JPH03195041A - リード形状検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ０従来技術［第３図］ Ｄ１発明が解決しようとする問題点 ［第４図、第５図］ Ｅ０問題点を解決するための手段 １０作用 Ｇ、実施例［第１図、第２図］ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はリード形状検査装置、特に被検査ＩＣと光学式
センサを相対的に移動させて光学式センサから出射され
た検査用光線で被検査ＩＣのリード列を走査しその光を
光学式センサにより受光することにより被検査ＩＣのリ
ード形状を検査するリード形状検査装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記のリード形状検査装置において、 リードの一方の側面における異物の付着や欠けと他方の
側面における異物の付着や欠けの両方を検出できるよう
にすると共に、検査用光線の径に検査精度が依存しない
ようにするため、光学式センサの出力信号の立ち上りの
タイミング間隔と立ち下りタイミングの間隔からリード
幅を測定することによりリード形状の検査を行うもので
ある。

（Ｃ，従来技術）［第３図］ ＩＣ１例えばＱＦＰＩＣの需要の増加に伴ってＱＦＰＩ
Ｃの供給量の増大が図られているが、それに伴って製造
を終えたＱＦＰＩＣの検査を大量に行う必要性が高まっ
ている。そして、電気的特性の検査の重要性が高いこと
はいうまでもないが、ＱＦＰＩＣのリード変形を調べる
外観検査の重要性も高まっている。

というのは、ＱＦＰＩＣは高集積化に伴ってリードの数
が増え、リードのピッチが小さくなる傾向にあり、僅か
なリードの寄り、浮き沈みがＱＦＰＩＣとこれが接続さ
れるプリント配線基板の配線膜との整合性を悪くするか
らである。従って、非常に精確に検査する必要があり、
目視検査ではその必要に応じることは事実上不可能とな
る。しかも抜き取り検査では不充分で全数検査の必要性
があり、そのため大量検査が必要となる。

そこで、画像処理方式によるあるいは特開平１−２７２
１２６号公報、特開昭６３−２７８３４５号公報等に紹
介された光学式センサによるリード曲り検査装置が開発
されている。

しかし、画像処理方式は信号処理時間が長くなり、大量
のＱＦＰＩＣを検査するという要求に充分に応えること
が難しい。

それに対して特開平１−２７２１２６号公報等により紹
介された光学センサによるリード曲り検査装置によれば
、画像認識処理という複雑な処理が必要ではな（、単に
光学センサから出力された電気信号をリアルタイムで処
理することによって検査を行うことができる。その点で
優れているといえる。

ところで、光学式変位センサによるリード曲り検査装置
は、センサ内にレーザ光等の光を発生する光源と、該光
源から投射された光のリードからの反射光を受光する受
光素子（例えばＰＳＤ）を設け、該受光素子の出力信号
を処理してリードの寄り（リードの平面方向の曲り）等
を測定するものである。

第３図（Ａ）乃至（Ｃ）はリード形状検査装置の従来例
の−を説明するためのもので、同図（Ａ）は光学式セン
サとＩＣを示す斜視図、同図（Ｂ）は検査回路を示す回
路ブロック図、同図（Ｃ）は動作を示すタイムチャート
である。

図面において、１は光学式変位センサで、下面の水平な
部分にレーザ光源２が設けられ、下面のその水平部分に
対して適宜な角度傾斜した傾斜部分にＰＳＤ　（光位置
検出素子）等の受光素子３が設けられている。受光素子
３としてＰＳＤを用いるのはレーザ光源２からの光がリ
ードあるいはＩＣが置かれた台で反射された高さを検出
するためであり、この高さの検出によってリードの高さ
方向のずれと共にリードの平面方向のずれを検出するこ
とができるのである。

この光学式変位センサ１はアーム４に取付けられ、それ
のレーザ光源２から出射された検査用レーザビームでＩ
Ｃ１例えばＱＦＰＩＣ５のリード列６．６、・・・上を
走査するように図示しない駆動機構により移動せしめら
れる。

そして、リード６．６、・・・からの反射光を受光素子
３により受光し、該受光素子３の出力信号を処理するこ
とにより被検査ＩＣ５を上から見たリード形状の検査を
する。

