金属基板表面の検査方法及び検査装置
【課題】めっきの製造条件の微少な変動によらず、配線パターン及びめっきの検査を同時に行なうことが可能な金属基板表面の検査方法および検査装置を提供する。
【解決手段】基板を所定速度で移動する搬送段階と、基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、基板表面を撮影する撮像段階と、基板の非めっき部の金属材料とめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を間接光で照射する照明段階と、照射光のうち、基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、特定照射角度の光の一部を選択的に照射させないようにする半照明阻止段階と、撮像段階にて得られた画像データを用いて、基板表面に存在する欠陥部を抽出、自動判定する画像処理段階と、を備えた金属基板表面の検査方法および検査装置。
【解決手段】基板を所定速度で移動する搬送段階と、基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、基板表面を撮影する撮像段階と、基板の非めっき部の金属材料とめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を間接光で照射する照明段階と、照射光のうち、基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、特定照射角度の光の一部を選択的に照射させないようにする半照明阻止段階と、撮像段階にて得られた画像データを用いて、基板表面に存在する欠陥部を抽出、自動判定する画像処理段階と、を備えた金属基板表面の検査方法および検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属基板表面の検査方法及び検査装置に関するものであり、特にリードフレームの配線パターン及びめっき部の欠陥検査方法及びその検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属パターンを有する基板で、該金属パターンがめっき部と非めっき部で構成されたものとして、例えば、半導体パッケージの基材であるリードフレームがある。以下、このリードフレームを例に挙げて説明することとする。近年の半導体技術分野におけるパッケージング技術は、半導体装置の高集積、高機能化に伴い狭ピッチ化が進んでおり、これらのパッケージに用いられるリードフレームも多ピン化、狭ピッチ化が進んでいて、厳しい品質保証が要求されている。
【０００３】
またリードフレームの製造方法としては、それらの金属製の薄板状基材を、超精密金型を用いて機械的に金属を打ち抜くスタンピング方法と、化学的に金属を腐食してパターン形成を行なうエッチング方法がある。
【０００４】
一般的なリードフレームのインナーリードは、ダイパッドの中心を基準として放射状に広がるようにして延びていくように設計されている。リードフレームを用いた半導体装置は、ＩＣチップがダイパッドに固定され、ＩＣチップの電極パッドとインナーリード先端部のボンディング部とがワイヤボンディング等により電気的に接続される。ＩＣチップが多機能化するにつれ電極パッドの数が増え、また、ＩＣチップの小型化によって、電極パッド間の間隔も狭いものになってきている。それに伴い、電極パッドとの接続が行われるリードフレームのインナーリードも多ピン化し、インナーリード間ピッチ、インナーリード幅も多種多様なものとなっている。
【０００５】
インナーリード間のピッチやインナーリード幅が狭くなると、インナーリードは強度が弱くなり、僅かな外力によってもインナーリードの変形を生じる。このことから、インナーリード同士及びダイパッドを支える吊りリードとインナーリードとの接触、電気的短絡やインナーリード等の変形を防止するために、インナーリードや吊りリードの部分に保護テープを貼ったリードフレームが製造されるようになった。
【０００６】
リードフレームの製造工程では、まず金属製の薄板状基材をエッチングまたはスタンピングにより、所定の形状を形成する。次にインナーリードの先端部分に銀などの金属めっきを形成し、インナーリード部などに保護テープを貼り、場合によってはインナーリード部の先端をカットし、その後、ダウンセットプレスを行なう。
【０００７】
図１に一般的なリードフレームの概略平面図を示す。図１はリードフレーム１を表面側から観察した場合を模式的に示したものである。エッチング方法などにより製造されたリードフレーム１はダイパッド１１、インナーリード１２、アウターリード１３、ダムバー１４、フレーム部１５を有し、配線パターンが形成されていない部分を空間部１９と呼ぶ。
【０００８】
その後、インナーリード１２に、半導体素子とボンディング部の接続抵抗を低下させるためのめっき１６を施す。次に、インナーリード同士及びダイパッドを支える吊りリードとインナーリードとの接触および電気的短絡、インナーリード等の変形を防止するために保護テープ１７を貼り付ける。保護テープ１７としては、絶縁性などを考慮しポリイミドテープを使用している。さらに、ダウンセットプレスにより吊りリード１８に段差を形成
しダイパッド１１への半導体素子積載を考慮し、インナーリード１２先端の導通を取り除くためのインナーリード先端カットが行なわれ、リードフレームが完成する。
【０００９】
以上のような工程で製造されるリードフレームの最終検査における不良項目は、パターン不良、リード変形、保護テープ不良、めっき不良、ダウンセットプレス有無等多岐に亘り、自動検査機を活用した製品弁別が欠かせない。
【００１０】
しかし、全ての不良を１台の検査機で検査することは難しく、特に最近ではテープやめっきに関する検査要求がさらに高まっている。ＩＣチップとの接続を行なうボンディング部に施されている、部分めっきの品質は特に重要で、ＣＣＤカメラ等でめっき部を撮像し、画像処理を用いてそのめっき状態を検査する方法として、例えば特許文献１が提案されている。
【００１１】
特許文献１に記載の技術よって、確かに金属パターン表面の非めっき部とめっき部とのコントラスト差を得ることはできるが、厳密には三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の良し悪しを判断する検査方法が望ましい。さらに金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、めっき部のみならず金属表面状態の良し悪しも同時に行なえる撮像、検査方法が望まれていた。
【００１２】
一方、板状金属表面やめっき面をミクロ的に観察すると金属材料製法起因の圧延キズや凹凸が存在し、この凹凸による微小な明暗が画像上に生じてしまい画像処理における閾値設定によっては過検出要素となり、安定した自動判定が難しい。
【００１３】
そこで撮像角度が０°〜１０°で基板の表面を撮像する手段と、非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の照明手段と、立体角２πの間接光を照射する照射手段による金属基板表面の検査方法及び検査装置が提案されている。
【００１４】
この検査方法によって、三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の画像化や、金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗による過検出要素を安定化させることが可能となった。
