JP2929828B2 - Icリード検査方法および装置 - Google Patents

Icリード検査方法および装置

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JP2929828B2
JP2929828B2 JP4052093A JP5209392A JP2929828B2 JP 2929828 B2 JP2929828 B2 JP 2929828B2 JP 4052093 A JP4052093 A JP 4052093A JP 5209392 A JP5209392 A JP 5209392A JP 2929828 B2 JP2929828 B2 JP 2929828B2
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良治 田中
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はICリード検査装置、特
に基板の導体パターン上に仮付された状態のICリード
の外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器における実装は高密度化
する傾向にあり、ICの外形も挿入型のDIPタイプの
もとから表面実装用のフラットパッケージタイプのもの
が増えてきており、リードピッチも次第に細かくなって
きている。このような高密度実装においては、部品の搭
載精度だけでなく、ICのリード形状も厳しく管理し、
リードが基板から必要以上に浮いていないことを保証し
なければならない。すなわち、ICを基板に搭載または
仮付けされた状態で、基板上のパッドに対するICのリ
ードの位置ずれ量と、パッドからのリードの浮き量を測
定する必要がある。
【0003】従来のICリード検査装置は、図4に示す
ようにIC18の情報から観察しリード19のピッチを
測定するTVカメラ20と、IC18の側面から観察し
リード19の浮き量を測定するTVカメラ21と、TV
カメラ20,21からの信号よりリード19のピッチと
浮き量を計算する画像処理装置22を備えている。TV
カメラ20はリード19の平面的に観察することによ
り、リード19のピッチを測定する。TVカメラ21は
リード19先端の端面の観察することによりリード19
の浮き量を測定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のICリ
ード検査装置はリードのピッチとリードの浮き量をそれ
ぞれ別のTVカメラで測定するため、最低2台のTVカ
メラが必要になり、装置が複雑になり高価になるという
欠点があった。また、リードの浮き量を測定するにはリ
ードの端面だけを観察しなければならないが、従来の光
学系ではリードの端面以外のぼやけた像も観察されてし
まうので、測定精度を上げるのが困難であるという欠点
があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1)本発明のICリー
ド検査方法は、誘電体の基板上の形成された導体パター
ン上に置かれたICのリード部の高さを計測する工程
と、前記リード部の量外側に露出している前記導体パタ
ーンの高さを直線補間して前記リード下部の導体パター
の高さを求める工程と、前記誘電体の基板上の高さ
前記導体パターンの高さの間に第1のスライスレベルを
定める工程と、前記導体パターンの高さと前記リードの
高さの間に第2のスライスレベルを定める工程と、前記
リード部の高さと前記第1のスライスレベルの交点から
前記導体パターンの位置を求める工程と、前記リード部
の高さと前記第2のスライスレベルの交点から前記リー
ドの位置を求める工程と、前記導体パターンの位置と前
記リードの位置をもとに前記導体パターンと前記リード
の位置ずれ量を求める工程とを含んで構成される。 (2)本発明のICリード検査装置は、レーザビームを
走査して誘電体の基板上に形成された導体パターン上に
置かれたICのリード部に照射する光学系と前記リード
部で反射・散乱されたレーザビーム位置検出器上に投影
する光学系から構成されICのリード部の高さを計測す
るレーザ変位計と、前記レーザ変位計によって計測され
たICリード部の高さから前記リード部の両外側にある
前記導体パターンの高さを抽出する回路と、前記リード
部の両外側にある導体パターンの高さを直線補間するこ
とにより前記リード下部の導体パターンの高さを求める
回路と、前記誘電体の基板上の高さと前記導体パターン
の高さの間に定められた第1のスライスレベルと前記リ
ード部の高さとの交点から前記導体パターンの位置を求
める回路と、前記導体パターンの高さと前記リードの高
さの間に定められた第2のスライスレベルと前記リード
