arrangement relationship is the same for the semiconductor packages 50b, 50e, and 50h placed in the middle row, and the semiconductor packages 50c, 50f, and 50i placed in the right row. (See FIGS. 8A and 8B. The same applies to FIGS. 9A and 9B).
  • the number of rows of the trays 27 is not particularly limited, and is determined by the size of the visual inspection device (or the tray itself), the size of the object to be inspected, and the like. Other features are the same as those in Embodiment 1, so detailed description will be omitted here.
  • each side of the object to be inspected is imaged under the necessary illumination conditions and for the required number of illumination conditions using the side cameras 23 to 26 installed for each side image. Visual inspection can be carried out. Since everything other than the above is the same as in the third embodiment, detailed explanation will be omitted here.
  • the tray 27 is made of a colorless and transparent material, and is provided with a plurality of pockets 28.
  • Each pocket is provided with a support 29 that has a shape that follows the outer periphery of the object to be inspected and supports only the contactable area of the object to be inspected so that the object to be inspected does not move within the pocket 28.
  • the pocket 28 is designed to have a space as a contact-prohibited area that does not come into contact with the object to be inspected.
  • a tray 27 is used in which pockets 28 are provided so that the pockets 28 are arranged in the same row and at different heights when viewed from any direction.
  • the upper camera 4 detects the surface of the object to be inspected
  • the lower camera 5 detects the back surface of the object to be inspected
  • the side cameras 23 - 26 it is possible to simultaneously inspect each of the four sides of the object to be inspected (see Figures 8A and 9A). All objects to be inspected can be inspected without transporting the objects to be inspected and without changing the installation position for inspection of the objects to be inspected from the initially set inspection position. The effect of shortening the takt time for visual inspection is expected.

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Abstract

複数の被検査対象物をそれぞれ分離して載置する複数の無色透明のポケット（２）を表面上に備えた平面状のトレイ（１）と、トレイ（１）の表面側と裏面側に分離して設置され、複数の被検査対象物をトレイ（１）の表面側と裏面側から一括して同時に撮像可能な第１のカメラ（４、５）と、表面と裏面以外の４つの側面から撮像可能な第２のカメラ（９）と、を備えた外観検査装置を用いて被検査対象物の外観検査を行う物品の外観検査方法であって、各ポケットは、被検査対象物を載置した場合に、被検査対象物の外周に沿うように被検査対象物に接触して被検査対象物を支持する支え（３）を有するとともに、被検査対象物に接触しないエリアに空間を形成しており、第１のカメラ（４、５）で複数の被検査対象物をトレイの表面側と裏面側から、それぞれ一括して撮像後、第２のカメラ（９）で被検査対象物を４つの側面から撮像するようにした。

