JPH05272931A

JPH05272931A - Ｉｃ外観検査方法

Info

Publication number: JPH05272931A
Application number: JP4067472A
Authority: JP
Inventors: Toru Suzuki; 徹鈴木
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ＩＣリードの外観検査方法において、ＩＣリー
ドの様々な変形に対応してその変形量を認識し、また、
リード幅及び間隔が極く微少なＩＣについても、高速で
そのＩＣリードの様々な変形量を認識して、使用に耐え
ないＩＣのみを識別できるようにする。【構成】被検査ＩＣの複数本のＩＣリードからなる多値
画像に基づいて被検査ＩＣの位置及び方向を認識する。
位置及び方向を認識した被検査ＩＣのＩＣリードの設計
上の存在位置に基づいて設定した微小領域内の多値画像
データから各ＩＣリードの実際の存在位置を求め、その
位置を含む微小領域内の多値画像データから各ＩＣリー
ドの実際の先端近傍位置を求める。そして、その先端近
傍位置を基準として同一ＩＣリード上の異なる複数箇所
に設定した領域内の多値画像データからＩＣリードの曲
がり方向と量とを算出し、その結果とＩＣリードの変形
許容値とを比較することにより、良品ＩＣと不良品ＩＣ
とを識別するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子の外観検
査方法に関し、特にＩＣリードの変形量を検知してＩＣ
リードの変形許容値と比較することにより、使用に耐え
ない不良品ＩＣのみを識別する外観検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣの外観検査を自動的に実行す
る装置としては、例えば、特開平１−３１１２５８号公
報に開示されている技術がある。この外観検査装置は、
撮像装置からの画像信号に基づいて被検査物の位置及び
姿勢を認識し、これにより被検査物のリード先端につい
ての理想位置を求め、他方、撮像装置からの画像信号に
基づいて実際のリード先端位置を認識し、前記理想位置
及び実際の位置を照合することによりリードの曲がりを
検査するもので、各リードの理想位置及び実際の位置で
のリード先端部の重心間の距離を変形許容値と比較し
て、予め設定された変形許容値を越えたものを不良品と
して判定するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図２１は、ＱＦＰ（ク
ワッド・フラット・パッケージ）−ＩＣの任意の一側面
に配設されたＩＣリードの形状を示す平面図である。こ
のＱＦＰ−ＩＣ２８は、正常形状のＩＣリード２９、３
１と、曲がったＩＣリード３０、３２を有する。上述し
た従来の外観検査装置によれば、ＩＣリード３０のよう
に一定方向に曲がったＩＣリードについては、そのＩＣ
リードを検出し、且つその曲がり量を知ることができ
る。ところが、ＩＣリード３２のように部分的に曲がり
の方向が異なるリードがあると、そのＩＣリードの理想
位置及び実際の位置でのリード先端部の重心間の距離が
変形許容値を越えない場合も有り得るため、リード形状
が不良であるＩＣを見逃してしまう可能性がある。

【０００４】また、ＱＦＰ−ＩＣでは、実装密度向上を
目的としてリード幅、間隔共に５００μ■以下としてい
るものがある。このようなＩＣについては、単にＩＣパ
ッケージの位置と方向を認識しただけでは各ＩＣリード
の位置を正確に知ることはできない。この場合、画像を
拡大して撮像することにより問題は解決するが、画像の
拡大に伴ってデータ量も増加するため、画像処理に要す
る時間も増大することになる。したがって、多数のＩＣ
を検査する製造ラインでの使用には適さないという問題
点があった。

【０００５】この発明は、ＩＣリードの様々な変形に対
応してその変形量を認識し、また、リード幅及び間隔が
極く微少なＩＣについても、高速でそのＩＣリードの様
々な変形量を認識して、使用に耐えないＩＣのみを識別
するＩＣ外観検査方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるＩＣ外
観検査方法は、ＩＣ移動用マニプレータ等によって、検
査ステージ上にほぼ一定の位置及び方向で、リード長
Ｌ、リード幅Ｌｗ、リード間隔（リードの縁から縁ま
で）ＬｐのＩＣを置き、当該被検査ＩＣをテレビカメラ
等の画像記録手段にて撮像した画像を処理してＩＣリー
ドの形状を検査するＩＣ外観検査方法において、被検査
ＩＣの複数本のＩＣリードからなる多値画像に基づいて
被検査ＩＣの位置及び方向を認識し、位置及び方向を認
識した当該被検査ＩＣのＩＣリードの設計上の存在位置
に基づいて設定した微小領域内の多値画像データから各
ＩＣリードの実際の存在位置を求め、その位置を含む微
小領域内の多値画像データから各ＩＣリードの実際の先
端近傍位置を求め、その先端近傍位置を基準として同一
ＩＣリード上の異なる複数箇所の領域内の多値画像デー
タを入力し、その多値画像データからＩＣリードの曲が
り方向と量とを算出して、その結果とＩＣリードの変形
許容値とを比較することにより、良品ＩＣと不良品ＩＣ
とを識別するようにしたことを特徴とする。

