JPH0330447A - リード外観検査装置 - Google Patents

リード外観検査装置

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JPH0330447A
JPH0330447A JP16397489A JP16397489A JPH0330447A JP H0330447 A JPH0330447 A JP H0330447A JP 16397489 A JP16397489 A JP 16397489A JP 16397489 A JP16397489 A JP 16397489A JP H0330447 A JPH0330447 A JP H0330447A
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lead
inspection
leads
electronic components
electronic component
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JP16397489A
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Takumi Obuchi
卓美 大渕
Masafumi Tamura
雅史 田村
Takanobu Tamura
田村 隆信
Fumitaka Sato
文孝 佐藤
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Hitachi Ltd
Akita Electronics Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Akita Electronics Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リード外観検査技術に関し、特に、表面実装
形の電子部品におけるリードの外観形状や平坦度の検査
に適用して効果のある技術に関する。
〔従来の技術〕
たとえば、半導体集積回路装置の組立工程にふいては、
半導体素子をパッケージに封止して所定の封止形態とし
た後、出荷に先立って、パッケージの表面に印刷された
マークや、パッケージおよび当該パフケージから外部に
突設された複数のリードの外観形状などを最終的に検査
する外観検査を、製品の全数に対して実施することが行
われている。
ところで、高密度実装の要請などに呼応して、複数のリ
ードをパッケージの輪郭に沿って3字形などに屈曲させ
ることにより、外形寸法の小型化を図るとともに、実装
時には、屈曲されたリードの側面をハンダなどによって
実装基板に接続するようにした、いわゆる表面実装形の
封止形態を有する半導体集積回路装置が多用されるよう
になってきているが、このような表面実装形のものでは
、実装時の信頼性を高めるためには、複数のリードの側
面が一様に実装面に接する必要があり、このため、実装
平面を基準とした個々のリード高さのばらつき、すなわ
ち、平坦度を良好にする必要がある。
このため、たとえば、特開昭62−163953号公報
に開示されるように、リード上を光ビームで走査し、そ
の際の反射光の変化の1次元的なプロフィルを検出して
、リードの平坦度を評価する技術が知られている。
また、たとえば、矩形のパッケージの各辺に配列された
複数のリードを斜め方向から目視にょって観察し、隣接
するリードの相互間における高さのばらつきを検査する
ことで平坦度の良否を判定することが考えられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記の前者の従来技術では、リードの平坦度
を評価するための光学的な手段およびアルゴリズムなど
については述べられているものの、リードの平坦度の検
査工程全体を自動化するための技術の詳細についてはな
んら提示されていない。
すなわち、リードの最終的な外観検査工程では、大量の
製品を効率よく検査することが製品原価を抑制するなど
の観点から必須であり、その自動化は、実際の製造技術
では重要な間紐となる。
また、後者の従来技術のように目視による検査では、作
業に熟練を要するとともに、−辺に記聞された複数のリ
ードの全体が所定の高さからずれていたり、高さのばら
つきが一方向に徐々に変化する場合などには、不良を発
見することが困難であり、平坦度の要求精度が通常μm
