JPH09273915A - 光学式センサ及びこのセンサを使用する検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式センサによってＩＣリード等の被測定
対象物を検査する際に、測定対象部位を先行して検知
し、その部位のみを走査測定するようにすると共に、検
知作業と走査測定作業とを被測定対象物との相対的運動
の中で連続して行い得るようにすること。 【解決手段】 光学式センサ１が第二の光学センサ系７
を有しており、このセンサ系が先行して被測定対象物４
の検査対象箇所を検知し、この検知結果にもとずいて偏
向器１０を操作し、投光器２のスポット光を検査対象箇
所へ指向する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学式センサ、並び
にこのセンサを使用するＩＣリード外観検査方法、ボー
ルグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージや、チップサイ
ズパッケージ（ＣＳＰ），ベアチップ、ウエハーバンプ
等のボールやバンプ等の検査方法、ボンデイングワイヤ
の形状検査方法、及び基板上の実装状態を検査する方法
に関する。

【０００２】

【従来技術】一般に、レーザ光をスポット状にして対象
物の計測対象箇所を照射し、その反射光を受信して電気
信号に変換し、この信号を処理して、対象物の形状、特
に高さ（奥行き）を検出する光学式センサは公知であ
る。

【０００３】この光学式センサを使用して、一定の範囲
に分布した対象物の形状などを計測する場合、別途ＣＣ
Ｄカメラのような平面像検出器を用いて対象物の対象箇
所を測定した後、レーザ光を移動させる方式、或るいは
レーザ光をある範囲で一軸分或いは二軸分走査させる方
式がある。

【０００４】別途ＣＣＤカメラのような平面像検出器を
用いて平面像を測定した後に、レーザ光を移動させる方
式を、ＩＣリードの検査を例にとって説明すると、図７
に示すように、カメラ５０でＩＣ５１のリード５２の先
端位置の二次元データを認識し、このデータに基ずい
て、レーザセンサ５３をＩＣリード５２の測定対象箇所
を走査するように動作させるものであり、そのため二種
類の検出動作が必要となり、高価な測定となる。

【０００５】一方、レーザ光自体をある範囲で一定のパ
ターンで二次元的に走査させる方式は、例えば図８に示
すように、ＩＣリード５２に対しＹの方向にレーザ光を
移動させると共に、別の走査系によりＸの方向の運動を
与え、点線５４で描くジグザグの軌跡に沿ってレーザ光
による測定を行うものである。図中、黒点印及びばつ印
で示す箇所はサンプリング位置であって、本来であれば
黒点印の箇所のみを測定すれば良いのであるが、必然的
に対象外のばつ印の部分のデータ取り込みを行わねばな
らず、非効率であり高速化が困難である。

【０００６】このようにレーザ光自体をある範囲で二次
元的に走査させる方式も、必然的に必要外のデータを取
り込まねばならず、非効率的であり、高速化が困難であ
る。

【０００７】次ぎにＩＣリード外観検査方法の従来技術
について説明する。

【０００８】図９はレーザセンサ５５によるＩＣ５６の
リード外観検査方法をスポット光を用いて行なう場合を
示しており、スポット光の場合、高い精度を得られるも
のの、各リード５７にスポット光を当てるためにレーザ
センサ５５を移動させるためのｘ・ｙ走査軸５８、５９
を必要とし、その分コスト高になることを免れ得ない。

【０００９】図１０はスリット光を用いたレーザセンサ
６０によるＩＣ６１のリードの外観検査方法を示してお
り、レーザセンサ６０からのスリット光をリード６２に
照射し、その反射光をカメラ６３で受光し、一つの辺の
リード６２の測定を行い、次ぎにＩＣ６１を回転させ、
次ぎの辺のリードを同様に測定するようになされてい
る。このようなスリット光を用いた検査方法の場合、検
査すべきＩＣパッケージの大型化に伴い広い視野を受光
する必要があるが、視野の拡大により分解能低下をもた
らす。また、分解能を維持しようとすれば、視野を分割
して測定する必要があり、処理時間の増大をもたらす。

【００１０】図１１はカメラを用い、その画像処理によ
る従来のＩＣリード外観検査方法を示すものである。こ
の方法によれば、スリット光を用いた上記の検査方法と
同様、ｘ・ｙ走査軸は不要であり、その分コストダウン
が可能であり、また画像データの取込みを高速化できる
という利点があるが、ＩＣパッケージの大型化に伴なう
視野の拡大により、分解能の低下をもたらすという欠点
がある。また、分解能を維持しようとすれば、視野を分
割して測定する必要があり、処理時間の増大をもたら
す。

