外観検査装置
【課題】めっき層表面に生じるめっき未着等の欠陥を安定的に検出することが可能な外観検査装置を提供する。
【解決手段】外観検査装置２０は、パッド部と、パッド部と異なる色彩をもつめっき層とを有する被検査基材１０の外観を検査するものである。外観検査装置２０は、被検査基材１０に対して光を照射する照明装置と、被検査基材１０を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラ２２と、カラーセンサカメラ２２に接続された画像処理装置３０とを備えている。画像処理装置３０は、カラー画像のうちパッド部からの反射率が低く、めっき層からの反射率が高くなる特定波長成分のみを含む画像成分を抽出する成分抽出部３２と、特定波長成分を含む画像成分の画像を処理する画像処理部３３と、めっき層の欠けを判定する判定部３４とを有している。
【解決手段】外観検査装置２０は、パッド部と、パッド部と異なる色彩をもつめっき層とを有する被検査基材１０の外観を検査するものである。外観検査装置２０は、被検査基材１０に対して光を照射する照明装置と、被検査基材１０を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラ２２と、カラーセンサカメラ２２に接続された画像処理装置３０とを備えている。画像処理装置３０は、カラー画像のうちパッド部からの反射率が低く、めっき層からの反射率が高くなる特定波長成分のみを含む画像成分を抽出する成分抽出部３２と、特定波長成分を含む画像成分の画像を処理する画像処理部３３と、めっき層の欠けを判定する判定部３４とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置または半導体パッケージ部材のめっき層の外観検査を行う外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般に半導体装置または半導体パッケージ部材の外観検査を行う外観検査装置として、光学照明装置、カメラ、および画像処理装置等を備えた光学式検査装置が用いられている（例えば特許文献１）。
【０００３】
半導体装置及び半導体パッケージ部材の内部配線を実現するために、リードフレーム（lead-frame）と呼ばれる薄板の金属が使われている。このリードフレームは、外部配線との橋渡しをする配線部（リード部）、ＩＣチップを搭載するダイパッド部、Ａｕワイヤとの接続をとるワイヤボンディングパッド部等を有する部材であり、パッケージタイプにより、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package)、ＳＯＮ（Small Outline Non-leaded Package）、Ｍｉｃｒｏ−ＣＣ、ＢＣＣ等が存在する。
【０００４】
このような半導体装置及び半導体パッケージ部材に用いられるリードフレームでは、ワイヤボンディング時に、搭載された半導体チップとリードフレーム本体との電気的接合が損なわれない様にするため、パッド部（ワイヤボンディングパッド部）にめっき層が施される。また、半導体チップが搭載されるパッド部（ダイパッド部）にも、ダイアタッチペーストの濡れ性向上、もしくはワイヤボンディングにて電気的特性の向上（グランド等）を図るため、めっき層が施されることがある。中には、半導体装置及び半導体パッケージ部材の外部に露出し、外部接続のために使用するパッド部における、はんだ等の濡れ性向上および耐食性向上のため、全面めっき層（パラジウムめっき等）が施される場合もある。
【０００５】
リードフレーム以外の半導体装置及び半導体パッケージ部材、例えば、ＴＡＢ／ＣＯＦに代表されるフレキシブル基板、プリント配線板に代表される多層基板においても、上述した様なパッド部及びめっき層を有する。
【０００６】
従来より、一般に、上述した様な半導体装置又は半導体パッケージ部材における外観検査を行う外観検査装置として、光学照明装置、カメラ、及び画像処理装置等を備えた光学式検査装置が用いられている。
【特許文献１】特開平９−２７３９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の光学式検査装置を用いて半導体装置または半導体パッケージ部材の外観検査を行った場合、めっき層表面凹凸のばらつきにより、光の反射状態が変化する場合がある。この結果、特異な欠陥がない箇所でもＮＧ検出してしまう擬似欠陥（過剰検出）が発生する場合がある。めっき層表面凹凸のばらつきには、めっき層形成する金属材料表面（パッド部表面）の凹凸や、めっき層表面の光沢（光沢めっき又は無光沢めっき）に依存する凹凸が影響している。
【０００８】
このため、ＮＧ検出された半導体装置または半導体パッケージ部材に対して作業者が目視または顕微鏡により、ＮＧ検出された箇所に特異な欠陥があるかないかを確認し、実際の欠陥と擬似欠陥（過剰検出）とを判別するレビュー確認作業が必要となり、作業負荷が重くなっている。また、このような判別作業をせず、ＮＧ検出したものを全てそのまま排除してしまう場合、実際は良品である擬似欠陥品も捨てることとなり、無駄となる。
【０００９】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、めっき層表面の凹凸に起因する擬似欠陥の検出を低減するとともに、めっき未着等の欠陥を安定的に検出することが可能な外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、パッド部と、パッド部上に形成され、パッド部と異なる色彩をもつめっき層とを有する被検査基材の外観検査装置において、被検査基材に対して光を照射する照明装置と、被検査基材を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラと、カラーセンサカメラに接続された画像処理装置とを備え、画像処理装置は、カラーセンサカメラからのカラー画像のうちパッド部からの反射率と、めっき層からの反射率との差が大きくなる特定波長成分を含む画像成分のみを抽出する成分抽出部と、成分抽出部からの特定波長成分を含む画像成分の画像を処理する画像処理部と、画像処理部で処理された画像においてめっき層の未着を判定する判定部とを有することを特徴とする外観検査装置である。
【００１１】
本発明は、照明装置は、被検査基材に対して白色光を照射する白色照明装置からなることを特徴とする外観検査装置である。
【００１２】
本発明は、照明装置は、被検査基材に対して特定波長成分の色の光を照射する照明装置からなることを特徴とする外観検査装置である。
【００１３】
本発明は、被検査基材に対して光を照射する照明装置は、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して同軸方向に光を照射する同軸方向の照明装置と、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して角度をつけて光を照射する斜め方向の照明装置とを有することを特徴とする外観検査装置である。
【００１４】
本発明は、同軸方向の照明装置および斜め方向の照明装置のうち、一方の照明装置の照度は、他方の照明装置の照度に比べて低いことを特徴とする外観検査装置である。
【００１５】
本発明は、照度を低くしている照明装置は、特定波長成分の色の光を照射する照明装置であることを特徴とする外観検査装置である。
【００１６】
本発明は、パッド部は銅又は銅合金からなり、めっき層は銀からなり、かつ特定波長成分は青色成分からなることを特徴とする外観検査装置である。
【００１７】
本発明は、被検査基材はリードフレームであることを特徴とする外観検査装置である。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、画像処理装置の成分抽出部は、カラーセンサカメラからのカラー画像のうちパッド部からの反射率と、めっき層からの反射率との差が大きくなる特定波長成分の画像のみを抽出することで、めっき層表面の凹凸に起因する擬似欠陥検出を低減（防止）し、外観検査装置のＯＫ通過率を向上させることができるとともに、レビュー確認作業の負荷軽減ができる。また、同時にめっき層表面に生じるめっき欠け等の未着を安定的に検出することができる。
【００１９】
また本発明によれば、被検査基材に対して光を照射する照明装置として、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して同軸方向に光を照射する同軸方向の照明装置と、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して角度をつけて光を照射する斜め方向の照明装置との双方を用いることにより、めっき層表面の凹凸ばらつき（光沢度ばらつき）に依存する擬似欠陥を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１乃至図６を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００２１】
図１乃至図６中、図１（ａ）は、リードフレーム（被検査基材）を示す平面図であり、図１（ｂ）は、リードフレーム（被検査基材）を示す断面図（図１（ａ）のIB−IB線断面図）であり、図２は、リードフレーム（被検査基材）上の欠陥を示す図である。図３は、本実施の形態による外観検査装置を示す構成図であり、図４は、めっき層（銀）およびリードフレームのパッド部（銅合金）における反射率を示す図である。図５は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各成分毎の輝度のばらつきを示す図であり、図６は、リードフレームの画像の輝度分布を示す概略図である。
【００２２】
図５に示す光沢度の測定には、日本電色工業株式会社製の微小面光沢計（型番：ＶＳＲ−３００Ａ）を用いて、拡散反射率濃度（照射−受光／４５°−０°）を測定した値である。また、以下、光沢度について記述されている場合も、同方法によって得られる値である。