【００１５】
しかし、めっき部は製造条件の微少な変動などによって、表面状態や組成が変化し、金属表面とのコントラスト分離による検査が安定化しないことが、ごく稀に発生することが問題となっていた。
【特許文献１】特開２０００−１７１４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み発明されたもので、めっきの製造条件の微少な変動によらず、めっきを施した金属パターン表面の欠陥を高精度に検査するのに好適な撮像方法を提供すると共に、配線パターン及びめっきの検査を同時に、かつリアルタイムに高い信頼性の下で行なうことが可能な配線パターン及びめっき検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１に係る発明は、（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送段階と
、（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送段階での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像段階と、（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を照明手段により間接光で照射する照明段階と、（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明阻止段階と、（５）前記撮像段階にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定段階と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査方法である。
【００１８】
本検査方法は、三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の画像化や、金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗による過検出要素を安定化させる、という従来の効果を維持しつつ、半照明阻止段階によって金属表面とめっき部とのコントラスト分離をより明瞭にし、前記課題を解決したものである。
【００１９】
次に、本発明の請求項２に係る発明は、（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送手段と、（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送手段での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像手段と、（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を間接光で照射する照明手段と、（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明阻止手段と、（５）前記撮像手段にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定手段と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査装置である。
【００２０】
本検査装置は、三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の画像化や、金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗による過検出要素を安定化させる、という従来の効果を維持しつつ、半照明阻止手段によって金属表面とめっき部とのコントラスト分離をより明瞭にし、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように、本発明によって金属基板の表面の配線パターンとめっき部の撮像において、めっきの製造条件の微少な変動に係らず、十分なコントラストを有した画像データを得て画像処理を実行することができるので、金属パターンを有する基板の配線パターン不良及びめっき外観不良を高精度かつ同時に検査することができる。また、不良検出感度が優れた検査装置の提供を可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る金属基板表面の検査方法及び金属基板表面の検査装置の実施形態を説明する。図２は、本発明の金属基板表面の検査装置の一実施形態を示す構成概略図である。
【００２３】
本発明の金属基板表面の検査装置は、金属基板１０を所定速度で移動する搬送手段５０と、搬送手段５０と同期を取り、かつ金属基板１０の表面に存在する圧延キズの影響を軽減させるため撮像角度θを持たせ金属基板１０の表面を撮影する撮像手段３０と、金属基板１０に対して金属基板の金属材料とめっき材料との反射強度差が最も大なる波長域を活
用して金属材料とめっき材料との光学的分離を図り、かつ間接光照射するドーム照明を含む照明手段２０と、撮像手段３０により金属基板１０の表面を撮影して得られた画像データを用いて、金属基板１０の表面に存在する欠陥部を抽出、自動判定する制御・画像処理手段４０とから構成されている。
【００２４】
金属基板１０を載せて固定した図示しない検査ステージを、搬送手段５０によって所定速度で被撮像領域まで移動させ、この際搬送手段５０に取り付けた検査ステージの移動量、即ち金属基板の移動量を高精度に計測するユニットから単位距離毎の信号を得て、その信号を分周分配して制御・画像処理手段４０にこの信号を送ることによって、検査ステージの速度変動の影響を受けないように走査撮像を行なう。撮像手段の分解能の範囲内で検査ステージの搬送速度を一定と見なすことができる場合は、トリガー信号による撮像開始および一定時間間隔の撮像のみで画像を得る方法も考えられるが、上述のように常に検査ステージの移動量と同期を取った撮像の方が確実である。
【００２５】
図３は、本発明の照明手段２０についての一実施形態を示す模式図である。照明手段２０としては間接光照射するドーム照明を使用し、ドーム照明の半球ドームの頂上付近には、撮像用のスリット２１が設けられていて、撮像手段３０は、このスリットを通して基板１０を撮像する。スリット２１の形や大きさは、撮像手段３０の視野の形やサイズに合わせて設定されるものである。つまりスリット２１は、撮像手段３０がラインカメラの場合は細長い長方形状で、エリアカメラの場合は正方形に近い長方形状とするのがよい。またいずれの場合も、撮像手段３０の視野を遮らないサイズであることが必要であるが、必要以上に大きくすると、ドーム照明からの均一な照射のバランスを崩すことになるので、注意が必要である。
【００２６】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る半照明阻止手段２２の一実施形態を示す模式図である。照明手段２０は間接光照射するドーム照明を使用し、半照明阻止手段２２をドーム照明内部に配置させている。
（ａ）はドーム照明と半照明阻止手段の配置を三次元的に示した斜視図である。
（ｂ）はドーム照明内部の平面図である。
【００２７】
