(57)【要約】【課題】検査対象物の表裏を一台のカメラで一度に検査できるようにすること。【解決手段】外観検査装置１は、カメラ４と、光学系１５とを具備する。検査対象物２０の正面２０ａがカメラ４の視野４ｂに配置される。光学系１５は、検査対象物２０の正面２０ａ及び背面２０ｂをカメラ４が同時に撮影することが可能なように背面２０ｂからの光線１０２の向きを変更する。【選択図】図１
2012181114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラと、
前記カメラの視野に正面が配置される検査対象物の前記正面及び背面を前記カメラが同時に撮影することが可能なように、前記背面からの第１光線の向きを変更する光学系と
を具備する
外観検査装置。
【請求項２】
前記カメラの向きは第１方向に平行であり、
前記光学系は、
前記検査対象物の前記背面の側に配置される第１ミラーと、
前記検査対象物から前記第１方向に垂直な第２方向に離れて配置される第２ミラーと
を備え、
前記第１ミラーは前記背面からの前記第１光線を前記第２ミラーへ反射し、
前記第２ミラーは前記第１ミラーからの前記第１光線を前記カメラへ反射する
請求項１の外観検査装置。
【請求項３】
前記検査対象物は半導体パッケージであり、
前記半導体パッケージは、
矩形平板形状のパッケージ本体と、
前記パッケージ本体の辺に沿って配列された外部端子と
を備え、
前記第１光線は、前記辺が前記第１方向及び前記第２方向に垂直になるように前記半導体パッケージが配置された状態で、前記外部端子によって反射された光線であり、
前記第１ミラーが前記外部端子からの前記第１光線を前記第２ミラーへ反射するとき、前記第１光線の方向ベクトルの前記第２方向の成分の符号が逆になる
請求項２の外観検査装置。
【請求項４】
前記第２ミラーは、前記カメラが前記検査対象物の前記正面、前記背面、及び側面を同時に撮影することが可能なように、前記側面からの第２光線を前記カメラへ反射する
請求項２又は３の外観検査装置。
【請求項５】
前記検査対象物が載せられる台座と、
前記台座を支持する支柱と
を更に具備し、
前記台座は、
前記背面に接触する上面と、
前記上面の反対側の下面と
を備え、
前記支柱は前記下面に接続され、
前記第１ミラーは前記支柱に支持される
請求項２乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記台座は透光性材料により形成される
請求項５の外観検査装置。
【請求項７】
前記第１方向及び前記第２方向に垂直な軸まわりに前記第１ミラーを回転させる第１駆動部を更に具備する
請求項２乃至６のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記第１ミラーを前記第１方向に移動させる第２駆動部を更に具備する
請求項２乃至７のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記第２ミラーを前記第１方向に移動させる第３駆動部を更に具備する
請求項２乃至８のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１０】
前記光学系は、前記検査対象物の前記正面及び前記背面と、前記カメラの視野に正面が配置される他の検査対象物の前記正面及び背面とを前記カメラが同時に撮影することができるように、前記他の検査対象物の前記背面からの第３光線の向きを変更するように構成され、
前記第１ミラーは前記他の検査対象物の前記背面からの前記第３光線を前記第２ミラーへ反射し、
前記第２ミラーは前記第１ミラーからの前記第３光線を前記カメラへ反射する
請求項２乃至９のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１１】
前記検査対象物を前記第１方向に平行な第１回転軸まわりに回転させ、前記他の検査対象物を前記第１方向に平行な第２回転軸まわりに回転させる第４駆動部を更に備える
請求項１０の外観検査装置。
【請求項１２】
前記検査対象物を照らす光の波長を切り替えるように構成された照明装置を更に具備する
請求項１乃至１１のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１３】
カメラの視野に検査対象物の正面を配置するステップと、
前記検査対象物の背面からの第１光線の向きを変更するステップと、
前記第１光線及び前記正面からの光線に基づいて、前記カメラが前記正面及び前記背面を同時に撮影するステップと
を具備する
外観検査方法。
【請求項１４】
前記カメラの向きは第１方向に平行であり、
前記検査対象物の前記背面の側に第１ミラーが配置され、
前記検査対象物から前記第１方向に垂直な第２方向に離れて第２ミラーが配置され、
前記第１光線の向きを変更する前記ステップは、
