JP2004226128A

JP2004226128A - 外観検査装置および外観検査方法

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Publication number: JP2004226128A
Application number: JP2003011656A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Akiyama; 吉宏秋山
Original assignee: Saki Corp
Current assignee: Saki Corp
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP4166585B2; US20040212797A1; CN100573112C; US7002676B2; CN1517702A

Abstract

【課題】サイズの大きい基板の外観検査では、基板の画像が分割され、画像の境界付近では検査が難しかった。
【解決手段】テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂとラインセンサ３４Ａ、３４Ｂを組み合わせた２組のテレセントリック光学系が、基板１の撮像方向７４に並べて配置される。ラインセンサ３４Ａが読みとるライン７０Ａと、ラインセンサ３４Ｂが読みとるライン７０Ｂとは、一部重複がある。この状態で１ライン分の画像データが取り込まれると、２組のテレセントリック光学系を含む走査ヘッドが駆動方向７６へ１ライン分送り出される。以降同様の処理を繰り返すことにより、基板１の全ラインにわたって一部が重複した２枚の画像データが取得される。２枚の画像を重複部分で位置ずれと色ずれを補正した上で合成し、合成画像をもとに基板１の検査を行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外観検査技術に関する。この発明は特に、被検査体の基板面を走査して画像を取得して検査を行う外観検査装置および外観検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の基板の製造工程には、電子部品を基板上に装着する実装工程と、部品の実装状態を検査する検査工程が含まれる。実装工程は高密度化が進んでおり、数十ミクロンのオーダーで電子部品の実装位置が決められている。またＩＴ関連機器、特に携帯電話など携帯機器の需要が増加しており、実装工程は年々高速化している。一方、部品実装後の検査工程は、基板の高密度化のため、不良を発見することはきわめて難しい課題となっている。従来の検査では、プローバを用いたＩＣＴ（インサーキットテスタ）など接触型の試験方法が用いられていたが、最近の実装密度の高さでは接触型の検査装置による対応が困難になり、非接触型、特に画像認識技術を用いた外観検査装置の需要が伸びている。
【０００３】
このような外観検査装置においては、高密度実装に対応して非常に高い解像度で部品の実装状態を撮影し、高い精度で不良の検出をする必要がある。そのため検査にかかる時間が長くなる傾向にある。集積回路の需要が高まり、実装工程の高速化が進んでも、検査工程に時間がかかると、製品の出荷が遅れることとなり、昨今の厳しい製造競争に耐えることができなくなる。そこで、精度が高く、検査時間を短縮できる外観検査装置の開発が進められている。
【０００４】
外観検査装置には、ラインセンサを用いて基板面を走査して基板の画像を読み込み、画像データを用いて検査を行うものがある。数十ミクロンのオーダーの部品の実装位置を精密に読みとるためには、高密度のラインセンサを用いる必要がある。現在市販されているＣＣＤラインセンサは最大でも５千〜１万画素であり、たとえば２５ミクロンの精度の検出をするには、ラインセンサによる読み取り幅は２５センチメートルが限界である。したがって、幅の大きい基板の場合、一度に基板面全体の画像を読みとることができず、複数の画像に分割して読みとることになる。