JP3348299B2

JP3348299B2 - リード位置検査方法及び検査装置

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Publication number: JP3348299B2
Application number: JP30068192A
Authority: JP
Inventors: 隆斎藤; 博冨谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1992-10-14
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JPH06129824A; TW251382B; KR940009664A; KR100229245B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ＩＣパッケージ
のリード先端の位置検査方法及び検査装置に関し、より
詳細には、半導体ＩＣパッケージのプリント基板等への
実装に際し、半田付けを含む実装作業に支障がないよう
に、半導体ＩＣパッケージに設けられたリードの先端
（リード先端とも称する）が、所定の位置に対して所望
の精度で位置付けられているかどうか、手際よく正確に
検査できるリード先端の位置検査方法及び検査装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップを搭載した半導体ＩＣパッ
ケージ（以下、簡単のためにＩＣパッケージと略称す
る）は、リ−ド（端子）数が多い場合、その外形が四角
形に形成されており、外部端子として機能する多数のリ
ードがその四角形の各辺から延出している。ＩＣパッケ
ージは、これら多数のリードの先端を配線基板又はプリ
ント基板上の各リードの位置に対応して設けられた半田
ランドにそれぞれ半田付けすることによって配線基板又
はプリント基板上に実装される。

【０００３】従来のＩＣパッケージでは、各リードがＩ
Ｃパッケージの各辺に０．５mm以上のピッチで配列され
ていたので、リードが所定のコプラナリティ（リードの
延出方向に直交する上下方向の変位）を維持しているこ
との確認に加えて、各辺におけるリードのピッチの精度
を検査し、その結果、リードが所定の精度のピッチで配
列されていることが確認できれば、実装に際して、リー
ドの先端位置と実装基板の半田付け位置との相違によっ
て半田付けが出来なくるなると言ったような実装上の支
障が生じることは無かった。即ち、リードの位置管理
は、リードのピッチを検査するだけで十分であり、その
結果、ピッチが所定の精度であれば、リードがプリント
基板の半田ランド等の目標位置に対して所定の精度で位
置づけされていると見なすことが可能であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におけ
るＩＣパッケージの高集積化は、必然的に多ピン化を伴
い、その結果ＩＣパッケージの大型化を避けるためには
リードピッチの狭小化を必要としている。そのため、最
近のＩＣパッケージにおけるリードピッチは、従来の
０．５mm以上のピッチから０．４mm以下の極めて小さい
値にまで狭小化している。一方、ＩＣパッケージの高集
積化によって生じた多ピン化とリードピッチの狭小化に
伴い、実装基板の半田付け位置を厳密に規定することが
必要になり、かつ半田付け場所の広さも益々狭小化され
つつある。

【０００５】しかるに、各辺のリードピッチを検査する
だけであった従来の検査方法では、例えリードが所定の
精度のリードピッチで形成されていることが確認された
としても、各リードの先端が所望の位置に位置付けされ
ているかどうかは確認できないため、各リードの絶対的
位置を保証し得なかった。そのため、リードの絶対的位
置が保証されていないＩＣパッケージが合格製品として
出回っていた。しかし、かかるリードの絶対的位置が保
証されていないＩＣパッケージでは、それを例えばプリ
ント基板に実装する際に、実装基板の半田ランドの広さ
が狭小なため、リードの先端位置と実装基板上の半田付
け位置とが僅かに相違しても、半田付けが極めて困難に
なり、事実上で実装出来ないことが度々生じるようにな
った。

【０００６】図６及び図７を参照してこの問題をより詳
細に説明する。図６は、狭小なリードピッチを有するＩ
Ｃパッケージを例示する平面図である。ＩＣパッケージ
２は、実質的に正方形の全体形状を有し、リード１Ｐ乃
至１４４Ｐからなる１４４本のリードを備えている。Ｉ
Ｃパッケージ２の第１乃至第４の辺４、６、８、１０の
各々には、３６本のリードが、０．３mmに設定されたリ
ードピッチで正確に夫々配列されている。しかしなが
ら、第４辺１０に配置されたリード１０９Ｐ乃至１４４
Ｐが、第２辺６に配置されたリード３７Ｐ乃至７２Ｐに
対し、矢印Ｖで示す方向に全体的に０．１mm相対的に変
位しておれば、プリント基板上の半田ランド１２に対し
ても０．１mmずれていることになる。

【０００７】一方、プリント基板の半田ランド１２の位
置は厳密に規定され、かつその広さは狭小であるので、
リード先端を半田ランドに半田付けするに当たり許容で
きるリード先端の位置と半田ランドの位置との変位の許
容量は、極めて小さい値である。０．１mmは、その値を
超えた値であり、半田付けが極めて困難となる。かくし
て、リード１Ｐ乃至１４４Ｐは、第１乃至第４辺４、
６、８、１０の各々に対して正確なピッチで配列されて
いるものの、ＩＣパッケージ２は、プリント基板上に実
装することができない。換言すれば、かかるＩＣパッケ
ージは、検査工程において、不良品として製品から除外
されるべきであった。

