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JP2021021592A - 検査システム、検査方法、切断装置、及び樹脂成形装置 - Google Patents

検査システム、検査方法、切断装置、及び樹脂成形装置 Download PDF

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JP2021021592A JP2019136848A JP2019136848A JP2021021592A JP 2021021592 A JP2021021592 A JP 2021021592A JP 2019136848 A JP2019136848 A JP 2019136848A JP 2019136848 A JP2019136848 A JP 2019136848A JP 2021021592 A JP2021021592 A JP 2021021592A
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和志 宮田
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貴俊 尾関
早織 礒野
Saori Isono
早織 礒野
彩香 水田
ayaka Mizuta
彩香 水田
アルビン リンデル
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Abstract

【課題】電子部品の検査精度を向上する。【解決手段】電子部品Wx又は電子部品Wxが載置される載置部材5の一方が蛍光物質を含有しており、載置部材5に載置された電子部品Wxを撮像して検査する検査システム100Cであって、電子部品Wx及び載置部材5に蛍光物質の励起光を照射する励起光照明装置6と、電子部品Wx又は載置部材5から生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像する撮像装置7とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、電子部品を検査する検査システム及び検査方法、前記検査システムを用いた切断装置、及び、前記検査システムを用いた樹脂成形装置に関するものである。
従来、例えば切断装置を用いて切断された複数の電子部品のサイズやチッピングなどの品質検査のために画像検査が行われている。この画像検査を行う検査装置としては、特許文献1に示すように、電子部品に白色光及び赤色光の可視光を照射して、電子部品の有無や位置ずれ等を検査するものが考えられている。
特開2002−71577号公報
上記のように可視光を照射して検査対象物の検査を行うものでは、例えば、電子部品が載置される載置部材とのコントラスト差により電子部品の外形を検査することから、両者のコントラスト差が重要となる。
しかしながら、載置部材の劣化や汚れの付着により、両者のコントラスト差が小さくなってしまい、電子部品のエッジ検出等が困難となり、動作遅延や検出不可の不具合が発生してしまう。また、電子部品の種類によっては、載置部材とのコントラスト差を大きくするための調整が困難になってしまい、検査条件のセットアップに時間を要してしまう。
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、電子部品の検査精度を向上することをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係る検査システムは、電子部品又は当該電子部品が載置される載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、前記載置部材に載置された前記電子部品を撮像して検査する検査システムであって、前記電子部品及び前記載置部材に前記蛍光物質の励起光を照射する励起光照明装置と、前記電子部品又は前記載置部材から生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像する撮像装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、電子部品の検査精度を向上することができる。
本発明に係る一実施形態の切断装置の構成を示す模式図である。 同実施形態の検査モジュール(検査システム)の構成を示す模式図である。 同実施形態の電子部品及び載置部材における入射光及び出射光を示す模式図である。 従来の可視光のみを用いた撮像画像と本実施形態の紫外線を用いた撮像画像とを示す図である。 本発明の検査システムを用いた樹脂成形装置の構成を示す模式図である。