Description

物品の外観検査方法
　本願は、物品の外観検査方法に関する。
　従来の半導体パッケージなどの物品の外観検査方法においては、フィーダー部から搬送された被検査対象物を、搬送路に設けられた透光性部材を介して上方向と下方向にカメラを２台設置し、透光性部材の２つの側面を鏡面加工することにより、上方と下方に設置された２つのカメラで搬送方向の両端部を除く被検査物の全周を撮像、検査する方法を採用していた（例えば、特許文献１参照）。
　また、被検査対象物を囲むように、４枚の鏡が斜め上方向に向けられて配置され、カメラが被検査対象物の上面と４枚の鏡がとらえた被検査対象物の側面画像とを検査画像として取り込むことで、被検査対象物外観における上面および側面を同時に検査する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１４－１３９５２５号公報 特開２０００－０１８９２７号公報
　特許文献１では、フィーダー部から被検査対象物が搬送され、被検査対象物が搬送路を滑り落ちる途中で撮像するように構成されているため、被検査対象物の構造が表裏同形であり、検査項目も同じであるような比較的単純で接触エリアが限定されていないものであれば有効であるが、赤外線センサモジュールのような、表裏で形状及び検査項目が異なり、接触エリアが限定されているものにおいては、撮像、検査する方向、または検査する位置が固定されていることが必要で、また、被検査対象物を保持する箇所が、接触可能な箇所であることが必要であるなどの問題点があった。
　また、特許文献２では、被検査対象物を囲むように４枚の鏡を備えることにより、上面と４側面を同時に検査可能となるが、被検査対象物専用の検査ステージ上に被検査対象物を搭載する必要があり、より効率よく検査を行うために、複数個同時に検査を行うためには、同じ環境を複数個設ける必要がある。その際、形状の異なる製品に対応させるためには、その製品専用の装置を設ける必要がある等の問題点があった。
　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、物品の検査方法が表裏で形状及び検査項目が異なり、接触エリアが限定されているものであっても、被検査対象物の限定されたエリアのみで保持され、撮像、検査する方向、または位置が固定されている状態にて複数個一括で撮像でき、検査可能となる物品の外観検査方法を提供することを目的としている。
　本願に開示される物品の外観検査方法は、
複数の被検査対象物をそれぞれ分離して載置する、複数の透明のポケットを備えた平面状のトレイと、
前記平面状のトレイの表面側と裏面側に分離して設置され、複数の前記被検査対象物を、前記トレイの表面側と裏面側から、それぞれ一括して同時に撮像可能な複数の第１のカメラと、
前記平面状のトレイの表面と裏面以外の側面から撮像可能な第２のカメラと、
を備え、
前記被検査対象物を載置した場合に、各ポケットが、前記被検査対象物の外周に沿うように前記被検査対象物に接触して当該被検査対象物を支持する支えを有する外観検査装置を用いて、前記被検査対象物の外観検査を行う外観検査方法であって、
前記第１のカメラで、複数の前記被検査対象物を前記トレイの表面側と裏面側から、それぞれ撮像するとともに、前記第２のカメラで、前記被検査対象物を前記側面から撮像する、
ことを特徴とするものである。
　本願に開示される物品の外観検査方法によれば、表裏で形状及び検査項目が異なり、接触エリアが限定されているものであっても、被検査対象物の限定されたエリアのみで保持され、撮像、検査する方向、または位置が固定されている状態にて複数個一括で撮像、検査可能となる物品の外観検査方法を提供することができる。
実施の形態１に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を説明するための図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る物品の外観検査方法に用いられる被検査対象物の一例を説明するための上面図である。図２Ｂは、実施の形態１に係る物品の外観検査方法に用いられる被検査対象物の一例を説明するための正面図である。図２Ｃは、実施の形態１に係る物品の外観検査方法に用いられる被検査対象物の一例を説明するための下面図である。 実施の形態１に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を説明するための図である。 図４Ａは、実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した側面図である。図４Ｂは、実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した上面図である。 図５Ａは、実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した側面図である。図５Ｂは、実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した上面図である。 図６Ａは、実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した上面図である。