JP3847425B2 - リードフレームの検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は打ち抜き加工後のリードフレームの打痕や傷、変色等の表面状態を検出することが可能なリードフレームの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リードフレームを打ち抜きリードフレームを形成するプレス工程において、例えば短冊状リードフレームであれば、プレスより搬送されたところで、大きな打痕やバリ等は作業者が肉眼で確認していた。また、搬送されるリードフレームをプレス後に任意に抜き取り、顕微鏡で検査及び測定を行っていた。
また、リールに巻き取られたリードフレームにおいては、途中で抜き取り検査を行うことができないので、作業者の肉眼に頼るしかなく、精密検査はリールの最後で打痕等の有無を検査するしかなかった。
【０００３】
上記リードフレームの検査効率や検査精度を向上させるため、本件出願人は特開平９−１１３４６６号に示すリードフレームの検査装置を提案した。この検査装置は、プレス後に搬送されるリードフレームに半導体素子を搭載するＩＣ１チップを搭載するリード形成領域を細分化した単位リード形成領域（区画）毎にリング照明より光照射して、反射光をＣＣＤカメラにより画像入力を行い、入力画像を解析指示データに基づき輝度を解析し、予めティーチングにより記憶部に記憶させた比較値と上記解析値との比較を行ってリードフレームの異常を検出するものである。
【０００４】
上記検査装置を用いてリードフレームの検査を行うためには、予め正常なリードフレームを用いて画像解析に必要なパラメータの設定や、比較値として用いる輝度データの設定などのティーチングを行う必要がある。上記正常なリードフレームを所定量ずつ搬送したところで所定単位リード形成領域にリング照明により光照射してＣＣＤカメラにより画像入力を行う。このとき上記ＣＣＤカメラより撮像された入力画像の明度レベルがほぼ同一となる区画毎に輝度の解析を行い、得られた輝度データを記憶する。
【０００５】
実際の検査を行う場合には、リング照明よりリードフレームにティーチング時とほぼ同一の明度が得られる照度で光照射してＣＣＤカメラにより画像入力を行う。そして、ティーチングされている区画毎に輝度の解析を実行し、得られた輝度データの解析値とティーチング時の比較値とを比較する。このときの比較値は上記ティーチングにより記憶された比較値に許容値が加算された値（比較値＝記憶値＋許容値）を用いる。上記許容値は、リードフレームの母材の面粗度等により同じ単位リード形成領域でも区画毎に輝度が異なる場合があり、作業者が許容値の範囲を設定する。上記解析値が比較値より大きくなった場合にエラーとして、リードフレームの搬送を停止させて、検査を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ティーチング時に使用するリードフレームと実際に検査する個々のリードフレームとは、母材の圧延状況などの要因により各区画毎の明度のレベルが異なる。このため、画像解析値は正常なリードフレームでもロットが異なれば、或いは同一ロット内においても異なる場合がある。また、加工条件が異なれば、同じ照度でフレームに光照射しても見え方が変化する場合もある。
このような状況下で、ティーチングにより記憶させた比較値に対して、全フレームの解析値の変化量を予測して許容値の範囲を定めることは、非常に困難である。また、全フレームの解析値のばらつきを考慮して許容値を設定すれば、許容値が必要以上に大きな値となって、検査精度が低下する。
また、上記ティーチングにより許容値を決定するためには、各リール毎に記憶データが作成されるため、正常なリードフレームを数十リール分、例えば３０リール程度流して決定する必要があった。この場合、リードフレームを１リール流すのに２時間程度かかり、ティーチングに最低でも６０時間程度要し、検査作業効率が低かった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ティーチングに要する時間を省略すると共に許容値を適正な範囲で設定でき、帯状に連続するリードフレーム表面状態の異常を高速かつ高精度で検査なリードフレームの検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、帯状に連続するリードフレームを搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される際に前記リードフレームのリード形成領域の画像入力を行う撮像手段と、前記撮像手段の光軸を取り囲むようリング状に配置されかつ前記リードフレームと前記撮像手段との間に前記光軸方向に多段に配置されてなる、前記リードフレームに光を照射する照明手段と、前記撮像手段より取り込んだＸ番目からＸ＋ｎ番目（Ｘ≧１，ｎ≧１；Ｘ，ｎは自然数）までの入力画像の輝度を解析し、得られたｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第１の比較値として記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋１）番目の入力画像の解析値と前記第１の比較値との比較を行い、次にＸ＋１番目からＸ＋（ｎ＋１）番目までのｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第２の比較値として更新して記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋２）番目の入力画像の解析値と前記第２の比較値との比較を行う動作を繰り返すことにより、前記リードフレームの異常を検出してエラーを出力表示する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、前記各比較値として、ｎ画像分の解析値のうち最大値若しくは最小値に許容値を加えた値を用いも良い。