次に、本発明について、例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定されない。
本発明の検査システムは、前述のとおり、電子部品又は当該電子部品が載置される載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、前記載置部材に載置された前記電子部品を撮像して検査する検査システムであって、前記電子部品及び前記載置部材に前記蛍光物質の励起光を照射する励起光照明装置と、前記電子部品又は前記載置部材から生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像する撮像装置とを備えることを特徴とする。
この検査システムでは、電子部品又は載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、それらに励起光を照射して生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像するので、電子部品と載置部材とのコントラスト差を大きくすることができ、電子部品の検査精度を向上することができる。
例えば、載置部材が蛍光物質を含有しており、電子部品が蛍光物質を含有していない場合には、電子部品及び載置部材に励起光を照射することにより、電子部品は励起光をそのまま反射し、載置部材からは蛍光が出射されることになる。この状態において、撮像装置により蛍光又は蛍光以外の光(励起光)を選択的に撮像すれば、電子部品と載置部材とのコントラスト差を大きくできる。
一方、電子部品が蛍光物質を含有しており、載置部材が蛍光物質を含有していない場合には、電子部品及び載置部材に励起光を照射することにより、載置部材は励起光をそのまま反射し、電子部品からは蛍光が出射されることになる。この状態において、撮像装置により蛍光又は蛍光以外の光(励起光)を選択的に撮像すれば、電子部品と載置部材とのコントラスト差を大きくできる。
具体的に前記励起光照明装置は、前記電子部品に前記励起光を照射する同軸照明部を有することが望ましい。この構成であれば、電子部品に励起光を照射しつつ、同軸照明部のハーフミラー等の同軸光学系を介して電子部品を撮像することにより、電子部品の外形を精度良く検査できるようにすることができる。
その他、前記励起光照明装置は、前記電子部品に前記励起光を照射するリング照明部を有することが望ましい。この構成であれば、電子部品に励起光を照射しつつ、リング照明部の中央開口部から電子部品を撮像することにより、電子部品の外形を精度良く検査できるようにすることができる。
蛍光物質及び励起光照明装置の具体的な実施の態様としては、前記蛍光物質は、紫外線により励起されて可視光である蛍光を発するものであり、前記励起光照明装置は、前記電子部品及び前記載置部材に紫外線を照射するものが考えられる。
この構成において、電子部品の外形に加えて、電子部品の表面構造を検査できるようにするためには、検査システムは、前記励起光照明装置に加えて、前記電子部品及び前記載置部材に可視光を照射する可視光照明装置をさらに備えることが望ましい。
電子部品の表面構造を精度良く検査するためには、前記可視光照明装置は、前記電子部品に前記可視光を照射するリング照明部を有することが望ましい。また、この構成であれば、励起光照明装置を同軸照明とすることによって電子部品の外形検査を妨げることも無い。
電子部品の検査を自動的に行うことにより客観的な検査を可能にするためには、本発明の検査システムが、前記撮像装置により得られた撮像画像に基づいて、前記電子部品の外観検査を行う外観検査部をさらに備えることが望ましい。
前記外観検査部による具体的な検査項目としては、前記電子部品の外形、前記電子部品の表面構造、又は前記電子部品のマークの少なくとも1つであることが考えられる。
また、本発明に係る検査方法は、電子部品又は当該電子部品が載置される載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、前記載置部材に前記電子部品を載置した状態で前記電子部品を撮像して検査する検査方法であって、前記電子部品及び前記載置部材に前記蛍光物質の励起光を照射し、前記電子部品又は前記載置部材から生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像することを特徴とする。