オーダであることなどを考慮すると、リードの平坦度不
良の看過を防止することが非常に困難であるという問題
がある。
このため、たとえば、倍率が数十倍程度の実体顕微鏡な
どを用いて作業を行うことも考えられるが、この場合に
は、通常の目視検査の数倍の工数が必要となり、単位時
間当たりに検査される電子部品の数量が減少して、大量
の半導体集積回路装置の検査に対応することが困難にな
る。
そこで、本発明の目的は、自動化によって、信頼性の向
上と工数の低減とを両立させることが可能なリード外観
検査技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、自動化によって、単位時間当たり
に処理される電子部品の数量を増加させることが可能な
リード外観検査技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明になるリード外観検査装置は、表面実
装形の封止形態を有する電子部品のリードを検査するリ
ード外観検査装置であって、電子部品の個々のリードの
外観形状の良否を判定する第1の検査手段と、複数のリ
ードの実装面に対する平坦度を検査する第2の検査手段
と、複数の電子部品を保持して逐次回動することにより
、第1および第2の検査手段への電子部品の搬送および
位置決め動作を順次行う回転テーブルと、この回転テー
ブルへの電子部品の供給を行うローダ部と、検査済の電
子部品の回転テーブルからの取り出し操作および検査結
果に応じた分i揉作を行うアンローダ部と、各部を統括
して制御する主制御手段とからなり、電子部品のリード
の検査が自動的に行われるようにしたものである。
〔作用〕
上記した手段によれば、第1の検査手段におい一リード
の曲がりなどの検査を行うとともに、第2の検査手段に
おいては、たとえば、リードの頂部から反射されるレー
ザの光路の変化に基づいてリードの頂上部の高さの変化
を計測するとともに、計測結果から重心を含む3点から
仮想平面を想定し、この仮想平面からの個々のリード頂
部の偏差によって平坦度を評価するというアルゴリズム
により、目視検査などに比較して、リードの曲がりや平
坦度の評価とを連続的に高精度で行うことができ、リー
ドの平坦度などの検査結果の信頼性が確実に向上する。
また、第1および第2の検査手段に回転テーブルを介し
た電子部品の供給および払い出しや分類操作などを行う
ローダ部およびアンローダ部の容量を充分に大きく設定
することで、長時間の無人運転を行わせることができ、
顕微鏡などを用いた目視検査などに比較して、検査に要
する人員を大幅に削減することが可能となり、工数の大
幅な低減が実現されるとともに、単位時間当たりに処理
される電子部品の数量を増加させることができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
第1図は、本発明の一実施例であるリード外観検査装置
の構成の一例を示す外観斜視図であり、第2図は、その
略平面図である。
本実施例のリード外観検査装置は、たとえば、表面実装
形半導体集積回路装置などからなる電子部品1が載置さ
れる回転テーブルlOと、この回転テーブル10に載置
された電子部品lのパッケージ1aから突設した複数の
り−ド1bの曲がり不良を検査するリード曲り検査部2
0(第1の検査手段)と、電子部品1の複数のり−ド1
bの平坦度を検査するリード平坦度検査部370(第2
の検査手段)と、前記回転テーブル10に対して電子部
品1の供給を自動的に行うローダ部40と、検査済の電
子部品10分類および払い出しを自動的に行うアンロー
ダ部50とを備えている。
さらに、前記の各部は、たとえばマイクロプロセッサな
どからなる主制御部60によって動作がな動作が可能と
なっている。
また、主制御部60には、作業者がプログラムや手動操
作などによる指令を当該主制御1160に与える操作パ
ネル70と、装置の稼働状況や検査結果などが随時表示
される表示パネル80などが接続されている。
前記回転テーブル10は、複数の電子部品1がJ形に屈
曲された複数のり−ドl I)の突設を上向きにした状
態で個別に保持される複数の部品保持部toa−10d
が設けられており、個々の部品保持部10a〜10dは
、各々が独立に回動動作を行う構造となっている。
そして、回転テーブルlOの全体の所定の一方向への逐
次的な回動動作と、個々の部品保持部10a〜10dの
