JPH04356939A - 電子部品の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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品のリードの浮
きやリード曲がりなどその形状を検査するための装置に
係り、特には、リードの浮きを短時間で検査する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットパッケージ形ＩＣのように、本
体から延出したリードの平坦部をプリント基板に形成さ
れている端子部の上に乗せた状態で実装されるものでは
、その平坦部の平坦度によって接合の良否が大きく左右
される。平坦度の検査は、水平基準面からリードの最下
面までの浮き量を測定して行われる。その検査装置の一
例を以下に図８を参照しながら説明する。

【０００３】検査ステージ３０上に載置されたＩＣのリ
ード列に対して水平９０°方向に配された光源３２を用
いてこれを照明する。そして、得られたＩＣリード３１
の投影像をリード列方向に配置された複数台のＣＣＤカ
メラ３３で撮像する。投影像の一例を図示すると、図５
のようになる。符号ｄｏ　はＩＣリードの浮き量を示し
ている。このような投影像の画像データは画像メモリ３
４に蓄えられ、次いで画像処理部３５で解析されて図５
の浮き量ｄｏ　が測定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の検査装置に使わ
れているＣＣＤカメラ３３は、一般的に撮像の有効視野
が６．６ｍｍ　×６．６ｍｍ　のサイズで、画素を縦方
向（図５のＹ方向）に　４８０個、横方向（図５のＸ方
向）に　５００個有するものである。すなわち、ＩＣリ
ード３１の浮き量ｄｏ　を測定するＹ方向の分解能は、
１画素当たり　１３．５７μｍ　になる。ところが、浮
き量ｄｏ　の測定では高精度が要求されており、１画素
当たり５μｍの分解能が必要とされている。

【０００５】この５μｍという分解能を実現させるため
には、上記と同じ　４８０×５００　個の画素を、有効
視野サイズ　２．４ｍｍ×２．４ｍｍ　内に有するＣＣ
Ｄカメラ３３を用いなければならない（　２．４ｍｍ÷
４８０　＝５μｍ）。そうすると、例えば、ＩＣリード
３１の配列長さ、図５のＸ方向の長さが、２０ｍｍのＩ
Ｃの測定に際して、２０／２．４　＝８．３　台のＣＣ
Ｄカメラ３３を設置することになって、検査装置のコス
ト高を招くという問題点が生じる。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、電子部品のリードの浮き量を高い精度で
測定することができるとともに、測定に使用する撮像手
段の設置個数の削減を図ることができる電子部品のリー
ド形状検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために次のような構成をとる。すなわち、本発明
は、電子部品のリードを背後より照明して撮像し、その
画像データを画像処理装置で解析して、少なくともリー
ドの浮き量を検査する電子部品のリード形状検査装置に
おいて、前記影像をリードの配列方向に縮小する倍率と
、前記リードの配列方向と直交する方向に拡大する倍率
とを有する光学手段と、前記光学手段からの出力像を撮
像する撮像手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、背後より照明されたリードは
、まず光学手段によってその配列方向への縮小倍率、さ
らには配列方向と直交する方向への拡大倍率が施された
特殊な撮像手段で撮像される。この投影像はリードの浮
き量の検査のために撮像された２次元像であるため、リ
ードの配列方向と直交する方向がリードの浮きが発生す
る浮き方向となる。ここで、前記の縮小倍率が元の投影
像を１／ｍ倍にするものと仮定し、等倍像の撮影に要し
て配列方向に設置される撮像手段の設置個数をＮ個であ
るとすれば、撮像手段の設置個数はＮ／ｍ個に減少し、
また、前記の拡大倍率が元の投影像をｎ倍にするもので
あれば、撮像手段で撮像された１画素当たりの浮き方向
の分解能は等倍像のｎ倍に向上する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の電子部品のリード形状検査装
置の概略構成を示している。この装置において、検査に
用いる投影像は以下のようにして得られる。まず、ＩＣ
リード１の照明用光源として配されている照明灯２の出
力光を、レンズ３によって平行光線束に変換し、これを
ガラス板４を介して回折格子５に導く。そして、ここで
略９０°に光を回折し、ＩＣが載置されるガラスステー
ジ６を通してＩＣリード１の内側から外方に向けてこれ
を照明する。

