JP2890577B2 - リード形状検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術［第３図］ D.発明が解決しようとする問題点［第４図、第５図］ E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例［第１図、第２図］ H.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明はリード形状検査装置、特に被検査ICと光学式
センサを相対的に移動させて光学式センサから出射され
た検査用光線で被検査ICのリード列を走査しその光を光
学式センサにより受光することにより被検査ICのリード
形状を検査するリード形状検査装置に関する。

（B.発明の概要） 本発明は、上記のリード形状検査装置において、 リードの一方の側面における異物の付着や欠けと他方
の側面における異物の付着や欠けの両方を検出できるよ
うにすると共に、検査用光線の径に検査精度が依存しな
いようにするため、 光学式センサの出力信号の立ち上りのタイミング間隔
と立ち下りタイミングの間隔からリード幅を測定するこ
とによりリード形状の検査を行うものである。

（C.従来技術）［第３図］ IC、例えばQFPICの需要の増加に伴ってQFPICの供給量
の増大が図られているが、それに伴って製造を終えたQF
PICの検査を大量に行う必要性が高まっている。そし
て、電気的特性の検査の重要性が高いことはいうまでも
ないが、QFPICのリード変形を調べる外観検査の重要性
も高まっている。

というのは、QFPICは高集積化に伴ってリードの数が
増え、リードのピッチが小さくなる傾向にあり、僅かな
リードの寄り、浮き沈みがQFPICとこれが接続されるプ
リント配線基板の配線膜との整合性を悪くするからであ
る。従って、非常に精確に検査する必要があり、目視検
査ではその必要に応じることは事実上不可能となる。し
かも抜き取り検査では不充分で全数検査の必要性があ
り、そのため大量検査が必要となる。

そこで、画像処理方式によるあるいは特開平１−2721
26号公報、特開昭63−278345号公報等に紹介された光学
式センサによるリード曲り検査装置が開発されている。

しかし、画像処理方式は信号処理時間が長くなり、大
量のQFPICを検査するという要求に充分応えることが難
しい。

それに対して特開平１−272126号公報等により紹介さ
れた光学センサによるリード曲り検査装置によれば、画
像認識処理という複雑な処理が必要ではなく、単に光学
センサから出力された電気信号をリアルタイムで処理す
ることによって検査を行うことができる。その点で優れ
ているといえる。

ところで、光学式変位センサによるリード曲り検査装
置は、センサ内にレーザ光等の光を発生する光源と、該
光源から投射された光のリードからの反射光を受光する
受光素子（例えばPSD）を設け、該受光素子の出力信号
を処理してリードの寄り（リードの平面方向の曲り）等
を測定するものである。

第３図（Ａ）乃至（Ｃ）はリード形状検査装置の従来
例の一を説明するためのもので、同図（Ａ）は光学式セ
ンサとICを示す斜視図、同図（Ｂ）は検査回路を示す回
路ブロック図、同図（Ｃ）は動作を示すタイムチャート
である。

図面において、１は光学式変位センサで、下面の水平
な部分にレーザ光源２が設けられ、下面のその水平部分
に対して適宜な角度傾斜した傾斜部分にPSD（光位置検
出素子）等の受光素子３が設けられている。受光素子３
としてPSDを用いるのはレーザ光源２からの光がリード
あるいはICが置かれた台で反射された高さを検出するた
めであり、この高さの検出によってリードの高さ方向の
ずれと共にリードの平面方向のずれを検出することがで
きるのである。

この光学式変位センサ１はアーム４に取付けられ、そ
れのレーザ光源２から出射された検査用レーザビームで
IC、例えばQFPIC5のリード列６、６、・・・上を走査す
るように図示しない駆動機構により移動せしめられる。

そして、リード６、６、・・・からの反射光を受光素
子３により受光し、該受光素子３の出力信号を処理する
ことにより被検査IC5を上から見たリード形状の検査を
する。

