JPH07190725A

JPH07190725A - 画像取り込み装置

Info

Publication number: JPH07190725A
Application number: JP5333663A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Komatsu; 保雄小松
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】機械的移動量が少なく計測に時間を掛けずにＱ
ＦＰタイプのパッケージを用いたＬＳＩ等の外観検査を
高分解能、高精度に行うことができる画像取り込み装置
を提供する。【構成】本発明の画像取り込み装置は、２個の平行に配
置されたラインセンサ７，８と、該センサが載置されセ
ンサの走査方向と垂直方向に移動可能なステージ９と、
画像取り込み対象物１の像を上記センサに結像させる光
学系６と、上記光学系に対向配置され上記像を所定角度
回転させ得る手段５と、上記ラインセンサ、ステージ、
回転手段の各駆動回路２５と、画像メモリ２４と、各駆
動回路を制御して、複数箇所の画像を画像メモリに取り
込む制御手段２３とを備えており、上記２つのセンサと
回転手段５との組合せにより、対象物の複数箇所の画像
を時間を掛けずに高精度に取り込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像取り込み装置に関
し、特にＱＦＰ（Quad Flat L-Leaded Package）タイプ
のパッケージを用いた集積回路（ＩＣ）や大規模集積回
路（ＬＳＩ）の外観検査を高分解能、高精度に行なうこ
とができる画像取り込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４（ａ）に示すようなＤＩＰ
（Dual in Line Package）タイプのパッケージを用いた
ＩＣのリード部の外観検査を高分解能、高精度に行なう
ための画像取り込み装置としては、ラインセンサカメラ
を用いたものが知られており、ラインセンサの走査方向
をリードの列方向に合わせ、走査方向に直交する方向に
ラインセンサカメラまたはＤＩＰを機械的に移動しなが
ら画像の取り込みを行ない、画像処理してリードのピッ
チや浮き等の計測を行なっていた。この場合、ＤＩＰの
リード部は平行な２辺のみに設けられているため、リー
ド部の計測精度はラインセンサの画素数できまり、高画
素数のラインセンサを用いれば、高分解能、高精度の計
測が行なえる。

【０００３】ところで、近年ＩＣのＬＳＩ化に伴ってリ
ード数が大幅に増え、このため図４（ｂ）に示すような
ＱＦＰタイプのパッケージが用いられるようになった
が、ＱＦＰのリード部の計測を上記ラインセンサカメラ
で行なう場合、図４（ｃ）に示すように、ＱＦＰの１辺
のリード列（Ｉ）にラインセンサの走査方向を合わせ、
走査方向に直交する方向に機械的に移動（機械的走査）
しながら画像を取り込んでいた。このため、２０００画
素のラインセンサを使用して、ＱＦＰリードの画像を各
方向２０００分割の分解能、精度で取り込む場合、微小
ピッチで２０００回の精度の良い移動と、ライン画像の
取り込みを行なう必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の装
置では、ラインセンサに直角方向の計測精度は、機械的
移動の精度により決まるため、高精度な移動機構が要求
され、装置が高価になるという問題があった。また、Ｑ
ＦＰのリードの計測の場合、ラインセンサに直角方向の
リードの計測精度を上げるためには、図４（ｃ）の斜線
部で示すように高精度走査が必要な領域が広く、この領
域全面に渡って微小ピッチでの機械的移動が必要であ
り、計測に時間が掛かるという問題もある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、機械的移動量を少なくし、計測に時間を掛けず
に、ＱＦＰタイプのパッケージを用いたＬＳＩ等の外観
検査を高分解能、高精度に行なうことができる画像取り
込み装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像取り込み装置は、２個の平行に配置さ
れたラインセンサと、該センサが載置されセンサの走査
方向と垂直方向に移動可能なステージと、画像取り込み
対象物の像を上記センサに結像させる光学系と、上記光
学系に対向配置され上記像を所定角度回転させ得る手段
と、上記ラインセンサ、ステージ、回転手段の各駆動回
路と、画像メモリと、各駆動回路を制御して、複数箇所
の画像を画像メモリに取り込む制御手段とを備えたもの
である。

