JPH07151693A - 外観検査方法及びそれに用いる外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＩＣリードフレームにおけるエッチピットのよ
うな欠陥を付着物と明確に区別して検出できる外観検査
方法及びそれに用いる外観検査装置の提供。 【構成】偏光照明系１５による偏光化させた照明光で照
明した検査対象物を検査対象物からの映像光から偏光成
分を除去可能な偏光素子１１を介して検査用カメラ１０
で撮像した偏光照明画像と暗視野照明系１７で照明して
得られる暗視野照明画像とをそれぞれ取り込み、この各
画像について欠陥部分及び付着物それぞれの像の明るさ
の差を比較分析することにより、これらの区別を行なう
ようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外観検査方法及び外観
検査装置に関し、特に例えばＩＣリードフレームのよう
な光沢表面を持った検査対象物の外観検査に好適な外観
検査方法及び外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣリードフレームの外観検査における
検査対象項目には種々の項目があるが、その中に、エッ
チピット、つまりエッチング加工の際に生じる窪み状の
欠陥や傷などのような表面不良の検出がある。これらの
検出については、従来では、偏光照明が利用されてい
た。即ち、偏光で照明した検査対象のＩＣリードフレー
ムを偏光素子を介して撮像するようにしており、散乱性
が低くいために照明光の偏光性をそのまま維持している
映像光を与える正常な部分の映像を偏光素子による偏光
のカットで暗くする一方で、散乱性が高いために自然光
を多く含む映像光を与える欠陥部分を明るく浮き出させ
て検出するようにしていた。

【０００３】しかし、この方法では、たまたま表面に付
着している埃や糸屑のような付着物も欠陥部分と同様に
明るく浮き出てしまい、それぞれの明るさに多少の相違
はあるものの、それが欠陥部分であるのか付着物である
のかを明確に区別することはできない。この結果、欠陥
のない製品が不良と判定されてしまう事態を避けられ
ず、検査精度に問題を残していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情を背景になされたもので、ＩＣリードフレームにお
けるエッチピットのような欠陥を付着物と明確に区別し
て検出できる外観検査方法及びそれに用いる外観検査装
置の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による外観検査方
法は、照明系で照明しつつ検査用カメラで撮像した画像
を処理して検査対象物の外観検査を行うようにしてなる
もので、偏光で照明した検査対象物を検査対象物からの
映像光から偏光成分を除去可能な偏光素子を介して撮像
した偏光照明画像と暗視野照明で照明して得られる暗視
野照明画像とを比較分析して検査対象物の表面の欠陥を
検出するようにしている。

【０００６】ここで、暗視野照明画像は、上述した従来
の偏光照明による画像と同様に正常な部分の暗い像の中
で欠陥部分が浮き出る画像であるが、そのメカニズムに
おいて異なる。即ち、暗視野照明画像は、検査対象物の
正常な面で正反射した光が検査用カメラの視野外に進む
ような角度で照明光を当てる、つまり暗視野照明とする
ことにより、正常な部分を暗くし、一方欠陥部分は、こ
れに反射してランダムな進行方向を生じた光を検査用カ
メラに取り込ませて明るく浮き出させるようにしたもの
である。また、偏光照明画像は、上述した従来の方法と
同様にして得られる画像の他に、偏光を暗視野照明状に
照明して得られる画像であることも可能である。

【０００７】この方法により欠陥を特定して検出するに
ついての具体的な例を上記のＩＣリードフレームにおけ
るエッチピットと付着物の場合について見ると、以下の
ようになる。

【０００８】エッチピットは、金属面自体の欠陥である
ため散乱性と共にかなりの程度の非散乱的反射もある。
一方、付着物は埃、特に糸屑のようなものが主であるた
めほとんど散乱的反射だけである。このため、エッチピ
ットについては、散乱光のみが映像光となる偏光照明画
像と非散乱的反射光も映像光となる暗視野照明画像との
明るさの差が大きくなるが、付着物については非散乱的
反射光が少ないために両画像における像の明るさの変化
が余り大きくない。従って、両画像についてこの関係を
分析することにより、エッチピットであるか付着物であ
るかを明確に区別できる。その分析の具体的な手法とし
ては、例えば偏光照明画像と暗視野照明画像それぞれに
おけるエッチピット乃至付着物についての像における明
るさの差をとり、その値の大きさにより区別するように
することが可能である。

【０００９】尚、暗視野照明画像の場合には、リード等
のエッジ部分がランダムな反射を与えるために明るく浮
き出て欠陥や付着物との区別が問題になるが、この点は
偏光照明画像との比較により解消できる。即ち、偏光照
明にあってはエッジ部分の反射光は、ほとんど照明光の
偏光性をそのまま保持しており偏光照明画像には像とし
てほとんど現れないので、暗視野照明画像にのみ現れた
像をエッジ部分の像として処理すればよい。

【００１０】このように、本発明の方法にあっては、同
一の欠陥部分や付着物についての両画像を比較分析する
ものであるから、両画像における欠陥部分や付着物の像
の位置関係が同一であることが処理のし易さという点で
好ましく、そのためには、両画像を同一アングルで撮像
することが好ましい。また、両画像のついての照明光の
照明角度もできるだけ近似したもとのするのが好まし
い。