また、前記制御手段は、前記撮像手段より取り込んだＸ番目からＸ＋ｎ番目の入力画像を画像処理の１単位となる複数の区画に分割して各々輝度を解析し、各区画毎にｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に各々許容値を加えて第１の比較値として各々記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋１）番目の入力画像の区画毎の解析値と前記各区画毎の第１の比較値とを比較を行い、次にＸ＋１番目からＸ＋（ｎ＋１）番目までの各区画毎のｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第２の比較値として各々更新して記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋２）番目の入力画像の区画毎の解析値と前記各区画毎の第２の比較値との比較を行う動作を繰り返すことにより、リードフレームの異常を検出してエラーを出力表示するようにしても良い。
【０００９】
上記構成によれば、制御手段は、例えば撮像手段より取り込んだ第１番目から第１０番目までの入力画像の輝度を解析し、得られた１０画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第１の比較値として記憶させ、第１１番目の入力画像の解析値と前記第１の比較値とを比較を行い、次に第２番目から第１１番目までの１０画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第２の比較値として更新して記憶させ、第１２番目の入力画像の解析値と前記第２の比較値との比較を行う動作を繰り返すことにより、前記リードフレームの異常を検出するので、予め許容値を決定するためのティーチングに時間を要せず、しかも各リードフレームにより適合した許容値を設定して、検査精度を高めることが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るリードフレームの検査装置の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１はリードフレームの検査装置を含むリードフレーム製造装置の全体構成を示す説明図、図２はリードフレームの検査装置の構成を示すブロック説明図、図３はリードフレームの検査装置の断面説明図、図４はリング状の照明手段の構成を示す説明図、図５はＣＣＤカメラからの入力された画像の明暗部の解析範囲を示すグラフ図、図６は入力データのピークカット検出を示す説明図、図７は解析データの許容値を示すグラフ図、図８は図７の区画Ｎ部分の暗部輝度データの拡大図、図９はリードフレームの輪郭にマスクを施した状態を示す比較説明図、図１０はリードフレームの画像解析領域の区画を示す説明図、図１１は検査装置による検査動作の流れを示すフローチャート、図１２及び図１３はリング照明による画像入力状態を示す説明図、図１４は従来例と本実施例の検査結果を示すグラフ図である。
【００１１】
先ず図１を参照してリードフレームの検査装置を含むリードフレーム製造装置の全体構成について説明する。
１，２は帯状に連続するリードフレーム３を繰り出し，巻き取り用のリールである。本実施例では図面左側の繰り出し用リール１よりリードフレーム１を繰り出し、図面右側に配置された巻き取り用リール２に巻き取るように構成されている。
【００１２】
４はレベラーであり、繰り出し用リール１より繰り出されたリードフレーム３を一定の高さを保って搬送するものである。５は上型５ａ，下型５ｂを装備してプレスによりリードを形成するプレス装置である。
６はリードフレームの検査装置であり、プレス装置５により打ち抜かれたリードフレーム３の表面状態に打痕，傷，変色等の異常がないかどうかを検査するものである。上記検査装置６には、搬送手段としての搬送ローラ６ａ，照明手段の一部を構成する複数のリング状照明６ｂ，撮像手段としてのＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ６ｃ，リング状照明６ｂやＣＣＤカメラ６ｃが一体に搭載された可動テーブル６ｄ等を装備している。
７は層間紙であり、巻き取り用リール２に巻き取られるリードフレーム３間に介在させて巻き取らせ、リードフレーム相互間の摺擦より保護をしている。
なお、本実施例では、検査装置６はプレス装置５の後に配置されているが、リードフレーム１の洗浄装置の後やその他の処理後に配置することも可能である。
【００１３】
次に図２を参照してリードフレームの検査装置６の全体構成についてブロック図を参照して説明する。８は制御手段であり、制御プログラムにしたがって装置全体の動作を制御するＣＰＵ８ａ、外部より入力されたデータの一時保存を行ったり、ＣＰＵ８ａのワーキングエリアとして使用されるＲＡＭやＣＰＵ８ａの制御プログラムを記憶したＲＯＭ等を備えた記憶部８ｂ、データの入出力を行う入出力部（Ｉ／Ｏ部）８ｃ、照明手段の一部を構成する光源装置９の照度を制御する照度コントローラ８ｄ、ＣＣＤカメラ６ｃにより撮影した画像にマスク処理を施す画像処理ボード８ｅ等を装備している。上記画像処理ボード８ｅには、ＣＣＤカメラ６ｃより後述するモニター表示用の画像が入力される。