次に、第３図（Ｂ）に従って検査回路を説明する。この
図（Ｂ）において、３は光学式変位センサ１の受光素子
、７は該受光素子３の出力信号を増幅するアンプ、８は
該アンプ７の出力信号をアナログ信号からディジタル信
号に変換するＡ／Ｄコンバータ、９は演算回路で、Ａ／
Ｄコンバータ８の出力信号、該出力信号との比較基準と
なるしきい値電圧（ディジタル信号の形で入力される）
及び後述する位置情報信号を入力として受けて受光素子
３の出力信号の例えば立ち上りタイミングの各時間的間
隔Ｗ１、Ｗ２、・・・を出力する働きをする。

１０は光学式変位センサ４を走査のために移動させるモ
ータ、１１は該モータ１ｏに取付けられたエンコーダで
、モータ１０が１回転する毎に１パルス発生する。１２
はパルス計数回路で、上記エンコーダ１１の出力をカウ
ントする。そして、該計数回路１２の出力信号は位置情
報信号として上記演算回路９に入力されるのである。

次に、第３図（Ｃ）に示すタイムチャートによって動作
を説明する。検査用レーザビームでリード６．６、・・
・上を走査したとき光学式変位センサ３から出力される
信号が図中のＡであり、これをディジタル信号に変換し
たう゛えでしきい値電圧と比較したものをパルスの形に
示したものがＢであり、かかる比較及び各立ち上りタイ
ミング間の間隔の演算を演算回路９により行っているの
である。

そして、従来においては信号Ｂの立ち上りタイミング（
又は立ち下りタイミング）の間隔Ｗからリードピッチを
判断し、リード形状を検査していた。即ち、演算回路９
は信号Ｂの立ち上り時毎にパルス計数回路１２の位置情
報信号（何ビットかのディジタル信号）を取り込み、前
に取り込んだ位置情報信号との差を算出する。

従って、一つのリード例えば６ａの例えば第３図におけ
る左側の側面に例えば異物１３が付着したような場合、
異物１３の大きさに応じて立ち上りタイミングにずれが
生じ、立ち上りタイミング間隔にアンバランスが生じる
。即ち、Ｗ３が標準値より異物１３の大きさ分短くなり
、逆にＷ４が標準値よりその分長くなる。従って、異常
ありと判断することができるのである。尚、図中破線は
正常であった場合の波形を示す。

また、欠けがあった場合、パリが生じた場合あるいはリ
ードに曲りがあった場合も同様に検査でき得る。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）［第４図、第５
図］ ところが、第３図に示すような従来のリード形状検査装
置によれば、立ち上りタイミングと立ち下りタイミング
のいずれか一方の間隔を測定することによりリード形状
の検査をしていたので第４図に示すような次の問題があ
った。

即ち、立ち上りタイミングの間隔からリード形状を検査
する場合、第３図（Ｃ）に示すようにリード６ａの左側
面に異物１３が付着していた場合、その異常を検出する
ことができたが、しかし、第４図に示すようにリード６
ａの右側面に異物１３が付着した場合には立ち上りタイ
ミングの間隔には同等アンバランスが生じない。従って
異常を検出することができなかったのである。

このように、従来においては立ち上りタイミングと立ち
下りタイミングのうちの一方についての間隔を検出する
ことによりリード形状を検査していたのであり、このよ
うな従来のリード形状検査装置によれば、リード６の一
方の側面における異常を検出することができても他方の
側面における異常は検出することができないという問題
があつたのである。

そのため、信号Ｂの立ち上りタイミング（あるいは立ち
下りタイミング）の間隔によってリード形状の検査を行
うのではな（、信号Ｂのパルス幅によってリード形状の
検査をすること、具体的にはリード幅の検出を行うよう
にすることが考えられ得る。

しかしながら、このようにした場合には第５図に示すよ
うに検査用レーザビームの径の太さが検査精度を低下さ
せる要因となり、検査用レーザビームの径が大きくなる
程誤差が大きくなるという問題がある。

