特開 2024-33262 検出装置及び検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033262

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】検出装置及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20240306BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

G01R31/28 J

G01R31/26 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022136758

(22)【出願日】2022-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長沼 新

【テーマコード（参考）】

2G003

2G132

【Ｆターム（参考）】

2G003AG11

2G003AG16

2G132AE01

2G132AE04

2G132AE23

(57)【要約】

【課題】検査を行う被検査物の位置ずれを検出すること。
【解決手段】検出装置は、被検査物を供給する供給部２２と前記被検査物を検査する検査部２６との間にあるレーザセンサと、供給部２２から検査部２６に向かう搬送方向に沿って移動する前記被検査物に対して前記レーザセンサを用いて前記被検査物の状態を測定する測定部と、を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物を供給する供給部と前記被検査物を検査する検査部との間にあるレーザセンサと、
前記供給部から前記検査部に向かう搬送方向に沿って移動する前記被検査物に対して前記レーザセンサを用いて前記被検査物の状態を測定する測定部と、
を備える検出装置。

【請求項2】

前記測定部は、
前記搬送方向に沿って移動する前記被検査物に対して前記レーザセンサからレーザを照射して、所定位置に対する前記被検査物の各部の高さを測定する請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記レーザセンサは、上下方向に沿った高さよりも、幅及び奥行が広くなるように配置されている請求項１に記載の検出装置。

【請求項4】

前記レーザセンサに隣接し、前記レーザセンサから側方に照射されたレーザを前記被検査物に向けて反射するミラーを備える請求項３に記載の検出装置。

【請求項5】

前記測定部により測定された前記所定位置に対する前記被検査物の各部の位置関係が所定の条件を満たした場合、前記搬送方向への前記被検査物の移動を停止させる請求項２に記載の検出装置。

【請求項6】

被検査物を供給する供給部から前記被検査物を検査する検査部に向かう搬送方向に沿って前記被検査物を移動させ、
移動する前記被検査物に対して前記供給部と前記検査部との間に設けられたレーザセンサを用いて前記被検査物の状態を測定する、
処理をコンピュータが実行する検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検出装置及び検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電子部品の搬送装置であって、部品載置部にレーザ光を照射することで部品の有無を検出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９‐１１９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の技術においては、部品載置部に載置した電子部品の位置ずれまでは検知できない。

【0005】

本開示は、検査を行う被検査物の位置ずれを検出することを可能とする検出装置及び検出方法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】

【0006】

本開示の検出装置は、被検査物を供給する供給部と前記被検査物を検査する検査部との間にあるレーザセンサと、前記供給部から前記検査部に向かう搬送方向に沿って移動する前記被検査物に対して前記レーザセンサを用いて前記被検査物の状態を測定する測定部と、を備えている。

【0007】

本開示の検出装置によれば、被検査物の検査に際し、被検査物を搬送させながら位置ずれを検出することができる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、検査を行う被検査物の位置ずれを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の検査装置及び検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態の搬送装置の内部構成を説明する図である。

【図3】実施形態の検査部における搬送容器とプッシャとの位置関係を示す図であって、（Ａ）ＩＣデバイスの位置ずれが無い場合、（Ｂ）ＩＣデバイスの位置ずれが生じている場合、（Ｃ）位置ずれが生じているＩＣデバイスがプッシャに押圧された場合の状態を示す図である。

【図4】実施形態のセンサ部の取り付け状態を示す図である。

【図5】実施形態の解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図6】実施形態の解析装置の機能構成を示すブロック図である。

【図7】検出装置による走査画像の例である。

【図8】実施形態の検査装置において実行される検出処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の検出装置と当該検出装置が組み込まれた検査装置について説明する。検査装置は、ＩＣデバイスなどの電子部品の性能や機能を検査する装置である。検出装置は、検査装置内におけるＩＣデバイスの位置ずれを検出する機能を有している。
以下、図を用いて本開示における実施形態について説明する。

