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JP2017053730A - Appearance inspection device and appearance inspection method - Google Patents

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JP2017053730A
JP2017053730A JP2015178001A JP2015178001A JP2017053730A JP 2017053730 A JP2017053730 A JP 2017053730A JP 2015178001 A JP2015178001 A JP 2015178001A JP 2015178001 A JP2015178001 A JP 2015178001A JP 2017053730 A JP2017053730 A JP 2017053730A
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Abstract

【課題】平面および凸曲面を検査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1は、平坦な表面を有する第1半導体素子20を照明するための第1ユニット30と、第1ユニット30と置き換え可能に設けられ、凸曲面を有する第2半導体素子を照明するための第2ユニット50と、第1半導体素子20および第2半導体素子の表面を撮像する撮像ユニット40と、撮像ユニット40と第1半導体素子20との間に第1ユニット30を配置し、撮像ユニット40と第2半導体素子との間に第2ユニット50を配置する搬送ユニット60と、を備える。
【選択図】図1
An appearance inspection apparatus capable of inspecting a flat surface and a convex curved surface is provided.
A visual inspection apparatus includes a first unit for illuminating a first semiconductor element having a flat surface, and a second semiconductor element having a convex curved surface provided so as to be replaceable with the first unit. The first unit 30 is disposed between the imaging unit 40 and the first semiconductor element 20, the imaging unit 40 that images the first semiconductor element 20 and the surface of the second semiconductor element, and the imaging unit 40. And a transport unit 60 for disposing the second unit 50 between the imaging unit 40 and the second semiconductor element.
[Selection] Figure 1

Description

実施形態は、外観検査装置および外観検査方法に関する。   Embodiments relate to an appearance inspection apparatus and an appearance inspection method.

発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)などの半導体素子には、その表面に凸曲面のレンズを有するものがある。そのような半導体素子の外観検査には、平坦な表面を有する素子とは異なる照明方法が適する。しかしながら、半導体素子のそれぞれ表面形状に合わせた複数の外観検査装置を用意することは、製造コストの増加を招く。   Some semiconductor elements such as a light emitting diode (LED) have a convex curved lens on the surface thereof. An illumination method different from that of an element having a flat surface is suitable for appearance inspection of such a semiconductor element. However, providing a plurality of appearance inspection apparatuses that match the surface shape of each semiconductor element causes an increase in manufacturing cost.

特開2007−240431号公報JP 2007-240431 A

実施形態は、平面および凸曲面を検査することが可能な外観検査装置を提供する。   The embodiment provides an appearance inspection apparatus capable of inspecting a flat surface and a convex curved surface.

実施形態に係る外観検査装置は、平坦な表面を有する第1半導体素子を照明するための第1ユニットと、前記第1ユニットと置き換え可能に設けられ、凸曲面を有する第2半導体素子を照明するための第2ユニットと、前記第1半導体素子および前記第2半導体素子の表面を撮像する撮像ユニットと、前記撮像ユニットと前記第1半導体素子との間に前記第1ユニットを配置し、前記撮像ユニットと前記第2半導体素子との間に前記第2ユニットを配置する搬送ユニットと、を備える。   An appearance inspection apparatus according to an embodiment illuminates a first unit for illuminating a first semiconductor element having a flat surface and a second semiconductor element which is provided so as to be replaceable with the first unit and has a convex curved surface. A second unit for imaging, an imaging unit for imaging the first semiconductor element and a surface of the second semiconductor element, the first unit disposed between the imaging unit and the first semiconductor element, and the imaging A transport unit for disposing the second unit between the unit and the second semiconductor element.

実施形態に係る外観検査装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the external appearance inspection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る外観検査装置の照明方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the illumination method of the external appearance inspection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る外観検査装置の別の照明方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another illumination method of the external appearance inspection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る外観検査装置の照明ユニットを示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the illumination unit of the external appearance inspection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る外観検査方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the external appearance inspection method which concerns on embodiment.

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The same parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted as appropriate, and different parts will be described. The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.

さらに、各図中に示すX軸、Y軸およびZ軸を用いて各部分の配置および構成を説明する。X軸、Y軸、Z軸は、相互に直交し、それぞれX方向、Y方向、Z方向を表す。また、Z方向を上方、その反対方向を下方として説明する場合がある。   Furthermore, the arrangement and configuration of each part will be described using the X-axis, Y-axis, and Z-axis shown in each drawing. The X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other and represent the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively. Further, the Z direction may be described as the upper side and the opposite direction as the lower side.

