(57)【要約】【解決手段】  半導体装置２は基板１１上に形成された基準マーク１３と、基板１１上に載置された導電性ボール１２とから構成され、検査装置１は、第１，第２照明手段５、６よりそれぞれ青色および赤色の色からなる光を同時に照射し、撮影手段４はこの半導体装置２の画像を一度だけ撮影する。  撮影手段４は半導体装置２についてのカラー画像を撮影し、画像処理手段７は撮影された画像を青色の画像と赤色の画像とに分離した後、基準マーク１３に対する各導電性ボール１２の相対位置及び、過剰な導電性ボール１２の有無等について検査を行う。【効果】  検査時間を短縮することができる。【選択図】  図３
2007294576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の構成物からなる検査対象を撮影する撮影手段と、検査対象に異なる色の光を照射する第１照明手段及び第２照明手段と、撮影手段が撮影した画像を画像処理して構成物間の相対位置を検出することにより検査対象の検査を行う画像処理手段とを備えた検査装置において、
上記第１照明手段及び第２照明手段は同時に異なる色の光を照射するとともに、上記撮影手段はカラー画像を撮影し、
上記画像処理手段は撮影手段が撮影したカラー画像より、第１照明手段が照射した光を抽出した画像と、第２照明手段が照射した光を抽出した画像を作成することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記第１照明手段及び第２照明手段は、検査対象に対して異なる方向から光を照射するように配設されることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
上記構成物は、上面に基準マークが形成された基板と該基板上に載置された導電性ボールであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
上記画像処理手段は、基準マークに対する導電性ボールの位置及び過剰な導電性ボールの有無を検査することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の検査装置。
【請求項５】
複数種類の構成物からなる検査対象について検査を行う検査方法であって、検査対象に対して異なる色の光を照射すると共に、撮影した検査対象の画像を画像処理して、構成物間の相対位置を検出することにより検査対象の検査を行う検査方法において、
上記検査対象に対して異なる色の光を同時に照射するとともに、該検査対象をカラー画像で撮影し、撮影したカラー画像から異なる光の色を抽出して画像を作成し、該作成した画像により検査対象の検査を行うことを特徴とする検査方法。
【請求項６】
上記異なる色の光を検査対象に対して異なる方向から照射するように配設することを特徴とする請求項５に記載の検査方法。
【請求項７】
上記構成物は、上面に基準マークが形成された基板と該基板上に載置された導電性ボールであることを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項８】
上記導電性ボール及び基準マークを撮影したカラー画像から、導電性ボールの輪郭が明瞭に現れる画像と、基準マークが明瞭に現れる画像とを作成し、これらの画像から基準マークに対する導電性ボールの位置及び過剰な導電性ボールの有無を検査することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検査装置及び検査方法に関し、具体的には複数種類の構成物からなる検査対象を画像処理によって検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数種類の構成物からなる検査対象を画像処理によって検査する検査装置が知られ、例えば基板上に導電性ボールを載置した半導体装置の検査を行う検査装置が知られている。
このような検査装置として、半導体装置の上方に設置されて該半導体装置を撮影する撮影手段と、上記基板で反射する光を照射する第１照明手段と、半田ボールで反射する光を照射する第２照明手段と、上記撮影手段が撮影した画像を画像処理して導電性ボールの検査を行う画像処理手段とを備えたものが知られている。（特許文献１）
【特許文献１】特開２００３−３０３８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこの特許文献１の検査装置では、最初に上記第１照明手段より光を照射して半導体装置の画像を撮影し、その後上記第２照明手段により光を照射して再び半導体装置の画像を撮影するようになっている。
このため、検査のため複数回に分けて検査対象の撮影を行わなければならず、検査に時間がかかるといった問題が生じていた。