前記第１ミラーが前記背面からの前記第１光線を前記第２ミラーへ反射するステップと、
前記第２ミラーが前記第１ミラーからの前記第１光線を前記カメラへ反射するステップと
を含む
請求項１３の外観検査方法。
【請求項１５】
前記検査対象物は半導体パッケージであり、
前記半導体パッケージは、
矩形平板形状のパッケージ本体と、
前記パッケージ本体の辺に沿って配列された外部端子と
を備え、
前記第１光線は、前記辺が前記第１方向及び前記第２方向に垂直になるように前記半導体パッケージが配置された状態で、前記外部端子によって反射された光線であり、
前記第１ミラーが前記背面からの前記第１光線を前記第２ミラーへ反射する前記ステップにおいて、前記第１光線の方向ベクトルの前記第２方向の成分の符号が逆になる
請求項１４の外観検査方法。
【請求項１６】
前記第２ミラーが前記検査対象物の側面からの第２光線を前記カメラへ反射するステップを更に具備し、
前記カメラが前記正面及び前記背面を同時に撮影する前記ステップにおいて、前記カメラは、前記第１光線、前記正面からの前記光線、及び前記第２光線に基づいて、前記検査対象物の前記正面、前記背面、及び前記側面を同時に撮影する
請求項１４又は１５の外観検査方法。
【請求項１７】
前記カメラの前記視野に他の検査対象物の正面を配置するステップと、
前記第１ミラーが前記他の検査対象物の背面からの第３光線を前記第２ミラーへ反射するステップと、
前記第２ミラーが前記第１ミラーからの前記第３光線を前記カメラへ反射するステップと
を更に具備し、
前記カメラが前記正面及び前記背面を同時に撮影する前記ステップにおいて、前記カメラは、前記第１光線、前記検査対象物の前記正面からの前記光線、前記第３光線、及び前記他の検査対象物の前記正面からの光線に基づいて、前記検査対象物の前記正面及び前記背面と前記他の検査対象物の前記正面及び前記背面とを同時に撮影する
請求項１４乃至１６のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項１８】
前記検査対象物を前記第１方向に平行な第１回転軸まわりに回転させるステップと、
前記他の検査対象物を前記第１方向に平行な第２回転軸まわりに回転させるステップと
を更に具備する
請求項１７の外観検査方法。
【請求項１９】
前記カメラが前記正面及び前記背面を同時に撮影するステップは、
前記検査対象物を第１の色の光で照らしながら前記検査対象物の前記正面及び前記背面を同時に撮影するステップと、
前記検査対象物を前記第１の色と異なる第２の色の光で照らしながら前記検査対象物の前記正面及び前記背面を同時に撮影するステップと
を含む
請求項１３乃至１８のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２０】
半導体チップをパッケージして半導体パッケージを形成するステップと、
請求項１３乃至１９のいずれかに記載の外観検査方法を実行して前記半導体パッケージの外観を検査するステップと
を具備する
半導体パッケージの製造方法。
【請求項２１】
前記半導体パッケージの外観を検査する前記ステップで発見された異物を前記半導体パッケージから除去するステップを更に具備する
請求項２０の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査装置及び外観検査方法に関し、特に半導体パッケージの外観検査装置及び外観検査方法と半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−０１４７３５号公報は、錠剤等の検査対象物の外観の検査を行うための外観検査装置を開示している。この外観検査装置は、錠剤の上面と側面のうちの一方を撮像するように設置された撮像手段と、上面と側面のうちの他方の画像を撮像手段に取り込むように上面と側面のうちの他方からの光の方向を変更する変更手段と、上面と側面のうちの他方から撮像手段までの第１光路の光路長に上面と側面のうちの一方から撮像手段までの第２光路の光路長を合わせるために、第２光路を冗長させる光路冗長手段とを備えている。
【０００３】
特開２００９−２７６３３８号公報は、半導体装置等のデバイスの外観を検査する外観検査装置を開示している。この外観検査装置は、デバイスの底面と撮像面が対向する撮像手段と、デバイスの４側面に対応して設けられたミラーとを備える。ミラーは、デバイスの４側面の像を、撮像面に向けて反射する。撮像手段は、底面画像に加えて４側面の像を撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１４７３５号公報
【特許文献２】特開２００９−２７６３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、上述の外観検査装置では検査対象物の表裏を一台のカメラで一度に検査することができないものと認識している。
