JP3520809B2 - リードフレーム形状の計測装置とこの装置を用いたリードフレーム形状の計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯状金属シートを
搬送する搬送路上に配置され搬送路上流側で連続的に形
成されたリードフレーム構造体を撮像しその画像解析か
らリードフレーム構造体の形状を計測するリードフレー
ム形状の計測装置とその計測方法に係り、特に、装置の
高額化を引起こすことなく計測精度の改善が図れるリー
ドフレーム形状の計測装置並びに計測方法の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のリードフレームとしては、図２
０に示すようにＣｕまたはＣｕ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等
の帯状金属シート１に対し金型を用いたプレスによる機
械的打抜き加工あるいはエッチングレジストとエッチン
グ液を用いたエッチング加工等を施してリードフレーム
構造体２を連続的に形成して成るものが例示され、ま
た、上記リードフレーム構造体２は、通常、単一のチッ
プ搭載用ステージ３、複数のリード４やガイドホール５
等を備えている。

【０００３】ところで、上述した打抜き加工やエッチン
グ加工等によりリードフレーム構造体を長期に亘り連続
して形成していると、金型の摩耗現象やエッチング液の
組成変化等が原因となってリードフレーム構造体の加工
精度が変動し、規格条件を満たさないリードフレームが
製造されてしまうことがあった。

【０００４】このため、従来においては帯状金属シート
１の搬送路上にリードフレーム形状を計測する計測装置
を配置し、この計測結果に基づきリードフレーム構造体
の加工精度を監視する方法が採られていた。

【０００５】すなわち、この計測装置は、図２１に示す
ように帯状金属シート１の搬送路上に配置されたエリア
カメラ６と、上記搬送路を挟んでエリアカメラ６の対向
側に配置されたエリア照明手段７と、この計測装置にお
ける制御系の主要部を構成する図示外の制御用コンピュ
ータと、この制御用コンピュータに組込まれかつ画像入
力側が上記エリアカメラ６に接続されると共にその画像
出力側が撮像画像モニター用のディスプレイに接続され
た画像解析ボード(共に図示せず)を具備するものであつ
た。

【０００６】そして、上記エリア照明手段７で照明され
たリードフレーム構造体２における計測領域の投影像が
エリアカメラ６により撮像されると共に、この撮像デー
タが上記画像解析ボードに入力され、図２３(Ａ)に示す
画像メモリーのＸ軸とＹ軸で指定される各座標位置にエ
リアカメラ６における対応する各画素の撮像濃度(すな
わち、図２３Ｂで示すようなＤ11、Ｄ21、Ｄ31等の画像
濃度データ)が記録され、かつ、撮像されたリードフレ
ーム構造体２の投影像が撮像画像モニター用のディスプ
レイに表示されるようになっている。

【０００７】そして、上記ディスプレイに表示されたリ
ードフレーム構造体２の投影像に対し、例えば図２２に
示すように特定リード４を横切るエッジ検出線ＣＤの始
点Ｃ(Xc、Yc)と終点Ｄ(Xd、Yd)を設定し、かつ、エッジ
検出線ＣＤ上の画像濃度変化によるエッジ検出により一
対のエッジ座標Ｐ、Ｑを求め、この座標間距離を計測す
ると共に、この計測値と事前に求めておいた適正値とを
比較してリードフレーム構造体２の加工精度を監視する
方法が採られていた。

【０００８】尚、図２４は、上記エッジ検出線ＣＤ上に
おける特定リード４のエッジとその周辺の画像濃度変化
を示したグラフ図であるが、上記エッジ検出におけるエ
ッジ座標のエッジとは、図２４に示すように画像濃度変
化からサブピクセル精度(１画素以下の精度)で設定され
る濃度変化中心位置を意味している。

【０００９】そして、リードフレーム構造体２の上記計
測結果に基づき、打抜き加工による場合には金型の交換
時期等の管理が行われ、また、エッチング加工による場
合にはエッチング速度やエッチング槽温度条件等の管理
が行われている。

【００１０】尚、上述した金型の摩耗現象やエッチング
液の組成変化等は、通常、徐々に現われ急激に起こるこ
とはまれなため、形成されたリードフレーム構造体２の
全てについてその計測を行う必要はなく、連続的に形成
されてくるリードフレーム構造体２群について適宜間隔
を介し選択されたリードフレーム構造体２に対して計測
を行えばよく、また、計測対象も上記特定リード幅に代
えて若しくはこれに加えて特定ガイドホールの直径につ
いて行う場合がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記計測装
置に組込まれている一般的エリアカメラ６の画素数は、
通常、水平方向１０２４画素×垂直方向１０２４画素の
レベルであった。

【００１２】このため、上記リードフレーム構造体２に
おける計測領域の大きさを５０ｍｍ角とした場合、エリ
アカメラ６による画素分解能は、５０ｍｍ／１０２４画
素＝約５０μｍ／画素となる。

【００１３】一方、ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路が急速に
多機能、高密度化する中、リードフレームのピン数(リ
ードの本数)もこれに対応して増加しかつリードピッチ
についても狭くなっている。

【００１４】そして、上記リードフレームのリード幅が
１００μｍ以下の製品が計測対象となった場合、上述し
た約５０μｍ／画素レベルでは計測精度が低すぎるた
め、リードフレーム構造体における加工精度の検査には
対応できなくなる問題点を有していた。

【００１５】尚、水平方向と垂直方向の各画素数が上述
した１０２４画素よりも多いエリアカメラを適用するこ
とで上記問題を回避することは可能であるが、このよう
なエリアカメラを組込んだ場合、その分、計測装置が高
額なものになってしまう別の問題を有していた。

【００１６】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、計測装置の高額
化を起こすことなく、例えばリード幅が１００μｍ以下
のリードフレームに対しても対応可能なリードフレーム
形状の計測装置並びに計測方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、従
来の計測装置に組込まれていたエリアカメラに代えて画
素数の多いラインスキャンカメラを用いると共にこのラ
インスキャンカメラをスキャンさせて搬送停止中におけ
るリードフレーム構造体の計測領域を取り込む方式を採
用することで上記画素分解能の向上を図る一方、上記計
測領域の位置検出用にエリアカメラを適用することで各
種パターンのリードフレームに対応できる計測装置とそ
の方法を提供するものである。

【００１８】まず、請求項１に係る発明はリードフレー
ム構造体における計測領域の投影像を上記ラインスキャ
ンカメラにより撮像してリードフレーム構造体の形状を
計測する装置に係り、また、請求項２に係る発明はリー
ドフレーム構造体における計測領域の反射像をラインス
キャンカメラにより撮像してリードフレーム構造体の形
状を計測する装置に関する。

【００１９】すなわち、請求項１に係る発明は、長尺で
リードフレーム製造用の帯状金属シートを搬送する搬送
路上に配置されかつ搬送路上流側で連続的に形成された
リードフレーム構造体を撮像しその画像解析からリード
フレーム構造体の形状を計測するリードフレーム形状の
計測装置を前提とし、基準位置が上記搬送路における搬
送面を中央にしてその一方側でかつ搬送路の幅方向端部
側から若干離れた位置に設定された第一照明手段と、基
準位置が上記搬送面を中央にしてその反対側でかつ第一
照明手段と対向する位置に設定されたラインスキャンカ
メラと、基準位置が上記搬送面を中央にして第一照明手
段と同一側でかつ上記搬送面と略対向する位置に設定さ
れると共に搬送される帯状金属シートを照明する第二照
明手段と、基準位置が上記搬送面を中央にして第二照明
手段の対向側に設定されかつ帯状金属シートに形成され
たリードフレーム構造体の投影像を撮像しその画像解析
からリードフレーム構造体における所定の基準領域を検
出するエリアカメラと、待機位置と検査位置間を移動可
能に設けられかつ上記第一照明手段と第二照明手段並び
に上記エリアカメラとラインスキャンカメラを保持する
と共に上記待機位置において第一照明手段と第二照明手
段の各位置並びにエリアカメラとラインスキャンカメラ
の各位置を上記基準位置に設定させる単一若しくは別体
の保持手段と、上記エリアカメラからの基準領域検出信
号に基づいて作動すると共に搬送中における帯状金属シ
ートの一部を挟持しその搬送を部分的に停止させて上記
リードフレーム構造体における基準領域とその近傍を一
時的に固定するシート固定手段と、このシート固定手段
の作動時において上記保持手段をその待機位置から検査
位置へ移動させると共にこの移動走査により保持手段が
保持するラインスキャンカメラと第一照明手段とを互い
に対向させた状態でかつ停止中の帯状金属シートに対し
その幅方向に亘り移動させて上記リードフレーム構造体
における計測領域の投影像を撮像しこの撮像後において
保持手段を上記検査位置から待機位置へ戻す移動手段と
を備え、上記ラインスキャンカメラにより撮像されたリ
ードフレーム構造体の画像解析からリードフレーム構造
体の形状を計測するようにしたことを特徴とし、また、
請求項２に係る発明は、長尺でリードフレーム製造用の
帯状金属シートを搬送する搬送路上に配置されかつ搬送
路上流側で連続的に形成されたリードフレーム構造体を
撮像しその画像解析からリードフレーム構造体の形状を
計測するリードフレーム形状の計測装置を前提とし、先
端側に第一反射照明手段が設けられその基準位置が上記
搬送路における搬送面を中央にしてその一方側でかつ搬
送路の幅方向端部側から若干離れた位置に設定されたラ
インスキャンカメラと、先端側に第二反射照明手段が設
けられその基準位置が上記搬送面を中央にしてラインス
キャンカメラと同一側でかつ上記搬送面と略対向する位
置に設定されると共に帯状金属シートに形成されたリー
ドフレーム構造体の反射像を撮像しその画像解析からリ
ードフレーム構造体における所定の基準領域を検出する
エリアカメラと、待機位置と検査位置間を移動可能に設
けられかつ上記ラインスキャンカメラとエリアカメラを
保持すると共に上記待機位置においてラインスキャンカ
メラとエリアカメラの各位置を上記基準位置に設定させ
る保持手段と、上記エリアカメラからの基準領域検出信
号に基づいて作動すると共に搬送中における帯状金属シ
ートの一部を挟持しその搬送を部分的に停止させて上記
リードフレーム構造体における基準領域とその近傍を一
時的に固定するシート固定手段と、このシート固定手段
の作動時において上記保持手段をその待機位置から検査
位置へ移動させると共にこの移動走査により保持手段が
保持するラインスキャンカメラを停止中の帯状金属シー
トに対しその幅方向に亘り移動させて上記リードフレー
ム構造体における計測領域の反射像を撮像しこの撮像後
において保持手段を上記検査位置から待機位置へ戻す移
動手段とを備え、上記ラインスキャンカメラにより撮像
されたリードフレーム構造体の画像解析からリードフレ
ーム構造体の形状を計測するようにしたことを特徴とす
るものである。

