JP4534025B2 - 外観検査装置および外観検査装置用搬送部 - Google Patents

外観検査装置および外観検査装置用搬送部 Download PDF

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Description

本発明は、外観検査装置および外観検査装置用搬送部に関する。
最近の半導体装置等電子部品は微細化が進み、例えば、BGA・CSP・WLCSP等の半導体装置等電子部品のようにハンダバンプの直径、ピッチも微細化されてきている。携帯電話に代表されるように装置本体が小型化したため、半導体装置の小型化も今後ますます進み、それに伴い、外観検査装置の測定の能力、検査項目の拡大等が求められている。一方で半導体装置等電子部品の低コスト化の要求も強く、半導体装置等電子部品のコストに関係する半導体製造設備や半導体検査装置に関して、低コスト化および最適な生産ライン構築の上で重要となる設置面積の削減を可能とする小型化も必要とされている。
以上のような背景に対し、従来の外観検査装置のハンドラの構成は、図4および図5に示すようなものであった。
図4および図5を用いて、従来の外観検査装置のハンドラの構成を説明する。図4は、従来の外観検査装置の上面図を示しており、図5は、従来の外観検査装置の斜視図を示している。
外観検査装置200は、供給トレイ203と、供給側中間ステージ217と、供給トレイ203から供給側中間ステージ217への搬送を行う第1のハンド部213と、上面撮像用カメラ207と、X方向、Y方向およびZ方向の三方向に移動可能な3次元移動ステージ202と、3次元検査部中間ステージ218と、供給側中間ステージ217から3次元検査部中間ステージ218への搬送を行う第2のハンド部214と、表裏反転部201と、3次元検査部206と、収納側中間ステージ219と、3次元検査部中間ステージ218から収納側中間ステージ219への搬送を行う第3のハンド215と、収納側中間ステージ219から収納部への搬送を行う第4のハンド216と、下面撮像用カメラ208と、良品収納トレイ204と、不良品収納トレイ205と、第1のハンド部213を支持する第1のXYステージ209と、第2のハンド部214を支持する第2のXステージ210と、第3のハンド部215を支持する第3のXステージ211と、第4のハンド部216を支持する第4のXYステージ212と、各ハンド部の先端に設けられている吸着部220とを有している。
以下、図4および図5を用いて、従来の外観検査装置200の検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221の搬送の動作を説明する。
まず、検査対象物の上面(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品の捺印面)を上にして供給トレイ203に収納した状態から、第1のハンド部213により検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221を取り出す。
次に、第1の搬送用ハンド213により、検査対象物221を供給側中間ステージ217に搬送する。
次に、供給側中間ステージ217上で検査対象物221の上面(例えば捺印面)の2次元検査を上面撮像用カメラ207で実施する。
次に、第2のハンド部214により、検査対象物221を3次元検査部中間ステージ218に搬送する。
次に、3次元検査部中間ステージ218上の検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221の下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)を表裏反転部201によって上に位置させてから、3次元移動ステージ202上に検査対象物221を置く。
次に、3次元移動ステージ202が上方向に動き、3次元測定を実施するのに必要な高さに検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221の下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)を位置させる。
次に、3次元移動ステージ202が動いて、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221の下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)すべてを測定するようにXY方向の位置を動かしながら3次元測定を行う。
3次元測定後、3次元移動ステージ202上の検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221の下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)を表裏反転部201によって下に位置させてから、3次元検査部中間ステージ218上に置く。
次に、第3の搬送用ハンド215により、検査対象物221を収納側中間ステージ219に搬送する。
次に、第4の搬送用ハンド216により、検査対象物221を収納部へ搬送する。