図６Ｂは、実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した側面図である。 図７Ａは、実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した上面図である。図７Ｂは、実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した側面図である。 図８Ａは、実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した上面図である。図８Ｂは、実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した側面図である。 図９Ａは、実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した上面図である。図９Ｂは、実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した側面図である。
　本願は、例えば、無色透明のトレイに半導体パッケージを複数個搭載した表面と裏面を、それぞれ一括して撮像して検査を行う外観検査方法に関するものである。
実施の形態１．
　実施の形態１に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置について、以下図を用いて説明する。
　図１は、実施の形態１に係る半導体パッケージの外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した側面図である。本外観検査装置において、検査に適用される被検査対象となる製品は、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに、それぞれ示すような、赤外線センサモジュールに代表される半導体パッケージである。ここで、図２Ａは、赤外線センサモジュールの一例を示す上面図であり、、図２Ｂは、赤外線センサモジュールの一例を示す正面図であり、図２Ｃは、赤外線センサモジュールの一例を示す下面図である。
　この図２Ａおよび図２Ｂに示すように、赤外線センサモジュールは、プリント配線板１０に抵抗、またはコンデンサ等のチップ部品１１及び外部接続用コネクタ１２をはんだ付けにより接続されている面（表面）と、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、センサチップ及び信号を制御するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路）が接着剤１４及び（図示しない）ワイヤで接続され、これらについてレンズ１５を保持するレンズキャップ１３で覆った面（裏面）の、２つの面を有して構成されている。
　外観検査においては、上述の表面と裏面の両面で異物、傷、欠け、またはクラック等の有無を確認する必要がある（以降、これら両面と平行な面をＸＹ平面とも呼ぶ）。また、赤外線センサモジュールの実使用時には、外部接続としてコネクタを接続して使用するが、生産工程内の特性検査時は、コネクタの取り付け、取り外し作業に時間がかかり非効率であるため、コネクタ接続ではなくコネクタの端子にプローブを接触させて特性検査を実施するといったことがなされている。
　そのため、コネクタの形状が変形していた場合、特性検査時はプローブ接続のためコネクタ形状が変形していても正常に動作するが、製品出荷後、実使用時にコネクタが入らず正常に使用できないということが発生する可能性がある。また、レンズキャップ１３内の気密性が求められる場合には、プリント配線板１０とレンズキャップ１３との間の接着剤１４が、全周において有効に塗布されて、プリント配線板１０とレンズキャップ１３が固定されている必要がある。
　上記により、例えば赤外線センサモジュールにおいては、プリント配線板１０の表面、裏面の両面だけではなく、これら両面以外の面である４つの側面（以下、簡略化して単に「４側面」とも呼ぶ）の外観検査を実施する必要がある。なお、赤外線のみを透過させるレンズ１５に傷をつけず、レンズキャップ１３、またはチップ部品１１等に外力が加わらないように、これらを避けたエリア（外力が加わらないように離れて設定されているエリア。以降、このエリアを接触可能エリアと呼ぶ）が限定されて設定されている。
　本外観検査装置は上記のような４側面も含めた６面の外観検査が必要で、接触エリアが限定されている製品の検査に適用されるものである。すなわち、本外観検査装置は、上述のような特徴のある製品であれば、その検査対象となる製品は赤外線センサモジュールに限られるものではない。
　ここで、図１に示したトレイ１は、被検査製品である赤外線センサモジュールに代表される半導体パッケージ５０を搭載可能なものであって、表裏で形状が異なり、接触可能なエリアが限定されているようなものが搭載できるものであればよい。このようなトレイ１として、例えば、Ａ－ＰＥＴ（Amorphous PolyEthylene Terephthalate、非晶性ポリエチレンテレフタレート）のような無色透明な材質で、被検査対象物（具体的には、例えば、複数の半導体パッケージ５０）が収納できるように複数のポケット２が設けられているものが利用されている。
　また、ポケット２は、外観検査時などにおいて、被検査対象物である半導体パッケージ５０が当該ポケット内で動かないように固定するために構成された部分であって、その輪郭形状が半導体パッケージの外周に沿った形状を有する構造を備えている。
