JP5034769B2 - 計測方法、計測装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、計測方法、計測装置及びプログラム、より特定的には、電子部品を収納するキャリアテープの形状を計測する計測方法、計測装置及びプログラムに関する。

チップ型電子部品は、キャリアテープに設けられた凹部に所定の方向を向いた状態で収納される。そして、該チップ型電子部品は、この凹部がカバーテープにより封止された状態で出荷される。一方、実装時には、チップ型電子部品は、カバーテープがキャリアテープから剥がされた後に、凹部からノズルにより真空吸引されて取り出される。この際、チップ型電子部品の方向は、前記凹部により決定されている。凹部から取り出されたチップ型電子部品は、基板上に位置合わせされて実装される。

前記のように、キャリアテープの凹部は、チップ型電子部品の取り出し時の方向を決める役割を果たしている。そのため、運搬時の振動などによって、キャリアテープの凹部内においてチップ型電子部品の方向が変化してはならない。故に、キャリアテープの凹部は、チップ型電子部品のサイズと略同じサイズに精度良く成形される必要がある。

更に、近年、チップ型電子部品のサイズの小型化が進んでいる。チップ型電子部品のサイズの例としては、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍや０．４ｍｍ×０．２ｍｍ×０．２ｍｍ等が存在する。このような微小なチップ型電子部品を収納するためには、従来よりも精度良くキャリアテープの凹部が形成される必要がある。また、キャリアテープを使用する前に、この凹部が精度良く成形されているかを計測して確認する必要がある。

しかしながら、前記のような微小なチップ型電子部品に対応したキャリアテープの凹部の内周面の形状を精度良く計測することは、従来の計測方法では困難であった。具体的には、以下の通りである。

キャリアテープの凹部の内周面の形状を計測する方法として、写真を用いて計測する方法（第１の計測方法）、キャリアテープを切断して計測する方法（第２の計測方法）、及び、特許文献１に記載のキャリアテープの検査方法が挙げられる。第１の計測方法では、計測者は、凹部の計測ポイントに手動によりカメラのピント合わせを行い、写真撮影を行う。続いて、計測者は、写真を用いて凹部の大きさを計測する。また、第２の計測方法では、計測者は、キャリアテープを切断して、その切断面により凹部の大きさを計測する。また、特許文献１のキャリアテープの検査方法では、電子部品収納用凹部に収納する部品と同じサイズの検査体を挿入して、該検査体の移動量の大小で不良部分の有無を検査する。

ところが、第１の計測方法では、計測者は、経験則に基づいてピント合わせを行う必要があるため、必ずしも凹部の正確なサイズを計測できるとは限らない。特に、凹部の深さ方向の中間点近傍における凹部の形状を計測するためには、計測者は、凹部を上視した状態で該凹部の深さ方向の中間点にピントを合わせなければならない。このような作業は、計測者にとって非常に困難な作業である。更に、凹部は、金型などによりキャリアテープを窪ませて形成されるので、凹部の底面と側面との境界は、曲面となってしまう。そのため、計測者は、カメラのピントを凹部の底面に合わせることも非常に困難である。

また、第２の計測方法では、切断時の応力により凹部が変形してしまう。そのため、計測者は、正確な凹部のサイズを計測することは困難である。

更に、特許文献１のキャリアテープの検査方法は、キャリアテープの電子部品収納用凹部の良／不良を検査するための方法である。故に、キャリアテープの凹部の形状を計測することはできない。

その他、特許文献２には、レーザ光を用いて、物体の外形を計測する３次元形状検出方法が記載されている。しかしながら、特許文献２には、キャリアテープの凹部の内周面の形状を計測することについては、言及されていない。
特開２０００−２６４３０５号公報 特開平５−１６４５２０号公報

そこで、本発明の目的は、電子部品を収納する凹部を有するキャリアテープの形状を精度良く計測することができる計測方法、計測装置及びプログラムを提供することである。

本発明は、電子部品を収納する凹部が形成されたキャリアテープの形状を計測する計測方法において、計測領域を前記キャリアテープの一部を含むように設定するステップと、前記計測領域内の複数の計測点に向けてレーザ光を照射して、該複数の計測点における３次元の座標情報を取得するステップと、前記キャリアテープの主面上における前記計測点の座標が水平面と一致するように、前記複数の計測点における前記座標情報を補正するステップと、前記キャリアテープの主面に平行な仮想面を設定するステップと、複数の前記計測点が含まれるウインドウを生成し、前記仮想面のキャリアテープの主面に垂直な方向の座標よりも大きい座標を有する該計測点及び小さい座標を有する該計測点が該ウインドウ内に存在する場合には、該ウインドウ内の該複数の計測点の前記座標情報に基づいて、補間点を生成すると共に、該ウインドウを走査して得られた前記複数の補間点の座標情報に基づいて、前記仮想面における前記キャリアテープの断面形状情報を生成するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光を照射して計測点の座標情報を得た後、仮想面を設定して、該仮想面におけるキャリアテープの断面形状情報が生成されている。そのため、任意の仮想面において、精度のよい断面形状情報を取得することが可能となる。