回動動作とを組み合わせることにより、リード曲り検査
B20およびリード平坦度検査部30における検査位置
への位置決め動作が行われるものである。
リード曲り検査部20は、複数のカメラ20aており、
第3図に示されるように、矩形の外形形状を呈するパッ
ケージ1aの各辺に配置された複数のり−ド1bのうち
、隣合う2辺にそれぞれ配置されたリード1bの画像が
、電子部品1を静止させたままで個別に同時に取り込ま
れる構造となっている。
そして、回転テーブル10に設けられた部品保持部10
1〜10dの180度の回動動作とを組み合わせること
により、後述のようなアルゴリズムによって電子部品l
のパッケージ1aの各辺に配置された複数のリード1b
の曲がり不良などの検査が行われるものである。
また、リード平坦度検査部30は、第5図および第6図
に示されるように、レーザ31を放射する光源30aと
、このレーザ31を収束してJ形に屈曲した電子部品1
のリード1bの頂部に照射させる光源光学系30bと、
この光源光学系30bと所定の傾斜角をなして配置され
、リード1bから反射された反射レーザ31aを捕捉す
る受光入射する反射レーザ31aを検知する受光部30
dと、これらの全体構造を、回転テーブル10の上方に
おいて水平に移動させる動作を行うX−Yテーブル30
eとで構成されている。
そして、この受光部30dは、リード1bの頂上部の高
さ変化に応じた反射レーザ31aの光路すなわち入射位
置の変動を電気的な信号に変換することにより、電子部
品1の個々のリード1bの高さの変化を計測し、後述の
ようなアルゴリズムによって、一つの電子部品1におけ
る複数のリード1b全体の平坦度の評価を行うものであ
る。
一方、回転テーブル10に対して電子部品1の供給動作
を行うローダ部40は、検査前の複数の電子部品1を、
たとえば第7図に示されるような状態で収納した複数の
マガジン90が積み重ねられた状態で上下動自在に保持
されるローダリフタ40aと、空のマガジン90aが積
み重ねられた状態で上下動自在に保持されるローダリフ
タ40bと、載置されたマガジン90に振動などを与え
ン90から順次取り出す動作を行うパーツフィーダ40
Cとを備えている。
ローダリフタ4Qa、40bおよびパーツフィーダ40
Gの上部には、真空吸着などによってマガジン90を着
脱自在に保持することにより、当該マガジン90の、ロ
ーダリフタ40a、40bとパーツフィーダ40cとの
間における搬送動作を行う搬送アーム40dが配置され
ている。
パーツフィーダ40Cの一端には、当該パーツフィーダ
40cから個別に取り出される電子部品1が位置決めさ
れる中間位置決めステー、ジ40eと、この中間位置決
めステージ40eに取り出された電子部品1を回転テー
ブル10に搬送する搬送アーム40fとが設けられてい
る。
また、回転テーブル10からの検査済の電子部品1の払
い出し動作を行うアンローダ部50は、当該テーブル1
0からの電子部品1の取り出し動作を行う搬送アーム5
0aと、取り出された電子部品1が、検査結果に応じて
個別に位置決めされる分類ステージ50b、50c、5
0dとを備えている。
さらに、この分類ステージ50b〜50dの近傍には、
複数のマガジン90の各々に、分類された検査済の電子
部品1を収納する動作を行う収納パーツフィーダ50e
と、検査済の電子部品1が検査結果に応じて分類されて
収納される複数のマガジン90を、検査結果毎に、個別
に上下動自在に保持する複数のアンローダリフタ50 
fと、収納パーツフィーダ50eへの前記ローダリフタ
40aからの空のマガジン90aの搬送、および収納パ
ーツフィーダ50eからアンローダリフタ50fへのマ
ガジン90の搬送動作を行う搬送アーム50gなどが配
置されている。
なお、図示の都合上、搬送アーム40dおよび50gは
、第1図にのみ図示されている。
以下、上述のような本実施例のリード外観検査装置にお
ける動作の一例を説明する。
まず、作業者は、検査前の複数の電子部品1をそれぞれ
収納した複数のマガジン90および空のマガジン90a
を、連続稼働に充分な量だけローダリフタ40aおよび
40bにそれぞれセットする。
その後、操作パネル70を適宜操作することにより、所
定のプログラムでの自動的な動作を主制御部60に指示
を与えて、装置を起動する。
これにより、まず、ローダ部40の側では、搬送アーム
40dによって、検査前の複数の電子部品1が収納され
たマガジン90が、ローダリフタ40aから取り出され