　また、半導体パッケージに接触して半導体パッケージをその外周部分で支持するエリアには、上記接触可能エリアの一部に上述の半導体パッケージを支える支え３が設けられている。そして、当該接触可能エリア以外のエリアである接触禁止エリアには、トレイ１と接触しないよう空間が設けられるように設計されている。トレイ１の列数、言い換えるとポケット２の数、については、特に制限はなく、外観検査装置（あるいはトレイ自体）の大きさ、または被検査対象物のサイズなどにより規定されるものとなっている。このようなトレイ１が外観検査装置内の所定の位置に設置されている。
　トレイ１の上方には、トレイ内に搭載された複数の被検査対象物の表面画像を撮像するカメラ４が下向きに設置されている。一方、トレイ１の下方にも複数の被検査対象物の裏面画像を撮像するカメラ５が上向きに設置されている。これらのカメラとして、一般的にはＣＣＤ（Charge Coupled Devices、電荷結合素子）カメラが使用されており、外観検査に求められる分解能、または視野角（ここでは、カメラのレンズ系により、鮮鋭な結像が得られる範囲のこと）により、ＣＣＤカメラに必要な画素数が決められている。
　トレイ１と、トレイ１の上方及び下方に設置したカメラの間には、被検査対象物の色、または検出したい箇所の色を白くしたり黒くしたりして、見たい部分をより強調して撮像するために、カメラの視野角を避けて（カメラの視野角の内部に入らないように）照明装置を設置する。この照明装置は、被検査対象物の形状、または大きさ、照射方法によって選定する。
[実施の形態１の作用]
　このような外観検査装置で外観検査を行うには、まず、検査ステージ６に半導体パッケージが収納されたトレイ１を配置する。配置する方法としては、段積みしたトレイ１から自動で１枚を切り出しても１枚ずつ手動で搭載しても構わない。検査ステージ６は、製品が搭載されているエリアにはトレイ１の下方に設置したカメラ５で裏面が撮像できる穴が設けられており、トレイ１の外周部分であり、かつ、この穴以外の部分であって、このトレイ１と接する領域である、被検査対象となる製品が搭載されていない、トレイ１の周囲部分のみでトレイ１を支えている。
　トレイ１を検査ステージ６に配置した後、トレイ１の上方に下向きに設置されたカメラ４で被検査対象物の表面を必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像し被検査対象となる製品の検査を実施する。設置するカメラの視野角がトレイ全域をカバーし、必要な分解能が得られるカメラを使用すれば、照明条件毎に表面に設置された全ての被検査対象物を一括して撮像でき、従って一括して検査可能となる。視野角が限られる場合は、一括で撮像可能な被検査対象物の数量ずつに検査領域を細分化して検査しても良い。その際、ＸＹ平面に沿ってカメラ４が移動しても良いし、あるいは検査ステージ６が移動しても構わない。
　また、被検査対象物の裏面においても表面と同様にトレイ１の下方に上向きに設置されたカメラ５で必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像し被検査対象物の検査を実施する。この際、トレイ１の赤外線センサモジュールを支えている部分３（基板面。以降、支え３とも呼ぶ）及びトレイのポケットの底面部分７は無色透明であるため、被検査対象物とカメラ５の間にトレイ１が配置されていても、被検査対象物を移動させることなく、その検査が可能となる。その検査時においても、設置するカメラの視野角がトレイ全域をカバーし、必要な分解能が得られるカメラであれば、照明条件毎に、設置された被検査対象物を全て一括で、撮像ができ検査が可能となる。視野角が限られる場合は、一括で撮像可能な数量ずつに検査領域を細分化して検査しても良い。その際、ＸＹ平面に沿ってカメラ５を移動しても良いし、あるいは検査ステージ６を移動しても構わない。ここで、上記カメラ４とカメラ５を第１のカメラとも呼ぶ（以下同様）。
　なお、トレイのポケットの底面部分７は、被検査対象物を支えている部分ではないため、底面部分７のうち、必要な部分だけを切り抜いて空間が形成されるようにしておけば、トレイ１と被検査対象物とが干渉することなく、より鮮明な撮像が可能となる。カメラ４およびカメラ５により、被検査対象物の表面と裏面の撮像が完了後、赤外線センサモジュールを１個ずつ側面検査ステージ８に搬送し、側面用カメラ９（以降、側面用カメラを第２のカメラとも呼ぶ）により側面検査を行う。この側面検査においては、４側面を撮像する必要があるため、図中、矢印で示したように、側面検査ステージ８を９０度ずつ回転させて、その都度、撮像を行う。勿論、側面用カメラの台数を２台、あるいは４台設けて側面検査を行っても良い。
　また、図３に示すように、トレイのポケットの底面部分７の一部をレンズ形状１６（透明であることは前提として含まれる。ここではレンズ形状とは特に凸レンズの形状のこと。以下同様）とすることにより、細部を拡大し、被検査対象物のより小さな不良部分を検出することが可能となる。
[実施の形態１の効果]
　無色透明な材質のトレイに複数のポケット２を設け、このポケット内で被検査対象物が動かないように支持し、この被検査対象物の形状に沿って、接触可能なエリアのみに支え３を設け、接触禁止エリアについては、上述のような空間を設け接触しないよう設計されたトレイ１を使用し、トレイ１の上方及び下方にカメラをそれぞれ配置する。このような構成とすることにより、上方のカメラ４では被検査対象物の表面、下方のカメラ５では被検査対象物の裏面を複数個同時に検査可能となり、表面検査と裏面検査の間で被検査対象物の搬送を伴わず、また、被検査対象物のトレイの入替を行うことなく、被検査対象物の同一位置での検査が可能となるため、タクト短縮の効果が見込める。