【０００８】図７は、図６に示すＩＣパッケージと同じ
構成であるが、リードの変位の態様が異なっているＩＣ
パッケージの例を示す平面図である。図７に示すＩＣパ
ッケージ２では、第１辺４に配置されたリード１Ｐ乃至
３６Ｐは、中心線ＣＸ−ＣＸから離間するように２５μ
ｍだけ外方にずれ、第３辺８に配置されたリード７３Ｐ
乃至１０８Ｐは、中心線ＣＸ−ＣＸに接近するように２
５μｍだけ内方にずれている。また、第２辺６に配置さ
れたリード３７Ｐ乃至７２Ｐは、中心線ＣＹ−ＣＹに接
近するように２５μｍだけ内方にずれ、第４辺１０に配
置されたリード１０９Ｐ乃至１４４Ｐは、中心線ＣＹ−
ＣＹから離間するように２５μｍだけ外方にずれてい
る。

【０００９】リード３６Ｐの中心とリード７３Ｐの中心
とを通る仮想線をＸ軸と仮定し、リード７２Ｐの中心を
通り、Ｘ軸と直交する仮想線をＹ軸と仮定すると、リー
ド１０９Ｐは、Ｙ軸に対して約０．１mm変位している。
０．１mm相対的に変位しておれば、上述のように、プリ
ント基板上の半田ランド１２に対する変位許容量を超え
た偏りとなり、半田付けが極めて困難という判定になっ
てしまう。従って、基準線（ＣＸ−ＣＸとＣＹ−ＣＹ）
を挟むリードの先端が基準線に対してそれぞれ僅かに２
５μm 縮小したリードピッチであったり、または２５μ
m拡大したリードピッチをもつＩＣパッケ−ジで本来実
装には問題ないレベルのものであるにもかかわらず、図
６の場合と同様に、プリント基板上に実装することがで
きないという誤った判定になってしまう。注目するべき
ことは、上記２つの例で観られるように、変位量を測定
するための基準の採り方によって、異なる測定結果が生
じることである。従って、基準線の取り方によって変位
の態様が異なるので、この基準線をどの様に設定するか
が大変重要となる。

【００１０】リードピッチのみを対象としている従来の
リード位置検査方法は、上述のように、多ピンの狭小な
リードピッチを有する高集積化されたＩＣパッケージに
対して最早有効に対応できないため、リードと実装基板
との整合性を確認できる新たなリード位置の検査方法の
開発が要望されていた。本発明はかかる点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ＩＣパッケ
ージのリード先端が所定の位置に対して所望の精度で位
置付けられているかどうか検査できるリード位置の検査
方法及びその方法を実施するリード位置検査装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる点に
鑑み、測定すべきＩＣパッケージのリードの先端位置を
座標化することによってその絶対的位置を特定し、一方
各リードの先端が所定位置に正確に位置する所定寸法の
設計図通り製作された仮想的ＩＣパッケージを基準ＩＣ
パッケージとして想定して、同じくリードの先端位置を
座標化し、測定すべきＩＣパッケージのリードの先端の
各特定した座標と基準ＩＣパッケージの対応する各リー
ドの先端の座標とを比較することに着眼し、本発明を発
明するに到った。

【００１２】上記目的を達成するために、本発明に係る
リード位置検査方法は、所定の座標系が設定されている
座標面に半導体ＩＣパッケージを載置し、該半導体ＩＣ
パッケージの各リードの先端の位置を検出して、それぞ
れ座標系の座標で表示し、設定した関係式に従い各リー
ドの先端の座標に基づいて半導体ＩＣパッケージの中心
の座標及び該半導体ＩＣパッケージの中心軸の座標系の
座標軸に対する傾きを基点座標及び軸間角度としてそれ
ぞれ算出し、各リードを含め所定寸法に形成された基準
半導体ＩＣパッケージを、その中心が基点座標にあっ
て、かつその中心軸の座標軸に対する傾きが軸間角度に
なるように、配置した場合の該基準半導体ＩＣパッケー
ジの各リードの先端の座標を基準座標として座標系にて
それぞれ算出し、次いで、半導体ＩＣパッケージの各リ
ードの先端の検出座標と基準半導体ＩＣパッケージの対
応する各リードの先端の算出基準座標とをそれぞれ比較
して、半導体ＩＣパッケージのリード位置を検査するこ
とを特徴としている。

【００１３】本発明方法を適用できる半導体ＩＣパッケ
ージの外形には、特に限定はなく、外形が四角形であっ
て、四角形の各辺からリードが延出している半導体ＩＣ
パッケージに限ること無く適用できる。本発明で使用す
る座標系は、Ｘ−Ｙ座標系及び極座標系である。半導体
ＩＣパッケージの各リードの先端の位置を検出する方法
は、撮像した画像の画像処理等の既知の手法である。本
発明においてリードの先端とは、リードの先端縁の中央
の点を意味し、関係式とは、検出した各リードの先端の
座標を数学的に処理することによって、半導体ＩＣパッ
ケージの中心の座標と中心軸の座標系の座標軸に対する
傾きを算出する近似式である。それは、使用する座標系
によって異なり、かつ所望の近似の程度によって導出さ
れる式である。