【００２０】そして、請求項１および２記載の発明に係
る計測装置によれば、エリアカメラからの基準領域検出
信号に基づいて作動するシート固定手段の作用により搬
送停止中の帯状金属シートに対し、その幅方向に亘りラ
インスキャンカメラを移動させて(すなわちスキャンさ
せて)リードフレーム構造体における計測領域の投映像
若しくは反射像を撮像するため、画素数の多い高額なエ
リアカメラを適用することなく画素分解能の向上を図る
ことが可能となる。

【００２１】また、エリアカメラからの基準領域検出信
号に基づき上記ラインスキャンカメラを作動させてリー
ドフレーム構造体における計測領域の投映像若しくは反
射像を撮像する(すなわち、リードフレーム構造体にお
ける計測領域の位置検出用にエリアカメラを適用してい
る)ため、ホトダイオード等の位置センサーを用いて計
測領域を検出する方式と異なり、各種パターンのリード
フレームに対応させることが可能となる。

【００２２】すなわち、ホトダイオード等の位置センサ
ーが組込まれた計測装置においては、検査用リードフレ
ームにおけるリードフレーム構造体のパターンが前回検
査したリードフレームのパターンと相違する場合、その
都度、パターンに合わせて上記位置センサーの位置を変
えることを要するが、上記エリアカメラを適用した場合
には、前回検査したリードフレームのパターンと無関係
に今回検査対象となるリードフレーム構造体の基準領域
パターンを記録し、このパターンとの異同に基づき上記
計測領域を検出できるため、エリアカメラの位置を変え
ることなく任意のリードフレームに対応させることが可
能となる。

【００２３】次に、請求項３と請求項４に係る発明は、
帯状金属シートの搬送路を複数備える計測装置の構成を
特定した発明に関する。

【００２４】すなわち、請求項３に係る発明は、請求項
１または２記載の発明に係るリードフレーム形状の計測
装置を前提とし、 同一パターンのリードフレーム構造
体が同一ピッチで連続的に形成された複数の帯状金属シ
ートを互いに並べて搬送する複数の搬送路を備え、各搬
送路に対する単一の上記エリアカメラの各基準位置が各
搬送路における搬送面と略対向する位置にそれぞれ設定
されると共に、各搬送路には各基準位置における上記エ
リアカメラからの各基準領域検出信号に基づき搬送中に
おける帯状金属シートの一部を挟持してその搬送を部分
的に停止させる上記シート固定手段がそれぞれ設けら
れ、かつ、各シート固定手段の作動時において対応する
停止中の帯状金属シートに対しその幅方向に亘り単一の
上記ラインスキャンカメラが移動して対応する帯状金属
シートにおける上記リードフレーム構造体の計測領域を
撮像するようになっていることを特徴とし、また、請求
項４に係る発明は、同一パターンのリードフレーム構造
体が同一ピッチで連続的に形成された複数の帯状金属シ
ートを互いに並べてかつ各帯状金属シートにおけるリー
ドフレーム構造体の先端部位置を互いに揃えた状態で搬
送する複数の搬送路を備え、幅方向最端部側に位置する
最端部搬送路に対し単一の上記エリアカメラの基準位置
がその搬送面と略対向する位置に設定されていると共
に、各搬送路には上記基準位置におけるエリアカメラか
らの基準領域検出信号に基づき搬送中における各帯状金
属シートの一部を挟持してその搬送を部分的に停止させ
る共通若しくは個別のシート固定手段が設けられ、か
つ、シート固定手段の作動時において停止中の各帯状金
属シートに対し各幅方向に亘り単一の上記ラインスキャ
ンカメラが移動して各帯状金属シートにおける上記リー
ドフレーム構造体の各計測領域を同時に撮像するように
なっていることを特徴とするものである。

【００２５】そして、請求項３および４記載の発明に係
る計測装置によれば、互いに並んで搬送される複数の帯
状金属シートに対して各リードフレーム形状の計測を単
一の計測装置で行うことができるため計測作業の効率化
を図ることが可能となる。

【００２６】特に、請求項４記載の発明に係る計測装置
によれば、シート固定手段の作動時において停止中の各
帯状金属シートに対し基準領域を含むリードフレーム構
造体の各計測領域を同時に撮像することができるため計
測作業の効率化を更に向上させることが可能となる。

