JPH0475359A - コプラナリティ測定方法及びその装置 - Google Patents

コプラナリティ測定方法及びその装置

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JPH0475359A
JPH0475359A JP2188868A JP18886890A JPH0475359A JP H0475359 A JPH0475359 A JP H0475359A JP 2188868 A JP2188868 A JP 2188868A JP 18886890 A JP18886890 A JP 18886890A JP H0475359 A JPH0475359 A JP H0475359A
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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］ 本発明は表面実装型集積回路パッケージ（以下ＳＭＤと
記す）のリードのコプラナリティを測定するコブラナリ
ティ測定装置に関する。
〔従来の技術ｊ 従来、この種のコブラナリティ測定装置では第１１図に
示すように、平面ステージ５上に実装状態で置いたＳＭ
Ｄ　８に内部から、光源６及び乳白色拡散樹脂７を用い
て照明を照射し、それによって得られるリード先端部の
透過像を、カメラ４により取り込んで二値画像２９を得
て、各リードを示す暗点群と暗直線３１の間隔３１ａ（
浮き量）を算出して、全算出結果の中から最大値を検索
し、該最大値にカメラ４の分解能を乗じてコプラナリテ
ィを求めていた。
また、従来のこの種のコプラナリティ測定装置では、カ
メラ４に高倍率マクロレンズ３０を用いてカメラ系分解
能１０ｐｍ／ｐｉｘｅｌ　（垂直、水平方向共）を実現
しているため、リード幅０．８ｍｍ、　リードピッチ０
．６５ｍ＋ｎのＳＭＤ　８を測定する場合では、１回の
カメラ系視野に３〜４ピンを撮影しており、１辺に複数
台のカメラ４を設置するか（第１１図、３２）、ステッ
ピングモータ又はサーボモータでカメラ４をＳＭＤ　８
の辺と平行にシフトさせながら画像処理及びコプラナリ
ティ算出を行うか（第１１図、３３）、あるいはカメラ
４に対して、ＳＭＤ　８を載せたまま平面ステージ５を
平行移動させて画像処理及びコブラナリティ算出を行っ
ていた（第１１図、３４）。
〔発明が解決しようとする課題〕
第１１図において、従来のコプラナリティ測定装置では
、垂直方向について１０１１ｍ／ｐｉｘｅｌの精度を実
現するために、高倍率マクロレンズ３０をカメラ４に装
備しているため、同時に水平方向もｌｏ）Ｉｍ／ｐｉｘ
ｅ１となってしまい視野が小さくなって、全てのリード
の浮き量を求めるためには、１辺に設置するカメラ４の
台数を複数化する（第１１図、３２）か、カメラ４をシ
フトさせる（第１１図、３３）か、平面ステージ５をシ
フトさせる（第１１図、３４）必要があった。
このため、第１１図の３２に示す従来のコブラナリティ
測定装置では、カメラ４の必要台数がＳＭＤ　８のモー
ルドサイズの拡大化に従って多数必要となり、更にカメ
ラ４の台数増加に伴ってカメラコントローラ１０．カメ
ラドライバ９．メモリ〕２も増加するため設備価格が高
価になるという欠点があった。
また第１１図の３３．３４に示す従来のコプラナリティ
測定装置では、カメラ４又は平面ステージ５をシフトさ
せながら画像処理及びコプラナリティ算出を行うため、
稼動部分の振動が測定精度を悪化させ、更にＳＭＤ　８
のモールドサイズの拡大化に従ってシフトステップ数が
増加するため、測定時間が長くなるという欠点があった
。
本発明の目的は稼動部を設けることなく、しかも設備価
格を低減し、高精度・高速度でのコプラナリティの測定
を可能にしたコプラナリティ測定装置を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本発明に係るコプラナリティ
測定装置においては、光学機構と、シリンドリカルレン
