JP2679290B2 - リードフレーム位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リードフレームを用いた半導体の組み立て
工程において使用されるリードフレーム搬送装置に関
し、特にリードフレームの搬送経路の所定の位置に光源
と複数の画素を備えた受光素子を、所定の間隔で穴が設
けられたリードフレームの一部が該光源と受光素子の間
を通過すべく相対して配置し、その受光素子が検出する
リードフレームの穴を貫通する光束によりリードフレー
ムの位置を検出する位置検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は、例えば特公昭55−7944号公報に示された従
来のリードフレーム搬送装置の一部破断斜視図であり、
同図において、１はリードフレーム送り台、2a,2bはガ
イドレール、3a,3b,4a,4bは搬送アーム、５は搬送アー
ムの前後移動用カム、６は搬送アームの上下移動用カ
ム、７はカム駆動用モータ、8,9は移動軸、10,11,12は
前後移動用カム５の連結機構、13,14は上下移動用カム
６の連結機構、15a,15b,16a,16bはリードフレーム送り
爪である。

次に、第９図の従来のリードフレーム搬送装置の動作
について説明する。カム駆動用モータ７を回転させる
と、該モータの回転に同期して搬送用アームの前後移動
用カム５と上下移動用カム６が回転する。この前後移動
用カム５が回転すると、該カムに関連した連結機構10,1
1,12が動作して移動軸8,9が前後に往復運動を行う。同
様に、上下移動用カム６が回転すると、該カムに関連し
た連結機構13,14が動作して移動軸8,9が上下に往復運動
を行う。搬送アーム3a,4aは移動軸８に、搬送アーム3b,
4bは移動軸９に取り付けられているため、該搬送アーム
は移動用カム5,6の回転に連動して、前後方向と上下方
向に運動する。搬送アーム3a,3b,4a,4bの先端に取り付
けられたリードフレームの送り爪15a,15b,16a,16bの動
きと移動用カム5,6の回転角との関係が第10図に示すよ
うなパターンとなるように２個の移動用カム5,6を設定
すれば、同図においてＡで示す区間において、リードフ
レームに予め設けられている送り穴に挿入された送り爪
によつてリードフレームを所定の方向に１ピツチだけ送
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のリードフレーム搬送装置は以上のように構成さ
れているので、フレーム幅や送り穴のピツチや形状が異
なる多品種のリードフレームを作業対象とする場合に
は、品種が変更される度にガイドレールの幅調整だけで
なく、送り爪の位置や形状，および送り爪を駆動するカ
ムなども変更する必要があつた。このため、従来のリー
ドフレーム搬送装置は、リードフレームの品種変更にお
ける段取り換えに多大な労力を要するうえ、リードフレ
ームの位置決めがカム機構によるオープン制御であるた
めに、リードフレームの送り精度が悪いなどの問題点が
あつた。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、リードフレームの品種変更に対して短時間
に、かつ容易に対応でき、しかも高精度にリードフレー
ムを搬送できるリードフレーム搬送装置における位置検
出装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るリードフレーム位置検出装置は、リード
フレームの搬送経路の所定の位置に光源と複数の画素を
備えた受光素子を、所定の間隔で穴が設けられたリード
フレームの一部が該光源と該受光素子の間を通過するよ
うに相対して配置して成る受光部と、前記リードフレー
ムの位置検出に用いる穴を貫通した光束の幅よりも広
く、かつ任意の隣接した２個の穴を貫通した光束の間隔
よりも狭い検出幅をもつ位置検出用ウインド回路と、該
位置検出用ウインド回路のウインド開始位置近傍に設定
され、かつリードフレームの任意の穴を貫通する光束の
幅に比べて十分狭い検出幅をもつ穴数計数用ウインド回
路と、該穴数計数用ウインド回路を通過する光束の数を
計数する穴数計数回路と、該穴数計数回路の出力が予め
設定されたリードフレームの位置検出に用いる穴に相当
する場合にのみ前記位置検出用ウインド回路を通過する
光束の位置の検出する光束位置検出回路を備えたもので
ある。