【００１４】本発明において、設定した関係式に従って
基点座標及び軸間角度を求めるのは、半導体ＩＣパッケ
ージが、必ずしもその中心が座標系の原点にあって、か
つその中心軸が座標軸に一致するようには座標面上に載
置されていないからであって、そのため基準半導体ＩＣ
パッケージと比較するに当たりその補正をする必要があ
るからである。以上の構成によれば、測定すべき半導体
ＩＣパッケージのリードの座標化された先端位置と、基
準半導体ＩＣパッケージの対応するリードの座標化され
た先端位置とを比較することが可能となり、測定すべき
ＩＣパッケージのリードの先端の絶対的位置の良否を確
認することができる。また、比較に際して、厳しい精度
を必要とするリードピッチ方向とそれに比べて精度を低
く設定できるリードピッチ方向に垂直な方向とに分けて
それぞれ所望の精度を設定することができる。

【００１５】上述の本発明方法を実施するために、本発
明に係るリード位置検査装置は、所定の座標系が設定さ
れている座標面を備えた測定台と、座標面に載置された
半導体ＩＣパッケージを撮像する撮像装置と、及び撮像
装置に接続されて、該撮像装置から出力された半導体Ｉ
Ｃパッケージの画像を演算処理する画像処理ユニットと
を備え、画像処理ユニットが、出力された半導体ＩＣパ
ッケージの画像に基づいて、該半導体ＩＣパッケージの
各リードの先端の位置を検出して、それぞれ座標系の座
標で表示する座標化手段と、設定した関係式に従い各リ
ードの先端の座標に基づいて半導体ＩＣパッケージの中
心の座標及び該半導体ＩＣパッケージの中心軸の座標系
の座標軸に対する傾きをそれぞれ基点座標及び軸間角度
として算出する第１演算手段と、各リードを含め所定寸
法に形成された基準半導体ＩＣパッケージに関するデー
タを該画像処理ユニットに入力する入力手段と、基準半
導体ＩＣパッケージの中心が基点座標にあって、かつそ
の中心軸の座標軸に対する傾きが軸間角度になるように
基準半導体ＩＣパッケージを配置した場合の該基準半導
体ＩＣパッケージの各リードの先端の座標を基準座標と
して座標系にてそれぞれ算出する第２演算手段と、及び
半導体ＩＣパッケージの各リードの先端の検出座標と基
準半導体ＩＣパッケージの対応する各リードの先端の算
出基準座標との偏差をそれぞれ算出し、該偏差が許容値
以内にあるかどうか判定する判定手段とを備えたことを
特徴としている。

【００１６】本発明で使用する撮像装置は、例えばＣＣ
Ｄカメラ等の既知の装置であり、画像処理ユニットには
市販のコンピュータを使用できる。また、画像処理ユニ
ットには必要に応じて演算処理した結果を表示する表示
装置、記録装置を付随させることができる。測定台の座
標面に半導体ＩＣパッケージを載置するために、既知の
移送ロボット、例えば、半導体ＩＣパッケージを解放自
在に吸着する吸着装置を先端に備え、かつ吸着した半導
体ＩＣパッケージを所望の位置に自在に移送できる移送
ロボットを使用することもできる。以上の構成によれ
ば、本発明に係る装置は、本発明に係るリード位置検査
方法を容易に素早くかつ自動的に実施できる。

【００１７】本発明の好ましい実施態様においては、上
述のリード位置検査方法における座標系が、Ｘ−Ｙ座標
系であって、四角形の外形からなる半導体ＩＣパッケー
ジの第ｍ辺に設けられたｎ個目のリード先端の位置を座
標（Ｘ_mn, Ｙ_mn）としてそれぞれＸ−Ｙ座標系の（Ｘ，
Ｙ）座標にて表示し、（ここで、ｍは１から４までのい
ずれかの整数値であり、ｎは、ｍが１の時ｎ１まで、ｍ
が２の時ｎ２まで、ｍが３の時ｎ３まで、ｍが４の時ｎ
４までのいずれかの整数値である）、

【数４】及び

【数５】として設定された関係式によって、ＩＣパッケージの基
点座標（ｘ₀, ｙ₀）及び軸間角度θ₀を算出し、一
方、基準半導体ＩＣパッケージの各リード先端の基準座
標を次の式によってそれぞれ算出し、

【数６】（上記数３の式において、Ｌ_X、Ｌ_Y、及びＰは、それ
ぞれ基準ＩＣパッケージのＸ方向とＹ方向のリード先端
間距離、及びリードピッチを表し、（Ｘ_mn′，Ｙ_mn′）
は、基準ＩＣパッケージの第ｍ辺の第ｎ個目の各リード
の先端の基準座標を表し、ｍは１から４までの値のいず
れかの整数値であり、ｎは、ｍが１の時ｎ１まで、ｍが
２の時ｎ２まで、ｍが３の時ｎ３まで、ｍが４の時ｎ４
までのいずれかの整数値である）、次いで、半導体ＩＣ
パッケージの第ｍ辺の第ｎ個目のリードの先端の検出座
標のＸ座標と基準半導体ＩＣパッケージの対応する第ｍ
辺の第ｎ個目のリードの先端の基準座標のＸ座標との偏
差Ｓ_mXn、及び検出座標のＹ座標と基準座標のＹ座標と
の偏差Ｓ_mYnをそれぞれＳ_mXn＝Ｘ_mn−Ｘ_mn′，Ｓ_mYn＝Ｙ_mn−Ｙ_mn′ （ここで、ｍは１から４までの値のいずれかの整数値で
あり、ｎは、ｍが１の時ｎ１まで、ｍが２の時ｎ２ま
で、ｍが３の時ｎ３まで、ｍが４の時ｎ４までのいずれ
かの整数値である）、によって算出することを特徴とし
ている。