第4のハンド216で吸着された状態の検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221に対して、下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)の2次元検査を下面撮像用カメラ208で実施する。
すべての検査結果を反映し、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)221は、良品収納トレイ204、または不良品収納トレイ205に移動され、収納される。
しかしながら、図4および図5に示された従来の外観検査装置の搬送システムは、2次元上面測定(IC捺印測定)、2次元下面測定(IC下面またはボール面測定)、3次元測定を実施する構成であり、多数のハンドを必要とするために、構成要素の数が多く、装置製造コストが高くなるという問題があった。
また、上述したように、構成要素の数が多く、供給部→2次元上面測定→表裏反転→3次元測定および3次元ステージ移動→表裏反転→2次元下面測定→測定部の流れで受け渡すために、複数のハンド部と、複数の中間ステージを必要とするために、設置面積が大きくなるという問題があった。
本発明によれば、
3次元検査部を有する外観検査装置であって、
X方向、Y方向およびZ方向に動くことができる第1のステージ部と、
それぞれ反対の方向に延在している2本のアーム部を有し、前記第1のステージ部上に水平方向で回転可能に固定されている水平回転搬送部と、
前記アーム部の先端にそれぞれ設けられ、検査対象物をそれぞれ個別に吸着する吸着部と、
を含み、
前記アーム部は、その延在方向を軸にして180度回転可能であり、
前記水平回転搬送部は、前記3次元検査部へ前記検査対象物を搬送するとともに、前記3次元検査部で検査された前記検査対象物を前記3次元検査部から搬送することを特徴とする外観検査装置
が提供される。
この発明によれば、水平回転搬送部が、検査対象物を表裏を反転させながら第1のステージに搬送し、3次元検査が完了した検査対象物を表裏を反転させながら第1のステージから搬送するので、部品点数が少なく製造コストが安く、またコンパクトで設置面積の小さい外観検査装置を提供することができる。
また、本発明によれば、
3次元検査部を有する外観検査装置用搬送部であって、
X方向、Y方向およびZ方向に動くことができる第1のステージ部と、
それぞれ反対の方向に延在している2本のアーム部を有し、前記第1のステージ部上に水平方向で回転可能に固定されている水平回転搬送部と、
前記アーム部の先端にそれぞれ設けられ、検査対象物をそれぞれ個別に吸着する吸着部と、
を含み、
前記アーム部は、その延在方向を軸にして180度回転可能であり、
前記水平回転搬送部は、前記3次元検査部へ前記検査対象物を搬送するとともに、前記3次元検査部で検査された前記検査対象物を前記3次元検査部から搬送することを特徴とする外観検査装置用搬送部
が提供される。
この発明によれば、水平回転搬送部が、検査対象物を表裏を反転させながら第1のステージに搬送し、3次元検査が完了した検査対象物を表裏を反転させながら第1のステージから搬送するので、部品点数が少なく製造コストが安く、またコンパクトで設置面積の小さい外観検査装置用搬送部を提供することができる。
本発明によれば、部品点数が少なく製造コストが安く、またコンパクトで設置面積の小さい外観検査装置および外観検査装置用搬送部が提供される。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図1乃至図3を用いて本実施形態に係る外観検査装置100の構成を説明する。
図1は、外観検査装置100の上面図を示すものであり、図2および図3は、外観検査装置100の主要部の斜視図を示すものである。
図1乃至図3に示すように、外観検査装置100は、X方向、Y方向およびZ方向に動くことができる3次元移動ステージ(第1のステージ)103と、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122を置く供給側中間ステージ(第2のステージ)114と、供給トレイ104から供給側中間ステージ(第2のステージ)114まで検査対象物122を搬送する供給ハンド部112と、供給側中間ステージ(第2のステージ)114上の検査物対象122aの2次元画像を撮像する2次元検査部である上面撮像用カメラ108と、第1のアーム120と第2のアーム121と表裏反転部102とを有し、3次元移動ステージ(第1のステージ)103上に配置された水平回転搬送部101と、第1のアーム120および第2のアーム121にそれぞれ設けられている、検査対象物122を吸着するための第1の吸着部116および第2の吸着部117と、所定の位置にある検査対象物122bの3次元検査を行う3次元検査部107と、3次元検査部122から搬送されてきた検査対象物122cを置く収納側中間ステージ(第3のステージ)115と、収納側中間ステージ(第3のステージ)115から収納部まで検査対象物122dを搬送する収納ハンド部113と、収納ハンド部113によって搬送されている検査物対象122dの2次元画像を撮像する2次元検査部である下面撮像用カメラ109と、供給ハンド部112を支持する供給ハンドXYステージ110と、収納ハンド部113を支持する収納ハンドXYステージ111とを有している。