本発明において、前記計測領域は、前記凹部を含むように設定され、前記仮想面は、前記キャリアテープの主面と平行な面であってもよい。

本発明において、前記仮想面は、前記凹部の底面、該凹部の開口、又は、該底面と該開口との間のいずれかに設定されてもよい。

本発明において、前記座標情報を取得するステップでは、前記計測領域において２次元に配置された前記複数の計測点に向けて前記レーザ光を照射すると共に、前記キャリアテープから反射してくる該レーザ光に基づいて、該複数の計測点における鉛直方向の座標情報を取得してもよい。

本発明において、前記レーザ光を生成する装置は、出射光の光軸と反射光の光軸とが一致している共焦点式レーザスキャナであって、前記座標情報を取得するステップでは、前記レーザ光を鉛直方向から照射してもよい。

本発明において、前記キャリアテープは、搬送用に形成された送り孔を備え、前記計測領域は、前記送り孔又は前記キャリアテープの縁部を含むように設定されていてもよい。

本発明において、前記断面形状情報に基づいて、前記計測領域における前記キャリアテープの断面形状のサイズを算出するステップを、更に備えていてもよい。

本発明は、計測方法のみならず、計測装置及びプログラムに対しても適用可能である。具体的には、本発明は、電子部品を収納する凹部が形成されたキャリアテープの形状を計測する計測装置において、計測領域を前記キャリアテープの一部を含むように設定する計測領域設定手段と、前記計測領域内の複数の計測点に向けてレーザ光を照射して、該複数の計測点における３次元の座標情報を取得する座標情報取得手段と、前記キャリアテープの主面上における前記計測点の座標が水平面と一致するように、前記複数の計測点における前記座標情報を補正する補正手段と、前記キャリアテープの主面に平行な仮想面を設定する仮想面設定手段と、複数の前記計測点が含まれるウインドウを生成し、前記仮想面のキャリアテープの主面に垂直な方向の座標よりも大きい座標を有する該計測点及び小さい座標を有する該計測点が該ウインドウ内に存在する場合には、該ウインドウ内の該複数の計測点の前記座標情報に基づいて、補間点を生成すると共に、該ウインドウを走査して得られた前記複数の補間点の座標情報に基づいて、前記仮想面における前記キャリアテープの断面形状情報を生成する断面形状情報生成手段と、を備えることを特徴とする。また、本発明は、電子部品を収納する凹部が形成されたキャリアテープの形状を計測する計測装置に、計測領域を前記キャリアテープの一部を含むように設定するプログラムステップと、前記計測領域内の複数の計測点に向けてレーザ光を照射させて、該複数の計測点における３次元の座標情報を取得するプログラムステップと、前記キャリアテープの主面上における前記計測点の座標が水平面と一致するように、前記複数の計測点における前記座標情報を補正するプログラムステップと、前記キャリアテープの主面に平行な仮想面を設定するプログラムステップと、複数の前記計測点が含まれるウインドウを生成し、前記仮想面のキャリアテープの主面に垂直な方向の座標よりも大きい座標を有する該計測点及び小さい座標を有する該計測点が該ウインドウ内に存在する場合には、該ウインドウ内の該複数の計測点の前記座標情報に基づいて、補間点を生成すると共に、該ウインドウを走査して得られた前記複数の補間点の座標情報に基づいて、前記仮想面における前記キャリアテープの断面形状情報を生成するプログラムステップと、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光を照射して計測点の座標情報を得た後、仮想面を設定して、該仮想面におけるキャリアテープの断面形状情報が生成されている。そのため、任意の仮想面において、精度のよい断面形状情報を取得することが可能となる。

以下に、本発明の一実施形態に係る計測方法、計測装置及びプログラムについて説明する。

（計測装置の構成について）
以下に、本発明の一実施形態に係る計測装置の構成及び各構成の役割について図面を参照しながら説明する。該計測装置は、チップ型電子部品を収納するための凹部が形成されたキャリアテープの凹部の断面形状を計測するためのものである。図１は、キャリアテープ２４の外観斜視図である。図２は、該計測装置１０の構成を示したブロック図である。図３は、レーザ変位計２０の構成を示したブロック図である。図４（ａ）は、キャリアテープ２４の上視図である。図４（ｂ）は、キャリアテープ２４の拡大図である。図５は、キャリアテープ２４のＡにおける断面構造図である。

まず、キャリアテープ２４の構成について説明する。キャリアテープ２４は、図１に示すように、帯状の樹脂テープであり、等間隔に凹部４０及び送り孔４２が形成されている。凹部４０は、チップ型電子部品５０を収納するための窪みであり、キャリアテープ２４の主面Ｓに対して、垂直方向に窪ませられることにより形成される。また、送り孔４２は、キャリアテープ２４の搬送のために形成された孔であり、より詳細には、キャリアテープ２４が搬送される際に搬送機構が引掛けられる孔である。

次に、計測装置１０の構成について説明する。計測装置１０は、図２に示すように、パソコン１２、Ａ／Ｄ変換器１４、ステージコントローラ１６、レーザ変位計コントローラ１８、レーザ変位計２０及びｘｙステージ２２を備える。また、パソコン１２は、制御部３０、記憶部３２、入力部３４及び表示部３６を含む。

ｘｙステージ２２は、水平面と平行な長方形状の主面を有する。以下では、該主面に垂直な方向（すなわち、鉛直方向）をｚ軸方向、長方形状の短辺方向をｘ軸方向、及び、長方形状の長辺方向をｙ軸方向と定義する。

キャリアテープ２４は、該主面上に、凹部４０の開口が上を向くように載置される。この際、キャリアテープ２４の主面Ｓが略水平となるように、キャリアテープ２４はｘｙステージ２２上に載置される。