【００１８】

【実施例】以下に、添付図面を参照して実施例に基づき
本発明方法及びその実施装置をより詳細に説明する。図
１は、本発明に係るリード位置検査方法を実施するため
のリード位置検査装置の全体構成を示す概略斜視図であ
る。以下の記載において、図６及び図７に図示の半導体
ＩＣパッケージ（以下、簡単のためＩＣパッケージと略
称する）の部品と同じ部品には同じ符号を付し、その説
明を省略する。リード位置検査装置５０は、機台５２上
に移送ロボットとして配置されたＸＹロボット６０と、
座標面を有する測定部７０と、撮像装置として構成され
た検出部８０と、及び検出部８０から出力されたＩＣパ
ッケージ２の画像を演算処理する画像処理ユニット９０
と、機台５２の側面に配置された操作部５８とを備えて
いる。

【００１９】機台５２上には、被検体である複数のＩＣ
パッケージ２を収納したトレイ１００と、リード位置検
査により良品と判定されたＩＣパッケージ２を収納する
ためのトレイ１０２と、リード位置測定により不良品と
判定されたＩＣパッケージ２を収納するためのトレイ１
０４とが載置されている。ＸＹロボット６０は、機台５
２上に固定されたＸ方向のガイド６２と、ガイド６２か
らそれと直交する方向（Ｙ方向）に延びる可動ガイド６
４と、ガイド６４の側面に配置された吸着部保持具６６
とを備えている。Ｙ方向のガイド６４は、ガイド６２に
沿ってＸ方向に全体的に移動可能であるように構成さ
れ、他方吸着部保持具６６は、ガイド６４に沿ってＹ方
向に移動可能であるように構成されている。吸着部保持
具６６の下端部には、吸着装置６８が取付けられてお
り、吸着装置６８は、流体回路（図示せず）を介して負
圧源（図示せず）に連通し、流体回路による負圧の給排
制御により、トレイ１００上のＩＣパッケージ２を選択
的に吸着する。

【００２０】吸着装置６８に吸着されたＩＣパッケージ
２は、ガイド６４に沿って吸着部保持具６６により、か
つガイド６２に沿ってガイド６４により移送されること
によって、トレイ１００から測定部７０、測定部７０か
らトレイ１０２又は１０４の所望の位置に配置される。
尚、ＸＹロボット６０の動作は、常用の方法により操作
部５８又は制御部（図示せず）により自動的に制御され
る。

【００２１】測定部７０は、トレイ１００とトレイ１０
２との間に配置されており、座標面としてＸ−Ｙ座標系
が設定されている透光性のステージ７２と、ステージ７
２の下方域に配置された光源７４とを有する。ステージ
７２上には、測定すべきＩＣパッケージ２が載置され、
投射光が光源７４から上方にステージ７２を通してＩＣ
パッケージ２の背面に投射される。検出部８０は、ＣＣ
Ｄカメラ８２と、ＣＣＤカメラ８２が取付けられた伸縮
自在なアーム部８４と、アーム部８４を回動可能に支持
する支軸８６とを備えており、ＣＣＤカメラ８２は、Ｉ
Ｃパッケージ２に部分的に遮られた光源７２の投射光を
受光して、ＩＣパッケージ２のリードの先端を含めてＩ
Ｃパッケージ２の全体像を撮像して、その画像を画像処
理ユニット９０に出力する。尚、検出部８０は、操作部
５８から手動により操作されて、又は制御装置（図示せ
ず）により自動的に制御されて、ステージ上に載置され
たＩＣパッケージ２を捕捉して撮像することができるよ
うに構成されている。

【００２２】画像処理ユニット９０は、支持台９２を介
して機台５２の上面に支持された演算処理装置９４と、
演算処理装置９４の演算結果を表示するディスプレイ装
置９６、例えばＴＶモニターとを有する。演算処理装置
９４は、ＣＣＤカメラ８２に接続されており、そこに設
けられている座標化手段、第１演算手段、入力手段、第
２演算手段及び判定手段により、ＣＣＤカメラ８２から
入力された撮像結果を後述するように処理してＩＣパッ
ケージ２のリード位置の合否を判定する。

【００２３】このように構成されたリード位置検査装置
５０を以下の如く作動させて、本発明に係るリード位置
検査方法を実施する。第１工程として、測定すべき所望
のＩＣパッケージ２をＸＹロボット６０によりトレイ１
００からステージ７２上に移送し、載置する。それに
は、ガイド６２に沿ってガイド６４をＸ方向に移動させ
るとともに、ガイド６４に沿って吸着部保持具６６を移
動させ、測定すべきＩＣパッケージ２の上方域に吸着装
置６８を配置する。ＸＹロボット６０は更に、吸着装置
６８により所望のＩＣパッケージ２を吸着すると、ガイ
ド６４及び吸着部保持具６６を移動させ、吸着したＩＣ
パッケージ２をステージ７２上に移送し、吸着作用の解
除により解放して、ＩＣパッケージ２をステージ７２上
に載置する。