【０００７】

【作用】本発明の画像取り込み装置においては、２個の
平行に配置されたラインセンサを備えたことにより、Ｑ
ＦＰのラインセンサに平行な２辺のリード部の像を上記
光学系により各ラインセンサに結像させれば、同時に２
箇所の精度の良い画像取り込みが行なえる。また、上記
像の回転手段によりＱＦＰの像を９０°回転させれば、
残る２辺のリード部の像をラインセンサに平行な方向に
でき、ラインセンサで取り込むことができる。従って、
ＱＦＰの４箇所のリード部の精度の良い画像取り込み
を、必要な部分のみの走査と、上記回転手段のみで行な
うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例の基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の説明図であり、
（ａ）は画像読取装置の構成の概要を示すブロック図、
（ｂ）は撮像部の概略構成図、（ｃ）は画像取り込み対
象物の載置部を照明光側から見た図、（ｃ）は２個のラ
インセンサが載置されたステージを上から見た図であ
る。図１において、撮像部２１は、２個の平行に配置さ
れたラインセンサ７，８と、該センサ７，８が載置され
センサの走査方向と垂直方向に移動可能なステージ９
と、該ステージ９を移動するためのモータ１２と、ＱＦ
Ｐ１等の画像取り込み対象物が載置されるガラス板４
と、ガラス板４の周囲の四方に配置され、ＱＦＰ１等の
対象物の４箇所の端面の像をそれぞれラインセンサ方向
に反射する第１，第２，第３，第４のミラー２，３，１
０，１１と、ＱＦＰ１等の対象物の像を上記センサ７，
８に結像させる光学系６と、上記結像光学系６に対向配
置され上記像を所定角度回転させる手段としてのイメー
ジローテータ５と、照明とを備えた構成となっている。

【０００９】上記第１，第２，第３，第４のミラー２，
３，１０，１１は図１（ｃ）のように正方形のガラス板
４の４辺に平行に配置され、ＱＦＰ１はその４辺のリー
ド部が各ミラー面に対向するようにガラス板４上に載置
される。２個のラインセンサ７，８は周知のＣＣＤライ
ンセンサ等からなり、図１（ｄ）のようにステージ９上
に所定の距離を隔てて平行に載置され、図示の例では受
光部ライン（走査ライン）の方向がミラー２，３と平行
な方向となるようにセットされている。尚、ラインセン
サの分解能や精度は画素数できまるが、ＱＦＰは、例え
ば外形寸法が４０×４０ｍｍでリード数３０４ピンのも
のは１辺当りのピン数が７６ピンであり、リードピッチ
が約０．５ｍｍであるから、１つのラインセンサで１辺
のリード列の像を取り込んでリードピッチやリードの浮
き（リードピッチよりかなり小さい）を精度良く計測す
る場合、検出精度は±２０μｍ以下が必要であると考え
られる。従って、ラインセンサには２０００画素以上の
画素数のものを用いるとよい。

【００１０】イメージローテータ５は、例えば、図２
（ａ）に示すように３面のミラーを組み合わせたもの
や、（ｂ）に示すように（ａ）をプリズム化しさらに屋
根形プリズムを導入したもの等からなり、これらミラー
系やプリズムを回転機構（図示せず）により入射光軸を
中心に回転することにより透過像を回転することができ
る。従って、図１（ｂ）のように、イメージローテータ
５をガラス板４と結像光学系６との間に配置することに
より、ＱＦＰ１の像を回転することができる。尚、図２
（ｃ）に示すダグタイププリズムもイメージローテータ
として用いることができる。結像光学系６は、複数のレ
ンズとアクチュエータとを組み合わせたもので、オート
フォーカス機能と変倍機能とを有し、ＱＦＰ１からの像
を各ラインセンサ７，８に所定の範囲内の任意の拡大率
で結像する。従って、異なる大きさのＱＦＰ（外形寸法
で８×８〜５５×５５ｍｍの範囲の種々の大きさのもの
がある）に対応することができる。すなわち、異なる大
きさのＱＦＰの像を受光平面（２個のライセンサ７，８
の受光面を通る仮想的な平面）上にほぼ同じ大きさの像
として結像できる。また、要部のみ拡大して結像させる
こともできる。