【００１１】次ぎに、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）
パッケージのボール検査方法についての従来技術を説明
する。

【００１２】この検査は、従来、レーザスポット光を二
次元的に走査させることによって、ボールの高さ、ピッ
チ等を測定する方法で一般に行われている。即ち、図１
２に示すように、パッケージのボール６４に対してレー
ザセンサのレーザ走査経路を図のようにジグザグにとっ
て、ボールをスキャンし、黒点印における有効なデータ
を用いてボールの高さ、ピッチ等を測定するものであ
る。このように二次元的に走査する方法では、図１２の
ばつ印の部分及びボールを外れた部分の測定を必ず必要
とするため効率が悪く、高速測定が困難である。

【００１３】次ぎに、ボンディングワイヤ形状検査方法
についての従来技術を説明する。

【００１４】ＩＣパッケージの薄肉化や、多ピン化に伴
い、ボンデングワイヤの高さやピッチに対する精度が厳
しくなり、その形状検査の要求が高まっている。従来、
ワイヤのピッチや曲がりはカメラによって計測している
が、高さ計測については合焦点法を用いて行われてい
る。合焦点法を用いたワイヤ高さ計測は図１３に示すよ
うに、ワイヤボンデイングを行ったＩＣパッケージ６７
の上方に受光レンズ６５を有する受光ユニット（例えば
ＣＣＤカメラ）６６を配置し、受光レンズ６５を上下に
移動させ、焦点の合うレンズ位置からワイヤ高さを検出
し、また同時にワイヤのピッチや曲がりを検出するもの
である。この方法によれば、稼働部がレンズのみである
から、簡単な装置構成によって測定が行えるという利点
がある一方、各ワイヤ毎にレンズの移動と焦点の検出動
作が必要となり、高速化が困難であるという欠点があ
る。

【００１５】上記の方法はＣＣＤカメラと移動可能な受
光レンズを用いたものであるが、レーザスポット光を用
いた合焦点センサでも、各ワイヤ毎の動作が必要であ
り、同様に高速化は困難である。

【００１６】次ぎに、基板上の実装状態を検査する方法
について従来技術を説明する。

【００１７】基板上のチップ部品の実装状態を検査する
方法は、部品の小型化やファインピッチ化により益々そ
の重要性が増しているが、この方法を実施するための装
置には、各種不良状態の認識、分類等を行うべく、複雑
な投受光ユニットやレーザによる高さ測定センサが設け
てあり、必然的に高価なものが多い。

【００１８】図１４はこのような検査装置のうち、数個
の受光面を持たせた検査装置の概略を示しており、プリ
ント基板６８の上面に実装されたチップ部品６９のハン
ダ付け部７０を検査するために、チップ部品６９の上方
に配置される検査装置は、レーザ発生装置７１からハン
ダ付け部７０へ、ハーフミラー７２を介して照射される
レーザ光の反射光を受光する受光面Ａ〜Ｅを有してお
り、反射光がそれら受光面のうちどれに入射したかによ
って、ハンダ付けの状態を検出するようになされてい
る。この検査装置は多数の受光面の設置等、投受光ユニ
ットが複雑になり、高価格となる欠点がある。

【００１９】図１５は、数個の高さ検出ユニットを持た
せた他の検査装置の概略を示しており、この検査装置は
図示のように実装されたチップ部品６９の測定部位に対
してレーザ光を発生するレーザ発生装置７３と、チップ
測定部位からの反射光を受光する高さ検出ユニットとを
有しており、各高さ検出ユニットは位置検出ユニット７
４と受光レンズ７５とから成っている。このように数個
の高さ検出ユニットを設けたことにより、測定部位から
の反射光が乱反射しても、何れかの高さ検出ユニットが
反射光を受光し、測定部位の位置を検出することができ
る。しかし、この装置によっても構成は複雑であり、高
価となることを免れ得ない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、測定
対象部位の検出と、その形状測定を高速で行い得る光学
式センサを提供することである。

【００２１】本発明の他の課題は、ＩＣリードの検査位
置の検出とリードの高さ、ピッチ等の計測を並行して行
い、その結果短時間で効率の良い検査を行い得る、ＩＣ
リード外観検査方法を提供することである。