【０００６】
本発明の課題は、検査対象物の表裏を一台のカメラで一度に検査できる外観検査装置、外観検査方法、及び半導体パッケージの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の第１の観点による外観検査装置（１）は、カメラ（４）と、前記カメラの視野（４ｂ）に正面（２０ａ、２４、２８ａ）が配置される検査対象物（２０）の前記正面及び背面（２０ｂ、２３、２８ｂ、２７ｂ）を前記カメラが同時に撮影することが可能なように、前記背面からの第１光線（１０２）の向きを変更する光学系（１５）とを具備する。
【０００９】
本発明の第２の観点による外観検査方法は、カメラ（４）の視野（４ｂ）に検査対象物（２０）の正面（２０ａ、２４、２８ａ）を配置するステップと、前記検査対象物の背面（２０ｂ、２３、２８ｂ、２７ｂ）からの第１光線（１０２）の向きを変更するステップと、前記第１光線及び前記正面からの光線（１０１）に基づいて、前記カメラが前記正面及び前記背面を同時に撮影するステップとを具備する。
【００１０】
本発明の第３の観点による半導体パッケージの製造方法は、半導体チップをパッケージして半導体パッケージ（２０）を形成するステップと、前記半導体パッケージの外観を検査するステップとを具備する。前記半導体パッケージの外観を検査する前記ステップは、カメラ（４）の視野（４ｂ）に前記半導体パッケージの正面（２０ａ、２４、２８ａ）を配置するステップと、前記半導体パッケージの背面（２０ｂ、２３、２８ｂ、２７ｂ）からの第１光線（１０２）の向きを変更するステップと、前記第１光線及び前記正面からの光線（１０１）に基づいて、前記カメラが前記正面及び前記背面を同時に撮影するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査対象物の表裏を一台のカメラで一度に検査できる外観検査装置、外観検査方法、及び半導体パッケージの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る外観検査装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る外観検査装置の概略図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る外観検査装置のミラーと検査対象物の配置を示す平面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る外観検査装置の機能ブロック図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る外観検査装置による画像取得を説明する概念図である。
【図６】図６は、第２の実施形態に係る外観検査装置により取得される検査対象物の画像の一例を示す。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る外観検査装置により取得される検査対象物の画像の他の例を示す。
【図８】図８は、検査対象物としてのＢＧＡパッケージを示す。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る外観検査装置により取得されるＢＧＡパッケージの画像の一例を示す。
【図１０】図１０は、検査対象物としてのＱＦＮパッケージを示す。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る外観検査装置により取得されるＱＦＮパッケージの画像の一例を示す。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態に係る外観検査装置の概略図である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態の変形例に係る外観検査装置の概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４の実施形態に係る外観検査装置の機能ブロック図である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係る外観検査装置の効果の一例を示す概念図である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態に係る外観検査装置の効果の他の例を示す概念図である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態に係る外観検査装置の効果の他の例を示す概念図である。
【図１８】図１８は、本発明の第５の実施形態に係る外観検査装置の概略図である。
【図１９】図１９は、本発明の第６の実施形態に係る外観検査装置の機能ブロック図である。
【図２０】図２０は、第６の実施形態に係る外観検査装置のミラーと検査対象物の配置を示す平面図である。