特許文献１には、２つのラインセンサを用いて基板面の画像を一部重複させて２枚撮影し、２枚の画像を貼り合わせて合成する外観検査装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１８１７２９号公報（全文、第１−６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような複数の画像に分割して撮影する外観検査装置において、画像の境界線をまたぐ電子部品は検査する場合、境界線付近で２枚の画像を参照して、境界線をまたぐ電子部品を検査することもできるが、数十ミクロンのオーダーで２枚の画像を参照して検査を行うには高精度のマッチング技術を要し、解析処理が非常に困難なものとなる。そこで、２枚の画像を貼り合わせて合成した上で検査が行われるが、複数のレンズを用いた場合、レンズの収差の微妙な違いから、２枚の画像のつなぎ目で位置ずれが生じ、また、色情報が一致しないことがあり、境界線付近では２枚の画像間の対応が取ることが難しくなる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板を撮影した複数の画像を貼り合わせて検査を行うための外観検査技術の提供にある。また別の目的は、読み取り幅に限度のあるラインセンサを用いて基板全体の検査を行うための外観検査技術の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、外観検査装置に関する。この装置は、被検査体の基板面を走査して画像を取り込む走査ヘッドと、前記画像をもとに所定の検査をするメインユニットとを含む。前記走査ヘッドは、前記基板面からの反射光を結像するテレセントリックレンズとその反射光を撮像する一次元センサの組を撮像ラインに沿って複数設け、各一次元センサに撮像される前記被検査体の画像が一部重複するよう構成される。前記メインユニットは、前記一次元センサの各々から取り込まれた複数の画像を、重複部分に含まれる画素データを補正して貼り合わせる画像処理部と、貼り合わせの結果一枚となった画像を所定の合否判断基準に照らし、検査項目ごとに合否を判定する解析部とを含む。
【０００９】
前記画像処理部は、前記重複部分に含まれる画素データの色ずれを補正する色補正部を含んでもよく、前記重複部分に含まれる画素データの色情報が略一致するように、一方のテレセントリックレンズにおける色補正テーブルを基準として、他方のテレセントリックレンズの色補正テーブルを調整してもよい。また、前記色補正部は、前記走査ヘッドにより撮像した色補正用チャートの画像をもとに、前記テレセントリックレンズの端部の色収差を補正するための色補正データを予め作成して、前記重複部分の色ずれ補正に利用してもよい。画像の重複部分を重ね合わせた場合に、色ずれのない画像が得られるため、画像の境界をまたぐ検査対象の正確な検査が可能となる。
【００１０】
前記画像処理部は、前記重複部分に含まれる参照情報をもとに位置ずれを補正する位置補正部を含んでもよい。前記参照情報は前記被検査体上の複数の対象物であり、それらの対象物のマッチングをもとに、前記画像の位置ずれを検出してもよい。これにより、画像の重複部分の正確な貼り合わせが可能となる。被検査体上の対象物は、画像のマッチングが可能な被検査体上の対象であり、基板上の電子部品、導線パターン、スルーホール、および基板に印刷された部品の名称や型番、規格の名称などの文字列等を含む。
【００１１】
本発明の別の態様は、外観検査方法に関する。この方法は、被検査体の画像を複数のテレセントリックレンズにより一部重複させて撮影する工程と、撮影された画像の重複部分の色ずれを補正して画像を貼り合わせる工程と、貼り合わせの結果一枚となった画像をもとに所定の検査をする工程とを含む。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、実施の形態に係る外観検査装置１０の構成図である。この装置は、被検査体の検査面をラインセンサで走査して画像を形成し、画像認識によって部品実装状態の合否を判定するものである。ラインセンサによる撮像ラインに対して垂直に走査ヘッドを駆動することで順次ラインごとの画像がえられ、走査ヘッドの一次元運動で基板面の全体画像が取得される。外観検査装置の別のタイプとして、検査面を二次元的に移動させて停止し、これを繰り返してつぎつぎにスポット撮影をするものもあるが、その場合、一般に機構系が複雑になり、検査時間も長い場合が多い。その点で、この実施の形態の一次元センサを用いる形態は有利である。本出願人は先に、特開平８−２５４５００号公報において、このような一次元センサを用いた外観検査装置を提案しており、それを本実施形態で用いてもよい。