〔作 用〕

本発明においては、複数の画素をもつた受光素子が、
リードフレームに設けられた穴を通過する光束を検出す
ることにより、穴数計数用ウインド回路と穴数計数回路
は、位置検出用ウインドの開始位置近傍に設けられた穴
数計数用ウインドを通過する光束の数を計数し、位置検
出用ウインド回路と光束位置検出回路は、穴数計数回路
の出力が所定の値になつたときに位置検出用ウインドを
通過する光束の位置を検出することになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるリードフレーム搬送
装置の位置検出部の概略図である。図において、21は光
源となるLEDアレイユニツト、22は受光素子となる複数
の画素をもつたリニアイメージセンサ、23はこのイメー
ジセンサ22の回路基板、24は搬送方向に沿つて所定の間
隔で設けられた穴25を有するリードフレームである。

ここで、LEDアレイユニツト21とリニアイメージセン
サ22は、リードフレーム24の穴部分が間を通過するよう
に図示しない固定部材によつて、リードフレーム24の搬
送経路の所定の位置に相対して固定されている。そし
て、リードフレーム24に設けられた各々の穴部25がLED
アレイユニツト21とリニアイメージセンサ22の間にある
と、このイメージセンサ22の駆動回路（図示せず）から
第２図（ａ）に示すような出力が得られる。同図（ａ）
において記号Ｈで示した部分がリードフレーム24の穴25
を貫通した光束の部分である。従つて、該出力波形から
同図（ｂ）の記号Ｐで示すイメージセンサの出力の最小
値をとるイメージセンサ22の画素アドレスからリードフ
レーム24の位置を検出することができる。また、第２図
（ｃ）に示すように、イメージセンサ22の出力電圧と同
図中の記号Ｖで示す基準電圧との交点の画素アドレスＸ
またはＹからリードフレーム24の位置を検出することも
できる。

なお、この実施例では、光源にLEDアレイユニツト21
を、受光素子にリニアイメージセンサ22を用いたが、本
発明は、光源や受光素子の種類を特に限定するものでは
ない。

第３図は上記実施例のリードフレーム位置検出装置の
構成を示すブロツク図であり、図において、31は基準ク
ロツク信号発生回路、32は第１図に示すリニアイメージ
センサ22を駆動するための信号発生回路、33は画素アド
レス発生用カウンタ回路、34は波形整形回路である。35
は後述する位置検出用ウインド回路のウインド開始位置
近傍に設定され、かつ前記リードフレーム24の任意の穴
25を貫通する光束の幅に比べて十分狭い検出幅をもつ穴
数計数用ウインド回路、36はこの穴数計数用ウインド回
路35を通過する光束の数を計数する穴数計数回路、37は
リードフレーム24の位置検出に用いる穴25を貫通する光
束の幅よりも広く、任意の隣接した２個の穴25を貫通し
た光束の間隔よりも狭い検出幅をもつ位置検出用ウイン
ド回路、38は穴数計数回路36の出力が予め設定されたリ
ードフレーム24の位置検出に用いる穴25に相当するとき
にのみ位置検出用ウインド回路37を通過する光束の位置
を検出する光束位置検出回路である。

ただし、基準クロツク信号発生回路31は各回路の動作
の基準となるクロツク信号を発生するが、リニアイメー
ジセンサ駆動用信号発生回路32では該クロツク信号に同
期したリニアイメージセンサ22の駆動に必要な各種信号
を発生する。また、リニアイメージセンサ22の出力は、
第４図に示すように、波形整形回路34によつて所定の基
準電圧と比較されて矩形波信号に整形される。第４図に
おいて記号ａで示されるのはリニアイメージセンサ22の
出力波形で、記号ｂで示されるのは波形整形回路34の出
力波形である。画素アドレス発生用カウンタ回路33は、
リニアイメージセンサ22の各画素の信号を出力端子へ転
送するためにリニアニメージセンサ駆動用信号発生回路
32が発生する信号をもとに、リニアイメージセンサ22の
出力端子に出力されている信号がどの位置にある画素の
ものであるかを示す画素アドレスをカウンタ回路を用い
て発生する。

ここで、穴数計数用ウインド回路35,穴数計数回路36,
位置検出用ウインド回路37,光束位置検出回路38の各回
路は、リニアイメージセンサ22の画素アドレス空間のあ
る特定の領域を通過する光束の数とある特定の光束の位
置を検出する回路であるが、これらの回路の動作を説明
するために35〜38の回路のさらに詳細な構成を表わした
ブロツク図を第５図に示す。

