JPH11316112A

JPH11316112A - 集積回路の交差光軸検査システム

Info

Publication number: JPH11316112A
Application number: JP10353940A
Authority: JP
Inventors: Peng Seng Toh; トウ・ペングセング
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 1999-11-16
Also published as: EP0919804A1; US6055055A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】集積回路の測定及び検査を行うための方法及び
装置の提供。【解決手段】装置には、集積回路（ＩＣ）１００のイメ
ージを検知するためのカメラ２４、斜光源２５Ａ，２５
Ｂ、及び、リフレクタ２０，２１が含まれている。カメ
ラ２４は、ＩＣ１００の平面に対して垂直なＩＣを通る
光軸を備えている。斜光源は、ＩＣの平面に対して斜め
にＩＣに光を照射するので、斜光源の少なくとも一部が
光軸の一方の側に配置されることになる。リフレクタ
は、斜光源から光軸を横切る光をカメラに向けて反射す
るため、斜光源の一部に対して光軸のもう一方の側に配
置されており、ＩＣの少なくとも一部が、斜光源の一部
とリフレクタの間に挿入されるようになっている。結果
として、ＩＣのその部分の形状が、バックライティング
によってカメラに撮像される。こうして、ＩＣのリード
を検査することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、光学手段
による検査システムに関するものであり、とりわけ、イ
メージングによって集積回路を検査するための光学検査
システムに関するものである。

【０００２】

【発明の背景】集積回路（ＩＣ）パッケージのリードの
検査は、電子産業にとって極めて重要である。クワッド
・フラット・パック（ＱＦＰ），プラスチック・リード
レス・チップ・キャリヤ（ＰＬＣＣ）、スモール・アウ
トラインＩＣ（ＳＯＩＣ）、スモール・アウトラインＪ
−リード（ＳＯＪ）、ＤＰＡＫ、スモール・アウトライ
ン・トランジスタ（ＳＯＴ）、及び、ＩＣパッケージ本
体から突き出したリードを備えるそれらの派生物。これ
らのリードは、内部回路を外界に接続するための手段で
ある。これらのリードの完全性は、良好な電気接続性、
従って、有効なＩＣの適用にとって極めて重要である。

【０００３】集積回路（ＩＣ）パッケージは、一般に、
「ダイ」として公知のＩＣ回路要素を被うように成形さ
れる正方形または矩形のプラスチック・パッケージであ
る。パッケージのサイズは、４×４平方ｍｍ〜３２×３
２平方ｍｍの範囲とすることが可能である。ＩＣパッケ
ージ内のダイからプリント回路基板（ＰＣＢ）への電気
接続を可能にするリードが、プラスチック・パッケージ
から延びている。ＩＣパッケージ及びリードは、高度に
自動化されたＰＣＢアセンブリ機を利用して、ＩＣをＰ
ＣＢに配置し、ハンダ付けするため、正確かつ一貫した
機械的寸法を備えていることが重要である。リードに損
傷、捻れ、または、位置ずれがあると、ＰＣＢアセンブ
リに不適正なアセンブル及び機能不良を生じる可能性が
ある。すなわち、パッケージの四辺全てにリードを備え
るクワッド・フラット・パック（ＱＦＰ）のような、リ
ード数の多いＩＣの場合、機械的要件はさらに厳しくな
る。リードの要件がいくつか存在し、測定しなければな
らない欠陥のカテゴリには、共面性、リード・ピッチ、
端子寸法、隔離等が含まれる。リードの欠陥には、曲が
ったリード、ハンダ付け欠陥、除去されたリード、ばり
等が含まれる。

【０００４】ＩＣパッケージのリードを直接及び間接に
検分するための特殊光学及び照明装置を含むいくつかの
技法及びシステムが、市販されている。ＩＣリード検査
及び測定システムには、２つの主たるカテゴリが存在す
る。１つのカテゴリでは、レーザ走査アプローチが用い
られる。もう１つの一般に用いられる技法には、結像面
に対するリードの輪郭の投影及び後方照射が含まれる。
一例として、レーザを利用して、上部からＩＣのリード
を走査する方法もある。もう１つの方法では、イメージ
の解像度を高めるイメージ・ダブラを備えた後方照射シ
ステムを利用する。さらにもう１つの方法では、デバイ
スが取り付けられる基準プレートに関してリードの位置
を突き止めるリード検査システム、及び、イメージ・ピ
クセルと線形測定との既知の相関関係が得られるように
するために用いられる実時間基準が用いられる。ＩＣ検
査システムの１つには、各リードの上方及び下方共面性
エラーが、センサの出力信号のレベル変化から測定され
る変位センサが含まれている。もう１つのシステムで
は、投影技法を用いて、電子コンポーネントの少なくと
も１つのリードの位置が求められる。