水平回転搬送部101は、3次元移動ステージ(第1のステージ)103上で水平方向に回転することができる構造になっており、第1のアーム120および第2のアーム121は、その延在する方向を軸にして180度回転可能な構造になっている。
また、供給ハンド部112および収納ハンド113は、X方向、Y方向およびZ方向に動くことができる構造になっている。
図3は、検査物対象122bの3次元検査を行うときの構成(必要な部分のみ表示)を示したものである。
図3は、図2の状態から第1のアーム120および第2のアーム121をその延在する方向を軸にして180度回転させるとともに、水平回転搬送部101を90度回転させて、検査対象物122bの裏面が上に向くようにしたものである。検査対象物122bを所定の場所に搬送し、所定の向きに設定した後に、3次元移動ステージ(第1のステージ)103によって、3次元検査に必要なZ方向の移動、および、検査を複数の視野(たとえば4視野、9視野または25視野)に分割して行う場合に必要なX方向およびY方向の移動を行いながら、検査対象物122bの3次元検査が3次元検査部107を用いて行われる。
次に、図1乃至図3を参照して、本発明の外観検査装置の動作について説明する。
1)先ず、検査対象物の表面(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品の捺印面)を上にして供給トレイ104に収納した状態から、供給ハンド部112により検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122を取り出す。
2)次に、供給ハンド部112により、供給側中間ステージ(第2のステージ)114に搬送する。
3)次に、供給側中間ステージ(第2のステージ)114上で検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aの上面(例えば捺印面)の2次元検査を2次元検査部である上面撮像用カメラ108で実施する。
4)次に、水平回転搬送部101が吸着部116を下に向けて、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aの上で回転を停止する。
5)次に、水平回転搬送部101の下方にある3次元移動ステージ(第1のステージ)103が下方向に動き、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aを吸着できる位置に吸着部116が移動する。
6)次に、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aを吸着部116で吸着する。
7)次に、3次元移動ステージ(第1のステージ)103が上方向に動き、供給側中間ステージ(第2のステージ)114から検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aを持ち上げる。
8)次に、水平回転搬送部101が回転し、吸着部116の周りに障害物が存在しない位置へ移動する。
9)次に、障害物のない位置で第1のアーム120が180度反転し、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aの裏面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)を上に位置させる。
10)さらに、水平回転搬送部101が回転し、供給側中間ステージ(第2のステージ)114で検査対象物122aを吸着した位置から90度回転した位置に移動する。
同時に、3次元移動ステージ(第1のステージ)103が上方向に動き、3次元測定を実施するのに必要な高さに検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122bの下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)を位置させる。
11)次に、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122bが位置する部分の上方に、測定窓部を下方に持つ3次元検査部107が位置し、3次元検査部107は固定のまま、3次元移動ステージ(第1のステージ)103が動いて、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122bの裏面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)すべてを測定するようにXY方向の位置を動かしながら3次元測定を行う。
12)3次元測定後、再び水平回転搬送部101が回転し、吸着部116の周りに障害物のない位置へ移動する。
13)次に、障害物のない位置で第1のアーム120が180度反転し、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122bの下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)を下に位置させる。