【００２３】
図１および図２に示すように、リードフレーム（被検査基材）１０は、金属材料からなり、ダイパッド部１１ａおよびボンディングパッド部１１ｂを含むリードフレーム本体１１と、リードフレーム本体１１のパッド部１１ａ、１１ｂ上の所定位置にパターン状に形成されためっき層１２とを有している。なお、本明細書では、リードフレーム本体１１のダイパッド部１１ａおよびボンディングパッド部１１ｂを総称してパッド部１１ａ、１１ｂという。
【００２４】
リードフレーム本体１１とめっき層１２は、互いに異なる色彩をもつ金属からなっている。例えばリードフレーム本体１１は、銅、銅合金等の赤色系の金属材料からなり、めっき層１２は、例えば銀、パラジウム、ニッケル等の白色系金属、金等の黄色系金属、またはこれらを多層に構成した金属層からなっている。なおめっき層１２は、リードフレーム本体１１のパッド部１１ａ、１１ｂの一部上に形成されていてもよく、リードフレーム本体１１のパッド部１１ａ、１１ｂの全体上に形成されていても良い。
【００２５】
図２に示すように、リードフレーム１０のめっき層１２表面には、めっき未着とよばれる欠陥Ｄが発生する場合がある。すなわち図２に示すように、リードフレーム本体１１上において、本来めっき層１２が形成される部分にめっき層１２が形成されず、リードフレーム本体１１が表面に露出する欠陥Ｄが生じる場合がある。
【００２６】
以下に説明する本実施の形態による外観検査装置２０は、上述したリードフレーム（被検査基材）１０（図１参照）の外観検査を行う装置である。具体的には、図２に示すように、めっき層１２表面に生じためっき未着による欠陥Ｄを効果的に検出する装置である。
【００２７】
次に、図３により、このような外観検査装置の構成について説明する。図３に示す外観検査装置２０は、リードフレーム１０を搬送する搬送装置２１と、搬送装置２１上方に配設され、搬送装置２１上のリードフレーム１０を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラ２２と、カラーセンサカメラ２２に接続された画像処理装置３０とを備えている。
【００２８】
このうち搬送装置２１は、検査対象となる複数のリードフレーム１０を、順次水平方向（図３の矢印方向）に間欠送りまたは連続送りで搬送するものである。
【００２９】
一方、カラーセンサカメラ２２は、そのレンズ２２ａの光軸Ａが鉛直方向、すなわちリードフレーム１０に対して垂直に向くように設置されている。このようなカラーセンサカメラ２２としては、ＣＣＤラインカメラ等のカラーカメラ、例えば日本エレクトロセンサリデバイス社製のラインスキャンカメラ（品番：NUCL4096D、NUCL7500D等）を用いることができる。
【００３０】
また搬送装置２１上方に、リードフレーム１０に対して白色光を照射する３つの白色照明装置（第１白色照明装置２３ａ（斜め方向の照明装置）、第２白色照明装置２３ｂ（斜め方向の照明装置）、第３白色照明装置２３ｃ（同軸方向の照明装置））が配置されている。さらにカラーセンサカメラ２２の鉛直下方には、ハーフミラー２４が設けられている。
【００３１】
上述した３つの白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、例えばハロゲン光源、メタルハライド光源、またはＬＥＤ光源を使用することができる。これら白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃのうち、第１白色照明装置２３ａおよび第２白色照明装置２３ｂは、それぞれカラーセンサカメラ２２の外周に設けられている。
【００３２】
また第１白色照明装置２３ａおよび第２白色照明装置２３ｂの各軸Ｌa、軸Ｌbがカラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めになるように配置されている。この時の白色照明装置２３ａ、２３ｂの光の照射角度としては、リードフレーム１０の搬送面を基準にした場合、角度θ（図３参照）が６０〜８９°になるように設定するが、７０〜８０°が望ましい。このことにより、リードフレーム１０のめっき層１２表面に凹凸がある（光沢度が小さい）場合に、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に反射される光の割合が高くなる。
【００３３】
すなわち第１白色照明装置２３ａおよび第２白色照明装置２３ｂからの光は、リードフレーム１０に対して斜めに照射され、リードフレーム１０表面で反射するとともに、その反射光の一部がハーフミラー２４内を通過して、カラーセンサカメラ２２に入射する。
【００３４】
他方、第３白色照明装置２３ｃは、その軸Ｌcが水平方向を向くように配置されている。また上述したハーフミラー２４は、第３白色照明装置２３ｃの側方に設けられている。この結果、第３白色照明装置２３ｃからの光は、ハーフミラー２４に側方から入射するとともにハーフミラー２４内部で反射して、リードフレーム１０に対して垂直に照射される。さらにこの光はリードフレーム１０表面で反射し、ハーフミラー２４内を下方から上方に通過するとともに、カラーセンサカメラ２２に入射する。
【００３５】
このことにより、第３白色照明装置２３ｃでは、リードフレーム１０のめっき層１２表面が滑らかな（光沢度が大きい）場合に、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａの方向に反射される率が高くなる。
【００３６】
なお、白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの個数、設置位置、および設置角度はこれに限定されるものではない。また、各白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃに代えて、リードフレーム１０に対して特定波長成分（詳細は後述する）の色の光を照射する照明装置、例えば青色光を照射する青色照明装置（白色光源に対して青色フィルタを使用する照明装置、青色ＬＥＤ等）を用いても良い。
【００３７】
また、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）、と白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に光を照射する照明装置）の特徴から、双方を併用することでも、めっき層１２表面の凹凸ばらつき（光沢度ばらつき）に依存する擬似欠陥を低減することができる。
【００３８】
例えば、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）を主照明装置とした場合、めっき層表面に凹凸がある（光沢度が小さい）部分では、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に反射される光の割合が高くなる一方、めっき層表面が滑らかな（光沢度が大きい）部分では、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に反射される光の割合が低くなり、撮像される画像では輝度が低くなる。結果的に、擬似欠陥の原因となりうる。
【００３９】
しかしながら、白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に照射）を、めっき層表面が滑らかな（光沢度が大きい）部分で低下する輝度を補充する、補助照明装置として併用すれば、白色照明装置２３ｃでは、リードフレーム１０のめっき層１２表面が滑らかな（光沢度が大きい）場合に、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａの方向に反射される率が高くなることから、めっき層表面が滑らかな（光沢度が大きい）部分で低下する輝度を補充することが可能である。
【００４０】
めっき層表面の凹凸ばらつき（光沢度のばらつき）の度合いにも依存するが、光沢度が０．４〜０．９の範囲であれば、補助照明装置（白色照明装置２３ｃ）の照度を主照明装置（白色照明装置２３ａ、２３ｂ）の２０〜４０％に設定すればよい。補助照明装置の照度を上げすぎることによって、光の干渉（ハレーション）により、めっき未着欠陥部と正常部との輝度コントラストが低くなることから、ＮＧ検出が困難になることがある。そのため、凹凸ばらつき（光沢度のばらつき）が小さい場合には、補助照明装置の照度を低めに設定する方がよい。
【００４１】
なお、白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に光を照射する照明装置）を主照明装置とし、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）を補助照明装置として使用してもよく、白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に光を照射する照明装置）もしくは、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）を単独にて検査したときに、欠陥検出能力が高い方を、主照明装置とすることが好ましい。
【００４２】
この場合、照度を低くしている照明装置（補助照明装置）は、特定波長成分の色（例えば青色）の光を照射する照明装置であっても良い。
【００４３】
他方、図３に示すように、画像処理装置３０は、カラーセンサカメラ２２により撮像されたカラー画像を取り込む画像取込部３１と、画像取込部３１によって取り込まれたカラー画像からの画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち特定波長成分を含む画像のみを抽出する成分抽出部３２と、成分抽出部３２からの特定波長成分を含む画像を処理する画像処理部３３と、画像処理部３３からの画像信号に基づいてめっき層１２のめっき未着を判定する判定部３４とを有している。
【００４４】