てパーツフィーダ40cにセットされる。
同時に、アンローダ部50の側では、複数の空のマガジ
ン90aがローダリフタ40bから取り出されて収納パ
ーツフィーダ50eの所定の位置にセットされる。
その後、パーツフィーダ40cの動作によってマガジン
90から中間位置決めステージ40eに電子部品1が取
り出され、さらに、こうして取り出された電子部品1は
、撤退アーム40fによって回転テーブル10の一つの
部品保持部10aにそして、回転テーブル10が90度
だけ回動することにより、部品保持部10aに保持され
た電子部品lは、リード曲り検査1iIIS20の所定
の位置に位置決めされた状態となる。
この時、当該リード曲り検査部20では、複数のカメラ
20aおよび20bによって、電子部品lの矩形のパッ
ケージ1aの隣接する2辺に配置された複数のリード1
bの画像を、直接および反射鏡20cを介して間接的に
取り込む。
そして、各々のカメラ20aおよび20bによって取り
込まれた各辺のリードlbの画像は、濃淡に応じて2値
化されることによって当該リード1bの画像のみが抽出
された後、個別に、次のような方法で曲がりなどの不良
が検査される。
すなわち、第4図に示されるように、複数のり−ド1b
の画像の両端部を通過する平行なリード曲り判定ライン
201の各々と、隣り合う個々のリード1bの画像のエ
ツジとの交点の中点の距離の差から、複数のリードIb
の相互間における幅方向の倒れを検査するとともに、複
数のリード1bの画像の両端部に垂直方向に設けられた
平行曲り判定ライン202に対する両端のリード°1b
の画像の交差の有無によって、複数のリード1bの全体
の−様な倒れを判定する。
また、複数のり−ド1bの画像の下端側に設けられたパ
ッケージタッチ判定ライン203への当該リード1bの
画像の交差の有無によって、個々のり一層1bのパッケ
ージ1aの表面への接触の有無を判定する。
こうして、パッケージlaの隣合う2辺の複数のリード
1bを検査した後、回転チープル10の部品保持部10
aを180度だけ回動させ、他の2辺の複数のリード1
bの検査を同様にして行う。
なお、上記の検査中における画像や検査結果などは、表
示パネル80に表示される。
その後、回転テーブル10をさらに90度だけ回動させ
、当該電子部品1をリード平坦度検査部30の直下に位
置決めする。
そして、前記リード曲り検査部20において良品と判定
された電子部品1について、次のようなリード平坦度検
査を実施する。
すなわち、第5図に示されるように、x−yテーブル3
0eは、光fi30aから放射されるレーザ31が、直
下に位置する電子部品1のパッケージ1aの各辺にそれ
ぞれ配置され、後の実装時には図示しない実装基板など
に接する複数のリード1bの各々の頂部を走査するよう
に、光源30aを含むリード平坦度検査部30の全体構
造を連続的に、リード1bの配列位置に沿って周回移動
させる。
この時、個々のリード1bの頂部の高さの違いに応じて
、受光B50dに入射する当該頂部からの反射レーザ3
1aの入射光路が変化し、この変化を電気信号に変換し
て、個々のリード1bの頂部の高さを検出する。
なお、個々のリード1bの高さは、各々の頂部の複数箇
所の高さの最大値として検出する。
そして、個々のリード1bの高さから、重心位置を含む
高いほうの3点に基づいて、実装時にふ定し、この仮想
平面からの個々のり一層1bの頂部の高さのばらつきを
検出して、リード平坦度の良否を判定する。
そして、個々のり−ド1bにおける仮想平面からのばら
つき量などの検査結果は、個々の電子部品1における当
該リード1bを個別に識別する番号などとともに、表示
パネル80に表示されると同時に、所定の記憶体に記録
される。
こうして、リード平坦度検査部30にあける検査が終わ
ると、回転テーブル10はさらに90度回転し、部品保
持部10aに保持されている検査済の電子部品1は、ア
ンローダ部50の側の搬送アーム50aの近傍に移動す
る。
そして、搬送アーム50aは、到来した検査済の電子部
品1をピックアップし、当該電子部品lの検査結果に応
じて、たとえば、良品、修正可能不良品、完全不良品な
どのクラスに対応して設けられた分類テーブル50b〜
50dのうちの適合する一つに載置する。
めされた検査済の電子部品1は、収納パーツフィーダ5
0eの収納動作によって、分類テーブル50b〜50d
の各々に対応して配置されている複数のマガジン90の