14)さらに、水平回転搬送部101が回転し、供給側中間ステージ(第2のステージ)114で検査対象物122aを吸着した位置から180度回転した位置に移動する。
15)次に、水平回転搬送部101の下方にある3次元移動ステージ(第1のステージ)103が下方向に動き、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122cを収納側中間ステージ(第3のステージ)115に置ける位置に吸着部116が移動する。
16)次に、吸着部116の吸着を開放し、収納側中間ステージ(第3のステージ)115に検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122cを置く。
17)水平回転搬送部101の第1のアーム120に設けられた吸着部116で検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122を収納側に搬送すると同時に、水平回転搬送部101の第2のアーム121に設けられた吸着部117は、供給側中間ステージ(第2のステージ)114上に位置し、次の検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122aを吸着し、上記の6)〜16)までの動作を、水平回転搬送部101を回転させながら繰り返す。
18)次に、収納側中間ステージ(第3のステージ)115に置かれた検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122cは、収納ハンド部113で吸着搬送される。
19)次に、収納ハンド部113で吸着された状態の検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122dに対して、下面(BGAタイプの半導体装置等電子部品の場合にはボール面)の2次元検査を2次元検査部である下面撮像用カメラ109で実施する。
20)すべての検査結果を反映し、検査対象物(例えばBGAタイプの半導体装置等電子部品)122dは良品収納トレイ105または不良品収納トレイ106に移動され、収納される。
なお、図2および図3では、検査対象物がBGAタイプの半導体装置等電子部品で例示されているが、QFPタイプおよびSOPタイプの半導体装置等電子部品であってもよく、この場合には、上面は捺印面、下面はリード下面になる。
また、上述した実施の形態においては、3次元検査部107が検査対象物を面で3次元検査する場合について説明したが、3次元検査部107が検査対象物を線または点で3次元検査する構成であってもよい。
上述した本発明による外観検査装置の搬送システムは、従来の搬送システムと比較して、回転する水平回転搬送部101の両端に検査対象物を配置し、水平回転搬送部101を構成するアーム120,121を180度表裏反転させることによって、移動と反転と測定時の3次元移動を効率的に行うことができるので、搬送に必要なステージやハンドの数を削減することができる。また、回転ステージを中心にその周辺に2次元捺印面検査機能、2次元下面測定(BGAタイプの半導体装置等電子部品ならばボール面、QFPタイプの半導体装置等電子部品ならばリード下面)検査機能を配置するため、全体的にコンパクトな設置面積が実現可能になる。
本発明の外観検査装置および外観検査装置用搬送部は、上述した構成を有するので、従来の外観検査装置と比較して、構成がコンパクトに配置でき、装置の設置面積が低減できる。また、上述した構成を採用することにより、必要な搬送機構の構成部品点数を削減できるため、製造コストを削減することができる。
実施の形態に係る外観検査装置を示す平面図である。 実施の形態に係る外観検査装置を示す斜視図である。 実施の形態に係る外観検査装置を示す斜視図である。 従来の外観検査装置の搬送システムを示す平面図である。 従来の外観検査装置の搬送システムを示す斜視図である。
符号の説明
100 外観検査装置
101 水平回転搬送部
102 表裏反転部
103 3次元移動ステージ(第1のステージ)
104 供給トレイ
105 良品収納トレイ
106 不良品収納トレイ
107 3次元検査部
108 上面撮像用カメラ(第1の2次元検査部)
109 下面撮像用カメラ(第2の2次元検査部)
110 供給ハンド用XYステージ
111 収納ハンド用XYステージ
112 供給ハンド部
113 収納ハンド部
114 供給側中間ステージ(第2のステージ)
115 収納側中間ステージ(第3のステージ)
116 第1の吸着部
117 第2の吸着部
120 第1のアーム
121 第2のアーム
122 検査対象物
122a 検査対象物
122b 検査対象物
122c 検査対象物
122d 検査対象物
200 外観検査装置
201 表裏反転部
202 3次元移動ステージ
203 供給トレイ
204 良品収納トレイ
205 不良品収納トレイ
206 3次元検査部
207 上面撮像用カメラ
208 下面撮像用カメラ
209 第1のハンド用XYステージ
210 第2のハンド用Xステージ
211 第3のハンド用Xステージ
212 第4のハンド用XYステージ
213 第1のハンド部
214 第2のハンド部