【００２４】第２工程として、ステージ７２上に載置さ
れたＩＣパッケージ２を検出部８０のＣＣＤカメラ８２
によって撮像して、その画像を画像処理ユニット９０に
出力する。次いで、画像処理ユニット９０の座標化手段
により、撮像したＩＣパッケージ２の画像に基づいてＩ
Ｃパッケージ２のリード先端位置を検出し、後述の第１
手順に従って、設定された座標系にてリード１Ｐ乃至１
４４Ｐの先端位置を座標化する。

【００２５】ＩＣパッケージ２は、必ずしもその中心が
座標系の原点にあって、かつその中心軸が座標軸に一致
するようにはステージ７２上に載置されていないので、
第３工程として、後述のアルゴリズムに従い、ステージ
７２上に設定された座標系の座標軸に対するＩＣパッケ
ージ２の中心軸の傾きとＩＣパッケージ２の中心の座標
を特定する。それには、演算処理装置９４の第１演算手
段が、後述の第２手順に従って、ＩＣパッケージ２の各
辺に設けられたリード群の平均位置の座標を求め、次い
で、後述の第３手順に従って、ＩＣパッケージ２の軸の
傾きとして軸間角度θ₀とＩＣパッケージ２の中心の座
標として基点座標（Ｘ₀，Ｙ₀）を特定する。

【００２６】第４工程として、測定したＩＣパッケージ
２を製作するための設計図通りに製作されており、従っ
てリード先端が所定の位置に正確に位置づけられている
仮想的な基準ＩＣパッケージを想定し、基準ＩＣパッケ
ージを軸の傾きが軸間角度θ₀に等しくかつその中心が
上述の基点座標に位置した場合の各リード先端位置の座
標（基準座標）ををそれぞれ算出する。それには、演算
処理装置９４の入力手段により、基準ＩＣパッケージの
リード先端間距離とリードピッチとを演算処理装置９４
に入力し、次いで後述の第４手順に従って第２演算手段
により演算して、基準ＩＣパッケージ各リードの先端位
置の基準座標を算出する。このようにして算出されたリ
ード先端位置の基準座標は、製作誤差が零である場合の
リード先端の座標であって、測定したＩＣパッケージ２
のリード先端の基準である。

【００２７】第５工程として、基準ＩＣパッケージのリ
ード先端の基準座標と現実に測定されたＩＣパッケージ
のリード先端の位置との偏差をそれぞれＸ及びＹ座標ご
とに算出し、次いでその偏差が許容範囲内にあるかどう
か判定する。それには、演算処理装置９４の判定手段
が、後述の第５手順に従って、座標系（Ｘ：Ｙ）におけ
るリード１Ｐ乃至１４４Ｐの先端の座標（Ｘ_1n, Ｙ_1n,
Ｘ_2n,Ｙ_2n,Ｘ_3n, Ｙ_3n，Ｘ_4n,Ｙ_4n）と、各リード１
Ｐ乃至１４４Ｐの先端の基準座標（Ｘ_1n′, Ｙ_1n′, Ｘ
_2n′, Ｙ_2n′, Ｘ_3n′, Ｙ_3n′, Ｘ_4n′, Ｙ_4n′）との
偏差（Ｓ_1Xn, Ｓ_1Yn, Ｓ_2Xn, Ｓ_2Yn, Ｓ_3Xn, Ｓ
_3Yn, Ｓ_4Xn, Ｓ_4Yn）を求める。ここで、ｎは各辺の
ｎ番目のリードを意味する。一方、リード１Ｐ乃至１４
４Ｐ及び半田ランド１２の形状等に基づいて、Ｘ方向の
偏差の許容値±Ｓ_XおよびＹ方向の偏差の許容値±Ｓ_Y
を夫々設定して、判定手段に入力する。許容値を設定す
る場合、辺毎に±Ｓ_Xと±Ｓ_Yを設定して、リードピッ
チ方向のとそれに垂直な方向毎にその許容精度を変える
事もできる。

【００２８】許容値±Ｓ_X、±Ｓ_Yと、算定された偏差
（Ｓ_1Xn, Ｓ_1Yn, Ｓ_2Xn, Ｓ_2Yn, Ｓ_3Xn, Ｓ_3Yn,
Ｓ_4Xn, Ｓ_4Yn）とを比較し、リード１Ｐ乃至１４４Ｐ
の先端位置に関する合否を判定する。偏差（Ｓ_1Xn, Ｓ
_1Yn, Ｓ_2Xn, Ｓ_2Yn, Ｓ_3Xn, Ｓ_3Yn, Ｓ_4Xn, Ｓ
_4Yn）が、上記許容値の範囲±Ｓ_X、±Ｓ_Yの範囲内に
ある場合、ＩＣパッケージ２のリード１Ｐ乃至１４４Ｐ
は、許容可能な位置、即ち、半田付け可能な位置に配列
されていると判定され、従って、ＩＣパッケージ２は、
検査を通過する。他方、偏差（Ｓ_1Xn, Ｓ_1Yn,
Ｓ_2Xn, Ｓ_2Yn, Ｓ_3Xn, Ｓ_3Yn, Ｓ_4Xn, Ｓ_4Yn）
が、上記許容値の範囲±Ｓ_X、±Ｓ_Yの範囲外にある場
合、ＩＣパッケージ２のリード１Ｐ乃至１４４Ｐは、許
容し得ない位置、即ち、半田付け不能な位置に配列され
ていると判定され、従って、ＩＣパッケージ２は、不良
品として製品から除外される。該偏差と許容値±Ｓ_X、
±Ｓ_Yとの比較結果及び合否判定の結果等をＴＶモニタ
ー９６の画面に表示する。