【００１４】
また１０は駆動手段としてのコントローラであり、リードフレーム３を搬送する搬送ローラ６ａを駆動させる駆動モータ（図示せず）や可動テーブル６ｄを走査させる駆動モータ（図示せず）を作動／停止させるドライバー回路を有する。また、上記ＣＰＵ８ａには、Ｉ／Ｏ部８ｃを介してリードフレーム３の搬送量を検出するためのフレーム搬送センサ１１からの検出信号が入力し、プレス装置５を作動／停止させる制御信号が出力される。
【００１５】
上記制御手段８のＣＰＵ８ａは、照度コントローラ８ｄにより光源装置９の照度を制御してリング状照明６ｂによりリードフレーム３の所定リード形成領域内をほぼ同一明度となるように光照射する。本実施例ではＩＣ１ピース分をほぼ同一明度となる領域として一括してＣＣＤカメラ６ｃにより撮影して画像処理ボード８ｅを介して輝度データとして取り込み、さらに画像処理の一単位となる単位リード形成領域（区画とも言う）に細分化し、この各区画の輝度データを集計して平均値を算出し、これに各区画毎に許容値を加えて比較の基準となる比較値として記憶部８ｂに記憶させる（ティーチィング）。この動作は、ＩＣ１ピースの全区画について行われ、比較値を各々記憶部８ｂに記憶させる。なお、リング状照明６ｂの構成によっては、リードフレーム３の各区画毎にほぼ同一明度となるように照明することも可能であり、この場合には照度コントローラ８ｄによる光源装置９の照度の制御は区画単位で行うようにしても良い。
【００１６】
また、リードフレーム３を搬送しながら画像を取り込む際に必要に応じて画像処理ボード８ｅによりマスク処理を施して輝度データを取り込み、取り込んだデータを区画単位に解析し、得られた解析値と記憶部８ｂに記憶させた比較値と比較する。上記ＣＰＵ８ａは入出力部８ｃを介してコントローラ１０により搬送ローラ６ａの駆動を制御して搬送動作を停止させたり、可動テーブル６ｄをリードフレーム３の区分された所定の領域ごとに走査させ、当該領域全体の画像を取り込むことも可能である。
尚、制御手段８は、停止モードと無停止モードの２種類の制御モードを有しており、停止モードの場合には、リードフレーム３を所定量搬送したところで周期的に停止させて画像を取り込み、無停止モードの場合にはリードフレーム３を搬送しながら周期的に瞬時に画像を取り込む。ここで、この周期をリードフレーム３のＩＣ１ピース分の搬送周期に設定することで、全数検査が可能である。
【００１７】
次に図３を参照してリードフレームの検査装置６の具体的な装置構成について説明する。以下、プレス後のリードフレーム３の搬送経路にしたがって説明する。リードフレーム３は図面左側より下方にＵ字状に垂れ下がって検査装置６に進入し、フレームガイド１２に沿って鉛直上方に向かって搬送される。リードフレーム３は搬送中はＡの位置にあり、搬送動作を停止すると慣性により若干移動してＢ或いはＣの位置に垂れ下がって停止する。
【００１８】
また、上記リードフレーム３は、フレームガイド１２により幅方向の位置決めがなされ、図の矢印に示すＹＺ軸方向に移動可能な可動テーブル６ｄに取り付けられたリング状照明６ｂによりリードフレーム３の所定領域に光照射されてその表面画像がＣＣＤカメラ６ｃにより取り込まれる。また、可動テーブル６ｄは図示しない駆動モータにより図３のＹＺ軸方向に走査可能に構成されている。上記可動テーブル６ｄは無停止モードの場合には固定して使用され、停止モードの場合にはＹＺ軸方向に走査して使用される。上記リング状照明６ｂの照度は、リードフレーム３のリード形成領域の輝度に応じて可動テーブル６ｄの下方に設けられた光源装置９により調整される。また、上記ＣＣＤカメラ６ｃの焦点は、可動テーブル６ｄの後端側にあるノブ６ｊにより手動で調整する。なお、図３において、Ｙ軸方向とは紙面に対して垂直方向をいう。
【００１９】
また上記リードフレーム３は、無停止モードの場合には、リードフレーム３の停止動作は行わず、ＣＣＤカメラ６ｃにより一定周期ごとに検査を行う。これによりＩＣの全数検査も可能となる。この際、ＣＣＤカメラ６ｃによる画像入力は、フレーム搬送センサ１１から出力される検出信号（許可フラグ）に同期して行うようにすると良い。
また、停止モードの場合には、フレームガイド１２の下流側に設けられたフレーム搬送センサ１１により搬送量が検出され、例えば２０８ピンのリードフレーム３でプレス装置５のプレスストローク１４０ｓｐｍの時４５ＩＣ分（１９．３秒）搬送されるごとに移動が停止され、ＣＣＤカメラ６ｃで画像入力されて検査が行われる。搬送ローラ６ａは、図示しない駆動モータにより回転駆動され、リードフレーム３をその円弧面の一部に巻き付けて搬送する。上記フレーム搬送センサ１１の検出信号に基づいて駆動モータの動作を制御して、搬送ローラ６ａによるリードフレーム３の搬送動作が制御される。
【００２０】
１３は搬送ガイドであり、搬送ローラ６ａを経たリードフレーム３の搬送をガイドするものである。上記搬送ガイド１３の搬送路には、リードフレーム３の上下一方或いは双方に当接して従動回転する複数の補助ローラ１４が設けられている。上記搬送ガイド１３を経たリードフレーム３は装置外へ導かれ、巻き取り側に搬送される。
【００２１】