【０００５】しかし、これら先行技術による検査システ
ムについては、さまざまな問題が存在する。レーザ走査
技法の場合、リードの下部表面の代わりに、上部表面が
測定される。リードの下部表面及び幾何学形状が、とり
わけ、リードの電気的接続性に関連して上部表面よりも
重要であるため、これは問題を生じることになる。リー
ドの太さは、ハンダ付け厚さの結果として、リードによ
って異なる。結果として、リードの上部表面の測定は、
下部表面の測定と同等ではない。これは、とりわけ、数
マイクロメートルの範囲の高精度測定に当てはまる。さ
らに、レーザ走査技法では、一般に、ＩＣリードの製造
におけるトリミング及び成形プロセスの結果として生じ
るリード先端のバリを検出することはできない。リード
先端におけるバリの存在は、ＰＣＢに対するＩＣパッケ
ージの電気的接続性に影響を及ぼすもう１つの重要な要
因である。

【０００６】従って、本発明の目的は、ＩＣの信頼でき
る検査方法及びシステム、とりわけ、ＩＣリードの下部
表面を確実に検査することが可能な方法及びシステムを
提供する必要がある。

【０００７】

【本発明の概要】本発明の態様の１つでは、集積回路の
検査にとりわけ適しており、上記問題を改善する改良さ
れた検査システムが得られる。平面物体（例えば、Ｉ
Ｃ）を検査するための装置の実施態様には、平面物体
（例えば、ＩＣ）のイメージを検知するためのカメラ、
斜光源、及び、リフレクタが含まれる。カメラは、平面
物体を通る、物体の平面に対して垂直な光軸を備えてい
る。斜光源は、ＩＣの平面に対して斜めに平面物体に光
を照射するので、斜光源の少なくとも一部が、光軸の一
方の側に配置されることになる。リフレクタは、斜光源
の少なくとも一部に対して光軸の反対側に配置され、斜
光源から光軸を横切る光をカメラに向けて反射する。光
源の一部、平面物体、及び、リフレクタは、平面物体の
少なくとも一部が斜光源の一部とリフレクタの間に位置
するように配置される。結果として、平面物体の一部の
形状が、バック・ライティングによってカメラに撮像さ
れる。このやり方で、ＩＣのリードを検査することがで
きる。

【０００８】実施態様の１つにおいて、本発明の装置
は、上部表面と下部表面を備え、前記上部表面及び下部
表面の間に延びるビュー・ウィンドウを含む検査基準面
と、検査基準面の上方において物体を移動させ、ビュー
・ウィンドウを横切らせる移送機構を備えている。物体
（例えば、ＩＣ）は、ウィンドウの上方を横切って移動
する際に、ウィンドウの下方のビュアーによって検査す
ることが可能である。この実施態様では、物体が、物体
を持ち上げる、すなわち、ＩＣの場合、ＩＣ本体の上部
表面だけに接触する、移送機構のピック・アップ・ヘッ
ド以外にいかなる物体とも接触しないので、これは実用
的である。ある実施態様では、ビュアーによって得られ
るイメージには、それぞれ、物体の一部にあたる複数の
イメージ部分が含まれている。こうした場合、イメージ
部分は、それぞれ、イメージ部分を反射する、複数のリ
フレクタを用いて得られる異なる光路から得ることがで
きる。イメージ部分は、全て、同じビュアー、例えば、
電荷結合素子（ＣＣＤ）に送り込むことが可能である。
本発明の検査システムは、集積回路のリードを検査する
のに申し分のないほどに適している。反射手段は、集積
回路のそれぞれの組をなすリードのイメージが得られる
ようになっているのが望ましい。この検査システムは、
ガル・ウィング・リード、ｊ字形に曲がったリード、及
び、まっすぐなリードといった、全てのリード部分に適
合する。検査は、ＱＦＰ及び極めて薄いＱＦＰまたはＳ
ＯＩＣといったさまざまなタイプのパッケージにおいて
も実施することも可能である。

【０００９】本発明の望ましい実施態様の利点は、物体
（例えば、ＩＣ）の移動中に、その停止を必要とするこ
となく、リードの測定を実施することが可能であるとい
う点にある。もう１つの利点は、検査用のペデスタルの
ような物体との接触を必要とせずに、物体の検査が可能
であり、従って、別の物体との接触によってリードが損
傷する可能性がなくなるという点にある。移動中に、集
積回路パッケージを検査することができるので、検査時
間が短縮される。集積回路パッケージは、検査中にペデ
スタルのような物体と接触する必要がないので、リード
が損傷を受ける可能性は完全に排除される。

