JP3264048B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の裏面側に
光を照射して、その光の散乱光による側面側の投影光を
取り込むことで半導体装置の外観を検査する外観検査装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モールド樹脂等を用いてパッケージされ
た半導体装置は、その側面から延出する多数のリードの
切断や成形（トリムアンドフォーム）が施された後、パ
ッケージやリード等の外観検査が行われる。図４は従来
の外観検査装置を説明する模式図である。すなわち、こ
の外観検査装置１は、半導体装置１０を搭載するための
支持台２と、対向配置された２組の光学読み取り機構４
ａ〜４ｄとから構成されるものであり、対向する２台の
光学読み取り機構４ａ、４ｂ、および４ｃ、４ｄの間に
半導体装置１０を配置してその側面側の画像を取り込む
ものである。

【０００３】この外観検査装置１を用いて半導体装置１
０の外観検査を行うには、先ず、支持台２の上面に半導
体装置１０を載置し、この状態で支持台２を図中矢印の
方向に移動する。そして、対向する２台の光学読み取り
機構４ａ、４ｂの間に半導体装置１０が配置された所
で、半導体装置１０の側面ａからの反射光を光学読み取
り機構４ａにて取り込み、側面ｂからの反射光を光学読
み取り機構４ｂにて取り込む。この反射光の取り込みが
終了した後に、再び支持台２を移動して他の２組の光学
読み取り機構４ｃ、４ｄの間に半導体装置１０を配置す
る。さらに、この支持台２を９０°回転させて半導体装
置１０の側面ｃからの反射光を光学読み取り機構４ｃに
て取り込み、側面ｄからの反射光を光学読み取り機構４
ｄにて取り込む。

【０００４】このようにして取り込んだ４つの側面ａ、
ｂ、ｃ、ｄの反射画像に基づいてパッケージの損傷やリ
ードの曲がり、リードの浮き等を計測し、基準値に達し
ないものを排除する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな外観検査装置には次のような問題がある。すなわ
ち、対向配置した２台の光学読み取り機構の間に半導体
装置を配置して平行な２側面からの反射光を取り込んで
いるため、半導体装置の４側面全部の画像を得るために
は２度の取り込みを行う必要がある。さらに、半導体装
置を２組の光学読み取り機構の間で移動させたり、回転
させたりする必要があり、反射光の取り込み時間の増加
を招くことになる。また、半導体装置の側面からの反射
光は、リードの光沢や断面形状の影響を受けてその光量
がばらつきやすく、取り込み画像からリードの曲がり等
を正確に計測するのが困難である。

【０００６】そこで、半導体装置の裏面側に光を当て
て、半導体装置の側面側からその投影光を各側面側に配
置した４台の光学読み取り機構にて一括して取り込む外
観検査装置がある。しかし、このような外観検査装置で
は、半導体装置の外形が大きくなった場合に光学読み取
り機構のレンズの倍率を下げて画像を取り込む必要があ
り、画像の分解能の低下を招くことになる。また、半導
体装置の裏面側から光を当て、側面側からその投影光に
よる画像を得るためには光量の調節が難しく、リードの
正確な計測を行えるような最適な画像を得るのは困難で
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された外観検査装置である。すな
わち、この外観検査装置は、略四角形の半導体装置の裏
面側に光を照射して側方からその投影光を取り込むこと
で外観を検査するものであり、支持台の上部に半導体装
置を搭載するための搭載部を備え、この搭載部の略中央
に半導体装置の外形よりもわずかに小さい貫通孔を設け
る。また、この貫通孔を介して半導体装置の裏面側に光
を照射するための光源を搭載部の下方に配置し、光源か
ら半導体装置の裏面側に照射した光による半導体装置の
側面側の投影光を取り込むため、半導体装置を中心に対
向する２台を連結部材で連結して組を成した２組の光学
読み取り機構を設け、この２組の光学読み取り機構を連
結部材を介して半導体装置の側面方向と略平行に移動さ
せる移動機構を設けた外観検査装置である。また、光源
として、光を照射する半導体装置の裏面側の外形に応じ
て出光部分を調節できる出光面を備えた外観検査装置で
もある。