この検査方法であれば、電子部品又は載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、それらに励起光を照射して生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像するので、電子部品と載置部材とのコントラスト差を大きくすることができ、電子部品の検査精度を向上することができる。
さらに、本発明に係る切断装置は、複数の半導体チップが樹脂封止された樹脂成形品を複数の電子部品に切断する切断装置であって、切断された複数の電子部品を検査する検査システムを備えており、当該検査システムが、上述した構成であることを特徴とする。
この切断装置であれば、切断された電子部品を本発明の検査システムを用いて検査することにより電子部品の品質を向上することができる。
加えて、本発明に係る樹脂成形装置は、複数の半導体チップを有する成形対象物に対して樹脂成形する樹脂成形装置であって、樹脂成形された成形対象物を検査する検査システムを備えており、当該検査システムが、上述した構成であることを特徴とする。
この樹脂成形装置であれば、樹脂成形された成形対象物(樹脂成形品)を本発明の検査システムを用いて検査することにより樹脂成形品の品質を向上することができる。
<本発明の一実施形態>
以下に、本発明に係る検査システムを組み込んだ切断装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
<切断装置100の全体構成>
本実施形態の切断装置100は、被切断物として樹脂成形品である封止済基板を切断するものである。なお、封止済基板は、例えば、基板と、基板が有する複数の領域に装着された複数の半導体チップと、複数の領域が一括して覆われるようにして形成された封止樹脂とを有するものである。
具体的に切断装置100は、図1に示されるように、封止済基板Wを供給する供給モジュール100Aと、封止済基板Wを切断する切断モジュール100Bと、切断されて個片化された電子部品Wxを検査する検査システムである検査モジュール100Cとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。
以下に示す各モジュール100A〜100Cを含む切断装置100の動作制御は、供給モジュール100Aに設けた制御部CTLが行う。この制御部CTLは、供給モジュール100A以外の他のモジュール100B、100Cに設けてもよい。また、制御部CTLは、複数に分割して、供給モジュール100A、切断モジュール100B及び検査モジュール100Cのうちの少なくとも2つのモジュールに設けてもよい。
供給モジュール100Aは、切断される封止済基板Wが外部から供給されて、封止済基板Wを収容するものである。この供給モジュール100Aには、封止済基板Wを収容する基板収容部2が設けられる。封止済基板Wは、搬送機構(不図示)によって、供給モジュール100Aから切断モジュール100Bに搬送される。なお、本実施形態の切断装置100は、基板収容部2を3つ備えているが、基板収容部2の個数は特に限定されない。
切断モジュール100Bは、封止済基板Wを切断して複数の電子部品Wxに個片化するものである。この切断モジュール100Bは、封止済基板Wが載置される切断用のテーブル3と、当該テーブル3に載置された封止済基板Wを切断する切断機構4とを有している。切断機構4は、スピンドル41に回転刃42が装着されることにより構成されている。そして、テーブル3と切断機構4とを相対的に移動させることによって、封止済基板Wが回転刃42によって切断される。なお、本実施形態の切断装置100は、切断機構4を2つ備えているが、切断機構4は1つであってもよい。
具体的に本実施形態の切断モジュール100Bでは、封止済基板Wを載置したテーブル3がX方向に移動し、切断機構4が順次Y方向に移動することによって、封止済基板WがX方向に沿って複数に切断され、その後、テーブル3が90度回転して、さらにテーブル3がX方向に移動し、切断機構4が順次Y方向に移動することによって、封止済基板Wが電子部品Wxに個片化される。その後、個片化された電子部品Wxは、搬送機構(不図示)によって、切断モジュール100Bから検査モジュール100Cに搬送される。
検査モジュール100Cは、切断モジュール100Bにより個片化された電子部品Wxを撮像して検査するものである。以下では、電子部品Wxには蛍光物質が含有されていないものを例に挙げて説明する。
具体的に検査モジュール100Cは、図1及び図2に示すように、複数の電子部品Wxが載置され、蛍光物質を含有する載置部材5と、電子部品Wx及び載置部材5に蛍光物質の励起光を照射する励起光照明装置6と、載置部材5から生じる蛍光を撮像する撮像装置7とを備えている。
