(57)【要約】【課題】セラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる基板検査装置および基板検査方法を提供する。【解決手段】分割されたセラミック基板（１３）の欠陥を検査する基板検査装置であって、セラミック基板（１３）の第１面（１３ａ）側に配置されて、第１面（１３ａ）を撮像するカメラ部（１１）と、第１面（１３ａ）側に配置されて、第１面（１３ａ）に対して光を照射する第１照射部（１２）と、第１面（１３ａ）と反対側の第２面（１３ｂ）側に配置されて、第２面（１３ｂ）に対して光を照射する第２照射部（１４）と、カメラ部（１１）で撮像された画像を画像認識して欠陥の有無を判断する欠陥認識部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割されたセラミック基板の欠陥を検査する基板検査装置であって、
前記セラミック基板の第１面側に配置されて、前記第１面を撮像するカメラ部と、
前記第１面側に配置されて、前記第１面に対して光を照射する第１照射部と、
前記第１面と反対側の第２面側に配置されて、前記第２面に対して光を照射する第２照射部と、
前記カメラ部で撮像された画像を画像認識して欠陥の有無を判断する欠陥認識部を備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板検査装置であって、
前記カメラ部によって前記第１面を撮像する期間内に、前記第１照射部および前記第２照射部からの発光が含まれることを特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板検査装置であって、
前記第１照射部から前記第１面に対して照射する光と、
前記第２照射部から前記第２面に対して照射する光は、照射条件が異なっていることを特徴とする基板検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板検査装置であって、
前記第１面の面積をＳ１とし、
前記第２照射部において光を出射する光出射部の面積をＳ２とすると、
Ｓ２≧Ｓ１×０．２の関係を満たすことを特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
分割されたセラミック基板の欠陥を検査する基板検査方法であって、
前記セラミック基板の第１面側に配置された第１照射部で、前記第１面に対して光を照射する第１照射工程と、
前記第１面と反対側の第２面側に配置された第２照射部で、前記第２面に対して光を照射する第２照射工程と、
前記第１面側に配置されたカメラ部で、前記第１面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された画像を画像認識して欠陥の有無を判断する欠陥認識工程を備えることを特徴とする基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板検査装置および基板検査方法に関し、特に分割されたセラミック基板の欠陥を検査する基板検査装置および基板検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具などの技術分野では、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いるものが普及し始めている。発光ダイオードは、電流を流して発光させると発熱し、温度上昇により発光波長が変化することや発光効率が低下することなどの問題が生じる。また、ＬＥＤチップの温度が上昇しすぎると、周囲の配線パターンや金属ワイヤ、ハンダ、封止樹脂等にも悪影響がおよび断線などの不良が発生するおそれもあった。
【０００３】
そこで、ＬＥＤチップからの熱を良好に放熱するために、熱伝導性が良好な基板上にＬＥＤチップを搭載し、ＬＥＤチップから放熱フィンなどの放熱部材に良好に熱を伝えて、ＬＥＤチップ周囲の温度上昇を抑制することも提案されている。熱伝導性が良好な基板の材料としては、銅などの金属材料が挙げられるが、絶縁性の確保や軽量化の観点からセラミック材料を用いるものも提案されている。
【０００４】
セラミック材料を基板として用いる場合には、グリーンシートを焼成して大きいサイズの基板を得た後に、所望のサイズに分割することが一般的である。セラミック基板の分割では、大きなサイズの基板にダイシングブレードやレーザ加工機で溝等の分割起点を形成し、応力を加えることで分割起点に沿って基板を分割する方法が用いられる。しかし、このように分割されたセラミック基板では、分割時に基板周縁部や裏面などに欠けやクラックなどの不良が生じてしまう可能性がある。
【０００５】
このような不良が生じた基板を選別するために、従来から、配線パターンを形成してＬＥＤチップ等の電子部品を搭載した後に、セラミック基板の表面をカメラ等で撮像して、画像認識により不良を判別する基板検査装置と基板検査方法が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。
【０００６】
