JP3886205B2

JP3886205B2 - Lead frame inspection equipment

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Publication number: JP3886205B2
Application number: JP10782897A
Authority: JP
Inventors: 晴久牧野; 年明舟田
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: JPH10300444A

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、リードフレームを連続搬送しながら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、リードフレーム材を打ち抜き、ダイパッドやインナーリード等で構成されるＩＣ１個分のピース（以下、１ピースとも言う）が並列されて成る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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の半導体装置の高密度実装化に伴い、リードフレームの多ピン化が進行し、３次，４次加工等複数の金型を通さなければならず、従ってタンデムプレス，トリプルプレスといった複数のプレスをつなげて加工を行うことが多くなったため、より高速で高精度に検査する必要が生じてきており、リードフレームの全ピースについて全数検査したいという要請もある。
そして、リードフレームの打痕は、塵及び抜きかすの進入等僅かな原因により発生することがあり、リールの途中から最後まで発生することもあるが、途中で打痕の原因が解消して無くなることもある。このため、リールの最後が良品でも途中に打痕がないとは限らないので、リール途中の打痕の有無を検査する必要性が生じてきた。
【０００４】
この場合、短冊状のリードフレームであれば、抜き取り検査を行い、不良品を発見したところでプレスを止め、金型を検査して必要ならば調整し直すことができ、また、さかのぼって良品・不良の選別をすることも可能であるが、リールに巻き取られたリードフレームにおいては上述したようなことは実現し難い。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、帯状に連続するリードフレーム表面状態の異常を、リードフレームを連続搬送させながらリードフレームに含まれる全てのピースについて検査可能なリードフレームの検査装置を提供することにある。
【０００６】
【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、連続して搬送される帯状のリードフレームに含まれる１または２以上のピースの静止画像の取り込みを行う撮像カメラと、該撮像カメラが取り込んだ画像の輝度を解析し、得られた解析値と予め記憶部に記憶させた基準値を比較して前記リードフレームの異常を検出する検査処理を行う制御手段を備えたリードフレームの検査装置であって、前記撮像カメラは連続搬送されるリードフレームの前記所定領域を含む視野内の画像を静止画像として一括して取り込み、前記制御手段は、取り込まれた静止画像を検査処理中であっても撮像カメラによる次の所定領域の画像の取り込み動作を行なう割り込み処理を併用し前記リードフレームに含まれる全ピースに対して検査処理を行うことを特徴とする。
この構成によれば、連続して搬送されるリードフレームの搬送速度によらずに当該リードフレームに含まれる全ピースに対して検査処理を行うことができる。
【０００７】
また、リードフレームが所定領域だけ搬送されたことを連続して検出し、検出信号を出力するフレーム搬送センサと、撮像カメラが画像の取り込みを開始してから取り込んだ画像を出力可能となるまでに要する時間Ｔ₁より若干長い時間Ｔ₂を待ち時間として計測するタイマを備え、制御手段は、検査処理が終了しかつ前記タイマにより待ち時間の計測動作が終了している場合に前記撮像カメラから次の静止画像を取り込んで検査処理を開始し、検査処理中にフレーム搬送センサが検出信号を出力すると、撮像カメラによる画像の取り込み動作およびタイマによる待ち時間の計測動作を起動する割り込み処理を行い、撮像カメラによる画像の取り込み動作とタイマによる待ち時間の計測動作を検査処理と並行することを特徴とする。
このように、検査処理と並行して撮像カメラによる画像の取り込み動作とタイマによる待ち時間の計測動作を行わせることができるため、撮像カメラによる画像の取り込み動作と検査処理とが時間的に直列となる場合に比べて全体の処理時間が短くなり、リードフレームの搬送速度を上げられる。
【０００８】
また、前記リードフレームの所定領域は、リードフレームの長手方向に沿ってリードフレーム内に形成された１つのピースであり、前記フレーム搬送センサは前記リードフレームのガイドレールに前記ピース毎に設けられたパイロットホールを検出して検出信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
【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。
【００１０】
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。リードフレーム３は図１０に示すように最終的には個片に分断されて半導体パッケージに使用されるピースが一列に並べられ、ガイドレール３ｃによって保持された構造を有し、少なくとも一方のガイドレール３ｃには各ピース毎にパイロットホール３ｄが一つ等間隔で設けられている。
【００１１】
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，リング状照明６ｂ，撮像カメラとしての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。
また、ＣＣＤカメラ６ｃに使用されるＣＣＤセンサは素子が縦横方向にマトリックス状に配されたエリア型センサであり、ＣＣＤカメラ６ｃ内部に設けられたシャッタ機構により、撮影動作が一旦起動されると自動的に視野内を通過する動体（本実施の形態ではリードフレーム３）の画像を静止画像として取り込み、処理して所定時間経過後に取り込んだ画像を出力可能とする機能を有する。そして本実施の形態ではＣＣＤカメラ６ｃの視野は１ピース分を含むように設定されている。
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３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。
【００１２】
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、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。
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）を作動／停止させるドライバー回路を有する。
【００１３】
また、１１はフレーム搬送センサであり、リードフレーム３が予め設定された所定領域だけ搬送されたことを連続して検出し、検出信号を出力する。フレーム搬送センサ１１は一例として発光ダイオードと受光素子を用いて構成し、リードフレーム３のガイドフレーム３ｃに１ピース毎に設けられたパイロットホール３ｄを検出する。そしてパイロットホール３ｄを検出する毎に検出信号を出力する。よって、リードフレーム３が所定の搬送速度で搬送されると、検出信号は一定の周期Ｔ₀でフレーム搬送センサ１１から出力されることになる。この検出信号はＩ／Ｏ部８ｃを介して上記ＣＰＵ８ａに入力され、ＣＰＵ８ａはこの検出信号に基づき、リードフレーム３の画像を取り込むＣＣＤカメラ６ｃの撮影動作を起動し、また後述するタイマの計測動作の起動を行う。
また、１７は時間の計測を行うタイマである。本実施の形態では、Ｉ／Ｏ部８ｃを介してＣＰＵ８ａと接続され、ＣＰＵ８ａにより計測動作が起動された際には、予め設定された時間（ＣＰＵ８ａにより設定される）の計測を自動的に行い、当該時間の経過後に、ＣＰＵ８ａに対して画像データの入力許可を与える許可フラグを立てる。
【００１４】
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により少なくともリードフレーム３の１ピース内全体をほぼ同一明度となるように照明する。なお、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１ピース単位で行うようにしても良いし、また複数ピース単位で行うようにしても良い。
ＣＰＵ８ａは、ＣＣＤカメラ６ｃにより撮影された静止画像（本実施の形態ではリードフレーム３の１ピース分の画像）を画像処理ボード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求める動作を行うことができる。なお、予め基準となるリードフレーム３を本検査装置に流して、ＣＰＵ８ａにより複数ピースの各区画の輝度データを求めておき、比較の基準となる基準値として記憶部８ｂに記憶させておく（ティーチィング）。
また、ＣＰＵ８ａは実際のリードフレーム３の検査時には、リードフレーム３の画像を入力する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入力し、入力したデータを区画単位に解析し、得られた解析値と記憶部８ｂに記憶させた基準値と比較する。また、ＣＰＵ８ａはＩ／Ｏ部８ｃを介してコントローラ１０により搬送ローラ６ａの駆動を制御してリードフレーム３を所定の速度で連続搬送させたり、また搬送動作を停止させたりする。
【００１５】
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。一旦搬送を開始した後は連続搬送されるリードフレーム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。