【図２１】図２１は、本発明の第７の実施形態に係る外観検査装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明による外観検査装置、外観検査方法、及び半導体パッケージの製造方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る外観検査装置１を説明する。外観検査装置１は、カメラ４と、光学系１５とを備える。外観検査装置１に対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向が定義されている。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は互いに垂直である。以下の説明においてＺ方向は水平面に垂直である。カメラ４は例えば２次元カメラである。カメラ４の撮影軸４ａがＺ方向に平行になるように、カメラ４は下を向いている。撮影軸４ａのベクトルのＸ方向成分、Ｙ方向成分、及びＺ方向成分はそれぞれゼロ、ゼロ、及び負である。外観検査装置１によって外観が検査される検査対象物２０は、正面２０ａと、背面２０ｂと、側面２０ｃとを備える。背面２０ｂは正面２０ａの反対側である。検査対象物２０は、正面２０ａをカメラ４に向けてカメラ４の下方に配置される。正面２０ａがカメラ４の視野４ｂに配置されるため、正面２０ａからの光線１０１はカメラ４に直接到達する。背面２０ｂからの光線１０２は、光学系１５によって向きが変更されてカメラ４に到達する。カメラ４は、光線１０１及び１０２に基づいて正面２０ａ及び背面２０ｂを同時に撮影する。これにより、正面２０ａ及び背面２０ｂの両方が写された一つの画像が得られる。
【００１５】
本実施形態によれば、検査対象物２０の表裏を一台のカメラで一度に検査することが可能であり、検査時間が短縮される。本実施形態によれば、一つの検査ステージで検査対象物２０の表裏を検査することができるため、検査のためのスペースが小さくて済む。更に、半導体パッケージ２０を検査ステージ間で搬送するためのピックアップハンドが不要であり、一台のカメラで検査対象物２０の表裏を検査するため、装置コストが削減される。
【００１６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る外観検査装置１を以下に説明する。本実施形態は以下の説明を除いて第１の実施形態と同様である。
【００１７】
図２を参照して、検査対象物２０は半導体パッケージ（以下、「半導体パッケージ２０」と称する。）である。半導体パッケージ２０は、半導体チップをパッケージすることで形成される。半導体パッケージ２０は、矩形平板形状のパッケージ本体２１と、複数の外部端子２２とを備える。パッケージ本体２１は半導体チップを含んでいる。複数の外部端子２２は半導体チップ内の回路に電気的に接続されている。パッケージ本体２１は、正面２０ａの一部としての表面２４と、背面２０ｂの一部としての裏面２３と、側面２０ｃの一部としての側面２５とを備える。裏面２３は、半導体パッケージ２０をプリント配線板に搭載したときにプリント配線板を向く矩形面である。表面２４は、裏面２３の反対側の矩形面であり、裏面２３に平行である。
【００１８】
半導体パッケージ２０は例えばＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）又はＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）である。各外部端子２２はガルウイング形状をしたリード（以下、「リード２２」と称する。）である。リード２２は、パッケージ本体２１の側面２５から突き出している。
【００１９】
第２の実施形態に係る外観検査装置１は、カメラ４及び光学系１５に加えて、表面２４を照光する照明装置３と、裏面２３を照光する照明装置３と、半導体パッケージ２０が載せられる台座２とを備える。台座２は、表面２４がＺ方向に垂直な状態でカメラ４を向くように半導体パッケージ２０を支持する。表面２４を照光する照明装置３及び裏面２３を照光する照明装置３の各々は、Ｚ方向に対して斜めに半導体パッケージ２０を照光する。
【００２０】
光学系１５は、ミラー５及び６を備える。ミラー５は、半導体パッケージ２０の裏面２３の側（すなわち背面２０ｂの側）に配置される。例えば、ミラー５は台座２の側面に取り付けられる。ミラー６は、半導体パッケージ２０からＸ方向に離れて配置される。ミラー６及び半導体パッケージ２０はＺ方向の位置が概ね一致している。例えば、ミラー６及び半導体パッケージ２０の両方と共有点を持ちＺ方向に垂直な平面が存在する。ミラー５の反射面の法線ベクトルのＸ方向成分、Ｙ方向成分、及びＺ方向線分はそれぞれ正、ゼロ、及び正である。ミラー６の反射面の法線ベクトルのＸ方向成分、Ｙ方向成分、及びＺ方向線分はそれぞれ負、ゼロ、及び正である。