【0011】

（全体構成）
図１に示されるように、本実施形態の検査装置１０は、試験装置１１と、搬送装置１２と、制御部２０と、を含んで構成されている。試験装置１１は、被検査物であるＩＣデバイス５０（図３（Ａ）参照）の性能試験を行うための装置である。搬送装置１２は、これから検査を行うＩＣデバイス５０を後述する検査部２６に向けて搬送すると共に、検査が終了したＩＣデバイス５０を検査部２６から搬出する機能を有している。本実施形態では、検査部２６において、ＩＣデバイス５０が試験装置１１と電気的に接続可能に構成されている。

【0012】

制御部２０は、試験装置１１及び搬送装置１２をそれぞれ制御するための装置である。
また、検査装置１０の内部には、センサ部４２が設けられている。センサ部４２は検査装置１０の外部にある解析装置４０と共に検出装置１４を構成している。

【0013】

（搬送装置）
図２に本実施形態の搬送装置１２の内部構造を示す。搬送装置１２は、ＩＣデバイス５０が循環する経路として、供給部２２、ワーク挿入部２３、チャンバ２４、検査部２６、ワーク取出部２８及び回収部２９を含む。

【0014】

供給部２２は、これから検査を行うＩＣデバイス５０が待機している場所である。供給部２２においてＩＣデバイス５０は、図示しない格納容器に格納されている。

【0015】

ワーク挿入部２３は、供給部２２のＩＣデバイス５０を搬送容器３０に挿入するための場所である。供給部２２からワーク挿入部２３に向けてＩＣデバイス５０は、ピックアンドプレース装置である供給ロボット３２により搬送される。詳しくは、複数のＩＣデバイス５０が、供給部２２の格納容器から取り出され、ワーク挿入部２３に設置された搬送容器３０の各収容部３０Ａ（図３（Ａ）参照）に挿入される。

【0016】

チャンバ２４は、ＩＣデバイス５０を検査するために調温等がなされた部屋である。ワーク挿入部２３からチャンバ２４に向けてＩＣデバイス５０は、搬送容器３０に収容された状態で搬送される。

【0017】

検査部２６は、ＩＣデバイス５０を試験装置１１にセットするためにチャンバ２４内に設けられた場所である。ここで搬送容器３０の収容部３０Ａは底面側が開口しており、ＩＣデバイス５０は開口の周囲で保持されると共に、開口からＩＣデバイス５０の端子が露出している。検査部２６に搬送容器３０が到達すると、収容部３０Ａ毎に設けられたプッシャ３６（図３（Ａ）参照）が上方から降りてきて、ＩＣデバイス５０を押圧する。これにより、ＩＣデバイス５０の端子が収容部３０Ａの開口から突出し、試験装置１１側の端子に接続される。これにより、ＩＣデバイス５０は試験装置１１と電気的に接続されて性能試験が行われる。

【0018】

ところで、図３（Ｂ）に示されるように、収容部３０Ａに対してＩＣデバイス５０が斜めに収容されている場合、そのまま、プッシャ３６が下降してＩＣデバイス５０を押圧することで、図３（Ｃ）に示されるように、ＩＣデバイス５０が破損する場合がある。そのため、本実施形態では、検査部２６においてＩＣデバイス５０が破損しないように、ＩＣデバイス５０が搬送容器３０に収容されてから検査部２６に至るまでの間に位置ずれを検出するように構成されている。

【0019】

図２に示されるように、ワーク取出部２８は、チャンバ２４から搬出された搬送容器３０からＩＣデバイス５０を取り出す場所である。ワーク取出部２８は、後述する第一回収部２９Ａに対応する第一取出部２８Ａと、後述する第二回収部２９Ｂに対応する第二取出部２８Ｂと、を含む。

【0020】

回収部２９は、搬送容器３０から取り出されたＩＣデバイス５０を回収する場所である。回収部２９は、良品のＩＣデバイス５０を回収する第一回収部２９Ａと不良品のＩＣデバイス５０を回収する第二回収部２９Ｂとを含む。ワーク取出部２８から各回収部２９に向けてＩＣデバイス５０は、ピックアンドプレース装置である回収ロボット３４により搬送される。詳しくは、良品のＩＣデバイス５０は第一取出部２８Ａにある搬送容器３０から取り出され、第一回収部２９Ａに設置された格納容器に挿入される。また、不良品のＩＣデバイス５０は第二取出部２８Ｂにある搬送容器３０から取り出され、第二回収部２９Ｂに設置された格納容器に挿入される。