載置部材5は、少なくとも電子部品Wxが載置される領域に蛍光物質が含有されたものであり、本実施形態では平板状をなすラバー部材である。この載置部材5は、検査用のテーブル50の上面に設けられており、テーブル50を励起光照明装置6及び撮像装置7に対して相対的に移動させることによって、又は、撮像装置7をテーブル50に対して相対的に移動させることによって、載置部材5に載置された複数の電子部品Wxが検査される。なお、載置部材5には、搬送機構(図示なし)によって、複数の電子部品Wxが、切断用のテーブル3から一括して搬送される。
本実施形態の蛍光物質は、例えば波長が250〜400nmの紫外線(UV光)により励起されて、例えば波長が495〜570nmの可視光である蛍光を発するものである。具体的には、蛍光物質として蛍光増白剤を挙げることができる。
励起光照明装置6は、電子部品Wx及び載置部材5に励起光である紫外線を照射するものであり、電子部品Wxの上方から励起光を照射する同軸照明部61を有している。この同軸照明部61は、撮像装置7の撮像軸と同一方向から励起光を照射するものである。具体的に同軸照明部61は、紫外線を射出するLED等の紫外光源611と、当該紫外光源611からの紫外線を反射するハーフミラー612とを備えている。このハーフミラー612は、紫外光源611からの紫外線を撮像装置7の撮像軸に対して同軸に落射するものである。
図3は、本実施形態の電子部品Wx及び載置部材5における、同軸照明部61からの入射光及びその出射光を模式的に示したものである。なお、図3において、理解を容易にするために、入射光及び出射光は垂直からずらして(すなわち、斜めに)図示している。
図3に示すように、電子部品Wxに照射された紫外線は、紫外線のまま反射される。一方、載置部材5に照射された紫外光は、載置部材5に含まれる蛍光物質に吸収され、蛍光物質が励起して可視光を発する。
撮像装置7は、電子部品Wxを上方から可視光を撮像するものであり、紫外線を検知せずに可視光を検知する撮像素子を用いたもの、或いは、UVカットフィルタを備えたものを用いることができる。本実施形態の撮像装置7は、同軸照明部61のハーフミラー612を介して電子部品Wxを撮像する。なお、撮像装置7に用いられる撮像素子としては、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)又はCCD(Charge Coupled Device)等が考えられる。この撮像装置7により得られる撮像画像では、載置部材5が白色となり、電子部品Wxが黒色となる。
また、本実施形態の検査モジュール100Cは、励起光照明装置6に加えて、電子部品Wx及び載置部材5に可視光を照射する可視光照明装置8をさらに備えている。この可視光照明装置8は、電子部品Wxの周囲から可視光を照射するリング照明部81を有している。このリング照明部81は、撮像装置7の撮像軸を取り囲んで配置された例えば白色LED等の可視光源811を有している。これにより、撮像装置7は、リング照明部81の中央開口部から電子部品Wx及び載置部材5を撮像することができる。また、このリング照明部81により、励起光照明装置6(具体的には同軸照明部61)による電子部品Wxへの紫外線の照射を妨げることもない。
このように構成した検査モジュール100Cでは、電子部品Wxの外側に位置する載置部材5を蛍光発光させて、電子部品Wxと載置部材5とのコントラスト差を大きくすることができる。同時に、電子部品Wxの表面に可視光照明装置8からの可視光を照射することにより、電子部品Wxの表面内においてコントラストを大きくすることができる。このように検査モジュール100Cにより、電子部品Wxの外形の検査と電子部品Wxの表面構造の検査とを同時に行うことができる。その結果、検査用の撮像画像を従来の2枚から1枚にして、検査条件のセットアップ時間を短縮することができる。また、検査用の撮像画像が減ることにより、電子部品Wxの検査のサイクルタイムを短縮することができる。
また、検査モジュール100Cは、撮像装置7により得られた撮像画像に基づいて、電子部品Wxの外観検査を自動的に行う外観検査部9をさらに備えていても良い。
この外観検査部9は、電子部品Wxの外形、電子部品Wxの表面構造、電子部品Wxのマークの少なくとも1つを検査するものである。ここで、電子部品Wxのマークとは、例えば、製造番号等の刻印や封止済基板Wを電子部品Wxに個片化する際のアラインメントマークである。検査の仕方としては、例えば、外観検査部9が、撮像画像における電子部品Wxの外形、表面構造、又はマークと、それらの基準となる見本データとを比較することにより、それらの少なくとも1つを検査することが考えられる。なお、見本データは、予め外観検査部9に記憶されている。また、この外観検査部9は、制御部CTLに設けられたものであってもよいし、制御部CTLとは別に設けられたものであっても良い。