このうち成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうち、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差が大きくなる波長域帯（特定波長成分）を含む画像成分（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）を抽出するように構成されている。例えば、リードフレーム本体１１が銅又は銅合金からなり、めっき層１２が銀からなる場合、成分抽出部３２は、特定波長成分となる、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍ（青色成分）の波長域帯を含む画像成分（Ｂ）を抽出する。
【００４５】
なお本実施の形態においては、使用したカラーセンサカメラ２２からの画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と特定波長成分である波長域帯がほぼ等しい例を示しているが、必ずしも、カラーセンサカメラ２２からの画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の波長域帯と特定波長成分である波長域帯とが一致する必要はなく、特定波長成分である波長域帯がより高い割合で含まれる画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を抽出すればよい。
【００４６】
画像処理部３３は、成分抽出部３２で抽出された特定波長成分（例えば青色成分）を含む画像成分を、輝度（例えば、２５６階調等）において、特定の閾値を基準として２値化処理する。すなわち特定波長成分を含む画像成分の画像において、輝度が前記閾値を上回る部分を白色とし、前記閾値を下回る部分を黒色とする処理をする。例えば、上述したようにリードフレーム本体１１が銅又は銅合金からなり、めっき層１２が銀からなる場合、リードフレーム本体１１（銅又は銅合金）が黒色として処理され、めっき層１２（銀）が白色として処理される。
【００４７】
なお上記の方法に限定されず、輝度（２５６階調等）に基づいて特定の閾値を基準としたデジタル処理をする場合、輝度分布の特徴によっては、閾値を複数設定する、多値化処理をする方が有効な場合もある。
【００４８】
また判定部３４は、予め記憶しておいた、欠陥の存在しないマスター画像と、画像処理部３３で２値化処理された画像とをパターンマッチングにより比較する。この結果、判定部３４は、めっき層１２（白色部分）上に所定の大きさ（例えば５０μｍ角）を上回る欠陥（黒色部分）（めっき未着）を検出した場合、検査したリードフレーム１０に欠陥があるとしてＮＧ判定を行う。逆に、判定部３４は、めっき層１２上に所定の大きさを上回る欠陥を検出できなかった場合、リードフレーム１０に欠陥が存在しないものとしてＯＫ判定を行う。
【００４９】
本実施の形態においては、欠陥を検出する検査アルゴリズムとして、パターンマッチングを紹介しているが、膨張及び収縮処理、特徴的な形状のフィルタリング等による、特徴抽出のアルゴリズムを用いてもよい。
【００５０】
一方、画像処理装置３０には記憶部４０が接続されている。記憶部４０は、検査したリードフレーム１０を特定する番号と、画像処理装置３０の判定部３４から送信された当該リードフレーム１０の判定結果とを記憶する機能を有している。
【００５１】
また記憶部４０には表示部５０が接続されている。この表示部５０は、記憶部４０に記憶されたリードフレーム１０の番号および当該リードフレーム１０の判定結果を表示するものである。
【００５２】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００５３】
まず、リードフレーム本体１１と、リードフレーム本体１１上に形成されためっき層１２とを有するリードフレーム１０が、外観検査装置２０の搬送装置２１に載置される。その後、リードフレーム１０は、搬送装置２１によって水平方向に搬送され、カラーセンサカメラ２２の下方に到達する。
【００５４】
続いて、カラーセンサカメラ２２は、搬送装置２１上のリードフレーム１０を撮像する。この際カラーセンサカメラ２２は、リードフレーム１０のカラー画像を取得するとともに、このカラー画像を画像処理装置３０に送信する。
【００５５】
続いて、画像処理装置３０の画像取込部３１が、カラーセンサカメラ２２により撮像されたカラー画像を取り込む。
【００５６】
画像取込部３１によって取り込まれたカラー画像は、成分抽出部３２に送られ、成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像の画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差が大きくなる特定波長成分を含む画像成分を抽出する。
【００５７】
次に、成分抽出部３２から特定波長成分を含む画像成分が画像処理部３３に送られ、画像処理部３３において、この特定波長成分を含む画像成分に対して画像処理が施される。
【００５８】
以下、この画像処理時における作用について詳細に説明する。なお、以下においては、リードフレーム本体１１が銅又は銅合金からなり、めっき層１２が銀からなる場合を例にとって説明する。
【００５９】
まず、上述したように成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうち、特定波長成分として、波長域帯で約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍ（青色波長成分）を含む画像成分を抽出する。すなわち成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２から撮像されたカラー画像の各画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の内、画像成分（Ｂ）のみを抽出する。
【００６０】
このように成分抽出部３２が画像成分（Ｂ）のみの画像を抽出する理由は以下の通りである。
【００６１】
図４に示すように、一般に、めっき層１２表面（銀面）における反射率（図４中、四角印で示す）は、可視光の波長域内（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において略同一である。これに対して、リードフレーム本体１１表面（銅面）における反射率（図４中、三角印で示す）は、青色の波長域内（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）より、赤色の波長域内（５５０ｎｍ〜７００ｎｍ）の方が大きい。したがって、めっき層１２表面（銀面）の反射率とリードフレーム本体１１表面（銅面）の反射率との差（図４中、丸印で示す）は、赤色の波長域内（５５０ｎｍ〜７００ｎｍ）より青色の波長域内（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）の方が大きくなる。
【００６２】
このため、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうち、青色波長成分のみの画像を抽出することにより、めっき層１２表面（銀面）とリードフレーム本体１１表面（銅面）との輝度の差を大きくすることができる。これにより、画像処理部３３において、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差を明確に識別することができる。
【００６３】
リードフレーム本体１１とめっき層１２の構成としては、リードフレーム本体１１に銅又は銅合金を用い、めっき層１２に銀を用いる構成の他に、次のものが挙げられる。
【００６４】
リードフレーム本体１１に銅又は銅合金が用いられる場合には、そのめっき層１２として、Ｎｉ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ａｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ａｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ａｇが付加される（下記表１参照）。リードフレーム本体１１に４２Ａが用いられる場合には、そのめっき層１２として、Ｃｕ／Ａｇが付加される。ここでは、めっき層１２を構成する複数層のめっき層に対して、リードフレーム本体１１を最下層とした場合、その上層にあたるめっき層を左側から順に表記し、各めっき層の間にスラッシュ（／）を置き表記した。
【表１】
【００６５】
上記構成の場合、互いに隣り合う２つの金属層（下層／上層）の種類としては、Ａｕ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、銅又は銅合金／Ｎｉ、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｐｄ、４２Ａ／Ｃｕ、となる。このうち、上記金属層（下層／上層）の組合せがＡｕ／Ａｇの場合には、画像成分（Ｂ）を抽出することにより、画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそのまま画像処理部３３に送る場合と比較し、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差をより大きくする効果が期待できる（下記表２参照）。他方、上記金属層（下層／上層）の組合せがＮｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、銅又は銅合金／Ｎｉ、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｐｄ、４２Ａ／Ｃｕの場合には、画像成分（Ｒ）を抽出することで、画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそのまま画像処理部３３に送る場合と比較し、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差をより大きくする効果が期待できる（下記表２参照）。