【００１４】
図１のごとく、外観検査装置１０は、メインユニット１２と試験ユニット１４を備える。試験ユニット１４の下部には支持台２２が設けられ、被検査体である基板１が把持されている。試験ユニット１４の上部には、走査ヘッド１６と、それを駆動するステッピングモータ２０と、走査ヘッド１６を支持するリニアガイド等のガイド１８が設けられている。
【００１５】
走査ヘッド１６は照明ユニット３０、テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂ、およびラインセンサ３４Ａ、３４Ｂを有する。これらの部材はフレーム３６上に固定されている。後述のように、テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂとラインセンサ３４Ａ、３４Ｂは、撮像ラインに沿って２組並べて設けられており、ラインセンサ３４Ａ、３４Ｂの各々から取り込まれる画像が撮像ラインの方向で一部重複するように構成されている。
【００１６】
照明ユニット３０は、落射照明源、側方照明源、ハーフミラーなどを内蔵する。基板１から垂直上方への反射光はハーフミラーでテレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂへ導かれ、テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂを通過した後、一次元ＣＣＤセンサであるラインセンサ３４Ａ、３４Ｂへ入力される。２つのラインセンサ３４Ａ、３４Ｂのそれぞれがライン単位に基板１を撮像してその画像データ５４Ａ、５４Ｂを出力する。以下、テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂとラインセンサ３４Ａ、３４Ｂを合わせてテレセントリック光学系と呼ぶ。
【００１７】
メインユニット１２は、本装置全体を統括的に制御するもので、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた外観検査機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１８】
メインユニット１２のヘッド制御ユニット４０はまず、照明制御クロック５０を照明ユニット３０へ供給し、１ライン毎に落射照明と側方照明を交互に切り替えて点灯させる。ヘッド制御ユニット４０はさらに、モータ制御信号５２をモータ２０へ、試験開始信号５６をメモリ制御ユニット４２へそれぞれ出力する。モータ制御信号５２によってモータ２０のステップ制御がなされ、検査の開始に際し、走査ヘッド１６が基板１の端部へ移動する。この位置をスタート位置として、以降１ライン撮像するたびにモータ制御信号５２によって走査ヘッド１６が１ライン分進行する。一方、試験開始信号５６を参照し、メモリ制御ユニット４２はメモリ４４への画像データ５４Ａ、５４Ｂの書込を制御し、以降、画像データ５４Ａ、５４Ｂがライン単位で記録されていく。画像データ５４Ａ、５４Ｂは、落射照明によるものと側方照明によるものとが１ライン毎にインターリーブされて入力され、全ラインの撮像が終わると、メモリ４４内には、落射照明による外観検査用画像と、側方照明による外観検査用画像が個別に形成される。
【００１９】
画像処理部４３は、較正データ生成処理および画像合成処理を行う。較正データ生成処理として、位置補正部４５は、メモリ４４から後述の較正用基板を撮像した画像データを読み込み、較正用基板の識別マークの位置ずれと大きさの変化を検出し、テレセントリック光学系の収差を較正するための位置補正テーブルを作成し、較正データ記憶部４９に格納する。さらに、色補正部４７は、メモリ４４から後述のグレースケールチャートを撮像した画像データを読み込み、テレセントリック光学系の色収差を補正するための色補正テーブルを作成し、較正データ記憶部４９に格納する。
【００２０】
画像合成処理として、位置補正部４５は、メモリ４４から検査対象の基板１の画像データ５４Ａ、５４Ｂを読み込んで、較正データ記憶部４９に予め格納された位置補正テーブルを用いて、画像全体に現れる歪みを補正し、２枚の画像の重複部分では後述のようにマッチングをとって２枚の画像の境界部分を貼り合わせて一枚の画像に合成する。さらに、色補正部４７は、較正データ記憶部４９に予め格納された色補正テーブルを用いて、重複部分の色ずれを補正し、補正された合成画像をメモリ４４に格納する。メモリ４４は、基板面全体の画像を一枚の画像データとして記憶できるように大容量の記憶領域が確保される。