半照明阻止手段２２とは、照明手段２０である間接光を照射するドーム照明の立体角２πからの照射を、一部の領域で反射率を意図的に変動させるためのもので、反射率を変動可能な方法であれば何を使用しようと構わない。具体的には、当該領域のみ塗布する塗料の透過率を変えたり、当該領域のみ塗料を網点状に塗布したり、ND（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルムのような透過率を調整できる部材を使用するなどして、間接光の反射率を変動させることが考えられる。
【００２８】
半照明阻止手段２２の領域としては撮像手段３０の撮像領域に対して平行な領域で、また撮像角度θを基準として配置させる。具体的には１５°〜０°の範囲、望ましくは５°から０°の範囲が適している。但し、同様の効果が期待できるのであれば、前記領域に配置することにこだわらず、ドーム照明内部の空間部であっても構わない。
【００２９】
この実施形態においては、照明手段２０である間接光を照射するドーム照明の、立体角２πの方向からの照射を一部阻止している。この、立体角２πの均一な照射が保たれないことによって、側面テーパー部に生じた欠陥の顕在化の精度が若干悪くなったり、金属材料の製法起因の圧延キズや凹凸による微小な明暗からくる過検出要素が、画像に若干の影響をもたらしたりして、従来のドーム照明の効果は若干弱まる。
【００３０】
しかし同軸方向の照射光は、非めっき部の金属表面とめっき部との反射光強度の差が小さいため、この同軸方向の照射光を半照明阻止手段２２によって阻止することにより、非
めっき部の金属表面とめっき部とのコントラスト分離をより明瞭にすることができ、めっきの製造条件の微少な変動によらない、常に高精度かつ安定化した検査を行なうことができるようになる。
【００３１】
エッチング法等により形成される配線パターンは、エッチングが両側の表面から厚さ方向の中央に向かって進行することによって、断面形状が六角形に近い形状になり、特にエッチング進行方向の性質上、その側面テーパー部は曲線的に形成される。照明手段が同軸落射のみの場合、配線パターン表面にて光が反射されてしまい、配線パターン間並びに側面テーパー部に生じている欠陥の顕在化精度が落ちてしまう。
【００３２】
一方、ドーム照明は、被検査対象に対して立体角２πの照射によって、同軸方向を含む多くの角度成分の照射が可能であるため、側面テーパー部に生じた欠陥の顕在化に効果的である。ドーム照明にはドーム内面に光の出射口を形成し被検査対象に対して立体角２πの方向から直接光を照射するタイプと、ドーム内側面に光の出射口を形成しドーム内面で反射させた間接光を被検査対象に照射するタイプがあるが、どちらのタイプを使用してもかまわない。
【００３３】
またシェーディングの影響を少しでも軽減するために、金属パターンを有する基板１０の幅Ｗに対して、ドーム照明のドーム内径を２Ｗ以上としておき、１回の撮像にて金属パターンを有する基板１０の全面を撮像できるようにするのが好ましい。光源は撮像に必要な光量を考慮してメタルハライド光源やハロゲン光源、ＬＥＤ光源等を選択使用する。
【００３４】
撮像手段３０は、金属パターンを有する基板１０について、所定位置からの所定領域を撮影することを繰り返して、金属パターンを有する基板１０全面の画像データを得る。撮像手段３０の撮像角度θは、金属パターンを有する基板の鉛直方向と光軸とのなす角度を指し、撮像角度θは３〜１０°程度が適している。撮像角度θを０°としない理由は、撮像時に金属パターン表面の圧延キズ等の細かな凹凸の影響を軽減して、誤検出、過検出の防止を行うためである。
【００３５】
撮像手段３０としては各種のカメラを使用することができるが、その用途に応じてラインカメラ、エリアカメラ、モノクロ、カラーなどの選択が可能であり、本実施形態ではモノクロのラインカメラを使用した場合を示している。
【００３６】
また波長選択の方法としては、照射手段２０が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長の光で照明するようにする、又は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長を透過する光学フィルタ３５を撮像手段３０に装着してこの波長域のみで撮像するようにする、などの方法がある。
【００３７】
このように撮像に使用する光の波長を選択することで、非めっき部の金属とめっき部とを光学的に分離し、欠陥検出のための明瞭なコントラストを得ることとした。従って、撮像対象となる金属パターンを有する基板１０の非めっき部の金属とめっき材料に応じて、反射強度の差が最も大きくなる波長の範囲を選択して、非めっき部の金属材料とめっき材料との光学的分離を図ることで、不良検出感度を向上させる。
【００３８】
制御・画像処理手段４０では、搬送手段５０の制御を行なうと共に金属パターンの表面を撮影して得られた画像データを用いて、金属パターンの表面に存在する欠陥部を抽出する処理を行う。
【００３９】
図５は、この画像処理・欠陥判定手段４０の全体動作を示したフローチャートである。金属パターンを有する基板１０を所定速度で移動する搬送手段５０と、金属パターンに対
して非めっき部の金属材料とめっき材料との反射強度差が最も大きくなる波長域を活用して非めっき部の金属材料とめっき材料との光学的分離を図り、かつ間接光照射するドーム照明を有した照明手段２０と、搬送手段５０と同期を取り、かつ撮像角度θを持って金属パターンの表面を撮影する撮像手段３０とにより金属パターン表面を順次撮像する（ステップＳ１）。
【００４０】
この画像データは、制御・画像処理手段４０に送出され、この画像データから非めっき部の金属表面、めっき部の各部情報を抽出する（ステップＳ２）。更に、抽出された情報を用いて欠陥検出・判定処理が実行される（ステップＳ３）。この欠陥検出・判定処理は、リードフレーム４０に形成されている全ての配線パターンやめっきに対して実行され、この後全体動作は完了する（ステップＳ４，ＹＥＳ）。
【００４１】
図６（ａ）はインナーリード１２、めっき部１６、空間部１９を模式的に示したもので、（ｂ）は（ａ）図中のＬ１線上のプロファイルを示したものである。このようにインナーリード１２、めっき１６、空間部１９それぞれにおいて、輝度情報の分離がなされる。よって、前記不良検出・判定処理（ステップＳ３）では、得られた画像に対して二値化、多値化処理を施して不良部位を抽出するか、予め基準となる画像をマスターデータとして保持しておき、得られた画像データとのパターンマッチングや差分処理などの画像処理を施すことで不良検出することができる。
【００４２】
また、保護テープの有無、位置ずれ、幅異常に関しては基準となる保護テープエッジ情報（座標）を得ておき、このエッジ情報からピクセル数計算による計測処理を実施することでもその異常を検知することができる。更に、金属パターンに対してダウンセットプレスがなされているかを検査するには、吊りリード１８にダウンセットプレス実施に伴ってツールマークと称されるダウンセットプレス痕が生じ、このダウンセットプレス痕の有無を画像処理にて検知することでその異常を検査することができる。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明の具体的実施例について、比較例の結果と比較しながら説明する。
【００４４】
＜実施例１＞
図７は、照明手段２０としてメタルハライド光源、ドーム照明を使用し、半照明阻止手段２２として透過率５０％のフィルムを撮像角度０°から５°の範囲で配置させ、撮像手段３０として８ｂｉｔ２５６階調モノクロラインカメラを使用し、撮像角度θを５°とし、撮像レンズ前面に４００ｎｍ〜６００ｎｍを透過させる光学フィルタ３５を装着した時の、リードフレームのインナーリードめっき付近の検査画像を示したものである。