【００２７】次に、請求項５および６に係る発明は、請
求項１〜４記載の発明に係る計測装置を用いたリードフ
レーム形状の計測方法に関する。

【００２８】すなわち、請求項５に係る発明は、上記ラ
インスキャンカメラにより撮像されたリードフレーム構
造体の投影像若しくは反射像が表示されたディスプレイ
上においてリードフレーム構造体の任意の構成要素を選
択しかつ選択された特定構成要素を横切るように設定さ
れたエッジ検出線上の画像濃度変化によるエッジ検出に
より求められたエッジ座標から特定構成要素を計測しそ
の計測値に基づきリードフレーム構造体の加工精度を検
査する請求項１、２、３または４記載の計測装置を用い
たリードフレーム形状の計測方法を前提とし、上記エリ
アカメラによりリードフレーム構造体における所定の基
準領域を撮像しかつこの基準領域の画像を記録する条件
第一工程と、上記ラインスキャンカメラによりリードフ
レーム構造体の計測領域を撮像しかつこの計測領域内に
設定された基準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)からＸ方
向基準エッジＡ(Xa、Ya)とＹ方向基準エッジＢ(Xb、Yb)
を求めると共にこれ等基準エッジの座標から基準点座標
ＡＢ(Xa、Yb)を設定する条件第二工程と、上記特定構成
要素を横切るエッジ検出線の始点座標と終点座標をそれ
ぞれ始点Ｃ(Xc、Yc)、終点Ｄ(Xd、Yd)とした場合、基準
点座標ＡＢ(Xa、Yb)とエッジ検出線の始点Ｃ(Xc、Yc)と
終点Ｄ(Xd、Yd)の各座標間の相対位置関係を示す以下の
数式(１)の座標差分データを求めると共に、この座標差
分データと上記基準エッジサーチ開始点Ｓ、Ｘ方向基準
エッジＡ、Ｙ方向基準エッジＢ、基準点座標ＡＢ、エッ
ジ検出線の始点Ｃと終点Ｄの各座標をそれぞれ記録して
計測条件を設定する条件第三工程の各工程を有する計測
条件設定プロセスと、 a1＝Xc−Xa、b1＝Yc−Yb、c1＝Xd−Xa、d1＝Yd−Yb (１) 搬送される帯状金属シートを上記エリアカメラにより逐
次撮像して記録する検査第一工程と、記録された画像と
上記基準領域の画像を比較しかつこれ等画像が一致した
ときにこの一致信号を出力して上記シート固定手段を作
動させる検査第二工程と、上記ラインスキャンカメラに
よりリードフレーム構造体の計測領域を撮像しかつ記録
する検査第三工程と、記録されたリードフレーム構造体
の投影像若しくは反射像に対し計測条件設定プロセスで
設定された計測条件に従い、投影像若しくは反射像の計
測領域内に設定された基準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Y
s)からＸ方向基準エッジＡ’(Xa’、Ya’)とＹ方向基準
エッジＢ’(Xb’、Yb’)を求めると共にこれ等基準エッ
ジの座標から基準点座標ＡＢ’(Xa’、Yb’)を設定する
検査第四工程と、得られた基準点座標ＡＢ’(Xa’、Y
b’)と上記数式(１)の座標差分データから検査時におけ
るエッジ検出線の始点座標Ｃ’(Xa’＋a1、Yb’＋b1)と
終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Yb’＋d1)をそれぞれ求める検
査第五工程と、得られた始点座標Ｃ’(Xa’＋a1、Yb’
＋b1)と終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Yb’＋d1)で特定され
る上記特定構成要素のエッジ検出線によりエッジ座標を
求めかつ得られたエッジ座標から特定構成要素を計測す
る検査第六工程と、得られた特定構成要素の計測値と事
前に求められた上記特定構成要素の適正値とを比較して
リードフレーム構造体の加工精度を検査する検査第七工
程の各工程を有する検査プロセス、とで構成されること
を特徴とし、請求項６に係る発明は、請求項５記載の発
明に係るリードフレーム形状の計測方法を前提とし、上
記リードフレーム構造体が矩形状のチップ搭載用ステー
ジとリード並びにガイドホールを備えており、上記チッ
プ搭載用ステージ内の任意個所に基準エッジサーチ開始
点Ｓ(Xs、Ys)が設定され、かつ、チップ搭載用ステージ
のＸ方向並びにＹ方向端部に上記Ｘ方向基準エッジＡ(X
a、Ya)とＹ方向基準エッジＢ(Xb、Yb)が求められると共
に、上記特定構成要素が特定リード若しくはガイドホー
ルであることを特徴とするものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３０】［第一実施の形態］この実施の形態に係る
リードフレーム形状の計測装置１００は、図１〜図３に
示すように基準位置が帯状金属シート１の搬送路におけ
る搬送面を中央にしてその下側でかつ搬送路の幅方向端
部側から若干離れた位置に設定されたライン照明手段１
１と、基準位置が上記搬送面を中央にしてその上側でか
つライン照明手段１１と対向する位置に設定されたライ
ンスキャンカメラ１２と、基準位置が上記搬送面を中央
にしてその真下位置に設定されかつ搬送される帯状金属
シート１を照明するエリア照明手段１３と、基準位置が
上記搬送面を中央にしてエリア照明手段１３の対向側に
設定されかつ帯状金属シート１に形成されたリードフレ
ーム構造体２の投影像を撮像しその画像解析からリード
フレーム構造体２における所定の基準領域ＪまたはＫ
(図５参照)を検出するエリアカメラ１４と、待機位置と
検査位置間を移動可能に設けられかつ上記ライン照明手
段１１とエリア照明手段１３並びに上記エリアカメラ１
４とラインスキャンカメラ１２を保持すると共に上記待
機位置においてライン照明手段１１とエリア照明手段１
３の各位置並びにエリアカメラ１４とラインスキャンカ
メラ１２の各位置を上記基準位置に設定させる正面略コ
字形状の保持手段１５と、上記エリアカメラ１４からの
基準領域ＪまたはＫ検出信号に基づいて作動すると共に
搬送中における帯状金属シート１の一部を挟持しその搬
送を部分的に停止させて上記リードフレーム構造体２に
おける基準領域ＪまたはＫとその近傍を一時的に固定す
るシート固定手段としてのクランプ１６、１７(図３参
照)と、クランプ１６、１７の作動時において上記保持
手段１５をその待機位置から検査位置へ移動させると共
にこの移動走査により保持手段１５が保持するラインス
キャンカメラ１２とライン照明手段１１とを互いに対向
させた状態でかつ停止中の帯状金属シート１に対しその
幅方向に亘り移動させて上記基準領域ＪまたはＫを含む
リードフレーム構造体２における計測領域ＪＪまたはＫ
Ｋ(図５参照)の投影像を撮像しこの撮像後において保持
手段１５を上記検査位置から待機位置へ戻す移動手段１
８と、ラインスキャンカメラ１２で撮像されたリードフ
レーム構造体２における計測領域ＪＪまたはＫＫの投影
像を表示する図示外の撮像画像用モニターと、この計測
装置における制御系の主要部を構成する図示外の制御用
コンピュータと、このコンピュータ用モニター(図示せ
ず)と、上記制御用コンピュータに接続されたキーボー
ド並びにポインティングデバイス(共に図示せず)とを備
えている。

【００３１】まず、上記ラインスキャンカメラ１２とエ
リアカメラ１４は、図４に示すようにライン若しくはエ
リアＣＣＤカメラ部２１、鏡筒部２２および引伸ばし機
用レンズ２３とでその主要部が構成されており、かつ、
上記鏡筒部２２の長さを調整することによりレンズ２３
の倍率を変えることができるようになっている。

【００３２】また、計測対象であるリードフレームは、
図５に示すようにその幅が６０ｍｍでリードフレーム構
造体２のピッチは５０ｍｍである。

【００３３】また、上記エリアカメラ１４はその有効画
素数が５１２×５１２画素、濃度分解能８ｂｉｔ(画像
容量：２５６ＫＢ)であり、図５に示すように２５ｍｍ
角の基準領域ＪまたはＫを撮像しかつ観察する。従っ
て、エリアカメラ１４の画素分解能は、２５ｍｍ／５１
２画素＝約５０μｍとなる。但し、この装置において、
エリアカメラは帯状金属シートに形成された各リードフ
レーム構造体の上記基準領域ＪまたはＫを監視し、か
つ、基準領域ＪまたはＫ検出信号を出力するために用い
られるものである。従って、リードフレーム形状の計測
には利用されないことから高分解能である必要はなく、
かつ、リードフレーム構造体の特徴的部分を撮像できれ
ばよくリードフレーム構造体の全体を撮像できる必要は
ない。

【００３４】一方、上記ラインスキャンカメラ１２はそ
の有効ライン画素数が２０４８画素で、図５に示すよう
に幅３０ｍｍを撮像する。従って、ラインスキャンカメ
ラ１２の画素分解能は、３０ｍｍ／２０４８画素＝約１
５μｍとなる。また、このラインスキャンカメラ１２
は、上記移動手段１８の作用により一定速度でリードフ
レーム幅６０ｍｍをスキャンし、横３０ｍｍ(２０４８
画素)×縦６０ｍｍ(４０９６画素)、濃度分解能８ｂｉ
ｔの画像(画像容量：８ＭＢ)を以下に述べる画像メモリ
ー(図示せず)に転送する。また、このラインスキャンカ
メラ１２は上述したように幅３０ｍｍを撮像する関係
上、１回のスキャン走査でピッチ５０ｍｍのリードフレ
ーム構造体２全体を撮像することができないため、前後
２回のスキャン走査に分けてリードフレーム構造体２に
おける計測領域ＪＪおよびＫＫの２個所を撮像してリー
ドフレーム構造体２の全体を撮像するようになってい
る。これは、前後２回のスキャン走査において撮像され
る上記計測領域ＪＪおよびＫＫの画像がＸ、Ｙ方向の位
置ずれのみであることを前提とし、上記計測領域ＪＪお
よびＫＫ画像の回転方向の位置ずれが無いことを前提と
している。また、上記計測領域ＪＪおよびＫＫの２個所
を撮像する関係から、これ等計測領域ＪＪおよびＫＫに
含まれる２５ｍｍ角の基準領域ＪまたはＫをエリアカメ
ラ１４で撮像しかつ観察するようになっている。

【００３５】次に、この実施の形態に係る計測装置１０
０の制御系３０は、作成した計測条件ファイル等が記録
されるハードディスク、フロッピーディスク等記録素子
を有しかつ上記キーボード並びにポインティングデバイ
スが接続された制御用コンピュータ(図示せず)と、この
制御用コンピュータに組込まれその画像入力側が上記ラ
インスキャンカメラ１２とエリアカメラ１４に接続され
かつ画像出力側が撮像画像用モニターに接続された画像
解析ボード(図示せず)とでその主要部が構成され、か
つ、この画像解析ボードは上記ラインスキャンカメラ１
２とエリアカメラ１４で撮像された必要枚数の画像デー
タをファイルに記録できる画像メモリー(図示せず)を有
している。すなわち、計測装置１００全体の制御系３０
は、図８に示すようなコンピュータシステムから成って
おり、エリアカメラ１４、ラインスキャンカメラ１２、
キーボード３１、マウス等ポインティングデバイス３２
等からの信号が入力インターフェース３３を介して制御
部３４にデータとして入力される。そして、制御部３４
は、システム全体を総括的に処理するＣＰＵ３５と、こ
のＣＰＵ３５との間で処理上でのデータの授受を行うＲ
ＡＭ３６およびＣＰＵ３５に処理手順を与えるプログラ
ム等を格納するＲＯＭ３７から成り、上記ＲＯＭ３７に
は、記録された画像ファイルを用いて計測対象の画像解
析を行う際の適切な操作手順を作業者に指示する複数の
計測アルゴリズム(メニュー；平行部分の幅を計測する
操作手順、円の直径を計測する操作手順等)の各プログ
ラムが予め格納されており、上記ＣＰＵ３５は、入力イ
ンターフェース３３を介して与えられたデータに基づい
て上記プログラムを実行し、出力インターフェース３８
を介してエリア照明手段１３、ライン照明手段１１、シ
ート固定手段１６、１７、移動手段１８、コンピュータ
用モニター３９、撮像画像用モニター４０等に制御用の
信号を送出しこれ等を制御するようになっている。

【００３６】尚、この計測装置１００が配置される搬送
路における上記シート固定手段としてのクランプ１６、
１７の設置位置より上流側には、シート固定手段の作動
時に帯状金属シート１における装置搬入側の一部をたる
ませるアキュムレータ(図示せず)が設けられている。

