JP3320815B2 - 電子部品の検査方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をプリント基
板に実装する際に、フラットパッケージＩＣ等のリード
列を構成するリードの異常を検知する電子部品の検査方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品には、フラットパッケージＩＣ
（以下、ＩＣと略す）等のように、パッケージの側辺に
多数本のリードを並設したリード列を備えるものが良く
知られている。このようなＩＣにおいては、リードの変
形によって、一部のリードが他のリードより浮いていた
り、あるいは隣設されるリードとのピッチが狭く（広
く）なっている場合があり、このようなリードの不揃い
が生じたＩＣを基板に装着すると、リードの未接続や短
絡が生じて導通不良を招く原因となる。

【０００３】そこで、係る不都合を防止すべく、基板へ
の実装前に各ＩＣのリードの状態を検査して、上記のよ
うな不都合を招く虞があるＩＣを事前に選別するように
している。

【０００４】上記のような、リードの検査装置としては
種々提案されており、例えば、ＣＣＤ等の撮像機を用い
てリードを撮影し、この撮影された画像を処理装置にお
いて画像処理することでリードの浮き、欠落及びリード
間ピッチを認識するような装置（特開昭６２−２４５９
０６号公報，特開昭６３−１０２２９４号公報）、ある
いは、投光部からの平行光束をリード側面から照射し、
リードを通過して受光部で受光される平行光束の受光量
を、適正状態のリードに対する基準受光量と比較するこ
とによってリードの浮きを検出するような装置（特開平
３−８０６００号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６２−２４５９０６号公報，特開昭６３−１０２２
９４号公報に示されるような装置では、リードの浮き、
欠落及リード間ピッチを同時に検査できる点で有利であ
るが、ＣＣＤ等の撮像機や画像処理装置を必要とするの
で装置自体が大型化するばかりか撮像機の導入により設
備費用が高価になるという不都合がある。一方、上記特
開平３−８０６００号公報に示される装置では、一対の
投光部、受光部を設けた簡単な構成でリードの浮きを検
知できる点で有利であるが、リードの浮きを検出する上
記一対の投光部、受光部のみではリード間ピッチやリー
ドの欠落を検査することができないという不都合があ
る。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、より簡単な構成でリードの浮き、欠落
及びリード間ピッチの異常を同時に検知できる電子部品
の検査方法及びその装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数本のリードが並設されたリード列を複数個備えた電
子部品の検査方法において、ＸＹ軸方向に移動可能なヘ
ッドユニットに設けられた吸着ノズルに上記電子部品を
吸着させた後、上記電子部品のリード列に対して照射さ
れる平行光線の照射角度を初期セット角度から検出角度
に変更するとともに、上記吸着ノズルを昇降及び回転さ
せることにより、電子部品を昇降及び回転させて任意の
リード列の位置決めを行い、この位置決めされた上記電
子部品のリード列に対してその斜め上方から斜め下方
に、または斜め下方から斜め上方に向かう所定の角度で
平行光線を照射しつつ、受光された平行光線のリードに
よる陰影部間隔を検出することによって、上記電子部品
のリード異常を検知するものである。

【０００８】請求項２に係る発明は、複数本のリードが
並設されたリード列を複数個備えた電子部品を検査する
電子部品の検査装置において、ＸＹ軸方向に移動可能な
ヘッドユニットが設けられ、該ヘッドユニットには、上
記電子部品のリード列に向けて平行光線を照射する照射
部と、上記リード列を通過した平行光線を受光する受光
部とを有し、上記電子部品のリード列の投影検知に基づ
いてリードの異常を検出する光線式検知手段と、上記電
子部品を吸着する昇降及び回転可能な吸着ノズルとを備
え、上記吸着ノズルを昇降及び回転させることにより、
電子部品を昇降及び回転させて任意のリード列の位置決
めを行うとともに、上記平行光線は、初 期セット位置か
ら検出位置に回動傾斜させた上記光線式検知手段によっ
て、上記位置決めされた上記電子部品のリード列に対し
てその斜め上方から斜め下方に、または斜め下方から斜
め上方に向う所定の角度で照射、受光されるものであ
る。