【表２】
【００６６】
なお、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差は、大きくなる程、好ましい。すなわち図４において、青色の波長域内（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）において、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差は１５％〜２０％程度である。これに対して、赤色の波長域内（５５０ｎｍ〜７００ｎｍ）では、前記反射率の差は１０％未満である。よって、このリードフレームでは、波長域帯４００ｎｍ〜５５０ｎｍが特性波長成分となる。仮に、反射率の差が小さい場合、画像処理部３３において、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差を明確に識別できないおそれがある。このため、反射特性分析等を実施し、最善の特性波長成分を選定することが重要である。
【００６７】
他方、図５は、カラーセンサカメラ２２によりめっき層（銀）１２表面を撮影し、画像成分（Ｒ）：赤色、画像成分（Ｇ）：緑色、画像成分（Ｂ）：青色、の各画像成分を抽出した場合における、各画像成分内の輝度のばらつきを示す図である。なお、図５中左側は、約０．４の光沢度を有する（表面が比較的粗く光沢度が低い）めっき層１２のデータを示しており、図５中右側は、約０．９の光沢度を有する（表面が比較的滑らかで光沢度が高い）めっき層１２のデータを示している。
【００６８】
図５から明らかなように、めっき層１２表面内における輝度のばらつきは、各画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）中、青色の画像成分（Ｂ）が最も小さい（とりわけ高光沢度（光沢度０．９）の場合）。また、低光沢度（光沢度０．４）のめっき層１２表面の輝度と、高光沢度（光沢度０．９）のめっき層１２表面の輝度とを画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に比較した場合、青色の画像成分（Ｂ）のものが最も差が小さい。したがって、特定波長成分として波長域帯４００ｎｍ〜５５０ｎｍ（青色）のものを用いることにより、めっき層１２表面の粗さ（凹凸）（光沢度）がばらついた場合であっても、輝度のばらつきを小さく抑えられることから、検査結果に対する影響を小さくすることができる。
【００６９】
このように成分抽出部３２が特定波長成分を含む画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像を抽出した後、画像処理部３３は、画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像を、その輝度に基づいて数値化する（例えば０〜２５５の２５６階調）。続いて、画像処理部３３は、予め定められた所定の閾値を基準として輝度の数値を２値化処理する。すなわち画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像のうち、輝度が前記閾値を上回る部分を白色として処理し、前記閾値を下回る部分を黒色として２値化処理する。
【００７０】
この閾値は、以下のようにして予め定めておく。図６は、成分抽出部３２により抽出されたリードフレーム１０の画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像において、２５６階調に割り振られた輝度を持つ画素（画像分割の最小単位）が、それぞれどの程度存在するかの分布を示す概略図である。
【００７１】
一般に、青色の光は、リードフレーム本体１１（銅又は銅合金）に対する反射率が相対的に低く（輝度が低い）、めっき層１２（銀）に対する反射率が相対的に高い（輝度が高い）。したがって、図６に示すように、リードフレーム１０の輝度分布は、リードフレーム本体１１（銅又は銅合金）に対応する相対的に輝度の低いピークと、めっき層（銀）１２に対応する相対的に輝度の高いピークとに分離される。
【００７２】
上述した閾値は、これら２つのピークの間に設定する。そして画像処理部３３は、輝度が前記閾値を上回る部分を白色（高輝度部分）とし、前記閾値を下回る部分を黒色（低輝度部分）として２値化処理する。
【００７３】
このようにして２値化処理された画像信号は、画像処理部３３から判定部３４に送られる。その後、判定部３４は、上述したように、予め記憶しておいたマスター画像と、画像処理部３３で２値化処理された画像とをパターンマッチングにより比較する。この結果、めっき層１２上に所定の大きさを上回る欠陥（黒色、低輝度部分）を発見した場合、ＮＧ判定を行い、所定の大きさを上回る欠陥を発見できなかった場合、ＯＫ判定を行う。
【００７４】
その後、画像処理装置３０は、検査したリードフレーム１０を特定する番号と、画像処理装置３０の判定部３４から送信された当該リードフレーム１０の判定結果とを記憶部４０に送信する。記憶部４０は、このリードフレーム１０の番号および判定結果を記憶する。また表示部５０は、記憶部４０に記憶されたリードフレーム１０の番号および判定結果を表示する。
【００７５】
他方、外観検査が終了したリードフレーム１０は、搬送装置２１によって後工程に搬送される。後工程側には、図示しない分離機構が設置され、この分離機構により、判定部３４からの判定結果に基づいて、ＮＧ判定されたリードフレーム１０と、ＯＫ判定されたリードフレーム１０とに分離される。
【００７６】
このように本実施の形態によれば、画像処理装置３０の成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうちリードフレーム本体１１からの反射率が低く、めっき層１２からの反射率が高い青色成分の画像、画像成分（Ｂ）を抽出する。また画像処理部３３は、成分抽出部３２から抽出された青色成分の画像、画像成分（Ｂ）を画像処理する。
【００７７】
このことにより、画像処理部３３が画像処理を行う際、めっき層１２表面の光沢度のばらつきによる影響を低減することができる。また、リードフレーム本体１１表面とめっき層１２表面との輝度の差を大きくしているので、画像処理部３３によりリードフレーム本体１１とめっき層１２との相違を明確に識別することができ、めっき未着等の欠陥を安定的に検出することができる。
【００７８】
またリードフレーム本体１１およびめっき層１２表面の凹凸に起因する擬似欠陥（過剰検出）の検出を低減することができるので、外観検査装置２０のＯＫ通過率を向上させることができる。これにより、目視もしくは顕微鏡にてＮＧ検出された箇所に特異な欠陥があるかないかを確認し、実際の欠陥と擬似欠陥（過剰検出）とを判別するレビュー確認作業の負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】リードフレーム（被検査基材）を示す図。
【図２】リードフレーム（被検査基材）上の欠陥を示す図。
【図３】本発明の一実施の形態による外観検査装置を示す構成図。
【図４】めっき層（銀）およびリードフレームのパッド部（銅合金）における反射率を示す図。
【図５】赤色、緑色、青色の各成分画像内の輝度のばらつきを示す図。
【図６】リードフレームの画像の輝度分布を示す概略図。
【符号の説明】
【００８０】
１０ リードフレーム（被検査基材）
１１ リードフレーム本体
１１ａ、１１ｂ パッド部
１２ めっき層
２０ 外観検査装置
２１ 搬送装置
２２ カラーセンサカメラ
２２ａ レンズ
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 白色照明装置
２４ ハーフミラー
３０ 画像処理装置
３１ 画像取込部
３２ 成分抽出部
３３ 画像処理部
３４ 判定部
４０ 記憶部
５０ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置または半導体パッケージ部材のめっき層の外観検査を行う外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般に半導体装置または半導体パッケージ部材の外観検査を行う外観検査装置として、光学照明装置、カメラ、および画像処理装置等を備えた光学式検査装置が用いられている（例えば特許文献１）。
【０００３】
半導体装置及び半導体パッケージ部材の内部配線を実現するために、リードフレーム（lead-frame）と呼ばれる薄板の金属が使われている。このリードフレームは、外部配線との橋渡しをする配線部（リード部）、ＩＣチップを搭載するダイパッド部、Ａｕワイヤとの接続をとるワイヤボンディングパッド部等を有する部材であり、パッケージタイプにより、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package)、ＳＯＮ（Small Outline Non-leaded Package）、Ｍｉｃｒｏ−ＣＣ、ＢＣＣ等が存在する。
【０００４】
このような半導体装置及び半導体パッケージ部材に用いられるリードフレームでは、ワイヤボンディング時に、搭載された半導体チップとリードフレーム本体との電気的接合が損なわれない様にするため、パッド部（ワイヤボンディングパッド部）にめっき層が施される。また、半導体チップが搭載されるパッド部（ダイパッド部）にも、ダイアタッチペーストの濡れ性向上、もしくはワイヤボンディングにて電気的特性の向上（グランド等）を図るため、めっき層が施されることがある。中には、半導体装置及び半導体パッケージ部材の外部に露出し、外部接続のために使用するパッド部における、はんだ等の濡れ性向上および耐食性向上のため、全面めっき層（パラジウムめっき等）が施される場合もある。
【０００５】