【００２２】本発明の他の課題は、高速でボールの高
さ、ピッチ等を測定することのできる、ボールグリッド
アレイや、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ），ベアチ
ップ、ウエハーバンプ等のボール、バンプ等の検査方法
を提供することである。

【００２３】本発明の他の課題は、ボンデングワイヤの
高さやピッチを高精度、高速で測定することができる、
ボンデイングワイヤ形状検査方法を提供することであ
る。

【００２４】本発明の他の課題は、複雑、高価な測定装
置を用いることなく、簡単に実装状態を判別することが
できる、基板上の実装状態検査方法を提供することであ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の第一の課題は、本
発明によれば、被測定対象物へ向けられるスポット光を
発生する投光器と、被測定対象物からの反射光を受光す
る受光器と、投光器からのスポット光を偏向させる偏向
器と、この偏向器を作動させる作動装置とを有する第一
の光学センサ系と、この第一の光学センサ系と一体に設
けられ、光学式センサと被測定対象物との相対的な動き
の中で、被測定対象物の検査対象箇所を第一の光学セン
サ系に先行して検知し、この検知結果にもとずいて上記
作動装置により偏向器を作動させ、投光器のスポット光
を上記の検査対象箇所へ指向させる対象箇所検出のため
の第二の光学センサ系とを有していることを特徴とす
る、光学式センサによって解決される。

【００２６】本発明のこの構成によれば、測定対象物と
光学式センサとの間の相対的な動きの中で、先ず測定対
象箇所を検出し、検出に依り得られたデータを用いて、
投光器からの光が検出対象箇所を通るように偏向器が操
作され、受光器による受光量にもとずいて所定の処理を
行って測定対象箇所の高さを検出することができるの
で、一回の相対的移動によって測定でき、また不必要な
部分の計測が僅少化されるため、測定速度の高速化を図
ることができる。

【００２７】上記の投光器がレ−ザ発生装置であること
が好ましく、それによって測定の確度、速度を更に向上
させることができる。

【００２８】上記の第二の課題は、本発明に依れば、被
測定対象物へ向けられるスポット光を発生する投光器
と、被測定対象物からの反射光を受光する受光器と、投
光器からのスポット光を偏向させる偏向器と、この偏向
器を作動させる作動装置とを有する第一の光学センサ系
と、この第一の光学センサ系と一体に設けられ、光学式
センサと被測定対象物との相対的な動きの中で、被測定
対象物の検査対象箇所を第一の光学センサ系に先行して
検知し、この検知結果にもとずいて上記作動装置により
偏向器を作動させ、投光器のスポット光を上記の検査対
象箇所へ指向させる対象箇所検出のための第二の光学セ
ンサ系とを有している光学式センサを使用してＩＣリー
ドの外観を検査する方法において、周辺からリードが出
ているＩＣパッケージを平面内で回転させながら、一定
の箇所に配置された上記の光学式センサの第二の光学セ
ンサ系によって各リードの検知すべき対象箇所を第一の
光学センサ系に先行して検知し、各検知結果に従った信
号を作動装置へ送って偏向器を動作させ、投光器のスポ
ット光を第二の光学センサ系で検知した対象箇所へ指向
し、ＩＣパッケージを一周回転させる中で全てのリード
の形状及び高さを測定することによって解決される。

【００２９】本発明のこの構成に依れば、ｘ・ｙ走査軸
を必要としないために、低価格で当該方法が実施でき、
且つ、従来と同様に高精度で行うことができる。また、
ＩＣパッケージの各辺の測定を回転を止めずに行うこと
ができるので、高速な測定が実現可能である。

【００３０】上記の第三の課題は、本発明に依れば、被
測定対象物へ向けられるスポット光を発生する投光器
と、被測定対象物からの反射光を受光する受光器と、投
光器からのスポット光を偏向させる偏向器と、この偏向
器を作動させる作動装置とを有する第一の光学センサ系
と、この第一の光学センサ系と一体に設けられ、光学式
センサと被測定対象物との相対的な動きの中で、被測定
対象物の検査対象箇所を第一の光学センサ系に先行して
検知し、この検知結果にもとずいて上記作動装置により
偏向器を作動させ、投光器のスポット光を上記の検査対
象箇所へ指向させる対象箇所検出のための第二の光学セ
ンサ系とを有している光学式センサを使用してボールグ
リッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージや、チップサイズパ
ッケージ（ＣＳＰ），ベアチップ、ウエハーバンプ等の
ボールやバンプ等を検査する方法において、上記光学式
センサをボールグリッドアレイに対して相対的に動かし
ながら、第二の光学センサ系によって第一の光学センサ
系に先行して各ボールの頂点位置を検出し、各ボールに
ついての検出結果に従った信号を作動装置へ送って偏向
器を動作させ、投光器のスポット光を第二の光学センサ
系で検出したそれぞれの該当ボールの頂点を通るように
指向することによって解決される。