このような問題に鑑み、本発明は検査時間を短縮することの可能な検査装置及び検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち、請求項１における検査装置は、複数種類の構成物からなる検査対象を撮影する撮影手段と、検査対象に異なる色の光を照射する第１及び第２照明手段と、撮影手段が撮影した画像を画像処理して検査対象の検査を行う画像処理手段とを備えた検査装置において、
上記第１照明手段及び第２照明手段は同時に異なる色の光を照射するとともに、上記撮影手段はカラー画像を撮影し、
上記画像処理手段は撮影手段が撮影したカラー画像より、第１照明手段が照射した光を抽出した画像と、第２照明手段が照射した光を抽出した画像を作成することを特徴としている。
【０００５】
また請求項５における検査方法は、複数種類の構成物からなる検査対象について検査を行う検査方法であって、
検査対象に対して異なる色の光を照射すると共に、撮影した検査対象の画像を画像処理して、該検査対象の検査を行う検査方法において、
上記検査対象に対して異なる色の光を同時に照射するとともに、該検査対象をカラー画像で撮影し、
撮影したカラー画像から異なる光の色を抽出して画像を作成し、該作成した画像により検査対象の検査を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記請求項１の発明によれば、撮影手段が複数種類の構成物からなる検査対象をカラー画像として撮影することにより、上記各構成物に対して第１照明手段及び第２照明手段から異なる色の光を同時に照射しても、撮影された画像から画像処理手段が第１照明手段が照射した光を抽出した画像と、第２照明手段が照射した光を抽出した画像とを作成するので、１度の撮影で各構成物の画像を得ることができ、検査時間を短縮することが可能となる。
【０００７】
また請求項５の発明によれば、複数種類の構成物からなる検査対象をカラー画像として撮影することにより、上記各構成物に対して異なる色の光を同時に照射しても、撮影された画像から異なる色の光ごとに抽出した画像を作成するので、１度の撮影で各構成物の画像を得ることができ、検査時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図示実施例について説明すると、図１は本発明にかかる検査装置１を示し、複数の構成物からなる検査対象としての半導体装置２の検査を行う装置となっている。
上記検査装置１は、半導体装置２を搬送する搬送手段３と、搬送手段３の上方に設けられて半導体装置２を撮影する撮影手段４と、半導体装置２に対して光を照射する第１，第２照明手段５、６とを備え、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
図２に示すように、上記半導体装置２は構成物としての板状の基板１１と、該基板１１上に載置された構成物としての複数の導電性ボール１２とから構成され、縦横に整列した一群の導電性ボール１２を１組として、複数組の導電性ボール１２が縦横に整列された状態で載置されている。
各導電性ボール１２は基板１１の表面に形成された図示しない電極上に載置されており、導電性ボール１２は予め電極上に塗布されたフラックス等によって仮止めされている。
基板１１の表面には、上記一群の導電性ボール１２に隣接した位置に基準マーク１３が形成されており、この基準マーク１３に対する各導電性ボール１２の相対位置によって、導電性ボール１２の位置が適正か否かを判定することができるようになっている。
上記導電性ボール１２は球状で立体的形状を有するとともに、ハンダ等の金属製であることから光を良好に反射させるようになっており、また基準マーク１３は金属メッキもしくは基板１１の被覆を除去したものであって、金属光沢を有することから光を良好に反射させるようになっている。
【０００９】
本実施例における上記撮影手段４は従来公知のカラーＣＣＤカメラであって、カラー画像を撮影可能なカメラとなっている。なお、このようなカラーＣＣＤカメラ自体は従来公知であるので、詳細な説明は省略する。
上記撮影手段４は搬送手段３上を搬送される半導体装置２の上方に設置され、その撮影方向が上記半導体装置２に対して略垂直方向となるように設置されるとともに、半導体装置２の一定範囲を撮影領域としている。
この撮影手段４が撮影した画像は画像処理手段７に送信され、画像処理手段７は撮影された画像からＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各色を抽出した画像を作成するとともに、該色毎の画像をそれぞれ二値化処理した画像に変換し、さらに各色毎に作成した画像から、導電性ボール１２の位置や個数の検査を行うようになっている。
また画像処理手段７にはモニタ８が接続され、撮影手段４に撮影された画像や、画像処理手段７によって各色毎に抽出された画像を確認できるようになっている。
【００１０】