図1は、実施形態に係る外観検査装置1を示す模式図である。図1に示すように、検査ステージ10と、第1照明ユニット30と、撮像ユニット40と、を備える。半導体素子20は、検査ステージ10の上に載置される。第1照明ユニット30は、検査ステージ10に載置された半導体素子20を照明する。撮像ユニット40は、第1照明ユニット30により照明された半導体素子20の表面を撮像する。撮像ユニット40は、例えば、その光軸Cxが検査ステージ10の表面に垂直となるように配置される。そして、半導体素子20は、撮像ユニット40の光軸Cx上に位置するように載置される。   Drawing 1 is a mimetic diagram showing appearance inspection device 1 concerning an embodiment. As shown in FIG. 1, an inspection stage 10, a first illumination unit 30, and an imaging unit 40 are provided. The semiconductor element 20 is placed on the inspection stage 10. The first illumination unit 30 illuminates the semiconductor element 20 placed on the inspection stage 10. The imaging unit 40 images the surface of the semiconductor element 20 illuminated by the first lighting unit 30. For example, the imaging unit 40 is arranged such that the optical axis Cx is perpendicular to the surface of the inspection stage 10. The semiconductor element 20 is placed so as to be positioned on the optical axis Cx of the imaging unit 40.

半導体素子20は、例えば、LEDである。半導体素子20は、検査ステージ10に直接載置されても良いし、複数のLEDを収容したトレイを検査ステージ10に載置しても良い。半導体素子20は、例えば、平坦な表面を有する。ここで、「平坦」とは、半導体素子20の上面全体が平坦な場合に限定されず、例えば、複数の平面を有し、相互の境界に段差を有しても良い。   The semiconductor element 20 is, for example, an LED. The semiconductor element 20 may be placed directly on the inspection stage 10 or a tray containing a plurality of LEDs may be placed on the inspection stage 10. The semiconductor element 20 has, for example, a flat surface. Here, “flat” is not limited to the case where the entire upper surface of the semiconductor element 20 is flat. For example, it may have a plurality of planes and may have a step at the boundary.

第1照明ユニット30は、例えば、同軸照明部31と、斜光照明部33と、拡散光照明部35と、を有する。第1照明ユニット30は、半導体素子20の表面を照明し、撮像ユニット40による撮像を可能にする。同軸照明部31は、撮像ユニット40の光軸Cxに沿った方向に伝播する光により半導体素子20を照明する。斜光照明部33は、光軸Cxと交差する方向に伝播する光により半導体素子20を照明する。拡散光照明部35は、伝播方向に広がる拡散光により半導体素子20を照明する。   The 1st illumination unit 30 has the coaxial illumination part 31, the oblique illumination part 33, and the diffused light illumination part 35, for example. The first lighting unit 30 illuminates the surface of the semiconductor element 20 and enables imaging by the imaging unit 40. The coaxial illumination unit 31 illuminates the semiconductor element 20 with light propagating in a direction along the optical axis Cx of the imaging unit 40. The oblique illumination unit 33 illuminates the semiconductor element 20 with light propagating in a direction intersecting the optical axis Cx. The diffused light illumination unit 35 illuminates the semiconductor element 20 with diffused light that spreads in the propagation direction.

撮像ユニット40は、結像部41と、撮像部43と、を含む。結像部41は、光学レンズ41aを含み、半導体素子20の表面像を撮像素子43a上に結像する(図2参照)。結像部41は、例えば、ズーム機能を有し、サイズの異なる半導体素子20の撮像を可能とする。撮像部43は、撮像素子43aとして、例えば、CCD(Charge Coupled Device)を有する。   The imaging unit 40 includes an imaging unit 41 and an imaging unit 43. The imaging unit 41 includes an optical lens 41a, and forms a surface image of the semiconductor element 20 on the imaging element 43a (see FIG. 2). The imaging unit 41 has a zoom function, for example, and enables imaging of the semiconductor elements 20 having different sizes. The imaging unit 43 includes, for example, a CCD (Charge Coupled Device) as the imaging element 43a.

外観検査装置1は、第2照明ユニット50と、搬送ユニット60と、をさらに備える。第2照明ユニット50は、第1照明ユニット30と置き換え可能に設けられる。搬送ユニット60は、第1照明ユニット30および第2照明ユニット50を所定の位置に搬送する。   The appearance inspection apparatus 1 further includes a second illumination unit 50 and a transport unit 60. The second lighting unit 50 is provided to be replaceable with the first lighting unit 30. The transport unit 60 transports the first lighting unit 30 and the second lighting unit 50 to predetermined positions.