リードフレーム以外の半導体装置及び半導体パッケージ部材、例えば、ＴＡＢ／ＣＯＦに代表されるフレキシブル基板、プリント配線板に代表される多層基板においても、上述した様なパッド部及びめっき層を有する。
【０００６】
従来より、一般に、上述した様な半導体装置又は半導体パッケージ部材における外観検査を行う外観検査装置として、光学照明装置、カメラ、及び画像処理装置等を備えた光学式検査装置が用いられている。
【特許文献１】特開平９−２７３９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の光学式検査装置を用いて半導体装置または半導体パッケージ部材の外観検査を行った場合、めっき層表面凹凸のばらつきにより、光の反射状態が変化する場合がある。この結果、特異な欠陥がない箇所でもＮＧ検出してしまう擬似欠陥（過剰検出）が発生する場合がある。めっき層表面凹凸のばらつきには、めっき層形成する金属材料表面（パッド部表面）の凹凸や、めっき層表面の光沢（光沢めっき又は無光沢めっき）に依存する凹凸が影響している。
【０００８】
このため、ＮＧ検出された半導体装置または半導体パッケージ部材に対して作業者が目視または顕微鏡により、ＮＧ検出された箇所に特異な欠陥があるかないかを確認し、実際の欠陥と擬似欠陥（過剰検出）とを判別するレビュー確認作業が必要となり、作業負荷が重くなっている。また、このような判別作業をせず、ＮＧ検出したものを全てそのまま排除してしまう場合、実際は良品である擬似欠陥品も捨てることとなり、無駄となる。
【０００９】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、めっき層表面の凹凸に起因する擬似欠陥の検出を低減するとともに、めっき未着等の欠陥を安定的に検出することが可能な外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、パッド部と、パッド部上に形成され、パッド部と異なる色彩をもつめっき層とを有する被検査基材の外観検査装置において、被検査基材に対して光を照射する照明装置と、被検査基材を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラと、カラーセンサカメラに接続された画像処理装置とを備え、画像処理装置は、カラーセンサカメラからのカラー画像のうちパッド部からの反射率と、めっき層からの反射率との差が大きくなる特定波長成分を含む画像成分のみを抽出する成分抽出部と、成分抽出部からの特定波長成分を含む画像成分の画像を処理する画像処理部と、画像処理部で処理された画像においてめっき層の未着を判定する判定部とを有することを特徴とする外観検査装置である。
【００１１】
本発明は、照明装置は、被検査基材に対して白色光を照射する白色照明装置からなることを特徴とする外観検査装置である。
【００１２】
本発明は、照明装置は、被検査基材に対して特定波長成分の色の光を照射する照明装置からなることを特徴とする外観検査装置である。
【００１３】
本発明は、被検査基材に対して光を照射する照明装置は、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して同軸方向に光を照射する同軸方向の照明装置と、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して角度をつけて光を照射する斜め方向の照明装置とを有することを特徴とする外観検査装置である。
【００１４】
本発明は、同軸方向の照明装置および斜め方向の照明装置のうち、一方の照明装置の照度は、他方の照明装置の照度に比べて低いことを特徴とする外観検査装置である。
【００１５】
本発明は、照度を低くしている照明装置は、特定波長成分の色の光を照射する照明装置であることを特徴とする外観検査装置である。
【００１６】
本発明は、パッド部は銅又は銅合金からなり、めっき層は銀からなり、かつ特定波長成分は青色成分からなることを特徴とする外観検査装置である。
【００１７】
本発明は、被検査基材はリードフレームであることを特徴とする外観検査装置である。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、画像処理装置の成分抽出部は、カラーセンサカメラからのカラー画像のうちパッド部からの反射率と、めっき層からの反射率との差が大きくなる特定波長成分の画像のみを抽出することで、めっき層表面の凹凸に起因する擬似欠陥検出を低減（防止）し、外観検査装置のＯＫ通過率を向上させることができるとともに、レビュー確認作業の負荷軽減ができる。また、同時にめっき層表面に生じるめっき欠け等の未着を安定的に検出することができる。
【００１９】
また本発明によれば、被検査基材に対して光を照射する照明装置として、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して同軸方向に光を照射する同軸方向の照明装置と、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して角度をつけて光を照射する斜め方向の照明装置との双方を用いることにより、めっき層表面の凹凸ばらつき（光沢度ばらつき）に依存する擬似欠陥を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１乃至図６を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００２１】
図１乃至図６中、図１（ａ）は、リードフレーム（被検査基材）を示す平面図であり、図１（ｂ）は、リードフレーム（被検査基材）を示す断面図（図１（ａ）のIB−IB線断面図）であり、図２は、リードフレーム（被検査基材）上の欠陥を示す図である。図３は、本実施の形態による外観検査装置を示す構成図であり、図４は、めっき層（銀）およびリードフレームのパッド部（銅合金）における反射率を示す図である。図５は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各成分毎の輝度のばらつきを示す図であり、図６は、リードフレームの画像の輝度分布を示す概略図である。
【００２２】
図５に示す光沢度の測定には、日本電色工業株式会社製の微小面光沢計（型番：ＶＳＲ−３００Ａ）を用いて、拡散反射率濃度（照射−受光／４５°−０°）を測定した値である。また、以下、光沢度について記述されている場合も、同方法によって得られる値である。
【００２３】
図１および図２に示すように、リードフレーム（被検査基材）１０は、金属材料からなり、ダイパッド部１１ａおよびボンディングパッド部１１ｂを含むリードフレーム本体１１と、リードフレーム本体１１のパッド部１１ａ、１１ｂ上の所定位置にパターン状に形成されためっき層１２とを有している。なお、本明細書では、リードフレーム本体１１のダイパッド部１１ａおよびボンディングパッド部１１ｂを総称してパッド部１１ａ、１１ｂという。
【００２４】
リードフレーム本体１１とめっき層１２は、互いに異なる色彩をもつ金属からなっている。例えばリードフレーム本体１１は、銅、銅合金等の赤色系の金属材料からなり、めっき層１２は、例えば銀、パラジウム、ニッケル等の白色系金属、金等の黄色系金属、またはこれらを多層に構成した金属層からなっている。なおめっき層１２は、リードフレーム本体１１のパッド部１１ａ、１１ｂの一部上に形成されていてもよく、リードフレーム本体１１のパッド部１１ａ、１１ｂの全体上に形成されていても良い。
【００２５】
図２に示すように、リードフレーム１０のめっき層１２表面には、めっき未着とよばれる欠陥Ｄが発生する場合がある。すなわち図２に示すように、リードフレーム本体１１上において、本来めっき層１２が形成される部分にめっき層１２が形成されず、リードフレーム本体１１が表面に露出する欠陥Ｄが生じる場合がある。
【００２６】
以下に説明する本実施の形態による外観検査装置２０は、上述したリードフレーム（被検査基材）１０（図１参照）の外観検査を行う装置である。具体的には、図２に示すように、めっき層１２表面に生じためっき未着による欠陥Ｄを効果的に検出する装置である。
【００２７】
次に、図３により、このような外観検査装置の構成について説明する。図３に示す外観検査装置２０は、リードフレーム１０を搬送する搬送装置２１と、搬送装置２１上方に配設され、搬送装置２１上のリードフレーム１０を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラ２２と、カラーセンサカメラ２２に接続された画像処理装置３０とを備えている。
【００２８】
このうち搬送装置２１は、検査対象となる複数のリードフレーム１０を、順次水平方向（図３の矢印方向）に間欠送りまたは連続送りで搬送するものである。
【００２９】
一方、カラーセンサカメラ２２は、そのレンズ２２ａの光軸Ａが鉛直方向、すなわちリードフレーム１０に対して垂直に向くように設置されている。このようなカラーセンサカメラ２２としては、ＣＣＤラインカメラ等のカラーカメラ、例えば日本エレクトロセンサリデバイス社製のラインスキャンカメラ（品番：NUCL4096D、NUCL7500D等）を用いることができる。
【００３０】
また搬送装置２１上方に、リードフレーム１０に対して白色光を照射する３つの白色照明装置（第１白色照明装置２３ａ（斜め方向の照明装置）、第２白色照明装置２３ｂ（斜め方向の照明装置）、第３白色照明装置２３ｃ（同軸方向の照明装置））が配置されている。さらにカラーセンサカメラ２２の鉛直下方には、ハーフミラー２４が設けられている。
【００３１】
上述した３つの白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、例えばハロゲン光源、メタルハライド光源、またはＬＥＤ光源を使用することができる。これら白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃのうち、第１白色照明装置２３ａおよび第２白色照明装置２３ｂは、それぞれカラーセンサカメラ２２の外周に設けられている。