次に、第３図（Ｂ）に従って検査回路を説明する。こ
の図（Ｂ）において、３は光学式変位センサ１の受光素
子、７は該受光素子３の出力信号を増幅するアンプ、８
は該アンプ７の出力信号をアナログ信号からディジタル
信号に変換するA/Dコンバータ、９は演算回路で、A/Dコ
ンバータ８の出力信号、該出力信号との比較基準となる
しきい値電圧（ディジタル信号の形で入力される）及び
後述する位置情報信号を入力として受けて受光素子３の
出力信号の例えば立ち上りタイミングの各時間的間隔W
1、W2、・・・を出力する働きをする。

10は光学式変位センサ４を走査のために移動されるモ
ータ、11は該モータ10に取付けられたエンコーダで、モ
ータ10が１回転する毎に１パルス発生する。12はパルス
計数回路で、上記エンコーダ11の出力をカウントする。
そして、該計数回路12の出力信号は位置情報信号として
上記演算回路９に入力されるものである。

次に、第３図（Ｃ）に示すタイムチャートによって動
作を説明する。検査用レーザビームでリード６、６、・
・・上を走査したとき光学式変位センサ３から出力され
る信号が図中のＡであり、これをディジタル信号に変換
したうえでしきい値電圧と比較したものをパルスの形に
示したものがＢであり、かかる比較及び各立ち上りタイ
ミング間の間隔の演算を演算回路９により行っているの
である。

そして、従来においては信号Ｂの立ち上りタイミング
（又は立ち下りタイミング）の間隔Ｗからリードピッチ
を判断し、リード形状を検査していた。即ち、演算回路
９は信号Ｂの立ち上り時毎にパルス計数回路12の位置情
報信号（何ビットかのディジタル信号）を取り込み、前
に取り込んだ位置情報信号との差を算出する。

従って、一つのリード例えば6aの例えば第３図におけ
る左側の側面に例えば異物13が付着したような場合、異
物13の大きさに応じて立ち上りタイミングにずれが生
じ、立ち上りタイミング間隔にアンバランスが生じる。
即ち、W3が標準値より異物13の大きさ分短くなり、逆に
W4が標準値よりその分長くなる。従って、異常ありと判
断することができるのである。尚、図中破線は正常であ
った場合の波形を示す。

また、欠けがあった場合、バリが生じた場合あるいは
リードに曲りがあった場合も同様に検査でき得る。

（D.発明が解決しようとする問題点）［第４図、第５
図］ ところが、第３図に示すような従来のリード形状検査
装置によれば、立ち上りタイミングと立ち下りタイミン
グのいずれか一方の間隔を測定することによりリード形
状の検査をしていたので第４図に示すような次の問題が
あった。

即ち、立ち上りタイミングの間隔からリード形状を検
査する場合、第３図（Ｃ）に示すようにリード6aの左側
面に異物13が付着していた場合、その異常を検出するこ
とができたが、しかし、第４図に示すようにリード6aの
右側面に異物13が付着した場合には立ち上りタイミング
の間隔には何等アンバランスが生じない。従って異常を
検出することができなかったのである。

このように、従来においては立ち上りタイミングと立
ち下りタイミングのうちの一方についての間隔を検出す
ることによりリード形状を検査していたのであり、この
ような従来のリード形状検査装置によれば、リード６の
一方の側面における異常を検出することができても他方
の側面における異常は検出することができないという問
題があったのである。

そのため、信号Ｂの立ち上りタイミング（あるいは立
ち下りタイミング）の間隔によってリード形状の検査を
行うのではなく、信号Ｂのパルス幅によってリード形状
の検査をすること、具体的にはリード幅の検出を行うよ
うにすることが考えられ得る。

しかしながら、このようにした場合には第５図に示す
ように検査用レーザビームの径の太さが検査精度を低下
させる要因となり、検査用レーザビームの径が大きくな
る程誤差が大きくなるという問題がある。