第2照明ユニット50は、同軸照明部51と、凸曲面照明部53と、を含む。同軸照明部51は、例えば、検査ステージ10の表面に垂直な光軸Cyに沿った方向に伝播する光を放射する。凸曲面照明部53は、複数の光源57を有する(図4参照)。そして、複数の光源57は、それぞれが異なる方向に伝播する光を放射するように配置される。   The second illumination unit 50 includes a coaxial illumination unit 51 and a convex curved surface illumination unit 53. For example, the coaxial illumination unit 51 emits light propagating in a direction along the optical axis Cy perpendicular to the surface of the inspection stage 10. The convex curved surface illumination unit 53 has a plurality of light sources 57 (see FIG. 4). The plurality of light sources 57 are arranged so as to emit light propagating in different directions.

搬送ユニット60は、例えば、第1照明ユニット30および第2照明ユニット50をX方向および−X方向に搬送する。搬送ユニット60は、例えば、X方向に延びるレール(図示しない)に沿ってX方向および−X方向に移動可能に設けられる。   The transport unit 60 transports, for example, the first lighting unit 30 and the second lighting unit 50 in the X direction and the −X direction. The transport unit 60 is provided so as to be movable in the X direction and the −X direction along a rail (not shown) extending in the X direction, for example.

次に、図2(a)〜図3(b)を参照して、実施形態に係る外観検査装置1の照明方法を説明する。図2(a)〜図2(c)は、第1照明ユニット30の照明方法を示す模式図である。図3(a)および図3(b)は、第2照明ユニット50の照明方法を示す模式図である。   Next, an illumination method of the appearance inspection apparatus 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2A to FIG. 2C are schematic diagrams illustrating an illumination method of the first illumination unit 30. FIG. FIG. 3A and FIG. 3B are schematic views showing the illumination method of the second illumination unit 50.

図2(a)〜図2(c)に示すように、第1照明ユニット30は、表面が平坦な半導体素子20(第1半導体素子)を照明する。図2(a)は、同軸照明部31を用いた照明方法を表している。図2(b)は、斜光照明部33を用いた照明方法を表している。図2(c)は、拡散光照明部35を用いた照明方法を表している。また、図2(a)〜図2(c)では、撮像ユニット40を示す要素として光学レンズ41aと撮像素子43aとを示している。   As shown in FIGS. 2A to 2C, the first illumination unit 30 illuminates the semiconductor element 20 (first semiconductor element) having a flat surface. FIG. 2A shows an illumination method using the coaxial illumination unit 31. FIG. 2B shows an illumination method using the oblique illumination unit 33. FIG. 2C shows an illumination method using the diffused light illumination unit 35. 2A to 2C show an optical lens 41a and an image sensor 43a as elements indicating the image pickup unit 40. FIG.

図2(a)に示すように、同軸照明部31は、光源31aと、ハーフミラー31bと、を含む。光源31aは、例えば、複数のLEDを含む面光源である。ハーフミラー31bは、光軸Cx上に配置される。光源31aから放射された光Lは、ハーフミラー31bにより反射され半導体素子20の方向に進む。すなわち、半導体素子20は、光軸Cxと同じ方向に伝播する光Lにより照明される。 As shown in FIG. 2A, the coaxial illumination unit 31 includes a light source 31a and a half mirror 31b. The light source 31a is a surface light source including a plurality of LEDs, for example. The half mirror 31b is disposed on the optical axis Cx. The light L 1 emitted from the light source 31 a is reflected by the half mirror 31 b and travels in the direction of the semiconductor element 20. That is, the semiconductor device 20 is illuminated by light L 1 propagating in the same direction as the optical axis Cx.

半導体素子20の表面で反射された光(反射光L)は、ハーフミラー31bを通過し、撮像素子43aの方向に伝播する。光学レンズ41aは、反射光Lを集光し、撮像素子43a上に半導体素子20の表面像を結像する。以下、図2(b)〜図3(b)において同じ。 The light reflected by the surface of the semiconductor element 20 (reflected light L R ) passes through the half mirror 31b and propagates in the direction of the imaging element 43a. Optical lens 41a is reflected light L R focused to form an image of the surface image of the semiconductor device 20 on the imaging device 43a. The same applies to FIGS. 2B to 3B.