【００４５】
＜比較例１＞
図８は、前述した実施例１と、半照明阻止手段ではなく当該領域の反射をさせない完全阻止の場合、および半照明阻止手段を配置させない場合の、リードフレームのインナーリードめっき付近（図５（ａ）Ｌ１線上）のプロファイルを示したものである。ここで、インナーリード部１２の輝度レベルをＰＬ、メッキ部１６の輝度レベルをＭＬとし、それぞれ、半照明阻止手段２２がある本発明の実施例１の場合はＭＬ１、半照明阻止手段２２を配置させない比較例１の場合はＭＬ２、当該領域の反射を完全に阻止する比較例２の場合はＭＬ３とした。
【００４６】
この図８に示した結果より、めっき部１６、インナーリード部１２、空間部１９のそれぞれにおける輝度情報を有し、適切な閾値設定を行なうことでめっき部、金属パターン表面の自動抽出が実現できる。但し、インナーリード部１２の金属パターン表面の輝度レベルＰＬ付近での輝度変動が大きくなっていることから、金属材料製法起因の圧延キズや凹
凸による微小な明暗が発生していることがわかる。これは、半照明阻止手段２２があることによって、立体角２πの均一な照射が保たれず、従来のドーム照明の効果が若干弱まっているためである。
【００４７】
しかしめっき部１６について、半照明阻止手段２２があるときの輝度レベルＭＬ１と、半照明阻止手段２２がないときの輝度レベルＭＬ２とを比較すると、半照明阻止手段２２があるときのほうが、コントラスト分離がより明瞭になっていることが確認できる。よってめっきの製造条件の微少な変動によらず、常に高精度かつ安定化した検査ができるようになる。但し、半照明阻止手段２２があるときの輝度レベルＭＬ１と、完全阻止の場合の輝度レベルＭＬ３とを比較すると、完全阻止のほうが、コントラスト分離がより明瞭になっていることが確認できる。
【００４８】
＜比較例２＞
図９は、半照明阻止手段２２としていろいろな透過率（％）のフィルムを用いた場合の、メッキ部１６の輝度レベルＭＬとインナーリード部１２の輝度レベルＰＬのコントラスト差および、ある同一箇所におけるインナーリード部１２の標準偏差の関係を示したものである。フィルムの透過率５０％が実施例１の場合に、透過率０％が完全阻止の場合に、透過率１００％が半照明阻止手段２２を配置しない場合に、それぞれ該当している。
【００４９】
標準偏差は、インナーリード部１２の輝度のバラツキを示す指標として採用したもので、値が大きいほどデータのバラツキが大きくなる。即ち、標準偏差が大きいとインナーリード部１２の輝度レベルＰＬと、各位置におけるインナーリード部１２の輝度との誤差が大きくなるということになる。このバラツキは金属材料製法起因の圧延キズや凹凸に起因していると考えられるので、標準偏差が大きいものほど金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な明暗の影響が大きいということになる。よって、標準偏差が大きいと、画像処理における閾値設定によっては過検出要素となる可能性が高くなる、即ち、検査の安定化の妨げになる。
【００５０】
図９より、半照明阻止手段２２の透過率と、ＭＬとＰＬのコントラスト差と、インナーリード部１２の標準偏差に相関があることが確認できる。コントラスト差をより大きく得るためには、半照明阻止手段２２の透過率を低くすることでより大きなコントラスト差を得られるが、それと比例してインナーリード部１２の標準偏差も高くなってしまう。即ちＭＬとＰＬのコントラスト差が大きい方が、コントラスト分離がより明瞭になるが、それと比例して金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な明暗の影響を示しているインナーリード部１２の標準偏差が高くなるということになる。
【００５１】
以上説明したとおり、本発明の実施形態の半照明阻止手段２２を用い、当該領域の透過率を変動させることにより、金属表面とめっき部とのコントラスト分離と、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗により過検出要素の安定化の最適な条件の導出を行なうことができるようになる。これによって、めっき部の製造条件の微少な変動などによる、検査の不安定化という問題を解決できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】リードフレームの概略形状を示す平面図。
【図２】本発明に係る金属基板表面の検査装置の要部構成を示す概略構成図。
【図３】本発明の一実施形態に係る照明手段を示す概略構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る半照明阻止手段を示す概略構成図。
【図５】本発明の金属基板表面の検査装置の全体概略動作を示すフローチャート。
【図６】（ａ）リードフレームのインナーリードめっき付近の概略平面図。（ｂ）本発明の一実施形態での、（ａ）中のＬ１線上のラインプロファイルを示す説明図。
【図７】本発明の一実施形態で撮像した場合の画像例。
【図８】本発明の一実施形態でのＬ１線上のラインプロファイル、および半照明阻止手段を使用しない場合と、半照明阻止領域の反射を完全に遮断した場合のＬ１線上のラインプロファイル。
【図９】半照明阻止手段の透過率と、ＭＬとＰＬのコントラスト差および、インナーリード部の標準偏差の関係性を表す説明図
【符号の説明】
【００５３】
１・・・リードフレーム １０・・金属パターンを有する基板
１１・・ダイパット １２・・インナーリード １３・・アウターリード
１４・・ダムバー １５・・フレーム部 １６・・めっき
１７・・保護テープ １８・・吊りリード １９・・空間部
２０・・照明手段 ２１・・撮像用のスリット ２２・・半照明阻止手段
３０・・撮像手段 ３５・・光学フィルタ ４０・・制御・画像処理装置
５０・・搬送手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属基板表面の検査方法及び検査装置に関するものであり、特にリードフレームの配線パターン及びめっき部の欠陥検査方法及びその検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属パターンを有する基板で、該金属パターンがめっき部と非めっき部で構成されたものとして、例えば、半導体パッケージの基材であるリードフレームがある。以下、このリードフレームを例に挙げて説明することとする。近年の半導体技術分野におけるパッケージング技術は、半導体装置の高集積、高機能化に伴い狭ピッチ化が進んでおり、これらのパッケージに用いられるリードフレームも多ピン化、狭ピッチ化が進んでいて、厳しい品質保証が要求されている。
【０００３】
またリードフレームの製造方法としては、それらの金属製の薄板状基材を、超精密金型を用いて機械的に金属を打ち抜くスタンピング方法と、化学的に金属を腐食してパターン形成を行なうエッチング方法がある。
【０００４】
一般的なリードフレームのインナーリードは、ダイパッドの中心を基準として放射状に広がるようにして延びていくように設計されている。リードフレームを用いた半導体装置は、ＩＣチップがダイパッドに固定され、ＩＣチップの電極パッドとインナーリード先端部のボンディング部とがワイヤボンディング等により電気的に接続される。ＩＣチップが多機能化するにつれ電極パッドの数が増え、また、ＩＣチップの小型化によって、電極パッド間の間隔も狭いものになってきている。それに伴い、電極パッドとの接続が行われるリードフレームのインナーリードも多ピン化し、インナーリード間ピッチ、インナーリード幅も多種多様なものとなっている。