即ち、検査用レーザビームでリード６、６、…上を走
査した場合、検査用レーザビームの一部がリード６にあ
たると信号Ｂが立ち上り、また、検査用レーザビームの
全部がリード６から外れないと信号Ｂが立ち下らないの
で、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すように検査用レーザビ
ームの径の分程度の幅だけが実際のリード幅よりも広く
判断されてしまい、検査用レーザビームの径が大きい程
リード幅ｗを広く判断する傾向が強くなる。

そして、一般に検査用レーザビーム径は、被測定物と
の距離が長くなる程大きくなり、その距離によって異な
る。従って、タクトタイムを向上させる等の目的で検査
ステージを複数にするような場合、検査精度を均一にす
るためには各ステージ上におけるビーム径を均一にする
ことが必要となり、そして、ビーム径を均一にするには
レーザ光源の高さを均一にする必要がある。そのため、
装置の製造にきわめて高い加工精度が要求されることに
なり兼ねない。

従って、信号Ｂのパルス幅によって直接的にリード幅
の検出を行うことによりリード形状の検査を行う方法も
好ましいとはいえないのである。そして、この種の問題
は、光源と受光素子を対向させ、その間にリード列が介
在する透過型のリード形状検査装置においても生じるの
である。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
であり、リードの一方の側面における異物の付着や欠け
と他方の側面における異物の付着や欠けの両方を検出で
きるようにすると共に、検査用光線の径に検査精度が依
存しない新規なリード形状検査装置を提供することを目
的とする。

（E.問題点を解決するための手段） 本発明リード形状検査装置は上記問題点を解決するた
め、光学式センサの出力信号の立ち上りタイミングの間
隔と、立ち下りタイミングの間隔からリード幅を測定す
ることによりリード形状の検査を行うようにしたことを
特徴とする。

（F.作用） 本発明リード形状検査装置によれば、立ち上りタイミ
ングの間隔だけでなく、立ち下りタイミングの間隔も求
めるので、リードの一方の側面（例えば右側面）におけ
る異物の付着や欠け等の不良も、他方の側面（例えば左
側面）における異物の付着や欠け等の不良も検出するこ
とが可能である。

そして、リード幅を検出するのではなく、リードピッ
チを検出することによりリード形状を検査するので、検
査用レーザビームの径の大きさは検査精度を低下させる
要因とはならない。従って、検査精度を高くすることが
できるのである。

（G.実施例）［第１図、第２図］ 以下、本発明リード形状検査装置を図示実施例に従っ
て詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明リード形状検査装置の一つ
の実施例を説明するためのもので、第１図は検査回路の
ブロック図、第２図は動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

本リード形状検査装置は第３図（Ａ）乃至（Ｃ）に示
した従来のリード形状検査装置とは、立ち上りタイミン
グの間隔と、立ち下りタイミングの間隔の両方とも検出
することによりリード形状の検査をするという点で大き
く異なっているが、それ以外の点では共通しており、そ
の共通点については既に説明済なので説明は省略し、相
違する点についてのみ説明する。また、その趣旨から光
学式変位センサとICの斜視図は第３図（Ａ）と全く同一
なので図示を省略した。

本リード形状検査装置においては、信号Ｂの立ち上り
タイミングの間隔Ｌから各リード６の左側面で測定した
リードピッチを求めるだけでなく、信号Ｂの立ち下りタ
イミングの間隔Ｒから各リード６の右側面で測定したリ
ードピッチも求めるのである。

そして、信号Ｂのパルス幅から直接的にリード幅を検
出するようなことはしない。というのは、このようにす
ると前述のとおり検査用レーザビームの径によって検査
誤差が生じるからである。

このような立ち上りタイミングの間隔及び立ち下りタ
イミングの間隔を測定する方法によれば、リード６とリ
ード６との間隔よりも検査用レーザビームの径が小さい
限り測定値L1、L2、L3、…、R1、R2、R3、…の値は検査
用レーザビームの径に全く影響されない。そして、検査
用レーザビームの径はリード６・６間の間隔よりも充分
に小さいのが普通である。従って、検査誤差は大きくな
らず、きわめて高い精度でリード形状検査ができるので
ある。