【０００９】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、上記平行光
線を、上記電子部品のリード列に対してその斜め上方か
ら斜め下方に、または斜め下方から斜め上方に向う所定
の角度で照射、受光することによって、リード列におけ
る各リードの浮き状態、欠落及びリード間ピッチの状態
を同時に検出することができる。

【００１０】上記請求項２記載の発明によれば、リード
列における各リードの浮き状態、欠落及びリード間ピッ
チの状態を一対の照射部、受光部からなる光線式検知手
段で同時に検知するこができる。従って、ＣＣＤ等の撮
像機を用いてリード列の状態を認識するような装置に比
べて、極めて簡単な構成で電子部品の検査を行うことが
可能となり、またＣＣＤ等の撮像機を必要としないの
で、設備の小型化、あるいは設備費用の低減を図ること
ができる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【００１２】図１乃至図４は、本発明の電子部品の検査
装置が適用される電子部品実装機の構造を示している。
同図に示すように、電子部品実装機（以下、実装機と略
する）の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア
２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬
送されて所定の装着作業位置で停止されるようになって
いる。

【００１３】上記コンベア２の側方には、部品供給部４
が配置されている。この部品供給部４は、多数列のテー
プフィーダ４ａを備えており、各テープフィーダ４ａは
それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状
の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリ
ールから導出されるようにするとともに、テープ繰り出
し端にはラチェット式の送り機構を具備し、後述のヘッ
ドユニット５によりチップ部品がピックアップされるに
つれてテープが間欠的に繰り出されるようになってい
る。

【００１４】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニ
ット５は、Ｘ軸方向（コンベア２の方向）及びＹ軸方向
（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動可能になって
いる。

【００１５】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが
配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移
動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられた
ナット部分１７が上記ボールねじ軸１４に螺合してい
る。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールね
じ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動す
るとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボール
ねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持部材１
１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

【００１６】また、上記Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サ
ーボモータ１５には、それぞれエンコーダからなる位置
検出手段１０，１６が設けられており、これによって上
記ヘッドユニット５の移動位置検出がなされるようにな
っている。

【００１７】上記ヘッドユニット５には、電子部品１８
を吸着する吸着ノズル１９が昇降及び回転可能に設けら
れている。本実施例では、図３に示すように、ヘッドユ
ニット５が、上記ガイド部材１３に支持される取付部材
２０と、この取付部材２０に取付けられたヘッド２１
と、このヘッド２１に対して昇降可能で、かつＲ軸（ノ
ズル中心軸）回りの回転が可能とされた吸着ノズル１９
とを有している。そして、上記取付部材２０にナット部
分１７が設けられ、また上記ヘッド２１に吸着ノズル昇
降用のＺ軸サーボモータ２２及び吸着ノズル回転用のＲ
軸サーボモータ２４が装着されている。上記各サーボモ
ータ２２，２４にはそれぞれ位置検出手段２３，２５が
設けられている。さらに、吸着ノズル１９と部品供給部
４との干渉位置を検出する干渉位置検出手段３１（図５
参照）がヘッドユニット５に取付けられている。

【００１８】そして、上記ヘッドユニット５の下端部に
は、光学的検知手段としてのレーザーユニット２６が回
動可能に取付けられている。このレーザーユニット２６
は、吸着ノズル１９が上下動するときに通過する空間を
挾んで相対向するレーザ照射部（平行光線の照射部）２
７ａと受光部２７ｂとを有しており（図２及び図４に示
す）、レーザ照射部２７ａからは、吸着ノズル１９にピ
ックアップされた電子部品１８の少なくともリード列幅
よりも広い幅を有するレーザ光（平行光線）が受光部２
７ｂに向かって照射されるようになっている。

【００１９】上記ヘッドユニット５の下端部側方には、
上記レーザユニット２６を回動させるためのレーザユニ
ット回転用サーボモータ２８が取付けられており、この
サーボモータ２８が駆動されることによって、上記レー
ザユニット２６が、図４の２点鎖線に示す初期セット位
置と実線に示す検出位置とに回動変位されて、レーザユ
ニット２６を傾斜させるようになっている。また、上記
レーザユニット回転用サーボモータ２８にはレーザユニ
ット２６の回転位置検出を行うための位置検出手段２９
が設けられている。