そして、検査モジュール100Cは、外観検査部9の検査結果に基づいて、個片化された電子部品Wxを良品と不良品とに区別する。そして、移送機構(図示なし)によって良品は良品用トレイ10に、不良品は不良品用トレイ11にそれぞれ移送されて収納される(図1参照)。
図4に、可視光のみを用いた従来の検査システムにおける撮像画像と、本実施形態の検査システムにおける撮像画像とを示す。従来の検査システムは、黒色のラバー部材に電子部品を載置した状態で、それらに可視光を照射して撮像するものである。図4の検出箇所及びコントラスト差の値は、256階調における値であり、検出箇所の値は、白に近いほど数値が大きくなり、黒に近いほど数値が小さくなる。
図4から分かるように、従来の検査システムでは、電子部品と黒色のラバー部材とのコントラスト差が256階調中約125であった。一方、本実施形態の検査システムでは、電子部品と載置部材とのコントラスト差が256階調中210であった。このように本実施形態の検査システムでは電子部品と載置部材とのコントラスト差を大きくすることができている。
<本実施形態の効果>
本実施形態の切断装置100によれば、蛍光物質を含有しない電子部品Wxを、蛍光物質を含有する載置部材5に載置して、それらに励起光を照射して生じる蛍光を撮像するので、電子部品Wxと載置部材5とのコントラスト差を大きくすることができ、電子部品Wxの検査精度を向上することができる。その結果、不良品をより精度よく検出して除外することができ、最終的には、製品としての電子部品Wxの品質を向上させることができる。また、本実施形態では蛍光を撮像する構成であるため、載置部材5の劣化や汚れ付着による白色化の影響による検査システムの動作遅延や検出不可の不具合が生じることもない。
<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、蛍光物質を含有しない電子部品Wxを検査するものであったが、蛍光物質を含有する電子部品Wxを検査するものであってもよい。蛍光物質を含有する電子部品Wxとしては、例えば、蛍光物質が含まれているガラスエポキシ樹脂を基板に用いたものが考えられる。この電子部品Wxを検査する場合には、載置部材5に、蛍光物質を含有しない例えば黒色のラバー部材を用いる。そして、前記実施形態と同様に、紫外線を照射することにより、電子部品Wxから射出される蛍光である可視光を撮像することで、載置部材5が黒く、電子部品Wxが白く映った撮像画像を得ることができる。
また、前記実施形態では、励起光照明装置が同軸照明部を有するものであったが、同軸照明部に加えて、又は同軸照明部に代えて、リング照明部を有するものであってもよい。その他、励起光照明装置は、頂部に撮像用窓を有するドーム照明部を有するものであっても良い。
さらに、励起光照明装置がリング照明部のみを有する場合には、可視光照明装置が同軸照明部を有する構成としてもよい。これにより、励起光照明装置と可視光照明装置とが互いに干渉しない配置にすることができる。その他、可視光照明装置は、頂部に撮像用窓を有するドーム照明部を有するものであっても良い。
その上、前記実施形態では、撮像装置は、励起光である紫外線をカットして蛍光である可視光を撮像するものであったが、蛍光である可視光をカットして励起光である紫外線を撮像するものであってもよい。
加えて、撮像装置が紫外線及び可視光の両方を撮像する構成として、撮像装置の撮像画像を画像処理して紫外線画像と可視光画像に切り替え可能に生成するように構成してもよい。
前記実施形態では、個片化された電子部品を検査するものであったが、樹脂形成された成形対象物(樹脂成形品)のモールド面を検査するものであってもよい。このとき、本発明の検査システムを樹脂成形装置に組み込むことが考えられる。
この樹脂成形装置200は、例えば、図5に示すように、封止前基板W1が供給されるとともに封止済基板W2を収納する供給・収納モジュール200Aと、封止前基板W1に対して樹脂成形する成形モジュール200Bと、樹脂成形に用いられる樹脂材料を供給する樹脂供給モジュール200Cと、樹脂成形された封止済基板W2を検査する検査モジュール200Dとを備えている。
供給・収納モジュール200Aには、封止前基板W1を供給する基板供給部12と、封止済基板W2を収納する基板収納部13とが設けられている。封止前基板W1及び封止済基板W2は、搬送機構(不図示)によって、供給・収納モジュール200Aと成形モジュール200Bとの間で搬送される。