【００２９】第６工程として、第５工程での合否判定に
従ってＩＣパッケージ２を所定のトレイに仕分けする。
それには、ＸＹロボット６０が、演算処理装置９４から
の指令により、或いは、操作部５８の手動操作により、
ステージ７２上のＩＣパッケージ２をトレイ１０２又は
トレイ１０４に移送する。演算処理装置９４により良品
と判定されたＩＣパッケージ２は、ＸＹロボット６０に
よってトレイ１０２に移送され、演算処理装置９４によ
り不良品と判定されたＩＣパッケージ２は、ＸＹロボッ
ト６０によってトレイ１０４に移送される。かくして、
良好なＩＣパッケージ２と不良なＩＣパッケージ２とが
本発明に係るリード位置検査方法に従って選別される。

【００３０】続いて、基準ＩＣパッケージのリード先端
位置と測定したＩＣパッケージ２ののリード先端位置と
の偏差を画像処理ユニット９０において算出するための
アルゴリズムの一例を以下に説明する。図２は、実際に
検出されたＩＣパッケージのリード先端位置を示す平面
図であり、図３は、各辺に配置されたリード群の平均座
標を示す平面図である。また、図４は、ステージ７２上
に設定された座標系に対するＩＣパッケージ２の中心の
座標及びＩＣパッケージの中心軸の傾きを示す平面図で
あり、図５は、基準ＩＣパッケージのリード先端の位置
とその距離を示す平面図である。

【００３１】第１手順は、前述するリード位置測定装置
５０の検出部８０により検出した、リード１Ｐ乃至１４
４Ｐの各々の先端位置を図２に示す座標系（Ｘ：Ｙ）に
関し、以下の如く座標（Ｘ_1n, Ｙ_1n,Ｘ_2n, Ｙ
_2n,Ｘ_3n, Ｙ_3n，Ｘ_4n,Ｙ_4n）で表示する。（Ｘ₁₁, Ｙ₁₁），（Ｘ₁₂ Ｙ₁₂），・・・・・（Ｘ_1n1,Ｙ_1n1）（Ｘ₂₁, Ｙ₂₁），（Ｘ₂₂ Ｙ₂₂），・・・・・（Ｘ_2n2,Ｙ_2n2）（Ｘ₃₁, Ｙ₃₁），（Ｘ₃₂ Ｙ₃₂），・・・・・（Ｘ_3n3,Ｙ_3n3）（Ｘ₄₁, Ｙ₄₁），（Ｘ₄₂ Ｙ₄₂），・・・・・（Ｘ_4n4,Ｙ_4n4）

【００３２】第２手順は、かくして求められたリード１
Ｐ乃至１４４Ｐの先端座標に基づき、下式によって、Ｉ
Ｃパッケージの各辺に設けられたリード群の平均的な座
標、即ち、図３に示す座標（Ｘ₁, Ｙ₁），（Ｘ₂ ,
Ｙ₂），（Ｘ₃，Ｙ₃），（Ｘ₄，Ｙ₄）を次の式で演
算する。

【数７】

【００３３】第３手順は、上式にて求められたリード群
の平均的な座標（Ｘ₁, Ｙ₁），（Ｘ₂ , Ｙ₂），
（Ｘ₃，Ｙ₃），（Ｘ₄，Ｙ₄）に基づき、下式を用い
て、ＩＣパッケージ２の中心の座標及び座標軸に対する
ＩＣパッケージ２の中心軸の傾きを演算する。図４に示
すように、ＩＣパッケージ２の中心の座標は、対向する
２辺のリード群の平均的な座標（Ｘ₁, Ｙ₁）及び（Ｘ
₃，Ｙ₃）を結ぶ直線ｘと、対向する他の２辺のリード
群の平均的な座標（Ｘ₂ , Ｙ₂）及び（Ｘ₄，Ｙ₄）
を結ぶ直線ｙとの交点の座標（ｘ₀, ｙ₀）であるとみ
なすことができる。本明細書では、これを基点座標と称
する。また、座標軸に対するＩＣパッケージ２の中心軸
の傾きは、座標系（Ｘ：Ｙ）のＸ軸に対する直線ｘの傾
きθ_xと、座標系（Ｘ：Ｙ）のＹ軸に対する直線ｙの傾
きθ_Yの平均値である角度θ₀とすることができる。本
明細書では、これを軸間角度と称する。それぞれ、基点
座標（ｘ₀, ｙ₀）と軸間角度θ₀とを次の式でそれぞ
れ算出する。