ズの対と、画像処理機構と、演算機構とを有するコブラ
ナリティ測定装置であって、光学機構は、表面実装型集
積回路パッケージのリード先端部の透過像を投影するも
のであり、シリンドリカルレンズの対は、光学機構によ
って投影されたリード先端部透過像を垂直方向に拡大し
、かつ垂直方向に拡大した像を水平方向に収縮するもの
であり、 画像処理機構は、シリンドリカルレンズによる像の取り
込み、二値化処理、プロファイル作成を行うものであり
、 演算機構は、画像処理装置によって作成されたプロファ
イルからコブラナリティ算出、良品・不良品判別を行う
ものである。
〔作用Ｊ 本発明のコブラナリテイ測定装置によれば、画像の垂直
成分を拡大することにより、コブラナリティに関して従
来と同じ又は従来以上の分解能をカメラ４上で実現し、
更に水平成分を縮小する。
これにより、１辺分の画像を１台のカメラ４で、稼動部
を設けることなく処理することができるため、設備価格
が低減でき、高精度・高速でコプラナリティを測定する
ことができる。
〔実施例〕
次に、本発明を図面を参照して説明する。
（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を示すブロック図、第２図は
第１図に示すレンズ系（垂直成分拡大シリンドリカルレ
ンズｌ　−ＳＭＤ８）の詳細を示す説明図、第３図は光
源６をＯＦＦにした状態でカメラ４の方向から見たＳＭ
Ｄ　８の１辺の状態を示す図、第４図は光源６をＯＮに
したときの第３図の透過像を示す図、第５図は第４図を
垂直成分拡大シリンドリカルレンズ１で拡大した後の透
過像を示す図、第６図は第５図を水平成分綿／Ｊ）シリ
ンドリカルレンズ２で縮小した後の透過像を示す図、第
７図は第６図に示す二値画像中の明点数を垂直方向に累
積した垂直プロファイルを示す図、第８図はキャリブレ
ーション用治具を示す外観図である。
図において、光源６より発せられた光は、金属製の平面
ステージ５上の乳白色拡散樹脂７によって四方向に散乱
させられる。乳白色拡散樹脂７はＳＭＤ　８の下側モー
ルドのテーパに合わせて設けられており、カメラ４に対
する位置ズレやθ補正を行うことなく、マニュアル操作
でＳＭＤ　８を固定することができる。
第３図は光源６をＯＦＦにし、レンズ系を設置しない状
態で観察したＳＭＤ　８リ一ド先端部及び平面ステージ
５．１辺分（カメラ４，１台分）の映像であり、第３図
における２４はこのうち垂直成分拡大シリンドリカルレ
ンズ１で処理する領域、第４図はこの状態で光源６をＯ
Ｎにしたときの領域２４に相当する透過像である。
第５図は垂直成分拡大シリンドリカルレンズ１によって
、第３図を垂直成分のみ３倍に拡大した透過像であり、
同時に水平成分縮小シリンドリカルレンズ２に対する入
力画像となるものである。
第６図は水平成分縮小シリンドリカルレンズ２によって
水平成分のみ１／３倍に縮小した透過像であり、同時に
補正用マクロレンズ３の入力画像となるものである。
一般にシリンドリカルレンズでは曲率が高く（曲率半径
が小さい）、レンズの中心より端に向かう程、実際の像
とは像が拡大（凸レンズ）又は縮小（凹レンズ）されて
誤差が生じるため、曲率がらシリンドリカルレンズ表面
者ポイントでの誤差量を算出し、それを補正する曲率（
誤差）をもった、補正用マクロレンズ３を製作し、レン
ズ系に加えておく。
カメラ４表面上には、補正用マクロレンズ３によって、
第６図を補正した透過像が投影される。
カメラ４はカメラコントローラ１０．カメラドライバ９
によって駆動させられており、カメラ４上の透過像は、
４辺分（カメラ４，４台分）全て、カメラコントローラ
１０、及び画像取込みｌ１０１１を通して、メモリ１２
の画像メモリ１３に多値データとして記録される。
二値化演算部１６は、キーボード２２がらユーザによっ
て登録されたスレッショルドレベルに基づいて画像メモ
リ１３に記録された多値データの二値化を行い、結果を
二値化メモ１月４に登録する。
プロファイル作成部Ｉ７は二値化メモ１月４に登録され