【００３２】
また第１白色照明装置２３ａおよび第２白色照明装置２３ｂの各軸Ｌa、軸Ｌbがカラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めになるように配置されている。この時の白色照明装置２３ａ、２３ｂの光の照射角度としては、リードフレーム１０の搬送面を基準にした場合、角度θ（図３参照）が６０〜８９°になるように設定するが、７０〜８０°が望ましい。このことにより、リードフレーム１０のめっき層１２表面に凹凸がある（光沢度が小さい）場合に、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に反射される光の割合が高くなる。
【００３３】
すなわち第１白色照明装置２３ａおよび第２白色照明装置２３ｂからの光は、リードフレーム１０に対して斜めに照射され、リードフレーム１０表面で反射するとともに、その反射光の一部がハーフミラー２４内を通過して、カラーセンサカメラ２２に入射する。
【００３４】
他方、第３白色照明装置２３ｃは、その軸Ｌcが水平方向を向くように配置されている。また上述したハーフミラー２４は、第３白色照明装置２３ｃの側方に設けられている。この結果、第３白色照明装置２３ｃからの光は、ハーフミラー２４に側方から入射するとともにハーフミラー２４内部で反射して、リードフレーム１０に対して垂直に照射される。さらにこの光はリードフレーム１０表面で反射し、ハーフミラー２４内を下方から上方に通過するとともに、カラーセンサカメラ２２に入射する。
【００３５】
このことにより、第３白色照明装置２３ｃでは、リードフレーム１０のめっき層１２表面が滑らかな（光沢度が大きい）場合に、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａの方向に反射される率が高くなる。
【００３６】
なお、白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの個数、設置位置、および設置角度はこれに限定されるものではない。また、各白色照明装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃに代えて、リードフレーム１０に対して特定波長成分（詳細は後述する）の色の光を照射する照明装置、例えば青色光を照射する青色照明装置（白色光源に対して青色フィルタを使用する照明装置、青色ＬＥＤ等）を用いても良い。
【００３７】
また、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）、と白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に光を照射する照明装置）の特徴から、双方を併用することでも、めっき層１２表面の凹凸ばらつき（光沢度ばらつき）に依存する擬似欠陥を低減することができる。
【００３８】
例えば、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）を主照明装置とした場合、めっき層表面に凹凸がある（光沢度が小さい）部分では、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に反射される光の割合が高くなる一方、めっき層表面が滑らかな（光沢度が大きい）部分では、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に反射される光の割合が低くなり、撮像される画像では輝度が低くなる。結果的に、擬似欠陥の原因となりうる。
【００３９】
しかしながら、白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に照射）を、めっき層表面が滑らかな（光沢度が大きい）部分で低下する輝度を補充する、補助照明装置として併用すれば、白色照明装置２３ｃでは、リードフレーム１０のめっき層１２表面が滑らかな（光沢度が大きい）場合に、カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａの方向に反射される率が高くなることから、めっき層表面が滑らかな（光沢度が大きい）部分で低下する輝度を補充することが可能である。
【００４０】
めっき層表面の凹凸ばらつき（光沢度のばらつき）の度合いにも依存するが、光沢度が０．４〜０．９の範囲であれば、補助照明装置（白色照明装置２３ｃ）の照度を主照明装置（白色照明装置２３ａ、２３ｂ）の２０〜４０％に設定すればよい。補助照明装置の照度を上げすぎることによって、光の干渉（ハレーション）により、めっき未着欠陥部と正常部との輝度コントラストが低くなることから、ＮＧ検出が困難になることがある。そのため、凹凸ばらつき（光沢度のばらつき）が小さい場合には、補助照明装置の照度を低めに設定する方がよい。
【００４１】
なお、白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に光を照射する照明装置）を主照明装置とし、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）を補助照明装置として使用してもよく、白色照明装置２３ｃ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａと同方向に光を照射する照明装置）もしくは、白色照明装置２３ａ、２３ｂ（カラーセンサカメラ２２のレンズ２２ａの光軸Ａに対して斜めに光を照射する照明装置）を単独にて検査したときに、欠陥検出能力が高い方を、主照明装置とすることが好ましい。
【００４２】
この場合、照度を低くしている照明装置（補助照明装置）は、特定波長成分の色（例えば青色）の光を照射する照明装置であっても良い。
【００４３】
他方、図３に示すように、画像処理装置３０は、カラーセンサカメラ２２により撮像されたカラー画像を取り込む画像取込部３１と、画像取込部３１によって取り込まれたカラー画像からの画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち特定波長成分を含む画像のみを抽出する成分抽出部３２と、成分抽出部３２からの特定波長成分を含む画像を処理する画像処理部３３と、画像処理部３３からの画像信号に基づいてめっき層１２のめっき未着を判定する判定部３４とを有している。
【００４４】
このうち成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうち、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差が大きくなる波長域帯（特定波長成分）を含む画像成分（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）を抽出するように構成されている。例えば、リードフレーム本体１１が銅又は銅合金からなり、めっき層１２が銀からなる場合、成分抽出部３２は、特定波長成分となる、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍ（青色成分）の波長域帯を含む画像成分（Ｂ）を抽出する。
【００４５】
なお本実施の形態においては、使用したカラーセンサカメラ２２からの画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と特定波長成分である波長域帯がほぼ等しい例を示しているが、必ずしも、カラーセンサカメラ２２からの画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の波長域帯と特定波長成分である波長域帯とが一致する必要はなく、特定波長成分である波長域帯がより高い割合で含まれる画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を抽出すればよい。
【００４６】
画像処理部３３は、成分抽出部３２で抽出された特定波長成分（例えば青色成分）を含む画像成分を、輝度（例えば、２５６階調等）において、特定の閾値を基準として２値化処理する。すなわち特定波長成分を含む画像成分の画像において、輝度が前記閾値を上回る部分を白色とし、前記閾値を下回る部分を黒色とする処理をする。例えば、上述したようにリードフレーム本体１１が銅又は銅合金からなり、めっき層１２が銀からなる場合、リードフレーム本体１１（銅又は銅合金）が黒色として処理され、めっき層１２（銀）が白色として処理される。
【００４７】
なお上記の方法に限定されず、輝度（２５６階調等）に基づいて特定の閾値を基準としたデジタル処理をする場合、輝度分布の特徴によっては、閾値を複数設定する、多値化処理をする方が有効な場合もある。
【００４８】
また判定部３４は、予め記憶しておいた、欠陥の存在しないマスター画像と、画像処理部３３で２値化処理された画像とをパターンマッチングにより比較する。この結果、判定部３４は、めっき層１２（白色部分）上に所定の大きさ（例えば５０μｍ角）を上回る欠陥（黒色部分）（めっき未着）を検出した場合、検査したリードフレーム１０に欠陥があるとしてＮＧ判定を行う。逆に、判定部３４は、めっき層１２上に所定の大きさを上回る欠陥を検出できなかった場合、リードフレーム１０に欠陥が存在しないものとしてＯＫ判定を行う。
【００４９】
本実施の形態においては、欠陥を検出する検査アルゴリズムとして、パターンマッチングを紹介しているが、膨張及び収縮処理、特徴的な形状のフィルタリング等による、特徴抽出のアルゴリズムを用いてもよい。
【００５０】
一方、画像処理装置３０には記憶部４０が接続されている。記憶部４０は、検査したリードフレーム１０を特定する番号と、画像処理装置３０の判定部３４から送信された当該リードフレーム１０の判定結果とを記憶する機能を有している。
【００５１】
また記憶部４０には表示部５０が接続されている。この表示部５０は、記憶部４０に記憶されたリードフレーム１０の番号および当該リードフレーム１０の判定結果を表示するものである。