【0021】

なお、ＩＣデバイス５０が取り出された後の空の搬送容器３０は、ワーク取出部２８からワーク挿入部２３に移動して、再びＩＣデバイス５０が格納される。

【0022】

ところで、本実施形態では、ワーク挿入部２３とチャンバ２４との間に検出装置１４を構成する一対のセンサ部４２が設けられている。図４に示されるように、一対のセンサ部４２は搬送装置１２の天井部１２Ａに設けられた開口部１２Ｂから下方に延在するステー４２Ａによりそれぞれ固定されている。

【0023】

（検出装置）
図１に示されるように、検出装置１４は、解析装置４０とセンサ部４２とを含む。
図４に示されるように、一対のセンサ部４２は、それぞれ、ステー４２Ａにより搬送装置１２の天井部１２Ａに対して固定されている。各センサ部４２は、レーザセンサ４４と、ミラー４６と、を含む。レーザセンサ４４は、ワーク挿入部２３からチャンバ２４に向けて搬送される搬送容器３０をスキャニングするセンサである。レーザセンサ４４は、レーザを照射する照射部４４Ａと、搬送容器３０から反射されたレーザを受光する受光部４４Ｂとを有している。本実施形態のレーザセンサ４４は、直方体を呈しており、本体の側方に照射部４４Ａ及び受光部４４Ｂが向くように、横倒しの状態で設置されている。

【0024】

ここで、照射部４４Ａ及び受光部４４Ｂが搬送装置１２の下方側に向くようにレーザセンサ４４を設置すると、図４のようなレーザセンサ４４が横倒しの状態で設置されている場合に比べて、搬送装置１２の天井部１２Ａからの張り出し量が大きくなる。そのため、供給ロボット３２がレーザセンサ４４に干渉する可能性が生じる。これに対して、本実施形態のようにレーザセンサ４４を横倒しの状態に設置することで、供給ロボット３２との干渉を回避することができる。

【0025】

一方、レーザセンサ４４を横倒しの状態に設置することで、搬送容器３０に対して直接レーザを照射することができない。そのため、本実施形態では、照射部４４Ａ及び受光部４４Ｂと対向する側方側の位置にミラー４６が設けられている。このミラー４６は、ワーク挿入部２３及びチャンバ２４の床面に対して４５度の角度となるようにステー４２Ａに対して固定されている。

【0026】

図５に示されるように、本実施形態の解析装置４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｃ、ストレージ４０Ｄ及び入出力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４０Ｅを含んで構成されている。ＣＰＵ４０Ａ、ＲＯＭ４０Ｂ、ＲＡＭ４０Ｃ、ストレージ４０Ｄ及び入出力Ｉ／Ｆ４０Ｅは、内部バス４０Ｇを介して相互に通信可能に接続されている。

【0027】

プロセッサであるＣＰＵ４０Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ４０Ａは、ＲＯＭ４０Ｂ及びストレージ４０Ｄからプログラムを読み出し、ＲＡＭ４０Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。

【0028】

ＲＯＭ４０Ｂは、各種プログラム及び各種データを記憶している。
ＲＡＭ４０Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。

【0029】

ストレージ４０Ｄは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成されている。本実施形態のストレージ４０Ｄには、測定プログラム１００が格納されている。測定プログラム１００は搬送容器３０の各収容部３０Ａに収容されたＩＣデバイス５０の位置ずれを測定するためのプログラムである。なお、測定プログラム１００は、ストレージ４０Ｄではなく、ＲＯＭ４０Ｂに格納されていてもよい。

【0030】

入出力Ｉ／Ｆ４０Ｅは、外部の装置と接続するためのインタフェースである。入出力Ｉ／Ｆ４０Ｅは、レーザセンサ４４、及び検査装置１０の制御部２０に対して接続されている。