レーザ変位計２０は、例えば非接触式・共焦点式レーザスキャナにより構成され、図３に示すように、発光部５２、受光部５４、ハーフミラー５６及び撮影部５８を含む。撮影部５８は、例えばカメラにより構成され、鉛直方向の上方向からキャリアテープ２４を撮影して図４（ａ）に示すような映像を取得する。なお、発光部５２、受光部５４及びハーフミラー５６の詳細については後述する。

表示部３６は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、図４（ａ）に示すようなキャリアテープ２４の映像を表示する。入力部３４は、例えばマウス及びキーボードにより構成され、ユーザからの入力を受付ける。ユーザは、入力部３４を操作して、図４（ａ）に示すように、表示部３６に表示されたキャリアテープ２４の映像において、形状を計測したい計測領域Ｅを指定する。ここでは、ユーザは、凹部４０及び主面Ｓの一部が含まれるように計測領域Ｅを指定する。制御部３０は、例えばＣＰＵにより構成され、入力部３４からの入力に応じて、計測領域Ｅをキャリアテープ２４に設定する。

制御部３０は、ステージコントローラ１６、レーザ変位計コントローラ１８、レーザ変位計２０及びｘｙステージ２２を制御して、図４（ｂ）に示すように、計測領域Ｅ内に２次元状（より詳細には、マトリクス状）に配置された複数の計測点ｐ（ａ，ｂ）（ａ，ｂは、それぞれ行列を表す。）に向けてレーザ光Ｂを照射して、該複数の計測点ｐ（ａ，ｂ）における３次元の座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する。以下に、詳しく説明する。以下では、特定の計測点を指す場合には、計測点ｐ（ａ，ｂ）と表記し、計測点を総称する場合には、計測点ｐと表記する。

制御部３０は、第１の制御信号を、ステージコントローラ１６に対して出力する。第１の制御信号は、レーザ光Ｂが計測点ｐに照射されるように、ｘｙステージ２２をステージコントローラ１６に移動させるための信号である。ステージコントローラ１６は、前記第１の制御信号を受けてｘｙステージ２２を移動させる。更に、ステージコントローラ１６は、ｘｙステージ２２の移動が完了したら、ｘｙステージ２２の移動が完了したことを示すトリガーパルスＴＰをＡ／Ｄ変換器１４に出力する。Ａ／Ｄ変換器１４には、レーザ変位計コントローラ１８より、計測点ｐにおけるｚ座標のアナログ信号が出力されてきている。Ａ／Ｄ変換器１４は、トリガーパルスＴＰが入力してきたら、ｚ座標をアナログ信号からデジタル信号に変換して、制御部３０に出力する。制御部３０は、第１の制御信号の出力時に計測点ｐのｘ座標及びｙ座標を認識しているので、ｚ座標を取得することにより計測点ｐの３次元の座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する。

ここで、レーザ変位計２０の発光部５２、受光部５４及びハーフミラー５６について説明する。制御部３０は、レーザ変位計コントローラ１８に対して第２の制御信号を出力する。レーザ変位計コントローラ１８は、前記第２の制御信号を受けて、レーザ変位計２０の動作を制御する。発光部５２は、レーザ変位計コントローラ１８の制御によりレーザ光Ｂを出射する。ハーフミラー５６は、発光部５２が出射したレーザ光Ｂがキャリアテープ２４に対して鉛直方向から照射されるように反射する。受光部５４は、キャリアテープ２４から反射してきたレーザ光Ｂを受光する。この際、受光部５４は、図３に示すように鉛直方向に往復運動をしている。レーザ変位計２０は、最も強い強度のレーザ光Ｂを受光したときの受光部５４の鉛直方向の位置を示すアナログ信号を、レーザ変位計コントローラ１８に出力する。レーザ変位計コントローラ１８は、受光部５４の鉛直方向の位置を、キャリアテープ２４のレーザ光Ｂが照射された計測点ｐ（ａ，ｂ）の鉛直方向のｚ座標に変換する機能を有する。そこで、レーザ変位計コントローラ１８は、前記アナログ信号に基づいて、キャリアテープ２４のレーザ光Ｂが照射された計測点ｐ（ａ，ｂ）の鉛直方向のｚ座標に関するアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力する。なお、レーザ変位計２０から出射される出射光の光軸とキャリアテープ２４から反射されてくる反射光の光軸とは一致している。

制御部３０は、全ての計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得したら、各計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）に対して補正を行う。この補正により得られた計測点及び座標情報をそれぞれ、計測点Ｐ及び座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。なお、以下では、特定の計測点Ｐを指す場合には、計測点Ｐ（ａ，ｂ）と表記し、計測点Ｐを総称する場合には、計測点Ｐと表記する。

ここで、前記補正について説明する。計測点ｐのｘｙｚ座標系は、ｘｙステージ２２に予め定められた原点に対する座標系であり、凹部４０の形状の計測に用いられるＸＹＺ座標系とは異なる。そこで、例えば、図４（ａ）の左側の送り孔４２の中心ＯがＸ軸及びＹ軸の原点となり、キャリアテープ２４の主面ＳがＺ軸の原点となるように、計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する。この際、図５（ａ）に示すように、キャリアテープ２４の主面Ｓが水平面に対して傾いている場合には、計測点ｐから計測点Ｐへの変換時に、図５（ｂ）に示すように、キャリアテープ２４の主面Ｓが水平面と平行となるように座標の回転変換を行う。このような、計測点ｐから計測点Ｐへの変換は、一般的な行列の引き算及び掛け算により実現される。