【００２１】
図３を参照して、パッケージ本体２１は、Ｚ方向に平行に見て矩形である。その矩形は、辺２１ａ及び辺２１ｂを備える。辺２１ａ及び辺２１ｂは互いに垂直である。台座２は、辺２１ａがＹ方向に平行になるように半導体パッケージ２０を支持する。辺２１ａに沿って複数のリード２２が配列されている。辺２１ａに沿って配列されたリード２２を検査するために、ミラー５の反射面がＹ方向に平行な長辺を持つ矩形であり、ミラー６の反射面がＹ方向に平行な長辺を持つ矩形であることが好ましい。
【００２２】
半導体パッケージ２０がＱＦＰである場合、辺２１ｂに沿って配列された複数のリードが追加される。この場合、辺２１ｂに沿って配列されたリードを検査するために、ミラー５及び６に対応する一対のミラーが設けられることが好ましい。
【００２３】
図４を参照して、本実施形態に係る外観検査装置１は、画像処理装置１６と、記憶装置１７と、出力装置１８とを備える。出力装置１８は例えば表示装置である。カメラ４、画像処理装置１６、記憶装置１７、及び出力装置１８は、互いにデータをやりとりすることが可能なように接続される。
【００２４】
図５を参照して、リード２２は、表面２４がＺ方向に垂直且つ辺２１ａがＹ方向に平行のときにＹ方向に垂直な平面内で延びるように形成されている。リード２２は、パッケージ本体２１の側面２５から表面２４及び裏面２３に平行に延びる基部２６と、基部２６の先端から裏面２３の側に延びる中間部２７と、中間部２７の先端から表面２４及び裏面２３にほぼ平行に延びる端部２８とを備える。中間部２７は斜辺部と称される場合がある。端部２８はリードフットと称される場合がある。中間部２７は、表面２４及び裏面２３の法線に対して僅かに傾いている。端部２８は、表面２４及び裏面２３に対して僅かに傾いている。半導体パッケージ２０をプリント配線板に搭載したときに端部２８がプリント配線板に半田付けされる。端部２８は、正面２０ａの一部としての表面２８ａと、背面２０ｂの一部としての裏面２８ｂと、側面２０ｃの一部としての側面２８ｃとを備える。側面２８ｃは端部２８の端面である。
【００２５】
表面２８ａからの光線１０１はカメラ４に直接到達する。光線１０２は裏面２８ｂで反射された光線である。ミラー５は裏面２８ｂからの光線１０２をミラー６へ反射する。ミラー６はミラー５からの光線１０２と側面２８ｃからの光線１０３とをカメラ４へ反射する。カメラ４は、光線１０１、１０２、及び１０３に基づいて、表面２８ａ、裏面２８ｂ、及び２８ｃを同時に撮影して画像３０を取得する。画像３０は、光線１０１に基づく表面２８ａの画像としての表面画像３１と、光線１０２に基づく裏面２８ｂの画像としての裏面画像３２と、光線１０３に基づく側面２８ｃの画像としての側面画像３３とを含む。画像３０に対してＶ方向及びＷ方向が定義されている。Ｖ方向はＸ方向及びＺ方向に対応する。Ｗ方向はＹ方向に対応する。
【００２６】
ミラー５が裏面２８ｂからの光線１０２をミラー６へ反射するとき、光線１０２の方向ベクトルのＸ方向の成分の符号が逆になる。したがって、ミラー６から見て裏側の裏面２８ｂが撮影される。
【００２７】
半導体パッケージ２０の外観検査において、画像処理装置１６は画像３０に対して画像処理を実行する。画像処理装置１６は、画像処理により表面２８ａに付着した異物や裏面２８ｂに形成された傷を検出する。異物及び傷は画像３０においてそれぞれ異物の画像２０１及び傷の画像２０２として示されている。記憶装置１７は画像３０や画像処理装置１６の画像処理結果を記憶する。出力装置１８は、画像３０や画像処理装置１６の画像処理結果を出力する。検査員が出力された画像３０に基づいて表面２８ａに付着した異物や裏面２８ｂに形成された傷を検出してもよい。
【００２８】
外観検査装置１は、表面２８ａに付着した異物をエアーで吹き飛ばす等して除去することが好ましい。この場合、半導体パッケージ２０の製造方法は、半導体チップをパッケージして半導体パッケージ２０を形成する工程と、半導体パッケージ２０の外観検査を実行する工程と、外観検査で発見された異物を半導体パッケージ２０から除去する工程とを含む。
【００２９】
外観検査装置１は、半導体パッケージ２０の異物や傷の検査だけでなくリード２２の曲がり、浮き、リードフット角度、及びコプラナリティを検査することが可能である。以下、これらの検査を説明する。
【００３０】
図６は、半導体パッケージ２０が備える複数のリード２２が設計どおりに形成されている場合において取得される画像３０及び基準線Ｓを示している。基準線ＳはＷ方向に平行である。画像３０は、第１のリード２２〜第８のリード２２のそれぞれについての第１画像群４１〜第８画像群４８を含んでいる。第１画像群４１〜第８画像群４８の各々は、表面画像３１、裏面画像３２、及び側面画像３３を含んでいる。第１画像群４１〜第８画像群４８の全てについて、側面画像３３の基準線Ｓからのズレ量がゼロである。