【０００５】
インナーリード間のピッチやインナーリード幅が狭くなると、インナーリードは強度が弱くなり、僅かな外力によってもインナーリードの変形を生じる。このことから、インナーリード同士及びダイパッドを支える吊りリードとインナーリードとの接触、電気的短絡やインナーリード等の変形を防止するために、インナーリードや吊りリードの部分に保護テープを貼ったリードフレームが製造されるようになった。
【０００６】
リードフレームの製造工程では、まず金属製の薄板状基材をエッチングまたはスタンピングにより、所定の形状を形成する。次にインナーリードの先端部分に銀などの金属めっきを形成し、インナーリード部などに保護テープを貼り、場合によってはインナーリード部の先端をカットし、その後、ダウンセットプレスを行なう。
【０００７】
図１に一般的なリードフレームの概略平面図を示す。図１はリードフレーム１を表面側から観察した場合を模式的に示したものである。エッチング方法などにより製造されたリードフレーム１はダイパッド１１、インナーリード１２、アウターリード１３、ダムバー１４、フレーム部１５を有し、配線パターンが形成されていない部分を空間部１９と呼ぶ。
【０００８】
その後、インナーリード１２に、半導体素子とボンディング部の接続抵抗を低下させるためのめっき１６を施す。次に、インナーリード同士及びダイパッドを支える吊りリードとインナーリードとの接触および電気的短絡、インナーリード等の変形を防止するために保護テープ１７を貼り付ける。保護テープ１７としては、絶縁性などを考慮しポリイミドテープを使用している。さらに、ダウンセットプレスにより吊りリード１８に段差を形成
しダイパッド１１への半導体素子積載を考慮し、インナーリード１２先端の導通を取り除くためのインナーリード先端カットが行なわれ、リードフレームが完成する。
【０００９】
以上のような工程で製造されるリードフレームの最終検査における不良項目は、パターン不良、リード変形、保護テープ不良、めっき不良、ダウンセットプレス有無等多岐に亘り、自動検査機を活用した製品弁別が欠かせない。
【００１０】
しかし、全ての不良を１台の検査機で検査することは難しく、特に最近ではテープやめっきに関する検査要求がさらに高まっている。ＩＣチップとの接続を行なうボンディング部に施されている、部分めっきの品質は特に重要で、ＣＣＤカメラ等でめっき部を撮像し、画像処理を用いてそのめっき状態を検査する方法として、例えば特許文献１が提案されている。
【００１１】
特許文献１に記載の技術よって、確かに金属パターン表面の非めっき部とめっき部とのコントラスト差を得ることはできるが、厳密には三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の良し悪しを判断する検査方法が望ましい。さらに金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、めっき部のみならず金属表面状態の良し悪しも同時に行なえる撮像、検査方法が望まれていた。
【００１２】
一方、板状金属表面やめっき面をミクロ的に観察すると金属材料製法起因の圧延キズや凹凸が存在し、この凹凸による微小な明暗が画像上に生じてしまい画像処理における閾値設定によっては過検出要素となり、安定した自動判定が難しい。
【００１３】
そこで撮像角度が０°〜１０°で基板の表面を撮像する手段と、非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の照明手段と、立体角２πの間接光を照射する照射手段による金属基板表面の検査方法及び検査装置が提案されている。
【００１４】
この検査方法によって、三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の画像化や、金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗による過検出要素を安定化させることが可能となった。
【００１５】
しかし、めっき部は製造条件の微少な変動などによって、表面状態や組成が変化し、金属表面とのコントラスト分離による検査が安定化しないことが、ごく稀に発生することが問題となっていた。
【特許文献１】特開２０００−１７１４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み発明されたもので、めっきの製造条件の微少な変動によらず、めっきを施した金属パターン表面の欠陥を高精度に検査するのに好適な撮像方法を提供すると共に、配線パターン及びめっきの検査を同時に、かつリアルタイムに高い信頼性の下で行なうことが可能な配線パターン及びめっき検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１に係る発明は、（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送段階と
、（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送段階での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像段階と、（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を照明手段により間接光で照射する照明段階と、（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明阻止段階と、（５）前記撮像段階にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定段階と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査方法である。
【００１８】
本検査方法は、三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の画像化や、金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗による過検出要素を安定化させる、という従来の効果を維持しつつ、半照明阻止段階によって金属表面とめっき部とのコントラスト分離をより明瞭にし、前記課題を解決したものである。
【００１９】
次に、本発明の請求項２に係る発明は、（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送手段と、（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送手段での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像手段と、（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を間接光で照射する照明手段と、（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明阻止手段と、（５）前記撮像手段にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定手段と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査装置である。