部の高さの交点から前記リードの位置を求める回路と、
前記導体パターンの位置と前記リードの位置をもとに前
記導体パターンと前記リードの位置ずれ量を求める回路
とを含んで構成される。
【0006】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて詳
細に説明する。
【0007】図1は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。
【0008】図1に示すICリード検査装置は、レーザ
光源1と、レーザ光源1から放射されたレーザビームの
径を拡大するビームエキスパンダ2と、ビームエキスパ
ンダ2で拡大されたレーザビームを走査するポリゴンミ
ラースキャナ3と、ポリゴンミラースキャナ3によって
走査されたレーザビームをIC4のリード5に集光して
照射するf・θレンズ6と、リード5で反射・散乱され
f・θレンズ6を再び通過したレーザビームをポリゴン
ミラースキャナ3に導く平面鏡7と、平面鏡7で反射さ
れさらにポリゴンミラースキャナ3で反射されたレーザ
ビームを集光する結像レンズ8と、f・θレンズ6およ
び結像レンズ8からなる光学系に関して被検査物である
IC4のリード5と共役な位置に置かれた位置検出器
(PSD)9と、PSD9の2つの出力信号a,bのう
ち信号aを増幅し信号cを出力するアンプ10と、PS
D9から出力される信号bを増幅し信号dを出力するア
ンプ11と、信号cおよび信号dの和を演算し信号(c
+d)を出力する加算器12と、信号cおよび信号dの
差を演算し信号(c−d)を出力する減算器13と、減
算器13の出力信号(c−d)を加算器12の出力信号
(c+b)で除算して高さ信号(c−d)/(c+d)
を出力する除算器14と高さ信号(c−d)/(c+
d)を少なくとも1走査分以上記憶しておく高さデータ
メモリ15と、高さデータメモリ15に記憶されている
高さデータをもとにリード5の浮き量を求めるリード浮
き処理回路16と、高さデータメモリ15に記憶されて
いる高さデータをもとにリード5の位置ずれ量を求める
リードずれ処理回路17とを備えている。
【0009】ここで、IC4は表面に誘電性のパッド1
8が形成された基板19上に搭載されている。IC4の
リード5とパッド18を機械的・電気的に接続する工程
(半田付け、ボンディング等)の前にリード5とパッド
18との位置ずれ、およびパッド18からのリード5の
浮きが許容値以内であるかどうかを検査する必要があ
る。本実施例のICリード検査装置はこれらリード5と
パッド18の位置ずれ量およびパッド18からのリード
5の浮き量を測定し良否判定を行うものである。
【0010】次に図面を用いて、リード浮き処理回路1
6およびリードずれ処理回路17について詳細に説明す
る。図2は図1に示した高さデータメモリ15、リード
浮き処理回路16およびリードずれ処理回路17からな
るデータ処理部を詳細に示すブロック図である。
【0011】図2に示すデータ処理部は、高さデータe
を1走査分以上記憶しておく高さデータメモリ15と、
高さデータメモリ15内の高さデータeの中からリード
5の列の両端より外側にあり表面に露出しているパッド
18の高さのデータfを抽出する基準パッド抽出回路1
61と、基準パッド抽出回路161によって抽出された
パッド高さデータfを直線補間しリード5に覆われてい
る部分のパッド高さgを算出する直線補間回路162
と、高さデータメモリ15内の高さデータeと直線補間
回路162によって算出されたパッド高さgとの差を求
めさらにその値から既知のリード厚さを引くことにより
パッド18からのリード5の浮き量hを計算するリード
浮き演算回路163と、リード浮き演算回路163によ
って算出されたリード浮き量hと予め設定されたリード
浮き許容値を比較し全てのリード浮き量がリード浮き許
容値以下であるならば良品と判定する良否信号iを出力
するリード浮き判定回路164とを有する。
【0012】さらに図2に示すデータ処理部は高さデー
タメモリ15内の高さデータの微分値jを求める微分回
路171と、微分回路171で求められた高さデータの
微分値jが0になる点から高さデータメモリ15内の高
さデータが極値をとる位置kを求める極値検出回路17
2と、極値検出回路172によって求められた極値の位
置kと高さデータメモリ15内の高さデータeより高さ
データの極小値lを抽出する極小値抽出回路173と、
極値検出回路172によって求められた極値の位置kと
高さデータメモリ15内の高さデータeより高さデータ
の極大値mを抽出する極大値抽出回路174と、極小値
抽出回路173によって抽出された極小値lを直線補間
し基板19の高さnを求める直線補間回路175と、極
大値抽出回路174によって抽出された極大値mを直線