また、上記リードフレーム３は、フレームガイド１２により幅方向と厚さ方向の位置決めがなされ、図３に示すようにリードフレーム３の検査面側に配されたテーブル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、同じくテーブル６ｄに取り付けられたＣＣＤカメラ６ｃによりその表面画像が取り込まれる。
【００１６】
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。
また、装置下部には、制御手段８や電源部等が配された制御パネル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。
【００１７】
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、リング状照明６ｂの構成について詳述する。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には光を拡散するための半透明フィルム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を設け、高輝度部分を遮光してリードフレーム３をできるだけ均一に光照射している。
そして、リング状照明６ｂは、ＣＣＤカメラ６ｃの光軸Ｇを取り囲み、かつリードフレーム３とＣＣＤカメラ６ｃとの間に配置されている。
上述のようなリング状の照明を用いると、リードフレーム３と照明との間隔が狭くてもＣＣＤカメラ６ｃの視野内に含まれるリードフレーム３の検査面をできるだけ均一に光照射できる。
【００１８】
また、リング状照明６ｂは本実施の形態では１段であるが、光軸Ｇ方向に沿って多段（２段、３段等）に配置しても良く、多段に設けると、フレーム面への光の入射角がリング状照明６ｂ毎に変わり、例えば打痕を形成する曲面が緩やかで１つのリング状照明６ｂだけでは打痕に反射した光がＣＣＤカメラ６ｃに入光しない場合でも、他のリング状照明６ｂからの光の打痕での反射光がＣＣＤカメラ６ｃに入光する場合もあり、打痕の検査率が向上する。
【００１９】
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。このため、反射光が明るいフレームの時にはリング状照明６ｂの照度を落とし、暗いフレームの場合には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。
【００２０】
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、明部解析範囲と暗部解析範囲の双方若しくは明部解析範囲のみについて行うことが可能である。
この入力レベルの変更について図５と共に説明すると、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折れ線グラフであり、１ピース内の最高輝度データと最低輝度データの分布を示す。そして、この各区画の最高輝度データを含む明部解析範囲と、同じく各区画の最低輝度データを含む暗部解析範囲を設定し、各解析範囲のみを所定のビット数のディジタル値に変換し、詳細に輝度データの解析ができるようにしている。これにより、入力された画像の輝度データを直接、上記の所定のビット数のディジタル値に変換する場合に比べて検査精度が高まる。
【００２１】
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、正常なリードフレーム３でも面粗度の違いやインナーリードが傾く等の理由によってピーク値が平均的な明度のピーク値より上昇する場合がある（相違量ａ）。なお、図６は１区画に含まれる同一明度となるＣＣＤカメラ６ｃの画素数を明度を横軸として表したものである。
そこで、図６（ｂ）に示すように、ピーク値からある一定量（斜線部分）だけカットしたところの輝度レベルを最高輝度データの基準値として記憶しておき、検査時においても当該一定量（斜線部分）だけカットしたところの輝度レベルを最高輝度データとして比較している。この斜線部分は（明度×画素数）で表され、明度×画素数が一定量となるように明度側をカットすると、通常のピーク値より高いピーク値があった場合でも一般的にはこの様な高いピーク値を示す画素数は少なく、一定量中に占める割合も小さいので図６（ｂ）に示すように高いピーク値の最高輝度データへの影響を緩和することができる（相違量ｂ）。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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１ピースが相当する。この１ピース内では明度レベルがほぼ同一と観測されるように、リング状照明６ｂの直径やリードフレーム３との距離を適宜設定する。
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各１ピースを一括で画像入力し、さらにこれを５０区画に分割して画像処理を行うようにしている。なお、ＣＰＵ８ａの画像処理速度がさらに向上した場合には、より受光画素数が多いＣＣＤカメラ６ｃとして複数ピースを一括して画像入力することによって、リードフレーム３の搬送速度をより早くすることもできる。
【００２５】
次に、上述した検査装置６の検査方法について図１１、図１２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に含まれる全ピースの表面状態を検出する動作について説明する。
先ず、リードフレーム検査の全体の流れについて概略説明すると、プレス装置５を経てプレス加工されたリードフレーム３を連続搬送させながら検査装置６に進入させる。そしてリードフレーム３が１ピース分搬送される毎に、所定の位置にて１ピース分の画像を一括してＣＣＤカメラ６ｃで取り込む。なお、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むようにしても良いし、検査時間を短縮するために明部解析用の画像のみを取り込むようにしても良い。この取り込んだ画像を各区画の解析指示データに従い解析し、そのデータ（解析値）と記憶部８ｂに予め記憶されているティーチングデータ（基準値）とを比較する。解析値と基準値の両者を比較した結果、基準値の範囲から解析値が外れている場合には、エラーとして出力される。
【００２６】
次に具体的な検査方法について説明する。
まず、検査のメインルーチンについて図１１を用いて説明する。
ステップＳ１は、検査前に行う準備の為のステップであり、マスク画像Ｅの作成を行う。このマスク画像の作成は、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１ピースの区画設定、▲３▼カメラ入力レベルの設定、▲４▼入力画像解析、▲５▼許容値の設定等が行われる。尚、上記▲１▼〜▲５▼の作業は明部及び暗部検出用双方若しくは明部検出用のみについて行われる。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，材質が相違する度に随時行われる。
【００２７】
以下、具体的に説明すると、▲１▼上記マスクの作成は、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▼１ピース内はＣＰＵ８ａの画像処理できる面積に対応させて細分化（本実施例では５０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、カメラの入力レベルの仕様や想定される入力画像の輝度信号（アナログ信号）レベルを勘案し、輝度信号のピークレベルを検出できる範囲に設定する。
また、▲４▼入力画像解析は、入力画像を各区画ごとに解析し、その解析値を記憶部８ｂに記憶する。
また、▲５▼許容値の設定は、各区画ごとにフレームの面粗度の違いや加工油の付着状況によりフレームの明るさが変化することから、良品と判断するリードフレーム３のサンプルを解析して基準値との差プラスαを許容値として記憶する。これにより基準値は許容値分だけの幅をもった値となる。
【００２８】
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、リードフレーム３を所定の搬送速度で連続させ、検査装置６に送り込む。搬送が開始されると、フレーム搬送センサ１１はリードフレーム３が１ピース分搬送される毎にパイロットホール３ｄを検出し、検出信号を出力する。検出信号の出力周期は搬送速度に伴って変化するが、検査時には搬送速度を一定に保つため、検出信号は一定の周期Ｔ₀で出力される。
【００２９】
次にステップＳ３に進行して、ＣＰＵ８ａは後述する割り込み処理ルーチンにおいて検出信号に同期して計測動作を開始させたタイマ１７が所定時間の計測を終了して許可フラグを立てたかどうかを繰り返しチェックする。
そして許可フラグを検出した場合には、ステップＳ４に進行して、ＣＣＤカメラ６ｃからＣＣＤカメラ６ｃが取り込んだ１ピース分の画像Ｆを画像処理ボード８ｅに入力させる。なお、１ピース分の画像Ｆの入力が終了したら、許可フラグをリセットする。
ここで、ＣＣＤカメラ６ｃはタイマ１７の起動と略同時に取り込みを開始しており、またタイマ１７が計測する待ち時間としての時間Ｔ₂はＣＣＤカメラ６ｃによる画像の取り込み時間Ｔ₁よりも長いため、ＣＣＤカメラ６ｃからリードフレーム３の１ピース分の画像Ｆを画像処理ボード８ｅに問題なく入力できる。本実施の形態では１ピース分（５０区画分）の輝度データを一気に取り込む。画像Ｆとしては、明部、暗部、全体の３回分のデータを入力する。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。
【００３０】
次に、ステップＳ５に進行して、ＣＰＵ８ａは記憶部８ｂにティーチィングで記憶させた基準値を読み出す。
次に、ステップＳ６に進行してティーチィングで作成したマスクを使用するか否かを判断し、必要であればステップＳ７に進行して入力画像Ｆに適合したマスク画像Ｅでマスクする。