　また、被検査対象物を搭載するものがトレイであるため、被検査対象物が形状の異なる別製品である場合においても、この別製品に対応するトレイを設けるだけでよく、容易に別製品の検査が可能である。またトレイに被検査対象物を設置したあとはトレイごとの搬送、またはステージへの設置となるため、検査の際、被検査対象物に直接接触する必要がなくなり、被検査対象物に直接触れることによる傷の発生なども低減される。
実施の形態２．
　実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置について、以下図を用いて説明する。
　図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した側面図、および上面図である。また、図５Ａ、図５Ｂは、それぞれ、実施の形態２に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した側面図、および上面図である。
　図４Ａに示したように、使用するトレイ１７において、各ポケットの（ＸＹ平面に直交する）側面の４方向に、被検査対象物のそれぞれの側面（の画像）を上方に反射して映し出すミラー１８を配置する。ここで、ポケットの列数に特に制限はなく、外観検査装置（あるいはトレイ自体）の大きさ、または被検査対象物のサイズなどにより規定されるものとなっている。それ以外の特徴は実施の形態１と同様である。
　また、図４Ｂは、図４Ａに示した（センサモジュールなどの）被検査対象物１個分についての上面図を示すものである。ミラー１８を配置したことにより、この図４Ｂに示したように、トレイの表面側に設置されたカメラ４により、被検査対象物の表面に加え、その４つの側面についても、撮像可能であることが判る。なお、カメラ、照明装置の配置、または仕様等は実施の形態１と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
[実施の形態２の作用]
　このような外観検査装置で被検査対象物の外観検査を行う際は、まず、検査ステージ６に半導体パッケージが収納されたトレイ１７を配置する。配置する方法としては、段積みしたトレイ１７から自動で１個を切り出しても１個ずつ手動で搭載しても構わない。検査ステージ６の被検査製品が搭載されているエリアには、トレイ１７の下方に設置したカメラ５で裏面が撮像できるよう穴が設けられており、被検査製品が搭載されていないトレイの周囲エリアのみでトレイ１７を支えている。
　トレイ１７が検査ステージ６に配置されると、次に、トレイ１７の上方において、下向きに設置されたカメラ４で被検査対象物の表面を必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像し検査を実施する。
　その際、被検査対象物が搭載されているポケット１９において、被検査対象物の側面に対向するポケットの４方向の面に配置されているミラー１８により、被検査対象物の側面が上向きに映し出されるため、被検査対象物の４側面についても、カメラ４で同時に撮像し検査を実施することが可能となる。
　ここで、設置するカメラの視野角はトレイ全域をカバーしているため、必要な分解能が得られるカメラであれば、照明条件毎に、トレイ全域の被検査対象物を全て一括して撮像し、検査することが可能となる。視野角がトレイ全域ではなく、その一部に限られる場合は、一括で撮像可能な被検査対象物の数量ずつに検査領域を細分化して検査しても良い。
その際、ＸＹ平面に沿ってカメラ４を移動しても良いし、あるいは検査ステージ６を移動しても構わない。
　また、被検査対象物の裏面においても表面と同様に、トレイ１７の下方において、上向きに設置されたカメラ５で必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ被検査対象物を撮像し検査を実施する。
　トレイ１７が被検査対象物を支えている部分２０（基板面。以降、支え２０とも呼ぶ）及びトレイのポケットの底面部分２１は無色透明であるため、被検査対象物とカメラ５の間（視野角内）の位置であって、これら両者が干渉するような位置にトレイ１７の一部が存在していても、製品の搬送を伴わず、被検査対象物の検査が可能となる。
　その検査の際においても、設置するカメラの視野角がトレイ１７の全域をカバーし、必要な分解能が得られるカメラであれば、照明条件毎に、被検査対象物を全て一括で撮像し、検査することが可能となる。
カメラの視野角が限られる場合は、一括で撮像可能な被検査対象物の数量ずつに撮像領域を細分化して良い。その際、ＸＹ平面に沿ってカメラ５を移動しても良いし、あるいは検査ステージ６を移動しても構わない。
　なお、トレイのポケットの底面部分２１は、被検査対象物を支えている部分ではないため、そのうちの必要な部分を切り抜いておけば、トレイと被検査対象物との間の干渉物がなくなり、より鮮明な撮像が可能となる。
　または、図５Ａに示すように、トレイのポケットの底面部分２１の一部をレンズ形状２２（透明であることは前提として含まれる）とすることにより、被検査対象物の細部を拡大し、より小さな不良部分を検出することが可能となる。なお、この場合において、図５Ｂは、上記図４Ｂと同様、（センサモジュールなどの）被検査対象物１個分についての上面図を示すものである。
　実施の形態１では、被検査対象物の表面、裏面の検査が完了後、被検査対象物を１個ずつ側面検査ステージ８に搬送し被検査対象物の側面検査を行ったが、実施の形態２では、被検査対象物の表面と同時に４側面の検査を実施できるため、搬送を伴う側面検査ステージによる側面検査は不要となる。
[実施の形態２の効果]
