(57)【要約】【課題】メッキを施したリードフレームの欠陥を人手によらず高精度に検査するのに好適な撮像方法を提供すると共に、メッキ欠陥の検査を自動的にかつリアルタイムに、高い信頼性の下で行なうことが可能なメッキ検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】メッキに６００ｎｍ以上の波長の光線を照射する照射手段１０と、その波長域で感度を有する撮像手段２０によって照射手段１０により照射されたメッキ表面を撮像することを特徴とするメッキ欠陥の検査方法及びメッキ表面に６００ｎｍ以上の波長の光線を照射する照射手段１０と、照射手段１０により照射されたメッキ表面を撮像する撮像手段２０と、前記撮像手段で得られた画像データからメッキ上の欠陥の有無を判定する画像処理・欠陥判定手段３０を備えて検査を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともメッキされた部分を照明により照射し、この反射光を撮像手段により撮像して得られる画像データを作成する工程を含み、
前記照明からの照射光が６００ｎｍ以上の波長の光線からなることを特徴とする銀メッキの検査方法。
【請求項２】
前記照射がＬＥＤ又は光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項３】
前記照明の形状がリング状又はドーム状であることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項４】
リードフレームを介して前記照明と前記撮像手段のなす仰角が０〜６０°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項５】
前記撮像手段がラインセンサ又はエリアセンサであることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項６】
前記撮像手段がカラーカメラ又はモノクロカメラであることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項７】
前記撮像手段によって得られた画像データに対して、単純二値化、又は単純差分、又はパターンマッチングによって欠陥抽出を行なうことを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項８】
前記撮像手段によって得られたカラー画像データに対して、赤成分又は、明度成分を抽出し、単純二値化、又は単純差分、又はパターンマッチングによって欠陥抽出を行なうことを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のメッキの検査方法により、リードフレームに施されたメッキを検査することを特徴とするリードフレームの検査方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体パッケージの内部配線に用いるリードフレームのメッキ検査方法及びその装置に関し、特に、撮像手段によって得られる画像データを用いた欠陥検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、リードフレームを使用した半導体パッケージは用途拡大により、市場規模が拡大しており、基材であるリードフレームに対しても厳しい品質保証が要求されている。一般にリードフレームの製造方法には超精密金型を用いて機械的に金属を打ち抜くスタンピング方法と、化学的に金属を腐食してパターン形成を行なうエッチング方法があり、高密度実装化が加速するにつれ、ミクロン単位の精度が求められるようになっている。
【０００３】
従来、このようなリードフレームの製造過程におけるメッキ欠陥検査は、多くの場合は機械的には行われず、人手による目視検査で行われる。リードフレームのメッキ検査方法としては、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１７１４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、目視検査は、人手による検査であり、検査員の状態（疲労度など）、又は、個人差によって判定結果にばらつきが生じ、検査の確実性は検査員の視感覚に依存している。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑み考案されたもので、メッキを施したリードフレームの欠陥を人手によらず高精度に検査するのに好適な撮像方法を提供すると共に、メッキ欠陥の検査を自動的にかつリアルタイムに、高い信頼性の下で行なうことが可能なメッキ検査装置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】
【０００６】