次に、ステップＳ８に進行して、ＣＰＵ８ａは１区画ごとの輝度データを解析指示データにしたがい１区画ずつ解析する。このとき、区画ごとに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１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。
【００３１】
ステップＳ９において、１区画分の画像Ｆの輝度データの入力値（解析値）と、ティーチィングで記憶させた基準値（許容値分の幅を持つ値）とを比較し、ステップＳ１０において解析値が基準値の範囲外の値となったとき打痕が生じたものとして、ステップＳ１１に進行して記憶部８ｂにエラー登録をし、次のステップ１２に移行する。また、ステップ１０において、解析値が基準値の範囲内の場合には、直接ステップＳ１２に進行する。
ステップ１２では現在の領域（１ピース）内の全区画の輝度データの解析が終了したか否かを判断し、終了していない場合にはステップＳ８に戻り、ステップＳ８〜ステップＳ１２を繰り返して、１所定領域（１ピース）内の全区画の輝度データの解析を行う。
【００３２】
現在処理している１ピース内の全区画の輝度データの解析が終了した場合には、ステップＳ１３に進行し、処理を終了した１ピース内の１つの領域内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Ｓ１４に進行してその旨を表示モニター１６ｂに表示させると共にプレス装置５の作動を停止させる。
また、エラー登録がない場合には、ステップＳ１５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ステップＳ３に戻り、検査工程を繰り返し、検査ピースがない場合には検査を終了する。
また、ＣＰＵ８ａは上述した輝度データの処理を行いながら、現在処理を行っているリードフレーム３の１ピースに対する照度を輝度データに基づいて確認して、明るすぎたり暗すぎる場合には、次の１ピースの画像取り込みの際に適正な照度となるように照度コントローラ８ｄを制御し光源装置９を介して検査面に光を照射するリング状照明６ｂの照度コントロールを行い（本実施の形態では１ピースに対して複数か所の照度を確認する）、検査面の照度が予め設定した照度範囲内になるようにする。
【００３３】
続いて、ＣＣＤカメラ６ｃへの画像取り込み動作の起動およびタイマ１７の計測動作の起動を検出信号が検出されるごとに行う割り込み処理ルーチンの動作について図１２を用いて説明する。この割り込み処理ルーチンは前述したメインルーチンの処理中でも、検出信号が検出された際には１回行われるものである。
概要は、ＣＰＵ８ａはこの検出信号の入力を割り込み等の機能を用いて検出しており、検出した場合には図１２に示すように、ＣＣＤカメラ６ｃによるリードフレーム３の画像取り込み動作およびＣＰＵ８ａによる画像入力トリガを発生させる待ち時間用タイマ１７の動作の起動を行う。
【００３４】
詳細に、各ステップ毎に動作を説明する。
ステップＳ２０において、ＣＰＵ８ａはフレーム搬送センサ１１からの検出信号の発生の有無をＩ／Ｏ部８ｃを介して繰り返し検知している。
そして検出信号の発生を検知したら、ステップＳ２１に移行し、タイマ１７の起動を行うと共に、ＣＣＤカメラ６ｃによるリードフレーム３の画像取り込み動作を起動する。なお、タイマ１７は予め設定した時間Ｔ₂の計測が終了したらＣＰＵ８ａへ画像入力許可を与えるべく、許可フラグを立てる。ここで時間Ｔ₂はＣＣＤカメラ６ｃによるリードフレーム３の１ピース分の画像取り込み動作に要する時間Ｔ₁より若干長めに設定しておく。
このステップＳ２１の終了後は、再度ステップＳ２０に移行し、次の検出信号の入力を待つ。
【００３５】
検査装置６の全体の動作を図１３のタイミングチャートを用いて説明する。
リードフレーム３が所定の搬送速度で連続搬送されているため、フレーム搬送センサ１１からは検出信号が周期Ｔ₀で繰り返し出力されている。
ＣＰＵ８ａはこの検出信号を検出すると（ステップＳ２０）、ＣＣＤカメラ６ｃを起動して画像の取り込みを行わせる。また併せてタイマ１７による時間Ｔ₂の計測動作を開始させる（ステップＳ２１）。
ここで、一旦起動がされたＣＣＤカメラ６ｃは予め設定された視野内の画像（本実施の形態では１ピース分の画像）を一括して取り込む。なお、ＣＣＤカメラ６ｃは通常、画像の取り込み開始から取り込んだ画像を外部へ出力できる状態になるまで時間Ｔ₁だけ必要である。このため、時間Ｔ₁経過後に直ぐにＣＰＵ８ａがＣＣＤカメラ６ｃから画像データを取り出せるようにすべく、タイマ１７で時間Ｔ₂（＞Ｔ₁）を計測して時間Ｔ₂経過後に許可フラグを立てる構成としている。これにより、ＣＰＵ８ａは検査処理中に検出信号を検出しても、当該割り込みルーチンを実行してＣＣＤカメラ６ｃやタイマ１７を一旦起動した後には、先に行っていた画像データの処理等の検査処理を引き続き、ＣＣＤカメラ６ｃによる画像取り込み動作と並行して行える。
【００３６】
すなわち、ＣＰＵ８ａが、次の１ピース分の新たな静止画像をＣＣＤカメラ６ｃから入力するタイミングは図１３等に示すように、入力した画像の検査処理が終了しており、かつタイマ１７による計測動作が終了して許可フラグが立っている場合となる。
【００３７】
なお、図１３に示すタイミングはＣＰＵ８ａが一つ前に取り込んだ画像処理を終了した後に、タイマ１７の計測が終了して許可フラグが立つ状態を示しており、この場合にはＣＰＵ８ａは許可フラグが立つまでＣＣＤカメラ６ｃから画像処理ボード８ｅへの画像データの入力が待たされる。一方、図１４に示すようにリードフレーム３の搬送速度が上がり、検出信号の周期が短くなった場合（周期Ｔ₀₁）には、周期Ｔ₀₁に対するＣＰＵ８ａによる画像処理時間Ｔ₃の割合が高まるためにＣＰＵ８ａが画像処理を行っている間に許可フラグが立つ。このため、ＣＰＵ８ａでは直ちにＣＣＤカメラ６ｃから画像データを入力できる。
【００３８】
上記構成によれば、リードフレーム３に打痕，傷，変色等の異常が生じているか否かを、リードフレーム３に含まれる全ピースに対して行うことが可能となり、ユーザーに提供するリードフレームの品質向上を実現することができる。
【００３９】
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、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。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は前述したように、リール間で繰り出し／巻き取られる帯状のリードフレームに打痕，傷，変色等の異常が生じているか否かを、リードフレームに含まれる全ピースに対して行うことが可能となり、ユーザーに提供するリードフレームの品質向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる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】リング状照明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】リードフレームの構成を示す部分平面図である。
【図１１】検査装置による検査動作のメインルーチンのフローチャートである。
【図１２】検査装置による検査動作の割り込み処理ルーチンのフローチャートである。
【図１３】検査装置による検査動作を説明するタイミングチャートである。
【図１４】検査装置による検査動作を説明する他のタイミングチャートである。
【符号の説明】
３リードフレーム
６検査装置
６ａ搬送ローラ
６ｂリング状照明
６ｃＣＣＤカメラ
８制御手段
８ａＣＰＵ
８ｂ記憶部
８ｃＩ／Ｏ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
１７タイマ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead frame inspection apparatus capable of detecting a surface state such as dents, scratches, and discoloration of a lead frame after punching while continuously conveying the lead frame.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a press process for punching a lead frame material and forming a lead frame in which one IC piece (hereinafter also referred to as one piece) composed of a die pad, inner lead, or the like is arranged in parallel, If there is, the operator has confirmed the large dents, burrs, and the like with the naked eye after being conveyed from the press. Moreover, the lead frame to be conveyed was arbitrarily extracted after pressing, and inspection and measurement were performed with a microscope.