【００３１】
図７は、半導体パッケージ２０が備える複数のリード２２のうちのいくつかが設計どおりに形成されていない場合において取得される画像３０及び基準線Ｓ、Ｓ４１〜Ｓ４７を示している。基準線ＳはＷ方向に平行である。基準線Ｓ４１〜Ｓ４７の各々はＶ方向に平行である。画像３０は、第１のリード２２〜第７のリード２２のそれぞれについての第１画像群４１〜第７画像群４７を含んでいる。第１画像群４１〜第７画像群４７の各々は、表面画像３１、裏面画像３２、及び側面画像３３を含んでいる。
【００３２】
図７を参照して、第１画像群４１において表面画像３１、裏面画像３２、及び側面画像３３が基準線Ｓ４１に沿って配置され且つ側面画像３３の基準線Ｓからのズレ量がゼロであるため、第１のリード２２は設計どおりに形成されていることが検出される。第２画像群４２から第２のリード２２の端部２８が曲がっていることが検出される。第３画像群４３において側面画像３３が基準線ＳからＶ方向の負側にずれているため、第３リード２２の端部２８に浮きが生じていることが検出される。第４画像群４４及び第５画像群の各々において表面画像３１及び裏面画像３２のＶ方向の長さが第１画像群４１と異なるため、第４リード２２及び第５リード２２の各々において端部２８の角度（リードフット角度）が適切でないことが検出される。
【００３３】
画像処理装置１６は下記のように画像３０に基づいてコプラナリティを検査する。半導体パッケージ２０の外部端子２２がリードであるため、ＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会）の３点設置方式が用いられる。半導体パッケージ２０の全てのリード２２について、側面画像３３の基準線ＳからのＶ方向のズレ量を検出する。ここで、側面画像３３が基準線ＳからＶ方向の正側にずれている場合にズレ量は正の値であり、Ｖ方向の負側にずれている場合にズレ量は負の値である。ズレ量が大きいものから順番に３点をその３点を頂点とする三角形が半導体パッケージ２０の中心を含むように抽出する。その３点を通る平面の方程式を算出する。その平面から側面２８ｃまでの距離を全てのリード２２について算出する。算出した距離の最大値をコプラナリティとして算出する。算出されたコプラナリティは基準値と比較される。
【００３４】
記憶装置１７は、算出されたコプラナリティ及び算出されたコプラナリティと基準値の比較結果を記憶する。出力装置１８は、算出されたコプラナリティ及び算出されたコプラナリティと基準値の比較結果を出力する。
【００３５】
図８を参照して、半導体パッケージ２０はＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージ（以下、「ＢＧＡパッケージ２０」と称する。）でもよい。ＢＧＡパッケージ２０は、パッケージ本体２１と、外部端子２２としての半田ボール（以下、「半田ボール２２」と称する。）を備える。半田ボール２２がパッケージ本体２１の裏面２３の周縁部のみに設けられている場合、外観検査装置１はＢＧＡパッケージ２０についてコプラナリティの検査を実行することができる。
【００３６】
図９は、ＢＧＡパッケージ２０を撮影した画像３０及び基準線Ｓを示す。画像３０は、表面画像３１と、裏面画像３２と、側面画像３３を含む。表面画像３１にはパッケージ本体２１の表面２４が写されている。裏面画像３２にはパッケージ本体２１の裏面２３及び半田ボール２２が写されている。側面画像３３にはパッケージ本体２１の側面２５及び半田ボール２２が写されている。
【００３７】
ＢＧＡパッケージ２０の場合、画像処理装置１６は、３点設置方式のかわりに最小２乗平面方式を用いてコプラナリティを検査する。
【００３８】
図１０を参照して、半導体パッケージ２０はＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏ‐Ｌｅａｄ）パッケージ（以下、「ＱＦＮパッケージ２０」と称する。）でもよい。ＱＦＮパッケージ２０は、パッケージ本体２１と、外部端子２２としてのパッド２２（以下、「パッド２２」と称する。）を備える。パッド２２がパッケージ本体２１の裏面２３の周縁部のみに設けられている場合、外観検査装置１はＱＦＮパッケージ２０についてコプラナリティの検査を実行することができる。
【００３９】
図１１は、ＱＦＮパッケージ２０を撮影した画像３０及び基準線Ｓを示す。画像３０は、表面画像３１と、裏面画像３２と、側面画像３３を含む。表面画像３１にはパッケージ本体２１の表面２４が写されている。裏面画像３２にはパッケージ本体２１の裏面２３及びパッド２２が写されている。側面画像３３にはパッケージ本体２１の側面２５及びパッド２２が写されている。
【００４０】
ＱＦＮパッケージ２０の場合、画像処理装置１６は、３点設置方式のかわりに最小２乗平面方式を用いてコプラナリティを検査する。
【００４１】