【００３７】以下、この計測装置１００を用いてリード
フレーム形状の計測を行う方法について説明する。

【００３８】まず、この計測装置１００の制御系３０に
は、以下に述べる計測条件設定プロセスと検査プロセス
とで構成される制御プログラムが含まれており、計測条
件設定プロセスで、帯状金属シート１におけるリードフ
レーム構造体２の基準領域を撮像した際の撮像条件(例
えばエリアカメラ１４やエリア照明手段１３等の基準位
置の条件等)、および、ラインスキャンカメラ１２で撮
像されかつ記録されたリードフレーム構造体２の計測領
域ＪＪおよびＫＫの画像ファイルを用いてその特定構成
要素の画像解析を行う際の計測条件(例えば、画像ファ
イル番号、メニューから選択された計測アリゴリズム番
号、基準エッジサーチ開始点Ｓ座標、Ｘ方向基準エッジ
Ａ座標、Ｙ方向基準エッジＢ座標、基準点座標ＡＢ、エ
ッジ検出線の始点Ｃと終点Ｄ座標等)をそれぞれ記録し
た撮像・計測条件ファイルを計測対象毎(すなわち、リ
ードフレーム構造体のパターンは各種あるため)に作成
すると共にこの撮像・計測条件ファイルを制御用コンピ
ュータの記録素子に記録し、また、検査プロセスで、記
録された上記撮像・計測条件ファイルを読み出しかつこ
の撮像・計測条件ファイルに記録された撮像条件および
計測条件に従ってリードフレーム形状の計測を実行する
ようになっている。尚、上記計測条件設定プロセスにお
けるリードフレームは搬送中のリードフレームでなく、
通常、完成された個別のリードフレーム(すなわち帯状
金属シートから切離された個々のリードフレーム)を対
象にして計測条件設定が行われる。

【００３９】『計測条件設定プロセス』まず、図５に示
すような計測対象である個別のリードフレームを準備
し、かつ、図１に示した計測装置１００のエリアカメラ
１４を用いてリードフレーム構造体２の基準領域Ｊおよ
びＫをそれぞれ撮像しかつ撮像された基準領域Ｊおよび
Ｋを上記画像解析ボードの画像メモリーにそれぞれ記録
する。

【００４０】次に、図５に示すように基準領域Ｊを含む
リードフレーム構造体２の計測領域ＪＪを計測装置１０
０のラインスキャンカメラ１２を用いて撮像し、かつ、
モニター用ディスプレイに上記計測領域ＪＪを映し出す
と共に、映し出されたリードフレーム構造体２における
計測領域ＪＪの投影像を見ながら図６〜７に示すように
ポインティングデバイスにより基準エッジサーチ開始点
Ｓ(Xs、Ys)を計測領域ＪＪ内に指定する。次に、上記基
準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)から図６〜７に示すよ
うにＸ方向基準エッジＡ(Xa、Ya)とＹ方向基準エッジＢ
(Xb、Yb)を求めると共にこれ等基準エッジの座標から基
準点座標ＡＢ(Xa、Yb)を設定する。

【００４１】次に、図６〜７に示すように特定構成要素
(特定のガイドホール５)を横切るエッジ検出線の始点座
標Ｃ(Xc、Yc)と終点座標Ｄ(Xd、Yd)を指定すると共に、
基準点座標ＡＢ(Xa、Yb)とエッジ検出線の始点Ｃ(Xc、Y
c)と終点Ｄ(Xd、Yd)の各座標間の相対位置関係を示す以
下の数式(１)の座標差分データを求め、かつ、計測領域
ＪＪにおける上記座標差分データと同じく計測領域ＪＪ
における基準エッジサーチ開始点Ｓ、Ｘ方向基準エッジ
Ａ、Ｙ方向基準エッジＢ、基準点座標ＡＢ、エッジ検出
線の始点Ｃと終点Ｄの各座標を制御用コンピュータの記
録素子に記録する。

【００４２】 a1＝Xc−Xa、b1＝Yc−Yb、c1＝Xd−Xa、d1＝Yd−Yb (１) 同様に、図５に示すように基準領域Ｋを含むリードフレ
ーム構造体２の計測領域ＫＫを計測装置１００のライン
スキャンカメラ１２を用いて撮像し、かつ、モニター用
ディスプレイに上記計測領域ＫＫを映し出すと共に、映
し出されたリードフレーム構造体２における計測領域Ｋ
Ｋの投影像を見ながらポインティングデバイスにより基
準エッジサーチ開始点を計測領域ＫＫ内に適宜指定す
る。

【００４３】同様に、上記基準エッジサーチ開始点から
Ｘ方向基準エッジとＹ方向基準エッジを求めると共に、
これ等基準エッジの座標から基準点座標を設定する。

【００４４】同様に、特定構成要素(図５に示すように
計測領域ＫＫ内の特定のガイドホール５’や特定のリー
ド４を適宜選択して決定する)を横切るエッジ検出線の
始点座標と終点座標を指定すると共に、基準点座標とエ
ッジ検出線の始点と終点の各座標間の相対位置関係を示
す座標差分データを求め、かつ、計測領域ＫＫにおける
座標差分データと同じく計測領域ＫＫにおける上記基準
エッジサーチ開始点、Ｘ方向基準エッジ、Ｙ方向基準エ
ッジ、基準点座標、エッジ検出線の始点と終点の各座標
を制御用コンピュータの記録素子に記録して計測条件設
定プロセスを終了する。

【００４５】『検査プロセス』まず、上記計測条件設定
プロセスにおいて対象としたリードフレーム構造体と同
一パターンのリードフレーム構造体２が連続的に形成さ
れる帯状金属シート１の搬送路上にこの実施の形態に係
る計測装置１００を配置し、かつ、エリアカメラ１４と
エリア照明手段１３の位置がそれぞれ基準位置に設定さ
れるように移動手段１８を動作させて保持手段１５を移
動させた後、上記エリアカメラ１４により一定速度で搬
送される帯状金属シート１の基準領域Ｊを逐次撮像しか
つその投影像を上記画像解析ボードの画像メモリーに記
録すると共に、記録した基準領域Ｊの画像データと予め
計測条件設定プロセスで記録した基準領域Ｊの画像デー
タとを以下に述べる方法に従って比較し、これ等画像デ
ータが略一致したときにその一致信号を出力する。

【００４６】次に、上記一致信号に基づきシート固定手
段としてのクランプ１６、１７を作動させて帯状金属シ
ート１の搬送を部分的に停止(帯状金属シート１の上流
側からはクランプ１６、１７の固定動作に拘わらずリー
ドフレーム構造体が形成された帯状金属シート１が連続
的に搬送されてくるため上述したアキュムレータにより
対処している)させた後、同じく上記一致信号に基づき
移動手段１８を作動させて上記保持手段１５をその待機
位置から検査位置に移動させる。この移動走査により上
記ラインスキャンカメラ１２とライン照明手段１１が帯
状金属シート１の幅方向に亘りスキャンし、上記基準領
域Ｊを含むリードフレーム構造体２の計測領域ＪＪを撮
像しかつ撮像された計測領域ＪＪを上記画像解析ボード
の画像メモリーに記録すると共にこの計測領域ＪＪの投
影像がモニター用ディスプレイに映し出される。

【００４７】次に、モニター用ディスプレイに映し出さ
れた計測領域ＪＪの投影像に対し撮像・計測条件ファイ
ルに記録された計測条件に従って図７に示すように基準
エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)が自動的に設定され、か
つ、同じく記録された計測アルゴリズムの操作手順に従
って基準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)からＸ方向基準
エッジＡ’(Xa’、Ya’)とＹ方向基準エッジＢ’(X
b’、Yb’)が自動的に求められると共に上記基準エッジ
の座標から基準点座標ＡＢ’(Xa’、Yb’)が設定され
る。

【００４８】次に、基準点座標ＡＢ(Xa、Yb)とエッジ検
出線の始点Ｃ(Xc、Yc)と終点Ｄ(Xd、Yd)の各座標間の相
対位置関係を示す数式(１)の座標差分データが読み出さ
れ、かつ、座標差分データと基準点座標ＡＢ’(Xa’、Y
b’)から検査時におけるエッジ検出線の始点座標Ｃ’(X
a’＋a1、Yb’＋b1)と終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Yb’＋d
1)が自動的に求められると共に得られた始点座標Ｃ’(X
a’＋a1、Yb’＋b1)と終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Yb’＋d
1)で特定される領域内の特定構成要素(特定ガイドホー
ル５)に対する複数のエッジ検出線(図７参照)によりエ
ッジ座標群が求められ、これ等エッジ座標間距離の中か
ら最大値が計測されて特定構成要素(特定ガイドホール
５)の直径が求められる。

【００４９】尚、複数のエッジ検出線は、上記始点座標
Ｃ’(Xa’＋a1、Yb’＋b1)と終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Y
b’＋d1)で特定される領域内におけるＸ方向の複数の画
素列(図２３ＡにおいてＹ1、Ｙ2、Ｙ3等で特定されるＸ
方向の複数の画素列)が対応する。