一つの内部に収納される。
そして、収納パーツフィーダ50eにおいて11シ杯に
なったマガジン90は、搬送アーム50gによって、内
部に収納されている複数の電子部品1の検査結果のクラ
スに応じたアンローダリック50rに格納され、代わり
の空のマガジン90aが、収納パーツフィーダ50eに
セットされる。
なお、上S己の説明では、便宜上、回転テーブル10の
部品保持部10aにセットされた一つの電子部品1に着
目して、当該電子部品1に対する一連の検査動作につい
て説明したが、他の部品保持部10b〜10dにセット
されている複数の電子部品1に対しても、回転テーブル
10の回動位置に応じて、リード曲がり検査やリード平
坦度検査、さらには電子部品1の供給や払い出しなどの
諸操作が同時に進行し、複数の電子部品1に対するリー
ド曲がりやリード平坦度などの諸検査が迅速かつ自動的
に行われる。
このように、本実施例におけるリード外観検査装置によ
れば、回転テーブル10に載置された複数の電子部品1
に対して、画像処理によるリード曲がり検査や、レーザ
31の走査によるリード平坦度などの検査が精密に行わ
れるので、目視による検査などに比較して、リード曲が
りや平坦度などの検査結果の信頼性が大幅に向上し、不
良品の看過や、良品を不良品として廃棄してしまうなど
の不具合や無駄がなくなる。
また、回転テーブル10に対する電子部品1の供給およ
び払い出し操作が、ローダ部40およびアンローダ部5
0の各部の連携した動作によって自動的に行われるので
、単位時間当たりに検査できる電子部品1の数量を増加
させることができるとともに、検査工程に作業者が介在
しないので、−人の作業者が複数台のリード外観検査装
置を管理することができ、検査に要する工数を大幅に削
減することが可能となる。
この結果、たとえば、表面実装形の半導体集積回路装置
などの電子部品1における出荷前の最終検査での生産性
が格段に向上し、製品の原価低減に寄与させることがで
きる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない口 電子部品のリードの形状としては、J形に屈曲されたも
のにかぎらず、実装面に平行な方向にクランク形に屈曲
したものなど、いかなる形状であってもよい。
〔発關の効果〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。
すなわち、本発明のリード外観検査装置によれば、表面
実装形の封止形態を有する電子部品のリードを検査する
リード外観検査装置であって、前を判定する第1の検査
手段と、複数の前記リードの実装面に対する平坦度を検
査する第2の検査手段と、複数の前記電子部品を保持し
て逐次回動することにより、前8己第1および第2の検
査手段への前記電子部品の搬送および位置決め動作を順
次行う回転テーブルと、この回転テーブルへの前記電子
部品の供給を行うローダ部と、検査部の前記電子部品の
前記回転テーブルからの取り出し操作および検査結果に
応じた分類操作を行うアンローダ部と、前記各部を統括
して制御する主制御手段とからなり、前記電子部品の前
記リードの検査が自動的に行われるようにしたので、第
1の検査手段においてリードの曲がりなどの検査を行う
とともに、第2の検査手段においては、たとえば、リー
ドの頂部から反射されるレーザの光路の変化に基づいて
リードの頂上部の高さの変化を計測するとともに、計測
結果から重心を含む3点から仮想平面を想定し、この仮
想平面からの個々のリード頂部の偏差によって平坦度を
評価するというアルゴリズムにより、目視検査などに比
較して、リードの曲がりや平坦度の評価とを連続的に高
精度で行うことができ、リードの平坦度などの検査結果
の信頼性が確実に向上する。
また、第1および第2の検査手段に回転テーブルを介し
た電子部品の供給および払い出しや分類操作などを行う
ローダ部およびアンローダ部の容量を充分に大きく設定
することで、長時間の無人運転を行わせることができ、
顕微鏡などを用いた目視検査などに比較して、検査に要
する人員を大幅に削減することが可能となり、工数の大
幅な低減が実現されるとともに、単位時間当たりに処理
される電子部品の数量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例であるリード外観検査装置
の構成の一例を示す外観斜視図、第2図は、その略平面