制御部３０は、計測点ｐから計測点Ｐへの変換が終了すると、計測点Ｐにより表される凹部４０のおおよその３次元形状を表示部３６に表示させる。ここで、おおよその３次元形状と呼ぶ理由は、表示される３次元形状が、隣接する計測点Ｐ同士が直線により接続されて得られる形状であり、計測点Ｐ間の座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が補間されていないからである。

ユーザは、入力部３４を用いて、仮想面Ｉの入力を行う。この仮想面Ｉは、図５（ｃ）に示すように、凹部４０の断面形状を求めるための面であり、キャリアテープ２４の主面Ｓと平行である。従って、仮想面Ｉは、Ｚ＝Ｚ０（Ｚ０はユーザにより入力される値）の式で表される。制御部３０は、ユーザの入力を受付けて、仮想面Ｉを設定する。その後、制御部３０は、仮想面Ｉにおける凹部４０の断面形状情報を生成する。以下に、断面形状情報の生成について図６を参照しながら説明する。図６（ａ）は、仮想面Ｉにおける凹部４０の断面形状Ｌを示した図である。図６（ｂ）は、断面形状ＬのＣにおける拡大図である。

仮想面Ｉにおける凹部４０の断面形状Ｌは、図６（ａ）に示すように長方形状となる。この断面形状Ｌの断面形状情報の生成方法は、具体的には、以下の通りである。

まず、制御部３０は、計測点Ｐが複数個含まれるウインドウＷを生成する。図６（ｂ）では、計測点Ｐは、ウインドウＷに４つ含まれている。制御部３０は、計測領域Ｅ内を該ウインドウＷに走査させる。この際、制御部３０は、ウインドウＷに含まれる４つの計測点ＰのＺ座標の中に、仮想面のＺ座標Ｚ０よりも大きいものと小さいものとの両方が存在しているか否かの判定を行う。

例えば、図６（ｂ）において、Ｐ（ｍ，ｎ）、Ｐ（ｍ＋１，ｎ）、Ｐ（ｍ，ｎ＋１）及びＰ（ｍ＋１，ｎ＋１）を含むウインドウＷでは、制御部３０は、４つの計測点ＰのＺ座標の中に、仮想面ＩのＺ座標Ｚ０よりも大きいものと小さいものとの両方が存在していると判定する。この場合、制御部３０は、４つの計測点Ｐ（ｍ，ｎ）、Ｐ（ｍ＋１，ｎ）、Ｐ（ｍ，ｎ＋１）及びＰ（ｍ＋１，ｎ＋１）を用いて直線補間法を行って、補間点Ｑ（ｍ，ｎ）を求める。なお、補間点を求める方法は、直線補間法に限られず、他の補間法が用いられてもよい。また、以下では、特定の計測点を指す場合には、補間点Ｑ（ｍ，ｎ）と表記し、補間点を総称する場合には、補間点Ｑと表記する。

一方、Ｐ（ｋ，ｌ）、Ｐ（ｋ＋１，ｌ）、Ｐ（ｋ，ｌ＋１）及びＰ（ｋ＋１，ｌ＋１）を含むウインドウＷでは、制御部３０は、４つの計測点ＰのＺ座標の中に、仮想面ＩのＺ座標Ｚ０よりも大きいものと小さいものとの両方が存在していないと判定する。この場合、制御部３０は、直線補間法を行うことなく、走査を続行する。

制御部３０は、全ての補間点Ｑの計算が終了したら、隣接する補間点Ｑ同士を直線補間法等の補間法により接続し、図６（ａ）に示すような断面形状Ｌの断面形状情報を生成する。制御部３０は、表示部３６にこの断面形状Ｌを表示させる。最後に、制御部３０は、図７に示すように、断面形状Ｌの横サイズＡ０と断面形状Ｌの縦サイズＢ０とを算出する。図７は、断面形状Ｌとそのサイズを示した図である。

（計測装置の動作について）
以上のような構成を有する計測装置１０について、以下にその動作について図面を参照しながら説明する。図８は、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。なお、フローチャートでの処理は、制御部３０において、記憶部３２に格納されたソフトウエアを実行することによって実現してもよいし、それら各処理を行う専用のハードウエア回路を用いて実現してもよい。

まず、ユーザは、計測に用いられるキャリアテープ２４をｘｙステージ２２にセットし、入力部３４を操作して、断面形状Ｌの計測の開始を指示する。応じて、制御部３０は、記憶部３２に記憶されているソフトウエアを起動する。

ソフトウエアを起動した制御部３０は、レーザ変位計コントローラ１８に対して第２の制御信号を出力して、レーザ変位計２０の撮影部５８にキャリアテープ２４の映像を撮影させる（ステップＳ１）。これにより、図４（ａ）に示すようなキャリアテープ２４の映像が、表示部３６に表示される。