また、装置下部には、制御手段８や電源部等を配置した制御パネル１５が配置されている。また、装置上部には制御データコントロール用の制御用モニター１６ａ、ＣＣＤカメラ６ｃより取り込んだ画像をリアルタイムで表示するための表示用モニター１６ｂが装備されている。なお、モニターは１台とし、切り換えながら制御データコントロール用の制御用として、また画像表示用として使用するようにしても良い。
【００２２】
ここで、検査装置６の各部の構成及び機能について詳細に説明する。
先ず、複数設けられたリング状照明６ｂの構成について詳述する。各リング状照明６ｂは同じ構成であり、図４に示すようにリング状照明６ｂのリング６ｅ内には光源としての光ファイバー６ｆが装備されている。また上記リング６ｅには支持部材６ｇが設けられており、該支持部材６ｇには半透明フィルム６ｈがリング６ｅの発光面と対向するように配置されている。また上記半透明フィルム６ｈのうち高輝度部分には遮光用のマスク６ｉが設けられている。
そして、各リング状照明６ｂは、ＣＣＤカメラ６ｃの光軸を取り囲み、かつリードフレーム３とＣＣＤカメラ６ｃとの間に光軸方向に沿って多段（本例では２段であるが、３段以上でも良い）に配置されている。
【００２３】
上述のようにリング状の照明を用いたのは、リードフレーム３と照明手段との間隔が狭いためフレーム面に明暗が生じ易いので、リードフレーム３の各領域をできるだけ均一に光照射するためである。また、リング６ｅの発光面に対向する位置に半透明フィルム６ｈを設けたのは、光の拡散を良くするためであり、更にはマスク６ｉを設けたのは、高輝度部分を遮光してフレーム面を均一な照度で光照射して、ＣＣＤカメラ６ｃにより打痕，傷等を鮮明に見るためである。なお、リング状照明６ｂの発光面の外径を対象フレーム面の長さに比較して大きくする（一例として２倍以上）ことにより、リング状照明６ｂからの直接光の影響を少なくすることができ、この場合には半透明フィルム６ｈは不要である。
また、リング状照明６ｂを多段に設けた理由について図１２と図１３を用いて説明すると、ＣＣＤカメラ６ｃにより直接検査される図１２中のリードフレーム３の検査面（打ち抜き時に下面となるバリ面）に打痕が存在する場合には打痕の表面が急激にへこんでいるため、リング状照明６ｂが１段でもそこから照射される光が打痕の表面のいずれかの部分でＣＣＤカメラ６ｃのレンズ方向へ反射する（光路は実線で示す）。よって反射部分は打痕がない状態の正常の輝度よりも高くなってＣＰＵ８ａでは打痕として認識できる。
【００２４】
しかしながら、図１３に示すようにリードフレーム３の検査裏面（打ち抜き時に上面となるダレ面）に打痕が存在する場合には、その打痕の裏面側、つまり検査面側の突出部の変形量は小さく、しかも突出部の表面は緩やかな曲面となるために、リング状照明６ｂが１段しかない場合には、リング状照明６ｂの光源１からの光（光路は実線で示す）は当該曲面で反射してもＣＣＤカメラ６ｃのレンズ内へは入光しない。このため、ＣＰＵ８ａでは打痕なしと判断してしまう可能性が高い。
そこで、上述したようにこの第１段目のリング状照明６ｂの他に、第２段目のリング状照明６ｂを光軸Ｇ方向に沿って第１段目のリング状照明６ｂと離間して設けると、第２段目のリング状照明６ｂの光源２からの光の打痕により検査面側に生じた突出部への入射角が変わり（この場合には小さくなり）、その反射光はＣＣＤカメラ６ｃに入光されることになり（光路は点線で示す）、ＣＰＵ８ａにおいて突出部の存在を認識でき、その結果リードフレーム３の検査裏面の打痕の存在を検出することができる。
【００２５】
しかし、このリードフレーム３の検査裏面（ダレ面）の打痕は、プレス加工を行った際に発生する抜きカスやゴミが該リードフレーム３の上に残り、この抜きカス等により生ずるものであり、実際には上記リードフレーム３の上に抜きカス等は入り込み難い。そのため、検査裏面の打痕の発生率は検査面の打痕の発生率と比べて著しく低い（約１０分の１程度）。また、リードフレーム３はダイ上を所定の速度で移動しているため、小さな抜きカス等はダイ上から飛び散ってしまいリードフレーム３の検査裏面に付着する抜きカス等は比較的大きく重いものが殆どである。このため、リードフレーム３の検査裏面の打痕により検査面に生ずる突出部はその変形量が比較的大きなものが多く、リング状照明６ｂを多段に設けることで検出できるものが多いのである（図１３参照）。
【００２６】
また、照度コントローラ８ｄは、リードフレーム３の面粗度の違いにより、同一照度でのフレームの明度に違いが生ずる。この場合、記憶部８ｂに記憶させたティーチデータ（比較値）の許容値が大きくなり、結果的に打痕検査を困難にする。このため、反射光が明るいフレームの時には各リング状照明６ｂの少なくとも１つの照度を落とし、暗いフレームの場合には少なくとも１つの照度を上げることで、できるだけ均一な明度になるように調整するものである。この調整は、ＣＣＤカメラ６ｃにより一括して画像入力される領域毎に、画像を取り込む際に照度コントロールを行う。
【００２７】
また、リードフレーム３に打痕，傷等の検出をした場合、正常なフレーム明度より大きな値或いは小さな値が検出されたとき、エラーとして検出するため、図５に示すようにＣＣＤカメラ６ｃより入力する画像の輝度データの入力レベルの変更を行っている。本実施例では、明部解析範囲のみ行っているが暗部解析範囲のみ或いは双方行うことも可能である。尚、図５は各区画毎に、区画内の最高輝度データと最低輝度データ（双方ともアナログ値）をそれぞれピックアップしてプロットし、各区画の最高輝度データ同士、最低輝度データ同士を線で結んだものであり、明部解析範囲は各区画の最高輝度データを含むように、また暗部解析範囲は最低輝度データを含むように範囲が設定される。