成形モジュール200Bは、上型と下型とそれらを型締めする型締め機構とを有する樹脂成形部14を備えている。そして、下型には樹脂供給モジュール200Cから樹脂材料が供給される。
樹脂供給モジュール200Cには、樹脂材料を収容する樹脂収容部15と、樹脂収容部15に樹脂材料を投入する樹脂材料投入機構16と、樹脂収容部15を搬送する樹脂搬送機構17とが設けられる。樹脂収容部15に収容された樹脂材料は、樹脂搬送機構17により、成形モジュール200Bに搬送される。
検査モジュール200Dは、成形モジュール200Bと供給・収納モジュール200Aとの間に設けられており、前記実施形態の検査システムと同じ構成により、封止済基板W2のモールド面を撮像して検査するものである。その他、検査モジュール200Dは、接触式変位センサ又は光学式変位センサ等を備えており、封止済基板W2の厚さを検査するものであっても良い。
なお、樹脂成形装置200において、本発明の検査システムを成形モジュール200B内に設けてもよいし、供給・収納モジュール200A内に設けても良い。
前記実施形態では、検査システムが切断装置又は樹脂成形装置に組み込まれたものであったが、検査システム単体で電子部品を検査するものであってもよい。また、電子部品などの外形寸法を測定する寸法測定装置に組み込まれたものであってもよい。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
100・・・切断装置
Wx ・・・電子部品
5 ・・・載置部材
6 ・・・励起光照明装置
61 ・・・同軸照明部
8 ・・・可視光照明装置
81 ・・・リング照明部
7 ・・・撮像装置
9 ・・・外観検査部

Claims (10)

  1. 電子部品又は当該電子部品が載置される載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、前記載置部材に載置された前記電子部品を撮像して検査する検査システムであって、
    前記電子部品及び前記載置部材に前記蛍光物質の励起光を照射する励起光照明装置と、
    前記電子部品又は前記載置部材から生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像する撮像装置とを備える検査システム。
  2. 前記励起光照明装置は、前記電子部品に前記励起光を照射する同軸照明部を有する、請求項1記載の検査システム。
  3. 前記励起光照明装置は、前記電子部品に前記励起光を照射するリング照明部を有する、請求項1又は2記載の検査システム。
  4. 前記蛍光物質は、紫外線により励起されて可視光である蛍光を発するものであり、
    前記励起光照明装置は、前記電子部品及び前記載置部材に紫外線を照射するものであり、
    前記励起光照明装置に加えて、前記電子部品及び前記載置部材に可視光を照射する可視光照明装置をさらに備える、請求項1乃至3の何れか一項に記載の検査システム。
  5. 前記可視光照明装置は、前記電子部品に前記可視光を照射するリング照明部を有する、請求項4記載の検査システム。
  6. 前記撮像装置により得られた撮像画像に基づいて、前記電子部品の外観検査を行う外観検査部をさらに備える、請求項1乃至5の何れか一項に記載の検査システム。
  7. 前記外観検査部は、前記電子部品の外形、前記電子部品の表面構造、又は前記電子部品のマークの少なくとも1つを検査するものである、請求項6記載の検査システム。
  8. 電子部品又は当該電子部品が載置される載置部材の一方が蛍光物質を含有しており、前記載置部材に前記電子部品を載置した状態で前記電子部品を撮像して検査する検査方法であって、
    前記電子部品及び前記載置部材に前記蛍光物質の励起光を照射し、
    前記電子部品又は前記載置部材から生じる蛍光又は蛍光以外の光を選択的に撮像する検査方法。
  9. 複数の半導体チップが樹脂封止された樹脂成形品を複数の電子部品に切断する切断装置であって、
    切断された複数の電子部品を検査する請求項1乃至7の何れか一項に記載の検査システムを備える切断装置。
  10. 複数の半導体チップを有する成形対象物に対して樹脂成形する樹脂成形装置であって、
    樹脂成形された成形対象物を検査する請求項1乃至7の何れか一項に記載の検査システムを備える樹脂成形装置。

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