215 第3のハンド部
216 第4のハンド部
217 供給側中間ステージ
218 不良品収納トレイ
219 3次元検査部中間ステージ
220 吸着部
221 検査対象物

Claims (12)

  1. 3次元検査部を有する外観検査装置であって、
    X方向、Y方向およびZ方向に動くことができる第1のステージ部と、
    互いに反対の方向に延在している2本のアーム部を有し、前記第1のステージ部上に水平方向で回転可能に固定されている水平回転搬送部と、
    前記アーム部の先端にそれぞれ設けられ、検査対象物をそれぞれ個別に吸着する吸着部と、
    を含み、
    前記アーム部は、その延在方向を軸にして180度回転可能であり、
    前記水平回転搬送部は、前記3次元検査部へ前記検査対象物を搬送前記3次元検査部において前記検査対象物をX方向、Y方向およびZ方向に動かすことにより前記検査対象物の3次元検査を行うとともに、前記3次元検査部で検査された前記検査対象物を前記3次元検査部から搬送することを特徴とする外観検査装置。
  2. 請求項1に記載の外観検査装置において、
    第2のステージ部と、
    第3のステージ部と
    をさらに含み、
    前記水平回転搬送部は、前記第2ステージ上に置かれた前記検査対象物をピックアップして、前記3次元検査部に搬送し、前記3次元検査部で検査された前記検査対象物を搬送して前記第3のステージ上に置くことを特徴とする外観検査装置。
  3. 請求項2に記載の外観検査装置において、
    前記第2ステージ上に置かれた前記検査対象物を上側から撮像する第1の2次元検査部をさらに含むことを特徴とする外観検査装置。
  4. 請求項3に記載の外観検査装置において、
    検査対象物を吸着する吸着部を有し、前記検査対象物を前記第2ステージに搬送する供給ハンド部と、
    検査対象物を吸着する吸着部を有し、前記検査対象物を前記第3ステージから搬送する収納ハンド部と
    をさらに含むことを特徴とする外観検査装置。
  5. 請求項4に記載の外観検査装置において、
    前記収納ハンド部が前記検査対象物を搬送している間に、前記検査対象物を下側から撮像する第2の2次元検査部をさらに含むことを特徴とする外観検査装置。
  6. 請求項5に記載の外観検査装置において、
    前記検査対象物は、第1の面と、前記第1の面の反対側の第2の面を有し、
    前記第1の2次元検査部は、前記検査対象物の第1の面を検査し、
    前記3次元検査部は、前記検査対象物の第2の面を検査し、
    前記第2の2次元検査部は、前記検査対象物の第2の面を検査することを特徴とする外観検査装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載の外観検査装置において、
    前記検査対象物は半導体装置または電子部品であることを特徴とする外観検査装置。
  8. 請求項6に記載の外観検査装置において、
    前記検査対象物がBGAタイプの半導体部品であり、
    前記第1の面が捺印面、前記第2の面がボール面であり、
    前記第1の面を吸着した状態で前記第2の面の3次元検査が行われることを特徴とする外観検査装置。
  9. 3次元検査部を有する外観検査装置用搬送部であって、
    X方向、Y方向およびZ方向に動くことができる第1のステージ部と、
    互いに反対の方向に延在している2本のアーム部を有し、前記第1のステージ部上に水平方向で回転可能に固定されている水平回転搬送部と、
    前記アーム部の先端にそれぞれ設けられ、検査対象物をそれぞれ個別に吸着する吸着部と、
    を含み、
    前記アーム部は、その延在方向を軸にして180度回転可能であり、
    前記水平回転搬送部は、前記3次元検査部へ前記検査対象物を搬送前記3次元検査部において前記検査対象物をX方向、Y方向およびZ方向に動かすことにより前記検査対象物の3次元検査を行うとともに、前記3次元検査部で検査された前記検査対象物を前記3次元検査部から搬送することを特徴とする外観検査装置用搬送部。
  10. 請求項に記載の外観検査装置用搬送部において、
    第2のステージ部と、
    第3のステージ部と
    をさらに含み、
    前記水平回転搬送部は、前記第2ステージ上に置かれた前記検査対象物をピックアップして、前記3次元検査部に搬送し、前記3次元検査部で検査された前記検査対象物を搬送して前記第3のステージ上に置くことを特徴とする外観検査装置用搬送部。
  11. 請求項10に記載の外観検査装置用搬送部において、
    検査対象物を吸着する吸着部を有し、前記検査対象物を前記第2ステージに搬送する供給ハンド部と、
    検査対象物を吸着する吸着部を有し、前記検査対象物を前記第3ステージから搬送する収納ハンド部と
    をさらに含むことを特徴とする外観検査装置用搬送部。
  12. 請求項乃至11のいずれかに記載の外観検査装置用搬送部において、
    前記検査対象物は半導体装置または電子部品であることを特徴とする外観検査装置用搬送部。
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