【００２８】
また、リードフレーム３の表面の明度のピーク値を観察していると、図６（ａ）に示すように、正常なフレームでも面粗度の違いによりピーク値が上昇する場合がある（相違量ａ）。そこで、図６（ｂ）に示すように、ピークレベルからある一定量だけカットしたところの輝度レベルを記憶しておき、検査時においても一定量だけカットしたところの輝度レベルで比較している（相違量ｂ）。
【００２９】
また、図７に示すように、リードフレーム３の１ピースの同一領域内でも、表面性状，加工油ののり、面粗度等によりピースごとに輝度が多少異なる場合があるため、輝度データに許容範囲を設ける。図７において、輝度を示す折れ線グラフより外れた箇所にドットが存在する場合には、打痕と判定できる。
また、図７の区画Ｎ部分の暗部輝度データの拡大図を図８に示す。前記ＣＣＤカメラ６ｃによる入力レベル変更は、明部解析範囲の輝度と暗部解析範囲の輝度をそれぞれ更に部分拡大して０〜２５５の輝度データ（ディジタル値）に強調して各区画ごとにピークカット、例えば、１０ピクセルのノイズカットを行っている。図８は暗部解析範囲に含まれる輝度データの拡大図を示すものであるため、、拡大データの輝度解析範囲（０〜２５５）に設定された許容範囲（一例として３０〜１３０）より下方に外れる部分が存在する場合には、打痕と判定できる。逆に、明部解析範囲に含まれる輝度データに対しては拡大データの輝度解析範囲（０〜２５５）に設定された許容範囲より上方に外れる部分が存在する場合には、打痕と判定できる。
【００３０】
また、図９（ａ）に示すように、プレス装置５によりプレス後のリードフレーム３の輪郭部３ａや打ち抜き部分３ｂには、ダレ，カエリ，バリ等が存在する。このダレ，カエリ，バリ等が検査しようとする区画内に存在すると、ダレ，カエリ，バリ等で照射された光をＣＣＤカメラ６ｃ方向へ反射し、ダレ等が存在しない場合に比べて輝度データがティーチデータより大きな値となり誤って打痕と認識してしまう。このため、他のリードフレーム面と同じ輝度として認識するように、一度リードフレーム３の画像をサンプルとして取り込み、リードフレーム３の輪郭に沿ってエアブラシ，ボカシ等を使用して画像編集し、マスク画像として記憶部８ｂに記憶させる。そして、図９（ｂ）に示すように、リードフレーム３の輪郭部３ａや打ち抜き部分３ｂに画像処理ボード８ｅにおいてマスク画像Ｍを重ね合わせて輝度を補正しダレ，バリ等の影響を抑えている。
【００３１】
また、照度コントローラ８ｄにより照度を制御する単位となるリードフレーム３の所定の領域とは、一例として図１０に示すように、単位ＩＣ（１ピース）を５分割した１／５ピースが相当する。この１／５ピース内では明度レベルがほぼ同一と観測される。なお、この領域は、リング状照明６ｂの直径やリードフレーム３との距離によってその広さは左右されるため、所定領域は１／２ピースの場合もあり、また１ピース全体の場合もある。
また、ＣＣＤカメラ６ｃの画像入力できる面積はその受光画素数により、また必要とする解像度によっても左右されるが、本例では一例として１ピースを一括して画像入力し、さらにこれを５区画に分割して画像処理を行うようにしている。なお、上記区画数は更に細分化することも可能であり、例えば３０〜４０区画程度に分割して行っても良い。
【００３２】
次に、上述した検査装置６の検査方法について図１１に示すフローチャートに沿って説明する。本実施例では、リードフレーム３の任意の検査位置においてＩＣ１ピースの表面状態を検出する動作について説明するものとし、また無停止モードで検査を行う場合の流れについて説明するものとする。
【００３３】
先ず、リードフレーム全体の検査の流れについて概略説明すると、プレス装置５を経て連続的に加工され搬送されるリードフレーム３を検査装置６に進入させ、リードフレーム３のＩＣ１ピースに対し、多分割した位置へ若しくは多分割していない時は必要であれば一度ＣＣＤカメラ６ｃを移動させて画像を取り込む。画像の取り込みは明部解析用と暗部解析用としてそれぞれ取り込まれる。上記取り込んだ画像を解析指示データに従い各区画毎に輝度を解析し、その輝度データ（解析値）と記憶部８ｂに記憶されている複数画像の平均値に許容値を加えたティーチングデータ（比較値）とを比較する。この作業は明部及び暗部両方において行っても良いが、高速化を図るためには明部のみ若しくは暗部のみの解析を行うのが望ましい。解析値と比較値の両者を比較した結果、比較値より解析値のほうが大きい場合には、エラーとして出力される。
【００３４】
次に具体的な検査方法について説明する。本実施例は制御モードが無停止モードである場合の制御動作について説明するものとする。
図１１において、ステップＳ１において、マスク画像Ｅの入力を行う。このマスク画像の入力は、制御手段８の記憶部８ｂにティーチィングにより▲１▼マスクの作成、▲２▼リードフレーム３のＩＣ１ピースの区画設定、▲３▼カメラ入力レベルの設定等が行われる。尚、上記▲１▼〜▲３▼の作業は本実施例では明部検出用のみについて行われるが、暗部検出用について行っても良い。また、上記ティーチィングによるデータ入力は、リードフレームの品種，材質の相違などにより随時行われる。
【００３５】
以下、具体的に説明すると、▲１▼上記マスク画像Ｅの入力は、前述したように、リードフレーム３のダレ，バリ部分は他の面と光の反射が異なるため、この部分は検査しないようにマスクを作成する。或いは、特に検査させない部分（例えば刻印部）があればマスクする。