　無色透明な材質で複数のポケット１９を設け、ポケット内で被検査対象物が動かないように被検査対象物の外周に沿った形状で、接触可能なエリアのみに支え２０（支えている部分２０とも呼ぶ）を設け、接触禁止エリアについては、空間を設け接触させず、さらに各ポケット１９の４方向にミラー１８を配置するよう設計されたトレイ１７を適用し、トレイ１７の上方及び下方にカメラを配置する。これにより、上方のカメラ４では被検査対象物の表面及び４側面、下方のカメラ５では被検査対象物の裏面を、複数個同時に一括で検査可能となり、表面と４側面の検査、および裏面の検査を行う際、被検査対象物の搬送を伴わず、これらの検査間において、同位置での被検査対象物の検査が可能となるため、タクト短縮の効果が見込める。
　さらに被検査対象物の側面検査のために側面検査ステージに搬送する作業がなくなるため、トレイの入替、または搬送に伴い発生しうる被検査対象物への直接接触による傷の発生も低減できる。
　また、実施の形態１と同様、被検査対象物をトレイに搭載して外観検査を行うため、被検査対象物として、形状が異なる別の製品への対応についても、別製品の形状に対応したトレイに変更し、この変更したトレイを用いることで容易に別製品の外観検査を行うことが可能となる。
実施の形態３．
　実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置について、以下図を用いて説明する。
　図６Ａ、図６Ｂは、それぞれ、実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した上面図、及び側面図である。また、図７Ａ、図７Ｂは、それぞれ、実施の形態３に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した上面図、及び側面図である。ここで、使用するトレイ１は、実施の形態１で示したものと同様、表面に複数のポケットが形成されているものとする。ただし、図６Ａに示したように、ここでは、複数のポケットが格子状に配置されて形成されている。
　実施の形態１では、トレイ１の上方及び下方に複数の被検査対象物の表面画像、及び裏面画像を撮像するカメラを設置したが、実施の形態３では、その他にトレイ１の４側面の方向から被検査対象物の４側面画像をそれぞれ、複数個の被検査対象物を一括で撮像するべく、図６Ａに示すように、各側面に対応させて、それぞれ側面用カメラ２３～２６を設置する（すなわち、図６Ａの上側の側面には側面用カメラ２３を、左側の側面には側面用カメラ２４を、下側の側面には側面用カメラ２５を、右側の側面には側面用カメラ２６を、それぞれ設置する）。従って、図６Ｂに示したトレイ表面側に設置されたカメラ４とトレイ裏面側に設置されたカメラ５の２台のカメラと合せて、合計６台のカメラを設置して対応している。
　これら６台のカメラについても、実施の形態１と同様、通常、ＣＣＤカメラが使用され、外観検査に求められる分解能、または視野角により、必要なカメラの画素数が決められる。
　また、トレイ１と上記６台のカメラの間には、実施の形態１、２と同様に、被検査対象物の色、または検出したい箇所の色を白くしたり黒くしたりして変更することにより、見たい部分をより強調して撮像するために、カメラの視野角を避けて照明装置がそれぞれ設置される。この照明装置は、被検査対象物の形状、大きさ、または照射方法によって選定される。
[実施の形態３の作用]
　このような外観検査装置においては、図６Ｂに示したように、検査ステージ６に半導体パッケージなどの被検査対象物が収納されたトレイ１を配置する。トレイ１内の半導体パッケージの配置は、各列に１個ずつ、しかも側面の４方向どこから見ても同じ列に半導体パッケージが１個だけ存在するように配置されている（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。
　トレイ１を配置する方法としては、段積みしたトレイ１の群から自動でトレイ１個を切り出しても良いし、トレイ１を１個ずつ手動で取り出しても構わない。ここで、検査ステージ６には、被検査対象の製品が搭載されているエリアにトレイ１の下方に設置したカメラ５で裏面から、被検査対象物が一括して撮像できるよう穴が設けられており、被検査対象の製品が搭載されていないトレイ１の外周部分である周囲エリアのみでトレイ１を支えている。
　トレイ１が検査ステージ６に設置されたら、照射装置も同時に使用して、トレイ１の上方に、下向きに設置されたカメラ４で被検査対象物の表面を、必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像し、被検査対象物の外観検査を実施する。設置されたカメラの視野角が、トレイ１の全域をカバーし、必要な分解能が得られるカメラであれば、照明条件毎に、被検査対象物を全て一括で撮像し、検査することが可能となる。視野角が限られる場合は、一括で撮像可能な被検査対象物の数量ずつに撮像領域を細分化しても良い。その際、ＸＹ平面に沿ってカメラ４が移動しても良いし、あるいは検査ステージ６が移動しても構わない。
　また、被検査対象物の裏面においても表面と同様に、トレイ１の下方に上向きに設置されたカメラ５を用いて、必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像し被検査対象物の検査を実施する。トレイ１の被検査対象物である赤外線センサモジュールを支えている部分３（基板面。支え３とも呼ぶ）及びトレイに形成されたポケットの底面部分７は無色透明であるため、たとえ、被検査対象物とカメラ５の間に、これら両者が干渉するように、トレイ１が配置されていても、被検査対象物の搬送を伴わず検査可能となる。
　その際においても、設置するカメラの視野角がトレイ１の全域をカバーし、必要な分解能が得られるカメラであれば、照明条件毎に被検査対象物を全て一括で撮像し、検査することが可能となる。視野角が限られる場合は、一括で撮像可能な被検査対象物の数量ずつになるように、撮像する領域を細分化しても良い。その際、ＸＹ平面に沿ってカメラ５が移動しても良いし、あるいは検査ステージ６が移動しても構わない。