In addition, since the lead frame wound on the reel cannot be subjected to a sampling inspection in the middle, the worker must rely on the naked eye of the operator, and the precise inspection must be inspected for the presence of a dent or the like at the end of the reel. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the recent trend toward high-density mounting of semiconductor devices, the number of lead frames has increased, and a plurality of dies such as tertiary and quaternary processing have to be passed. Therefore, there is a need to inspect all the pieces of the lead frame.
The lead frame dents may occur due to a slight cause such as dust and scraps entering, and may occur from the middle to the end of the reel, but the cause of the dent disappears in the middle and disappears. Sometimes. For this reason, even if the last part of the reel is a non-defective product, there is no guarantee that there is no dent in the middle of the reel, and there is a need to inspect for the presence of a dent in the middle of the reel.
[0004]
In this case, if it is a strip-shaped lead frame, it is possible to perform a sampling inspection, stop the press when a defective product is found, inspect the mold, and re-adjust if necessary. However, in the lead frame wound around the reel, it is difficult to realize the above.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to inspect lead frames that are abnormal in the state of the surface of the lead frame that is continuous in a strip shape. To provide an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, Continuously Transported strip-shaped lead frame Of one or more pieces contained in An imaging camera that captures a still image and the brightness of the image captured by the imaging camera are analyzed, and the obtained analysis value is compared with a reference value stored in advance in the storage unit to detect an abnormality in the lead frame. Control means for performing inspection processing With Lead frame inspection equipment Because The imaging camera collectively captures images in the field of view including the predetermined area of the lead frame that is continuously conveyed as a still image. Thus, the control means also uses an interrupt process for performing an image capturing operation for the next predetermined area by the imaging camera even when the captured still image is being inspected. Included in the lead frame All An inspection process is performed on the piece.
According to this configuration, Regardless of the transport speed of the lead frame that is transported continuously The inspection process can be performed on all pieces included in the lead frame.
[0007]
In addition, a frame conveyance sensor that continuously detects that the lead frame has been conveyed by a predetermined area and outputs a detection signal; and from when the imaging camera starts to capture an image, until the captured image can be output Time required T ₁ Slightly longer time T ₂ Timer that measures as a waiting time With The control means finishes the inspection process and uses the timer. Waiting When the measurement operation is finished, from the imaging camera next Capture still image and start inspection process And When the frame carrier sensor outputs a detection signal during the inspection process, interrupt processing is performed to start the image capture operation by the imaging camera and the waiting time measurement operation by the timer, and the image capture operation by the imaging camera and the waiting time of the timer Parallel measurement operation with inspection process To do Features.
In this way, since the image capturing operation by the imaging camera and the waiting time measuring operation by the timer can be performed in parallel with the inspection processing, the image capturing operation by the imaging camera and the inspection processing are temporally in series. Compared to this case, the overall processing time is shortened, and the lead frame transport speed can be increased.
[0008]
The predetermined region of the lead frame is one piece formed in the lead frame along the longitudinal direction of the lead frame, and the frame conveyance sensor is provided for each piece on the guide rail of the lead frame. Detect pilot holes Inspection An output signal is output.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of a lead frame inspection apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0010]
First, an overall configuration of a lead frame manufacturing apparatus including a lead frame inspection apparatus will be described with reference to FIG.