【００３１】本発明のこの構成に依れば、第二の光学セ
ンサ系によって第一の光学センサ系に先行してボール頂
点位置を検出しておき、測定光がボール頂点を通るよう
に作動装置で照射位置を制御して、測定することができ
るので、比較的高速な測定が可能である。

【００３２】上記の第四の課題は、本発明に依れば、被
測定対象物へ向けられるスポット光を発生する投光器
と、被測定対象物からの反射光を受光する受光器と、投
光器からのスポット光を偏向させる偏向器と、この偏向
器を作動させる作動装置とを有する第一の光学センサ系
と、この第一の光学センサ系と一体に設けられ、光学式
センサと被測定対象物との相対的な動きの中で、被測定
対象物の検査対象箇所を第一の光学センサ系に先行して
検知し、この検知結果にもとずいて上記作動装置により
偏向器を作動させ、投光器のスポット光を上記の検査対
象箇所へ指向させる対象箇所検出のための第二の光学セ
ンサ系とを有している光学式センサを使用してボンディ
ングワイヤの形状を検査する方法において、ワイヤボン
ディングを行ったチップに対して上記の光学式センサを
相対的に動かしながら、第二の光学センサ系によって第
一の光学センサ系に先行して各ボンディングワイヤの頂
点を検出し、各ボンデイングワイヤについての検出結果
に従った信号を作動装置へ送り、偏向器を動作させ、投
光器のスポット光を第二の光学センサ系で検出したそれ
ぞれの該当ワイヤの頂点を通るように指向することによ
って解決される。

【００３３】本発明のこの構成に依れば、第二の光学セ
ンサ系によって第一の光学センサ系に先行してワイヤ頂
点を検出しておき、測定用スポット光がワイヤ頂点を通
るように、照射位置を制御して、測定することができる
ので、ボンデイングワイヤの所定箇所の高さ測定に関し
て、１パッケージ当たりの計測時間を短縮することがで
きる。

【００３４】上記の第五の課題は、本発明に依れば、被
測定対象物へ向けられるスポット光を発生する投光器
と、被測定対象物からの反射光を受光する受光器と、投
光器からのスポット光を偏向させる偏向器と、この偏向
器を作動させる作動装置とを有する第一の光学センサ系
と、この第一の光学センサ系と一体に設けられ、光学式
センサと被測定対象物との相対的な動きの中で、被測定
対象物の検査対象箇所を第一の光学センサ系に先行して
検知し、この検知結果にもとずいて上記作動装置により
偏向器を作動させ、投光器のスポット光を上記の検査対
象箇所へ指向させる対象箇所検出のための第二の光学セ
ンサ系とを有している光学式センサを使用して基板上の
部品、結合箇所などの実装状態を検査する方法におい
て、測定対象物の対象箇所に対して上記の光学式センサ
を相対的に動かしながら、第二の光学センサ系によって
第一の光学センサ系に先行して測定対象箇所を検出し、
各対象箇所についての検出結果に従った信号を作動装置
へ送り、偏向器を動作させ、投光器のスポット光を第二
の光学センサ系で検出したそれぞれの該当対象箇所を通
るように指向することによって解決される。

【００３５】本発明のこの構成に依れば、実装状態検査
対象箇所（例えばハンダ付け箇所）付近を走査し、第二
の光学センサ系によって第一の光学センサ系に先行して
ハンダ、チップ部品、ＩＣのリード部などを認識し、ス
ポット光がそれらの上を通るように、作動装置により偏
向装置を駆動制御してスポット光の照射位置を制御し、
対象箇所の高さを測定し、得られる対象箇所の位置・高
さデータにより実装状態を検査できるので、比較的簡単
な装置を用いて低価格で高速の検査が可能である。