即ち、検査用レーザビームでリード６．６、・・・上を
走査した場合、検査用レーザビームの一部がリード６に
あたると信号Ｂが立ち上り、また、検査用レーザビーム
の全部がリード６から外れないと信号Ｂが立ち下らない
ので、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すように検査用レーザ
ビームの径の分程度の幅だけが実際のリード幅よりも広
く判断されてしまい、検査用レーザビームの径が大きい
程リード幅Ｗを広く判断する傾向が強くなる。

そして、一般に検査用レーザビーム径は、被測定物との
距離が長くなる程大きくなり、その距離によって異なる
。従って、タクトタイムを向上させる等の目的で検査ス
テージを複数にするような場合、検査精度を均一にする
ためには各ステージ上におけるビーム径を均一にするこ
とが必要となり、そして、ビーム径を均一にするにはレ
ーザ光源の高さを均一にする必要がある。そのため、装
置の製造にきわめて高い加工精度が要求されることにな
り兼ねない。

従って、信号Ｂのパルス幅によって直接的にリード幅の
検出を行うことによりリード形状の検査を行う方法も好
ましいとはいえないのである。

そして、この種の問題は、光源と受光素子を対向させ、
その間にリード列が介在する透過型のリード形状検査装
置においても生じるのである。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、リードの一方の側面における異物の付着や欠けと
他方の側面における異物の付着や欠けの両方を検出でき
るようにすると共に、検査用光線の径に検査精度が依存
しない新規なリード形状検査装置を提供することを目的
とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明リード形状検査装置は上記問題点を解決するため
、光学式センサの出力信号の立ち上りタイミングの間隔
と、立ち下りタイミングの間隔がらり−ド幅を測定する
ことによりリード形状の検査を行うようにしたことを特
徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明リード形状検査装置によれば、立ち上りタイミン
グの間隔だけでなく、立ち下りタイミングの間隔も求め
るので、リードの一方の側面（例えば右側面）における
異物の付着や欠は等の不良も、他方の側面（例えば左側
面）における異物の付着や欠は等の不良も検出すること
が可能である。

そして、リード幅を検出するのではなく、り一ドピッチ
を検出することによりリード形状を検査するので、検査
用レーザビームの径の大きさは検査精度を低下させる要
因とはならない。従って、検査精度を高くすることがで
きるのである。

（Ｇ、実施例）［第１図、第２図〕 以下、本発明リード形状検査装置を図示実施例に従って
詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明リード形状検査装置の一つの
実施例を説明するためのもので、第１図は検査回路のブ
ロック図、第２図は動作を説明するためのタイムチャー
トである。

本リード形状検査装置は第３図（Ａ）乃至（Ｃ）に示し
た従来のリード形状検査装置とは、立ち上りタイミング
の間隔と、立ち下りタイミングの間隔の両方とも検出す
ることによりリード形状の検査をするという点で大きく
異なっているが、それ以外の点では共通しており、その
共通点については既に説明済なので説明は省略し、相違
する点についてのみ説明する。また、その趣旨から光学
式変位センサとＩＣの斜視図は第３図（Ａ）と全く同一
なので図示を省略した。

本リード形状検査装置においては、信号Ｂの立ち上りタ
イミングの間隔りから各リード６の左側面で測定したリ
ードピッチを求めるだけでな（、信号Ｂの立ち下りタイ
ミングの間隔Ｒがら各り−ド６の右側面で測定したリー
ドピッチも求めるのである。

そして、信号Ｂのパルス幅から直接的にリード幅を検出
するようなことはしない。というのは、このようにする
と前述のとおり検査用レーザビームの径によって検査誤
差が生じるからである。

このような立ち上りタイミングの間隔及び立ち下りタイ
ミングの間隔を測定する方法によれば、リード６とリー
ド６との間隔よりも検査用レーザビームの径が小さい限
り測定値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３
、・・・の値は検査用レーザビームの径に全（影響され
ない。そして、検査用レーザビームの径はり−ド６・６
間の間隔よりも充分に小さいのが普通である。従って、
検査誤差は太き（ならず、きわめて高い精度でリード形
状検査ができるのである。