【００２０】
本検査装置は、三次元的な形状を有した配線パターンの側面テーパー部も含めためっき状態の画像化や、金属表面とめっき部とを明瞭にコントラスト分離できると共に、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗による過検出要素を安定化させる、という従来の効果を維持しつつ、半照明阻止手段によって金属表面とめっき部とのコントラスト分離をより明瞭にし、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように、本発明によって金属基板の表面の配線パターンとめっき部の撮像において、めっきの製造条件の微少な変動に係らず、十分なコントラストを有した画像データを得て画像処理を実行することができるので、金属パターンを有する基板の配線パターン不良及びめっき外観不良を高精度かつ同時に検査することができる。また、不良検出感度が優れた検査装置の提供を可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る金属基板表面の検査方法及び金属基板表面の検査装置の実施形態を説明する。図２は、本発明の金属基板表面の検査装置の一実施形態を示す構成概略図である。
【００２３】
本発明の金属基板表面の検査装置は、金属基板１０を所定速度で移動する搬送手段５０と、搬送手段５０と同期を取り、かつ金属基板１０の表面に存在する圧延キズの影響を軽減させるため撮像角度θを持たせ金属基板１０の表面を撮影する撮像手段３０と、金属基板１０に対して金属基板の金属材料とめっき材料との反射強度差が最も大なる波長域を活
用して金属材料とめっき材料との光学的分離を図り、かつ間接光照射するドーム照明を含む照明手段２０と、撮像手段３０により金属基板１０の表面を撮影して得られた画像データを用いて、金属基板１０の表面に存在する欠陥部を抽出、自動判定する制御・画像処理手段４０とから構成されている。
【００２４】
金属基板１０を載せて固定した図示しない検査ステージを、搬送手段５０によって所定速度で被撮像領域まで移動させ、この際搬送手段５０に取り付けた検査ステージの移動量、即ち金属基板の移動量を高精度に計測するユニットから単位距離毎の信号を得て、その信号を分周分配して制御・画像処理手段４０にこの信号を送ることによって、検査ステージの速度変動の影響を受けないように走査撮像を行なう。撮像手段の分解能の範囲内で検査ステージの搬送速度を一定と見なすことができる場合は、トリガー信号による撮像開始および一定時間間隔の撮像のみで画像を得る方法も考えられるが、上述のように常に検査ステージの移動量と同期を取った撮像の方が確実である。
【００２５】
図３は、本発明の照明手段２０についての一実施形態を示す模式図である。照明手段２０としては間接光照射するドーム照明を使用し、ドーム照明の半球ドームの頂上付近には、撮像用のスリット２１が設けられていて、撮像手段３０は、このスリットを通して基板１０を撮像する。スリット２１の形や大きさは、撮像手段３０の視野の形やサイズに合わせて設定されるものである。つまりスリット２１は、撮像手段３０がラインカメラの場合は細長い長方形状で、エリアカメラの場合は正方形に近い長方形状とするのがよい。またいずれの場合も、撮像手段３０の視野を遮らないサイズであることが必要であるが、必要以上に大きくすると、ドーム照明からの均一な照射のバランスを崩すことになるので、注意が必要である。
【００２６】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る半照明阻止手段２２の一実施形態を示す模式図である。照明手段２０は間接光照射するドーム照明を使用し、半照明阻止手段２２をドーム照明内部に配置させている。
（ａ）はドーム照明と半照明阻止手段の配置を三次元的に示した斜視図である。
（ｂ）はドーム照明内部の平面図である。
【００２７】
半照明阻止手段２２とは、照明手段２０である間接光を照射するドーム照明の立体角２πからの照射を、一部の領域で反射率を意図的に変動させるためのもので、反射率を変動可能な方法であれば何を使用しようと構わない。具体的には、当該領域のみ塗布する塗料の透過率を変えたり、当該領域のみ塗料を網点状に塗布したり、ND（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルムのような透過率を調整できる部材を使用するなどして、間接光の反射率を変動させることが考えられる。
【００２８】
半照明阻止手段２２の領域としては撮像手段３０の撮像領域に対して平行な領域で、また撮像角度θを基準として配置させる。具体的には１５°〜０°の範囲、望ましくは５°から０°の範囲が適している。但し、同様の効果が期待できるのであれば、前記領域に配置することにこだわらず、ドーム照明内部の空間部であっても構わない。
【００２９】
この実施形態においては、照明手段２０である間接光を照射するドーム照明の、立体角２πの方向からの照射を一部阻止している。この、立体角２πの均一な照射が保たれないことによって、側面テーパー部に生じた欠陥の顕在化の精度が若干悪くなったり、金属材料の製法起因の圧延キズや凹凸による微小な明暗からくる過検出要素が、画像に若干の影響をもたらしたりして、従来のドーム照明の効果は若干弱まる。
【００３０】
しかし同軸方向の照射光は、非めっき部の金属表面とめっき部との反射光強度の差が小さいため、この同軸方向の照射光を半照明阻止手段２２によって阻止することにより、非
めっき部の金属表面とめっき部とのコントラスト分離をより明瞭にすることができ、めっきの製造条件の微少な変動によらない、常に高精度かつ安定化した検査を行なうことができるようになる。
【００３１】
エッチング法等により形成される配線パターンは、エッチングが両側の表面から厚さ方向の中央に向かって進行することによって、断面形状が六角形に近い形状になり、特にエッチング進行方向の性質上、その側面テーパー部は曲線的に形成される。照明手段が同軸落射のみの場合、配線パターン表面にて光が反射されてしまい、配線パターン間並びに側面テーパー部に生じている欠陥の顕在化精度が落ちてしまう。
【００３２】
一方、ドーム照明は、被検査対象に対して立体角２πの照射によって、同軸方向を含む多くの角度成分の照射が可能であるため、側面テーパー部に生じた欠陥の顕在化に効果的である。ドーム照明にはドーム内面に光の出射口を形成し被検査対象に対して立体角２πの方向から直接光を照射するタイプと、ドーム内側面に光の出射口を形成しドーム内面で反射させた間接光を被検査対象に照射するタイプがあるが、どちらのタイプを使用してもかまわない。
【００３３】
またシェーディングの影響を少しでも軽減するために、金属パターンを有する基板１０の幅Ｗに対して、ドーム照明のドーム内径を２Ｗ以上としておき、１回の撮像にて金属パターンを有する基板１０の全面を撮像できるようにするのが好ましい。光源は撮像に必要な光量を考慮してメタルハライド光源やハロゲン光源、ＬＥＤ光源等を選択使用する。
【００３４】
撮像手段３０は、金属パターンを有する基板１０について、所定位置からの所定領域を撮影することを繰り返して、金属パターンを有する基板１０全面の画像データを得る。撮像手段３０の撮像角度θは、金属パターンを有する基板の鉛直方向と光軸とのなす角度を指し、撮像角度θは３〜１０°程度が適している。撮像角度θを０°としない理由は、撮像時に金属パターン表面の圧延キズ等の細かな凹凸の影響を軽減して、誤検出、過検出の防止を行うためである。