【００２０】次に、上記構成の実装機の制御系について
図５を用いて説明する。図５は、上記実装機の制御系の
一実施例を示すブロック図である。

【００２１】同図において、Ｙ軸サーボモータ９、Ｘ軸
サーボモータ１５、ヘッドユニット５の吸着ノズル１９
に対するＺ軸サーボモータ２２、Ｒ軸サーボモータ２
４、レーザユニット２６に対するレーザユニット回転用
サーボモータ２８及びこれらのサーボモータに設けられ
た位置検出手段１０，１６，２３，２５，２９は、主制
御器４０の軸制御器（ドライバ）４１に電気的に接続さ
れている。レーザユニット２６は、レーザユニット演算
部３０に電気的に接続され、このレーザユニット演算部
３０は、主制御器４０の入出力手段４２を経て主演算部
４３に接続されている。さらに、干渉位置検出手段３１
が入出力手段４２に接続されている。

【００２２】ここで、上記主演算部４３は、電子部品の
実装の際に、部品の吸，装着作業を自動的に行わせるよ
うに、軸制御器４１を介して各サーボモータ９，１５，
２２，２４の動作をコントロールするとともに、部品検
査時には、レーザユニット２６を回動すべく、上記レー
ザユニット回転用サーボモータ２８の動作をコントロー
ルする。また、部品検査時には、上記レーザユニット２
６から出力される検出信号に基づいて吸着電子部品１８
の良否判定を行うとともに、この良否判定に基づいて、
吸着電子部品１８の選別を行うべく、上記各サーボモー
タ９，１５，２２，２４の動作をコントロールするよう
になっている。

【００２３】次に、上記実装機における電子部品のリー
ド列に対する検査について、図７乃至図９を参照しつ
つ、図６のフローチャートを用いて説明する。なお、本
実施例においては、電子部品１８として、図４に示すよ
うに、パッケージの４側面５０ａ〜５０ｄに複数のリー
ドピン５１からなるリード列が設けられたクアッドフラ
ットパッケージＩＣが適用された例について説明する。

【００２４】先ず、図７（ａ）に示すように、部品供給
部４から吸着ノズル１９によって電子部品１８がピック
アップされると、ステップＳ１で、レーザユニット回転
用サーボモータ２８が駆動され、レーザユニット２６の
回動が開始される。これによって、レーザユニット２６
が所定角度だけ傾斜された検査位置（図７（ｂ）に示
す）に到達すると、レーザユニット回転用サーボモータ
２８の駆動が停止され、レーザ照射部２７ａからのレー
ザ光３２が、電子部品１８の斜め上方から照射されるよ
うになる。この際、レーザ照射部２７ａから照射される
レーザ光３２は電子部品１８によって遮断されている。

【００２５】レーザユニット２６が上記のように傾斜状
態にされると、次いで、上記吸着ノズル１９の上昇が開
始され、これに伴い、上記電子部品１８によって遮断状
態にあったレーザ光３２が徐々に受光部２７ｂに照射さ
れるようになる。そして、全レーザ光３２が受光部２７
ｂに照射された時点で、吸着ノズル１９の上昇が一旦停
止され、その後微小距離（ΔＺ）だけ下降される。つま
り、吸着ノズル１９を、全レーザ光３２が受光部２７ｂ
に照射される位置から、微小距離（ΔＺ）だけ下降させ
ることによって、レーザ照射部２７ａから照射されたレ
ーザ光３２が、図４及び図７（ｃ）に示すように、電子
部品１８のリードピン５１の先端部に照射されるように
なっている（ステップＳ２〜ステップＳ４）。

【００２６】そして、上記のように、レーザ光３２が電
子部品１８のリードピン５１先端部に照射されると、リ
ード列の各リードピン５１の投影検知に基づいて、ステ
ップＳ５で電子部品１８の一側面側（側面５０ａ）のリ
ード列に対する検査が行われる。具体的には、リード列
に照射されたレーザ光３２は、各リードピン５１によっ
て遮断されて受光部２７ｂに照射されるので、受光部２
７ｂでは、レーザ光３２に各リードピン５１に相当する
陰影が生じた状態で受光される。従って、正常状態のリ
ード列では、図９（ａ）に示すように、リードピン５１
の陰影５２が等間隔で生じることから、この間隔Ｗａ
（陰影部間距離）を検出することによってリード列の状
態が検査される。