第５図において、40,41,42は穴数計数用ウインド回路
35を構成する穴数計数用ウインドコンパレータ回路と立
ち上がりエツジ検出回路および立ち下がりエツジ検出回
路、43,44,45は穴数計数回路36を構成するプリセツト回
路と穴数計数用カウンタ回路および位置検出穴同定回
路、46,47,48は位置検出用ウインド回路37を構成する位
置検出用ウインドコンパレータ回路と立ち上がりエツジ
検出回路および立ち下がりエツジ検出回路、49,50,51は
光束位置検出回路38を構成する第１の光束位置ラツチ回
路と第２の光束位置ラツチ回路および光束位置演算回路
である。

次に、第６図のタイムチヤートを用いて穴数計数用ウ
インド回路35と穴数計数回路36内部の諸回路の動作を説
明する。なお、第６図（イ）〜（ヘ）に示したタイムチ
ヤートの縦軸のb,d〜ｇは第５図のブロツク図中に同記
号で示した部分の信号出力を表わしており、横軸は時間
軸であるが、リニアイメージセンサ22の各画素信号の出
力は時分割で逐次行なわれるため、横軸はリニアイメー
ジセンサ22の画素アドレス空間でもある。同図中の記号
W₁,W₂で示すのは各々画素アドレス空間の特定の領域に
設けた穴数検出用のウインドと位置検出用のウインドを
表わしており、ウインドW₁はウインドW₂の開始位置に任
意の光束の幅に比べて十分狭いウイインド幅で設定され
ており、ウインドW₂は位置検出に用いる光束の幅よりも
広く任意の隣接した２個の光束の間隔よりも狭いウイン
ド幅で設定されている。

第６図において、同図（イ）に示す状態では、リニア
イメージセンサ22のセンサ領域に２個の光束があるが、
いずれもウインドW₁およびウインドW₂の領域外にある。
穴数検出用ウインドコンパレータ40は、画素アドレスの
値がウインドW₁の領域内にあるときのみ立ち上がりエツ
ジ検出回路41および立ち下がりエツジ検出回路42を動作
可能にせしめる信号を出力するため、第６図（イ）の状
態では信号d,eにエツジ検出パルスは現れない。同状態
において信号ｆに示すｍは穴数計数用カウンタ回路44の
内部にあるカウンタの値を表わしている。リードフレー
ム24が移動して第６図（ロ）に示すように、光束の一部
がウインドW₁の領域内に達すると、同領域内においては
立ち上がりエツジ検出回路41が動作するため信号ｄに検
出パルスが発生し、該検出パルスによつて穴数計数用カ
ウンタ回路44の内部にある穴数計数用カウンタの値が
（ｍ＋１）に増加する。この穴数計数用カウンタ回路44
では、立ち下がりエツジ検出回路42の検出パルスを受信
した直後の立ち上がりエツジ検出回路41の検出パルスの
みによつて内部のカウンタ値を増加する。位置検出穴同
定回路45は、予めリードフレームの品種によつて設定さ
れた位置検出用の穴数と，穴数計数用カウンタ回路44が
出力する計数値が一致した場合に高レベルとなる信号ｇ
を出力するが、第６図（イ），（ロ）状態では位置検出
用の光束に相当する穴数でないため、この信号ｇは低レ
ベルとなつている。

そして、第６図（ハ）の状態にリードフレーム24が移
動した状態では、ウインド領域W₁の光束のエツジ部分が
ないため、回路状態に特に変化は生じない。第６図
（ニ）の状態にリードフレーム24が移動すると、立ち下
がりエツジ検出回路42が動作して信号ｅに検出パルスが
生じるが、前述したように、次に立ち上がりエツジ検出
回路41の検出パルスが生じるまで穴計数用カウンタ44の
出力信号ｆに変化はない。第６図（ホ）の状態にリード
フレーム24が移動した状態では、先の（ハ）の状態と同
様回路状態に変化はない。第６図（ヘ）の状態にリード
フレームが移動すると、次の光束がウインド領域W₁に到
達し、穴数計数用カウンタ回路44のカウンタ値が（ｍ＋
２）に増加される。第６図の実施例では、穴数（ｍ＋
２）が位置検出用の数と一致するため、位置検出穴同定
回路45の出力信号ｇが高レベルとなる。なお、穴数計数
回路36にあるプリセツト回路43の動作については、位置
検出用ウインド回路37と光束位置検出回路38の動作説明
後に述べる。