補間しリード5の表面がなす平面の高さを求める直線補
間回路176と、直線補間回路175によって求められ
た基板19の高さnと直線補間回路162によって求め
られたパッド18の高さgの間に第1のスライスレベル
pを設定するスライスレベル設定回路177と、直線補
間回路176によって求められたリード5の上面の高さ
oと直線補間回路162によって求められたパッド18
の高さgの間に第2のスライスレベルqを設定するスラ
イスレベル設定回路178と、高さデータメモリ15内
の高さデータeからスライスレベル設定回路177によ
って設定された第1のスライスレベルp以上のデータを
抽出することによりパッド18の位置rを求めるパッド
位置抽出回路179と、高さデータメモリ15内の高さ
データeからスライスレベル設定回路178によって設
定された第2のスライスレベルq以上のデータを抽出す
ることによりリード5の位置sを求めるリード位置抽出
回路180と、パッド位置抽出回路179によって求め
られたパッド18の位置rとリード位置抽出回路180
によって求められたリード5の位置sを比較することに
より各パッド18とリード5のずれtを計算するリード
ずれ演算回路181と、リードずれ演算回路181によ
って算出されたリードずれ量tと予め設定されたリード
ずれ許容値を比較し全てのリードずれ量がリードずれ許
容値以下であるならば良品とする良否信号uを出力する
リードずれ判定回路182とを有している。
【0013】次に図2に示したデータ処理部における処
理の流れを図面を用いて詳細に説明する。
【0014】図3(a)はIC4のリード5の部分の断
面形状を示す断面図、図3(b)は高さデータメモリ1
5内の高さデータeを示すグラフ、図3(c)は高さデ
ータの微分波形jを示すグラフ、図3(d)は高さデー
タeと高さデータeから抽出されたパッド位置rおよび
リード位置sを示すグラフである。図3(b)〜(d)
は図3(a)に示す断面における高さデータe等を表わ
し、横軸は基板19上のリード5の列の方向、すなわち
レーザビームの走査方向の位置を示す。
【0015】図3(a)に示す断面図において、誘電体
の基板19上には導電性のパッド18a〜18eが形成
され、パッド18a〜18cにリード5a〜5cが重な
るようにIC4が基板19上に搭載されている。ここで
パッド18d、18eはリード5a〜5cの外側にあ
り、表面に露出しているパッドである。
【0016】図3(b)に示した高さデータeの中か
ら、基準パッド高さ抽出回路161はパッド18d、1
8eの高さfを抽出し、直線補間回路162はパッド1
8d、18eの高さfを直線補間し図3(b)中1点鎖
線で示したパッド高さgを算出する。リード浮き演算回
路163は図3(b)中の高さデータeからパッド高さ
gおよびリード厚さを引いてリード浮きhを算出し、リ
ード浮き判定回路164によって良否判定を行う。
【0017】微分回路171は図3(a)に示した高さ
データを微分して図3(c)に示す微分波形jを求め
る。極値検出回路172は図3(c)に示した微分波形
jのゼロクロス点を検出することにより、図3(b)に
示した高さデータが極値をとる位置kを求める。極小値
検出回路173は極値検出回路172で検出された極値
の位置kから高さデータeが極小値となる位置を選び各
極小値lを求め、直線補間回路175によって極小値l
を直線補間することにより図3(b)中2点鎖線で示し
た基板19の高さnを求める。また、極大値検出回路1
74は極値検出回路172で検出された極値の位置kか
ら高さデータeが極大値となる位置を選び各極大値mを
求め、直線補間回路176によって極大値mを直線補間
することにより図3(b)中3点鎖線で示したリード5
上面の高さoを求める。
【0018】スライスレベル設定回路177は直線補間
回路175によって求められた基板19の高さnと直線
補間回路162によって求められたパッド18の高さg
の間に図3(d)に示す第1のスライスレベルpを設定
し、パッド位置抽出回路179は高さデータeが第1の
スライスレベルp以上になる位置を抽出しこれをパッド
位置rとして出力する。また、スライスレベル設定回路
178は直線補間回路176によって求められたリード
5の上面の高さoと直線補間回路162によって求めら
れたパッド18の高さgの間に図3(d)に示す第2の
スライスレベルqを設定し、パッド位置抽出回路180
は高さデータeが第2のスライスレベルq以上になる位
置を抽出しこれをリード位置sとして出力する。リード
ずれ演算回路181は図3(d)に示したパッド位置r
およびリード位置sの位置ずれtを計算して出力し、リ
ードずれ判定回路182が位置ずれtと位置ずれ許容値
をもとに良否判定を行う。