【００２１】
解析ユニット４６は、メモリ４４から合成された画像データを読み出し、判定基準記憶部４８に予め記録された判定基準に照らして、検査項目ごとに合否を判断する。検査項目として、落射試験による部品の位置ずれ、欠品、ハンダのヌレの判定など、および側方試験によるハンダブリッジの有無、搭載部品の間違い、極性の反転の判定などがある。たとえば、落射試験によるハンダヌレの判定は、部品の電極の周りに一様に暗い部分が生じれば合格、電極から離れたところに暗い丸が生じれば不合格とすることができる。後者の場合、ハンダが電極に載らず、基板１のランドに低い山状に溶けずに残っている可能性が高い。いずれにしても、判定基準記憶部４８にはあらかじめ検査すべき基板１の部品搭載について、合否に関する判断基準または基準画像が記録され、合成された画像にそれらの判断基準または基準画像を適用して合否判定が行われる。
【００２２】
図２は、走査ヘッド１６の２つのラインセンサ３４による基板面の走査を説明する図である。テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂとラインセンサ３４Ａ、３４Ｂは、基板１の撮像ラインの方向７４（以下、単に撮像方向と呼ぶ）に並べて配置されている。ラインセンサ３４Ａが読みとるライン７０Ａと、ラインセンサ３４Ｂが読みとるライン７０Ｂとは、一部重複がある。この状態で１ライン分の画像データが取り込まれると、走査ヘッド１６は駆動方向７６へ１ライン分送り出される。以降同様の処理を繰り返すことにより、基板１の全ラインにわたって一部が重複した２枚の画像データが取得される。
【００２３】
テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂは、被写体側の主光線が光軸と平行になるように構成されており、デフォーカスされても結像側で倍率変動が発生しないため、基板１に高さの異なる部品が搭載されていても、同一視野、同一倍率で基板面を撮像することができる。たとえば、コンデンサのような高さのある部品が搭載されていても、落射照明のもと基板１の真上からの撮像が可能である。また、２つのテレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂを並べて使用したことにより、レンズ視野以上の幅を一括して撮像することができる。
【００２４】
しかしながら、テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂには、テレセントリック光学系を成立させるためのレンズ設計上の複雑な加工がなされているため、撮像された画像には収差による歪みが生じる。基板１上では部品の実装や導線パターンのエッチングは、数十ミクロンのオーダーで行われているため、このようなレンズ収差による歪みが検査上、重大な意味をもち、歪みの補正処理が不可欠である。このような歪みは、テレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂの特に端部において大きく、位置ずれだけでなく、色ずれも生じる。したがって、２つのテレセントリックレンズ３２Ａ、３２Ｂにより一部を重複させて２枚の画像を撮像すると、重複部分のホワイトバランスが崩れ、２枚の画像のつなぎ目で色情報が一致しなくなる。位置補正ができても、色ずれがあると、境界線付近では２枚の画像間の対応を取ることが難しく、正確な検査の妨げとなる。
【００２５】
以下、テレセントリック光学系による外観検査を可能ならしめるための補正処理について、（Ａ）単一のテレセントリック光学系内でのレンズ収差の補正処理、（Ｂ）２つのテレセントリック光学系により撮像された２枚の画像を合成する際の画像の重複部分での位置補正処理、（Ｃ）２枚の画像を合成する際の画像の重複部分での色補正処理の順に説明する。
【００２６】
（Ａ）単一のテレセントリック光学系内でのレンズ収差の補正