【０００８】

【作用】光源の出光面から出光された光が半導体装置の
裏面側に照射され、そこで散乱した光を半導体装置の各
側面側に配置した４台の光学読み取り機構にて取り込む
ことで半導体装置の側面側の投影光を得ることができ
る。これら４台の光学読み取り機構の対向する２台を連
結部材を介して連結することで組を構成し２組設けるこ
とにより、各組の光学読み取り機構の移動を同期させる
ことができる。すなわち、対向する２台の光学読み取り
機構を連結部材を介して半導体装置の側面方向と略平行
に移動させることにより、半導体装置の平行する２側面
の投影光を同時に得ることができるとともに、２組の光
学読み取り機構を同時に移動すれば１側面の投影光を得
る時間で４側面全ての投影光を得ることができる。ま
た、光源として、半導体装置の裏面側の外形に応じて出
光部分を調節できる出光部を備えているため、半導体装
置の大きさや形状の相違に対して常に最適な光量の光を
照射できるようになる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の外観検査装置の実施例を図
に基づいて説明する。図１は、本発明の外観検査装置を
説明する概略斜視図である。すなわち、この外観検査装
置１は、略四角形の半導体装置１０の裏面側に照射した
光を側方から取り込むことにより半導体装置１０のパッ
ケージやリードの外観を検査するものである。

【００１０】外観検査装置１は、主として半導体装置１
０を搭載する搭載部２１を備えた支持台２と、支持台２
の内部で搭載部２１の下方に配置された光源３と、半導
体装置１０を中心に対向する２台を第１の連結部材５ａ
および第２の連結部材５ｂにてそれぞれ連結した２組の
光学読み取り機構４ａ、４ｂおよび４ｃ、４ｄと、２組
の光学読み取り機構４ａ、４ｂおよび４ｃ、４ｄをそれ
ぞれ半導体装置１０の側面と略平行な方向（図中方向
Ａ、および方向Ｂ）に移動させる移動機構６とから構成
されている。なお、図を分かりやすくするため、第２の
連結部材５ｂを移動させるための移動機構６は２点鎖線
で示した。

【００１１】半導体装置１０を搭載する搭載部２１は、
その略中央に半導体装置１０のパッケージ外形よりもわ
ずかに小さい貫通孔２２が設けられており、搭載部２１
に半導体装置１０を配置した状態で下方に配置された光
源３からの光を半導体装置１０のパッケージ裏面側に照
射できるようになっている。また、各光学読み取り機構
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、レンズ４１とモータ４２
とが設けられており、それぞれフォーカス方向（図中小
矢印）に移動可能となっている。

【００１２】次に、この外観検査装置１を用いた半導体
装置１０の外観検査方法について説明する。先ず、搭載
部２１の貫通孔２２上に半導体装置１０を載置し、光源
３の出光面３１から光を照射する。光は、貫通孔２２を
通過して半導体装置１０のパッケージ裏面側に照射さ
れ、そこで散乱する。この散乱光による半導体装置１０
の４つの側面側の投影光を各光学読み取り機構４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄにてそれぞれ取り込む。

【００１３】各光学読み取り機構４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄに取り付けられたレンズ４１の焦点距離は、モータ４
２の駆動により検査を行う半導体装置１０の大きさに合
わせて調整されており、常にきれいな側面側の画像が得
られるようになっている。また、大きな外形から成る半
導体装置１０を検査する場合やレンズ４１の倍率を上げ
て測定精度を高めたい場合には、半導体装置１０の側面
側の一部の画像しか得られない。このような場合には、
分割して画像を得ることにより半導体装置１０の側面側
の全体の画像を得るようにする。