【００１０】回折格子５は、図２の平面図に示すように
、ガラス等の透明板７に多数の遮光性の線条８を所要ピ
ッチで形成し、遮光部と透光部とが一列又は交互に配置
されるように構成する。そして、回折格子５の線条８に
ＩＣリード１の列方向（Ｘ方向）が沿うように、また両
サイドのＩＣリード１で回折格子５を跨ぐようにしてＩ
Ｃをガラスステージ６の上に置く。

【００１１】周知のように、回折格子５による回折光の
明るさの極大値が現れる位置は、次の　（ａ）式を満足
するθ（回折角という）の方向となる。 　　ｄ（ｓｉｎθｏ　＋　ｓｉｎθ）　＝ｍλ　　・・
・・・・・・・・・・・（ａ）　　　上式において、符
号ｄは回折格子５の透光部間（スリット間）のピッチ，
θｏは回折格子５への入射光角度，ｍは整数値，λは入
射光の波長である。いま、図３に示すように平行光線束
に変換された入射光Ｂ１が、ガラスステージ６の面に対
して垂直な法線ｎと同じ角度で回折格子５に入射する場
合、（ａ）式におけるθｏは法線ｎとの偏角で表すため
「０°」となる。これを　（ａ）式に代入して書き換え
ると、 　　　ｓｉｎθ＝ｍλ／ｄ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（ｂ）　となる。

【００１２】つまり、この例のように、ガラス板４の直
下に照明灯２を設置した場合には、回折角は入射光の波
長と、回折格子５の透光部のピッチとで決定されるため
、ＩＣリード１の内側から両外側に向けて回折光の明る
さの極大値が表れるようにこれらの値を設定すればよい
。そうすると、ＩＣリード１を鮮鋭に照明することがで
き、リード形状の検査に用いる投影像も鮮明なものが得
られる。

【００１３】なお、上記の構成では、回折格子５の上に
ガラスステージ６を設置しているが、このガラスステー
ジ６は回折格子５を保護する目的で配したものである。 したがって、特に必要なものでなく、これを廃してガラ
ス板４をＩＣの検査ステージとしてもよい。この場合、
回折格子５はＩＣの直下に位置することになるので、回
折角が丁度９０°となるように前記の入射光の波長と、
回折格子５の透光部のピッチの値とを決定する。また、
この場合において、ガラス板４に回折格子５が入る縦長
の溝を形成し、溝の中に回折格子５を埋設した構成とし
てもよい。

【００１４】次に、上記のようにして得られたＩＣリー
ド１の投影像は以下のようにして検査される。回折格子
５からの回折光（ＩＣリード１の投影像）の光路をハー
フミラー１０で分割し、一方を浮き量測定用のレンズ系
１１に導き、もう一方を反射ミラー２０を介してピッチ
測定用のレンズ系１２に導く。そして、浮き量測定用の
レンズ系１１からの出力光像をエリア形ＣＣＤセンサー
１３（ＣＣＤカメラ）で撮像し、ピッチ測定用のレンズ
系１２からの出力光像をリニア形ＣＣＤセンサー１４で
撮像し、それらの画像データを図示を省略している画像
処理部に送出して検査するようになっている。

【００１５】なお、この検査装置は列配置されている各
ＩＣリード１に対応して設置されるもので、図示のよう
にＩＣ本体の両サイドにリード１の列を有しているもの
では、その左右に上記の構成部品が配される。

【００１６】本発明の光学手段に相当する浮き量測定用
のレンズ系１１は、例えば図４の斜視図に示すように、
複数個の円柱レンズを絞り１５を挟んで前段側と後段側
に配して構成される。前段側の円柱レンズ群１６は、そ
の軸がＸ方向となるように配されており、図のＹ方向に
ＩＣリード１の投影像を拡大する。一方の後段側の円柱
レンズ群１７は、その軸がＹ方向となるように配されて
おり、前段側の円柱レンズ群１６でＹ方向に拡大された
像をＸ方向に縮小する。

【００１７】ここでＩＣリード１の投影像が従来例でも
取り上げた図５に示すようであったとする。斜線部分が
影の部分である。この投影像はまず、前段側の円柱レン
ズ１６によってＹ方向に拡大され図６に示すような像に
変換される。このＹ方向は、図５の基準線Ｏ（ガラスス
テージ６の基準面に相当）からリード１の最下面への向
きで、つまりはリード１の浮き方向である。浮き方向が
拡大された投影像は、絞り１５によって図６のＤの範囲
に絞られる。この範囲Ｄは、ちょうどリード１の浮き部
分を含む最小の範囲に設定されるのが好ましい。