テレセントリックレンズは一般に周辺部で収差による歪みが大きくなる。そのため、テレセントリック光学系で基板１の画像を撮影した場合、画像の端部に近づくほど収差による像の歪みが大きい。たとえば、中心部は１ミリメートル当たり４０画素が撮像されるとして、端部に行くにしたがって１ミリメートルが３５画素くらいに圧縮したようになったり、逆に４５画素くらいに拡大して見えたりする。レンズの歪みの変化率が外観検査の精度に与える影響は非常に大きいため、１画素単位での補正が必要となる。
【００２７】
この収差歪みの補正は、図３（ａ）で示すような、たとえば１０ミリメートル間隔で格子状に識別マークが付けられた較正用基板１００をテレセントリック光学系で走査して撮像することで行われる。図３（ｂ）は、較正用基板１００の撮影画像１０２における識別マークの２次元的なずれを模式的に説明したものである。白丸は基板上の識別マークの本来の位置を示し、黒丸は識別マークの画像上の位置を示す。矢印は識別マークのずれの方向と量を示し、黒丸の大きさにより、撮像された識別マークの大きさの変化を示している。位置補正部４５が、この較正用基板１００の撮像画像１０２から識別マークの位置ずれと大きさの変化を検出することで、撮像ライン方向に１画素単位で補正量を決定し、位置補正テーブルとして、較正データ記憶部４９に格納する。位置補正部４５は、テレセントリック光学系で撮像される検査対象の基板１の画像に対して、この位置補正テーブルにもとづいた歪み補正を１画素単位で行う。
【００２８】
（Ｂ）２枚の画像の重複部分での位置補正
図４は、ラインセンサ３４Ａ、３４Ｂが取り込んだ２枚の画像８０Ａ、８０Ｂの説明図である。２枚の画像８０Ａ、８０Ｂは、それぞれ対応するラインセンサ３４Ａ、３４Ｂが取り込んだものであり、重複部分８６Ａ、８６Ｂを有する。画像８０Ａの左上には検査用の目印９０が、画像８０Ｂの右下には検査用の目印９２が撮像されている。これらの目印９０、９２は検査の開始点、終了点を識別するために用いられる。電子部品８２Ａ、８２Ｂはそれぞれの画像に重複して撮像されている。同様に基板上に印刷された、規格や部品名を示す文字列８４Ａ、８４Ｂも重複して撮像されている。位置補正部４５は、これらの重複して撮像された対象物を参照基準として検出し、２枚の画像間でマッチングをとり、参照基準となる対象物の２次元的なずれを求め、２枚の画像８０Ａ、８０Ｂを貼り合わせる処理を行う。２つの参照基準の間の任意の点は線形補間その他の補間により２枚の画像間で対応づける。重複部分の両端以外で参照基準となる対象物を検出して、補間精度を上げるようにしてもよい。
【００２９】
（Ｃ）２枚の画像の重複部分での色補正
ラインセンサ３４Ａ、３４Ｂに取得される画像データ５４Ａ、５４Ｂの画素値は通常、入射光量に対して線形の値となることを前提として定められている。色補正部４７は、２枚の画像の重複部分において、この画素値を較正データ記憶部４９に予め格納された色補正テーブルを用いて補正する。色補正テーブルは次のようにして作成する。
【００３０】
まず、２つのテレセントリック光学系は、図５に示すような、白から黒へ階調を変化させたグレースケールチャート１１０を走査して撮像する。グレースケールチャート１１０は、走査ヘッド１６の駆動方向７６、撮像方向７４に対して同図の向きに設置する。このとき、２つのテレセントリック光学系がそれぞれのレンズの端部でグレースケールチャート１１０を撮像するように、グレースケールチャート１１０を支持台２２の中央に設置して走査させる。
【００３１】
図６は、２つのテレセントリック光学系により撮像されたグレースケールチャート１１０の画像１２０Ａ、１２０Ｂを示す。同図左の点Ａ１〜Ａ９は第１のテレセントリック光学系により得られたグレースケールチャート１１０の各階調の画素値であり、右の点Ｂ１〜Ｂ９は第２のテレセントリック光学系により得られた、それぞれ左の点Ａ１〜Ａ９と同位置のグレースケールチャート１１０の画素値である。本来なら、これらの画素値は同じであるが、レンズ収差のため一般には異なる値をもつ。色補正部４７は、これらの対応する画素値のペアが同じ値をもつように、第２のテレセントリック光学系の画素値Ｂ１〜Ｂ９を第１のテレセントリック光学系の画素値Ａ１〜Ａ９に合わせる補正を行う。
【００３２】