　なお、トレイのポケットの底面部分７は、被検査対象物を支えている部分ではないため、（空間が形成されるように）切り抜いておけば、トレイ１と被検査対象物との間に、これらと干渉するものがなくなり、より鮮明な撮像が可能となる。
　また、図７Ｂに示すように、トレイのポケットの底面部分７の一部をレンズ形状１６（透明であることは前提として含まれる）とすることにより、被検査対象物の細部を拡大して検査できるため、より小さな不良部分を検出することが可能となる。各側面についても、図６Ａについて説明した場合と同様に、図７Ａに示したように、各側面撮像用に設置された側面用カメラ２３～２６で被検査対象物の各側面を必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像し検査を実施できる。
　設置するカメラの視野角がトレイ全域をカバーし、必要な分解能が得られるカメラであれば、照明条件毎に全て一括で撮像、検査可能となる。カメラの視野角が限られる場合は、一括で撮像可能な数量ずつ領域を細分化してもよい。その際、ＸＹ平面に沿って、側面用カメラ２３～２６が移動しても良いし、あるいは検査ステージ６が移動しても構わない。
[実施の形態３の効果]
　無色透明な材質のトレイに、複数のポケット２を設け、ポケット２内で被検査対象が動かないように支持するとともに、この被検査対象物の外周に沿った形状で、被検査対象物の接触可能なエリアのみに、支え３（支えている部分３とも呼ぶ）を設ける。また、接触禁止エリアについては、空間を設けて被検査対象物とは接触しないよう設計されたトレイ１に、半導体パッケージなどの被検査対象物を、各列に１個ずつ、しかも側面の４方向どこから見ても同じ列に半導体パッケージが１個だけ配置されるように載置し（図７Ａ参照）、トレイ１の全６方向（トレイ１の上方、下方、および上記側面の４方向の計６方向）にカメラを設置する。
　上記のようにカメラを配置することにより、上方のカメラ４では被検査対象物の表面、下方のカメラ５では被検査対象物の裏面、及び各４側面方向の側面用カメラ２３～２６では４側面各面を複数個同時に検査可能となり、表面と裏面、および４側面の検査を、被検査対象物の搬送を伴わず、被検査対象物の設置位置を最初に設置した位置から変更することなく、全ての被検査対象物の検査が可能となるため、外観検査のタクト短縮の効果が見込める。
　また、実施の形態１と同様、被検査対象物を搭載するものがトレイであるため、被検査対象物の形状が異なる別製品の外観検査への対応についても、別製品に対応する別のトレイに変更するだけで容易に外観検査が可能となる。
実施の形態４．
　実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置について、以下図を用いて説明する。
　図８Ａ、図８Ｂは、それぞれ、実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の一例を示した上面図及び側面用カメラ２５から見た側面図である。また、図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ、実施の形態４に係る物品の外観検査方法に用いられる外観検査装置の他の例を示した上面図及び側面用カメラ２５から見た側面図である。
　ここで、使用するトレイ２７は、図８Ａにおいて、上下左右のどの方向から見ても被検査対象物（の基準となる位置。例えばプリント配線板の表面高さ位置）が同一の列で同じ高さにならないよう、ポケット２８の深さサイズが互いに異なるように形成されるなど、ポケット２８の形状が対応して設定されているものとする。すなわち、同一（あるいは特定）の縦方向および横方向には、異なる深さを有する格子状のポケットが形成されている。具体的には、例えば、図８Ａ（製品の大きさは同じものだが、図では手前にあるものを大きく、奥にあるものを小さく図示している）に示したように、左側の列に載置されている被検査対象物である半導体パッケージ５０ａ、半導体パッケージ５０ｄ、半導体パッケージ５０ｇは、図８Ｂ（製品の大きさは同じものだが、図では手前にあるものを大きく、奥にあるものを小さく図示している）においては、それぞれ、左側の列の一番上側に半導体パッケージ５０ａが、一番下側に半導体パッケージ５０ｇが、真ん中の高さ位置に半導体パッケージ５０ｄが配置されている。この配置関係は、真ん中の列に載置されている半導体パッケージ５０ｂ、半導体パッケージ５０ｅ、半導体パッケージ５０ｈ、および右側に列に載置されている半導体パッケージ５０ｃ、半導体パッケージ５０ｆ、半導体パッケージ５０ｉについても同様である（図８Ａおよび図８Ｂ参照。図９Ａおよび図９Ｂにおいても同様）。
　なお、このトレイ２７の列数に特に制限はなく、外観検査装置（あるいはトレイ自体）の大きさ、または被検査対象物のサイズなどにより規定されるものとなっている。それ以外の特徴は、実施の形態１の場合と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
[実施の形態４の作用]
　さらに、図９Ｂに示すように、トレイのポケットの底面部分３０の一部をレンズ形状３１（透明であることは前提として含まれる）とすることにより、被検査対象物の細部を拡大して検査できるため、より小さな不良部分を検出することが可能となる。各側面についても図９Ａに示したように、各側面撮像用に設置された側面用カメラ２３～２６で被検査対象物の各側面を必要な照明条件で、必要な照明条件数だけ撮像して外観検査を実施できる。上記以外は、実施の形態３と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