図2(b)に示すように、斜光照明部33は、斜め上方から半導体素子20を照明する。斜光照明部33は、例えば、LEDを含み、光軸Cxと交差する方向に伝播する光Lを放射する。斜光照明部33には、例えば、指向性の高いLEDを用いることが好ましい。 As shown in FIG. 2B, the oblique illumination unit 33 illuminates the semiconductor element 20 from obliquely above. Oblique illumination unit 33 includes, for example, a LED, which emits light L 2 propagating in the direction intersecting the optical axis Cx. For the oblique illumination unit 33, for example, an LED with high directivity is preferably used.

図2(c)に示すように、拡散光照明部35は、伝播するにしたがって拡散する光(拡散光L)により半導体素子20を照明する。拡散光照明部35には、例えば、斜光照明部33のLEDよりも指向性が低いLEDを用いる。拡散光照明部35は、半導体素子20に対する拡散光Lの入射角が斜光照明部33の光Lの入射角よりも大きくなる位置に配置することが好ましい。 As shown in FIG. 2C, the diffused light illumination unit 35 illuminates the semiconductor element 20 with light that diffuses as it propagates (diffused light L 3 ). For the diffused light illumination unit 35, for example, an LED having a lower directivity than the LED of the oblique illumination unit 33 is used. Diffuse illumination unit 35 is preferably incident angle of the diffused light L 3 for the semiconductor element 20 is arranged in the larger position than the incident angle of the light L 2 of the oblique illumination unit 33.

図3(a)および図3(b)に示すように、第2照明ユニット50は、凸曲面73を有する半導体素子70(第2半導体素子)を照明する。図3(a)は、同軸照明部51を用いた照明方法を表している。図3(b)は、同軸照明部51および凸曲面照明部53を用いた照明方法を表している。第2照明ユニット50は、搬送ユニット60により光軸CxとCyとが一致する位置に配置される。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the second illumination unit 50 illuminates the semiconductor element 70 (second semiconductor element) having the convex curved surface 73. FIG. 3A shows an illumination method using the coaxial illumination unit 51. FIG. 3B shows an illumination method using the coaxial illumination unit 51 and the convex curved surface illumination unit 53. The second illumination unit 50 is arranged at a position where the optical axes Cx and Cy coincide with each other by the transport unit 60.

図3(a)に示すように、同軸照明部51は、光源51aと、ハーフミラー51bと、を含む。光源51aは、例えば、複数のLEDを含む面光源である。ハーフミラー51bは、光軸Cx上に配置される。光源51aから放射された光Lは、ハーフミラー51bにより反射され半導体素子70の方向に進む。すなわち、半導体素子70は、光軸Cxと同じ方向に伝播する光Lにより照明される。 As shown in FIG. 3A, the coaxial illumination unit 51 includes a light source 51a and a half mirror 51b. The light source 51a is a surface light source including a plurality of LEDs, for example. The half mirror 51b is disposed on the optical axis Cx. The light L 4 emitted from the light source 51 a is reflected by the half mirror 51 b and travels toward the semiconductor element 70. That is, the semiconductor element 70 is illuminated by the light L 4 that propagates in the same direction as the optical axis Cx.

図3(b)に示すように、半導体素子70は、同軸照明部51から放射される光Lおよび凸曲面照明部53から放射され、伝播方向が異なる複数の光Lにより照明される。凸曲面照明部53の光Lは、それぞれ異なる方向から凸曲面73に入射する。 As shown in FIG. 3 (b), the semiconductor element 70 is emitted from the light L 4 and the convex curved surface illumination unit 53 is emitted from the coaxial illuminating unit 51 is illuminated by a plurality of light L 5 propagation directions are different. Light L 5 of the convex curved surface illumination unit 53 is incident from different directions to the convex surface 73.

図4は、実施形態に係る外観検査装置の第2照明ユニット50を示す模式断面図である。図4に示すように、第2照明ユニット50は、同軸照明部51と凸曲面照明部53とを有し、半導体素子70を照明する。同軸照明部51は、凸曲面照明部53の上に設けられる。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the second illumination unit 50 of the appearance inspection apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 4, the second illumination unit 50 includes a coaxial illumination unit 51 and a convex curved surface illumination unit 53 and illuminates the semiconductor element 70. The coaxial illumination unit 51 is provided on the convex curved surface illumination unit 53.