【００３６】本発明は、基板の実装状態だけでなく、比
較的平坦な面上の突起物の検査、測定に応用できること
は言うまでもない。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に依る光学式センサ
の一実施形態の概略図を示しており、図中１は光学的セ
ンサ、２はスポット光を発生させるための投光器、３は
被測定対象物４（例えばＩＣのリード）にて反射された
投光器２からのスポット光の反射光を受光する受光器で
あって、投光器２からのスポット光はセンサ１のケーシ
ングに取り付けられた投光レンズ５によって屈折収束さ
れて被測定対象物４へ投射され、また反射光は同じくセ
ンサ１のケーシングに取り付けられた受光レンズ６によ
って屈折収束されて受光器３に入射する。投光器２はレ
ーザ投光器であることが好ましい。また、受光器３は例
えばＰＳＤ素子やラインセンサから成っている。被測定
対象物４の高さは、上記の光学的センサ１によって、三
角測量の原理を応用して行われるものであって、ＰＳＤ
素子を用いる場合、同素子における集光位置を基に、演
算処理（回路又はソフトウエアで実現）で被測定物まで
の距離を導き出すことによって求められる。この三角測
距法の代わりに合焦点法を用いることもできる。

【００３８】本発明による光学的センサ１は更に第二の
光学センサ系７を有しており、このセンサ系は例えばラ
インセンサから成るものであって、上記の高さ測定系
（２、５、６、３、）による測定に先立って、被測定物
の検査対象箇所を認識する作用を行うものである。ライ
ンセンサは、対象物４の映像（明暗像）をセンサ１のケ
ーシングに設けられたレンズ８によって素子に結像さ
せ、これを明暗像に正確に一致した電気信号（ビデオパ
ルス）に変換し、ビデオパルス信号を出力し、ビデオパ
ルス出力を処理して、「急に出力がなくなるときには端
面である」とか「出力の一番高いところが頂点である」
とかを認識する。第二の光学センサ系７はラインセンサ
の他にＰＳＤやＣＣＤカメラであってもよい。

【００３９】第二の光学センサ系７で得られた検査対象
箇所の信号は、適当な処理の後センサ１内に設けられた
スキャンユニット９へ送信される。スキャンユニット９
は投光器２からのスポット光を偏向させる、ミラー等か
ら成る偏向器１０と、この偏向器を作動させる作動装置
１１とを有している。作動装置１１は例えばガルバノメ
ータから成り、このガルバノメータは、入力信号に対し
て、高速、高精度に追従走査する。即ち、入力した信号
に基づいて、ミラー１０の角度を制御する。

【００４０】上記光学的センサ１の作動について説明す
る。センサ１をＩＣのリードに対して矢印の方向に移動
させる（リード４の方を移動させてもよい）運動を行い
ながら、高さ位置測定に先行して第二の光学センサ系７
によってリード４ｄの検査対象箇所を認識し（図１では
リード４ａ〜４ｃの高さ測定は既に終了している）、認
識された位置信号はスキャンユニット９のガルバノメー
タ１１へ伝達され、その信号に応じてガルバノメータ１
１はミラー１０の角度制御を行い、投光器２からのスポ
ット光をリード４ｄ上の検査対象箇所へ指向する。その
反射光は上記のように受光器３に入射し高さ検出が行わ
れる。

【００４１】このように、リード４ａ〜４ｘの高さ測定
が、センサ１又はリード４の移動に合わせて、一連の動
きの中で連続して必要な箇所のみを選択して行われるの
で、従来のように、二種類の動作や、不必要な箇所の計
測をなくすことができ、測定の高速化を図ることができ
る。

【００４２】次ぎに、図２及び図３を参照して、本発明
のＩＣリードの外観を検査する方法の実施の形態につい
て説明する。

【００４３】図２に示すように、ＩＣパッケージ１２は
回転装置１３の上に平面的面内で回転するように配置さ
れ、このパッケージ１２のリード１４の外観を検査する
ためのセンサ１が所定の位置に配置される。センサ１の
構成は図１に示すものと同じである。

【００４４】測定は、回転装置１３によってＩＣパッケ
ージ１２を回転させながら、センサ１の第二の光学セン
サ系７によって、各リード１４について一つずつ検知す
べき対象箇所を予め検知し、この結果を作動装置１１へ
送り、偏向器１０を動作させ、投光器２のスポット光
を、該当リードの所望の対象箇所へ指向し、その反射光
を受光器３で受光し、その結果に従って、上記のように
該当リード１４までの距離を導き出すことによって、行
われる。