Reference numerals 1 and 2 denote reels for taking out and winding the lead frame 3 which is continuous in a strip shape. In this embodiment, the lead frame 1 is fed out from the feeding reel 1 on the left side of the drawing and is wound up on the winding reel 2 arranged on the right side of the drawing. As shown in FIG. 10, the lead frame 3 is finally divided into individual pieces, and pieces used for a semiconductor package are arranged in a line and held by a guide rail 3c, and at least one guide rail is provided. In 3c, one pilot hole 3d is provided at equal intervals for each piece.
[0011]
Reference numeral 4 denotes a leveler which conveys the lead frame 3 fed from the feeding reel 1 while maintaining a certain height. Reference numeral 5 denotes a press device that is equipped with an upper die 5a and a lower die 5b to form leads by pressing.
A lead frame inspection apparatus 6 inspects whether the surface state of the lead frame 3 punched out by the press apparatus 5 is abnormal such as dents, scratches, and discoloration. The inspection device 6 includes a transport roller 6a as a transport means, a ring-shaped illumination 6b, a CCD (charge coupled device) camera 6c as an imaging camera, a movable table 6d on which a ring-shaped illumination 6b and a CCD camera 6c are integrally mounted. Etc. are equipped.
The CCD sensor used in the CCD camera 6c is an area type sensor in which elements are arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions, and is automatically activated once the photographing operation is started by the shutter mechanism provided in the CCD camera 6c. In particular, an image of a moving body (lead frame 3 in the present embodiment) that passes through the field of view is captured as a still image, and the captured image is output after a predetermined time has elapsed. In this embodiment, the field of view of the CCD camera 6c is set to include one piece.
Reference numeral 7 denotes an interlayer paper, which is interposed between the lead frames 3 wound around the winding reel 2 to be wound up, and is protected from rubbing between the lead frames.
In the present embodiment, the inspection device 6 is disposed after the press device 5, but may be disposed after the cleaning device for the lead frame 3 or after other processing.
[0012]
Next, the overall configuration of the lead frame inspection apparatus 6 will be described with reference to a block diagram with reference to FIG.
8 is a control means for controlling the operation of the entire apparatus according to the control program, temporarily storing data input from the outside, and storing a RAM used as a working area for the CPU 8a and a control program for the CPU 8a. A masking process is performed on an image captured by a storage unit 8b having a ROM, an input / output unit (I / O unit) 8c for inputting / outputting data, an illuminance controller 8d for controlling the illuminance of the light source device 9, and a CCD camera 6c. Equipped with an image processing board 8e and the like. An image for monitor display described later is input to the image processing board 8e from the CCD camera 6c.
Reference numeral 10 denotes a controller as drive means, which has a driver circuit for operating / stopping a drive motor (not shown) for driving the transport roller 6a for transporting the lead frame 3.
[0013]
Reference numeral 11 denotes a frame conveyance sensor, which continuously detects that the lead frame 3 has been conveyed by a predetermined area, and outputs a detection signal. The frame transport sensor 11 is configured using a light emitting diode and a light receiving element as an example, and detects a pilot hole 3d provided for each piece in the guide frame 3c of the lead frame 3. A detection signal is output every time the pilot hole 3d is detected. Therefore, when the lead frame 3 is transported at a predetermined transport speed, the detection signal has a constant period T. ₀ Is output from the frame transport sensor 11. This detection signal is input to the CPU 8a via the I / O unit 8c. Based on this detection signal, the CPU 8a activates the photographing operation of the CCD camera 6c that captures the image of the lead frame 3, and the timer measurement operation described later. Start up.
Reference numeral 17 denotes a timer for measuring time. In the present embodiment, when the CPU 8a is connected to the CPU 8a via the I / O unit 8c and the measurement operation is started by the CPU 8a, it automatically measures a preset time (set by the CPU 8a). Then, after the elapse of the time, a permission flag is set that gives the CPU 8a permission to input image data.
[0014]
The CPU 8a of the control means 8 controls the illuminance of the light source device 9 by the illuminance controller 8d and illuminates at least the entire one piece of the lead frame 3 by the ring illumination 6b so as to have substantially the same brightness. In this case, the illuminance control of the light source device 9 by the illuminance controller 8d may be performed in units of one piece, or may be performed in units of a plurality of pieces.
The CPU 8a takes in a still image (an image of one piece of the lead frame 3 in the present embodiment) taken by the CCD camera 6c as luminance data via the image processing board 8e, and further becomes a unit as a unit of image processing. It is possible to perform an operation of subdividing into lead formation regions (also referred to as sections) and obtaining luminance data of each section. The lead frame 3 serving as a reference is passed through the inspection apparatus in advance, and the luminance data of each section of the plurality of pieces is obtained by the CPU 8a and stored in the storage unit 8b as a reference value serving as a reference for comparison (teach). ).
Further, when the lead frame 3 is actually inspected, the CPU 8a performs mask processing by the image processing board 8e as necessary when inputting the image of the lead frame 3, and inputs the luminance data. The analysis value is analyzed, and the obtained analysis value is compared with a reference value stored in the storage unit 8b. Further, the CPU 8a controls the driving of the transport roller 6a by the controller 10 through the I / O unit 8c to continuously transport the lead frame 3 at a predetermined speed or stop the transport operation.
[0015]
Next, a specific apparatus configuration of the lead frame inspection apparatus 6 will be described with reference to FIG. Hereinafter, description will be given according to the transport path of the lead frame 3 after pressing. Once transport is started, the lead frame 3 that is continuously transported hangs down in a U shape downward from the left side of the drawing, enters the inspection device 6, and is transported vertically upward along the frame guide 12. The lead frame 3 is in the position A during conveyance. When the conveyance operation is stopped, the lead frame 3 moves slightly due to inertia and hangs down to the position B or C and stops.
Further, the lead frame 3 is positioned in the width direction and the thickness direction by the frame guide 12, and as shown in FIG. 3, the ring-shaped illumination 6b attached to the table 6d arranged on the inspection surface side of the lead frame 3. As a result, the predetermined area of the lead frame 3 is irradiated with light, and the surface image is captured by the CCD camera 6c similarly attached to the table 6d.
[0016]
A conveyance guide 13 guides the conveyance of the lead frame 3 through the conveyance roller 6a. In the conveyance path of the conveyance guide 13, there are provided a plurality of auxiliary rollers 14 that rotate in contact with one or both of the top and bottom of the lead frame 3. The lead frame 3 that has passed through the transport guide 13 is guided out of the apparatus and transported to the winding side.
