リードフレーム外観検査：1回のスキャンで5枚の画像、反射の中からキズと打痕を見分ける

リードフレームはICパッケージの骨格です。表面のキズ、打痕、メッキ欠け、異物は、ワイヤボンディングやパッケージの歩留まりに直結します。しかし金属は反射が強くエッチングのテクスチャも多いため、通常のカメラで1枚撮るだけでは、欠陥が写らないか、画面中が誤判定になるかのどちらかです。

辰祥は2社のパッケージ材料メーカーでリードフレームや金属基板の外観検査を評価してきました。検証を通じてたどり着いた方法とデータを紹介します。

1回のスキャンで5〜6種類の照明画像

8Kまたは4Kのモノクロラインスキャンカメラを電動ステージで連続移動させ、スキャン中に照明条件を順次切り替えることで、同じ位置を異なる光で撮った画像を一度に5〜6枚取得します。キズはある照明で、打痕や凹みは別の照明で最もはっきり写るため、最後に総合的に判定します。

検証結果

• 水シミ、キズ、異物、残留接着剤、擦れ、打痕、変形、V溝異物、メッキ欠けを検出
• 多照明合成により、キズ・打痕・擦れの誤判定が明らかに減少。特定の照明でのみ現れる凹みもあり
• 8Kカメラ・解像度10 μm：検出能力は約0.03〜0.05 mm（3〜5画素）
• 4Kカメラ・解像度21 μm：約0.06〜0.15 mm、0.1 mm規格の製品に適合
• メッキ欠けなど色系の欠陥も、光量を適切に抑えればモノクロカメラで検出可能

タクトの見積もり

70 × 105 mmのリードフレームの場合、4Kラインスキャンで約6,300ライン、スキャン時間は約1秒、5項目の欠陥演算は約0.7〜1秒です。2,500万画素・解像度20 μmのエリアカメラで2か所×2照明のストップ＆ゴー撮像にすると、合計約1.3秒です。ラインスキャンかエリアかは、製品サイズ、必要解像度、ラインタクトで決まります。

導入のポイント

テクスチャ部と機能部の輝度が近い場合は、領域ごとに検査条件を設定し、非検査領域を定義することで誤判定を防ぎます。まず欠陥の種類ごとに3〜5枚のサンプルをお送りいただければ、無料評価で解像度と照明の組み合わせを確定してから装置設計に進めます。