図１に示すように、上記第１照明手段５及び第２照明手段６は上記撮影手段４の撮影範囲の中心に対して同心円状に配置されたリング状の照明であり、第１照明手段５は第２照明手段６の下方に、第２照明手段６は撮影手段４の下方にそれぞれ設置されている。
図３は検査装置１を上記搬送手段３の搬送方向から見た断面図であり、上記第１照明手段５はリング状の第１ホルダ５ａと、該第１ホルダ５ａに沿って環状に整列された複数の青色ＬＥＤ５ｂとから構成されている。
上記第１ホルダ５ａは上記半導体装置２の幅よりも大径に製造され、その内周面は半導体装置２に向けて円弧状の断面形状を有し、この円弧状の断面形状に沿って上記青色ＬＥＤ５ｂが複数列設けられている。
上記青色ＬＥＤ５ｂは青色の光を照射し、この青色の光は上記導電性ボール１２の表面で良好に反射する性質を有している。またこれら青色ＬＥＤ５ｂは、光の照射方向が基板１１に対してできるだけ水平に近い斜めとなるように設けられている。
このように第１照明手段５による光の照射方向を基板１１に対して斜めに設定することで、導電性ボール１２の上半分の表面で反射した反射光が撮影手段４によって撮影されるようになり、撮影手段４は各導電性ボール１２の輪郭を明瞭に撮影することが可能となる。
なお、第１照明手段５が照射した光は基板１１上でも反射するが、第１照明手段５からの光は基板１１に対して斜め方向に入射するため、反射光は撮影手段４によって撮影されず、青色の光によっては基準マーク１３の画像を明瞭に得ることはできない。
【００１１】
次に、第２照明手段６はリング状の第２ホルダ６ａと、該第２ホルダ６ａに沿って環状に整列された赤色ＬＥＤ６ｂとから構成されている。
上記第２ホルダ６ａは上記第１ホルダ５ａよりも小径に製造され、上記赤色ＬＥＤ６ｂは赤色の光を照射するようになっている。
赤色ＬＥＤ６ｂによる光の照射方向は撮影手段４による撮影方向と略同一方向となるよう、基板１１に対して垂直方向から照射するようになっており、このため上記第１ホルダ５ａの径は、第２照明手段６が照射する光を阻害しない程度の径に設定されている。
このように光を基板１１に対して垂直方向から照射することで、基板１１の表面に形成された基準マーク１３に反射した反射光により、撮影手段４は基準マーク１３を明瞭に撮影することが可能となる。
なお、第２照明手段６が照射した光は上記導電性ボール１２で反射したのち、撮影手段４によって撮影されるが、導電性ボール１２は球状であるため、導電性ボール１２の撮影方向から見て外周側の部分で反射した光は拡散してしまい、撮影手段４によって撮影されず、赤色の光によっては導電性ボール１２の輪郭の画像を明瞭に得ることはできない。
【００１２】
上記画像処理手段７は、撮影手段４が撮影した画像から青色を抽出した画像と赤色を抽出した画像とを作成し、それぞれ二値化処理する機能を有している。
図４は上記画像処理手段７の機能を説明する画像であり、（ａ）は撮影手段４が撮影した半導体装置２の画像を、（ｂ）は青色の画像を二値化処理した画像を、（ｃ）は赤色の画像を二値化処理した画像をそれぞれ示しており、（ａ）はカラー画像、（ｂ）（ｃ）はモノクロ画像となっている。
画像処理手段７は上記図４（ａ）の画像を撮影手段４から受信すると、この画像から青色を抽出するとともに、その明度に応じて画像を二値化処理して、図４（ｂ）の画像を得、また図４（ａ）の画像から赤色を抽出するとともに、その明度に応じて画像を二値化処理して、図４（ｃ）の画像を得るようになっている。
このように、上記第１照明手段５及び第２照明手段６はそれぞれ青色及び赤色の光を照射するので、撮影手段４によって撮影された画像は青色及び赤色の色だけでほとんど構成されることとなり、上記画像処理手段７は容易に各色を抽出することができる。
【００１３】
さらに画像処理手段７は、作成した上記図４（ｂ）（ｃ）の画像から、基準マーク１３に対して所定の位置に導電性ボール１２が載置されているか否かを検出すると共に、所定の位置以外に導電性ボール１２が載置されているか否かなどについて検査を行う。
予め、画像処理手段７には、基準となる基準マークと導電性ボールの座標及び基準マークの形状、導電性ボールの大きさのデータが登録されている。
最初に、画像処理手段７は上記基準マーク１３の画像が明瞭に得られている赤色の画像（図４（ｃ））から、基準マーク１３を検出するとともに、該基準マーク１３の中心位置を算出する。
ここで、図４（ｃ）に示すように、画像処理手段７によって抽出された画像には導電性ボール１２からの反射光も表示されるが、画像処理手段７には予め基準マーク１３の位置に領域が設定されており、画像処理手段７は当該領域内の画像から基準マーク１３だけを認識するようになっている。
画像処理手段７は認識した基準マーク１３の中心位置を、撮影された画像における座標値として認識し、このうち少なくとも２つの基準マーク１３の座標値から、撮影された画面内における基板１１の位置を算出する。