A control panel 15 provided with control means 8, a power supply unit, and the like is disposed at the lower part of the apparatus. Further, a control monitor 16a for controlling control data and a display monitor 16b for displaying an image captured from the CCD camera 6c in real time are provided on the upper part of the apparatus.
[0017]
Here, the configuration and function of each part of the inspection apparatus 6 will be described in detail.
First, the structure of the ring-shaped illumination 6b will be described in detail. As shown in FIG. 4, an optical fiber 6f as a light source is provided in the ring 6e of the ring-shaped illumination 6b. The ring 6e is provided with a support member 6g, and a semi-transparent film 6h for diffusing light is disposed on the support member 6g so as to face the light emitting surface of the ring 6e. The semi-transparent film 6h is provided with a light-shielding mask 6i in the high-luminance portion so that the high-luminance portion is shielded and the lead frame 3 is irradiated with light as uniformly as possible.
The ring illumination 6b surrounds the optical axis G of the CCD camera 6c and is disposed between the lead frame 3 and the CCD camera 6c.
When the ring-shaped illumination as described above is used, the inspection surface of the lead frame 3 included in the visual field of the CCD camera 6c can be irradiated with light as uniformly as possible even if the distance between the lead frame 3 and the illumination is narrow.
[0018]
In addition, the ring-shaped illumination 6b has one stage in the present embodiment, but it may be arranged in multiple stages (two stages, three stages, etc.) along the optical axis G direction. Even if the incident angle of light changes for each ring-shaped illumination 6b, for example, the curved surface forming the dent is gentle and the light reflected on the dent does not enter the CCD camera 6c with only one ring-shaped illumination 6b, The reflected light from the dent of light from the ring-shaped illumination 6b may enter the CCD camera 6c, which improves the inspection rate of the dent.
[0019]
The illuminance controller 8d has a difference in the brightness of the frame at the same illuminance due to the difference in surface roughness of the lead frame 3. For this reason, when the reflected light is a bright frame, the illuminance of the ring-shaped illumination 6b is reduced, and when the reflected light is a dark frame, the illuminance is increased to adjust the brightness as uniform as possible. In this adjustment, illuminance control is performed at the time of capturing an image for each area where images are collectively input by the CCD camera 6c.
[0020]
Further, when a dent, scratch or the like is detected on the lead frame 3, when a value larger or smaller than the normal frame brightness is detected, an error is detected. Therefore, an input is made from the CCD camera 6c as shown in FIG. The input level of the brightness data of the image to be changed is changed. In the present embodiment, it is possible to perform both the bright part analysis range and the dark part analysis range, or only the bright part analysis range.
This change in input level will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 shows the highest luminance data and the lowest luminance data (both analog values) in each division picked up and plotted for each division. It is a line graph in which the lowest luminance data are connected by lines, and shows the distribution of the highest luminance data and the lowest luminance data in one piece. Then, a bright part analysis range including the highest luminance data of each section and a dark part analysis range including the lowest luminance data of each section are set, and only each analysis range is converted into a digital value having a predetermined number of bits. The brightness data can be analyzed. Thereby, the inspection accuracy is improved as compared with the case where the luminance data of the input image is directly converted into the digital value of the predetermined number of bits.
[0021]
Further, when the peak value of the lightness of the surface of the lead frame 3 is observed, as shown in FIG. 6 (a), the normal lead frame 3 has a peak value due to a difference in surface roughness or inclination of the inner lead. The value may increase from the peak value of average brightness (difference amount a). FIG. 6 shows the number of pixels of the CCD camera 6c having the same brightness included in one section with the brightness as the horizontal axis.
Therefore, as shown in FIG. 6B, the luminance level obtained by cutting a certain amount (shaded portion) from the peak value is stored as the reference value of the maximum luminance data, and the constant amount ( The brightness level obtained by cutting only the shaded area is compared as the maximum brightness data. This shaded area is represented by (brightness x number of pixels), and if the lightness side is cut so that the lightness x number of pixels is a constant amount, this is generally the case even when there is a peak value higher than the normal peak value. Since the number of pixels having a high peak value is small and the proportion of the fixed amount is small, the influence of the high peak value on the maximum luminance data can be reduced as shown in FIG. 6B (difference amount b). .
[0022]
Further, as shown in FIG. 7, even within the same region of one piece of the lead frame 3, the luminance may be slightly different from piece to piece depending on the surface properties, paste of processing oil, surface roughness, etc. Set a range. In FIG. 7, when a dot is present at a location deviating from the line graph indicating luminance, it can be determined as a dent.
Further, FIG. 8 shows an enlarged view of the dark portion luminance data in the section N of FIG. The input level change by the CCD camera 6c is such that the brightness of the bright part analysis range and the brightness of the dark part analysis range are further partially enlarged to emphasize the brightness data (digital value) of 0 to 255, and the peak is cut for each section. For example, a 10 pixel noise cut is performed. Since FIG. 8 shows an enlarged view of the luminance data included in the dark area analysis range, a portion deviating below the allowable range (30 to 130 as an example) set in the luminance analysis range (0 to 255) of the enlarged data. Can be determined as a dent. On the other hand, if there is a portion deviating above the allowable range set in the luminance analysis range (0 to 255) of the enlarged data for the luminance data included in the bright portion analysis range, it can be determined as a dent. .
[0023]
Further, as shown in FIG. 9A, sagging, burrs, burrs, and the like exist in the contour portion 3a and the punched portion 3b of the lead frame 3 after being pressed by the press device 5. If the sagging, burrs, burrs, etc. are present in the section to be inspected, the light emitted by the sagging, burrs, burrs, etc. is reflected in the direction of the CCD camera 6c, and the luminance data is compared to when no sagging, etc. exists. It becomes a value larger than the teach data and it is mistakenly recognized as a dent. For this reason, an image of the lead frame 3 is once taken as a sample so as to be recognized as the same luminance as the other lead frame surface, and the image is edited along with the outline of the lead frame 3 using an air brush, blur, etc., and a mask image Is stored in the storage unit 8b. Then, as shown in FIG. 9B, the mask image M is superimposed on the contour portion 3a and the punched portion 3b of the lead frame 3 on the image processing board 8e to correct the luminance to suppress the influence of sagging, burrs, and the like. .
[0024]
The predetermined area of the lead frame 3 which is a unit for controlling the illuminance by the illuminance controller 8d corresponds to one piece. The diameter of the ring-shaped illumination 6b and the distance from the lead frame 3 are set as appropriate so that the brightness level is observed to be substantially the same within this one piece.
The area of the CCD camera 6c where the image can be input depends on the number of light receiving pixels and the required resolution. In this example, one piece of image is input at a time as an example. Image processing is performed by dividing the image. If the image processing speed of the CPU 8a is further improved, the lead frame 3 can be transported faster by inputting a plurality of pieces of images as a CCD camera 6c having a larger number of light receiving pixels. .