次に、ユーザは、キャリアテープ２４の形状の計測を行いたい計測領域Ｅを表示部３６に表示された映像を見ながら入力部３４を用いて指定する。この際、計測領域Ｅは、キャリアテープ２４の主面Ｓの一部と凹部４０とが含まれるように指定される。ユーザの入力により、制御部３０は、計測領域Ｅをキャリアテープ２４に設定する（ステップＳ２）。この計測領域Ｅのサイズとしては、例えば縦サイズが５００μｍであり、横サイズが４００μｍである長方形が挙げられる。

次に、制御部３０は、レーザ変位計コントローラ１８に第２の制御信号を出力して、レーザ変位計２０に計測領域Ｅ内の計測点ｐに対してレーザ光Ｂを照射させる（ステップＳ３）。計測点ｐに対して照射されたレーザ光Ｂは、キャリアテープ２４において反射され、レーザ変位計２０に入射する。この際、レーザ変位計２０とレーザ変位計コントローラ１８とが協働して、Ａ／Ｄ変換器１４に対して、計測点ｐにおけるｚ座標のアナログ信号を出力する。なお、ステップＳ３において、レーザ変位計コントローラ１８及びレーザ変位計２０が行う動作については、既に十分に説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。

次に、制御部３０は、全ての計測点ｐへのレーザ光Ｂの照射が終了したか否かを判定する（ステップＳ４）。レーザ光Ｂの照射が終了していない場合、本処理はステップＳ５に進む。レーザ光Ｂの照射が終了した場合、本処理はステップＳ７に進む。

レーザ光Ｂの照射が終了していない場合、制御部３０は、次の計測点ｐにレーザ光Ｂが照射されるように、ステージコントローラ１６に第１の制御信号を出力してｘｙステージ２２を移動させる（ステップＳ５）。本実施形態に係る計測装置１０では、計測点ｐは、２μｍ間隔でマトリクス状に配置されている。そこで、制御部３０は、ステージコントローラ１６をｘ軸方向の負方向へと２μｍ移動させる。ただし、計測点ｐが、計測領域Ｅ内において、ｘ軸方向の正方向の端部に位置する場合には、制御部３０は、次の行の計測点ｐにレーザ光Ｂが照射されるようにステージコントローラ１６を移動させる。

ｘｙステージ２２の移動が完了すると、ステージコントローラ１６は、Ａ／Ｄ変換器１４に対してトリガーパルスＴＰを出力する。応じて、Ａ／Ｄ変換器１４は、計測点ｐにおけるｚ座標のアナログ信号をデジタル信号に変換して、制御部３０に出力する。制御部３０は、ステップＳ３においてレーザ光Ｂを照射する計測点ｐのｘ座標及びｙ座標を認識しているので、ｚ座標のデジタル信号を取得することにより、計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する（ステップＳ６）。ただし、ステップＳ６において得られる計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）は、ｘｙステージ２２が移動する前のものである。この後、本処理はステップＳ３に戻る。

ここで、ステップＳ３ないしステップＳ６の処理は、全ての計測点ｐに対するレーザ光Ｂの照射が終了するまで繰り返される。本実施形態に係る計測装置１０では、計測領域Ｅは、縦サイズが５００μｍ、横サイズが４００μｍの長方形であり、かつ、計測点ｐが２μｍ間隔で配置されているので、計測点ｐの数は、５０４５１点（２５１×２０１）となる。そのため、制御部３０は、５０４５１点分の計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得したら、ステップＳ４において、全ての計測点ｐに対するレーザ光Ｂの照射が終了したと判定する。

レーザ光Ｂの照射が終了した場合、制御部３０は、最後にレーザ光Ｂを照射した計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する（ステップＳ７）。ステップＳ７における処理は、ステップＳ６における処理と同じであるので説明を省略する。本処理は、最後にレーザ光Ｂを照射した計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を制御部３０がまだ取得していないために行われる処理である。

次に、制御部３０は、計測点ｐのｘｙｚ座標系の原点の補正を行う（ステップＳ８）。具体的には、制御部３０は、図４に示す送り孔４２の中心Ｏのｘｙｚ座標系における座標情報（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）を求める。そして、制御部３０は、各計測点ｐの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）から中心Ｏの座標情報（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）を引き算する。これにより、制御部３０は、送り孔４２の中心Ｏを原点とするＸＹＺ座標系における計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を得る。

次に、制御部３０は、計測領域Ｅにおけるキャリアテープ２４の主面Ｓ上に位置する計測点Ｐを抽出する（ステップＳ９）。具体的には、制御部３０は、Ｚ座標が０から所定範囲内に収まっている計測点Ｐを抽出する。次に、制御部３０は、抽出した計測点Ｐを直線補間法等の補間法によって、主面Ｓを形成する。制御部３０は、この主面Ｓと水平面との間の角度を計測し、図５（ａ）に示すように、主面Ｓが水平面に対して傾斜しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。主面Ｓが水平面に対して傾斜している場合には、本処理はステップＳ１１に進む。主面Ｓが水平面に対して傾斜していない場合には、本処理はステップＳ１２に進む。

主面Ｓが水平面に対して傾斜している場合には、制御部３０は、全ての計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を回転させる補正を行う（ステップＳ１１）。例えば、図５（ａ）に示すように、キャリアテープ２４の主面Ｓが水平面（Ｘ軸）に対してθ度傾いている場合には、制御部３０は、原点を中心としてＹ軸周りに計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を回転させる行列を掛け算する。これにより、制御部３０は、図５（ｂ）に示すように、主面Ｓ上の計測点Ｐが水平面に一致した状態の計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を得ることができる。次に、制御部３０は、この計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を用いて、表示部３６に計測領域Ｅにおけるキャリアテープ２４のおおよその３次元形状を表示する。