図７は、色補正部４７により補正された第２のテレセントリック光学系の画素値出力関数のグラフを示す。画素値出力関数は、同図の点線に示すように、本来は光量Ｉに対して画素値Ｐが線形の関係にあるが、図６の補正された画素値Ｂ１〜Ｂ９を通る折れ線グラフに補正される。このように、色補正部４７は、第２のテレセントリック光学系の画素値出力関数を第１のテレセントリック光学系の画素値出力関数に合わせる補正を行う。この補正は、２つのテレセントリック光学系で撮像された２つの画像の重複部分の他の対応する点についても同様に行われ、重複部分全体の画素値が２つのテレセントリック光学系の間で一致するようになる。色補正部４７は、こうして得られる重複部分の色補正値を色補正テーブルとして較正データ記憶部４９に格納する。
【００３３】
以上の構成の外観検査装置１０による外観検査手順を説明する。外観検査手順は、図８に示すキャリブレーション過程と、図９に示す検査過程に分かれる。キャリブレーション過程は、通常、外観検査装置１０の初回の使用時に行い、それ以降は検査過程だけを行うことになる。
【００３４】
図８のキャリブレーション過程において、走査ヘッド１６は較正用基板を走査して画像データを取得し、メモリ４４に記憶する（Ｓ１０）。位置補正部４５は、メモリ４４に記憶された較正用基板の画像から識別マークの位置と大きさを検出し、本来識別マークがあるべき基準位置からのずれと大きさの変化を検出する（Ｓ１２）。位置補正部４５は、識別マークの歪みを補正するための位置補正データを生成し、較正データ記憶部４９に保存する（Ｓ１４）。
【００３５】
次に、走査ヘッド１６はグレースケールチャートを走査して、２つのテレセントリック光学系により２枚の画像を撮像し、メモリ４４に記憶する（Ｓ１６）。色補正部４７は、２つのテレセントリック光学系の色ずれを検出し（Ｓ１８）、色ずれを補正するための色補正データを生成し、較正データ記憶部４９に保存する（Ｓ２０）。
【００３６】
図９の検査過程において、走査ヘッド１６は検査対象の基板１を走査して２枚の画像データを取得し、メモリ４４に記憶する（Ｓ３０）。位置補正部４５は、較正データ記憶部４９に格納された位置補正テーブルを参照し、２枚の画像の任意の点についてレンズ収差による位置ずれなどの歪みを補正し、メモリ４４に記憶する（Ｓ３２）。次に、位置補正部４５は、メモリ４４に記憶された２枚の画像の重複部分から参照基準となる対象物の位置を検出して、２枚の画像間でマッチングをとることにより、重複部分のずれを補正する（Ｓ３４）。
【００３７】
さらに、色補正部４７は、較正データ記憶部４９に格納された色補正テーブルを参照し、２枚の画像の重複部分について色補正を行い、メモリ４４に記憶する（Ｓ３６）。画像処理部４３は、２枚の画像を貼り合わせた合成画像を作成し、メモリ４４に記憶する（Ｓ３８）。解析ユニット４６は、メモリ４４に記憶された合成画像をもとに、検査すべき部位について検査項目ごとに、判定基準記憶部４８に記憶された判定基準に基づいた合否判定を行う（Ｓ４０）。たとえば、欠品検査では、部品があるべき位置の画像領域に含まれる画素の輝度に基づいて、部品の有無を判定する。ハンダ検査では、ハンダ付け箇所を含む画像領域において明るい画素の面積が所定の値より小さいか否かで、ハンダ付けの不良を判定する。ズレ検査では、部品の外周で電極パターンを含む画像領域の輝度に基づいて、部品がずれて装着されていないかどうかを判定する。
【００３８】
以上述べたように、本実施形態の外観検査システムによれば、２つのテレセントリック光学系を用いて、基板面を２枚の画像に分けて撮像した後、２枚の画像の境界付近のずれを補正して１枚の画像に合成して検査を行う。したがって、サイズの大きい基板であっても合成された画像データをもとに一度に検査を行うことができる。これにより、基板の幅に合わせて画素数の大きいラインセンサを特注することなく、市販のラインセンサで外観検査を行うことが可能である。また２枚の画像を別々に検査する場合に比べ、基板全体の検査を簡便にかつ確実に行うことができる。また、テレセントリックレンズを用いたことにより、高さの異なる部品の搭載された基板であっても、落射照明のもと真上から撮影して全部品について一括で検査を行うことができる。
【００３９】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４０】
そのような変形例として、上記の説明では、２組のテレセントリック光学系を設けて、基板を２枚の画像に分けて撮像したが、３組以上のテレセントリック光学系を設けて、３枚以上の画像を一部重複させて撮像し、重複部分を貼り合わせて１枚の画像に合成してもよい。また、走査に時間がかかることになるが、１組のテレセントリック光学系で基板の半分を走査した後、その光学系を撮像ラインの方向に移動し、反対方向に基板の残り半分を走査し、この往復運動で得られる２枚の画像を合成して基板全体の画像を取得する構成にしてもよい。