次に、第７図と第８図のタイムチヤートを用いて位置
検出用ウインド回路37と光束位置検出回路38内部の諸回
路の動作を説明する。なお、第６図のタイムチヤートの
場合と同様に、第７図および第８図の図中に縦軸の記号
b,g〜ｌで示す信号は第５図のブロツク図中に示した部
分の信号出力を表わしており、横軸は画素アドレス空間
に相当する時間軸である。また、第７図および第８図中
の記号W₁,W₂で示した領域は第６図の場合と同様に、穴
数検出用のウインドおよび位置検出用のウインドを示し
ている。第７図は位置検出用ウインドW₂の領域を位置検
出に用いない光束が通過する場合、即ち，前述の位置検
出穴同定回路45の出力信号ｇが低レベルの場合の各回路
の動作を示している。

第７図において（イ）に示す状態では、リニアイメー
ジセンサ22のセンサ領域に２個の光束があるが、いずれ
もウインドW₂の領域外にある。位置検出用ウインドコン
パレータ回路46は画素アドレスの値がウインドW₂の領域
内にあるときのみ立ち上がりエツジ検出回路47および立
ち下がりエツジ検出回路48を動作可能にせしめる信号を
出力するため、第７図（イ）に示す状態では信号h,iに
エツジ検出パルスは現われない。同状態において信号j,
kに示す（A₀），（B₀）は、各々第１の光束位置ラツチ
回路49と第２の光束位置ラツチ回路50の内部にある光束
の両端部の位置に相当する画素アドレスを記憶する記憶
部の初期値を表わしている。また、光束位置演算回路51
では前述の回路の出力信号j,kの平均値を計算して光束
の中心位置を算出し、出力信号ｌに出力する。第７図
（ロ）に示すように、光束がウインドW₂の領域内にある
と、立ち上がりエツジ検出回路47と立ち下がりエツジ検
出回路48が動作して信号h,iに検出パルスが生じるが、
第１の光速位置ラツチ回路49および第２の光速位置ラツ
チ回路50は、位置検出穴同定回路45の出力信号ｇが高レ
ベルのときのみ動作可能となり、信号j,k,lの値は変化
しない。さらにリードフレーム24が移動して、第７図
（ハ）の状態に達すると、前述の（イ）と同様の状態と
なり、各回路の動作に変化がなくなる。

第８図は、位置検出用ウインドW₂の領域を位置検出に
用いる光束が通過する場合の各回路の動作を示してい
る。第８図（イ）に示すように、リードフレーム24の位
置検出に用いる光束の一端がウインド領域W₁およびW₂に
達すると、位置検出穴同定回路45の出力信号ｇが高レベ
ルとなる。立ち上がりエツジ検出回路47が動作して信号
ｈに検出パルスが発生すると、信号ｇが高レベルである
ため、第１の光束位置ラツチ回路49が動作して該回路の
出力ｊは光束の一端を示す信号ｂの立ち上がりエツジ部
分に相当する画素アドレス（A₁）となり、光束位置演算
回路51の出力信号ｌの値は（A₁＋B₀）/2となる。リード
フレームが移動して第８図（ロ）状態になると、信号h,
iに生じるエツジ検出パルスによつて信号j,kの値が各々
（A₂）から（A₃）へ、（B₁）から（B₂）へと、エツジ検
出パルスが生じる直前の値から検出したエツジ部分の画
素アドレスの値へと変化し、該値の変化に伴つて信号ｌ
の値は（A₂＋B₁）/2から（A₂＋B₂）/2、さらに（A₃＋
B₂）/2へと変化する。第８図（ハ）に示す状態のよう
に、リードフレームが移動して、位置検出用の光束の一
部がウインド領域W₂を越えて領域外へ出てしまうと、信
号ｈのエツジ検出パルスは生じないため、信号ｊの値は
直前の信号ｈを生じたエツジ検出パルスによりラツチさ
れた値（A₄）のまま変化しないが、信号ｋの値は信号ｉ
に生じるエツジ検出パルスによつて、（B₃）から（B₄）
へと変化する。従つて、信号ｌの値は、（A₄＋B₃）/2か
ら（A₄＋B₄）/2へと変化する。第８図（ニ）の状態はリ
ードフレームがさらに移動して位置検出用の光束はウイ
ンドW₂の領域外に出て、次の位置検出に用いない光束が
該領域に達した状態を示している。該状態では位置検出
穴同定回路45の出力信号ｇが低レベルとなるため、信号
j,kおよびｌの値に変化は生じない。