図、 第3図は、第1の検査手段の構成の一例の要部を示す斜
視図、 第4図は、第1の検査手段における検査方式の一例を示
す説明図、 第5図は、第2の検査手段における動作の一例を示す斜
視図、 第6図は、第2の検査手段の構成の一例を示すブロック
図、 第7図は、電子部品が収納されるマガジンの一例を示す
斜視図である。 1・・・電子部品、1a・・・パッケージ、1b・・・
リード、10・・・回転テーブル、10a〜10d・・
・部品保持部、20・・・リード曲り検査部、20a、
20b・・・カメラ、20C・・・反射鏡、201・・
・リード曲り判定ライン、202・・・平行曲り判定ラ
イン、203・・・パッケージタッチ判定ライン、30
・・・リード平坦度検査部、30a・・・光源、30b
・・・光源光学系、30c・・・受光光学系、30d・
・・受光部、30e・・・X−Yテーブル、31・・・
レーザ、31a・・・反射レーザ、40・・・ローダ部
、40a、40b・・・ローダリフタ、40C・・・パ
ーツフィーダ、40d・・・搬送アーム、40e・・・
中間位置決めステージ、40 f・・・搬送アーム、5
0・・・アンローダ部、50a・・・搬送アーム、50
b〜50d・・・分類ステ゛−ジ、50e・・・収納パ
ーツフィーダ、50f・・・アンローダリフタ、50g
・・・搬送アーム、60・・・主制御部、70・・・操
作パネル、80・・・表示パネル、90.90a・・・
マガジン。 第 1 図 0 第3 図 第4 図 h 第5 図 第 図 0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、表面実装形の封止形態を有する電子部品のリードを
    検査するリード外観検査装置であって、前記電子部品の
    個々の前記リードの外観形状の良否を判定する第1の検
    査手段と、複数の前記リードの実装面に対する平坦度を
    検査する第2の検査手段と、複数の前記電子部品を保持
    して逐次回動することにより、前記第1および第2の検
    査手段への前記電子部品の搬送および位置決め動作を順
    次行う回転テーブルと、この回転テーブルへの前記電子
    部品の供給を行うローダ部と、検査済の前記電子部品の
    前記回転テーブルからの取り出し操作および検査結果に
    応じた分類操作を行うアンローダ部と、前記各部を統括
    して制御する主制御手段とからなり、前記電子部品の前
    記リードの検査が自動的に行われるようにしたリード外
    観検査装置。 2、前記電子部品が、矩形のパッケージの各辺に沿って
    J形に屈曲した複数の前記リードを配置した外観形状を
    呈し、前記第1の検査手段は、前記電子部品の一辺に配
    置された複数のリードの画像を直接的に取り込む第1の
    撮像手段と、反射鏡を介して他の一辺に配置された複数
    のリードの画像を取り込む第2の撮像手段とからなり、
    前記電子部品を静止させたままで、当該電子部品の異な
    る二辺に配置された複数の前記リードの検査が同時に行
    われるようにした請求項1記載のリード外観検査装置。 3、前記第2の検査手段は、レーザを放射する光源と、
    このレーザを収束してJ形に屈曲した前記リードの頂上
    部に照射させる光源光学系と、この光源光学系と所定の
    傾斜角をなして配置され、前記リードから反射された前
    記反射レーザを捕捉する受光光学系と、この受光光学系
    を介して得られる反射レーザの入射光路の変化を検知す
    る受光部とからなり、前記反射レーザの入射光路の変化
    に基づいて、前記リードの頂上部の高さの変化を計測し
    、重心を含む高いほうの3点で仮想平面を設定し、この
    仮想平面からの個々のリード頂部の偏差によって平坦度
    を評価することを特徴とする請求項1または2記載のリ
    ード外観検査装置。
JP16397489A 1989-06-28 1989-06-28 リード外観検査装置 Pending JPH0330447A (ja)

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JP16397489A JPH0330447A (ja) 1989-06-28 1989-06-28 リード外観検査装置

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