【００１８】絞り込まれた像は、後段側の円柱レンズ１
７でＸ方向に縮小され、結果、図７に示すような投影像
Ｓが得られる。このように、投影像のサイズは絞り１５
と後段側の円柱レンズ１７によって縮小化されたものと
なるが、Ｙ方向（浮き方向）の像は前段側の円柱レンズ
１６で拡大されたままである。したがって、より高い精
度が要求される浮き量の測定を、その方向に拡大された
像に基づいて行うことができ、また、投影像のサイズそ
のものは縮小化されているので、これを撮像するＣＣＤ
カメラ１３の設置個数が削減される。

【００１９】例えば、ＩＣの投影像をＹ方向に２．７５
倍に拡大し、絞りの範囲Ｄを通常のＣＣＤカメラ１３の
有効視野の一辺の長さである約　６．６ｍｍに設定する
。ＣＣＤカメラ１３によるＹ方向の画素数は通常約　４
８０個であるから、１画素は約　１３．７５μｍ　に相
当する。これに対して浮き量の測定の場合は５μｍでの
分解能が要求されている。すなわち、等倍像の撮像では
、有効視野の一辺の長さが　２．４ｍｍのＣＣＤカメラ
１３を用いる必要があり（２．４ｍｍ　÷４８０　＝５
μｍ）、その長さが短くなった分、ＣＣＤカメラ１３の
設置個数が増加していた。しかし、本例のように投影像
をＹ方向に２．７５倍に拡大すると、１画素当たりの投
影像の長さは、等倍像の１／２．７５倍、すなわち、１
３．７５　μｍ／２．７５＝５μｍとなる。

【００２０】つまり、通常のＣＣＤカメラ１３を用いて
５μｍの分解能を実現でき、さらに、Ｘ方向への縮小を
加えることでＣＣＤカメラ１３の設置個数は大幅に削減
するのである。

【００２１】一方のピッチ測定用のレンズ系１２は、例
えば、前記の後段側の円柱レンズ１７をその軸がＸ方向
とＹ方向とにそれぞれ沿うように、２段に配して構成し
、投影像のサイズをＸ，Ｙ方向に縮小化する。ピッチ測
定は、ＩＣリード１のピッチ間を測定するものである。

【００２２】なお、上述の実施例では、ＩＣの両サイド
にリード１を有するものを例示したが、このタイプのＩ
Ｃに限ることはなく、ＩＣの全ての側面（４方向）から
リード１が延出しているタイブのＩＣも同じ原理で検査
することが可能である。つまり、図２に示した回折格子
５の上方に、同じ回折格子５を直交させた姿勢で設置し
、その直交位置にＩＣの中心位置がくるように、これを
ガラスステージ６の上に載置する。そして、上記のレン
ズ系とＣＣＤカメラ等からなる検査機構を４方向に配し
て構成する。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電子部品のリード形状検査装置は、電子部品のリード
を照明して得られた投影像を、リードの配列方向に縮小
倍し、リードの配列方向と直交する方向（リードの浮き
方向）に拡大倍する構成としたので、浮き方向の分解能
はその拡大倍率に比例して向上し、また、撮像手段の設
置個数は縮小倍率に比例して減少する。すなわち、少な
い撮像手段の台数をもってして高精度な浮き量の検査を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子部品のリード形状
検査装置の概略構成図である。

【図２】前記装置に配されるＩＣの平面図である。

【図３】前記装置によるＩＣリードの投影像の作成を説
明する一部正面図である。

【図４】前記装置のレンズ系（光学手段）の一構成例を
示した斜視図である。

【図５】ＩＣリードの投影像を示した図である。

【図６】前記レンズ系で拡大された投影像の図である。

【図７】前記レンズ系を通して最終的に得られる投影像
の図である。

【図８】従来例に係る装置の概略構成を示した図である
。

【符号の説明】

１・・・ＩＣリード ２・・・照明灯 １１・・・浮き量測定用のレンズ系（光学手段）１６，
１７　・・・円柱レンズ群 １５・・・絞り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電子部品のリードを背後より照明して
   撮像し、その画像データを画像処理装置で解析して、少
   なくともリードの浮き量を検査する電子部品のリード形
   状検査装置において、前記影像をリードの配列方向に縮
   小する倍率と、前記リードの配列方向と直交する方向に
   拡大する倍率とを有する光学手段と、前記光学手段から
   の出力像を撮像する撮像手段と、を備えたことを特徴と
   する電子部品のリード形状検査装置。