凸曲面照明部53は、例えば、筐体55と、複数の光源57と、光学窓59と、を有する。筐体55は、検査ステージ10に載置される半導体素子70を覆う位置に配置される。筐体55は、曲面状の内面55aを有し、複数の光源57は、内面55aに一様に配置される。複数の光源57は、例えば、それぞれの出射光L5が検査ステージ10上の半導体素子70に向かう方向に伝播するように配置される。複数の光源57は、例えば、LEDである。筐体55の内面は、例えば、半球面であり、その中心が検査ステージ10の表面上に位置するように設けられる。そして、半導体素子70は、半球面の中心に載置される。また、筐体55の内面は、検査ステージ10の表面上に焦点が位置するように設けられた凹面であっても良い。   The convex curved surface illumination unit 53 includes, for example, a housing 55, a plurality of light sources 57, and an optical window 59. The housing 55 is disposed at a position covering the semiconductor element 70 placed on the inspection stage 10. The housing 55 has a curved inner surface 55a, and the plurality of light sources 57 are uniformly arranged on the inner surface 55a. The plurality of light sources 57 are arranged, for example, so that each emitted light L5 propagates in a direction toward the semiconductor element 70 on the inspection stage 10. The plurality of light sources 57 are, for example, LEDs. The inner surface of the housing 55 is, for example, a hemispherical surface, and is provided so that its center is located on the surface of the inspection stage 10. The semiconductor element 70 is placed at the center of the hemispherical surface. Further, the inner surface of the housing 55 may be a concave surface provided so that the focal point is located on the surface of the inspection stage 10.

光学窓59は、筐体55の外面55bから内面55aに連通する開口55cに設けられる。光学窓59は、例えば、石英ガラスである。筐体55は、例えば、ドーム状の形状を有し、光学窓59は、その頂部に設けられる。   The optical window 59 is provided in an opening 55c that communicates from the outer surface 55b of the housing 55 to the inner surface 55a. The optical window 59 is, for example, quartz glass. The housing 55 has, for example, a dome shape, and the optical window 59 is provided on the top thereof.

図4に示すように、同軸照明部51は、光学窓59の上に設けられる。そして、同軸照明部51から放射される光Lは、光学窓59を通過して半導体素子70を照明する。同軸照明部51の光Lおよび凸曲面照明部53の光Lを用いて半導体素子70を照明することにより、その凸曲面73の全面を照明することができる。 As shown in FIG. 4, the coaxial illumination unit 51 is provided on the optical window 59. The light L 4 emitted from the coaxial illumination unit 51 passes through the optical window 59 and illuminates the semiconductor element 70. By illuminating the semiconductor element 70 using the light L 4 from the coaxial illumination unit 51 and the light L 5 from the convex curve illumination unit 53, the entire surface of the convex curve 73 can be illuminated.

このように、第1照明ユニット30および第2照明ユニット50を用いることにより、フラットな表面を有する半導体素子20および凸曲面を有する半導体素子70のそれぞれに対して好適な照明を実施することが可能となり、外観検査の精度を向上させることができる。また、第1照明ユニット30および第2照明ユニット50を搬送ユニット60を用いて相互に置き換えることにより、撮像ユニット40を兼用することができる。また、外観検査装置の小型化および低価格化を実現できる。   As described above, by using the first illumination unit 30 and the second illumination unit 50, it is possible to perform suitable illumination for each of the semiconductor element 20 having a flat surface and the semiconductor element 70 having a convex curved surface. Thus, the accuracy of the appearance inspection can be improved. Further, by replacing the first illumination unit 30 and the second illumination unit 50 with each other by using the transport unit 60, the image pickup unit 40 can also be used. In addition, the appearance inspection apparatus can be reduced in size and price.

各照明部に用いられる光源は、例えば、白色LEDである。また、光波長600nm以上のLEDを用いても良い。例えば、半導体素子20および50が蛍光体を含む樹脂を有する場合、蛍光体の励起効率が低い波長帯の光を用いることが好ましい。これにより、蛍光体の発光を抑制し、検査精度を向上させることができる。   The light source used for each illumination unit is, for example, a white LED. Moreover, you may use LED with a light wavelength of 600 nm or more. For example, when the semiconductor elements 20 and 50 have a resin containing a phosphor, it is preferable to use light in a wavelength band where the excitation efficiency of the phosphor is low. Thereby, the light emission of the phosphor can be suppressed and the inspection accuracy can be improved.

次に、図1〜図5を参照して、実施形態に係る外観検査方法を説明する。図5は、実施形態に係る外観検査方法を示すフローチャートである。以下に説明する外観検査方法は、例えば、外観検査装置1の各ユニットに接続されたコンピュータ(図示しない)により実行される。   Next, an appearance inspection method according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart illustrating an appearance inspection method according to the embodiment. The appearance inspection method described below is executed by, for example, a computer (not shown) connected to each unit of the appearance inspection apparatus 1.