【数８】

【００３４】第４手順は、中心の座標が基点座標
（ｘ₀, ｙ₀）にあり、かつ座標軸に対する中心軸の傾
きが軸間角度θ₀に等しくなるように配置された基準半
導体ＩＣパッケージを想定し、その各リード先端の基準
座標をそれぞれ算出する。それには、先ず、測定したＩ
Ｃパッケージ２を製作するための設計図通りに製作され
ており、従ってリード先端が所定の位置に正確に位置づ
けられている仮想的な図５に示すような基準ＩＣパッケ
ージ２′を想定する。次いで、基準ＩＣパッケージ２′
のリード先端間のＸ方向及びＹ方向距離（Ｌ_X：Ｌ_Y）
と、リードピッチＰとから、リード１Ｐ乃至１４４Ｐの
各先端の基準座標（Ｘ_1n′，Ｙ_1n′、Ｘ_2n′，Ｙ_2n′、
Ｘ_3n′，Ｙ_3n′、Ｘ_4n′，Ｙ_4n′）を下式により演算す
る。

【数９】

【００３５】次に、第５手順は、リード１Ｐ乃至１４４
Ｐの先端の座標（Ｘ_1n, Ｙ_1n,Ｘ_2n, Ｙ_2n,Ｘ_3n,
Ｙ_3n，Ｘ_4n,Ｙ_4n）と、上記式によって求められた各リ
ード１Ｐ乃至１４４Ｐの先端の基準座標（Ｘ_1n′,
Ｙ_1n′, Ｘ_2n′, Ｙ_2n′, Ｘ_3n′, Ｙ_3n′, Ｘ_4n′, Ｙ
_4n′）との偏差（Ｓ_1Xn, Ｓ_1Yn, Ｓ_2Xn, Ｓ_2Yn, Ｓ
_3Xn,Ｓ_3Yn, Ｓ_4Xn, Ｓ_4Yn）を下式によって算定す
る。

【数１０】

【００３６】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、本発明は上記実施例に限定されることなく種
々の変更又は変形が可能であり、例えば、上記リード先
端の位置検査方法及び検査装置は、主にリード位置を測
定するように構成されているが、コプラナリティ測定方
法及びコプラナリティ測定システムを組み込み、リード
位置及びコプラナリティの双方を測定するように構成し
ても良い。また、座標系に極座標を使用することもでき
る。更には、上記実施例では、基点座標（ｘ₀、ｙ₀）
及び軸間角度θ₀になるように基準ＩＣパッケージを配
置して基準座標を求めたが、逆に測定したＩＣパッケー
ジ２のリード先端の座標を基点座標と軸間角度に基づい
て補正して、その補正座標と座標系の原点に中心を位置
させ、かつ中心軸が座標軸に一致する配置した基準ＩＣ
パッケージのリード先端の基準座標とを比較するように
することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明の上記構成によれば、各リード先
端の位置を個別に検出して座標化し、これと基準半導体
ＩＣパッケージのリード先端の座標（基準座標）との偏
差を求め、その偏差が許容値内にあるかどうかにより、
リードを個別に検査するので、ＩＣパッケージに配置さ
れた全リードの先端位置が要求通りの位置にあることを
確実に保証することが可能となる。狭小なリードピッチ
を有する多ピンの高集積度ＩＣパッケージに対して本発
明方法と本発明装置を適用することにより、従来のリー
ド検査方法では対処できなかった、リードと実装基板と
の整合性が確認できるので、高集積度ＩＣパッケージの
実装上での問題を解消することができる。本発明方法で
は、厳しい精度を必要とするリードピッチ方向とそれに
比べて精度を低く設定できるリードピッチ方向に垂直な
方向とに分けてそれぞれ基準座標との偏差許容値を設定
することができるので、無用に厳しい許容値を設定して
不合格品を増やすような愚を避けることができる。ま
た、本発明方法では、座標系の座標軸及び原点等の設定
の如何を問わず、同じ検査結果となるので、検査員或い
は検査装置によって検査結果が異なるような恐れは生じ
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施装置であるリード位置検査装
置の一例を示すその全体概略斜視図である。