次に、画像処理手段７は上記導電性ボール１２の画像が明瞭に得られている青色による画像（図４（ｂ））から、導電性ボール１２を検出し、円形の図形として表示されている導電性ボール１２の中心位置を算出する。
そして、この導電性ボール１２の中心位置の座標値と、上記基準マーク１３の中心位置の座標値との相対位置を各導電性ボール１２毎に算出して、導電性ボール１２が適正な位置に載置されているか否かを判定する。
一方、画像処理手段７は青色による画像（図４（ｂ））に表示されている各導電性ボール１２を示す円形の図形から、該導電性ボール１２の大きさやピッチ、過剰に載置された導電性ボール１２の有無について判定をおこなう。
仮に導電性ボール１２が所定の位置に載置されていない場合は、基板１１の表面に形成された電極が光を反射させるが、この青色の画像においては、第１照明手段５が斜め方向から光を照射させているので、該電極の画像は上記基準マーク１３と同様、撮影手段４によって明瞭に撮影されることはなく、誤検出することはない。
【００１４】
以下、上記検査装置１による半導体装置２の検査手順について説明する。
最初に、図示しないボールマウンタによって基板１１上に導電性ボール１２が載置され、該ボールマウンタによって製造された半導体装置２は、上記搬送手段３によって撮影手段４の撮影範囲内に搬送される。
次に、上記第１，第２照明手段５、６は同時にそれぞれ青色の光と赤色の光を半導体装置２に向けて照射し、撮影手段４は半導体装置２を１度だけ撮影する。
撮影手段４によって撮影された画像は画像処理手段７に送信され、画像処理手段７では撮影手段４によって撮影されたカラー画像（図４（ａ））から、青色を抽出した画像（図４（ｂ））と、赤色を抽出した画像（図４（ｃ））とを作成し、それぞれの画像について二値化処理を行う。
次に、画像処理手段７は上記画像から上述した手順で基準マーク１３と導電性ボール１２との相対位置を認識し、導電性ボール１２の有無、位置、大きさ、ピッチ、過剰載置の有無について、それぞれ判定を行う。
この画像処理手段７による判定結果に応じて、制御手段は上記搬送手段３を制御し、正常と判断された半導体装置２については、未だ撮影手段４によって撮影されていない半導体装置２の部分を撮影手段４の撮影範囲内に入るように搬送させ、すべての部分について検査が終了した場合には、図示しない後工程へと半導体装置２を搬送させる。
一方、異常が検出された半導体装置２については、当該半導体装置２を不良品としてリジェクトするため、搬送手段３を制御して、図示しないリジェクトボックスへと半導体装置２を搬送させる。
【００１５】
以上のように、基板１１上に導電性ボール１２が載置された半導体装置２に対して同時に異なる色の光を照射するとともに、撮影手段４によってカラー画像を撮影すれば、画像処理手段７は撮影されたカラー画像から色毎に抽出した画像を作成することができるので、上記検査装置１では１回の撮影で半導体装置２の検査を行うことができ、検査に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
なお、上記実施例の検査装置１では、照明手段としてリング状のホルダに沿ってＬＥＤを整列させた構成のものを使用し、半導体装置２を撮影手段４の撮影範囲内に一旦停止させてから撮影を行っているが、半導体装置２を搬送手段３によって搬送しながら上記検査を行うことも可能である。
具体的には、上記撮影手段４を従来公知のラインカメラとし、また上記第１，第２照明手段５、６の第１，第２ホルダ５ａ、６ａを搬送手段３の搬送方向に沿って設けられた直線状のホルダとし、上記撮影手段４による撮影中心を挟んで両側に設けるようにすれば、連続的に半導体装置２の検査を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例にかかる検査装置１の構成を示す構成図。
【図２】半導体装置２についての平面図。
【図３】検査装置１についての断面図。
【図４】画像処理手段７による処理を説明する図であって、図４（ａ）は撮影手段４が撮影したカラー画像を、図４（ｂ）は青色の光について抽出された画像を、図４（ｃ）は赤色の光について抽出された画像をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００１８】
１  検査装置                    ２  半導体装置
４  撮影手段                    ５  第１照明手段
６  第２照明手段                ７  画像処理手段
１２  導電性ボール              １３  基準マーク
【図１】
2007294576.tif 000003
【図２】
2007294576.tif 000004
【図３】
2007294576.tif 000005
【図４】
2007294576.tif 000006