た二値データから、明点を垂直方向に累積した度数プロ
ファイルを作成する部分で、第７図は第６図の透過像か
ら作成されるプロファイルを示している。
ＣＰＵ　１５及びメモリ１２内では、画像演算は全て画
素単位で行われており、測定値をｐｍ単位に変換するた
めには、分解能（ｐＢ／ｐｉｘｅｌ）を計算してデータ
ファイルに保存しておきコプラナリティ算呂の際に乗じ
る必要がある。
キャリブレーション部】９は、寸法をデータファイル２
１に登録したキャリブレーション用治具２６（第８図）
を測定し、そのときのプロファイルから分解能を求める
部分であり、具体的にはｎｐｍの切欠に相当するプロフ
ァイル上の明点数ｍをカウントしてｌｉ’　ｎ　／　ｍ
　Ｊｌの計算によって分解能を求め、更にこのデータを
データファイル２１に登録する。
コプラナリティ算出部１８は二値化メモ１月４に登録さ
れた二値データとプロファイル作成部１７で作成された
垂直プロファイルより、各リードの浮き量を算出し、そ
の最大値を検索することによりＳＭＤ８のコプラナリテ
ィを算出する部分である。
具体的には、第６図、スキャニングライン２５に沿って
、明点が時点に変化してから再び明点に変化するまでの
Ｘ座標全てについて、垂直プロファイル上での同ｘＰｉ
標の累積度数を検索し、その最小値を検索してこれを１
つのリードの浮き量とし、四辺公金てのスキャニングが
終了した時点で全リード浮き量の中から最大値を検索し
て、これにデータファイル２１に登録された分解能を乗
じてコプラナリティとする。
良否判定部２０はコプラナリティ算出部１８で求まった
コブラナリティと、予めユーザからデータファイル２１
に登録された規格値とを比較して、求めたコプラナリテ
ィが規格値以下なら良品、規格値より大きければ不良品
としてその結果をＣＲＴ　２３に表示する。
（実施例２） 第９図は本発明のコプラナリティ測定装置において補正
用マクロレンズ３を取り除き、代わりにＣＰＵ１５内で
曲率補正をソフトウェアにより行う機構（曲率補正テー
ブル）を具備した実施例の概要を示すブロック図１．第
１０図は曲率補正データを作成する際に用いる曲率補正
データ作成用治具２８の外観図である。
垂直成分拡大シリンドリカルレンズ１．水平成分綿ｔＪ
＼シリンドリカルレンズ２を通して得られる、第６図に
示す透過像までの処理は前述の実施例と同じであるため
割愛する。本実施例では、カメラ４表面上には、第６図
の透過像が、誤差を含んだまま投影される。
また、第７図に示す垂直プロファイルを得るまでの処理
、及びキャリブレーション部での処理も前述の実施例と
同じであるため割愛する。
曲率補正データ作成部２７は、垂直成分拡大シリンドリ
カルレンズ１．水平成分縮小シリンドリカルレンズ２の
曲率から住じる誤差を補正するためのデータテーブルを
作成する部分である。
具体的には、ＯＰｍから１゜ＯＭまで１０１１ｍステッ
プで階段状になっている治具２８（第１０図）を用いて
、まず治具２８の各部分の浮き量（実測値）３１ａをデ
ータファイル２１に登録し、次に平面ステージ５に設置
して画像取り込みを行い、そのプロファイルを作成し、
キャリブレーション部１９によって求めた分解能を乗じ
て、階段状になった治具各部の測定値（浮き量）を算出
し、その算呂結果からデータファイル２１に登録された
浮き量を減算して１０ｐｍステップで、実測値に対する
垂直成分の誤差量を求める。ここで求まった誤差量と装
置の算呂結果を１対１に対応するような曲率補正データ
テーブルとして、装置の算出結果をインデックスとする
配列データの形式でデータファイル２１に登録する。
コブラナリティ算出部１８は、二値化メモリ１４に登録
されたＳＭＤ　８の二値データとプロファイル作成部１
７で作成された垂直プロファイルより、各リードの浮き
量を算出し、その最大値を検索することによりＳＭＤ　
８のコブラナリティを算出する部分である。
具体的には、第６図、スキャニングライン２５に沿って
、明点が暗点に変化してから再び明点に変化するまでの
Ｘ座標全てについて、垂直プロファイル上での同Ｘ座標