【００４５】このように、この方法に依れば、パッケー
ジ１２を回転させるだけで各辺のリードを測定できるた
め、従来のｘ・ｙ走査軸は必要ない。また、従来の走査
動作のように不連続な動きがなくなるため（図３参
照）、高速測定が可能になる。

【００４６】次ぎに、図４を参照して、本発明のボール
グリッドアレイパッケージのボールを検査する方法の実
施の形態について説明する。

【００４７】図示のように、ボールグリッドアレイパッ
ケージ１５に対して上記のセンサ１を配置し、更にボー
ル１６の配列方向にセンサ１のスポット光の照射位置が
移動するように、センサ１又はパッケージ１５を移動可
能に支持する。センサ１の構成は図１に示すと同じであ
る。

【００４８】測定は、図示のように、例えばパッケージ
１５を矢印の方向へ移動させながら、センサ１の第二の
光学センサ系７によって、各ボール１６について一つず
つ検知すべきボール中心線上の対象箇所を第一の光学セ
ンサ系に先行して検知し、この結果を作動装置１１へ送
り、偏向器１０を動作させ、投光器２のスポット光を、
該当ボール１６の頂点を通るように指向し、走査し、そ
の反射光を受光器３で受光し、所望の測定箇所に対応し
て受光器３から得られる信号を利用して、演算処理によ
りボールの高さ、ボール間のピッチを求めることによっ
て、行われる。このように、この方法によれば、二次元
的に走査する方式に比べ、測定用のスポット光がボール
頂点を通るように走査できるため、走査速度は比較的高
速にできるものである。

【００４９】次に、図５を参照して、本発明のボンデイ
ングワイヤ形状検査方法の実施の形態について説明す
る。

【００５０】図示のように、ワイヤボンデイングを行っ
たチップ１７に対して上記のセンサ１を配置し、しかも
ボンデイングワイヤ１８の並ぶ方向にセンサ１からのス
ポット光が移動するように、センサ１又はチップ１７を
移動可能に支持する。このような相対的移動の間に、セ
ンサ１の第二の光学センサ系７が、第一の光学センサ系
に先行して、ワイヤの頂点を一つずつ検出し、その信号
が適当な処理の後、作動装置１１へ伝達される。作動装
置は受信した上記の信号に従って、偏向器１０の角度を
変え、その結果投光器２のスポット光が該当ワイヤの頂
点を通るように制御される。スポット光がワイヤの頂点
を通るときの反射光を受光器３が受光したときの信号を
利用して、演算処理によりワイヤ頂点の高さが測定され
る。この操作を順次隣のワイヤに対して行っていくこと
により、ワイヤのピッチや曲がりを測定することが可能
である。

【００５１】このように、この方法によれば、ボンデイ
ングワイヤの高さ測定についても、頂点検出と連続で行
えるため、比較的高速の検査が可能である。

【００５２】次に、図６を参照して、本発明の基板上の
実装状態を検査する方法について説明する。

【００５３】図示のように、プリント基板１９に対して
上記のセンサ１が配置され、その際チップ部品２０の位
置は情報として与えられており、ｘ・ｙステージによっ
てセンサ１及び／又は基板１９が位置情報に従って各チ
ップ部品に対して移動できるようになされている。図の
右側のチップ部品２０ａは現在検査中のもの、左側のチ
ップ部品２０ｂは、検査に先立って検査対象箇所の認識
作業がおこなわれているものである。

【００５４】第二の光学センサ系７はｘ・ｙステージに
よって所定の位置へもたらされている。チップ部品２０
ｂの検査対象箇所（１ケ所又は複数箇所）を認識し、そ
の情報を作動装置１１へ送信する。チップ部品２０ａの
検査終了後、作動装置１１はチップ部品２０ｂの情報に
従って偏向器１０を動作し、投光器２のスポット光を偏
向して、認識した検査対象箇所を通る経路内へもたら
し、次いでセンサ１若しくはプリント基板１９を移動さ
せて、スポット光を上記の経路に沿って移動させてチッ
プ部品２０ｂの検査対象箇所を走査し、その箇所につい
て受光器３で受光した反射光についての情報を演算処理
してチップ部品２０ｂの状況、例えば高さを測定するも
のである。チップ部品２０ｂについて測定箇所が複数あ
る場合には、センサ１をチップ部品２０ｂに対して往復
動させ、その際測定箇所毎に第二の光学センサ系７によ
って第一の光学センサ系に先行して認識されている情報
を用いて偏向器１０の角度が制御され、スポット光の移
動経路が変更される。