【００５０】次に、特定構成要素(特定ガイドホール)の
直径が求められると上記シート固定手段としてのクラン
プ１６、１７が開放して帯状金属シート１の搬送を再開
すると共に、エリアカメラ１４とエリア照明手段１３の
位置がそれぞれ基準位置に設定されるように移動手段１
８を動作させて保持手段１５を移動させた後、上記エリ
アカメラ１４により帯状金属シート１の基準領域Ｋを逐
次撮像しかつその投影像を上記画像解析ボードの画像メ
モリーに記録すると共に、記録した基準領域Ｋの画像デ
ータと予め計測条件設定プロセスで記録した基準領域Ｋ
の画像データとを比較しこれ等画像データが略一致した
ときにその一致信号を出力する。

【００５１】この一致信号の出力に基づき、以下、上述
した計測領域ＪＪの計測操作と同様の工程が繰り返され
る。すなわち、上記一致信号に基づきシート固定手段と
してのクランプ１６、１７を作動させて帯状金属シート
１の搬送を部分的に停止させた後、同じく上記一致信号
に基づき移動手段１８を作動させて上記保持手段１５を
その待機位置から検査位置に移動させる。この移動走査
により上記ラインスキャンカメラ１２とライン照明手段
１１が帯状金属シート１の幅方向に亘りスキャンし、上
記基準領域Ｋを含むリードフレーム構造体２の計測領域
ＫＫを撮像しかつ撮像された計測領域ＫＫを上記画像解
析ボードの画像メモリーに記録すると共にこの計測領域
ＫＫの投影像がモニター用ディスプレイに映し出され
る。

【００５２】次に、モニター用ディスプレイに映し出さ
れた計測領域ＫＫの投影像に対し撮像・計測条件ファイ
ルに記録された計測条件に従って基準エッジサーチ開始
点が設定され、かつ、この基準エッジサーチ開始点から
Ｘ方向基準エッジとＹ方向基準エッジが求められると共
に基準エッジの座標から基準点座標が設定される。

【００５３】同様に、撮像・計測条件ファイルに記録さ
れた計測条件に従って特定構成要素(例えば図５に示す
特定のリード４)を横切るエッジ検出線の始点座標と終
点座標が設定され、上記基準点座標とエッジ検出線の始
点と終点の各座標間の相対位置関係を示す座標差分デー
タが読み出され、かつ、座標差分データと基準点座標か
ら検査時におけるエッジ検出線の始点座標と終点座標が
同様に求められると共に、得られた始点座標と終点座標
で特定される特定構成要素(特定のリード４)のエッジ検
出線により一対のエッジ座標が求められ、このエッジ座
標間距離が計測されて特定構成要素(特定のリード４)の
計測値(幅寸法値)が求められる。

【００５４】次に、特定構成要素の計測値が求められる
と上記シート固定手段としてのクランプ１６、１７が開
放して帯状金属シート１の搬送を再開し、以下、同様の
工程を繰り返す。

【００５５】尚、この検査プロセスにおいては、ライン
スキャンカメラ１２で基準領域Ｊ若しくはＫを含むリー
ドフレーム構造体２の計測領域ＪＪ若しくはＫＫの画像
を取り込んだ後、シート固定手段としてのクランプ１
６、１７で帯状金属シート１の搬送を停止させた状態で
上記計測領域ＪＪ若しくはＫＫの画像解析を行う構成に
なっているが、次の計測領域ＪＪ若しくはＫＫの画像取
り込みまでに上記画像解析が終了するか、画像の取り込
と画像解析とが同時に実行可能ならば、ラインスキャン
カメラ１２で基準領域Ｊ若しくはＫを含むリードフレー
ム構造体２の計測領域ＪＪ若しくはＫＫ画像の取り込が
終了すると同時にクランプ１６、１７を開放して帯状金
属シート１の搬送を再開させる構成にしてもよい。ま
た、リードフレーム構造体の形成をエッチング加工で行
うような場合、エッチング条件が急激に変動することは
通常では考え難く形成される近傍のリードフレーム構造
体同士の形状が極端に変化することはまれなため、ライ
ンスキャンカメラ１２で取り込むリードフレーム構造体
の計測領域ＪＪとＫＫは同一部位のリードフレーム構造
体である必要はなく、互いに離れた位置に形成された別
々のリードフレーム構造体についてその一方を計測領域
ＪＪとし他方を計測領域ＫＫとして計測してもよい。こ
のような方法を採った場合、画像解析に要する時間を長
くとることが可能となる。また、この実施の形態におい
ては上記計測領域ＪＪ若しくはＫＫ内に基準領域Ｊ若し
くはＫが含まれる内容になっているが、計測領域内に必
ずしも基準領域が含まれなくともよい。

【００５６】そして、この実施の形態に係る計測装置１
００を用いた計測方法によれば、エリアカメラ１４から
の一致信号(基準領域Ｊ若しくはＫ検出信号)に基づいて
作動するクランプ１６、１７の作用により搬送停止中の
帯状金属シート１に対し、その幅方向に亘りラインスキ
ャンカメラ１２をスキャンさせてリードフレーム構造体
２における計測領域ＪＪ若しくはＫＫの投映像を撮像す
るため、画素数の多い高額なエリアカメラを適用するこ
となく画素分解能の向上(従来は約５０μｍ／画素のレ
ベルであったものを約１５μｍ／画素のレベルに向上)
を図ることが可能となる。

【００５７】また、この計測装置１００においては、ホ
トダイオード等の位置センサーを用いて計測領域を検出
する方式と異なり、リードフレーム構造体２における計
測領域ＪＪ若しくはＫＫの位置検出用にその有効画素数
が５１２×５１２画素レベルのエリアカメラ１４を適用
しているため、形成されるリードフレーム構造体のパタ
ーンが異なるリードフレームに対しても上記エリアカメ
ラ１４の基準位置を変えることなく対応させることが可
能となる。

【００５８】尚、この計測装置１００において上記『計
測条件設定プロセス』で記録された基準領域Ｊ若しくは
Ｋのパターンと『検査プロセス』で撮像された基準領域
Ｊ若しくはＫのパターンとが一致しているか否かの判断
は以下に述べる二値化法によりなされている。

【００５９】すなわち、図９に示すように上記『計測条
件設定プロセス』で記録された基準領域Ｊ若しくはＫの
中から互いに隣接する特定４画素を選択し、かつ、各画
素濃度に基づき黒の画素(閾値：１２８)数を記録する
(この例では４つの画素の各濃度が１５０、１６０、１
５５、１００であることから黒の画素数は１つ)。

【００６０】そして、『検査プロセス』で撮像された基
準領域Ｊ若しくはＫにおいて同一の特定４画素を観察
し、黒の画素数が一致した場合に一致信号を出力し、黒
の画素数が一致しない場合には一致信号を出力しない方
法を採っている。

【００６１】また、この二値化法に代えて以下に述べる
テンプレートマッチング法を採用してもよい。すなわ
ち、このテンプレートマッチング法は、図１０に示すよ
うに上記『計測条件設定プロセス』で記録された基準領
域Ｊ若しくはＫの中から互いに隣接する特定４画素を選
択し、かつ、各画素濃度(この例ではα１、β１、γ
１、δ１)を記録する。そして、『検査プロセス』で撮
像された基準領域Ｊ若しくはＫにおいて同一の特定４画
素を観察し、対応する各画素の差(すなわち、α１−α
２、β１−β２、γ１−γ２、δ１−δ２)についてそ
の二乗の和θあるいはその絶対値の和θを求め、この和
θが０に近づいたときに一致信号を出力する方法であ
る。

【００６２】次に、この実施の形態に係る計測装置１０
０においては、上記帯状金属シート１の搬送路を中央に
してその上側にラインスキャンカメラ１２とエリアカメ
ラ１４が配置されかつその下側にライン照明手段１１と
エリア照明手段１３が配置される構造になっているが、
その上側にライン照明手段１１とエリア照明手段１３を
配置しかつその下側にラインスキャンカメラ１２とエリ
アカメラ１４を配置する構造に変えてもよい。また、こ
の実施の形態に係る計測装置１００において上記帯状金
属シート１の搬送路が帯状金属シート１を水平方向に搬
送させる構造になっているが、帯状金属シート１を水平
面に対し垂直方向に搬送させる構造に変えてもよくその
搬送面の向き設定は任意であり、かつ、当然のことなが
ら搬送面の向きに対応させて上記ラインスキャンカメラ
１２とエリアカメラ１４並びにライン照明手段１１とエ
リア照明手段１３の配置位置も上述した位置関係を維持
できるように変更させることを要する。

【００６３】また、この実施の形態において計測対象で
あるリードフレームのリードフレーム構造２は図５〜図
６に示す構成要素を有している。すなわち、このリード
フレーム構造２においては、矩形状のチップ搭載用ステ
ージ３、帯状リード４、略円形状ガイドホール５、上記
チップ搭載用ステージを保持するサポートバー３’、リ
ード接続用バー４’等の構成要素を有している。

【００６４】しかし、リードフレームの形状は各種あり
チップ搭載用ステージが矩形でないものも存在すること
から、チップ搭載用ステージ内に設定された基準エッジ
サーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)に基づきチップ搭載用ステージ
のＸ方向並びにＹ方向端部にＸ方向基準エッジＡ(Xa、Y
a)とＹ方向基準エッジＢ(Xb、Yb)を求めることができな
い場合(例えば、ステージの形状が円形のようなとき)が
存在する。