【００５２】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００５３】
まず、リードフレーム本体１１と、リードフレーム本体１１上に形成されためっき層１２とを有するリードフレーム１０が、外観検査装置２０の搬送装置２１に載置される。その後、リードフレーム１０は、搬送装置２１によって水平方向に搬送され、カラーセンサカメラ２２の下方に到達する。
【００５４】
続いて、カラーセンサカメラ２２は、搬送装置２１上のリードフレーム１０を撮像する。この際カラーセンサカメラ２２は、リードフレーム１０のカラー画像を取得するとともに、このカラー画像を画像処理装置３０に送信する。
【００５５】
続いて、画像処理装置３０の画像取込部３１が、カラーセンサカメラ２２により撮像されたカラー画像を取り込む。
【００５６】
画像取込部３１によって取り込まれたカラー画像は、成分抽出部３２に送られ、成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像の画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差が大きくなる特定波長成分を含む画像成分を抽出する。
【００５７】
次に、成分抽出部３２から特定波長成分を含む画像成分が画像処理部３３に送られ、画像処理部３３において、この特定波長成分を含む画像成分に対して画像処理が施される。
【００５８】
以下、この画像処理時における作用について詳細に説明する。なお、以下においては、リードフレーム本体１１が銅又は銅合金からなり、めっき層１２が銀からなる場合を例にとって説明する。
【００５９】
まず、上述したように成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうち、特定波長成分として、波長域帯で約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍ（青色波長成分）を含む画像成分を抽出する。すなわち成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２から撮像されたカラー画像の各画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の内、画像成分（Ｂ）のみを抽出する。
【００６０】
このように成分抽出部３２が画像成分（Ｂ）のみの画像を抽出する理由は以下の通りである。
【００６１】
図４に示すように、一般に、めっき層１２表面（銀面）における反射率（図４中、四角印で示す）は、可視光の波長域内（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において略同一である。これに対して、リードフレーム本体１１表面（銅面）における反射率（図４中、三角印で示す）は、青色の波長域内（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）より、赤色の波長域内（５５０ｎｍ〜７００ｎｍ）の方が大きい。したがって、めっき層１２表面（銀面）の反射率とリードフレーム本体１１表面（銅面）の反射率との差（図４中、丸印で示す）は、赤色の波長域内（５５０ｎｍ〜７００ｎｍ）より青色の波長域内（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）の方が大きくなる。
【００６２】
このため、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうち、青色波長成分のみの画像を抽出することにより、めっき層１２表面（銀面）とリードフレーム本体１１表面（銅面）との輝度の差を大きくすることができる。これにより、画像処理部３３において、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差を明確に識別することができる。
【００６３】
リードフレーム本体１１とめっき層１２の構成としては、リードフレーム本体１１に銅又は銅合金を用い、めっき層１２に銀を用いる構成の他に、次のものが挙げられる。
【００６４】
リードフレーム本体１１に銅又は銅合金が用いられる場合には、そのめっき層１２として、Ｎｉ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ａｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ａｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ａｇが付加される（下記表１参照）。リードフレーム本体１１に４２Ａが用いられる場合には、そのめっき層１２として、Ｃｕ／Ａｇが付加される。ここでは、めっき層１２を構成する複数層のめっき層に対して、リードフレーム本体１１を最下層とした場合、その上層にあたるめっき層を左側から順に表記し、各めっき層の間にスラッシュ（／）を置き表記した。
【表１】
【００６５】
上記構成の場合、互いに隣り合う２つの金属層（下層／上層）の種類としては、Ａｕ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、銅又は銅合金／Ｎｉ、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｐｄ、４２Ａ／Ｃｕ、となる。このうち、上記金属層（下層／上層）の組合せがＡｕ／Ａｇの場合には、画像成分（Ｂ）を抽出することにより、画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそのまま画像処理部３３に送る場合と比較し、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差をより大きくする効果が期待できる（下記表２参照）。他方、上記金属層（下層／上層）の組合せがＮｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、銅又は銅合金／Ｎｉ、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｐｄ、４２Ａ／Ｃｕの場合には、画像成分（Ｒ）を抽出することで、画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそのまま画像処理部３３に送る場合と比較し、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差をより大きくする効果が期待できる（下記表２参照）。
【表２】
【００６６】
なお、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差は、大きくなる程、好ましい。すなわち図４において、青色の波長域内（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）において、リードフレーム本体１１からの反射率と、めっき層１２からの反射率との差は１５％〜２０％程度である。これに対して、赤色の波長域内（５５０ｎｍ〜７００ｎｍ）では、前記反射率の差は１０％未満である。よって、このリードフレームでは、波長域帯４００ｎｍ〜５５０ｎｍが特性波長成分となる。仮に、反射率の差が小さい場合、画像処理部３３において、めっき層１２とリードフレーム本体１１との差を明確に識別できないおそれがある。このため、反射特性分析等を実施し、最善の特性波長成分を選定することが重要である。
【００６７】
他方、図５は、カラーセンサカメラ２２によりめっき層（銀）１２表面を撮影し、画像成分（Ｒ）：赤色、画像成分（Ｇ）：緑色、画像成分（Ｂ）：青色、の各画像成分を抽出した場合における、各画像成分内の輝度のばらつきを示す図である。なお、図５中左側は、約０．４の光沢度を有する（表面が比較的粗く光沢度が低い）めっき層１２のデータを示しており、図５中右側は、約０．９の光沢度を有する（表面が比較的滑らかで光沢度が高い）めっき層１２のデータを示している。
【００６８】
図５から明らかなように、めっき層１２表面内における輝度のばらつきは、各画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）中、青色の画像成分（Ｂ）が最も小さい（とりわけ高光沢度（光沢度０．９）の場合）。また、低光沢度（光沢度０．４）のめっき層１２表面の輝度と、高光沢度（光沢度０．９）のめっき層１２表面の輝度とを画像成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に比較した場合、青色の画像成分（Ｂ）のものが最も差が小さい。したがって、特定波長成分として波長域帯４００ｎｍ〜５５０ｎｍ（青色）のものを用いることにより、めっき層１２表面の粗さ（凹凸）（光沢度）がばらついた場合であっても、輝度のばらつきを小さく抑えられることから、検査結果に対する影響を小さくすることができる。
【００６９】
このように成分抽出部３２が特定波長成分を含む画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像を抽出した後、画像処理部３３は、画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像を、その輝度に基づいて数値化する（例えば０〜２５５の２５６階調）。続いて、画像処理部３３は、予め定められた所定の閾値を基準として輝度の数値を２値化処理する。すなわち画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像のうち、輝度が前記閾値を上回る部分を白色として処理し、前記閾値を下回る部分を黒色として２値化処理する。
【００７０】
この閾値は、以下のようにして予め定めておく。図６は、成分抽出部３２により抽出されたリードフレーム１０の画像成分（Ｂ）（青色波長成分）の画像において、２５６階調に割り振られた輝度を持つ画素（画像分割の最小単位）が、それぞれどの程度存在するかの分布を示す概略図である。