【００１０】さらに、ＩＣの下部側、従って、リードの
下部側を検分し、検査することが可能である。検査のた
め、バック・ライトを利用して、物体（例えば、ＩＣリ
ードを含む）を照射するので、検査結果の安定性及び再
現性が高くなる。共面性、端子寸法、ピッチ、及び、他
のパラメータといった、リードの真の三次元（３Ｄ）形
状寸法を測定することが可能になる。

【００１１】

【発明の好適実施の形態】実施態様の１つにおいて、本
発明の検査システムによれば、できれば、物体の下部と
接触することなく、物体の側縁の下部を検査するための
技法が得られる。さらに、ある実施態様によれば、実時
間基準面を利用して、物体の移動中に、物体を検査する
ことが可能になる。基準面は、検査システムに組み込ま
れており、検査を受けるＩＣと共に撮像される。

【００１２】図１には、三次元物体を検査するための装
置の実施態様がブロック図で示されている。便宜上、及
び、分かりやすくするため、以下の説明は、三次元ＩＣ
リードを検査するための実施態様に関連するものとする
が、もちろん、この装置は、他の物体、とりわけ、平面
物体の側縁を検査するために利用することが可能であ
る。検査システム１０には、４つのモジュール、すなわ
ち、光学ビューイング・モジュール１１、イメージ捕捉
モジュール１２、中央演算処理モジュール１３、及び、
制御モジュール１４が含まれている。

【００１３】略底面図を示す図２ａ及び略側面図を示す
図２ｂに示されるように、光学ビューイング・モジュー
ル１１には、十分にフラットな表面を備えた検査基準面
１５が含まれている。検査基準面１５には、その中心に
開口部を備えたフレーム１６が含まれている。基準面１
５の中央開口部は、ビューイング・ウィンドウ１７と呼
ばれる。ビューイング・ウィンドウ１７は、所望の波長
の光を通過させる光学的に透明なアパーチャである。ま
た、ビューイング・ウィンドウ１７のサイズは、該シス
テムがその検査を行うために構成されている、ＩＣ１０
０（図２には示されておらず、図３及び４に示されてい
る）のフットプリントのサイズより大きくなるように調
整されている。モジュール１１には、さらに、基準面１
５の上部表面２２のすぐ下でフレーム１６に取り付けら
れたリフレクタ１８、１９、２０、及び、２１も含まれ
ている。これらのリフレクタ１８、１９、２０、及び、
２１は、一般に、ビューイング・ウィンドウ１７の四辺
に隣接してフレーム１６に取り付けられたミラーまたは
プリズムから構成される。

【００１４】図１に示す実施態様の光学モジュール１１
には、さらに、レンズまたはレンズ・システム２３、及
び、ビデオ・カメラ２４が含まれており、リフレクタ１
８、１９、２０、及び、２１が、それぞれ、ビューイン
グ・ウィンドウの上方のイメージを反射して、レンズ２
３、さらに、ビデオ・カメラ２４に送り込む。レンズ２
３は、適度な物体距離の変動に十分に耐えられるよう
に、テレセントリック特性を備えている。ビデオ・カメ
ラ２４は、一般に感光アレイを備えた電荷結合素子（Ｃ
ＣＤ）カメラである。ビデオ・カメラ２４の視野には、
ビューイング・ウィンドウ１７全体と４つのリフレクタ
１８、１９、２０、及び、２１が含まれている。

【００１５】光学モジュール１１には、さらに、ビュー
イング・ウィンドウ１７のまわりに配置される部分を備
えることが可能な、均一な照射光源２５が含まれてい
る。これらの均一な照射光源部分２５は、ＩＣ１００の
バック・ライティングに用いられる。バック・ライティ
ングは、寸法測定を有効に実施することが可能な、物体
のシルエットを照らし出す照射技法である。バック・ラ
イティング技法を利用する場合、測定すべき物体（すな
わち、ＩＣ）は、ビュアー（カメラ）と光源の間に配置
される。

【００１６】均一な光源２５は、検査基準面１５と、検
査基準面を包囲する可動プラットフォーム２６（図３に
示すような）のいずれかに取り付けることが可能であ
る。均一な光源１５が可動プラットフォーム２６に取り
付けられる場合、均一な光源２５を検査基準面１５の表
面より下に下げて、検査基準が邪魔になる可能性のある
物体に遮られないようにすることが可能である。こうし
て、ＩＣがビューイング・ウィンドウ１７に近接する
と、均一な光源を所定位置まで移動させて、ＩＣを照射
し、イメージングを行うことが可能になる。均一な光源
２５を邪魔にならないように移動させて、イメージング
の前後に、ＩＣを光学ビューイング・モジュールに送り
込んだり、あるいは、そこから送り出したりすることが
可能である。