ステップS01:検査ステージ10に載置された半導体素子のタイプを検出する。例えば、撮像ユニット40により撮像される表面像を解析することにより検出しても良いし、コンピュータに入力されたデータに基づいて検出しても良い。   Step S01: The type of the semiconductor element placed on the inspection stage 10 is detected. For example, it may be detected by analyzing a surface image picked up by the image pickup unit 40 or may be detected based on data input to a computer.

ステップS02:半導体素子の表面が平面であるか凸曲面であるかを判定する。ステップS01で検出された半導体素子のタイプに基づいて、凸曲面の有無を判定する。半導体素子の表面が平面である場合(以下、半導体素子20の場合)は、ステップS03に進み、半導体素子が凸曲面を有する場合(以下、半導体素子70の場合)には、ステップS08に進む。   Step S02: It is determined whether the surface of the semiconductor element is a flat surface or a convex curved surface. The presence or absence of a convex curved surface is determined based on the type of semiconductor element detected in step S01. If the surface of the semiconductor element is a flat surface (hereinafter referred to as semiconductor element 20), the process proceeds to step S03. If the semiconductor element has a convex curved surface (hereinafter referred to as semiconductor element 70), the process proceeds to step S08.

ステップS03:撮像ユニット40と半導体素子20との間に第1照明ユニット30を配置する。例えば、撮像ユニット40と半導体素子20との間に第1照明ユニット30が配置されている場合は、その状態を維持する。撮像ユニット40と半導体素子20との間に第2照明ユニット50が配置されている場合は、搬送ユニット60を駆動し、第1照明ユニット30に置き換える。   Step S03: The first illumination unit 30 is disposed between the imaging unit 40 and the semiconductor element 20. For example, when the 1st illumination unit 30 is arrange | positioned between the imaging unit 40 and the semiconductor element 20, the state is maintained. When the second illumination unit 50 is disposed between the imaging unit 40 and the semiconductor element 20, the transport unit 60 is driven and replaced with the first illumination unit 30.

ステップS04:同軸照明部31により半導体素子20を照明し、撮像ユニット40を用いて半導体素子20の表面像を取得する。撮像ユニット40の光軸Cxに沿った方向に伝播する光Lにより半導体素子20を照明し、その表面を撮像する。 Step S04: The semiconductor element 20 is illuminated by the coaxial illumination unit 31, and a surface image of the semiconductor element 20 is acquired using the imaging unit 40. Illuminating the semiconductor element 20 by the light L 1 propagating in the direction along the optical axis Cx of the imaging unit 40 captures the surface.

ステップS05:斜光照明部33により半導体素子20を照明し、撮像ユニット40を用いて半導体素子20の表面像を取得する。光軸Cxに交差する方向に伝播する光Lにより半導体素子20を照明し、その表面を撮像する。また、同軸照明部31の光Lおよび斜光照明部33の光Lの両方を用いて半導体素子20を照明しても良い。 Step S05: The semiconductor element 20 is illuminated by the oblique illumination unit 33, and a surface image of the semiconductor element 20 is acquired using the imaging unit 40. The light L 2 propagating in the direction crossing the optical axis Cx illuminates the semiconductor device 20, for imaging the surface. Further, the semiconductor element 20 may be illuminated using both the light L 1 from the coaxial illumination unit 31 and the light L 2 from the oblique illumination unit 33.

ステップS06:拡散光照明部35により半導体素子20を照明し、撮像ユニット40を用いて半導体素子20の表面像を取得する。拡散光照明部35から放射される拡散光L(拡散光)により半導体素子20を照明し、半導体素子20の表面を撮像する。また、同軸照明部31の光Lおよび拡散光Lの両方を用いて半導体素子20を照明しても良い。 Step S06: The semiconductor element 20 is illuminated by the diffused light illumination unit 35, and a surface image of the semiconductor element 20 is acquired using the imaging unit 40. The semiconductor element 20 is illuminated with the diffused light L 3 (diffused light) emitted from the diffused light illumination unit 35, and the surface of the semiconductor element 20 is imaged. In addition, the semiconductor element 20 may be illuminated using both the light L 1 and the diffused light L 3 from the coaxial illumination unit 31.

ステップS07:ステップS04〜06で取得した表面像を解析し、半導体素子20の良否判定を行う。例えば、表面像の輝度分布を数値化し、コントラストが所定の値を超える部分を欠陥と判定する。そして、欠陥を有しない半導体素子20を良品と判定する。   Step S07: The surface image acquired in Steps S04 to 06 is analyzed, and the quality of the semiconductor element 20 is determined. For example, the luminance distribution of the surface image is digitized, and a portion where the contrast exceeds a predetermined value is determined as a defect. And the semiconductor element 20 which does not have a defect is determined to be a non-defective product.