【図２】実際に検出されたＩＣパッケージのリード先端
の座標を表示する説明図である。

【図３】各辺に配置されたリード群の平均的座標を示す
説明図である。

【図４】ＩＣパッケージの中心の座標及び座標軸に対す
る中心軸の傾きを示す説明図である。

【図５】基準ＩＣパッケージのリード先端間距離とリー
ドピッチとを示す説明図である。

【図６】狭小なリードピッチを有するＩＣパッケージを
例示する平面図である。

【図７】図６に示すＩＣパッケージを、リードの変位の
仕方が異なる状態で示す平面図である。

【符号の説明】

２半導体ＩＣパッケージ２′ 基準半導体ＩＣパッケージ４、６、８、１０第１乃至第４辺１２半田ランド５０リード位置検査装置６０ＸＹロボット７０測定部７２ステージ８０検出部９０画像処理ユニット１Ｐ〜１４４Ｐ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 11/00 - 11/30 102 G06T 7/00 H01L 23/50 H01L 21/64 - 21/66 H05K 13/00 - 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の座標系が設定されている座標面に
半導体ＩＣパッケージを載置し、該半導体ＩＣパッケー
ジの各リードの先端の位置を検出して、それぞれ前記座
標系の座標で表示し、設定した関係式に従い前記各リードの先端の座標に基づ
いて前記半導体ＩＣパッケージの中心の座標及び該半導
体ＩＣパッケージの中心軸の前記座標系の座標軸に対す
る傾きを基点座標及び軸間角度としてそれぞれ算出し、各リードを含め所定寸法に形成された基準半導体ＩＣパ
ッケージを、その中心が前記基点座標にあって、かつそ
の中心軸の前記座標軸に対する傾きが前記軸間角度にな
るように、配置した場合の該基準半導体ＩＣパッケージ
の各リードの先端の座標を基準座標として前記座標系に
てそれぞれ算出し、次いで、前記半導体ＩＣパッケージの各リードの先端の
検出座標と前記基準半導体ＩＣパッケージの対応する各
リードの先端の算出基準座標とをそれぞれ比較して、前
記半導体ＩＣパッケージのリード位置を検査することを
特徴とするリード位置検査方法。
【請求項２】所定の座標系が設定されている座標面を
備えた測定台と、前記座標面に載置された半導体ＩＣパッケージを撮像す
る撮像装置と、及び前記撮像装置に接続されて、該撮像
装置から出力された前記半導体ＩＣパッケージの画像を
演算処理する画像処理ユニットとを備え、前記画像処理ユニットが、前記出力された半導体ＩＣパ
ッケージの画像に基づいて、該半導体ＩＣパッケージの
各リードの先端の位置を検出して、それぞれ前記座標系
の座標で表示する座標化手段と、設定した関係式に従い前記各リードの先端の座標に基づ
いて前記半導体ＩＣパッケージの中心の座標及び該半導
体ＩＣパッケージの中心軸の前記座標系の座標軸に対す
る傾きをそれぞれ基点座標及び軸間角度として算出する
第１演算手段と、各リードを含め所定寸法に形成された基準半導体ＩＣパ
ッケージに関するデータを該画像処理ユニットに入力す
る入力手段と、前記基準半導体ＩＣパッケージの中心が前記基点座標に
あって、かつその中心軸の前記座標軸に対する傾きが前
記軸間角度になるように前記基準半導体ＩＣパッケージ
を配置した場合の該基準半導体ＩＣパッケージの各リー
ドの先端の座標を基準座標として前記座標系にてそれぞ
れ算出する第２演算手段と、及び前記半導体ＩＣパッケ
ージの各リードの先端の検出座標と前記基準半導体ＩＣ
パッケージの対応する各リードの先端の算出基準座標と
の偏差をそれぞれ算出し、該偏差が許容値以内にあるか
どうか判定する判定手段とを備えることを特徴とするリ
ード位置検査装置。
【請求項３】請求項１に記載のリード位置検査方法に
おける前記座標系が、Ｘ−Ｙ座標系であって、四角形の外形からなる前記半導体ＩＣパッケージの第ｍ
辺に設けられたｎ個目のリード先端の位置を座標
（Ｘ_mn, Ｙ_mn）としてそれぞれ前記Ｘ−Ｙ座標系の
（Ｘ，Ｙ）座標にて表示し、（ここで、ｍは１から４までのいずれかの整数値であ
り、ｎは、ｍが１の時ｎ１まで、ｍが２の時ｎ２まで、
ｍが３の時ｎ３まで、ｍが４の時ｎ４までのいずれかの
整数値である）、【数１】及び【数２】として設定された前記関係式によって、前記ＩＣパッケ
ージの基点座標（ｘ₀,ｙ₀）及び軸間角度θ₀を算出
し、一方、前記基準半導体ＩＣパッケージの各リード先端の
前記基準座標を次の式によってそれぞれ算出し、【数３】（上記数３の式において、Ｌ_X、Ｌ_Y、及びＰは、それ
ぞれ基準ＩＣパッケージのＸ方向とＹ方向のリード先端
間距離、及びリードピッチを表し、（Ｘ_mn′，Ｙ_mn′）
は、基準ＩＣパッケージの第ｍ辺の第ｎ個目の各リード
の先端の前記基準座標を表し、ｍは１から４までの値の
いずれかの整数値であり、ｎは、ｍが１の時ｎ１まで、
ｍが２の時ｎ２まで、ｍが３の時ｎ３まで、ｍが４の時
ｎ４までのいずれかの整数値である）、次いで、前記半導体ＩＣパッケージの第ｍ辺の第ｎ個目
のリードの先端の前記検出座標のＸ座標と前記基準半導
体ＩＣパッケージの対応する第ｍ辺の第ｎ個目のリード
の先端の前記基準座標のＸ座標との偏差Ｓ_mXn、及び前
記検出座標のＹ座標と前記基準座標のＹ座標との偏差Ｓ
_mYnをそれぞれＳ_mXn＝Ｘ_mn−Ｘ_mn′，Ｓ_mYn＝Ｙ_mn−Ｙ_mn′ （ここで、ｍは１から４までの値のいずれかの整数値で
あり、ｎは、ｍが１の時ｎ１まで、ｍが２の時ｎ２ま
で、ｍが３の時ｎ３まで、ｍが４の時ｎ４までのいずれ
かの整数値である）、によって算出することを特徴とす
る請求項１に記載のリード位置検査方法。