【００３５】
撮像手段３０としては各種のカメラを使用することができるが、その用途に応じてラインカメラ、エリアカメラ、モノクロ、カラーなどの選択が可能であり、本実施形態ではモノクロのラインカメラを使用した場合を示している。
【００３６】
また波長選択の方法としては、照射手段２０が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長の光で照明するようにする、又は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長を透過する光学フィルタ３５を撮像手段３０に装着してこの波長域のみで撮像するようにする、などの方法がある。
【００３７】
このように撮像に使用する光の波長を選択することで、非めっき部の金属とめっき部とを光学的に分離し、欠陥検出のための明瞭なコントラストを得ることとした。従って、撮像対象となる金属パターンを有する基板１０の非めっき部の金属とめっき材料に応じて、反射強度の差が最も大きくなる波長の範囲を選択して、非めっき部の金属材料とめっき材料との光学的分離を図ることで、不良検出感度を向上させる。
【００３８】
制御・画像処理手段４０では、搬送手段５０の制御を行なうと共に金属パターンの表面を撮影して得られた画像データを用いて、金属パターンの表面に存在する欠陥部を抽出する処理を行う。
【００３９】
図５は、この画像処理・欠陥判定手段４０の全体動作を示したフローチャートである。金属パターンを有する基板１０を所定速度で移動する搬送手段５０と、金属パターンに対
して非めっき部の金属材料とめっき材料との反射強度差が最も大きくなる波長域を活用して非めっき部の金属材料とめっき材料との光学的分離を図り、かつ間接光照射するドーム照明を有した照明手段２０と、搬送手段５０と同期を取り、かつ撮像角度θを持って金属パターンの表面を撮影する撮像手段３０とにより金属パターン表面を順次撮像する（ステップＳ１）。
【００４０】
この画像データは、制御・画像処理手段４０に送出され、この画像データから非めっき部の金属表面、めっき部の各部情報を抽出する（ステップＳ２）。更に、抽出された情報を用いて欠陥検出・判定処理が実行される（ステップＳ３）。この欠陥検出・判定処理は、リードフレーム４０に形成されている全ての配線パターンやめっきに対して実行され、この後全体動作は完了する（ステップＳ４，ＹＥＳ）。
【００４１】
図６（ａ）はインナーリード１２、めっき部１６、空間部１９を模式的に示したもので、（ｂ）は（ａ）図中のＬ１線上のプロファイルを示したものである。このようにインナーリード１２、めっき１６、空間部１９それぞれにおいて、輝度情報の分離がなされる。よって、前記不良検出・判定処理（ステップＳ３）では、得られた画像に対して二値化、多値化処理を施して不良部位を抽出するか、予め基準となる画像をマスターデータとして保持しておき、得られた画像データとのパターンマッチングや差分処理などの画像処理を施すことで不良検出することができる。
【００４２】
また、保護テープの有無、位置ずれ、幅異常に関しては基準となる保護テープエッジ情報（座標）を得ておき、このエッジ情報からピクセル数計算による計測処理を実施することでもその異常を検知することができる。更に、金属パターンに対してダウンセットプレスがなされているかを検査するには、吊りリード１８にダウンセットプレス実施に伴ってツールマークと称されるダウンセットプレス痕が生じ、このダウンセットプレス痕の有無を画像処理にて検知することでその異常を検査することができる。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明の具体的実施例について、比較例の結果と比較しながら説明する。
【００４４】
＜実施例１＞
図７は、照明手段２０としてメタルハライド光源、ドーム照明を使用し、半照明阻止手段２２として透過率５０％のフィルムを撮像角度０°から５°の範囲で配置させ、撮像手段３０として８ｂｉｔ２５６階調モノクロラインカメラを使用し、撮像角度θを５°とし、撮像レンズ前面に４００ｎｍ〜６００ｎｍを透過させる光学フィルタ３５を装着した時の、リードフレームのインナーリードめっき付近の検査画像を示したものである。
【００４５】
＜比較例１＞
図８は、前述した実施例１と、半照明阻止手段ではなく当該領域の反射をさせない完全阻止の場合、および半照明阻止手段を配置させない場合の、リードフレームのインナーリードめっき付近（図５（ａ）Ｌ１線上）のプロファイルを示したものである。ここで、インナーリード部１２の輝度レベルをＰＬ、メッキ部１６の輝度レベルをＭＬとし、それぞれ、半照明阻止手段２２がある本発明の実施例１の場合はＭＬ１、半照明阻止手段２２を配置させない比較例１の場合はＭＬ２、当該領域の反射を完全に阻止する比較例２の場合はＭＬ３とした。
【００４６】
この図８に示した結果より、めっき部１６、インナーリード部１２、空間部１９のそれぞれにおける輝度情報を有し、適切な閾値設定を行なうことでめっき部、金属パターン表面の自動抽出が実現できる。但し、インナーリード部１２の金属パターン表面の輝度レベルＰＬ付近での輝度変動が大きくなっていることから、金属材料製法起因の圧延キズや凹
凸による微小な明暗が発生していることがわかる。これは、半照明阻止手段２２があることによって、立体角２πの均一な照射が保たれず、従来のドーム照明の効果が若干弱まっているためである。
【００４７】
しかしめっき部１６について、半照明阻止手段２２があるときの輝度レベルＭＬ１と、半照明阻止手段２２がないときの輝度レベルＭＬ２とを比較すると、半照明阻止手段２２があるときのほうが、コントラスト分離がより明瞭になっていることが確認できる。よってめっきの製造条件の微少な変動によらず、常に高精度かつ安定化した検査ができるようになる。但し、半照明阻止手段２２があるときの輝度レベルＭＬ１と、完全阻止の場合の輝度レベルＭＬ３とを比較すると、完全阻止のほうが、コントラスト分離がより明瞭になっていることが確認できる。
【００４８】
＜比較例２＞
図９は、半照明阻止手段２２としていろいろな透過率（％）のフィルムを用いた場合の、メッキ部１６の輝度レベルＭＬとインナーリード部１２の輝度レベルＰＬのコントラスト差および、ある同一箇所におけるインナーリード部１２の標準偏差の関係を示したものである。フィルムの透過率５０％が実施例１の場合に、透過率０％が完全阻止の場合に、透過率１００％が半照明阻止手段２２を配置しない場合に、それぞれ該当している。
【００４９】
標準偏差は、インナーリード部１２の輝度のバラツキを示す指標として採用したもので、値が大きいほどデータのバラツキが大きくなる。即ち、標準偏差が大きいとインナーリード部１２の輝度レベルＰＬと、各位置におけるインナーリード部１２の輝度との誤差が大きくなるということになる。このバラツキは金属材料製法起因の圧延キズや凹凸に起因していると考えられるので、標準偏差が大きいものほど金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な明暗の影響が大きいということになる。よって、標準偏差が大きいと、画像処理における閾値設定によっては過検出要素となる可能性が高くなる、即ち、検査の安定化の妨げになる。
【００５０】