の累積度数を検索し、その最小値を検索してこれを１つ
のリードの浮き量とし、四辺公金てのスキャニングが終
了した時点で全リード浮き量の中から最大値を検索して
、これにデータファイル２１に登録された分解能を乗じ
て仮のコプラナリティを算出すφ。
更に、仮のコブラナリティの値と最も近いインデックス
を持つ、データファイル２１上の曲率補正データテーブ
ルを参照し、同インデックスに対応する補正値を検索し
て、仮のコプラナリティから補正値を減算してコプラナ
リティとする。
良否判定部２０での処理は前述の実施例と同じであるた
め割愛する。
本実施例は、前述の実施例に比べて補正用マクロレンズ
３を用いないため、装置価格を低減できるという特徴が
ある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、シリンドリカルレンズを
用いて画像の垂直成分を拡大することにより、コブラナ
リティに関して従来と同じ、又は従来以上の分解能を実
現し、更にシリンドリカルレンズを用いて水平成分を縮
小することにより、１辺分の画像を１台のカメラで、稼
動部を設けることなく処理することができるため、設備
価格が低減でき、高精度・高速でコブラナリティを測定
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例１を示すブロック図、第２図は
第１図のレンズ系の詳細を示す説明図、第３図は光源を
ＯＦＦにした状態でカメラの方向から見たＳＭＤの１辺
の状態を示す図、第４図は光源をＯＮにしたときの第３
図の透過像を示す図、第５図は第４図を垂直成分拡大シ
リンドリカルレンズで拡大した後の透過像を示す図、第
６図は第５図を水平成分縮小シリンドリカルレンズで縮
小した後の透過像を示す図、第７図は第６図の二値画像
中の明点数を垂直方向に累積した垂直プロファイルを示
す図、第８図はキャリブレーション用治具の外観図、第
９図は本発明の実施例２を示すブロック図、第１０図は
曲率補正データ作成用治具の外観図、第１１図は従来技
術を示す説明図である。 ｌ・・・垂直成分拡大シリンドリカルレンズ２・・・水
平成分縮小シリンドリカルレンズ３・・・補正用マクロ
レンズ　　４°°゛カメラ５・・・平面ステージ　　　
　６・・・光源７・・・乳白色拡散樹脂　　　　８・・
・ＳＭＤ９・・・カメラドライバ　　１０・・・カメラ
コントローラ１１・・・画像取込み１７０　　　　１２
・・・メモリ１３・・・画像メモリ　　　　　　１４・
・・二値化メモリ１５・・・ＣＰＵ　　　　　　　　　
　１６・・・二値化演算部１７・・・プロファイル作成
部 １８・・・コプラナリティ算出部 １９・・・キャリブレーション部　２０・・・良否判定
部２１・・・データファイル　　　２２・・・キーボー
ド２３・・・ＣＲＴ ２４・・・垂直成分拡大シリンドリカルレンズ対象領域
２５・・・スキャニングライン ２６・・・キャリブレーション用治具 ２７・・・曲率補正データ作成部 ２８・・・曲率補正データ作成用治具

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光学機構と、シリンドリカルレンズの対と、画像
    処理機構と、演算機構とを有するコブラナリティ測定装
    置であって、 光学機構は、表面実装型集積回路パッケージのリード先
    端部の透過像を投影するものであり、シリンドリカルレ
    ンズの対は、光学機構によって投影されたリード先端部
    透過像を垂直方向に拡大し、かつ垂直方向に拡大した像
    を水平方向に収縮するものであり、 画像処理機構は、シリンドリカルレンズによる像の取り
    込み、二値化処理、プロファイル作成を行うものであり
    、 演算機構は、画像処理装置によって作成されたプロファ
    イルからコブラナリテイ算出、良品・不良品判別を行う
    ものであることを特徴とするコブラナリティ測定装置。
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