【0031】

図６に示されるように、本実施形態の解析装置４０では、ＣＰＵ４０Ａが、測定プログラム１００を実行することで、測定部２００、判定部２１０及び指示部２２０として機能する。

【0032】

測定部２００は、レーザセンサ４４によるスキャニングの結果から搬送容器３０に格納されているＩＣデバイス５０の状態を測定する機能を有している。特に、本実施形態の測定部２００は、スキャニングした搬送容器３０の走査画像において、基準高さに対する高さを色別に表示する。例えば、図７に示されるように、基準高さを青色で表現し、基準高さよりも高くなる場所を赤で表現することで、収容部３０ＡにおけるＩＣデバイス５０の状態である高さを測定することができる。ここで、「基準高さ」は「所定位置」の一例である。

【0033】

判定部２１０は、測定部２００の測定結果を基に、搬送容器３０に格納されているＩＣデバイス５０に位置ずれが生じているか否かの判定を行う。具体的に、判定部２１０は、ＩＣデバイス５０が基準高さ付近に位置している場合は、当該ＩＣデバイス５０に位置ずれは発生していないと判定する。一方、判定部２１０は、ＩＣデバイス５０が基準高さ付近に位置していない場合は、当該ＩＣデバイス５０に位置ずれが発生していると判定する。ここで、ＩＣデバイス５０が基準高さ付近に位置していない場合には、ＩＣデバイス５０が収容部３０Ａに納まりきらずに浮いている場合、収容部３０Ａに対して傾いて収容されている場合が例示される。

【0034】

指示部２２０は、判定部２１０がＩＣデバイス５０に位置ずれが生じていると判定した場合、搬送容器３０の搬送を停止する機能を有している。具体的に、指示部２２０は、判定部２１０がＩＣデバイス５０に位置ずれが生じていると判定した場合に、検査装置１０が備える制御部２０に対して、停止コマンドを送信する。停止コマンドを受信した制御部２０は、搬送装置１２の動作を停止させる。なお、搬送容器３０の搬送を停止する事に加えて、プッシャ３６の動作を停止させてもよい。

【0035】

（制御の流れ）
本実施形態の検出装置１４で実行される検出方法である検出処理の流れについて、図８のフローチャートを用いて説明する。検出処理は、解析装置４０のＣＰＵ４０Ａが、上述の測定部２００、判定部２１０及び指示部２２０として機能することにより実行される。

【0036】

図８のステップＳ１００において、ＣＰＵ４０Ａは搬送容器３０をスキャニングする。具体的に、レーザセンサ４４は搬送装置１２の幅方向（図４の矢印Ｗ参照）に沿って走査をしており、搬送容器３０が搬送方向（図８の矢印Ｔ参照）に沿って搬送されることにより、ＣＰＵ４０Ａは図７に示すような走査画像を生成する。

【0037】

ステップＳ１０１において、ＣＰＵ４０Ａは走査画像におけるＩＣデバイス５０の高さを測定する。すなわち、走査画像の色からＩＣデバイス５０の各部の基準高さに対する高さを測定する。

【0038】

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ４０ＡはＩＣデバイス５０に位置ずれが生じているか否かを判定する。ＣＰＵ４０ＡはＩＣデバイス５０に位置ずれが生じていると判定した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０３に進む。一方、ＣＰＵ４０ＡはＩＣデバイス５０に位置ずれが生じていないと判定した場合（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、ステップＳ１００に戻る。

【0039】

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ４０Ａは搬送装置１２の制御部２０に向けて停止コマンドを送信する。これにより、搬送容器３０の搬送が停止される。そして、ＣＰＵ４０Ａは検出処理を終了する。

【0040】

（実施形態のまとめ）
本実施形態の検出装置１４は、被検査物であるＩＣデバイス５０を供給する供給部２２と検査部２６との間、詳しくはワーク挿入部２３とチャンバ２４との間にあるレーザセンサ４４と、供給部２２からチャンバ２４に向かう搬送方向Ｔに沿って移動するＩＣデバイス５０に対してレーザセンサ４４を用いてＩＣデバイス５０の状態を測定する測定部２００と、を備えている。