図９より、半照明阻止手段２２の透過率と、ＭＬとＰＬのコントラスト差と、インナーリード部１２の標準偏差に相関があることが確認できる。コントラスト差をより大きく得るためには、半照明阻止手段２２の透過率を低くすることでより大きなコントラスト差を得られるが、それと比例してインナーリード部１２の標準偏差も高くなってしまう。即ちＭＬとＰＬのコントラスト差が大きい方が、コントラスト分離がより明瞭になるが、それと比例して金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な明暗の影響を示しているインナーリード部１２の標準偏差が高くなるということになる。
【００５１】
以上説明したとおり、本発明の実施形態の半照明阻止手段２２を用い、当該領域の透過率を変動させることにより、金属表面とめっき部とのコントラスト分離と、金属材料製法起因の圧延キズや凹凸による微小な画像明暗により過検出要素の安定化の最適な条件の導出を行なうことができるようになる。これによって、めっき部の製造条件の微少な変動などによる、検査の不安定化という問題を解決できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】リードフレームの概略形状を示す平面図。
【図２】本発明に係る金属基板表面の検査装置の要部構成を示す概略構成図。
【図３】本発明の一実施形態に係る照明手段を示す概略構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る半照明阻止手段を示す概略構成図。
【図５】本発明の金属基板表面の検査装置の全体概略動作を示すフローチャート。
【図６】（ａ）リードフレームのインナーリードめっき付近の概略平面図。（ｂ）本発明の一実施形態での、（ａ）中のＬ１線上のラインプロファイルを示す説明図。
【図７】本発明の一実施形態で撮像した場合の画像例。
【図８】本発明の一実施形態でのＬ１線上のラインプロファイル、および半照明阻止手段を使用しない場合と、半照明阻止領域の反射を完全に遮断した場合のＬ１線上のラインプロファイル。
【図９】半照明阻止手段の透過率と、ＭＬとＰＬのコントラスト差および、インナーリード部の標準偏差の関係性を表す説明図
【符号の説明】
【００５３】
１・・・リードフレーム １０・・金属パターンを有する基板
１１・・ダイパット １２・・インナーリード １３・・アウターリード
１４・・ダムバー １５・・フレーム部 １６・・めっき
１７・・保護テープ １８・・吊りリード １９・・空間部
２０・・照明手段 ２１・・撮像用のスリット ２２・・半照明阻止手段
３０・・撮像手段 ３５・・光学フィルタ ４０・・制御・画像処理装置
５０・・搬送手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送段階と、
（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送段階での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像段階と、
（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を照明手段により間接光で照射する照明段階と、
（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明調整段階と、
（５）前記撮像段階にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定段階と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査方法。
【請求項２】
（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送手段と、
（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送手段での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像手段と、
（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を間接光で照射する照明手段と、
（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明調整手段と、
（５）前記撮像手段にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定手段と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査装置。
【請求項１】
（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送段階と、
（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送段階での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像段階と、
（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を照明手段により間接光で照射する照明段階と、
（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明調整段階と、
（５）前記撮像段階にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定段階と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査方法。
【請求項２】
（１）表面にめっきがされためっき部とめっきがされていない非めっき部からなる金属パターンを有する基板を所定速度で搬送する搬送手段と、
（２）前記基板の法線方向から０°〜１０°傾いた方向から、前記搬送手段での搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記基板の表面を撮像する撮像手段と、
（３）前記基板の前記非めっき部の金属材料と前記めっき部のめっき材料との反射強度の差が最大となる波長域の光を間接光で照射する照明手段と、
（４）前記照明手段による照射光のうち、前記基板の非めっき部の金属材料とめっき部のめっき材料の反射強度の差が小さい、所定の照射角度領域からの光の一部を照射させないようにする半照明調整手段と、
（５）前記撮像手段にて得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記非めっき部と前記めっき部に存在する欠陥を判定する画像処理・欠陥判定手段と、を有することを特徴とする金属基板表面の検査装置。
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１】
【図４】
【図７】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１】
【図４】
【図７】
【公開番号】特開２００９−４７５７０（Ｐ２００９−４７５７０Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１４４６４（Ｐ２００７−２１４４６４）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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