【００１７】図３及び図４には、検査のためにＩＣを移
送する方法が示されている。図３、４ａ、及び、４ｂに
示すように、検査すべきＩＣ１００は、吸盤のようなピ
ックアップ・ヘッド２７によって、上から持ち上げられ
る。こうした吸込みヘッド及び吸盤は、当該技術におい
て既知のところであり、一般にＩＣ産業において用いら
れている。ピックアップ・ヘッド２７は、ビューイング
・ウィンドウ１７の上方でＩＣを移送する。ＩＣ１００
の下部側は、検査のため、何もない状態に保たれている
ので、遮るものがない。ＩＣ１００は、検査基準面１５
の上部表面２２とほぼ平行なＩＣ１００の座面によっ
て、この表面２２と平行になるようにアライメントがと
れる。検査基準面１５とＩＣ１００の座面の間には、わ
ずかな間隔が保たれる。ＩＣ１００が、ビューイング・
ウィンドウ１７を横切って移送される際、ＩＣ１００を
ビューイング・ウィンドウ１７内に下降させるために、
垂直移動を行う必要はない。ＩＣ１００がビューイング
・ウィンドウ１７の上方の適正位置にある時、均一な光
源２５が、プラットフォーム２６によってその活動位置
まで持ち上げられ、カメラ２４によるＩＣ１００のイメ
ージの捕捉に備えて、バック・ライティングを施す。イ
メージの捕捉が済むと、均一な光源２５は、その非活動
位置まで降ろされ、ＩＣを検査基準面１５から送り出す
ための、邪魔するもののない通路が形成される。代替案
として、光源２５をピックアップ・ヘッド２７に取り付
け、これによって、ピックアップ・ヘッド２７と一緒に
移動させることも可能である。

【００１８】図４ｂに最も明らかに示されているよう
に、ＩＣ１００は、ビューイング・ウィンドウ１７の位
置まで移動すると、均一に照射する光源２５とリフレク
タ１８、１９、２０、２１の間に位置することになる。
これは、リフレクタによって、ＩＣ１００及びそのリー
ド１０１のイメージがシルエットで得られるので（例え
ば、図８参照）、バック・ライティング技法である。従
って、ビデオ・カメラ２４は、リフレクタ１８、１９、
２０、２１とレンズ２３を介して、ＩＣ１００及びその
リード１０１のシルエットを撮像する。

【００１９】留意すべきは、リフレクタ１８、１９、２
０、２１は、それぞれ、遠い側の（すなわち、ＩＣの対
応するリフレクタから遠隔の側縁）リードを検分するも
のであるため、交差したような幾何学構成をなしている
という点である（図５参照）。図４ａ及び４ｂに示すよ
うに、リフレクタ２０は、光源部分２５Ａを光源として
生じるＩＣリード１０１Ａのシルエットを反射し、光路
５０によってレンズ２３に、さらに、ビデオ・カメラ２
４に送り込む。同様に、光路５１は、交差したような幾
何学構成をなしており、リフレクタ２１は、リード１０
１Ｂを通過した光源部分２５Ｂの光を反射し、シルエッ
トとして、レンズ２３及びビデオ・カメラ２４に送り込
む。ＩＣが、四辺全てにリード１０１を備えている場
合、４つのリフレクタ１８、１９、２０、及び、２１
は、全て、それぞれの遠い側のリード１０１をレンズ２
３及びビデオ・カメラ２４へ反射する。ビューイング光
路は、検査基準面１５に対して小さな斜角αをなして傾
斜する、リード１０１を通過する部分を備えている。こ
の斜角αによって、さらに、ＩＣ１００パッケージ下部
の上方にあるリード１０１をうまく撮像し、測定するこ
とが可能になる。実際のところ、斜角αはわずか１０度
しかない。

【００２０】検査システム１０が、ＩＣ１００の移動中
に３Ｄ検査を実施できるようにするため、検査システム
は、イメージの捕捉時における位置シフトの変動に対処
するようになっている。図５には、位置シフトの効果が
示されている。５０から５０ａへの光路の偏差を生じる
ことになる側方位置の変動が、Ｌで表示されている。補
償されなければ、光路の偏差Ｄによって、ＩＣ１００の
共面性に関連したＺ測定にエラーが生じる。この変動に
対処するため、システム１０には補償手段が含まれてい
る。補償手段については、図６に関連して後述するが、
例えば、リード１０１の直交図のイメージングが可能な
リフレクタ１９及び２０が利用される。