【００４１】
上記の色補正では、２つのテレセントリック光学系で撮像されたグレースケールチャートの画像により色補正テーブルを予め作成したが、グレースケールチャートを使わずに、実際の検査基板の２枚の画像の重複部分について、一方のテレセントリック光学系による画素値を他方のテレセントリック光学系による画素値に合わせる補正を行って、色ずれを解消してもよい。この場合でも、上記の色補正と同様の手法が利用できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の複数の画像をもとに基板全体の検査を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る外観検査装置の構成図である。
【図２】走査ヘッドの２つのラインセンサによる基板面の走査を説明する図である。
【図３】識別マークのある較正用基板と、較正用基板の画像における識別マークの歪みを模式的に説明する図である。
【図４】２つのラインセンサが取り込んだ２枚の画像の説明図である。
【図５】色補正用のグレースケールチャートの説明図である。
【図６】２つのテレセントリック光学系により撮像された図５のグレースケールチャートの画像を説明する図である。
【図７】色補正されたテレセントリック光学系の画素値出力関数を説明する図である。
【図８】実施の形態に係る外観検査手順におけるキャリブレーション過程を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態に係る外観検査手順における検査過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１基板、１０外観検査装置、１２メインユニット、１４試験ユニット、１６走査ヘッド、３０照明ユニット、３２Ａ、３２Ｂテレセントリックレンズ、３４Ａ、３４Ｂラインセンサ、４０ヘッド制御ユニット、４２メモリ制御ユニット、４４メモリ、４３画像処理部、４５位置補正部、４６解析ユニット、４７色補正部、４８判定基準記憶部。

Claims

被検査体の基板面を走査して画像を取り込む走査ヘッドと、
前記画像をもとに所定の検査をするメインユニットとを含み、
前記走査ヘッドは、前記基板面からの反射光を結像するテレセントリックレンズとその反射光を撮像する一次元センサの組を撮像ラインに沿って複数設け、各一次元センサに撮像される前記被検査体の画像が一部重複するよう構成され、
前記メインユニットは、
前記一次元センサの各々から取り込まれた複数の画像を、重複部分に含まれる画素データを補正して貼り合わせる画像処理部と、
貼り合わせの結果一枚となった画像を所定の合否判断基準に照らし、検査項目ごとに合否を判定する解析部とを含むことを特徴とする外観検査装置。
前記画像処理部は、前記重複部分に含まれる画素データの色ずれを補正する色補正部を含むことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
前記色補正部は、前記重複部分に含まれる画素データの色情報が略一致するように、一方のテレセントリックレンズにおける色補正テーブルを基準として、他方のテレセントリックレンズの色補正テーブルを調整することを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
前記色補正部は、前記走査ヘッドにより撮像した色補正用チャートの画像をもとに、前記テレセントリックレンズの端部の色収差を補正するための色補正データを予め作成して、前記重複部分の色ずれ補正に利用することを特徴とする請求項２または３に記載の外観検査装置。
前記画像処理部は、前記重複部分に含まれる参照情報をもとに位置ずれを補正する位置補正部を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の外観検査装置。
被検査体の画像を複数のテレセントリックレンズにより一部重複させて撮影する工程と、
撮影された画像の重複部分の色ずれを補正して画像を貼り合わせる工程と、
貼り合わせの結果一枚となった画像をもとに所定の検査をする工程とを含む外観検査方法。