図６は、従来技術の基板検査装置および基板検査方法の概要を説明する模式図である。従来の基板検査装置は、カメラ部１と照明部２を備えており、セラミック基板３の電子部品を搭載した面側から照明部２で光を照射し、カメラ部１でセラミック基板３の表面を撮像する。また、撮像したセラミック基板３の表面画像を画像認識させて、電子部品と配線パターンを判別するとともにセラミック基板３に生じた不良を判別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１９７７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
セラミック基板３は、ヒートシンク等の放熱部材上に搭載する際に、基板を接着剤等に接触させて加圧する工程を経るため、欠けやクラックが存在すると加圧時の応力で欠けやクラックが進行して、セラミック基板３が破損することや配線パターンが断線する等の不良が生じてしまう。
【０００９】
しかし、上述した従来の基板検査装置および基板検査方法では、セラミック基板３の電子部品を搭載した面側における不良を判別するには適しているが、裏面側や周縁部に生じたクラックを良好に判別するのは困難であった。
【００１０】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、セラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる基板検査装置および基板検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の基板検査装置は、分割されたセラミック基板の欠陥を検査する基板検査装置であって、前記セラミック基板の第１面側に配置されて、前記第１面を撮像するカメラ部と、前記第１面側に配置されて、前記第１面に対して光を照射する第１照射部と、前記第１面と反対側の第２面側に配置されて、前記第２面に対して光を照射する第２照射部と、前記カメラ部で撮像された画像を画像認識して欠陥の有無を判断する欠陥認識部を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような本発明の基板検査装置では、セラミック基板の第１面側と第２面側にそれぞれ第１照射部と第２照射部を配置し、セラミック基板の両面から光を照射してカメラ部で第１面を撮像し画像認識で欠陥の有無を判断するため、セラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記カメラ部によって前記第１面を撮像する期間内に、前記第１照射部および前記第２照射部からの発光が含まれる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記第１照射部から前記第１面に対して照射する光と、前記第２照射部から前記第２面に対して照射する光は、照射条件が異なっている。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記第１面の面積をＳ１とし、前記第２照射部において光を出射する光出射部の面積をＳ２とすると、Ｓ２≧Ｓ１×０．２の関係を満たす。
【００１６】
また上記課題を解決するために、本発明の基板検査方法は、分割されたセラミック基板の欠陥を検査する基板検査方法であって、前記セラミック基板の第１面側に配置された第１照射部で、前記第１面に対して光を照射する第１照射工程と、前記第１面と反対側の第２面側に配置された第２照射部で、前記第２面に対して光を照射する第２照射工程と、前記第１面側に配置されたカメラ部で、前記第１面を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像された画像を画像認識して欠陥の有無を判断する欠陥認識工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、セラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる基板検査装置および基板検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態における基板検査装置の概要を説明する模式図である。
【図２】セラミック基板１３の周縁部に生じた欠陥１５を示す模式図であり、図２（ａ）は模式斜視図であり、図２（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図３】基板検査装置の概要を説明するブロック図である。
【図４】基板検査方法の工程を示すフローチャートである。
【図５】第１照射部と第２照射部での発光期間とカメラ部での撮像期間を示すタイミングチャートであり、図５（ａ）は同時照射を示し、図５（ｂ）は異なるタイミングでの照射を示している。
【図６】従来技術の基板検査装置および基板検査方法の概要を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本発明の第１実施形態における基板検査装置の概要を説明する模式図である。
【００２０】
図１に示すように本実施形態の基板検査装置は、カメラ部１１と、第１照射部１２と、第２照射部１４を備え、第１照射部１２と第２照射部１４との間に配置したセラミック基板１３を検査する。セラミック基板１３は、第１面１３ａ（表面）と第２面１３ｂ（裏面）を有しており、第１面１３ａ側にカメラ部１１および第１照射部１２が配置され、第２面１３ｂ側に第２照射部１４が配置されている。
【００２１】