ステップS08:ステップS02において、半導体素子が凸曲面73を有すると判定された場合には、撮像ユニット40と半導体素子70との間に第2照明ユニット50を配置する。   Step S08: If it is determined in step S02 that the semiconductor element has the convex curved surface 73, the second illumination unit 50 is disposed between the imaging unit 40 and the semiconductor element 70.

ステップS09:同軸照明部51により半導体素子70を照明し、撮像ユニット40を用いて半導体素子70の表面像を取得する。撮像ユニット40の光軸Cxに沿った方向に伝播する光Lにより半導体素子70を照明し、その表面を撮像する。 Step S09: The semiconductor element 70 is illuminated by the coaxial illumination unit 51, and a surface image of the semiconductor element 70 is acquired using the imaging unit 40. Illuminating the semiconductor element 70 by the light L 4 which propagates in a direction along the optical axis Cx of the imaging unit 40 captures the surface.

ステップS10:同軸照明部51および凸曲面照明部53により半導体素子70を照明し、撮像ユニット40を用いて半導体素子70の表面像を取得する。これにより、凸曲面73の全体を異なる方向から照明した表面像を取得することができる。   Step S <b> 10: The semiconductor element 70 is illuminated by the coaxial illumination unit 51 and the convex curved surface illumination unit 53, and a surface image of the semiconductor element 70 is acquired using the imaging unit 40. Thereby, the surface image which illuminated the whole convex curve 73 from the different direction is acquirable.

続いて、ステップS07へ進み、半導体素子70の良否判定を行う。本実施形態では、異なる照明方法により取得した半導体素子の表面像に基づいて欠陥の有無を判定することにより、その精度を向上させることができる。なお、上記の外観検査方法は例示であり、これに限定される訳ではない。例えば、第1照明ユニット30を用いた検査において、斜光照明部33と拡散光照明部35とを組み合わせても良い。また、第2照明ユニット50を用いた検査において、凸曲面照明部53だけで照明した表面像を取得しても良い。   Then, it progresses to step S07 and the quality determination of the semiconductor element 70 is performed. In this embodiment, the accuracy can be improved by determining the presence or absence of a defect based on the surface image of the semiconductor element acquired by a different illumination method. The appearance inspection method described above is an example, and the present invention is not limited to this. For example, in the inspection using the first illumination unit 30, the oblique illumination unit 33 and the diffuse illumination unit 35 may be combined. Further, in the inspection using the second illumination unit 50, a surface image illuminated only by the convex curved surface illumination unit 53 may be acquired.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1・・・外観検査装置、 10・・・検査ステージ、 20、70・・・半導体素子、 30・・・第1照明ユニット、 31、51・・・同軸照明部、 31a、51a、57・・・光源、 31b、51b・・・ハーフミラー、 33・・・斜光照明部、 35・・・拡散光照明部、 40・・・撮像ユニット、 41・・・結像部、 41a・・・光学レンズ、 43・・・撮像部、 43a・・・撮像素子、 50・・・第2照明ユニット、 53・・・凸曲面照明部、 55・・・筐体、 55a・・・内面、 55b・・・外面、 55c・・・開口、 59・・・光学窓、 60・・・搬送ユニット、 73・・・凸曲面、 Cx、Cy・・・光軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Appearance inspection apparatus, 10 ... Inspection stage, 20, 70 ... Semiconductor element, 30 ... 1st illumination unit, 31, 51 ... Coaxial illumination part, 31a, 51a, 57 ... -Light source, 31b, 51b ... Half mirror, 33 ... Oblique illumination part, 35 ... Diffuse light illumination part, 40 ... Imaging unit, 41 ... Imaging part, 41a ... Optical lens 43 ... Imaging unit, 43a ... Imaging element, 50 ... Second illumination unit, 53 ... Convex-curve illumination unit, 55 ... Housing, 55a ... Inner surface, 55b ... Outer surface, 55c ... opening, 59 ... optical window, 60 ... conveying unit, 73 ... convex curved surface, Cx, Cy ... optical axis

Claims (7)