【００２１】図５に示すように、ＩＣ１００のコーナ・
リード１０１を検分するための光路は、Ｙ（図５のペー
ジ内に向かう次元）座標及びＺ（Ｙ軸に対して直角をな
し、ＩＣの面に対して垂直な、図５の平面上における次
元）座標を測定することが可能な、５３である。コーナ
・リード１０１は、リフレクタ２０の遠い側に配置され
ている。リフレクタ２０は、側方位置（Ｘ次元に関す
る）の測定が可能な、光路５３によってコーナ・リード
１０１を検分するものである。従って、２つの隣接対を
なす反射イメージを組み合わせることによって、リード
のＸ、Ｙ、Ｚ座標を求めることができる。例えば、図５
において、光源２５及びリフレクタ２０がＩＣ１００に
対して移動する場合、リード位置１０１及びリード位置
１０２は、２つの隣接イメージにおいて同じリード１０
１の位置になる。従って、１つの光源及び１つのリフレ
クタだけしか用いずに、リード１０１のＸ、Ｙ、Ｚ位置
を求めることが可能である。交差したような幾何学構成
のこの技法を用いることによって、１つの光源と１つの
カメラだけで、ある部分（例えば、ＩＣのリード）に関
する三次元情報を得ることが可能になる。

【００２２】図６には、イメージングのためその中心に
ＩＣ１００が配置された、ウィンドウ１７の底面図が示
されている。この場合、分かりやすく例示するため、リ
ードが示されているのは、ＩＣ１００の側縁の１つの側
だけである。このリード１０１Ａは、光路５３に沿って
リフレクタ２０に達する光、及び、光路５４に沿ってリ
フレクタ１９に達する光によって結像する。光路５３及
び５４は、互いに対してほぼ９０度をなしている。この
場合、分かりやすくするため、リフレクタ１８、１９、
２０、２１によって反射されるシルエット・イメージ
は、この図に示されていない。例えば、図１０ａに関連
して後述するように、ＩＣ１００の下側も、光を当て
て、照明すれば、検分することが可能である。

【００２３】検査システムの較正を容易にするため、フ
レーム１６には、図７に示すような基準点を含むことが
可能である。例示の形態の場合、ビューイング・ウィン
ドウ１７の４つのコーナに、動的基準点２８、２９、３
０、３１が分散されている。４つの動的基準点２８、２
９、３０、３１は、既知の精密基準面を形成する。これ
ら動的基準点のうちどの２点間の距離も、正確に分かっ
ており、中央演算処理モジュール１３にあらかじめ記憶
されている。動的基準点及び検査基準面１５は、高精度
及び平面度を維持できるように、単一の剛性材料から機
械加工するのが望ましい。較正手順の説明のため、図８
及び９に言及する。図８には、カメラ２４によって捕捉
される、すなわち、ＩＣの下方の位置から見えるイメー
ジ６０が示されており、一方、図９には、このイメージ
の一部、すなわち、リフレクタ２０から反射され、レン
ズ２３を通って、ビデオ・カメラ２４に送り込まれるイ
メージ６１が示されている。明らかに、動的基準点２８
が、ポイント６２に結像し、一方、動的ポイント２９
は、ポイント６３に結像している。２つの動的基準点２
８及び２９間の物理的距離は、既知の値Ａである（図７
参照）。図９に示すように、撮像された動的基準点６２
及び６３間の距離（Ｂ）は、イメージを表すデジタル・
アレイ内の画素を意味する一般的な用語である、ピクセ
ルに換算して測定される。従って、リフレクタ２０によ
って反射されるイメージ６１のこの部分のＹ次元スケー
ルを較正することが可能になる。Ｙスケールは、Ａ／Ｂ
に等しい。Ａがｍｍで測定される場合、Ｙスケールの単
位は、ｍｍ／ピクセルになる。同様に、イメージのこの
部分のＹスケールは、動的基準点６３がフレーム１６の
エッジからどれほど突き出ているかに相当する、距離Ｃ
をピクセルに換算して測定することによって、求めるこ
とが可能である。解説した較正手順は、リフレクタ１
８、１９、及び、２１によって反射される他の３つのサ
ブ・イメージ全てに等しく適用することが可能である。
従って、本発明の装置を用いることにより、異なる座標
における物体のポイント間の距離を絶対単位（例えば、
ｍｍ、ミクロン）で求めることが可能である。