カメラ部１１は、画像を撮像する装置であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅｓ）や  ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子とレンズ等の光学系を備えて、撮像した画像を電子データとして後述する制御部に伝達する。
【００２２】
第１照射部１２は、カメラ部１１の近傍に設けられて、セラミック基板１３の第１面１３ａに対して光を照射する照明装置であり、例えばＬＥＤ照明などを用いることができる。第１照射部１２から照射される光は限定されず、カメラ部１１で撮像可能な波長範囲であればよく、可視光（約３８０ｎｍ〜約８１０ｎｍ）の波長域であれば、単色も混色も白色でもよい。第１照射部１２の形状や位置は特に限定されないが、セラミック基板１３の第１面１３ａに良好に光を照射しつつ、カメラ部１１に光が直接入射しない位置と形状が好ましく、カメラ部１１からの同軸光やレンズ周囲を囲むリング照明、面照明などを用いることが好ましい。
【００２３】
セラミック基板１３は、セラミック材料で構成された面積Ｓ１の略平板状の部材であり、第１面１３ａと第２面１３ｂの面積は同等である。セラミック基板１３の第１面１３ａには配線パターンや電子部品が設けられるが、基板検査装置で欠陥の判別を行うのは、配線パターンを形成する前であってもよく、配線パターン形成と電子部品搭載を行った後であってもよい。しかし、セラミック基板１３にクラックや欠け等の不良が存在する場合には、配線パターン形成や電子部品搭載の工程で応力が加わって欠陥が進行している可能性があるため、配線パターン形成と電子部品搭載を行った後に検査を行うことが好ましい。
【００２４】
第２照射部１４は、セラミック基板１３の第２面１３ｂ側に配置されて、第２面１３ｂに対して光を照射する照明装置であり、例えばＬＥＤ照明などを用いることができる。第２照射部１４から照射される光は限定されず、カメラ部１１で撮像可能な波長範囲であればよく、可視光（約３８０ｎｍ〜約８１０ｎｍ）の波長域であれば、単色も混色も白色でもよい。第２照射部１４の形状は、特に限定されずリング照明や線照明、面照明を用いることができるが、面積Ｓ２を有する面状の発光領域を有することが好ましい。また、点光源と光拡散部材や光反射部材を用いて、光が出射する領域の面積をＳ２としてもよい。
【００２５】
図２は、セラミック基板１３の周縁部に生じた欠陥１５を示す模式図であり、図２（ａ）は模式斜視図であり、図２（ｂ）は部分拡大断面図である。図２に示すように、セラミック基板１３の周縁部には、分割時に生じたクラックや欠けなどの欠陥１５が存在する場合がある。特に、図２（ａ）（ｂ）に示したようなセラミック基板１３の側面に欠陥１５が存在する場合には、第１面１３ａ側から光を照射しただけでは欠陥１５を識別することは困難である。また、セラミック基板１３の第２面１３ｂ側に欠陥１５が存在する場合も第１面１３ａ側から光を照射しただけでは欠陥１５を識別することは困難である。
【００２６】
そこで本実施形態では、図１に示したように第１照射部１２から第１面１３ａに対して光を照射し、第２照射部１４から第２面１３ｂに対して光を照射し、カメラ部１１でセラミック基板１３を撮像する。これにより、セラミック基板１３の裏面である第２面１３ｂや、セラミック基板１３の側面近傍である周縁部にも第２照射部１４からの光が十分に照射され、欠陥１５を鮮明化して良好に識別可能となる。
【００２７】
図３は、基板検査装置の概要を説明するブロック図である。基板検査装置は、カメラ部１１、第１照射部１２、第２照射部１４に加えて、搬送部１６と制御部１７を備えている。また、制御部１７には欠陥認識部１８が含まれている。
【００２８】
搬送部１６は、セラミック基板１３を検査位置に供給し、検査後に所定位置に搬送する装置であり、ロボットアーム等の公知の技術を用いることができる。また搬送部１６は、制御部１７での良品と不良品の判別結果に応じて、検査対象であるセラミック基板１３の搬送先を変更できるとしてもよい。
【００２９】
制御部１７は、各種演算装置や内部記憶装置、外部記憶装置、情報通信手段等を備えた情報処理手段（コンピュータ）である。制御部１７は、カメラ部１１の内部に備えた情報処理手段として構成してもよく、外部に設けるとしてもよい。情報処理手段である制御部１７は、各種演算装置や内部記憶装置、外部記憶装置、情報通信手段等を用いてプログラムを実行し、カメラ部１１、第１照射部１２、第２照射部１４、搬送部１６の動作を制御する。また、制御部１７に保存されたプログラムによって、欠陥認識部１８が構成される。
【００３０】
欠陥認識部１８は、カメラ部１１で撮像されたセラミック基板１３の画像を画像認識して、クラックや欠け等の欠陥１５が存在するか判別する。欠陥認識部１８での具体的な画像認識の手法は特に限定されず、公知の画像認識技術を用いることができる。
【００３１】
図４は、基板検査方法の工程を示すフローチャートである。ステップ１の基板搬送工程では、制御部１７が予め記憶されたプログラムに従って、搬送部１６を制御してセラミック基板１３を検査位置に搬送する。
【００３２】
ステップ２の第１照射工程では、制御部１７は第１照射部１２を制御して、セラミック基板１３の第１面１３ａに対して光を照射する。第１照射工程での光の照射は、所定のタイミングおよび期間にわたって継続される。
【００３３】
ステップ３の第２照射工程では、制御部１７は第２照射部１４を制御して、セラミック基板１３の第２面１３ｂに対して光を照射する。第２照射工程での光の照射は、所定のタイミングおよび期間にわたって継続される。