本実施形態によれば、リード２２の表裏の付着物及び傷の検査とリード２２の端部２８のＺ方向位置の検査とを一つの検査ステージで実行することができる。そのため、検査のためのスペースが小さくて済む。更に、半導体パッケージ２０を検査ステージ間で搬送するためのピックアップハンドが不要であるため装置コストが削減される。高価な三次元検査装置を用いずにリード２２の端部２８のＺ方向位置を検査することができるため装置コストが削減される。
【００４２】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る外観検査装置１を以下に説明する。本実施形態は以下の説明を除いて第２の実施形態と同様である。
【００４３】
図１２を参照して、本実施形態に係る外観検査装置１は、台座２を支持する支柱８を備える。台座２は、半導体パッケージ２０の裏面２３に接触する上面２ａと、上面２ａの反対側の下面２ｂとを備える。支柱８は下面２ｂの中心に接続される。ミラー５は支柱８に支持される。
【００４４】
ミラー５が支柱に支持されるため、裏面２３の中心近傍部分の外観を検査できる。尚、台座２が小型化されることが好ましい。
【００４５】
（第３の実施形態の変形例）
第３の実施形態の変形例に係る外観検査装置１を以下に説明する。
【００４６】
図１３を参照して、台座２が透光性材料により形成されていることが好ましい。この場合、裏面２３の中心近傍部分の外観を検査することが更に容易である。台座２が大型である場合であっても、裏面２３の中心近傍部分の外観を検査することができる。大型の台座２は半導体パッケージ２０を安定的に支持する上で有利である。
【００４７】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る外観検査装置１を以下に説明する。本実施形態は以下の説明を除いて第２又は第３の実施形態と同様である。
【００４８】
図１４を参照して、本実施形態に係る外観検査装置１は、駆動部５１及び５２を備える。
【００４９】
図１５を参照して、駆動部５１は、ミラー５をＹ方向に平行な軸まわりに回転させ、ミラー５をＺ方向に移動させる。例えば、駆動部５１はガルバノメータの回転手段と類似の手段でミラー５を回転させる。駆動部５２は、ミラー６をＺ方向及びＹ方向に移動させる。
【００５０】
本実施形態によれば、半導体パッケージ２０の種類ごとに異なるミラーを用意しなくても外観検査を実行することができる。また、ミラー５と半導体パッケージ２０との距離、及びミラー６と半導体パッケージ２０との距離を変えることで、焦点を自由に変えることができる。また、本実施形態によればインデックスが早くなる。
【００５１】
更に、中間部２７の裏面２７ｂの外観検査を精密に行うことが可能である。裏面２７ｂは、たとえＺ方向の正側を向くカメラを用いて半導体パッケージ２０の下側から撮影したとしても検査をすることが難しい部分である。
【００５２】
また、ミラー６のＺ方向位置を調節可能であるため、図１６に示すように裏面２３が凹面になるようにパッケージ本体２１に反りが生じた場合と図１７に示すように裏面２３が凸面になるようにパッケージ本体２１に反りが生じた場合の両方において、パッケージ本体２１の端部の画像と台座２の端部の画像の両方が側面画像３３に含まれる。したがって、パッケージ本体２１の端部の画像と台座２の端部の画像の位置関係からスタンドオフＳＯを測定することが可能である。
【００５３】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る外観検査装置１を以下に説明する。本実施形態は以下の説明を除いて第２乃至第４の実施形態と同様である。
【００５４】
図１８を参照して、本実施形態に係る外観検査装置１は、上述の照明装置３に加えて、照明装置１０、１１、及び１４を備える。照明装置３は、リング形状又はバー形状に形成される。照明装置１０は、表面２４及び裏面２３に平行に検査対象物２０を照光する。照明装置１０は、リング形状又はバー形状に形成される。照明装置１４は、光源１２と、ハーフミラー１３とを備える。ハーフミラー１３はカメラ４の撮影軸４ａの延長上に配置される。光源１２はハーフミラー１３を介して検査対象物２０の正面２０ａを照光する。カメラ４はハーフミラー１３を介して検査対象物２０を撮影する。照明装置１４は、撮影軸４ａと同軸に検査対象物２０の正面２０ａを照光する。照明装置１１は、ドームの内側面から検査対象物２０の正面２０ａを照光する照明装置１１と、ドームの内側面から検査対象物２０の背面２０ｂを照光する照明装置１１とを含む。
【００５５】
本実施形態によれば、様々な方向から検査対象物２０が照光される。
【００５６】