ユーザは、表示部３６に表示されたキャリアテープ２４の３次元形状を見ながら、水平面と平行な任意の仮想面Ｉを、入力部３４を用いて入力する。具体的には、ユーザは、仮想面ＩのＺ座標を入力する。これにより、制御部３０は、図５（ｃ）に示すように、仮想面Ｉをキャリアテープ２４に対して設定する（ステップＳ１２）。なお、仮想面ＩのＺ座標は、主面Ｓと同じＺ座標、凹部４０の底面と同じＺ座標、又は、主面Ｓと凹部４０の底面との間のＺ座標に設定される。例えば、仮想面ＩのＺ座標が主面Ｓと同じＺ座標に設定された場合、凹部４０の開口の断面形状Ｌが計測される。また、仮想面ＩのＺ座標が凹部４０の底面と同じＺ座標に設定された場合、凹部４０の底面の断面形状Ｌが計測される。

仮想面Ｉが設定されると、制御部３０は、仮想面Ｉを断面としたときの凹部４０の断面形状情報を生成する（ステップＳ１３）。なお、本処理において制御部３０が行う動作については、図６（ｂ）を用いて十分に説明を行ったのでこれ以上の説明を省略する。凹部４０の断面形状情報を生成した制御部３０は、図６（ａ）に示すような凹部４０の断面形状Ｌを表示部３６に表示させる。

最後に、制御部３０は、図７に示すように断面形状Ｌのサイズを算出する（ステップＳ１４）。キャリアテープ２４の凹部４０の断面形状Ｌは、長方形状であるので、制御部３０は、断面形状Ｌの横サイズＡ０と縦サイズＢ０とを算出し、算出結果を表示部３６に表示させる。これにより、ユーザは、キャリアテープ２４の断面形状Ｌのサイズを知ることができる。

（効果）
以上のように、計測装置１０によれば、制御部３０は、Ａ／Ｄ変換器１４、レーザ変位計コントローラ１８及びレーザ変位計２０により計測して得た計測点Ｐに基づいて、凹部４０のおおよその３次元形状を生成している。更に、制御部３０は、生成したおおよその凹部４０の３次元形状に対して仮想面Ｉを設定し、凹部４０の断面形状情報を生成している。ここで、凹部４０の計測点ＰのＺ座標は、実際に計測された値であるので、仮想面ＩのＺ座標と完全に一致するものは殆ど存在しない。そこで、計測装置１０では、制御部３０が、直線補間法等の補間法を用いて、仮想面Ｉにおける断面形状情報を生成している。そのため、ユーザは、凹部４０の任意のＺ座標において精度よい断面形状Ｌを得ることができる。

また、従来、断面形状Ｌを計測する仮想面ＩのＺ座標は、ユーザがカメラのピント合わせを行うことにより決定されていたので、計測毎にばらついていた。これに対して、計測装置１０では、ユーザが仮想面ＩのＺ座標を任意に決定することができる。そのため、仮想面ＩのＺ座標を一定に保った状態で複数の凹部４０の断面形状Ｌを計測することにより、複数の凹部４０間での断面形状Ｌの対比を正確に行うことができる。その結果、キャリアテープ２４の良・不良の判定を正確に行うことができる。

また、計測装置１０では、主面Ｓと水平面とにずれがある場合には、主面Ｓと水平面とが一致するように、計測点Ｐに対して回転補正を行っている。これにより、主面Ｓを計測点ＰのＺ軸方向の基準とすることができ、主面Ｓに平行な仮想面Ｉにおける凹部４０の断面形状Ｌを容易に得ることができる。

また、計測装置１０では、レーザ変位計２０から出射される出射光の光軸及びキャリアテープ２４から反射されてくる反射光の光軸は共に鉛直方向を向いている。そのため、計測装置１０は、図１に示すような鉛直方向の上方向から下方向に行くに従って断面積が小さくなる凹部４０の内周面の形状を正確に計測できる。以下に、詳しく説明する。

例えば、出射光の光軸と反射光の光軸とが一致しない三角測量方式の場合には、凹部４０の底面を計測する際に、底面において反射した反射光が凹部４０の側面により遮られてしまうおそれがある。また、凹部４０の側面を計測する際に、主面Ｓにより出射光が遮られてしまうおそれがある。すなわち、出射光の光軸と反射光の光軸とが一致しない三角測量方式の場合には、凹部４０の形状の計測ができない死角が形成されてしまう。

これに対して、計測装置１０では、出射光の光軸及び反射光の光軸は、鉛直方向を向いている。そのため、鉛直方向の上方向から下方向に行くに従って断面積が小さくなる形状を有する凹部４０の内周面に対して、漏れなくレーザ光Ｂを照射することができる。また、キャリアテープ２４からの反射光が凹部４０の側面により遮られることもない。その結果、計測装置１０は、凹部４０の内周面を正確に計測することができる。本願発明者によれば、共焦点式レーザスキャナが用いられた場合、レーザ光Ｂのスポット径が２ｍｍであれば、縦サイズが４００μｍであって横サイズが２００μｍである凹部４０の形状の計測が可能であることが確認されている。更に、凹部４０の側面が、７０度〜８５度傾斜していても、計測装置１０により、死角を形成することなく凹部４０の内周面を計測できることが確認されている。