本実施例の光束位置演算回路51の出力信号が位置検出
用の光束の正確な中心位置となるのは、第８図（ロ）の
状態のように光束が完全にウインドW₂の領域内にある場
合のみであり、同図（イ）および（ハ）に示されるよう
に光束の一部がウインドW₂の領域外にある場合には光束
位置演算回路51の出力信号は該光束の正確な中心位置と
はならない。しかしながら、一般に、ウインドW₂の幅は
位置検出用の光束の幅に比べて十分広く、リードフレー
ムの目的搬送位置はウインドW₂の両端から十分内側に設
定されるので前述の事項は問題とはならない。

また、穴数計数回路36の内部に設けたプリセツト回路
43は、リードフレームの挿入時や，リードフレーム搬送
装置の異常停止などからの再起動時などに、穴数計数用
カウンタ回路44内部のカウンタ値を所定の値に設定する
ための信号と、第１の光束位置ラツチ回路49および第２
の光束位置ラツチ回路50の光束位置を表わす値を所定の
値に設定するための信号を発生する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明のリードフレーム位置検出装置
によれば、リードフレームに設けられた穴を貫通する光
束を用いて該リードフレームの位置を検出するようにし
たので、従来のリードフレーム搬送装置で用いられてき
た各組立工程を使用する送り穴をもつたリードフレーム
を、何等の特別な加工を施すことなく、リードフレーム
の位置を検出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるリードフレーム搬送装
置の位置検出部の概略図、第２図は第１図に示すリニア
イメージセンサの出力波形図、第３図は上記実施例の位
置検出装置の構成を示すブロツク図、第４図は第３図に
おけるリニアイメージセンサと波形整形回路の出力波形
を示す図、第５図は第３図の実施例の一部をさらに詳細
に示したブロツク図、第６図，第７図，第８図は第３図
および第５図の実施例の各部動作を示すタイムチヤー
ト、第９図は従来のリードフレーム搬送装置の一例を示
す図、第10図は第９図の従来のリードフレーム搬送装置
に用いられる送り爪とカムの動作を示す図である。 21……LEDアレイユニツト（光源）、22……リニアイメ
ージセンサ（受光素子）、24……リードフレーム、25…
…リードフレームに設けられた穴、35……穴数計数用ウ
インド回路、36……穴数計数回路、37……位置検出用ウ
インド回路、38……光束位置検出回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームの搬送経路の所定の位置に
   光源と複数の画素を備えた受光素子を、所定の間隔で穴
   が設けられたリードフレームの一部が該光源と該受光素
   子の間を通過するように相対して配置して成る受光部
   と、前記リードフレームの位置検出に用いる穴を貫通し
   た光束の幅よりも広く、かつ任意の隣接した２個の穴を
   貫通した光束の間隔よりも狭い検出幅をもつ位置検出用
   ウインド回路と、該位置検出用ウインド回路のウインド
   開始位置近傍に設定され、かつリードフレームの任意の
   穴を貫通する光束の幅に比べて十分狭い検出幅をもつ穴
   数計数用ウインド回路と、該穴数計数用ウインド回路を
   通過する光束の数を計数する穴数計数回路と、該穴数計
   数回路の出力が予め設定されたリードフレームの位置検
   出に用いる穴に相当する場合にのみ前記位置検出用ウイ
   ンド回路を通過する光束の位置を検出する光束位置検出
   回路を備えたことを特徴とするリードフレーム位置検出
   装置。