メッキに６００ｎｍ以上の波長の光線を照射する照射手段１０と、その波長域で感度を有する撮像手段２０によって照射手段１０により照射されたメッキ表面を撮像することを特徴とするメッキ欠陥の検査方法及びメッキ表面に６００ｎｍ以上の波長の光線を照射する照射手段１０と、照射手段１０により照射されたメッキ表面を撮像する撮像手段２０と、前記撮像手段で得られた画像データからメッキ上の欠陥の有無を判定する画像処理・欠陥判定手段３０を備えることを特徴とするリードフレームのメッキ欠陥検査装置である。本発明は以下の構成よりなるものである。
【０００７】
（請求項１）
少なくともメッキされた部分を照明により照射し、この反射光を撮像手段により撮像して得られる画像データを作成する工程を含み、
前記照明からの照射光が６００ｎｍ以上の波長の光線からなることを特徴とする銀メッキの検査方法。
【０００８】
（請求項２）
前記照射がＬＥＤ又は光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【０００９】
（請求項３）
前記照明の形状がリング状又はドーム状であることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【００１０】
（請求項４）
リードフレームを介して前記照明と前記撮像手段のなす仰角が０〜６０°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【００１１】
（請求項５）
前記撮像手段がラインセンサ又はエリアセンサであることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【００１２】
（請求項６）
前記撮像手段がカラーカメラ又はモノクロカメラであることを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【００１３】
（請求項７）
前記撮像手段によって得られた画像データに対して、単純二値化、又は単純差分、又はパターンマッチングによって欠陥抽出を行なうことを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【００１４】
（請求項８）
前記撮像手段によって得られたカラー画像データに対して、赤成分又は、明度成分を抽出し、単純二値化、又は単純差分、又はパターンマッチングによって欠陥抽出を行なうことを特徴とする請求項１に記載のメッキの検査方法。
【００１５】
（請求項９）
請求項１〜８のいずれかに記載のメッキの検査方法により、リードフレームに施されたメッキを検査することを特徴とするリードフレームの検査方法
【発明の効果】
【００１６】
以上、この発明によれば、リードフレームのメッキ欠陥を検査する際、自動的に行なうことができるので、目視検査に見られるような個人差による判定結果のばらつきを抑え、検査員にかかる負担を軽減することができる。また、欠陥情報が撮像信号に多く含まれていることに着目し、この情報を抽出した信号から検査処理が行われるため、的確に欠陥の有無を判断でき、高精度な検査を実現することができる。さらに、所定の処理で画像化することにより、単純な隣接画素との比較処理、数学的形態処理など、一般的に知られている様々な画像処理を施すことが可能となり、応用展開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照してこの発明に係るリードフレームのメッキ検査装置の実施形態を説明する。図１は本発明のメッキ検査装置の一実施例を示す模式構成概略図である。
本発明のメッキ検査装置は、メッキに６００ｎｍ以上の波長の光線を照射する照射手段１０と、照射手段により照射されたメッキ表面を撮像するＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）カメラ２１と光学系２２を有する撮像手段２０と、撮像手段２０で得られた画像データからメッキ上の欠陥の有無を判定する画像処理・欠陥判定手段３０とから構成されている。本発明のメッキ検査装置は、メッキに対して照射手段１０により６００ｎｍ以上の波長の光線を照射し、その波長域で感度を有する撮像手段によってメッキを撮像することにより、鮮明度の高いメッキの画像を得ることができ、メッキ欠陥の有無を容易に判別することが可能となり、検査の省力化及び検査作業の効率を大幅に向上することができる。６００ｎｍ以上の波長の光線とは、６００nm未満の波長を一切含まない又はほとんど含まない光線である。又は６００ｎｍ以上の波長の光線とは、６００nm以上の波長の光のみで構成されるか、または略６００ｎｍ以上の波長の光のみからなる光線である。例えば公知の赤色のＬＥＤや、白色光源などを使用し６００ｎｍ以下の波長をカットするフィルターを介して照射した光源を例示できる。
【００１８】