[0025]
Next, the inspection method of the above-described inspection apparatus 6 will be described along the flowcharts shown in FIGS. In this embodiment, an operation for detecting the surface state of all pieces included in the lead frame 3 will be described.
First, the overall flow of the lead frame inspection will be briefly described. The lead frame 3 that has been press processed through the press device 5 is entered into the inspection device 6 while being continuously conveyed. Then, every time the lead frame 3 is conveyed by one piece, the image for one piece is collectively taken in at a predetermined position by the CCD camera 6c. It should be noted that the image may be captured for bright part analysis and dark part analysis, respectively, or only the image for bright part analysis may be captured in order to shorten the inspection time. The captured image is analyzed according to the analysis instruction data of each section, and the data (analysis value) is compared with teaching data (reference value) stored in advance in the storage unit 8b. As a result of comparing both the analysis value and the reference value, if the analysis value is out of the range of the reference value, an error is output.
[0026]
Next, a specific inspection method will be described.
First, an inspection main routine will be described with reference to FIG.
Step S1 is a preparatory step performed before the inspection, and the mask image E is created. The mask image is created by teaching the storage unit 8b of the control means 8 by (1) creating a mask, (2) setting one piece of the lead frame 3, (3) setting the camera input level, (4) Input image analysis, (5) allowable value setting, etc. are performed. The above operations (1) to (5) are performed for both bright and dark portion detection or only for bright portion detection. The data input by teaching is performed whenever the lead frame type and material are different.
[0027]
Specifically, (1) As described above, since the sagging and burr portions of the lead frame 3 are different in light reflection from other surfaces, the mask is prepared so as not to inspect the mask. Create Alternatively, if there is a portion that is not particularly inspected (for example, a stamped portion), it is masked.
(2) One piece is subdivided (divided into 50 sections in this embodiment) corresponding to the area where the CPU 8a can perform image processing, and one section is set.
Also, (3) the camera input level is set in a range where the peak level of the luminance signal can be detected in consideration of the specification of the input level of the camera and the luminance signal (analog signal) level of the assumed input image.
Also, in (4) input image analysis, the input image is analyzed for each section, and the analysis value is stored in the storage unit 8b.
In addition, (5) the allowable value is set because the brightness of the frame changes depending on the difference in the surface roughness of the frame and the state of adhesion of processing oil for each section. Then, the difference from the reference value plus α is stored as an allowable value. As a result, the reference value becomes a value having a width corresponding to the allowable value.
[0028]
Next, the process proceeds to step S2, the conveyance roller 6a is rotationally driven, the lead frame 3 is made continuous at a predetermined conveyance speed, and sent to the inspection device 6. When the conveyance is started, the frame conveyance sensor 11 detects the pilot hole 3d and outputs a detection signal every time the lead frame 3 is conveyed by one piece. Although the output cycle of the detection signal changes with the conveyance speed, the detection signal has a constant cycle T in order to keep the conveyance speed constant during inspection. ₀ Is output.
[0029]
Next, proceeding to step S3, the CPU 8a repeatedly checks whether or not the timer 17 that has started the measurement operation in synchronization with the detection signal in a later-described interrupt processing routine has finished measuring a predetermined time and set a permission flag. .
If the permission flag is detected, the process proceeds to step S4, and the image F for one piece captured by the CCD camera 6c from the CCD camera 6c is input to the image processing board 8e. When the input of the image F for one piece is completed, the permission flag is reset.
Here, the CCD camera 6c starts taking in substantially at the same time as the activation of the timer 17, and a time T as a waiting time measured by the timer 17 is reached. ₂ Is the image capture time T by the CCD camera 6c. ₁ Therefore, the image F for one piece of the lead frame 3 can be input from the CCD camera 6c to the image processing board 8e without any problem. In the present embodiment, luminance data for one piece (50 sections) is captured at once. As the image F, data for the light portion, the dark portion, and the entire three times are input. The input image F is projected on the display monitor 16b in real time, and its surface state can be visually confirmed.
[0030]
Next, proceeding to step S5, the CPU 8a reads the reference value stored in the storage unit 8b by teaching.
Next, the process proceeds to step S6 to determine whether or not to use the mask created by teaching, and if necessary, the process proceeds to step S7 to mask with the mask image E suitable for the input image F.
Next, proceeding to step S8, the CPU 8a analyzes the luminance data for each section one by one according to the analysis instruction data. At this time, analysis can be performed while changing the instruction data for each section. For example, even if the illuminance of the light source changes and the brightness of the captured image fluctuates, the peak value (area) is adjusted so that the shape of the target object (lead frame) to be captured is the same. Also, for example, if there are islands (objects) such as lead parts in the section, the number of islands (objections) and the position of the center of gravity when binarized are changed to a one-piece section by changing the tile value (area). Capture images according to shape. In addition, the allowable value of each section may be adjusted in accordance with the change in brightness level.
[0031]
In step S9, the input value (analysis value) of the luminance data of the image F for one section is compared with the reference value (a value having a width corresponding to the allowable value) stored in teaching, and the analysis value in step S10. When the value becomes out of the range of the reference value, it is assumed that a dent has occurred, the process proceeds to step S11, an error is registered in the storage unit 8b, and the process proceeds to the next step 12. If the analysis value is within the reference value range in step 10, the process proceeds directly to step S12.
In step 12, it is determined whether or not the luminance data analysis of all sections in the current region (one piece) has been completed. If not, the process returns to step S8, and steps S8 to S12 are repeated. The luminance data of all sections in one predetermined area (one piece) is analyzed.
[0032]
When the analysis of the luminance data of all the sections in one piece currently being processed is completed, the process proceeds to step S13, and an error is registered in any section in one area in the one piece that has been processed. If there is an error registration, the process proceeds to step S14 to display it on the display monitor 16b and to stop the operation of the press device 5.
If there is no error registration, the process proceeds to step S15 to determine whether or not there is an inspection piece for the next lead frame 3. If there is an inspection piece, the process returns to step S3 to repeat the inspection process. If there is no inspection piece, the inspection is terminated.
Also, the CPU 8a checks the illuminance for one piece of the lead frame 3 currently being processed based on the luminance data while performing the above-described luminance data processing. The illuminance controller 8d is controlled so as to obtain an appropriate illuminance when the image of the piece is captured, and the illuminance control of the ring-shaped illumination 6b that irradiates the inspection surface with light through the light source device 9 is performed (in this embodiment, one piece Check the illuminance at a plurality of locations), and ensure that the illuminance of the inspection surface is within a preset illuminance range.