平坦な表面を有する第1半導体素子を照明するための第1ユニットと、
前記第1ユニットと置き換え可能に設けられ、凸曲面を有する第2半導体素子を照明するための第2ユニットと、
前記第1半導体素子および前記第2半導体素子の表面を撮像する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットと前記第1半導体素子との間に前記第1ユニットを配置し、前記撮像ユニットと前記第2半導体素子との間に前記第2ユニットを配置する搬送ユニットと、
を備えた外観検査装置。
A first unit for illuminating a first semiconductor element having a flat surface;
A second unit for illuminating a second semiconductor element having a convex curved surface, provided to be replaceable with the first unit;
An imaging unit that images surfaces of the first semiconductor element and the second semiconductor element;
A transport unit that arranges the first unit between the imaging unit and the first semiconductor element, and arranges the second unit between the imaging unit and the second semiconductor element;
Appearance inspection device with
前記第1ユニットは、前記撮像ユニットの光軸に沿った方向に伝播する光により前記第1半導体素子を照明する同軸照明部と、前記光軸に交差する方向に伝播する光により前記第1半導体素子を照明する斜光照明部と、を含む請求項1記載の外観検査装置。   The first unit includes a coaxial illumination unit that illuminates the first semiconductor element by light propagating in a direction along the optical axis of the imaging unit, and the first semiconductor by light propagating in a direction intersecting the optical axis. The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising an oblique illumination unit that illuminates the element. 前記第1ユニットは、伝播するにしたがって拡散する光により前記第1半導体素子を照明する拡散照明部をさらに含む請求項2記載の外観検査装置。   The visual inspection apparatus according to claim 2, wherein the first unit further includes a diffuse illumination unit that illuminates the first semiconductor element with light that diffuses as it propagates. 前記第2ユニットは、前記撮像ユニットの光軸に沿った方向に伝播する光により前記第2半導体素子を照明する同軸照明部と、それぞれが異なる方向から前記第2半導体素子の前記凸曲面を照明するように配置された複数の光源を含む凸曲面照明部と、を有する請求項1〜3のいずれか1つに記載の外観検査装置。   The second unit illuminates the convex curved surface of the second semiconductor element from different directions with a coaxial illumination unit that illuminates the second semiconductor element with light propagating in a direction along the optical axis of the imaging unit. The appearance inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a convex curved surface illumination unit including a plurality of light sources arranged so as to perform. 前記凸曲面照明部は、曲面状の内面を有する筐体と、前記内面に取り付けられた前記複数の光源と、を有する請求項4記載の外観検査装置。   The appearance inspection apparatus according to claim 4, wherein the convex curved illumination unit includes a housing having a curved inner surface and the plurality of light sources attached to the inner surface. 撮像ユニットと、
前記撮像ユニットの光軸上に配置された照明ユニットであって、
前記光軸に沿った方向に伝播する光を放射する第1照明部と、
前記光軸上に配置された光学窓と、前記光学窓が設けられた筐体と、前記筐体の内面に配置された複数の光源と、を有する第2照明部と、
を備え、
前記第1照明部から放射される前記光は、前記光学窓を通過して半導体素子を照明し、
前記複数の光源は、前記半導体素子に向かって光を放射するように配置された外観検査装置。
An imaging unit;
An illumination unit disposed on the optical axis of the imaging unit,
A first illumination unit that emits light propagating in a direction along the optical axis;
A second illumination unit comprising: an optical window disposed on the optical axis; a housing provided with the optical window; and a plurality of light sources disposed on an inner surface of the housing;
With
The light emitted from the first illumination unit illuminates the semiconductor element through the optical window,
The visual inspection apparatus in which the plurality of light sources are arranged to emit light toward the semiconductor element.
撮像ユニットと半導体素子との間に、前記半導体素子の平坦な表面を照明するための第1ユニット、または、前記半導体素子の凸曲面を照明するための第2ユニットを配置するステップと、
前記撮像ユニットの光軸に沿った方向に伝播する光により前記半導体素子を照明し、前記半導体素子を撮像するステップと、
前記光軸に交差する方向に伝播する光により前記平坦な表面を照明するか、または、前記凸曲面を複数の異なる方向から照明し、前記半導体素子を撮像するステップと、
を備えた外観検査方法。
Disposing a first unit for illuminating a flat surface of the semiconductor element or a second unit for illuminating a convex curved surface of the semiconductor element between the imaging unit and the semiconductor element;
Illuminating the semiconductor element with light propagating in a direction along the optical axis of the imaging unit, and imaging the semiconductor element;
Illuminating the flat surface with light propagating in a direction intersecting the optical axis, or illuminating the convex curved surface from a plurality of different directions to image the semiconductor element;
Appearance inspection method with
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