【0019】本実施例のICリード検査方法及び装置に
よれば、リード断面形状を測定する1台の走査型レーザ
変位計だけでリードずれとリード浮きが測定可能であ
る。また、パッドの高さgを求めるのにリード5の列の
両端より外側にあるパッド18d、18eの高さを直線
補間して求めているため、基板19が傾いていても正確
にリード浮きを測定することができる。さらに、パッド
位置rおよびリード位置sを切り出す第1および第2の
スライスレベルn,oは高さデータeから自動的に設定
されるために、パッド厚さやリード厚さなど被検査物の
形状が変わってもそのまま対応可能である。
【0020】なお、図1に示す実施例では基板上に置か
れたICのリードについて説明したが、基板以上の他の
面に置かれたICのリードについても本発明は適用でき
る。
【0021】
【発明の効果】本発明のICリード検査方法および装置
は、2台のTVカメラによりリードずれとリード浮きを
別々に測定する代わりに、1台のレーザ変位系から得ら
れるリード部の高さ形状をもとにリードずれおよびリー
ド浮きを測定するため、装置が簡単になり安価になると
いう高価がある。また、TVカメラでリード浮きを測定
するときのように合焦点位置にないリードの像が測定精
度に悪影響を及ぼすことがないため、高精度なリード浮
き測定が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1に示した一実施例のデータ処理部を示すブ
ロック図である。
【図3】図1に示したIC4のリード部の断面形状を示
す断面図と、それを走査型レーザ変位計で測定した高さ
データを示すグラフと、高さデータの微分波形を示すグ
ラフと、高さデータからパッド位置およびリード位置を
抽出した様子を示すグラフとを示す図である。
【図4】従来のICリード検査装置を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 レーザ光源 2 ビームエキスパンダ 3 ポリゴンミラースキャナ 4 IC 5 リード 6 f・θレンズ 8 結像レンズ 9 PSD 10,11 増幅器 12 加算器 13 減算器 14 除算器 15 高さデータメモリ 16 リード浮き処理回路 17 リードずれ処理回路 20,21 TVカメラ 22 画像処理装置。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体の基板上に形成された導体パター
    ン上に置かれたICのリード部の高さを計測する工程
    と、前記リード部の両外側に露出している前記導体パタ
    ーンの高さを直線補間して前記リード下部の導体パター
    ンの高さを求める工程と、前記誘電体の基板上の高さと
    前記導体パターンの高さの間に第1のスライスレベルを
    定める工程と、前記導体パターンの高さと前記リードの
    高さの間に第2のスライスレベルを定める工程と、前記
    リード部の高さと前記第1のスライスレベルの交点から
    前記導体パターンの位置を求める工程と、前記リード部
    の高さと前記第2のスライスレベルの交点から前記リー
    ドの位置を求める工程と、前記導体パターンの位置と前
    記リードの位置をもとに前記導体パターンと前記ードの
    位置ずれ量を求める工程とを含むことを特徴とするIC
    リード検査方法。
  2. 【請求項2】 レーザビームを走査して誘電体の基板上
    に形成された導体パターン上に置かれたICのリード部
    に照射する光学系と前記リード部で反射・散乱されたレ
    ーザビーム位置検出器上に投影する光学系から構成され
    ICのリード部の高さを計測するレーザ変位計と、前記
    レーザ変位計によって計測されたICリード部の高さか
    ら前記リード部の両外側にある前記導体パターンの高さ
    を抽出する回路と、前記リード部の両外側にある導体パ
    ターンの高さを直線補間することにより前記リード下部
    の導体パターンの高さを求める回路と、前記誘電体の基
    板上の高さと前記導体パターンの高さの間に定められた
    第1のスライスレベルと前記リード部の高さとの交点か
    ら前記導体パターンの位置を求める回路と、前記導体パ
    ターンの高さと前記リードの高さの間に定められた第2
    のスライスレベルと前記リード部の高さの交点から前記
    リードの位置を求める回路と、前記導体パターンの位置
    と前記リードの位置をもとに前記導体パターンと前記リ
    ードの位置ずれ量を求める回路とを含むことを特徴とす
    るICリード検査装置。
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