【0041】

本実施形態の検出装置１４によれば、ＩＣデバイス５０の検査に際し、当該ＩＣデバイス５０を搬送させながら位置ずれを検出することができる。

【0042】

特に、本実施形態の測定部２００は、搬送方向Ｔに沿って移動するＩＣデバイス５０に対してレーザセンサ４４からレーザを照射して、基準高さに対するＩＣデバイス５０の各部の高さを測定する。

【0043】

そのため、本実施形態によれば、ＩＣデバイス５０が収容部３０Ａに収容しきれておらず浮いた状態である場合、ＩＣデバイス５０が収容部３０Ａに対して斜めに収容された状態である場合など、収容部３０ＡにおけるＩＣデバイス５０の状態を把握することができる。

【0044】

本実施形態の検査装置１０（搬送装置１２）の内部において、レーザセンサ４４は、上下方向に沿った高さよりも、幅及び奥行が広くなるように配置されている。特に本実施形態の検出装置１４は、既存の装置として存在している検査装置１０に対して後付けで設置可能に構成されている。搬送装置１２の内部は、レーザセンサ４４を設置するためのスペースが確保されにくい。そのため、本実施形態のように、レーザセンサ４４を横倒しで配置することで、供給ロボット３２との干渉を回避することができる。

【0045】

また、本実施形態は、レーザセンサ４４に隣接し、レーザセンサ４４から側方に照射されたレーザを反射してＩＣデバイス５０に向かわせるためのミラー４６を備えている。本実施形態によれば、ミラー４６を設けることにより、レーザセンサ４４を横倒しにしてもレーザを下向きに照射することができる。

【0046】

さらに、本実施形態では測定部２００により測定された基準高さに対するＩＣデバイス５０の各部の位置関係が所定の条件を満たした場合、搬送方向ＷへのＩＣデバイス５０の移動を停止させる。ここで、所定の条件とは、ＩＣデバイス５０の位置ずれが生じている場合であって、ＩＣデバイス５０が収容部３０Ａに収容しきれておらず浮いた状態である場合、ＩＣデバイス５０が収容部３０Ａに対して斜めに収容された状態である場合などが例示される。本実施形態によれば、ＩＣデバイス５０の位置ずれが生じた状態で検査部２６に搬送されることを防ぎ、検査部２６においてＩＣデバイス５０が破損することを防ぐことができる。

【0047】

上述のように本実施形態の検出装置１４は、既存の装置として存在している検査装置１０に対して後付けで設置可能に構成されている。検査装置１０の製造元によるハードウェア及びソフトウェアの改造は困難な場合がある。しかし、本実施形態によれば、既存の装置の機能は保持したまま、検出装置１４を後付けすることができる。そして、ＩＣデバイス５０の位置ずれを検出して搬送装置１２を停止させることで、ＩＣデバイス５０の破壊を抑制することができる。

【0048】

［備考］
なお、上記実施形態では、ワーク挿入部２３とチャンバ２４との境界部に、検出装置１４のセンサ部４２を設けたがこの限りではなく、供給部２２から検査部２６に至る経路上であれば、センサ部４２の設置場所は限定されない。センサ部４２を設置する搬送装置１２の構造に応じて設置場所を決めることができる。また、供給部２２から検査部２６に至る経路上で搬送容器３０を照射できれば、センサ部４２は搬送装置１２の外部に設置してもよい。

【0049】

上記実施形態でＣＰＵ４０Ａがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した各種処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、上述した各処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

【0050】

また、上記実施形態において、各プログラムはコンピュータが読み取り可能な非一時的記録媒体に予め記憶（インストール）されている態様で説明した。例えば、解析装置４０における測定プログラム１００はストレージ４０Ｄに予め記憶されている。しかしこれに限らず、各プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の非一時的記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【0051】

上記実施形態で説明した処理の流れは、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

【符号の説明】

【0052】

１４ 検出装置
２２ 供給部
２６ 検査部
４４ レーザセンサ
４６ ミラー
５０ ＩＣデバイス（被検査物）
２００ 測定部
Ｗ 搬送方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】