【００３４】
ステップ４の撮像工程では、制御部１７はカメラ部１１を制御して、セラミック基板１３の第１面１３ａ側を撮像し、撮像した画像のデータを欠陥認識部１８に入力する。
【００３５】
ステップ５の欠陥認識工程では、制御部１７は欠陥認識部１８の画像認識処理を実行し、撮像工程で取得したセラミック基板１３の画像から欠陥１５の有無を判別し、判別結果を保存する。
【００３６】
ステップ６の選別工程では、制御部１７は欠陥認識工程で得た判別結果に基づいて搬送部１６を制御し、欠陥１５が存在しない場合には良品として後工程にセラミック基板１３を搬送する。欠陥１５が存在する場合には、不良品としてセラミック基板１３を廃棄位置に搬送する。
【００３７】
図４では、ステップ２の第１照射工程、ステップ３の第２照射工程およびステップ４の撮像工程を別工程として示しているが、複数のステップを同時に実行するとしてよい。以上の工程により、本実施形態の基板検査装置および基板検査方法では、第１照射部１２と第２照射部１４からの光照射で欠陥１５を鮮明化し、セラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１照射部１２からセラミック基板１３の第１面１３ａに対して照射する光と、第２照射部１４からセラミック基板１３の第２面１３ｂに対して照射する光において、照射条件を異ならせる。
【００３９】
第１照射部１２と第２照射部１４の照射条件が異なるとは、例えば、両者の光量が異なることや、発光波長が異なること、光を照射するタイミングが異なることが挙げられる。また、両者の形状が異なること、両者の面積が異なること、セラミック基板１３との距離が異なること、セラミック基板１３に照射する光の光軸が異なるとしてもよい。
【００４０】
本実施形態では、第１照射部１２と第２照射部１４の照射条件を異ならせることで、セラミック基板１３の裏面や内部、周縁部に存在する欠陥１５を鮮明化するための第２照射部１４からの光を最適化することができる。これにより、第２照射部１４からの光照射でさらに欠陥１５を鮮明化し、セラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる。
【００４１】
特に、セラミック基板１３の面積をＳ１とし、第２照射部１４において光を出射する光出射部の面積をＳ２としたときに、Ｓ２≧Ｓ１×０．２の関係を満たすように第２照射部１４の面積を確保することが好ましい。これにより、セラミック基板１３の第２面１３ｂ側から周縁部にかけて良好に光を照射することができ、第２照射部１４からの光照射でさらに欠陥１５を鮮明化し、周縁部での欠陥１５をさらに良好に判別することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第１照射部と第２照射部での発光期間とカメラ部での撮像期間を示すタイミングチャートであり、図５（ａ）は同時照射を示し、図５（ｂ）は異なるタイミングでの照射を示している。
【００４３】
図５（ａ）に示した例では、第１照射部１２と第２照射部１４からの光照射のタイミングと継続時間が一致している。また、カメラ部１１での撮像タイミングは、第１照射部１２と第２照射部１４からの光照射が実施されている期間である。したがって、カメラ部によって第１面１３ａを撮像する期間内に、第１照射部１２および第２照射部１４からの発光が含まれている。換言すると、カメラ部１１は、第１照射部１２と第２照射部１４が発光する光を双方ともに取り込むタイミングで撮像を行っている。
【００４４】
カメラ部１１によって第１面１３ａを撮像する期間内に、第１照射部１２および第２照射部１４からの発光が含まれることで、一度の撮像によって第１照射部１２での第１面１３ａの検査と、第２照射部１４での欠陥１５判別を同時に実施することができ、検査速度の向上を図ることができる。また、セラミック基板１３の両面に対して光を照射したタイミングで撮像することで、欠陥１５をさらに鮮明化することもできる。
【００４５】
図５（ｂ）に示した例では、第１照射部１２と第２照射部１４からの光照射のタイミングが異なっており、両者の光照射が重なる期間にカメラ部１１は撮像を行っている。このように第１照射部１２と第２照射部１４の発光タイミングを異ならせても、カメラ部によって第１面１３ａを撮像する期間内に、第１照射部１２および第２照射部１４からの発光が含まれていることで、欠陥１５を鮮明化してセラミック基板の分割時に生じた欠けやクラックを良好に判別することができる。
【００４６】
図５（ａ）（ｂ）では、第１照射部１２と第２照射部１４からの光照射のタイミングが重なる期間内で撮像を終了する例を示したが、カメラ部１１での撮像期間を長期間化してもよい。その場合にも、カメラ部１１での撮像期間内に、第１照射部１２と第２照射部１４が同時に発光する期間が含まれることが好ましい。
【００４７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１１…カメラ部
１２…第１照射部
１３…セラミック基板
１３ａ…第１面
１３ｂ…第２面
１４…第２照射部
１５…欠陥
１６…搬送部
１７…制御部
１８…欠陥認識部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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