【００２７】例えば、図８（ａ）に示すように、電子部
品の側面５０ａのリード列において、一本のリードピン
５１が他のリードピン５１に対して浮いた状態にある場
合、あるいは一本のリードピン５１が欠落している場合
には、浮いたリードピン５１、あるいは欠落したリード
ピン５１がレーザ光３２を遮断しえないので、受光部２
７ｂでは、図９（ｂ）に示すように、陰影５２の適正な
間隔Ｗａに対して極めて広い間隔Ｗｂの箇所が生じるこ
とになり、これを検知することによってリードピン５１
の浮き、欠落が検出される。

【００２８】また、図８（ｂ）に示すように、電子部品
の側面５０ａのリード列において、一本のリードピン５
１が隣設されたリードピン５１側に偏ることによて、リ
ードピン５１間のピッチが適正でない場合には、受光部
２７ｂでは、図９（ｃ）に示すように、陰影５２の適正
な間隔Ｗａに対して広い間隔Ｗｄの箇所と狭い間隔Ｗｄ
の箇所が陰影５２を挾んで相隣合って生じることにな
り、これを検知することによってリードピン５１間ピッ
チの異常が検出されることになる。

【００２９】このようにして電子部品１８の側面５０ａ
におけるリード列の検査が終了すると、次いで吸着ノズ
ル１９が９０゜だけ回転され、側面５０ｂのリード列に
対する検査が行われる。そして、側面５０ｂに対するリ
ード列の検査が終了すると、同様に吸着ノズル１９が回
転されて順次側面５０ｃ，５０ｄにおけるリード列の検
査が行われる（ステップＳ６）。

【００３０】そして、ステップＳ５で、電子部品１８の
各側面５０ａ〜５０ｄにおける各リード列の検査が終了
すると、この検査結果に基づいて電子部品１８の選別が
行われる（ステップＳ７）。ここでは、電子部品１８の
いずれかのリード列においてリードピン５１の浮き、あ
るいはリードピン５１間ピッチの異常等のリード異常が
生じていた場合に、そのリード異常が許容範囲内である
か否かの判断を行い、許容範囲外であると判断された場
合には、ステップＳ８に移行して、例えば、電子部品１
８を不良部品収納トレー等に載置収納するようにしてい
る。一方、ステップＳ７で、電子部品１８が良品、ある
いはリード異常が生じている場合でも、その異常状態が
許容範囲内であると判断された場合には、その電子部品
１８を、吸着ノズル１９に吸着したままプリント基板３
の所定の実装位置に移送して本フローチャートを終了す
るようになっている。

【００３１】以上説明したように、上記構成の本発明で
は、リード列の各リードピン５１の投影検知に基づいて
リード列のリード異常を検知する装置において、特に、
レーザユニット２６を傾斜させてレーザ光３２を電子部
品１８の斜め上方から照射してリード列に対する検査を
行うようにしたので、一対のレーザ照射部２７ａ、受光
部２７ｂからなるレーザユニット２６を設けただけの簡
単な構成でリード列のリードピン５１の浮き、欠落及び
リードピン５１間のピッチ異常のいずれをも同時に検出
することができる。従って、従来のＣＣＤ等の撮像機を
用いてリード列の状態を認識するような装置と比較する
と、極めて簡単な構成で電子部品１８の検査を行うこと
が可能となり、またＣＣＤ等の撮像機を必要としないの
で、設備の小型化、あるいは設備費用の低減といった面
で極めて有利である。

【００３２】なお、本発明の具体的構造は上記実施例以
外にも種々変更可能である。例えば、上記実施例におけ
る電子部品１８検査時には、受光部２７ａでの、リード
ピン５１にる陰影５２の間隔Ｗａを検出し、この間隔Ｗ
ａからリード列の異常を検知するようにしているが、こ
れもリード列の異常を検知する一検知手段であって、例
えば、リード列のリードピン５１の数を予め記憶させて
おき、検査時に受光部２７ａでの実際の陰影５２の数を
求め、両者を比較することによってリードピン５１の浮
き、あるいは欠落を検知するようにしてもよい。