【００１４】半導体装置１０の側面側の画像を分割して
取り込むには、対向する光学読み取り機構４ａ、４ｂを
連結する第１の連結部材を移動機構６により図中方向Ａ
に沿って移動させながら画像の取り込みを行う。すなわ
ち、先ず、半導体装置１０の平行な２側面の右端（また
は左端）部分の一部画像を光学読み取り機構４ａと光学
読み取り機構４ｂで取り込み、その後、移動機構６を用
いて方向Ａに沿って２台の光学読み取り機構４ａ、４ｂ
を移動する。そして、次の領域の一部画像を光学読み取
り機構４ａと光学読み取り機構４ｂにて取り込む。これ
を繰り返すことにより、平行な２側面の全体画像を得る
ことができる。

【００１５】また、この２台の光学読み取り機構４ａ、
４ｂによる画像の取り込みと同時に、他の２台の光学読
み取り機構４ｃ、４ｄによる画像取り込みも行う。つま
り、第１の連結部材５ａを介した光学読み取り機構４
ａ、４ｂの移動と、第２の連結部材５ｂを介して他の２
台の光学読み取り機構４ｃ、４ｄの移動とを移動機構６
により連動して行い、半導体装置１０の平行する他の２
側面の一部画像の取り込みを行う。すなわち、２組の光
学読み取り機構４ａ、４ｂおよび４ｃ、４ｄを同時に移
動させながら画像を取り込むことにより１側面の画像を
取り込む時間で４側面全部の画像を得ることができるよ
うになる。

【００１６】各光学読み取り機構４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄには、図示しない画像処理ユニットが設けられてお
り、それぞれ画像処理を施して半導体装置１０の４つの
側面側の外観検査を行う。図２は、各光学読み取り機構
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによる取り込み画像を説明する
図である。この取り込み画像７には、半導体装置１０の
パッケージ１１の投影画像と、リード１２の投影画像
と、半導体装置１０が搭載されている搭載部２１の画像
とがそれぞれ影（図中斜線）となって写し出されてい
る。この取り込み画像７に例えば２値化処理を施した
後、例えば搭載部２１の上面２１ａを基準としたリード
１２の浮きや、隣合うリード１２の中心間距離（リード
ピッチ）を算出して、所定の基準値との比較を行う。こ
の比較を半導体装置１０の４つの側面に対して同時に行
い、その結果、リード１２の浮きやリードピッチが基準
値を越えている場合には不良品として排除するようにす
る。

【００１７】次に、本発明の外観検査装置１に用いる光
源３について説明する。図１に示すように、光源３は搭
載部２１の下方に配置されており、光が出光する出光面
３１を搭載部２１に載置する半導体装置１０の裏面側に
向けたものである。光は、図示しないハロゲンランプ等
の発光手段により発生させ光ファイバ３２を介して出光
面３１から出光される。図３は、光源３の出光面３１を
説明する平面図である。出光面３１は、例えば略中央の
四角形領域に設けられた第１出光部３１ａと、その周囲
を囲むリング状の領域に設けられた第２出光部３１ｂ
と、さらにその周囲を囲むリング状の領域に設けられた
第３出光部３１ｃ、および第４出光部３１ｄとを備えて
いる。

【００１８】この第１出光部３１ａは図１に示す例えば
光ファイバ３２（ａ）と接続され、以下、第２出光部３
１ｂが光ファイバ３２（ｂ）と、第３出光部３１ｃが光
ファイバ３２（ｃ）と、第４出光部３１ｄが光ファイバ
（ｄ）とそれぞれ接続されており、これらの出光部３１
ａ〜３１ｄには、接続された各光ファイバ３２の端面３
０が複数配置されている。

【００１９】また、各光ファイバ３２にはそれぞれ独立
して発光手段が接続されているためこれらの発光手段か
らの光を各出光部３１ａ〜３１ｄから選択的に出光でき
るようになっている。つまり、第１出光部３１ａから光
を出光させたい場合には光ファイバ３２（ａ）に接続さ
れた発光手段から光を発生させればよく、同様に、第２
出光部３１ｂから光を出光させたい場合にはファイバ３
２（ｂ）に接続された発光手段から光を発生させればよ
い。