【００２４】イメージ捕捉モジュール１２は、ビデオ・
カメラ２４からビデオ信号を受信し、イメージ６０（図
８参照）に対応するデジタル・イメージとして知られる
デジタル・フォーマットに変換するフレーム・グラバ
（不図示）から構成される。また、当該技術において一
般的であるが、ビデオ・カメラ２４はデジタル・フォー
マットのビデオ信号を出力することが可能である。フレ
ーム・グラバは、さらに、中央演算処理モジュール１３
によって実施されるデジタル・イメージ処理及び分析の
ため、デジタル・イメージ６０を送り出す。ＩＣ１００
が検査基準面１５を横切って移動する際（図３の矢印Ｒ
参照）、センサを用いて、ＩＣ１００の位置を検知し、
ビューイング・ウィンドウ１７の上方における適正な位
置にくると、イメージ捕捉モジュール１２をトリガし
て、ＩＣ１００のイメージを捕捉させることが可能であ
る。トリガ信号は、ピックアップ・ヘッド２７（図３参
照）のモーション・コントローラから得ることも可能で
ある。ピックアップ・ヘッド２７のモーション・コント
ローラは、ピックアップ・ヘッド２７の位置、従って、
ＩＣ１００の位置をモニタするエンコーダを備えること
が可能である。また、モーション・コントローラを中央
演算処理モジュール１３の一部にできるようにすること
も考えられている。

【００２５】中央演算処理モジュール１３は、イメージ
捕捉モジュール１２から受信したデジタル・イメージ６
０の処理を行う。中央演算処理モジュール１３のタスク
は、中央演算処理モジュール１３がデジタル・イメージ
６０における全てのリード１０１の位置を探索し、突き
止めるのに必要とするパラメータを計算することにあ
る。中央演算処理モジュールは、全ての動的基準点２
７、２８、２９、及び、３０の位置も検出する。さら
に、２つの隣接対をなす反射サブ・イメージを用いて、
ＩＣ１００のＸ次元に関する側方位置も求める。次に、
Ｘスケール及びＹスケールを含む補償係数が計算され
る。補償係数を利用して、中央演算処理モジュール１３
は、全リードのＸ、Ｙ、Ｚ座標を計算し、補償係数を適
用し、共面性、ピッチ、端子サイズ等のようなＩＣの必
要なパラメータを計算する。

【００２６】制御モジュール１４の重要な機能の１つ
は、ＩＣ１００の位置を検知し、イメージ捕捉モジュー
ル１２をトリガして、イメージを捕捉できるようにする
ことである。制御モジュールは、さらに、光源プラット
フォーム２６の移動を制御する信号も送り出す。ＩＣ１
００が検査基準面に入り込む時、必要があれば、制御モ
ジュールは、光源プラットフォームを起動して、降下さ
せ、ＩＣ１００を保持するピックアップ・ヘッド２７の
ために妨げるもののない通路が得られるようにする。Ｉ
Ｃ１００が検査基準面に入ってしまうと、制御モジュー
ル１４は、光源プラットフォーム２６に信号を加え、リ
ード１０１の照射を行うために上昇させる。ＩＣ１００
がビューイング・ウィンドウ１７のすぐ上にくると、制
御モジュールは、イメージ捕捉モジュール１２に信号を
加え、イメージを捕捉させる。ＩＣ１００の１つまたは
複数のイメージが捕捉されると、制御モジュール１４
は、光源プラットフォームに信号を加えて、それ自体を
降下させ、この結果、ＩＣ１００を検査基準面から送り
出すための、妨げるもののない通路が得られることにな
る。

【００２７】別の角度からの補助イメージングを可能に
するため、もう１つの実施態様では、光源２５から生じ
る光に対してかなりの角度の方向からリードを照射する
ための光を含めることが可能である。三次元測定に良好
な基準を与えるため、特定の位置に入射する、または、
特定の位置を近接して通過する、２つの光源による光間
の角度は、４５度〜１３５度が望ましい。ある例では、
第２の光源を用いて、光源２５からの光に対して約９０
度の角度からリードの照射が行われる。図１０ａには、
こうした装置の実施態様が示されている。この実施態様
の場合、光源３５Ｕは、フロント・ライティングで、下
側からＩＣ１００を照射するので、カメラ２４によって
検分すると、そのイメージは、リードの表面またはＩＣ
の下側表面における欠陥さえ示すことが可能になる。光
源３５Ｕは、ＩＣ１００のリード及び下側を均等に照射
するため、光源２５と同様のほぼ正方形の形状を備える
ことが可能である。２つの光源を利用するこの技法を用
いると、例えば、２つの光源によってＩＣリードを照射
し、２つの光源からの光が互いにかなりの角度をなして
同じリードを照射するようにすると、１つの光源を用い
た検出を困難にするのにちょうど効果的なやり方で、曲
げられ、捻られたリードまたはリード部分の欠陥が、も
う１つの光源を用いることによって、簡単に検出できる
ようになる。フロント・ライトで物体の下側を照射する
と、以前は観測できなかった細部（例えば、ＩＣパッケ
ージの欠陥）を見ることが可能になる。これによって、
欠陥に気付かずに、欠陥製品を合格させることに対する
追加安全対策が得られる。さらに、第２の光源によっ
て、第２のイメージが生じ、この結果、カメラが受ける
イメージの１つの映像だけで、三次元情報を求めること
が可能になる。換言すれば、カメラが受ける同じイメー
ジにおいて、２つの異なる角度から観測を行い、これに
よって、２つのイメージング・ステップ間における物体
の移動さえ行わなくても、三次元Ｘ、Ｙ、及び、Ｘ（Ｚ
では？）の全てにおける基準からの変化を検分すること
が可能になる。