そして、リード６の左側面における異物の付着や欠け
等による異常だけでなく右側面における異物の付着や欠
け等による異常も検出できる。

その点について第２図に従って説明すると、立ち上り
タイミングの間隔Ｌはリード６、６、…の左側面で測っ
たリードピッチであり、従って、左側面における異物の
付着や欠け等の不良は立ち上りタイミングの間隔Ｌから
検出することができる。従って、第２図においてリード
6dの左側面に付着した異物13dはL3、L4の標準値との違
いから検出することができる。

また、立ち下りタイミングの間隔Ｒはリード６、６、
…の右側面で測ったリードピッチであり、従って、右側
面における異物の付着や欠け等の不良は立ち下りタイミ
ングの間隔Ｒから検出することができる。従って、第２
図におけるリード６の右側面に付着した異物13bはR1、R
2の基準リードピッチとの違いから検出することができ
る。

ちなみに、リード幅不良の大きさは次式で表わされ
る。

La（リード幅不良の値）＝Ls（基準リードピッチ） −Ｌ（立ち上りタイミング間隔） …（１） Ra（リード幅不良の値）＝Rs（基準リードピッチ） −Ｒ（立ち上りタイミング間隔） …（２） リード６の左側面における異常は上記式（１）のLaと
なって現われ、右側面の異常は上記式（２）のLbとなっ
て現われる。

尚、本発明は光源と受光素子を対向させその間にリー
ド列を位置させ、光源及び受光素子を一体的にICに対し
て相対的に移動させる透過型のリード形状検査装置にも
適用することができるものである。

（H.発明の効果） 以上に述べたように、本発明リード形状検査装置は、
被検査ICと光学式センサを相対的に移動させて光学式セ
ンサから出射された検査用光線で被検査ICのリード列を
走査しその光を光学式センサにより受光することにより
被検査ICのリード形状を検査するリード形状検査装置に
おいて、光学式センサの出力信号の立ち上りタイミング
の間隔と、立ち下りタイミングの間隔からリード幅を測
定することによりリード形状の検査を行うことを特徴と
するものである。

従って、本発明リード形状検査装置によれば、立ち上
りタイミングの間隔だけでなく、立ち下りタイミングの
間隔も求めるので、リードの一方の側面（例えば右側
面）における異物の付着や欠け等の不良も、他方の側面
（例えば左側面）における異物の付着や欠け等の不良も
検出することが可能である。従って、不良を見逃す虞れ
がなくなる。

そして、センサの出力信号から直接的にリード幅を検
出するのではなく、リードピッチを検出することにより
リード形状を検査するので、検査用レーザビームの径の
大きさは検査精度を低下させる要因とはならない。従っ
て、検査精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明リード形状検査装置の一つの実
施例を説明するためのもので、第１図は検査回路のブロ
ック図、第２図は動作を説明するためのタイムチャー
ト、第３図（Ａ）乃至（Ｃ）は従来例を説明するための
もので、同図（Ａ）は光学式センサとICの斜視図、同図
（Ｂ）は検査回路のブロック図、同図（Ｃ）はタイムチ
ャート、第４図は従来例の問題点を示すタイムチャー
ト、第５図（Ａ）、（Ｂ）はリード幅を直接的に測定す
る場合に生じる問題点を示す図であり、同図（Ａ）は検
査用光線の径が大きい場合、同図（Ｂ）は検査用光線の
径が小さい場合を示すものである。 符号の説明 １（３）……光学式センサ、 ５……被検査IC、６……リード、 Ｌ……立ち上りタイミングの間隔、 Ｒ……立ち下りタイミングの間隔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/66 G01N 21/88

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査ICと光学式センサを相対的に移動さ
   せて光学式センサから出射された検査用光線で被検査IC
   のリード列を走査しその光を光学式センサにより受光す
   ることにより被検査ICのリード形状を検査するリード形
   状検査装置において、 光学式センサの出力信号の立ち上りタイミングの間隔と
   立ち下りタイミングの間隔からリード幅を測定すること
   によりリード形状の検査を行う ことを特徴とするリード形状検査装置