【００５５】このように、この方法によれば、複雑な投
受光ユニットを必要とせず、簡素なユニットで対応で
き、低価格なシステムで高速の検査が行えるものてあ
る。

【００５６】

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、光学式
センサと測定対象との間の相対的な連続運動動作の中
で、対象箇所の認識及び走査が行なえ、また比較的簡単
なシステムで各種の測定が効果的に行なえるので、高速
の検査及び測定が比較的安価に行ない得るという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式センサの概略図である。

【図２】上記光学式センサを用いてＩＣリードの外観を
検査する方法を説明する概略図である。

【図３】図２の方法において、ＩＣリード上における測
定用スポット光の走査経路を示す平面図である。

【図４】上記光学式センサを用いて、ボールグリッドア
レイパッケージのボールを検査する方法を説明する概略
図である。

【図５】上記光学式センサを用いて、ボンディングワイ
ヤ形状を検査する方法を説明する概略図である。

【図６】上記光学式センサを用いて、基板上の実装状態
を検査する方法を説明する概略図である。

【図７】光学式センサを用いた従来の検査方法を説明す
る図である。

【図８】同じく光学式センサを用いた、従来の検査方法
を説明する概略図である。

【図９】スポット光を発生する光学式センサを用いた、
従来のＩＣリード外観検査方法を説明する概略図であ
る。

【図１０】スポット光を発生する光学式センサを用い
た、従来のＩＣリード外観検査方法を説明する概略図で
ある。

【図１１】カメラを用いた、従来のＩＣリード外観検査
方法を説明する概略図である。

【図１２】光学式センサを用いた、従来のボールグリッ
ドアレイパッケージのボールを検査する方法を説明する
概略図である。

【図１３】従来のボンディングワイヤ形状検査方法を説
明する概略図である。

【図１４】従来の基板上の実装状態を検査する方法を説
明する概略図である。

【図１５】従来の基板上の実装状態を検査する他の方法
を説明する概略図である。

【符号の説明】

１ 光学式センサ ２ 投光器 ３ 受光器 ４ 被測定対象物 ５ 投光レンズ ６ 受光レンズ ７ 第二の光学センサ系 ８ レンズ ９ スキャンユニット １０ 偏向器（ミラー） １１ 作動装置（ガルバノメータ等） １２ ＩＣパッケージ １３ 回転装置 １４ リード １５ ボールグリッドアレイパッケージ １６ ボール １７ チップ １８ ボンデイングワイヤ １９ プリント基板 ２０ チップ部品