【００２８】図１０ｂに示す、同じ領域に対してある角
度で光を放射する２つの光源を利用するもう１つの実施
態様の場合、光源２５以外に、ＩＣ１００の上方に位置
する第２の光源３５Ｖを用いることによって、光源２５
からの光に対してかなりの角度をなす照射が可能にな
る。この場合、バック・ライティング技法では、ＩＣ１
００が第２の光源３５Ｖとカメラ２４の間に挿入され、
光がＩＣのリード１０１を通って、カメラに達し、シル
エット・タイプのイメージを形成することになる。光源
３５Ｖは、イメージング前後に、邪魔にならないように
移動させて、ＩＣ１００及びピックアップ・ヘッド２７
を通過させることが可能な部分を備えている。また、望
ましいが、必要ではない場合、２つの光源を異なる時間
にオンにして、互いに干渉しないようにすることも可能
である。ここで利用されているように、異なる光源から
の光がカメラに入射し、同時に検知される限りにおい
て、カメラによる検知プロセスは、この場合のイメージ
ングの１つとみなされ、検知されるイメージは、異なる
光源から得られた情報を備えているが、単一の一時的な
イメージとみなされる。

【００２９】さらにもう１つの実施態様では、望ましい
場合、図１０ａ及び図１０ｂに示す３種の全光源を利用
することが可能である。

【００３０】本発明の特定の実施態様に対する他のさま
ざまな変更が存在する。例えば、図１０ａ及び１０ｂに
示すように、光を９０度向け直し、垂直方向ではなく、
水平方向において、レンズ２３及びビデオ・カメラ２４
のアライメントをとることができるようにするため、ミ
ラー３２を含むことも可能である。この場合、本開示に
おけるように、カメラ２４の光軸は、やはり、ウィンド
ウ内におけるＩＣ１００の平面を通るものとみなされ
る。

【００３１】この例では、本発明の物理的レイアウトを
変更する可能性が示されている。

【００３２】本発明は、全くそれだけというわけではな
いが、集積回路のリードの検査を考慮して設計されたも
のであり、本明細書における実施態様の説明は、それに
関連して実施されてきた。しかし、認識しておくべき
は、本発明には、より広い用途があり、本発明の精神及
び範囲を逸脱することなく、既述の部分に対してさまざ
まな修正及び改良、並びに、追加を行うことが可能であ
るという点である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の望ましい実施態様による集積回路の検
査システムのブロック図である。