[0033]
Next, the operation of an interrupt processing routine for starting the image capturing operation to the CCD camera 6c and starting the measurement operation of the timer 17 each time a detection signal is detected will be described with reference to FIG. This interrupt processing routine is executed once when a detection signal is detected even during the processing of the main routine described above.
The outline is that the CPU 8a detects the input of the detection signal by using a function such as an interrupt, and when it is detected, as shown in FIG. 12, the image capturing operation of the lead frame 3 by the CCD camera 6c and the image by the CPU 8a are detected. The operation of the waiting time timer 17 for generating the input trigger is started.
[0034]
The operation will be described in detail for each step.
In step S20, the CPU 8a repeatedly detects the presence / absence of a detection signal from the frame transport sensor 11 via the I / O unit 8c.
When the generation of the detection signal is detected, the process proceeds to step S21, where the timer 17 is started and the image capturing operation of the lead frame 3 by the CCD camera 6c is started. The timer 17 has a preset time T. ₂ When the measurement is finished, a permission flag is set to give the image input permission to the CPU 8a. Where time T ₂ Is the time T required for the image capturing operation for one piece of the lead frame 3 by the CCD camera 6c. ₁ Set a little longer.
After the end of step S21, the process proceeds to step S20 again and waits for the input of the next detection signal.
[0035]
The overall operation of the inspection apparatus 6 will be described with reference to the timing chart of FIG.
Since the lead frame 3 is continuously transported at a predetermined transport speed, the detection signal from the frame transport sensor 11 is a cycle T. ₀ Is repeatedly output.
When the CPU 8a detects this detection signal (step S20), it activates the CCD camera 6c to capture an image. At the same time, the time T by the timer 17 ₂ The measurement operation is started (step S21).
Here, once activated, the CCD camera 6c collectively captures images within a preset field of view (in this embodiment, one piece of image). It should be noted that the CCD camera 6c normally takes a time T from the start of image capture until the captured image can be output to the outside. ₁ Only necessary. For this reason, time T ₁ In order to allow the CPU 8a to take out the image data from the CCD camera 6c immediately after the elapse of time, the timer 17 sets the time T ₂ (> T ₁ ) To measure time T ₂ The permission flag is set after elapse. Thereby, even if the CPU 8a detects a detection signal during the inspection process, after executing the interrupt routine and once starting the CCD camera 6c and the timer 17, the inspection process such as the processing of the image data previously performed is performed. Can be performed in parallel with the image capturing operation by the CCD camera 6c.
[0036]
That is, the timing at which the CPU 8a inputs a new still image for the next piece from the CCD camera 6c is as shown in FIG. 13 and the like. Is completed and the permission flag is set.
[0037]
Note that the timing shown in FIG. 13 shows a state in which the measurement of the timer 17 is completed and the permission flag is set after the image processing that the CPU 8a has taken in immediately before is completed. In this case, the CPU 8a has the permission flag set. Input of image data from the CCD camera 6c to the image processing board 8e is awaited until it stands. On the other hand, when the transport speed of the lead frame 3 is increased and the period of the detection signal is shortened as shown in FIG. ₀₁ ) Has a period T ₀₁ Image processing time T by the CPU 8a for _Three Therefore, the permission flag is set while the CPU 8a is performing image processing. Therefore, the CPU 8a can immediately input image data from the CCD camera 6c.
[0038]
According to the above configuration, it is possible to determine whether or not abnormality such as dents, scratches, and discoloration has occurred in the lead frame 3 for all pieces included in the lead frame 3, and the lead frame provided to the user Quality improvement can be realized.
[0039]
The preferred embodiments of the present invention have been described above in various ways. However, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that more modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, whether or not abnormality such as dents, scratches, and discoloration has occurred in the strip-like lead frame that is fed / wound between reels is performed on all pieces included in the lead frame. Therefore, the quality of the lead frame provided to the user can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a lead frame manufacturing apparatus including a lead frame inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a lead frame inspection apparatus;
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a lead frame inspection apparatus;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of ring illumination.
FIG. 5 is a graph showing an analysis range of a light and dark part of an image input from a CCD camera.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing peak cut detection of input data.
FIG. 7 is a graph showing an allowable value of analysis data.
8 is an enlarged view of dark part luminance data of a section N in FIG. 7;
FIG. 9 is a comparative explanatory diagram showing a state in which a mask is applied to the outline of the lead frame.
FIG. 10 is a partial plan view showing the configuration of the lead frame.
FIG. 11 is a flowchart of a main routine of an inspection operation by the inspection apparatus.
FIG. 12 is a flowchart of an interrupt processing routine for an inspection operation performed by the inspection apparatus.
FIG. 13 is a timing chart for explaining an inspection operation by the inspection apparatus.
FIG. 14 is another timing chart for explaining the inspection operation by the inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
3 Lead frame
6 Inspection equipment
6a Transport roller
6b Ring lighting
6c CCD camera
8 Control means
8a CPU
8b storage unit
8c I / O part
8d Illuminance controller
8e Image processing board
9 Light source device
10 Controller
11 Frame transport sensor
17 Timer

Claims

An imaging camera for capturing still images of one or more pieces contained in a belt-like lead frame that is continuously conveyed;
A lead having control means for analyzing the luminance of an image captured by the imaging camera and comparing the obtained analysis value with a reference value stored in advance in a storage unit to detect an abnormality in the lead frame A frame inspection device ,
The imaging camera Captures collectively an image of the field of view containing the predetermined region of the lead frame that is continuously conveyed as a still image, the control means, even during the verification process the still images captured imaging inspection device of a lead frame and performing an inspection process for all pieces that are included in the lead frame together an interrupt process for fetching operation of the image of the next predetermined region by the camera.

A frame conveyance sensor that continuously detects that the lead frame has been conveyed only in a predetermined area and outputs a detection signal;
A timer that measures a time T ₂ slightly longer than a time T ₁ required from when the imaging camera starts capturing an image until the captured image can be output ;
Control means starts the inspection process fetches the next still image from the imaging camera when latency measurement operation by the inspection process is completed and the timer has ended, the frame transport sensor during the verification process When the detection signal is output, interrupt processing is started to start the image capturing operation by the imaging camera and the waiting time measuring operation by the timer, and the image capturing operation by the imaging camera and the waiting time measuring operation by the timer are performed in parallel with the inspection processing . inspection device of the lead frame according to claim 1, wherein a.

The predetermined region of the lead frame is one piece formed in the lead frame along the longitudinal direction of the lead frame, and the frame transport sensor is a pilot hole provided for each piece in the guide rail of the lead frame. inspection device of the lead frame according to claim 1, wherein the detecting and outputting a detection signal.