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定対象物へ向けられるスポット光を
   発生する投光器と、被測定対象物からの反射光を受光す
   る受光器と、投光器からのスポット光を偏向させる偏向
   器と、この偏向器を作動させる作動装置とを有する第一
   の光学センサ系と、この第一の光学センサ系と一体に設
   けられ、光学式センサと被測定対象物との相対的な動き
   の中で、被測定対象物の検査対象箇所を第一の光学セン
   サ系に先行して検知し、この検知結果にもとずいて上記
   作動装置により偏向器を作動させ、投光器のスポット光
   を上記の検査対象箇所へ指向させる対象箇所検出のため
   の第二の光学センサ系とを有していることを特徴とす
   る、光学式センサ。
2. 【請求項２】 投光器がレーザ光発生装置である、請求
   項１に記載の光学式センサ。
3. 【請求項３】 被測定対象物へ向けられるスポット光を
   発生する投光器と、被測定対象物からの反射光を受光す
   る受光器と、投光器からのスポット光を偏向させる偏向
   器と、この偏向器を作動させる作動装置とを有する第一
   の光学センサ系と、この第一の光学センサ系と一体に設
   けられ、光学式センサと被測定対象物との相対的な動き
   の中で、被測定対象物の検査対象箇所を第一の光学セン
   サ系に先行して検知し、この検知結果にもとずいて上記
   作動装置により偏向器を作動させ、投光器のスポット光
   を上記の検査対象箇所へ指向させる対象箇所検出のため
   の第二の光学センサ系とを有している光学式センサを使
   用してＩＣリードの外観を検査する方法において、周辺
   からリードが出ているＩＣパッケージを平面内で回転さ
   せながら、一定の箇所に配置された上記の光学式センサ
   の第二の光学センサ系によって、各リードの検知すべき
   対象箇所を第一の光学センサ系に先行して検知し、各検
   知結果に従った信号を作動装置へ送って偏向器を動作さ
   せ、投光器のスポット光を第二の光学センサで検知した
   対象箇所へ指向し、ＩＣパッケージを一周回転させる中
   で全てのリードの形状及び高さを測定することを特徴と
   する、ＩＣリード外観検査方法。
4. 【請求項４】 被測定対象物へ向けられるスポット光を
   発生する投光器と、被測定対象物からの反射光を受光す
   る受光器と、投光器からのスポット光を偏向させる偏向
   器と、この偏向器を作動させる作動装置とを有する第一
   の光学センサ系と、この第一の光学センサ系と一体に設
   けられ、光学式センサと被測定対象物との相対的な動き
   の中で、被測定対象物の検査対象箇所を第一の光学セン
   サ系に先行して検知し、この検知結果にもとずいて上記
   作動装置により偏向器を作動させ、投光器のスポット光
   を上記の検査対象箇所へ指向させる対象箇所検出のため
   の第二の光学センサ系とを有している光学式センサを使
   用してボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージや、
   チップサイズパッケージ（ＣＳＰ），ベアチップ、ウエ
   ハーバンプ等のボールやバンプ等を検査する方法におい
   て、上記光学式センサを例えばボールグリッドアレイに
   対して相対的に動かしながら、上記の光学式センサの第
   二の光学センサ系によって第一の光学センサ系に先行し
   て各ボールの頂点位置を検出し、各ボールについての検
   出結果に従った信号を作動装置へ送って偏向器を動作さ
   せ、投光器のスポット光を、第二の光学センサ系で検出
   したそれぞれの該当ボールの頂点を通るように指向さ
   せ、ボール形状、位置を測定することを特徴とする、ボ
   ールグリッドアレイパッケージ等のボール等を検査する
   方法。
5. 【請求項５】 被測定対象物へ向けられるスポット光を
   発生する投光器と、被測定対象物からの反射光を受光す
   る受光器と、投光器からのスポット光を偏向させる偏向
   器と、この偏向器を作動させる作動装置とを有する第一
   の光学センサ系と、この第一の光学センサ系と一体に設
   けられ、光学式センサと被測定対象物との相対的な動き
   の中で、被測定対象物の検査対象箇所を第一の光学セン
   サ系に先行して検知し、この検知結果にもとずいて上記
   作動装置により偏向器を作動させ、投光器のスポット光
   を上記の検査対象箇所へ指向させる対象箇所検出のため
   の第二の光学センサ系とを有している光学式センサを使
   用してボンディングワイヤの形状を検査する方法におい
   て、ワイヤボンディングを行ったチップに対して上記の
   光学式センサを直線的又は回転的に相対的に動かしなが
   ら、第二の光学センサ系によって第一の光学センサ系に
   先行して各ボンディングワイヤの頂点を検出し、各ボン
   デイングワイヤについての検出結果に従った信号を作動
   装置へ送り、偏向器を動作させ、投光器のスポット光を
   第二の光学センサ系で検出したそれぞれの該当ワイヤの
   頂点を通るように指向させ、ワイヤー形状、位置を測定
   することを特徴とする、ボンデイングワイヤの形状を検
   査する方法。
6. 【請求項６】 被測定対象物へ向けられるスポット光を
   発生する投光器と、被測定対象物からの反射光を受光す
   る受光器と、投光器からのスポット光を偏向させる偏向
   器と、この偏向器を作動させる作動装置とを有する第一
   の光学センサ系と、この第一の光学センサ系と一体に設
   けられ、光学式センサと被測定対象物との相対的な動き
   の中で、被測定対象物の検査対象箇所を第一の光学セン
   サ系に先行して検知し、この検知結果にもとずいて上記
   作動装置により偏向器を作動させ、投光器のスポット光
   を上記の検査対象箇所へ指向させる対象箇所検出のため
   の第二の光学センサ系とを有している光学式センサを使
   用して基板上の部品、結合箇所などの実装状態を検査す
   る方法において、測定対象物の対象箇所に対して上記の
   光学式センサを相対的に動かしながら、第二の光学セン
   サ系によって第一の光学センサ系に先行して測定対象箇
   所を検出し、各対象箇所についての検出結果に従った信
   号を作動装置へ送り、偏向器を動作させ、投光器のスポ
   ット光を第二の光学センサ系で検出したそれぞれの該当
   対象箇所を通るように指向し、実装高さ、位置を測定す
   ることを特徴とする、基板上の実装状態を検査する方
   法。