リードフレーム４０の上側には、ＣＣＤカメラ２１が配設されている。このＣＣＤカメラ２１は、基台５０に固定されたリードフレーム４０の上側を撮像し、撮像信号を出力する。画像処理・欠陥判定手段３０は、ＣＣＤカメラ２１に接続されており、ＣＣＤカメラ２１により生成された撮像信号受け取り、欠陥検出処理を実行する。表示装置６０は、画像処理・欠陥判定手段３０に接続されており、欠陥検出処理の結果などを表示する。
【００１９】
次に、リードフレームの詳細を図２に示す。図２（ｂ）にはエッチング方法などにより製造された後にリードフレーム（生材）４１に銀メッキを施したものを示した。エッチング方法などにより製造されたリードフレーム（生材）４１はダイパッド４２、インナーリード４３、アウターリード４４、ダムバー４５、フレーム部４６を有し、その後インナーリード４３に半導体素子とボンディング部の接続抵抗を低下させるため銀メッキを施す。一般にリードフレームは単体で製造することはなく、多数の同一パターンから一つの短冊状のリードフレームを製造している。そのためリードフレームのメッキ欠陥検査を行なう場合、検査対象であるメッキ部４７は一箇所ではなく、リードフレーム中に多数存在していることになる。
【００２０】
図３は、純銀の分光反射率を示したものである。分光反射率より銀の反射率は波長が６００ｎｍ以上の光に対しては９５％以上と大きくなっており、且つ波長が６００ｎｍ以上の光に対しては反射率がほぼ一定値となっている。そのため波長が６００ｎｍ以上の光の入射を行った場合、大きく安定した反射光を得ることができる。
【００２１】
また銀メッキの欠陥は、メッキの有無、異物や疵などに代表されるメッキの形状変化、などが存在するが、いずれの場合も波長が６００ｎｍ以上の光に対し銀そのものに高い反射率があるため、欠陥検出のためのコントラストを得やすい。
【００２２】
次に、前記照射手段１０の例を図４及び図５を参照して説明する。波長が６００ｎｍ以上の光を照射可能なＬＥＤ又は光ファイバによる照射を前提とするが、波長域の照射を満足すればこれらにこだわらず、具体的手段としてはＬＥＤでは、赤、近赤外、赤外などが、光ファイバではバンドパスフィルタなどによる波長域の限定が考えられる。また前記照射手段１０の形状を図４及び図５に示す。図４は前記照射手段１０の形状の一例としてリング形状を示し、図５は前記照射手段１０の形状の一例としてドーム形状を示す。図４及び図５に関しては、高い光量をメッキ部４７に照射することができれば、ライン状の照明など別の形状でも構わないが、理想としては対象であるメッキ部４７に上面から周囲３６０度の照射が可能なリング形状又はドーム形状が適している。リング形状又はドーム形状は、光量を確保できるというメリットがある上、インナーリード４３が仮にエッチング方法により製造された場合に、インナーリード４３のパターン断面形状（垂直方向）が四角形状ではない形状（段差を含む六角形状など）を有することが発生したとしても、メッキ部４７の段差を含めた撮像に影響を与えることは少ないという観点でも適している。
【００２３】
図６はエッチング方法により製造されたインナーリード４３のパターン断面形状の一例を示したものである。図６（ａ）は直線的な段差形状の一例を示したもので、（ｂ）は曲線的な段差形状の一例を示し、（ａ）、（ｂ）共に段差部７０を有している。エッチング方法で製造する場合、インナーリード４３のパターン断面形状は（ａ）又は（ｂ）のような形状となる。インナーリード４３のパターン断面形状が図６（ａ）又は（ｂ）のような形状の場合、光の入射がライン状の照明のような一方向からであると、段差部７０の撮像が困難となるため、前記照射手段１０の形状は周囲３６０度の照射が可能なリング形状又はドーム形状が適している。
【００２４】
次に、請求項５に係る前記照射手段１０の仰角について図７を参照して説明する。図７は撮像手段２０、リードフレーム４０、照射手段１０の光線出射部１２、の配置を示したものである。撮像手段２０はリードフレーム４０の表面に垂直になるように配置され、仰角とは、撮像手段２０の撮像方向（光軸）Ｌ０とリードフレーム４０の表面と直交する交点Ｐ０と照射手段の光線出射部１２とのなす角度である。仰角θは０°〜６０°、さらに好ましくは４０°〜６０°の照射が適している。６０°以上の撮像手段２０の撮像方向（光軸）Ｌ０に近い光成分は、正反射光に近く、ＣＣＤカメラ２１に多くの光量の入射を得られるが、リードフレーム４０は平坦性の確保が困難で、微少な凹凸がリードフレーム４０の表面に存在しているため、逆に欠陥検出を困難にする。また、０°付近では、ＣＣＤカメラ２１に入射される光量が少なくなる傾向があり、欠陥の検出は可能であるが、欠陥とのコントラストを得ることが難しいため、理想としては４０°〜６０°の照射が適している。
【００２５】
次に、請求項６及び請求項７に係る前記撮像手段２０について説明する。６００ｎｍ以上の波長に前記ＣＣＤカメラ２１の感度があることが前提で、前記撮像素子はラインセンサ又はエリアセンサのどちらでもよく、画像取り込みもカラー又はモノクロのどちらでもよく、これにこだわらない。
【００２６】