【００６５】このような場合には、リードフレーム構造
体の各構成要素の中からＸ方向並びにＹ方向に対して平
行若しくは垂直な直線状縁部を有する構成要素(例えば
チップ搭載用ステージを保持するサポートバー３’やリ
ード接続用バー４’あるいは帯状金属シートの幅方向両
端縁部等)を選択し、これ等構成要素が存在する領域内
に上記基準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)等を設定する
ことにより対応させることができる。

【００６６】［第二実施の形態］この実施の形態に係る
計測装置２００は、図１１に示すようにライン照明手段
１１とエリア照明手段１３についてこれ等をラインスキ
ャンカメラ１２とエリアカメラ１４の先端部にそれぞれ
組込むと共に、リードフレーム構造体が形成された帯状
金属シート１からの反射像をラインスキャンカメラ１２
とエリアカメラ１４により撮像する構造に変えた点を除
き図１〜図３に示した第一実施の形態に係る計測装置１
００と略同一である。

【００６７】すなわち、この実施の形態に係る計測装置
２００は、図１１に示すように先端部にライン照明手段
１１が組込まれその基準位置が帯状金属シート１の搬送
路における搬送面を中央にしてその上側でかつ搬送路の
幅方向端部側から若干離れた位置に設定されたラインス
キャンカメラ１２と、先端側にエリア照明手段１３が組
込まれその基準位置が上記搬送面を中央にしてその上側
でかつ搬送面の真上側の位置に設定されると共に帯状金
属シート１に形成されたリードフレーム構造体の反射像
を撮像しその画像解析からリードフレーム構造体におけ
る所定の基準領域を検出するエリアカメラ１４と、待機
位置と検査位置間を移動可能に設けられかつ上記エリア
カメラ１４とラインスキャンカメラ１２を保持すると共
に上記待機位置においてエリアカメラ１４とラインスキ
ャンカメラ１２の各位置を上記基準位置に設定させる板
状の保持手段１５と、上記エリアカメラ１４からの基準
領域検出信号に基づいて作動すると共に搬送中における
帯状金属シート１の一部を挟持しその搬送を部分的に停
止させて上記リードフレーム構造体における基準領域と
その近傍を一時的に固定するシート固定手段としてのク
ランプと、クランプの作動時において上記保持手段１５
をその待機位置から検査位置へ移動させると共にこの移
動走査により保持手段１５が保持するラインスキャンカ
メラ１２を停止中の帯状金属シート１に対しその幅方向
に亘り移動させて上記基準領域を含むリードフレーム構
造体における計測領域の反射像を撮像しこの撮像後にお
いて保持手段１５を上記検査位置から待機位置へ戻す移
動手段１８と、ラインスキャンカメラ１２で撮像された
リードフレーム構造体における計測領域の反射像を表示
する図示外の撮像画像用モニターと、この計測装置にお
ける制御系の主要部を構成する図示外の制御用コンピュ
ータと、このコンピュータ用モニター(図示せず)と、上
記制御用コンピュータに接続されたキーボード並びにポ
インティングデバイス(共に図示せず)とを備えている。

【００６８】そして、この計測装置２００を用いた計測
方法においても、エリアカメラ１４からの一致信号(基
準領域検出信号)に基づいて作動する図示外のクランプ
の作用により搬送停止中の帯状金属シート１に対し、そ
の幅方向に亘りラインスキャンカメラ１２をスキャンさ
せてリードフレーム構造体における計測領域の反射像を
撮像するため、画素数の多い高額なエリアカメラを適用
することなく画素分解能の向上を図ることが可能とな
り、かつ、リードフレーム構造体における計測領域の位
置検出用にエリアカメラ１４を適用しているため、形成
されるリードフレーム構造体のパターンが異なるリード
フレームに対しても上記エリアカメラ１４の基準位置を
変えることなく対応させることが可能となる。

【００６９】［第三実施の形態］この実施の形態に係る
計測装置３００は、図１２〜図１３に示すようにライン
照明手段１１とエリア照明手段１４並びにラインスキャ
ンカメラ１２とエリアカメラ１４とが別体の保持手段１
５’、１５により保持されている点と、これ等保持手段
１５’、１５を移動させる別体の移動手段１８’、１８
が組込まれている点を除き図１〜図３に示した第一実施
の形態に係る計測装置１００と略同一である。

【００７０】すなわち、この実施の形態に係る計測装置
３００は、図１２〜図１３に示すように基準位置が帯状
金属シート１の搬送路における搬送面を中央にしてその
下側でかつ搬送路の幅方向端部側から若干離れた位置に
設定されたライン照明手段１１と、基準位置が上記搬送
面を中央にしてその上側でかつライン照明手段１１と対
向する位置に設定されたラインスキャンカメラ１２と、
基準位置が上記搬送面を中央にしてその真下位置に設定
されかつ搬送される帯状金属シート１を照明するエリア
照明手段１３と、基準位置が上記搬送面を中央にしてエ
リア照明手段１３の対向側に設定されかつ帯状金属シー
ト１に形成されたリードフレーム構造体の投影像を撮像
しその画像解析からリードフレーム構造体における所定
の基準領域を検出するエリアカメラ１４と、待機位置と
検査位置間を移動可能に設けられかつ上記ライン照明手
段１１とエリア照明手段１３並びに上記エリアカメラ１
４とラインスキャンカメラ１２をそれぞれ保持すると共
に上記待機位置においてライン照明手段１１とエリア照
明手段１３の各位置並びにエリアカメラ１４とラインス
キャンカメラ１２の各位置を上記基準位置に設定させる
一対の板状保持手段１５’、１５と、上記エリアカメラ
１４からの基準領域検出信号に基づいて作動すると共に
搬送中における帯状金属シート１の一部を挟持しその搬
送を部分的に停止させて上記リードフレーム構造体にお
ける基準領域とその近傍を一時的に固定するシート固定
手段としてのクランプと、クランプの作動時において各
保持手段１５’、１５をその待機位置から検査位置へそ
れぞれ移動させると共にこの移動走査により各保持手段
１５’、１５が保持するラインスキャンカメラ１２とラ
イン照明手段１１とを互いに対向させた状態でかつ停止
中の帯状金属シート１に対しその幅方向に亘り移動させ
て上記基準領域を含むリードフレーム構造体における計
測領域の投影像を撮像しこの撮像後において各保持手段
１５’、１５を上記検査位置から待機位置へ戻す一対の
移動手段１８’、１８と、ラインスキャンカメラ１２で
撮像されたリードフレーム構造体における計測領域の投
影像を表示する図示外の撮像画像用モニターと、この計
測装置における制御系の主要部を構成する図示外の制御
用コンピュータと、このコンピュータ用モニター(図示
せず)と、上記制御用コンピュータに接続されたキーボ
ード並びにポインティングデバイス(共に図示せず)とを
備えている。

【００７１】そして、この計測装置３００を用いた計測
方法においても、エリアカメラ１４からの一致信号(基
準領域検出信号)に基づいて作動する図示外のクランプ
の作用により搬送停止中の帯状金属シート１に対し、そ
の幅方向に亘りラインスキャンカメラ１２とライン照明
手段１１とを互いに対向させた状態でスキャンさせてリ
ードフレーム構造体における計測領域の投影像を撮像す
るため、画素数の多い高額なエリアカメラを適用するこ
となく画素分解能の向上を図ることが可能となり、か
つ、リードフレーム構造体における計測領域の位置検出
用にエリアカメラ１４を適用しているため、形成される
リードフレーム構造体のパターンが異なるリードフレー
ムに対しても上記エリアカメラ１４の基準位置を変える
ことなく対応させることが可能となる。

【００７２】［第四実施の形態］この実施の形態は、同
一パターンのリードフレーム構造体が同一ピッチで連続
的に形成される複数の帯状金属シートを互いに並べて搬
送する複数の搬送路に対して本発明に係る計測装置を適
用したものである。

【００７３】すなわち、図１４〜図１５は、平行に並べ
られた２つの搬送路上をそれぞれ搬送される２つの帯状
金属シート１、１に対し第一実施の形態に係る計測装置
１００を適用したものであり、また、図１６〜図１７
は、平行に並べられた３つの搬送路上をそれぞれ搬送さ
れる３つの帯状金属シート１、１、１に対し第三実施の
形態に係る計測装置３００を適用したものである。

【００７４】尚、図１８に示すように各搬送路上を別々
に搬送される帯状金属シート１、１、１についてそのリ
ードフレーム構造体２の先端部位置を揃えない状態で搬
送する場合には、１つの帯状金属シート１で得られた一
致信号(基準領域検出信号)に基づき帯状金属シート１、
１、１全体における各リードフレーム構造体の計測を同
時に行うことはできず各帯状金属シート１、１、１に対
し別々にリードフレーム構造体２を計測する必要がある
ため、各帯状金属シート１、１、１に対しエリアカメラ
１４やラインスキャンカメラ１２並びにエリア照明手段
１３やライン照明手段１１等がそれぞれ個別に移動走査
できるように構成することを要する。