また、▲２▼ＩＣ１ピース内の区画設定は、図１０に示すように、例えばＩＣ１ピース全体を１入力画像とし、入力画像の明度レベルがほぼ同一と観測される区画に細分化（本実施例では５区画に区分）し、１区画を設定する。
また、▲３▼カメラ入力レベルの設定は、入力画像の輝度データのピークレベルを検出するために必要なカメラ入力の範囲設定を行う。
【００３６】
次に、ステップＳ２に進行して搬送ローラ６ａを回転駆動させてリードフレーム３を連続搬送を開始する。また、同時にリードフレーム３を検査装置６より巻き取りリール２側に巻き取らせる。
次に、ステップＳ３に進行して、フレーム搬送センサ１１はリードフレーム３の１ピース分のリード形成領域を検出すると許可フラグを立てる。上記許可フラグを立てると、ステップＳ４に進行してＣＣＤカメラ６ｃより画像入力Ｆが行われる。
【００３７】
次に、ステップＳ４に進行して、リードフレーム３のＩＣ１ピース全体の画像入力が一括して行われる。上記許可フラグが立てられる度に、同様にリードフレーム３の画像入力が行われる。これにより、リードフレーム３の全ピースの検査が可能となる。一括して入力した画像は画像処理の一単位となる複数の区画（一例として５区画等）に細分化される。
なお、画像入力の単位が１ピース全体ではなく、例えば複数ピース等の所定の長さの領域である場合には、フレーム搬送センサ１１による検出するリードフレーム３の移動量を当該所定の長さの範囲とすることによって、同様にリードフレーム３の全ピースの検査が可能となる。
【００３８】
次に、ステップＳ５に進行してＣＰＵ８ａは記憶部８ｂにティーチングで記憶させたマスク画像Ｅに関するデータを読み出す。そしてステップＳ６に進行して、マスク処理の有無を判断する。ここでマスク処理するのであれば、ステップＳ７に進行し、画像処理ボード８ｅにより入力画像Ｆにマスク画像Ｅをマスクする。また、マスク処理しない場合には直接ステップＳ８へ移行する。このとき、上記入力画像Ｆはリアルタイムで表示用モニター１６ｂに写し出され、その表面状態を視認することができる。
【００３９】
次にステップＳ８において各区画領域毎に解析指示データに基づき輝度を解析して、ステップＳ９に進行してＸ番目からＸ＋ｎ番目のｎ個分の画像データ（Ｘ≧１，ｎ≧１；Ｘ，ｎは自然数）について解析データを一時保存する。本実施例では、各区画につき第１番目から第１０番目の１０画像分のデータを解析して一時保存可能になっている。そして、ステップＳ１０に進行して全区画につき画像データの解析が終了したか否かを判断し、終了してしなければステップＳ８に戻って全区画の画像解析を行う。次にステップＳ１１に進行して全区画につきｎ画像分（本実施例では１０画像分）の解析データが存在するか否かを判断する。１０画像分の解析データがない場合には、ステップＳ３に戻って更に画像を取り込みながら各区画毎に輝度データが１０画像分になるまで解析を続行する。そしてステップＳ１２に進行して、ＣＰＵ８ａは各区画毎に１０画像分の解析データの平均値を算出する。この平均値に許容値を加えた値を各々第１の比較値として記憶部８ｂに記憶する。上記許容値の設定は、各区画毎にフレームの面粗度、母材の圧延状態、加工油の付着状況などによりフレームの明るさが変化することから、各区画毎に行う。
【００４０】
次に、ステップＳ１３に進行してＸ＋（ｎ＋１）番目のリード形成領域の入力画像の輝度を解析指示データに従い解析する。本実施例では第１１番目のリード形成領域の画像を入力して各区画毎に輝度データの解析を行う。そして、ステップＳ１４に進行して上記第１１番目の解析値と記憶部８ｂに記憶されている第１の比較値（＝平均値＋許容値）とを各区画毎に比較する。このとき、各区画毎に解析指示データを変えながら解析することができる。例えば光源の照度が変化して取り込む画像の明るさが変動しても、取り込むべき対象物（リードフレーム）の形状が同じになるようにピータイル値（面積）を調整する。また、例えば区画内にリード部等の島（オブジェクション）が存在する場合、２値化したときの島（オブジェクション）の数と重心位置をピータイル値（面積）を変更してＩＣ１ピースの区画形状に応じた画像を取り込む。また、各区画の許容値を明度レベルの変化に合わせて調整する場合もある。
【００４１】
比較の結果、ステップＳ１５において第１１番目の各区画毎の解析値が第１の比較値より大きな値となったときは打痕が生じたものとしてステップＳ１６に進行し、エラー登録を行う。また、各区画の解析値が第１の比較値以下となったときは打痕が無しと判断し、ステップＳ１７に進行する。
このステップＳ１７では、一括して取り込んだ第１１番目のＩＣ１ピースについて全区画（５区画）の輝度データの解析が終了したか否かを判断する。終了していない場合にはステップＳ１３に戻り、全区画の解析が終了するまで行う。またデータの解析が終了した場合にはステップ１８に進行する。
【００４２】
ステップＳ１８では、ＩＣ１ピースのいずれかの区画内にエラー登録が有るか否かを判断し、エラー登録がある場合にはステップＳ１９に進行し、エラーが有る旨を表示し、プレス動作を停止する。
また、エラー登録がない場合には、ステップＳ２０に進行して、次のリードフレーム３の検査ピースが有るか否かを判断し、検査ピースが有る場合にはそして、前記ステップＳ１２に戻り、第１の比較値の更新を行うと共に第１２番目の入力画像に対してステップＳ１２〜ステップＳ２０に示す同様の検査工程を繰り返し、検査ピースがない場合にはリードフレーム３の巻き取りを行い、検査を終了する。本実施例は、無停止モードで画像入力を行われるため、リードフレームの各ピースの画像入力は連続して行われている。