次に、請求項４に係る本発明のメッキ検査装置の実施例を示す模式構成概略図を図８及び図９に示す。図８は図４に示した前記照射手段１０の形状の一例としてリング形状を適用した場合、図９は図５に示した前記照射手段１０の形状の一例としてドーム形状を適用した場合の実施例である。
【００２７】
次に、この画像処理・欠陥判定手段３０の全体的な動作を図１０のフローチャートを参照して説明する。検査対象であるリードフレーム４０が基台５０に固定され、照射手段の電源１１を介して照射手段の光線出射部１２より光が照射されると、リードフレーム４０の撮像が行われる（ステップＳ１）。ＣＣＤカメラ２１は、多数のメッキ部４７を順次撮像する。尚、このメッキ部４７の撮像は、メッキ部４７の局部的な撮像、例えばラインセンサの場合、メッキ部４７の中心のみの走査、ではなく、メッキ部４７全体にわたって走査することにより撮像処理が実行される。このＣＣＤカメラ２１により生成される撮像信号は、画像処理・欠陥判定手段３０に送出される。画像処理・欠陥判定手段３０は、この撮像信号からメッキ部４７の情報（メッキ情報）を抽出する（ステップＳ２）。更に、画像処理・欠陥判定手段３０では、抽出されたメッキ情報を用いて欠陥検出・判定処理が実行される（ステップＳ３）。この欠陥検出・判定処理は、リードフレーム４０に形成されている全てのメッキ部４７に対して実行され、この後全体動作は完了する（ステップＳ４，ＹＥＳ）。
【００２８】
次に、請求項８に係る前記欠陥検出・判定処理（ステップＳ４）について説明する。図１１（ａ）はインナーリード４３のメッキ部４７、非メッキ部４８、欠陥部４９（例として表面の変色欠陥）、を示したもので、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中の線Ｌ１上のプロファイルを示した。図１１（ｂ）のようにメッキ部４７と、非メッキ部４８と、欠陥部４９との間にはそれぞれにコントラストが存在している。従って、得られた画像データに対して、単純二値化、又は単純差分、又はパターンマッチングなどの画像処理を施すことにより欠陥検出を行なうことができる。
【００２９】
次に、請求項９に係る前記欠陥検出・判定処理（ステップＳ４）について説明する。画像の取り込みがカラーの場合、赤、青、緑、色相、彩度、明度などの情報抽出が可能であるが、波長が６００ｎｍ以上の光に対しては、赤成分又は単純な明るさを示す明度成分の抽出がより多くのコントラストを得られる。情報抽出後の画像データに対しては単純二値化、又は単純差分、又はパターンマッチングなどの画像処理を施すことにより欠陥検出を行なうことができる。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
次に、前記実施形態における実施例１について説明する。図１２は前記実施形態での前記照射手段１０をドーム形状のＬＥＤ（赤色、ピーク波長６６０ｎｍ）、撮像手段２０のＣＣＤカメラ２１をラインセンサのモノクロカメラとした場合、図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを示したものである。
【００３１】
（実施例２）
次に、前記実施形態における実施例２について説明する。図１３は前記実施形態での前記照射手段１０をリング形状のＬＥＤ（赤色、ピーク波長６６０ｎｍ）、光線出射部１２の仰角θを５０°、撮像手段２０のＣＣＤカメラ２１をラインセンサのモノクロカメラとした場合、図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを示したものである。
【００３２】
（実施例３）
次に、前記実施形態における実施例３について説明する。図１４は前記実施形態での前記照射手段１０をドーム形状のＬＥＤ（赤色、ピーク波長６６０ｎｍ）、光線出射部１２の仰角θを０°〜６０°、撮像手段２０のＣＣＤカメラ２１をエリアセンサのカラーカメラとした場合、図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを示したものである。
【００３３】
（比較例１）
次に、比較例１について説明する。図１５は前記実施形態での前記照射手段１０をライン形状の光ファイバ、照明照射手段１０とリードフレーム４０の間に特定波長域のみを通過させるバンドパスフィルタを介して赤（波長６００ｎｍ以上）、緑（波長５００〜６００ｎｍ）、青（波長３００〜５００ｎｍ）を照射し、光線出射部１２の仰角θを１０°、３０°、４０°、６０°、７０°とし、撮像手段２０のＣＣＤカメラ２１をエリアセンサのカラーカメラとした場合、図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを元に、メッキ部４７と欠陥部４９の階調値の平均値を除算した結果を示したものである。階調値の平均値の除算結果はメッキ部４７と欠陥部４９のコントラストの比を表し、ＣＣＤカメラ２１の異なる波長域での感度の違いによる測定結果を相対的に判断するため用いた。