【００１１】このような方法のための外観検査装置は、
偏光照明画像と暗視野照明画像とに分けて撮像可能とす
る撮像機構を備えると共に、偏光照明画像と暗視野照明
画像とを比較分析するための処理手段を備えた構造とさ
れる。

【００１２】偏光照明画像と暗視野照明画像とに分けて
撮像可能とする撮像機構は、例えば偏光素子を設けた偏
光照明系と自然光を照明光として暗視野照明で照明する
暗視野照明系とを別々に設けるような構造も可能であ
り、また偏光素子を照明光として暗視野照明で照明する
照明系だけを設けて、撮像系の偏光素子を偏光をカット
する状態と通過させる状態に選択的に変えることができ
るようにするか、あるいは検査対象物からの映像光の偏
光方向を例えば液晶セルのような偏光方向回転手段で変
えるようにする構造も可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例をそれに用いる装置に
関連させて説明する。本発明の実施に用いるＩＣリード
フレーム用の外観検査装置は、図１に簡略化して示すよ
うな検査ステージ１を有しており、この検査ステージ１
に、撮像系２と照明系３からなる撮像機構４及び検査対
象のＩＣリードフレームＭを載置するための載置台５が
設けられている。

【００１４】撮像系２は、例えばＣＣＤカメラのような
固体カメラを用いた検査用カメラ１０と偏光素子１１か
らなっている。また、検査用カメラ１０には処理手段１
２が接続されており、検査用カメラ１０で得られた画像
の格納や分析処理を行えるようにされている。

【００１５】一方、照明系３は、光ファイバ束で図示せ
ぬ発光源から導光して形成された光源１３とこの光源１
３からの照明光を偏光化させる偏光素子１４を含む偏光
照明系１５と、光源１３と同様に形成された光源１６か
らの照明光をそのまま暗視野照明となる照明角度で検査
対象物に照射するようにした暗視野照明系１７とから形
成されている。

【００１６】このような外観検査装置は、ＩＣリードフ
レームの外観に関する種々の検査項目の検査が可能であ
るが、本発明に係る例えばエッチピットと付着物を区別
して検出する検査は以下のようにしてなされる。

【００１７】偏光照明系１５による場合でも暗視野照明
系１７による場合でもその照明光Ｌは図２に示すような
状態でＩＣリードフレームＭの表面に照射される。そし
て、正常な部分については照明光は正反射して検査用カ
メラ１０の視野外に進み、一方そこにある付着物Ｉやエ
ッチピットＰに当たった照明光はそれぞれの表面特性に
応じた散乱や乱反射によりランダムな方向に進み、その
一部が検査用カメラ１０に捉えられる。

【００１８】このような状態において、先ず偏光照明系
１５により照明した状態で偏光照明画像Ｍａ（図３）を
取り込み、次いで、暗視野照明系１７により照明した状
態で暗視野照明画像Ｍｂ（図４）を取り込むと共に、両
画像の比較分析を処理手段１２において行う。その分析
は、上述したように例えば両画像Ｍａ、Ｍｂにおける付
着物の像Ｉａ、Ｉｂ及びエッチピットの像Ｐａ、Ｐｂそ
れぞれについて明るさの差をとることによりなされる。
即ち、上述したように偏光照明画像及び暗視野照明画像
それぞれにおける付着物の像Ｉａ、Ｉｂはほとんどその
明るさに差がないが、エッチピットの像Ｐａ、Ｐｂは暗
視野照明画像の方が可なり明るい（図中ではハッチング
の濃度により明るさを示し、明るいほどハッチングを濃
くしている）。従って、得られる差の絶対値が一定以上
の場合にはエッチピットであり以下の場合は付着物であ
ると判断される。

【００１９】

【発明の効果】本発明による外観検査方法は、以上説明
したように、偏光照明画像と暗視野照明画像との比較分
析により検査対象の欠陥を検出するようになっているの
で、例えばＩＣリードフレームにおけるエッチピットと
付着物を区別して検査するこができ、たまたま付着物が
あるだけで本来は不良とすべきでない製品を不良として
しまう事態を有効に防止して検査精度を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による外観検査装置の検査ステージの構
成図。

【図２】検査対象のＩＣリードフレームの表面状態を示
す模式図。

【図３】偏光照明画像の模式図。

【図４】暗視野照明画像の模式図。

【符号の説明】

１ 検査ステージ ２ 撮像系 ３ 照明系 １０ 検査用カメラ １１ 偏光素子 １５ 偏光照明系 １７ 暗視野照明系 Ｍ ＩＣリードフレーム（検査対象物）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明系で照明しつつ撮像系で撮像した画
   像を処理して検査対象物の外観検査を行うようにしてな
   る外観検査方法において、偏光で照明した検査対象物を
   検査対象物からの映像光から偏光成分を除去可能な偏光
   素子を介して撮像した偏光照明画像と暗視野照明で照明
   して得られる暗視野照明画像とを比較分析して検査対象
   物の表面の欠陥を検出するようにしたことを特徴とする
   外観検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の外観検査方法に用いる
   外観検査装置であって、偏光照明画像と暗視野照明画像
   とに分けて撮像可能とする照明系と撮像系を有する検査
   ステージを備えると共に、偏光照明画像と暗視野照明画
   像とを比較分析するための処理手段を備えてなる外観検
   査装置。