【００４３】
上記ステップＳ２０において、リードフレーム３の検査ピースがある場合、第２番目から第１１番目までの１０画像分の解析データの平均値を各区画毎に算出する。この平均値に許容値を加えた値を第２の比較値として記憶部８ｂに記憶し、前記第１の比較値を更新する（ステップＳ１２）。次に、第１２番目の入力画像の輝度データを解析を行う（ステップＳ１３）。そして、上記第１２番目の各区画毎の解析値と記憶部８ｂに記憶されている更新された上記第２の比較値（＝平均値＋許容値）とを各区画毎に比較を行う（ステップＳ１４〜ステップＳ２０）。以下、第１３番目以降の入力画像の検査を順次行う場合にも同様のプロセスで比較を行う。これは、解析データの平均値が緩やかに変化するため、前後のデータを入れ換えて比較値を更新するだけで十分精度の良い検査が行えるからである。
また、本実施例では、例えば第１番目の入力画像（１ピース分）から第１０番目の入力画像を取り込んで第１の比較値を算出して第１１番目の入力画像解析に使用していたが、比較値の算出には１０画像分の解析データに限らず任意のデータ数より算出することが可能である。また、本実施例では第１番目から第１０番目までの入力画像については、検査装置を用いて比較値との比較が行えないが、リードフレームの打痕等は作業者が目視により確認できる範囲であるので、検査上支障となることはない。
【００４４】
この結果、各区画に応じた比較値（＝平均値＋許容値）と解析値との関係を示す検査データを従来例と本実施例とのデータ例を図１４に示す。図１４において、従来はティーチング時に許容値を決定するために、リードフレームを数十リール分検査装置に流して解析値の比較値からのずれ、即ち許容量を決定していたため、ティーチングに時間がかかる（例えば３０リールで６０時間程度かかる）と共にその許容量を幅広く取らざるをえないため、検査の精度にばらつきが大きくなり検査が不安定になるおそれがあった。
【００４５】
これに対して、本実施例では、検査用にリードフレーム３を搬送しながら、各リール毎に、リード形成領域毎に、更には該リード形成領域を細分化した各区画毎に、許容値が決定できるため、ティーチングに要する時間を大幅に短縮できる。
また、予め全フレーム状態を勘案して許容値を設定する必要がないため、必要以上に大きな許容値を設定することがなく、リードフレーム３の搬送にしたがって輝度データの平均値が緩やかに変化するため、検査対象領域が移行するに従って該平均値を直前のｎ画像分の輝度データの平均値に更新した比較値を用いることで、検査結果にばらつきの少ない高精度な検査を高速で行うことができ、製品への信頼性を高めることができる。
【００４６】
また、検査装置が複数台ある場合、照明の違いで見え方が違うと各検査装置間で異なる解析結果が得られるが、各検査装置毎に解析値は特有なものになっても良くフレーム毎に適合した比較値が設定されるため、検査状態が安定し、装置間でデータの互換性をとることが非常に容易となる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例えば、比較値として平均値＋許容値を用いたが、解析値の状況によっては、所定区画数の範囲で最大値或いは最小値に許容値を加えた値を用いても良い。また上記比較値を算出するにあたり、入力画像１０区画分の平均を算出するようにしたが、これより多くても少なくても良い。
また、リードフレームの１ピースＩＣの解析区画領域もリードの数等によって更に多区画化（例えば３０〜４０区画程度）或いは小区画化しても良く、検査装置の設置箇所もリードフレームの洗浄後またはその他の処理後に設置しても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんのことである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は前述したように、撮像手段より取り込んだＸ番目からＸ＋ｎ番目（Ｘ≧１，ｎ≧１；Ｘ，ｎは自然数）までの入力画像の輝度を解析し、得られたｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第１の比較値として記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋１）番目の入力画像の解析値と前記第１の比較値との比較を行い、次にＸ＋１番目からＸ＋（ｎ＋１）番目までのｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第２の比較値として更新して記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋２）番目の入力画像の解析値と前記第２の比較値との比較を行う動作を繰り返すことにより、リードフレームの異常を検出するようにしたので検査用にリードフレームを搬送しながら、各リール毎に、リード形成領域毎に、更には該リード形成領域を細分化した各区画毎に、許容値が決定できるため、ティーチングに要する時間を大幅に短縮できる。
また、予め全フレーム状態を勘案して許容値を設定する必要がないため、必要以上に大きな許容値を設定することがなく、リードフレームの搬送にしたがって輝度データの平均値が緩やかに変化するため、検査対象領域が移行するに従って該平均値を直前のｎ画像分の輝度データの平均値に更新した比較値を用いることで、検査結果にばらつきの少ない高精度な検査を高速で行うことができ、製品への信頼性を高めることができる。