【００１１】さて、撮像部２１の２個のラインセンサ
７，８からの画像信号は画像処理装置２０の画像処理部
２２を介して画像メモリ２４に記憶される。また、画像
処理装置２０内には、ステージ９を移動するためのモー
タ１２やイメージローテータ５の回転機構、結像光学系
６の変倍機構やオートフォーカス機構等を駆動するため
の各駆動回路２５と、画像処理部２２や各駆動回路２５
を制御する制御部２０が備えられている。また、画像処
理装置２０にはＴＶモニタ等の表示部２６とキーボード
等の入力部２７が接続されている。制御部２３はマイク
ロコンピュータや制御回路、メモリ等からなり、画像処
理部２２や各駆動回路２５を制御して、検査対象物（Ｑ
ＦＰ等）１の複数箇所の画像を画像メモリ２４に取り込
み、取り込んだ画像を表示部２６で表示させる。また、
取り込んだ画像をもとに所定の演算、比較処理等を行な
い結果を出力する。また、制御部２３の動作や制御の変
更等は入力部２７でのキー入力等により行なうことがで
きる。

【００１２】次に、図１に示す画像取り込み装置の動作
について図３を参照して説明する。まず図１に示すよう
に、検査対象となるＱＦＰ１をガラス台４上にセット
し、画像取り込み動作を開始する。尚、説明の都合上、
ＱＦＰの各リード部にＩ，II，III，IＶの記号を付して
識別する。

【００１３】（１）ＱＦＰのＩ，III側画像の取り込み
（図３（１））．１．まず、イメージローテータ５、移動ステージ９を初
期位置に移動する。ここで、初期位置とは、ラインセン
サ７は、ミラー２を経由したＱＦＰ１のリードのＩ側端
面の像が入る手前の位置、ラインセンサ８には、ＱＦＰ
１のIII 側シルエット像のパッケージ端の像が入る位置
である。２．図１（ｂ）において、ステージ９を左方向へ移動し
ながら、両センサ７，８で取り込んだ画像を画像処理装
置２０の画像メモリ２４に取り込む。このステージ９の
移動と１ラインの取り込みの速度は同期して進行する。３．ステージ９の移動によって、ラインセンサ７には、
ミラー２を経由したＱＦＰ１のリードのＩ側端面の像が
入る。ラインセンサ８には、ＱＦＰ１のリードのIII 側
シルエット像が入る。４．ステージ９をさらに左方向へ移動しながら、両セン
サ７，８で取り込んだ画像を画像処理装置２０の画像メ
モリ２４に順次取り込んで行く。そして、ラインセンサ
８に、ミラー３を経由したＱＦＰ１のリードのIII 側端
面像が入り、これを通過した時点でステージ９の移動を
停止する。

【００１４】（２）ＱＦＰのII，IＶ側画像の取り込み
（図３（２））．５．イメージローテータ５を４５°回転する。これによ
り、ＱＦＰ１の像は受光平面上で９０°回転し、ＱＦＰ
像のII，IＶ側のリード列像がラインセンサ７，８の走
査方向と平行となる。また、このときステージ９は上記
（１）の動作の停止位置にあるため、ラインセンサ７
は、ＱＦＰ１のII側シルエット像のパッケージ端の像が
入る位置、ラインセンサ８は、ミラー１０を経由したＱ
ＦＰ１のリードの IＶ側端面の像が入る手前の位置とな
る。６．ステージ９を右方向へ移動しながら、両センサ７，
８で取り込んだ画像を画像処理装置２０の画像メモリ２
４に順次取り込んで行く。７．ラインセンサ７に、ミラー１０を経由したＱＦＰ１
のリードのII側端面像が入り、これを通過した時点でス
テージ９の移動を停止する。

【００１５】（３）画像処理（図３（３））．８．上記（１），（２）の動作によってＱＦＰ１の４箇
所のリード部Ｉ，II，III，IＶの画像の取り込みが終了
し、画像処理装置２０でＱＦＰのリードのピッチ、浮き
等の演算が行なわれ、表示部２６で画像と共に演算結果
が表示される。