【図２ａ】図１の検査システムの光学ビューイング・モ
ジュールの第１の実施態様に関する略平面図である。

【図２ｂ】図１の検査システムの光学ビューイング・モ
ジュールの第１の実施態様に関する略断面立面図であ
る。

【図３】モジュールを横切るＩＣの移送を示す、図２ａ
及び図２ｂの光学モジュールの概略図である。

【図４ａ】ＩＣが所定位置についた、光学ビューイング
・モジュールを示す図である。

【図４ｂ】ＩＣが所定位置についた、光学ビューイング
・モジュールを示す図である。

【図５】ＩＣの部分のイメージングを示す、拡大された
概略図である。

【図６】所定位置についた光学ビューイング・モジュー
ル及びＩＣの拡大した平面図である。

【図７】光学ビューイング・モジュールの検査基準面の
バリエーションに関する平面図である。

【図８】光学ビューイング・モジュールから発生するイ
メージを示す概略図である。

【図９】図８のイメージの一部に関する詳細図である。

【図１０ａ】光学ビューイング・モジュールのもう１つ
の実施態様に関する略側面図である。

【図１０ｂ】光学ビューイング・モジュールのさらにも
う１つの実施態様に関する略側面図である。

【図１１ａ】光学ビューイング・モジュールの代替実施
態様の略平面図である。

【図１１ｂ】光学ビューイング・モジュールの代替実施
態様の略断面立面図である。

【符号の説明】

１０検査システム１１光学ビューイング・モジュール１２イメージ捕捉モジュール１３中央演算処理モジュール１４制御モジュール１５検査基準面１６フレーム１７ビューイング・ウィンドウ１８リフレクタ１９リフレクタ２０リフレクタ２１リフレクタ２２検査基準面の上部表面２３レンズ２４ビデオ・カメラ２５光源２６可動プラットフォーム２７ピックアップ・ヘッド２８動的基準点２９動的基準点３０動的基準点３１動的基準点３２ミラー３５Ｕ第２の光源３５Ｖ第２の光源５０光路５１光路５３光路５４光路６０イメージ６１イメージ１００ＩＣ１０１リード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面を備えた平面物体を検査するための
装置であって、物体の平面に対して垂直な、物体を通る光軸を備える、
物体のイメージを検知するためのカメラと、少なくとも光軸の一方の側に配置された部分を備える、
物体の平面に対して斜めに物体への光の照射を行う斜光
源と、斜光源の少なくとも一部に対して光軸の反対側に配置さ
れ、斜光源から光軸を横切る光をカメラに向けて反射
し、斜光源の前記少なくとも一部とそれとの間に位置す
る物体の少なくとも一部の形状が、カメラに物体の少な
くとも一部の形状として撮像されるようにするリフレク
タが含まれていることを特徴とする、装置。
【請求項２】物体が集積回路（ＩＣ）であり、光軸を
中心にしてＩＣをほぼ包囲する少なくとも１つのリフレ
クタが含まれていることと、斜光源が、光軸を中心にし
てＩＣをほぼ包囲しており、光軸を中心にしてＩＣの側
縁の全てに対してバック・ライトとして光を照射し、リ
フレクタで反射することによって、カメラに撮像される
ようにすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】物体の同じ部分について２つ以上の異な
るイメージを捕捉して、物体の前記部分の三次元情報が
得られるようにするため、１つ以上のリフレクタ及び光
源が、物体に対して移動可能であることを特徴とする、
請求項１〜２に記載の装置。
【請求項４】さらに、物体の側縁に光を照射する第２
の光源が含まれることと、第２の光源からの光が、物体
の側縁から通過して、光軸と交差することなく、光学素
子に達し、カメラによって検知されるように方向付けら
れることを特徴とする、請求項１〜３に記載の装置。
【請求項５】第２の光源が、物体の、カメラと同じ側
に面していて、フロント・ライトとして物体を照射する
ことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】第２の光源が、斜光源からリフレクタに
入射する光に対してかなりの角度をなして、物体を照射
することを特徴とする、請求項４〜５の任意の１つに記
載の装置
【請求項７】斜光源からの光がリフレクタに対して斜
めに通過するウィンドウを備えた、基準面が含まれるこ
とと、基準面によって、光が、撮像中に、リフレクタに
よって反射されることなく、光源からカメラに直接送り
込まれるのを阻止するようになっていることを特徴とす
る、請求項１〜６の任意の１つに記載の装置。
【請求項８】第１の位置と第２の位置の間で光源から
の光に対して斜めの方向に物体を移送し、物体の移送中
に、カメラが物体の１つ以上のイメージを得ることがで
きるようにする移送機構が含まれていることと、１つ以
上のイメージが、それによって、物体に関する三次元情
報を提供することを特徴とする、請求項１〜７の任意の
１つに記載の装置。
【請求項９】カメラからの信号に処理を加えて、物体
の輪郭を求め、その品質を判定するプロセッサが含まれ
ていることを特徴とする、請求項１〜８の任意の１つに
記載の装置。
【請求項１０】平面を備える平面物体の品質を検査す
る方法であって、物体からのイメージを検知するため、物体に向かい合う
ように、光軸を備えたカメラの位置決めを行い、光軸
が、平面に対して垂直に物体を通るようにするステップ
と、物体の少なくとも一部を通過した光を平面に対して斜め
に向けて、光源に対して光軸の反対側に配置されたリフ
レクタに入射させ、光が、物体の少なくとも一部から通
過して、リフレクタによって反射され、カメラにおいて
物体の少なくとも一部の形状を撮像するステップが含ま
れており、この形状が、物体の品質を表すことを特徴と
する、方法。
【請求項１１】平面を備える集積回路の品質を検査す
るための方法であって、ＩＣ１００の平面に対して斜角をなしてＩＣ１００の一
部を照射し、結果としてＩＣ１００の一部のイメージが
生じるようにするステップと、照射に関して、ＩＣ１００を照射光に対して斜めの方向
に移動させ、移動中に、前記一部について１つ以上のイ
メージを捕捉し、該部分に関する三次元情報が得られる
ようにするステップが含まれており、この三次元情報
が、ＩＣ１００の品質を表すことを特徴とする、方法。