そして、リード６の左側面における異物の付着や欠は等
による異常だけでなく右側面における異物の付着や欠は
等による異常も検出できる。

その点について第２図に従って説明すると、立ち上りタ
イミングの間隔りはリード６．６、・・・の左側面で測
ったリードピッチであり、従って、左側面における異物
の付着や欠は等の不良は立ち上りタイミングの間隔りか
ら検出することができる。従って、第２図においてリー
ド６ｄの左側面に付着した異物１３ｄはＬ３、Ｌ４の標
準値との違いから検出することができる。

また、立ち下りタイミングの間隔Ｒはリード６．６、・
・・の右側面で測ったリードピッチであり、従って、右
側面における異物の付着や欠は等の不良は立ち下りタイ
ミングの間隔Ｒから検出することができる。従って、第
２図におけるリード６ｂの右側面に付着した異物１３ｂ
はＲ１、Ｒ２の基準リードピッチとの違いから検出する
ことができる。

ちなみに、リード幅不良の大きさは次式で表わされる。

Ｌ’ａ（リード幅不良の値）＝Ｌｓ（基準リードピッチ
）−Ｌ（立ち上りタイミング間隔）・・・（１） Ｒａ（リード幅不良の値）＝Ｒｓ（基準リードピッチ）
−Ｒ（立ち下りタイミング間隔）・・・（２） リード６の左側面における異常は上記式（１）のＬａと
なって現われ、右側面の異常は上記式（２）のＬｂとな
って現われる。

尚、本発明は光源と受光素子を対向させその間にリード
列を位置させ、光源及び受光素子を一体的にＩＣに対し
て相対的に移動させる透過型のリード形状検査装置にも
適用することができるものである。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明リード形状検査装置は、被
検査ＩＣと光学式センサを相対的に移動させて光学式セ
ンサから出射された検査用光線で被検査ＩＣのリード列
を走査しその光を光学式センサにより受光することによ
り被検査ＩＣのリード形状を検査するリード形状検査装
置において、光学式センサの出力信号の立ち上りタイミ
ングの間隔と、立ち下りタイミングの間隔からリード幅
を測定することによりリード形状の検査を行うことを特
徴とするものである。

従って、本発明リード形状検査装置によれば、立ち上り
タイミングの間隔だけでなく、立ち下りタイミングの間
隔も求めるので、リードの一方の側面（例えば右側面）
における異物の付着や欠は等の不良も、他方の側面（例
えば左側面）における異物の付着や欠は等の不良も検出
することが可能である。従って、不良を見逃す虞れがな
くなる。

そして、センサの出力信号から直接的にリード幅を検出
するのではなく、リードピッチを検出することによりリ
ード形状を検査するので、検査用レーザビームの径の大
きさは検査精度を低下させる要因とはならない。従って
、検査精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明リード形状検査装置の一つの実
施例を説明するためのもので、第１図は検査回路のブロ
ック図、第２図は動作を説明するためのタイムチャート
、第３図（Ａ）乃至（Ｃ）は従来例を説明するためのも
ので、同図（Ａ）は光学式センサとＩＣの斜視図、同図
（Ｂ）は検査回路のブロック図、同図（Ｃ）はタイムチ
ャート、第４図は従来例の問題点を示すタイムチャート
、第５図（Ａ）、（Ｂ）はリード幅を直接的に測定する
場合に生じる問題点を示す図であり、同図（Ａ）は検査
用光線の径が大きい場合、同図（Ｂ）は検査用光線の径
が小さい場合を示すものである。 符号の説明 １　（３）・・・光学式センサ、 ５・・・被検査ＩＣ１６・・・リード、Ｌ・・・立ち上
りタイミングの間隔、 Ｒ・・・立ち下りタイミングの間隔。 問題点を示すタイムチャート 第４図 （，４） ＣＢ） リード幅１直接的に測定する場合の問題点！１ 鷲（ Ｑ） （ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査ＩＣと光学式センサを相対的に移動させて
   光学式センサから出射された検査用光線で被検査ＩＣの
   リード列を走査しその光を光学式センサにより受光する
   ことにより被検査ＩＣのリード形状を検査するリード形
   状検査装置において、光学式センサの出力信号の立ち上
   りタイミングの間隔と立ち下りタイミングの間隔からリ
   ード幅を測定することによりリード形状の検査を行うこ
   とを特徴とするリード形状検査装置