【００３３】さらに、上記実施例では、パッケージの４
側面５０ａ〜５０ｄに複数のリードピン５１からなるリ
ード列が設けられたクアッドフラットパッケージＩＣを
検査した例について説明したが、これ以外のＩＣ等にも
適用可能であり、また、上記実施例では、本発明が電子
部品１８の実装機に適用された例について説明したが、
検査装置単体として使用することも勿論可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電子部
品のリード列の投影検知に基づいてリードの異常を検出
する光線式検知手段における平行光線を、上記電子部品
のリード列に対してその斜め上方から斜め下方に、また
は斜め下方から斜め上方に向う所定の角度で照射、受光
するようにしたので、より簡単な構成でリードの浮き、
欠落及びリード間ピッチの異常を同時に検知することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品の検査装置が適用される電子
部品実装機を示す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】ヘッドユニットを示す拡大図である。

【図４】レーザユニットを示す拡大斜視図である。

【図５】本発明の電子部品の検査装置が適用される電子
部品実装機の制御系を示すブロック図である。

【図６】電子部品のリード列に対する検査手順を示すフ
ローチャート図である。

【図７】（ａ）は、電子部品がピックアップされた状態
を示す概略図、（ｂ）は、レーザユニットが傾斜された
状態を示す概略図、（ｃ）は、電子部品のリード列がレ
ーザユニットの検査位置にセットされた状態を示す概略
図である。

【図８】（ａ）は、電子部品にリードの浮き上がりが生
じた状態を示す概略図、（ｂ）は、電子部品のリード間
ピッチに異常が生じた状態を示す概略図である。

【図９】（ａ）は、正常なリード列に対する受光部の受
光状態を示す略図、（ｂ）は、リード浮きが生じている
場合の受光部の受光状態を示す略図、（ｃ）は、リード
間ピッチに異常が生じている場合の受光部の受光状態を
示す略図である。

【符号の説明】

１８ 電子部品 ２６ レーザユニット ２７ａ レーザ照射部 ２７ｂ 受光部 ３８ レーザ光 ５１ リード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/255 H05K 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のリードが並設されたリード列を
   複数個備えた電子部品の検査方法において、ＸＹ軸方向
   に移動可能なヘッドユニットに設けられた吸着ノズルに
   上記電子部品を吸着させた後、上記電子部品のリード列
   に対して照射される平行光線の照射角度を初期セット角
   度から検出角度に変更するとともに、上記吸着ノズルを
   昇降及び回転させることにより、電子部品を昇降及び回
   転させて任意のリード列の位置決めを行い、この位置決
   めされた上記電子部品のリード列に対してその斜め上方
   から斜め下方に、または斜め下方から斜め上方に向かう
   所定の角度で平行光線を照射しつつ、受光された平行光
   線のリードによる陰影部間隔を検出することによって、
   上記電子部品のリード異常を検知することを特徴とする
   電子部品の検査方法。
2. 【請求項２】 複数本のリードが並設されたリード列を
   複数個備えた電子部品を検査する電子部品の検査装置に
   おいて、ＸＹ軸方向に移動可能なヘッドユニットが設け
   られ、該ヘッドユニットには、上記電子部品のリード列
   に向けて平行光線を照射する照射部と、上記リード列を
   通過した平行光線を受光する受光部とを有し、上記電子
   部品のリード列の投影検知に基づいてリードの異常を検
   出する光線式検知手段と、上記電子部品を吸着する昇降
   及び回転可能な吸着ノズルとを備え、上記吸着ノズルを
   昇降及び回転させることにより、電子部品を昇降及び回
   転させて任意のリード列の位置決めを行うとともに、上
   記平行光線は、初期セット位置から検出位置に回動傾斜
   させた上記光線式検知手段によって、上記位置決めされ
   た上記電子部品のリード列に対してその斜め上方から斜
   め下方に、または斜め下方から斜め上方に向う所定の角
   度で照射、受光されることを特徴とする電子部品の検査
   装置。