【００７１】
一般に、青色の光は、リードフレーム本体１１（銅又は銅合金）に対する反射率が相対的に低く（輝度が低い）、めっき層１２（銀）に対する反射率が相対的に高い（輝度が高い）。したがって、図６に示すように、リードフレーム１０の輝度分布は、リードフレーム本体１１（銅又は銅合金）に対応する相対的に輝度の低いピークと、めっき層（銀）１２に対応する相対的に輝度の高いピークとに分離される。
【００７２】
上述した閾値は、これら２つのピークの間に設定する。そして画像処理部３３は、輝度が前記閾値を上回る部分を白色（高輝度部分）とし、前記閾値を下回る部分を黒色（低輝度部分）として２値化処理する。
【００７３】
このようにして２値化処理された画像信号は、画像処理部３３から判定部３４に送られる。その後、判定部３４は、上述したように、予め記憶しておいたマスター画像と、画像処理部３３で２値化処理された画像とをパターンマッチングにより比較する。この結果、めっき層１２上に所定の大きさを上回る欠陥（黒色、低輝度部分）を発見した場合、ＮＧ判定を行い、所定の大きさを上回る欠陥を発見できなかった場合、ＯＫ判定を行う。
【００７４】
その後、画像処理装置３０は、検査したリードフレーム１０を特定する番号と、画像処理装置３０の判定部３４から送信された当該リードフレーム１０の判定結果とを記憶部４０に送信する。記憶部４０は、このリードフレーム１０の番号および判定結果を記憶する。また表示部５０は、記憶部４０に記憶されたリードフレーム１０の番号および判定結果を表示する。
【００７５】
他方、外観検査が終了したリードフレーム１０は、搬送装置２１によって後工程に搬送される。後工程側には、図示しない分離機構が設置され、この分離機構により、判定部３４からの判定結果に基づいて、ＮＧ判定されたリードフレーム１０と、ＯＫ判定されたリードフレーム１０とに分離される。
【００７６】
このように本実施の形態によれば、画像処理装置３０の成分抽出部３２は、カラーセンサカメラ２２からのカラー画像のうちリードフレーム本体１１からの反射率が低く、めっき層１２からの反射率が高い青色成分の画像、画像成分（Ｂ）を抽出する。また画像処理部３３は、成分抽出部３２から抽出された青色成分の画像、画像成分（Ｂ）を画像処理する。
【００７７】
このことにより、画像処理部３３が画像処理を行う際、めっき層１２表面の光沢度のばらつきによる影響を低減することができる。また、リードフレーム本体１１表面とめっき層１２表面との輝度の差を大きくしているので、画像処理部３３によりリードフレーム本体１１とめっき層１２との相違を明確に識別することができ、めっき未着等の欠陥を安定的に検出することができる。
【００７８】
またリードフレーム本体１１およびめっき層１２表面の凹凸に起因する擬似欠陥（過剰検出）の検出を低減することができるので、外観検査装置２０のＯＫ通過率を向上させることができる。これにより、目視もしくは顕微鏡にてＮＧ検出された箇所に特異な欠陥があるかないかを確認し、実際の欠陥と擬似欠陥（過剰検出）とを判別するレビュー確認作業の負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】リードフレーム（被検査基材）を示す図。
【図２】リードフレーム（被検査基材）上の欠陥を示す図。
【図３】本発明の一実施の形態による外観検査装置を示す構成図。
【図４】めっき層（銀）およびリードフレームのパッド部（銅合金）における反射率を示す図。
【図５】赤色、緑色、青色の各成分画像内の輝度のばらつきを示す図。
【図６】リードフレームの画像の輝度分布を示す概略図。
【符号の説明】
【００８０】
１０ リードフレーム（被検査基材）
１１ リードフレーム本体
１１ａ、１１ｂ パッド部
１２ めっき層
２０ 外観検査装置
２１ 搬送装置
２２ カラーセンサカメラ
２２ａ レンズ
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 白色照明装置
２４ ハーフミラー
３０ 画像処理装置
３１ 画像取込部
３２ 成分抽出部
３３ 画像処理部
３４ 判定部
４０ 記憶部
５０ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド部と、パッド部上に形成され、パッド部と異なる色彩をもつめっき層とを有する被検査基材の外観検査装置において、
被検査基材に対して光を照射する照明装置と、
被検査基材を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラと、
カラーセンサカメラに接続された画像処理装置とを備え、
画像処理装置は、カラーセンサカメラからのカラー画像のうちパッド部からの反射率と、めっき層からの反射率との差が大きくなる特定波長成分を含む画像成分のみを抽出する成分抽出部と、成分抽出部からの特定波長成分を含む画像成分の画像を処理する画像処理部と、画像処理部で処理された画像においてめっき層の未着を判定する判定部とを有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
照明装置は、被検査基材に対して白色光を照射する白色照明装置からなることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
照明装置は、被検査基材に対して特定波長成分の色の光を照射する照明装置からなることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項４】
被検査基材に対して光を照射する照明装置は、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して同軸方向に光を照射する同軸方向の照明装置と、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して角度をつけて光を照射する斜め方向の照明装置とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の外観検査装置。
【請求項５】
同軸方向の照明装置および斜め方向の照明装置のうち、一方の照明装置の照度は、他方の照明装置の照度に比べて低いことを特徴とする請求項４記載の外観検査装置。
【請求項６】
照度を低くしている照明装置は、特定波長成分の色の光を照射する照明装置であることを特徴とする請求項５記載の外観検査装置。
【請求項７】
パッド部は銅又は銅合金からなり、めっき層は銀からなり、かつ特定波長成分は青色成分からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の外観検査装置。
【請求項８】
被検査基材はリードフレームであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の外観検査装置。
【請求項１】
パッド部と、パッド部上に形成され、パッド部と異なる色彩をもつめっき層とを有する被検査基材の外観検査装置において、
被検査基材に対して光を照射する照明装置と、
被検査基材を撮像してカラー画像を取得するカラーセンサカメラと、
カラーセンサカメラに接続された画像処理装置とを備え、
画像処理装置は、カラーセンサカメラからのカラー画像のうちパッド部からの反射率と、めっき層からの反射率との差が大きくなる特定波長成分を含む画像成分のみを抽出する成分抽出部と、成分抽出部からの特定波長成分を含む画像成分の画像を処理する画像処理部と、画像処理部で処理された画像においてめっき層の未着を判定する判定部とを有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
照明装置は、被検査基材に対して白色光を照射する白色照明装置からなることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
照明装置は、被検査基材に対して特定波長成分の色の光を照射する照明装置からなることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項４】
被検査基材に対して光を照射する照明装置は、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して同軸方向に光を照射する同軸方向の照明装置と、カラーセンサカメラのレンズの光軸に対して角度をつけて光を照射する斜め方向の照明装置とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の外観検査装置。
【請求項５】
同軸方向の照明装置および斜め方向の照明装置のうち、一方の照明装置の照度は、他方の照明装置の照度に比べて低いことを特徴とする請求項４記載の外観検査装置。
【請求項６】
照度を低くしている照明装置は、特定波長成分の色の光を照射する照明装置であることを特徴とする請求項５記載の外観検査装置。
【請求項７】
パッド部は銅又は銅合金からなり、めっき層は銀からなり、かつ特定波長成分は青色成分からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の外観検査装置。
【請求項８】
被検査基材はリードフレームであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の外観検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１４５３４７（Ｐ２０１０−１４５３４７Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２５７３９（Ｐ２００８−３２５７３９）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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