また、計測装置１０では、非接触式のレーザ変位計２０が用いられているので、キャリアテープ２４を破壊したり変形させたりすることなく、該キャリアテープ２４の形状を計測することができる。

（変形例）
なお、本実施形態に係る計測装置１０では、レーザ変位計２０の計測方式として、共焦点式が用いられているが、レーザ変位計２０の計測方式はこれに限らない。レーザ変位計２０の計測方式として、光レーダ法、三角測量法、自動焦点法等が用いられてもよい。ただし、前記のように、三角測量法の場合には、凹部４０の形状の計測ができない死角が形成されてしまう。

なお、本実施形態に係る計測装置１０では、図６（ｂ）においてウインドウＷは、４つの計測点Ｐを含むように設定されているが、ウインドウＷに含まれる計測点Ｐの数はこれに限らない。

なお、本実施形態に係る計測装置１０では、図７に示すように、凹部４０の断面形状Ｌの横サイズＡ０及び縦サイズＢ０を計測したが、更に詳細に、断面形状Ｌに外接する長方形のサイズが計測されてもよいし、断面形状Ｌに内接する長方形のサイズが計測されてもよい。断面形状Ｌに外接する長方形のサイズは、凹部４０を成形するための金型の寸法異常の確認に用いられる。また、断面形状Ｌに内接する長方形のサイズは、凹部４０にチップ型電子部品５０を出し入れできるか否かの確認に用いられる。

なお、本実施形態に係る計測装置１０では、キャリアテープ２４の収納凹部４０が含まれるように計測領域Ｅが設定されているが、計測領域Ｅが設定される場所はこれに限らない。計測領域Ｅは、図４に示すキャリアテープ２４の上縁部６０や下縁部６２や送り孔４２等が含まれるように設定されてもよい。これにより、キャリアテープ２４の検査すべき各種寸法を計測することが可能となる。検査すべきキャリアテープ２４の各種寸法について、図９を用いて説明する。図９は、キャリアテープ２４の断面構造図及び上視図である。

前記各種寸法としては、以下に示すものがある。
Ａ０：凹部４０の横サイズ
Ｂ０：凹部４０の縦サイズ
Ｗ０：テープ幅
Ｅ１：上縁部６０から送り孔４２の中心までの距離
Ｅ２：下縁部６２から送り孔４２の中心までの距離
Ｆ：送り孔４２から凹部４０までの中心間距離
Ｐ０：送り孔４２の中心間距離
Ｐ１：凹部４０の中心間距離
Ｐ２：送り孔４２と凹部４０との中心間距離
Ｄ０：送り孔４２の直径
Ｋ０：凹部４０の深さ
Ｔ：シート厚さ

例えば、送り孔４２の直径Ｄ０は、次のような手順により計測される。まず、計測領域Ｅが設定される処理から、計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得られる処理までは、凹部４０の計測と同様であるので説明を省略する。計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて、送り孔４２の３次元形状が生成され、更に、仮想面Ｉが設定される。そして、仮想面Ｉにおける送り孔４２の断面形状Ｌが生成される。送り孔４２の断面形状Ｌの生成の際に、直線補間法ではなく、円形近似法が用いられる。この断面形状Ｌに基づいて、送り孔４２の直径Ｄ０が算出される。また、この断面形状Ｌの重心が求められることにより、送り孔４２の中心座標が算出される。

また、上縁部６０及び下縁部６２の座標は、次のような手順により計測される。計測領域Ｅが設定される処理から、計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得られる処理までは、凹部４０の計測と同様であるので説明を省略する。計測点Ｐの座標情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて、上縁部６０又は下縁部６２の３次元形状が生成され、更に、仮想面Ｉがキャリアテープ２４の表面と裏面との間に設定される。そして、仮想面Ｉにおける上縁部６０又は下縁部６２の断面形状Ｌが生成される。このときに形成される境界直線の座標情報が、上縁部６０又は下縁部６２の座標情報と決定される。また、仮想面Ｉが鉛直方向に走査されることにより、シート厚さＴの計測も可能である。

また、送り孔４２、上縁部６０及び下縁部６２の計測結果に基づいて、テープ幅Ｗ０、上縁部６０から送り孔４２の中心までの距離Ｅ１、下縁部６２から送り孔４２の中心までの距離Ｅ２、送り孔４２から凹部４０までの中心間距離Ｆ、送り孔４２の中心間距離Ｐ０、凹部４０の中心間距離Ｐ１、及び、送り孔４２と凹部４０との中心間距離Ｐ２を算出することが可能である。

また、キャリアテープ２４の形状は、図１に示したものに限らない。すなわち、キャリアテープ２４の凹部４０の数及び送り孔４２の数は、図１に示したものより多くてもよいし、少なくてもよい。

キャリアテープの外観斜視図である。 計測装置の構成を示したブロック図である。 レーザ変位計の構成を示したブロック図である。 図４（ａ）は、キャリアテープの上視図である。図４（ｂ）は、キャリアテープのＡにおける拡大図である。 キャリアテープの断面構造図である。 図６（ａ）は、仮想面における凹部の断面形状を示した図である。図６（ｂ）は、断面形状のＣにおける拡大図である。 図７は、断面形状とそのサイズを示した図である。 制御部が行う動作を示したフローチャートである。 キャリアテープの断面構造図及び上視図である。