【０００７】このうち、位置及び方向を認識した被検査
ＩＣのＩＣリードの設計上の存在位置に基づいて設定し
た微小領域内の多値画像データから各ＩＣリードの実際
の存在位置を求める方法としては、ＩＣリードの設計上
の存在位置においてＬｗ＋２Ｌｐ以下の幅を有する領域
内の多値画像データＧを入力するとともに、この多値画
像データＧにおいてＩＣリードと平行方向に画素の濃淡
値を加算してグラフＨを作成し、このグラフＨの微分値
のピーク間の中心点Ｃを認識する方法と、ＩＣリードの
設計上の存在位置において３（Ｌｗ＋Ｌｐ）以下の幅を
有する領域内の多値画像データＧを入力するとともに、
この多値画像データＧにおいてＩＣリードと平行方向に
画素の濃淡値を加算してグラフＨを作成し、このグラフ
Ｈの微分値の隣接する極大値と極小値とを一本のＩＣリ
ードとみなし、ＩＣリードの設計上の存在位置に最も近
い前記みなしＩＣリードにおいて、両極値間の中心点Ｃ
を認識する方法がある。

【０００８】

【作用】上述した手段によれば、部分的に曲がりの方向
が異なり、且つそのＩＣリードの設計上の位置及び実際
の位置でのリード先端部の重心間の距離が変形許容値を
越えないような場合でも、各ＩＣリード上の複数箇所の
領域について検査が行われるため、部分的なリード形状
の不良についても容易に検知することができる。また、
リード幅及び間隔が極く微少なＩＣについても、画像を
拡大して撮像する方法に比べてデータ量が増加すること
がないので、高速でそのＩＣリードの様々な変形量を認
識することができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明に係わるＩＣ外観検査方法の
一実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１０】図１〜４は、この発明に係わるＩＣ外観検
査方法の第１の実施例におけるフローチャートである。
以下図５〜図１２を用いて各フローチャートを説明す
る。

【００１１】（１）図１のフローチャート図５は、被検査ＩＣの平面図である。被検査ＩＣ３３の
各辺縁３４〜３７には長さＬ（設計寸法）のＩＣリード
３８が複数配設されている。破線の領域３９〜４６は、
隣接する一本以上のＩＣリードの多値画像を撮像する領
域であって、この実施例では一つの領域内に３本のＩＣ
リードを含んでいる。また、同一列内にあって同一面積
の異なるＩＣリードの多値画像を入力するために、各辺
縁３４〜３７にはそれぞれ２つづつの同一領域を設定し
てある。ここで、同一列内とは同一辺縁上に存在すると
いう意味である。前記同一領域は、同一列内であればど
の位置に設定してもよいが、端のＩＣリードは製造過程
で曲がりやすいため、それぞれの同一領域には端のＩＣ
リードを含まないようにしている。これによって、後述
する被検査ＩＣの位置を認識する処理をより正確に行う
ことができる。なお、領域によってはＩＣリードの数が
同一本数でない場合もあるが、後述するように以後の画
像処理において両者の違いは無い（ステップ１０１、１
０２）。

【００１２】上記被検査ＩＣは、この発明に係わるＩＣ
外観検査方法を適用した外観検査装置（図示せず）にお
いて検査される。この外観検査装置は、被検査ＩＣをＩ
Ｃ移動用マニプレータによって検査ステージ上にほぼ一
定の位置及び方向で載置し、図示せぬテレビカメラにて
撮像した画像を処理することにより、ＩＣリード曲がり
を検査するように構成されている。

【００１３】図６（ａ）は、隣接する一本以上のＩＣリ
ードの多値画像を入力したときのＩＣリード像、図６
（ｂ）はＩＣリードと直行するｘ軸方向に画素の濃淡値
を加算したときの値をｈ軸にとったグラフ、図６（ｃ）
は（ｂ）のグラフをｙ軸方向に微分したときの値をｈ’
軸にとったグラフである（ステップ１０３、１０４）。
図６（ｄ）は領域内のＩＣリードが同一本数でない場合
のＩＣリード像である。この例では、ＩＣリードの数は
同一本数ではないが、領域内の画素数は一定であるた
め、前記（ｂ）及び（ｃ）における処理を施したときに
は、前記（ａ）の画像データとの違いは無い。図６に示
すような画像処理をＩＣ上に設定した全ての領域につい
て終了するまで繰り返す（ステップ１０５）。なお、図
６（以降の図も同じ）に記述されているＧ１、Ｇ２、Ｇ
３…は多値画像データ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３…は画素の濃
淡値を加算したグラフ（ヒストグラム）を表しており、
図１のフローチャートに用いられている記号である。

【００１４】図６（ｃ）の微分のピーク値の位置は、Ｉ
Ｃリード上における先端及び付け根の平均的位置にそれ
ぞれ相当している。したがって、各ピーク値におけるｙ
軸上の点を結ぶことにより、図７に示すようにＩＣリー
ド先端の包絡線４７とＩＣパッケージの最外周線４８を
描くことができる。この被検査ＩＣを撮像しているテレ
ビカメラの画面中心には、設置予定方向を示す基準位置
が設定されているので、この基準位置と前述の包絡線４
７及び最外周線４８を比較することにより、実際の設置
予定方向からの角度ずれθが得られる。この結果、被検
査ＩＣ３３の正確な位置を認識することができる（ステ
ップ１０６）。なお、テレビカメラと検査ステージの平
面的な位置関係は既に認識されているので、前記基準位
置を検査ステージ上に設定することもできる。