【００３４】
図１５の結果を検討すると、いずれの波長域においても光線出射部１２の仰角θが７０°の場合は極端なコントラスト比の低下が見られ、仰角θが０°〜６０°の場合は高いコントラストの比を得ることができている。また波長域別では、いずれの仰角θにおいても赤、緑、青の順に高いコントラスト比を得られている。
【００３５】
（比較例２）
次に、比較例２について説明する。図１６（ａ）は前記実施形態での前記照射手段１０をドーム形状のＬＥＤ（赤色、ピーク波長６６０ｎｍ）、撮像手段２０のＣＣＤカメラ２１をエリアセンサのカラーカメラとした場合、図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを示したものと、前記照射手段１０をドーム形状のＬＥＤの緑色（ピーク波長５２５ｎｍ）と青色（ピーク波長４７０ｎｍ）、撮像手段２０のＣＣＤカメラ２１をエリアセンサのカラーカメラとした場合、図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを示したものである。図１６（ｂ）は図１１（ａ）と同じ位置、線Ｌ１上のプロファイルを元に、図１６（ａ）のメッキ部４７と欠陥部４９の階調値の平均値を除算した結果を赤、緑、青の波長域別に示したものである。
【００３６】
図１６（ｂ）の結果を検討すると、図１５と同様に赤、緑、青の順に高いコントラスト比を得られている。また波長域別のコントラスト比は、図１５と比較すると、赤、緑、青の間で格差が顕著になっている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施形態に係るメッキ検査装置の構造を示す模式構成概略図である。
【図２】（ａ）はリードフレーム（生材）の形状を示す説明図である。          （ｂ）は、（ａ）の後、銀メッキを施した状態を示す説明図である。
【図３】純銀の、光の波長と反射率との関係を示す説明図である。
【図４】前記実施形態において照射手段の形状の一例を示す図である。
【図５】前記実施形態において照射手段の形状の一例を示す図である。
【図６】（ａ）はエッチング方法により製造されたインナーリードの形状の一例を示す説明図である。          （ｂ）は、エッチング方法により製造されたインナーリードの形状の一例を示す説明図である。
【図７】リードフレームに対する、撮像手段と、照射手段の光線出射部との関係を示す説明図である。
【図８】前記実施形態においてリング状の照明形状を適用した場合の実施例を示す図である。
【図９】前記実施形態においてドーム状の照明形状を適用した場合の実施例を示す図である。
【図１０】前記実施形態における欠陥検査装置の全体動作を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）は撮像画像から欠陥を検出するための原理を示すための説明図である。            （ｂ）は、（ａ）の線Ｌ１上のラインプロファイルを示す説明図である。
【図１２】前記実施形態においてドーム状の照明形状、ＬＥＤ（赤色）、ラインセンサのモノクロカメラを適用した場合のラインプロファイルを示す説明図である。
【図１３】前記実施形態においてリング状の照明形状、ＬＥＤ（赤色）、仰角を５０°、ラインセンサのモノクロカメラを適用した場合のラインプロファイルを示す説明図である。
【図１４】前記実施形態においてドーム状の照明形状、ＬＥＤ（赤色）、仰角を０°〜６０°、エリアセンサのカラーカメラを適用した場合のラインプロファイルを示す説明図である。
【図１５】比較例１に係る、前記実施形態においてライン形状の光ファイバ、仰角を１０°、３０°、４０°、６０°、７０°、エリアセンサのカラーカメラを適用した場合のラインプロファイルから、メッキ部と欠陥部のコントラスト比の計算結果を示す説明図である。
【図１６】（ａ）は比較例２に係るドーム状の照明形状、ＬＥＤ、エリアセンサのカラーカメラを適用した場合のラインプロファイルを示す説明図である。            （ｂ）は、（ａ）のメッキ部と欠陥部のコントラスト比の計算結果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０……照射手段
１１……照射手段の電源
１２……照射手段の光線出射部
２０……撮像手段
２１……ＣＣＤカメラ
２２……光学系
３０……画像処理・欠陥判定手段
４０……リードフレーム
４１……リードフレーム（生材）
４２……ダイパッド
４３……インナーリード
４４……アウターリード
４５……ダムバー
４６……フレーム部
４７……メッキ部
４８……非メッキ部
４９……欠陥部
５０……基台
６０……表示装置
７０……段差部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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