[実施の形態４の効果]
　図８Ｂおよび図９Ｂに示すように、トレイ２７は、無色透明な材質で形成されており、複数のポケット２８が設けられている。各ポケットは、ポケット２８内で被検査対象物が動かないように、被検査対象物の外周に沿った形状で、被検査対象物の接触可能なエリアのみを支持する支え２９が設けられている。ポケット２８には、被検査対象物と接触しない接触禁止エリアとして、空間が設けられるよう設計されている。また、どの方向から見ても同じ列で同じ高さにならないようなポケット２８を設けたトレイ２７が使用されている。そして、トレイ２７の全６方向にカメラを配置することにより、上方のカメラ４では被検査対象物の表面、下方のカメラ５では被検査対象物の裏面、また各側面方向の側面用カメラ２３～２６では被検査対象物の４側面の各面での検査が、それぞれ同時に可能となり（図８Ａおよび図９Ａ参照）、表面と裏面、および４側面検査での被検査対象物の外観検査を、被検査対象物の搬送を伴わず、かつ、被検査対象物の検査のための設置位置を、最初に設定した検査位置から変更することなく、全ての被検査対象物の検査が可能となるため、外観検査のためのタクト短縮の効果が見込める。
　また、実施の形態１と同様、被検査対象物をトレイに搭載して検査するため、被検査対象物の形状が異なる別製品への外観検査の対応についても、別製品に対応したトレイに変更するだけで容易に対応可能である。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　１、１７、２７　トレイ、２、１９、２８　ポケット、３、２０、２９　支え（支えている部分）、４　カメラ（被検査対象物の表面画像を撮像するカメラ）、５　カメラ（被検査対象物の裏面画像を撮像するカメラ）、６　検査ステージ、７、２１、３０　トレイのポケットの底面部分、８　側面検査ステージ、９、２３、２４、２５、２６　側面用カメラ、１０　プリント配線板、１１　チップ部品、１２　外部接続用コネクタ、１３　レンズキャップ、１４　接着剤、１５　レンズ、１６、２２、３１　レンズ形状、１８　ミラー、５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ、５０ｉ　半導体パッケージ（被検査対象物）

Claims (6)

  1. 複数の被検査対象物をそれぞれ分離して載置する、複数の透明のポケットを備えた平面状のトレイと、
    前記平面状のトレイの表面側と裏面側に分離して設置され、複数の前記被検査対象物を、前記トレイの表面側と裏面側から、それぞれ一括して同時に撮像可能な複数の第１のカメラと、
    前記平面状のトレイの表面と裏面以外の側面から撮像可能な第２のカメラと、
    を備え、
    前記被検査対象物を載置した場合に、各ポケットが、前記被検査対象物の外周に沿うように前記被検査対象物に接触して当該被検査対象物を支持する支えを有する外観検査装置を用いて、前記被検査対象物の外観検査を行う外観検査方法であって、
    前記第１のカメラで、複数の前記被検査対象物を前記トレイの表面側と裏面側から、それぞれ撮像するとともに、前記第２のカメラで、前記被検査対象物を前記側面から撮像する、
    ことを特徴とする物品の外観検査方法。
  2. 複数の被検査対象物をそれぞれ分離して載置する、複数の透明のポケットを備えた平面状のトレイと、
    前記平面状のトレイの表面側と裏面側に分離して設置され、複数の前記被検査対象物を、前記トレイの表面側と裏面側から、それぞれ一括して同時に撮像可能な複数の第１のカメラと、
    前記被検査対象物の側面に対向する、前記ポケットの面に配置されたミラーと、
    を備え、
    前記被検査対象物を載置した場合に、各ポケットが、前記被検査対象物の外周に沿うように前記被検査対象物に接触して当該被検査対象物を支持する支えを有する外観検査装置を用いて、前記被検査対象物の外観検査を行う外観検査方法であって、
    前記被検査対象物の表面と前記ミラーで反射された前記側面の画像、および前記被検査対象物の裏面を、前記第１のカメラにより、それぞれ一括して同時に撮像することにより、前記被検査対象物を検査することを特徴とする物品の外観検査方法。
  3. 前記トレイに表面側から見て格子状のポケットを形成するとともに、格子状のポケットの特定の縦方向または横方向にそれぞれ１個ずつ、かつ前記側面のいずれの側面から見ても同一の方向には前記被検査対象物が１個だけ載置されるよう配置し、前記被検査対象物を、前記トレイの表面、裏面、および側面から、それぞれ同時に撮像し検査することを特徴とする請求項１に記載の物品の外観検査方法。
  4. 前記トレイに、前記側面のいずれの側面から見ても、同一の縦方向および横方向には異なる深さを有する格子状のポケットを形成するとともに、当該ポケットに前記被検査対象物をそれぞれ載置して、当該被検査対象物を検査することを特徴とする請求項３に記載の物品の外観検査方法。
  5. 前記ポケットの底面部分の一部はレンズ形状とされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物品の外観検査方法。
  6. 被検査対象物の形状、または大きさによって選定された、前記外観検査装置が有する照明装置をカメラの視野角を避けて設置し、前記被検査対象物の各側面を予め定められた照明条件で撮像して外観検査を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の物品の外観検査方法。
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