【００７５】すなわち、各帯状金属シート１、１、１に
対するエリアカメラ１４の各基準位置が各搬送路におけ
る搬送面の真上側の位置にそれぞれ設定されると共に、
各搬送路には各基準位置における上記エリアカメラ１４
からの各一致信号(基準領域検出信号)に基づき搬送中に
おける帯状金属シートの一部を挟持してその搬送を部分
的に停止させるシート固定手段(図示せず)がそれぞれ設
けられ、かつ、各シート固定手段の作動時において対応
する停止中の帯状金属シートに対しその幅方向に亘り上
記ラインスキャンカメラ１２とライン照明手段１１が互
いに対向した状態でスキャンして対応する帯状金属シー
トにおける基準領域を含むリードフレーム構造体の計測
領域を撮像できるような構造にすることを要する。

【００７６】一方、図１９に示すように各搬送路上を別
々に搬送される帯状金属シート１、１、１についてその
リードフレーム構造体２の先端部位置が揃えられた状態
で搬送する場合には、各搬送路上を搬送される各帯状金
属シート１、１、１に形成されたリードフレーム構造体
の各パターン位置が全て同一になるため、幅方向最端部
側に位置する最端部搬送路上を搬送される１つの帯状金
属シート１で得られた一致信号(基準領域検出信号)に基
づき帯状金属シート１、１、１全体における各リードフ
レーム構造体の計測を同時に行うことが可能となる。

【００７７】すなわち、幅方向最端部側に位置する最端
部搬送路に対しエリアカメラ１４の基準位置をその搬送
面の真上側位置に設定し、かつ、各搬送路には上記基準
位置におけるエリアカメラ１４からの一致信号(基準領
域検出信号)に基づき搬送中における各帯状金属シート
の一部を挟持してその搬送を部分的に停止させる共通若
しくは個別のシート固定手段を設けると共に、シート固
定手段の作動時において停止中の各帯状金属シート１、
１、１に対し各幅方向に亘り上記ラインスキャンカメラ
１２とライン照明手段１１が互いに対向した状態でスキ
ャンして各帯状金属シートにおける基準領域を含むリー
ドフレーム構造体の各計測領域を同時に撮像することが
可能となる。

【００７８】

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。

【００７９】すなわち、図１〜図３に示した第一実施の
形態に係る計測装置１００と、その画素数が水平方向１
０２４画素×垂直方向１０２４画素であるエリアカメラ
６が組込まれた図２１に示した従来の計測装置(比較例)
を用い、かつ、その幅が６０ｍｍでリードフレーム構造
体のピッチが５０ｍｍのリードフレーム(図５参照)につ
いて連続的に計測した。尚、計測したリードフレーム構
造体は、帯状金属シートに形成された同一部位のリード
フレーム構造体を繰り返し計測(すなわち、帯状金属シ
ートを搬送させることなく固定して同一部位のリードフ
レーム構造体を繰り返し計測)し、特定されたガイドホ
ール５のＸ方向直径とＹ方向直径並びに特定されたリー
ド４の幅を５回計測した。この計測結果を以下の表１に
示す。

【００８０】

【表１】 『確 認』実施例においてはガイドホール５における
Ｘ方向直径の計測ずれ値が最大で１０μｍ(９８５μｍ
−９７５μｍ)、ガイドホール５におけるＹ方向直径の
計測ずれ値が最大で９μｍ(９６５μｍ−９５６μｍ)、
リード４幅の計測ずれ値が最大で１０μｍ(２０６μｍ
−１９６μｍ)であったのに対し、比較例においてはガ
イドホール５におけるＸ方向直径の計測ずれ値が最大で
３３μｍ(９９８μｍ−９６５μｍ)、ガイドホール５に
おけるＹ方向直径の計測ずれ値が最大で３２μｍ(９７
７μｍ−９４５μｍ)、リード４幅の計測ずれ値が最大
で３２μｍ(２１７μｍ−１８５μｍ)であり計測結果の
ばらつきが顕著であった。

【００８１】この結果から、比較例に係る計測装置に較
べて本実施例に係る計測装置の計測精度が改善されてい
ることが確認される。

【００８２】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明に係る計測
装置によれば、エリアカメラからの基準領域検出信号に
基づいて作動するシート固定手段の作用により搬送停止
中の帯状金属シートに対し、その幅方向に亘りラインス
キャンカメラを移動させてリードフレーム構造体におけ
る計測領域の投映像若しくは反射像を撮像するため、画
素数の多い高額なエリアカメラを適用することなく画素
分解能の向上を図ることが可能となる効果を有する。

【００８３】また、ホトダイオード等の位置センサーを
用いて計測領域を検出する方式と異なり、この計測装置
においてはリードフレーム構造体における計測領域の位
置検出用にエリアカメラを適用しているため、エリアカ
メラの基準位置をその都度変更させることなく各種パタ
ーンのリードフレームに対応させることが可能となる効
果を有する。

【００８４】次に、請求項３および４記載の発明に係る
計測装置によれば、互いに並んで搬送される複数の帯状
金属シートに対して各リードフレーム形状の計測を単一
の計測装置で行うことができるため計測作業の効率化を
図ることが可能となる効果を有する。

【００８５】特に、請求項４記載の発明に係る計測装置
によれば、シート固定手段の作動時において停止中の各
帯状金属シートに対し基準領域を含むリードフレーム構
造体の各計測領域を同時に撮像することができるため計
測作業の効率化を更に向上させることが可能となる効果
を有する。

【００８６】また、請求項５および６記載の発明に係る
計測方法によれば、請求項１〜４記載の計測装置を用い
て簡便にリードフレーム形状の計測を行える効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施の形態に係る計測装置の概略斜視図。