符号の説明

１０ 計測装置
１２ パソコン
１４ Ａ／Ｄ変換器
１６ ステージコントローラ
１８ レーザ変位計コントローラ
２０ レーザ変位計
２２ ｘｙステージ
２４ キャリアテープ
３０ 制御部
３２ 記憶部
３４ 入力部
３６ 表示部
４０ 凹部
４２ 送り孔
５０ チップ型電子部品
５２ 発光部
５４ 受光部
５６ ハーフミラー
５８ 撮影部
６０ 上縁部
６２ 下縁部
Ｂ レーザ光
Ｅ 計測領域
Ｉ 仮想面
Ｌ 断面形状
Ｐ，ｐ 計測点
Ｓ 主面
Ｗ ウインドウ

Claims (9)

1. 電子部品を収納する凹部が形成されたキャリアテープの形状を計測する計測方法において、
   計測領域を前記キャリアテープの一部を含むように設定するステップと、
   前記計測領域内の複数の計測点に向けてレーザ光を照射して、該複数の計測点における３次元の座標情報を取得するステップと、
   前記キャリアテープの主面上における前記計測点の座標が水平面と一致するように、前記複数の計測点における前記座標情報を補正するステップと、
   前記キャリアテープの主面に平行な仮想面を設定するステップと、
   複数の前記計測点が含まれるウインドウを生成し、前記仮想面のキャリアテープの主面に垂直な方向の座標よりも大きい座標を有する該計測点及び小さい座標を有する該計測点が該ウインドウ内に存在する場合には、該ウインドウ内の該複数の計測点の前記座標情報に基づいて、補間点を生成すると共に、該ウインドウを走査して得られた前記複数の補間点の座標情報に基づいて、前記仮想面における前記キャリアテープの断面形状情報を生成するステップと、
   を備えることを特徴とする計測方法。
2. 前記計測領域は、前記凹部を含むように設定され、
   前記仮想面は、前記キャリアテープの主面と平行な面であること、
   を特徴とする請求項１に記載の計測方法。
3. 前記仮想面は、前記凹部の底面、該凹部の開口、又は、該底面と該開口との間のいずれかに設定されること、
   を特徴とする請求項２に記載の計測方法。
4. 前記座標情報を取得するステップでは、前記計測領域において２次元に配置された前記複数の計測点に向けて前記レーザ光を照射すると共に、前記キャリアテープから反射してくる該レーザ光に基づいて、該複数の計測点における鉛直方向の座標情報を取得すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の計測方法。
5. 前記レーザ光を生成する装置は、出射光の光軸と反射光の光軸とが一致している共焦点式レーザスキャナであって、
   前記座標情報を取得するステップでは、前記レーザ光を鉛直方向から照射すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の計測方法。
6. 前記キャリアテープは、搬送用に形成された送り孔を備え、
   前記計測領域は、前記送り孔又は前記キャリアテープの縁部を含むように設定されること、
   を特徴とする請求項１、請求項４又は請求項５のいずれかに記載の計測方法。
7. 前記断面形状情報に基づいて、前記計測領域における前記キャリアテープの断面形状のサイズを算出するステップを、
   更に備えること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の計測方法。
8. 電子部品を収納する凹部が形成されたキャリアテープの形状を計測する計測装置において、
   計測領域を前記キャリアテープの一部を含むように設定する計測領域設定手段と、
   前記計測領域内の複数の計測点に向けてレーザ光を照射して、該複数の計測点における３次元の座標情報を取得する座標情報取得手段と、
   前記キャリアテープの主面上における前記計測点の座標が水平面と一致するように、前記複数の計測点における前記座標情報を補正する補正手段と、
   前記キャリアテープの主面に平行な仮想面を設定する仮想面設定手段と、
   複数の前記計測点が含まれるウインドウを生成し、前記仮想面のキャリアテープの主面に垂直な方向の座標よりも大きい座標を有する該計測点及び小さい座標を有する該計測点が該ウインドウ内に存在する場合には、該ウインドウ内の該複数の計測点の前記座標情報に基づいて、補間点を生成すると共に、該ウインドウを走査して得られた前記複数の補間点の座標情報に基づいて、前記仮想面における前記キャリアテープの断面形状情報を生成する断面形状情報生成手段と、
   を備えることを特徴とする計測装置。
9. 電子部品を収納する凹部が形成されたキャリアテープの形状を計測する計測装置に、
   計測領域を前記キャリアテープの一部を含むように設定するプログラムステップと、
   前記計測領域内の複数の計測点に向けてレーザ光を照射させて、該複数の計測点における３次元の座標情報を取得するプログラムステップと、
   前記キャリアテープの主面上における前記計測点の座標が水平面と一致するように、前記複数の計測点における前記座標情報を補正するプログラムステップと、
   前記キャリアテープの主面に平行な仮想面を設定するプログラムステップと、
   複数の前記計測点が含まれるウインドウを生成し、前記仮想面のキャリアテープの主面に垂直な方向の座標よりも大きい座標を有する該計測点及び小さい座標を有する該計測点が該ウインドウ内に存在する場合には、該ウインドウ内の該複数の計測点の前記座標情報に基づいて、補間点を生成すると共に、該ウインドウを走査して得られた前記複数の補間点の座標情報に基づいて、前記仮想面における前記キャリアテープの断面形状情報を生成するプログラムステップと、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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