【００４９】
また、検査装置が複数台ある場合、照明の違いで見え方が違うと各検査装置間で異なる解析結果が得られるが、各検査装置毎に解析値は特有なものになっても良くフレーム毎に適合した比較値が設定されるため、検査状態が安定し、装置間でデータの互換性をとることが非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リードフレームの検査装置を含むリードフレーム製造装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】リードフレームの検査装置の構成を示すブロック説明図である。
【図３】リードフレームの検査装置の断面説明図である。
【図４】リング状の照明手段の構成を示す説明図である。
【図５】ＣＣＤカメラからの入力された画像の明暗部の解析範囲を示すグラフ図である。
【図６】入力データのピークカット検出を示す説明図である。
【図７】解析データの許容値を示すグラフ図である。
【図８】図７の区画Ｎ部分の暗部輝度データの拡大図である。
【図９】リードフレームの輪郭にマスクを施した状態を示す比較説明図である。
【図１０】リードフレームの画像解析領域の区画を示す説明図である。
【図１１】検査装置による検査動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】リング照明による画像入力状態を示す説明図である。
【図１３】リング照明による画像入力状態を示す説明図である。
【図１４】従来例と本実施例の検査結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１ 繰り出し用リール
２ 巻き取り用リール
３ リードフレーム
４ レベラー
５ プレス装置
６ 検査装置
６ａ 搬送ローラ
６ｂ リング状照明
６ｃ ＣＣＤカメラ
６ｄ 可動テーブル
６ｅ リング
６ｆ 光ファイバー
６ｇ 支持部材
６ｈ 半透明フィルム
６ｉ マスク
６ｊ ノブ
７ 層間紙
８ 制御手段
８ａ ＣＰＵ
８ｂ 記憶部
８ｃ 入出力部
８ｄ 照度コントローラ
８ｅ 画像処理ボード
９ 光源装置
１０ コントローラ
１１ フレーム搬送センサ
１２ フレームガイド
１３ 搬送ガイド
１４ 補助ローラ
１５ 制御パネル
１６ａ 制御用モニター
１６ｂ 表示用モニター
Ｇ 光軸

Claims (3)

1. 帯状に連続するリードフレームを搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送される際に前記リードフレームのリード形成領域の画像入力を行う撮像手段と、
   前記撮像手段の光軸を取り囲むようリング状に配置されかつ前記リードフレームと前記撮像手段との間に前記光軸方向に多段に配置されてなる、前記リードフレームに光を照射する照明手段と、
   前記撮像手段より取り込んだＸ番目からＸ＋ｎ番目（Ｘ≧１，ｎ≧１；Ｘ，ｎは自然数）までの入力画像の輝度を解析し、得られたｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第１の比較値として記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋１）番目の入力画像の解析値と前記第１の比較値との比較を行い、次にＸ＋１番目からＸ＋（ｎ＋１）番目までのｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第２の比較値として更新して記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋２）番目の入力画像の解析値と前記第２の比較値との比較を行う動作を繰り返すことにより、前記リードフレームの異常を検出してエラーを出力表示する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするリードフレームの検査装置。
2. 前記各比較値として、ｎ画像分の解析値のうち最大値若しくは最小値に許容値を加えた値を用いることを特徴とする請求項１記載のリードフレームの検査装置。
3. 前記制御手段は、前記撮像手段より取り込んだＸ番目からＸ＋ｎ番目の入力画像を画像処理の１単位となる複数の区画に分割して各々輝度を解析し、各区画毎にｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に各々許容値を加えて第１の比較値として各々記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋１）番目の入力画像の区画毎の解析値と前記各区画毎の第１の比較値とを比較を行い、次にＸ＋１番目からＸ＋（ｎ＋１）番目までの各区画毎のｎ画像分の輝度データの平均値を算出して該平均値に許容値を加えて第２の比較値として各々更新して記憶させ、Ｘ＋（ｎ＋２）番目の入力画像の区画毎の解析値と前記各区画毎の第２の比較値との比較を行う動作を繰り返すことにより、リードフレームの異常を検出してエラーを出力表示することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のリードフレームの検査装置。

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