尚、第２乃至第５の実施形態において、照明装置３、１０、１１、及び１４は、検査対象物２０を照らす光の波長を切り替えるように構成されることが好ましい。照明の波長を変えることで焦点の位置を変えることができる。例えば、検査対象物２０を第一の色の光（例えば赤色光）で照らしながら検査対象物２０の正面２０ａ及び背面２０ｂを同時に撮影して画像３０を取得する、検査対象物２０を第一の色と異なる第二の色の光（例えば青色光）で照らしながら検査対象物２０の正面２０ａ及び背面２０ｂを同時に撮影して画像３０を取得する。異なる色の光で撮影することで、検査対象物２０に付着した透明な異物を発見できる確率が高くなる。ここで、出力装置１８は、第一の色の光で撮影された画像３０と第二の色の光で撮影された画像３０を並べて表示することが好ましい。
【００５７】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る外観検査装置１を以下に説明する。本実施形態は以下の説明を除いて第２乃至第５の実施形態と同様である。
【００５８】
図１９を参照して、本実施形態に係る外観検査装置１は、複数の台座２と、複数の台座２の各々をＺ方向に平行な回転軸まわりに回転させる駆動部５３とを備える。
【００５９】
図２０を参照して、複数の半導体パッケージ２０がＹ方向に並んで支持されるように、複数の台座２がＹ方向に並んで配置される。ミラー５及びミラー６は、複数の半導体パッケージ２０のそれぞれの背面２０ｂをカメラ４が同時に撮影することができるようにＹ方向に十分な長さを有する。カメラ４は、複数の半導体パッケージ２０の正面２０ａ及び背面２０ｂを同時に撮影することができる。
【００６０】
本実施形態によれば、複数の半導体パッケージ２０の正面２０ａ及び背面２０ｂを一度に検査することができる。
【００６１】
更に、駆動部５３が複数の半導体パッケージ２０の各々をＺ方向に平行な回転軸まわりに９０度回転させることで、半導体パッケージ２０の辺２１ａと辺２１ｂの両方に沿って外部端子２２が配列される場合にも外観検査を短時間で行うことができる。尚、本実施形態においては、台座２が回転してもミラー５は動かないように構成されている。
【００６２】
尚、ＳＯＰしか検査しない場合は外観検査装置１が半導体パッケージ２０をＺ方向に平行な回転軸まわりに回転させなくてもよい。
【００６３】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係る外観検査装置１を以下に説明する。本実施形態は以下の説明を除いて第２乃至第６の実施形態と同様である。
【００６４】
図２１を参照して、本実施形態に係る外観検査装置１は、ミラー６を備えない。検査対象物２０の正面２０ａからの光線１０１はカメラ４に直接到達する。ミラー５は、検査対象物２０の背面２０ｂからの光線１０２をカメラ４へ反射する。カメラ４は、光線１０１及び１０２に基づいて、正面２０ａ及び背面２０ｂを同時に撮影する。
【００６５】
以上、実施の形態を参照して本発明による外観検査装置、外観検査方法、及び半導体パッケージの製造方法を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されない。例えば、上記実施の形態においてカメラ４の下方に配置される検査対象物２０を下向きのカメラ４で撮影する場合を説明したが、カメラ４の上方に配置される検査対象物２０を上向きのカメラ４で撮影してもよい。この場合、検査対象物２０の背面２０ｂ（例えば裏面２３）を吸引する保持部によって検査対象物２０が保持されることが好ましい。
【００６６】
また、光学系１５は、ミラー５及び６のいずれか一方又は両方に代えてプリズムを備えることが可能である。
【００６７】
上記実施の形態どうしを組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…外観検査装置
２…台座
２ａ…上面
２ｂ…下面
３…照明装置
４…カメラ
４ａ…撮影軸
４ｂ…視野
５、６…ミラー
８…支柱
１０…照明装置
１１…照明装置
１２…光源
１３…ハーフミラー
１４…照明装置
１５…光学系
１６…画像処理装置
１７…記憶装置
１８…出力装置
２０…検査対象物（半導体パッケージ）
２０ａ…正面
２０ｂ…背面
２０ｃ…側面
２１…パッケージ本体
２１ａ、２１ｂ…辺
２２…外部端子
２３…裏面
２４…表面
２５…側面
２６…基部
２７…中間部
２７ｂ…裏面
２８…端部
２８ａ…表面
２８ｂ…裏面
２８ｃ…側面
３０…画像
３１…表面画像
３２…裏面画像
３３…側面画像
４１〜４８…第１画像群〜第８画像群
５１〜５３…駆動部
１０１〜１０３…光線
２０１…異物の像
２０２…傷の像
Ｓ、Ｓ４１〜Ｓ４７…基準線
ＳＯ…スタンドオフ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2012181114.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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