【図２】第一実施の形態に係る計測装置の概略正面図。

【図３】第一実施の形態に係る計測装置の概略側面図。

【図４】エリアカメラ若しくはラインスキャンカメラの
説明図。

【図５】リードフレーム構造体とその基準領域、計測領
域の説明図。

【図６】本発明に係る計測方法の説明図。

【図７】本発明に係る計測方法の説明図。

【図８】第一実施の形態に係る計測装置における装置全
体の制御系を示すブロック図。

【図９】画像パターンの一致、不一致を検出する際に利
用される二値化法の説明図。

【図１０】画像パターンの一致、不一致を検出する際に
利用されるテンプレートマッチング法の説明図。

【図１１】第二実施の形態に係る計測装置の概略正面
図。

【図１２】第三実施の形態に係る計測装置の概略斜視
図。

【図１３】第三実施の形態に係る計測装置の概略正面
図。

【図１４】第四実施の形態を示す概略斜視図。

【図１５】第四実施の形態を示す概略正面図。

【図１６】第四実施の形態を示す他の概略斜視図。

【図１７】第四実施の形態を示す他の概略正面図。

【図１８】３つの搬送路上を搬送される３つの帯状金属
シートの平面図。

【図１９】３つの搬送路上を搬送される３つの帯状金属
シートの平面図。

【図２０】リードフレームの平面図。

【図２１】従来例に係る計測装置の概略斜視図。

【図２２】従来例に係る計測装置を用いた計測方法の説
明図。

【図２３】図２３(Ａ)は計測装置に搭載された画像解析
ボードの画像メモリーを示す説明図、図２３(Ｂ)は画像
メモリーに記録される画像濃度のデータ説明図。

【図２４】エッジ検出線上の画像濃度変化とエッジ位置
を示すグラフ図。

【符号の説明】

１ 帯状金属シート １１ ライン照明手段 １２ ラインスキャンカメラ １３ エリア照明手段 １４ エリアカメラ １５ 保持手段 １８ 移動手段 １００ 計測装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺でリードフレーム製造用の帯状金属シ
   ートを搬送する搬送路上に配置されかつ搬送路上流側で
   連続的に形成されたリードフレーム構造体を撮像しその
   画像解析からリードフレーム構造体の形状を計測するリ
   ードフレーム形状の計測装置において、 基準位置が上記搬送路における搬送面を中央にしてその
   一方側でかつ搬送路の幅方向端部側から若干離れた位置
   に設定された第一照明手段と、基準位置が上記搬送面を
   中央にしてその反対側でかつ第一照明手段と対向する位
   置に設定されたラインスキャンカメラと、基準位置が上
   記搬送面を中央にして第一照明手段と同一側でかつ上記
   搬送面と略対向する位置に設定されると共に搬送される
   帯状金属シートを照明する第二照明手段と、基準位置が
   上記搬送面を中央にして第二照明手段の対向側に設定さ
   れかつ帯状金属シートに形成されたリードフレーム構造
   体の投影像を撮像しその画像解析からリードフレーム構
   造体における所定の基準領域を検出するエリアカメラ
   と、待機位置と検査位置間を移動可能に設けられかつ上
   記第一照明手段と第二照明手段並びに上記エリアカメラ
   とラインスキャンカメラを保持すると共に上記待機位置
   において第一照明手段と第二照明手段の各位置並びにエ
   リアカメラとラインスキャンカメラの各位置を上記基準
   位置に設定させる単一若しくは別体の保持手段と、上記
   エリアカメラからの基準領域検出信号に基づいて作動す
   ると共に搬送中における帯状金属シートの一部を挟持し
   その搬送を部分的に停止させて上記リードフレーム構造
   体における基準領域とその近傍を一時的に固定するシー
   ト固定手段と、このシート固定手段の作動時において上
   記保持手段をその待機位置から検査位置へ移動させると
   共にこの移動走査により保持手段が保持するラインスキ
   ャンカメラと第一照明手段とを互いに対向させた状態で
   かつ停止中の帯状金属シートに対しその幅方向に亘り移
   動させて上記リードフレーム構造体における計測領域の
   投影像を撮像しこの撮像後において保持手段を上記検査
   位置から待機位置へ戻す移動手段とを備え、上記ライン
   スキャンカメラにより撮像されたリードフレーム構造体
   の画像解析からリードフレーム構造体の形状を計測する
   ようにしたことを特徴とするリードフレーム形状の計測
   装置。
2. 【請求項２】長尺でリードフレーム製造用の帯状金属シ
   ートを搬送する搬送路上に配置されかつ搬送路上流側で
   連続的に形成されたリードフレーム構造体を撮像しその
   画像解析からリードフレーム構造体の形状を計測するリ
   ードフレーム形状の計測装置において、 先端側に第一反射照明手段が設けられその基準位置が上
   記搬送路における搬送面を中央にしてその一方側でかつ
   搬送路の幅方向端部側から若干離れた位置に設定された
   ラインスキャンカメラと、先端側に第二反射照明手段が
   設けられその基準位置が上記搬送面を中央にしてライン
   スキャンカメラと同一側でかつ上記搬送面と略対向する
   位置に設定されると共に帯状金属シートに形成されたリ
   ードフレーム構造体の反射像を撮像しその画像解析から
   リードフレーム構造体における所定の基準領域を検出す
   るエリアカメラと、待機位置と検査位置間を移動可能に
   設けられかつ上記ラインスキャンカメラとエリアカメラ
   を保持すると共に上記待機位置においてラインスキャン
   カメラとエリアカメラの各位置を上記基準位置に設定さ
   せる保持手段と、上記エリアカメラからの基準領域検出
   信号に基づいて作動すると共に搬送中における帯状金属
   シートの一部を挟持しその搬送を部分的に停止させて上
   記リードフレーム構造体における基準領域とその近傍を
   一時的に固定するシート固定手段と、このシート固定手
   段の作動時において上記保持手段をその待機位置から検
   査位置へ移動させると共にこの移動走査により保持手段
   が保持するラインスキャンカメラを停止中の帯状金属シ
   ートに対しその幅方向に亘り移動させて上記リードフレ
   ーム構造体における計測領域の反射像を撮像しこの撮像
   後において保持手段を上記検査位置から待機位置へ戻す
   移動手段とを備え、上記ラインスキャンカメラにより撮
   像されたリードフレーム構造体の画像解析からリードフ
   レーム構造体の形状を計測するようにしたことを特徴と
   するリードフレーム形状の計測装置。
3. 【請求項３】同一パターンのリードフレーム構造体が同
   一ピッチで連続的に形成された複数の帯状金属シートを
   互いに並べて搬送する複数の搬送路を備え、各搬送路に
   対する単一の上記エリアカメラの各基準位置が各搬送路
   における搬送面と略対向する位置にそれぞれ設定される
   と共に、各搬送路には各基準位置における上記エリアカ
   メラからの各基準領域検出信号に基づき搬送中における
   帯状金属シートの一部を挟持してその搬送を部分的に停
   止させる上記シート固定手段がそれぞれ設けられ、か
   つ、各シート固定手段の作動時において対応する停止中
   の帯状金属シートに対しその幅方向に亘り単一の上記ラ
   インスキャンカメラが移動して対応する帯状金属シート
   における上記リードフレーム構造体の計測領域を撮像す
   るようになっていることを特徴とする請求項１または２
   記載のリードフレーム形状の計測装置。
4. 【請求項４】同一パターンのリードフレーム構造体が同
   一ピッチで連続的に形成された複数の帯状金属シートを
   互いに並べてかつ各帯状金属シートにおけるリードフレ
   ーム構造体の先端部位置を互いに揃えた状態で搬送する
   複数の搬送路を備え、幅方向最端部側に位置する最端部
   搬送路に対し単一の上記エリアカメラの基準位置がその
   搬送面と略対向する位置に設定されていると共に、各搬
   送路には上記基準位置におけるエリアカメラからの基準
   領域検出信号に基づき搬送中における各帯状金属シート
   の一部を挟持してその搬送を部分的に停止させる共通若
   しくは個別のシート固定手段が設けられ、かつ、シート
   固定手段の作動時において停止中の各帯状金属シートに
   対し各幅方向に亘り単一の上記ラインスキャンカメラが
   移動して各帯状金属シートにおける上記リードフレーム
   構造体の各計測領域を同時に撮像するようになっている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のリードフレー
   ム形状の計測装置。
5. 【請求項５】上記ラインスキャンカメラにより撮像され
   たリードフレーム構造体の投影像若しくは反射像が表示
   されたディスプレイ上においてリードフレーム構造体の
   任意の構成要素を選択しかつ選択された特定構成要素を
   横切るように設定されたエッジ検出線上の画像濃度変化
   によるエッジ検出により求められたエッジ座標から特定
   構成要素を計測しその計測値に基づきリードフレーム構
   造体の加工精度を検査する請求項１、２、３または４記
   載の計測装置を用いたリードフレーム形状の計測方法に
   おいて、 上記エリアカメラによりリードフレーム構造体における
   所定の基準領域を撮像しかつこの基準領域の画像を記録
   する条件第一工程と、上記ラインスキャンカメラにより
   リードフレーム構造体の計測領域を撮像しかつこの計測
   領域内に設定された基準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)
   からＸ方向基準エッジＡ(Xa、Ya)とＹ方向基準エッジＢ
   (Xb、Yb)を求めると共にこれ等基準エッジの座標から基
   準点座標ＡＢ(Xa、Yb)を設定する条件第二工程と、上記
   特定構成要素を横切るエッジ検出線の始点座標と終点座
   標をそれぞれ始点Ｃ(Xc、Yc)、終点Ｄ(Xd、Yd)とした場
   合、基準点座標ＡＢ(Xa、Yb)とエッジ検出線の始点Ｃ(X
   c、Yc)と終点Ｄ(Xd、Yd)の各座標間の相対位置関係を示
   す以下の数式(１)の座標差分データを求めると共に、こ
   の座標差分データと上記基準エッジサーチ開始点Ｓ、Ｘ
   方向基準エッジＡ、Ｙ方向基準エッジＢ、基準点座標Ａ
   Ｂ、エッジ検出線の始点Ｃと終点Ｄの各座標をそれぞれ
   記録して計測条件を設定する条件第三工程の各工程を有
   する計測条件設定プロセスと、 a1＝Xc−Xa、b1＝Yc−Yb、c1＝Xd−Xa、d1＝Yd−Yb (１) 搬送される帯状金属シートを上記エリアカメラにより逐
   次撮像して記録する検査第一工程と、記録された画像と
   上記基準領域の画像を比較しかつこれ等画像が一致した
   ときにこの一致信号を出力して上記シート固定手段を作
   動させる検査第二工程と、上記ラインスキャンカメラに
   よりリードフレーム構造体の計測領域を撮像しかつ記録
   する検査第三工程と、記録されたリードフレーム構造体
   の投影像若しくは反射像に対し計測条件設定プロセスで
   設定された計測条件に従い、投影像若しくは反射像の計
   測領域内に設定された基準エッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Y
   s)からＸ方向基準エッジＡ’(Xa’、Ya’)とＹ方向基準
   エッジＢ’(Xb’、Yb’)を求めると共にこれ等基準エッ
   ジの座標から基準点座標ＡＢ’(Xa’、Yb’)を設定する
   検査第四工程と、得られた基準点座標ＡＢ’(Xa’、Y
   b’)と上記数式(１)の座標差分データから検査時におけ
   るエッジ検出線の始点座標Ｃ’(Xa’＋a1、Yb’＋b1)と
   終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Yb’＋d1)をそれぞれ求める検
   査第五工程と、得られた始点座標Ｃ’(Xa’＋a1、Yb’
   ＋b1)と終点座標Ｄ’(Xa’＋c1、Yb’＋d1)で特定され
   る上記特定構成要素のエッジ検出線によりエッジ座標を
   求めかつ得られたエッジ座標から特定構成要素を計測す
   る検査第六工程と、得られた特定構成要素の計測値と事
   前に求められた上記特定構成要素の適正値とを比較して
   リードフレーム構造体の加工精度を検査する検査第七工
   程の各工程を有する検査プロセス、とで構成されること
   を特徴とするリードフレーム形状の計測方法。
6. 【請求項６】上記リードフレーム構造体が矩形状のチッ
   プ搭載用ステージとリード並びにガイドホールを備えて
   おり、上記チップ搭載用ステージ内の任意個所に基準エ
   ッジサーチ開始点Ｓ(Xs、Ys)が設定され、かつ、チップ
   搭載用ステージのＸ方向並びにＹ方向端部に上記Ｘ方向
   基準エッジＡ(Xa、Ya)とＹ方向基準エッジＢ(Xb、Yb)が
   求められると共に、上記特定構成要素が特定リード若し
   くはガイドホールであることを特徴とする請求項５記載
   のリードフレーム形状の計測方法。