【００２０】このような光源３を図１に示すように搭載
部２１の下方に配置することで、半導体装置のパッケー
ジ外形に応じて光を照射することが可能となる。すなわ
ち、半導体装置１０のパッケージ外形が小さい場合に
は、図３に示す出光面３１の例えば第１出光部３１ａの
みから光を出光させる。また、半導体装置１０のパッケ
ージ外形が大きい場合には、その大きさに合わせて第２
出光部３１ｂ、第３出光部３１ｃおよび第４出光部３１
ｄから光を出光させる。さらに、光を出光させる出光部
の組合せにより所望の光量を得ることができるようにな
る。このように光を出光させる領域を選択することで、
大きさの相違する半導体装置１０に対して常に最適な光
の照射を行うことができるようになり、各光学読み取り
機構４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによる鮮明な取り込み画像
７を得ることができる。

【００２１】なお、本実施例では光源３の出光面３１の
出光部を４つの領域から構成したが、本発明はこれに限
定されず、検査する半導体装置１０のパッケージ外形に
応じて必要な数だけ設ければよい。また、半導体装置１
０のパッケージの形状が略正方形でない場合（例えば、
長方形パッケージなど）には、その形状に合わせて各出
光部３１ａ〜３１ｄを構成する領域を設けたり、光を出
光させる出光部３１ａ〜３１ｄを選択することにより対
応することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の外観検査装
置によれば次のような効果がある。すなわち、半導体装
置の各側面側に配置した４台の光学読み取り機構により
半導体装置の側面側の投影光を取り込むため、短時間で
しかも鮮明な画像を得ることができ、検査時間の短縮化
を図ることが可能となる。しかも、大きさの相違する半
導体装置の外観を検査する場合にも、各光学読み取り機
構を容易に移動できるため、即座に対処することができ
る。また、側面側の画像を分割して取り込む必要がある
場合であっても、２組の光学読み取り機構を同時に移動
させながら画像を取り込めば、１つの側面側の画像を取
り込む時間で４つの側面側の画像を得ることが可能とな
り、画像の分解能を低下させることなく、しかも短時間
で検査することが可能となる。

【００２３】また、外観検査装置の光源として、出光部
分を調節できる出光面を備えているため、半導体装置の
パッケージ形状に応じて常に最適な光量の光を照射でき
るため、鮮明な取り込み画像を得ることができリードの
正確な計測が行えることになる。このような外観検査装
置は、特に多品種の半導体装置を検査する場合に有効な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置を説明する概略斜視図で
ある。

【図２】取り込み画像を説明する図である。

【図３】光源の出光面を説明する平面図である。

【図４】従来の外観検査装置を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ 外観検査装置 ２ 支持台 ３ 光源 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 光学読み取り機構 ５ａ 第１の連結部材 ５ｂ 第２の連結部材 ６ 移動機構 １０ 半導体装置 ２１ 搭載部 ２２ 貫通孔 ３１ 出光面 ３２ 光ファイバ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略四角形の半導体装置の裏面側に照射し
   た光を側方から取り込むことにより該半導体装置の外観
   を検査する外観検査装置において、 上部に前記半導体装置を搭載するための搭載部を備えた
   支持台と、 前記搭載部の略中央に設けられ前記半導体装置の外形よ
   りもわずかに小さく穿設された貫通孔と、 前記搭載部の下方に配置され前記貫通孔を介して前記半
   導体装置の裏面側に光を照射するための光源と、 前記光源から前記半導体装置の裏面側に照射された光に
   よる該半導体装置の側面側の投影光を取り込むため、前
   記搭載部に搭載される前記半導体装置を中心に対向する
   ２台を連結部材で連結して組を成した２組の光学読み取
   り機構と、 前記２組の光学読み取り機構を前記連結部材を介して前
   記半導体装置の側面方向と略平行に移動させる移動機構
   とを備えており、 前記光源は、光が照射される前記半導体装置の裏面側の
   外形に応じて出光部分を調整できる出光面を備えている
   ことを特徴とする外観検査装置。