【００１６】以上、本発明の画像取り込み装置の実施例
について説明したが、この装置によれば、２個のライン
センサ７，８とイメージローテータ５とを組み合わせた
ことにより、ＱＦＰの４箇所のリード部の精度の良い画
像取り込みが、必要な部分のみの走査と、イメージロー
テータ５の回転のみで済むため、短時間で行なえる。ま
た、一般的に精度がより要求されるリードのピッチ方向
の精度が、ラインセンサ７，８の素子精度で決まるた
め、高精度が得やすい（従来の方式は、ラインセンサの
走査方向と垂直な方向のピッチ精度は、機械的走査の精
度で決まっていた）。また、側面計測用のミラー２，
３，１０，１１を設けたことにより、計測時間の増加が
僅かで側面の画像も取り込める。

【００１７】尚、図１の構成で、リードの浮きの計測の
必要が無い場合は、ミラー２，３，１０，１１は無くて
も良い。また、ミラー２，３，１０，１１を設けた場
合、必要ならば、ガラス板（あるいは高屈折率透明体）
４の厚さを適当に設定することで、ミラー像との光路長
を調整できる。また、必要に応じてミラーをハーフミラ
ーに変更して後方に光源を置き、リードの端面を照明す
ることもできる。また、イメージローテータ５を４５
°、９０°と回転すれば、受光平面上の像を９０°、１
８０°回転できるため、１個のラインセンサで４箇所の
画像取り込みを行なうことができ、装置を安価にでき
る。しかし、ラインセンサを１個にした場合、計測には
時間が倍以上掛かる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像取り
込み装置においては、２個の平行に配置されたラインセ
ンサを備えたことにより、ＱＦＰのラインセンサに平行
な２辺のリード部の像を上記光学系により各ラインセン
サに結像させれば、同時に２箇所の精度の良い画像取り
込みが行なえる。また、像の回転手段によりＱＦＰの像
を９０°回転させれば、残る２辺のリード部の像をライ
ンセンサに平行な方向にでき、ラインセンサで取り込む
ことができる。従って、ＱＦＰの４箇所のリード部の精
度の良い画像取り込みを、必要な部分のみの走査と、上
記回転手段のみで行なうことができ、従来の機械的走査
とライン走査を行なう装置に比べて高精度、高分解能な
画像取り込みを短時間で行なうことができる。また、一
般的に精度がより要求されるリードのピッチ方向の精度
が、ラインセンサの素子精度で決まるため、高精度（２
０００画素で±２０μｍ程度、４０００画素で±１０μ
ｍ程度の検査精度が得られる）が得やすいというという
利点がある。従って、本発明によれば、機械的移動量を
少なくし、計測に時間を掛けずに、ＱＦＰタイプのパッ
ケージを用いたＬＳＩ等の外観検査を高分解能、高精度
に行なうことができる画像取り込み装置を提供すること
ができ、ＬＳＩ等の外観検査の効率を良くすることがで
き、生産性の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像取り込み装置の実施例の説明
図である。

【図２】像回転手段の例を示すイメージローテータの説
明図である。

【図３】図１に示す画像取り込み装置の動作を説明する
ための図である。

【図４】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：画像取り込み対象物（ＱＦＰ）２，３，１０，１１：ミラー４：ガラス板５：イメージローテータ６：結像光学系７，８：ラインセンサ９：移動用ステージ１２：ステージ移動用モータ２０：画像処理装置２１：撮像部２２：画像処理部２３：制御部２４：画像メモリ２５：各駆動回路２６：表示部２７：入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２個の平行に配置されたラインセンサと、
該センサが載置されセンサの走査方向と垂直方向に移動
可能なステージと、画像取り込み対象物の像を上記セン
サに結像させる光学系と、上記光学系に対向配置され上
記像を所定角度回転させ得る手段と、上記ラインセン
サ、ステージ、回転手段の各駆動回路と、画像メモリ
と、各駆動回路を制御して、複数箇所の画像を画像メモ
リに取り込む制御手段とを備えたことを特徴とする画像
取り込み装置。