【００１５】（２）図２のフローチャートこのように、一度に複数のＩＣリードを撮像してその先
端及び付け根の位置を認識するため、被撮像ＩＣリード
中に曲がったＩＣリードが混じっていても、ピーク値は
平均化された値として算出されるので、曲がりの影響を
小さくすることができる。上述した処理により被検査Ｉ
Ｃ３３の位置及び方向を認識した後、各ＩＣリードにつ
いての検査を行う。図８（ａ）では、ＩＣリードの設計
上の存在位置において、隣接するＩＣリード全体を含ま
ない幅（Ｌｗ＋２Ｌｐ以下の幅）を有する横長の領域４
９をＩＣリードの先端部近傍に設定し、この領域内の多
値画像データＧ３を入力する（ステップ１０７）。そし
て、図８（ａ）において、ＩＣリードと平行するｑ軸方
向の画素の濃淡値を加算して、その値をｈ軸にとった図
８（ｂ）のグラフＨ３を作成する（ステップ１０８）。
さらに、図８（ｃ）のようにグラフＨ３をｐ軸方向に微
分したときの値をｈ’軸にとったグラフを作成し、その
微分の各ピーク値におけるｐ軸上の点の中心に相当する
点Ｃ１を、図８（ａ）の前記ＩＣリード上に認識する
（ステップ１０９）。なお、図９以降ではＩＣリードの
曲がり方向が図８と異なるが、検査の手法は変わらない
ものとする。

【００１６】図９では、前記点Ｃ１をＩＣリードの中心
線上に位置させると共に、当該点Ｃ１を通る中心線５１
を持ち、且つＩＣリードの先端部５０を含み、リード幅
Ｌｗ以下の幅を有する領域５２をＩＣリード上に設定し
て、この領域５２内の多値画像データＧ４を入力する
（ステップ１１０）。そして、正常なＩＣリード長さ方
向と直行する方向（ｐ軸方向）に画素の濃淡値を加算し
て、その値をｈ軸にとった図９（ｂ）のグラフＨ４を作
成する（ステップ１１１）。さらに、図９（ｃ）のよう
にグラフＨ４をｑ軸方向に微分したときの値をｈ’軸に
とったグラフを作成し、その微分のピーク値におけるｑ
軸上の点に相当する点Ｐを、図９（ａ）の前記ＩＣリー
ド上に認識する（ステップ１１２）。ここでは、図９
（ａ）に示すように、点ＰはＩＣリードの先端部に認識
される。

【００１７】図１０では、点Ｐを長方形の上辺上の中心
に含み、且つ該ＩＣリードに隣接する他のＩＣリードの
幅全体を含まない領域５３と、領域５３と同一形状であ
って、該ＩＣリードの中央部を含む領域５４と、領域５
３と同一形状であって、該ＩＣリードの付け根部を含む
領域５５をそれぞれＩＣリード上に設定し、各領域内の
多値画像データＧ５を入力する（ステップ１１３）。

【００１８】（３）図３のフローチャート同様に、多値画像データＧ６、Ｇ７を入力する（ステッ
プ１１４、１１５）。ここで、領域５４の設定位置につ
いて、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）はＩＣパ
ッケ−ジの側面図、図１１（ｂ）はＩＣリードの平面図
である。ＩＣパッケ−ジ８６の一側面には、クランク状
のＩＣリード８７が配設されている。図において、ＩＣ
リード先端部からＩＣリードの上部湾曲部までの長さを
Ｌｂ、上部湾曲部からＩＣのパッケージと相対する側の
ＩＣリードの下部湾曲部までの長さをＬｔとしたとき
に、ＩＣリード先端部からＬｂ−Ｌｔの距離にある部分
からＩＣリード先端に向かう領域を５４として設定す
る。領域５４をこの部分に設定するのは、図１１（ｂ）
の８８の部分がＩＣリード湾曲部であるため、影となっ
て低濃淡値で撮像され、画像処理において不都合となる
からである。

【００１９】さて、多値画像データＧ５〜Ｇ７を入力し
たのち、ＩＣリード長さ方向と平行方向（ｑ軸方向）に
画素の濃淡値を加算して各画像データのグラフＨ５、Ｈ
６、Ｈ７（いずれも図示せず）を作成し（ステップ１１
６）、さらに、各グラフＨ５〜Ｈ７をｑ軸方向に微分し
たときの値をｈ’軸にとったグラフを作成する（いずれ
も図示せず）。そして、図１０に示すように各グラフの
各ピーク値におけるｐ軸上の点の中心に相当する点Ｃ
２、Ｃ３、Ｃ４をＩＣリード上に認識する（ステップ１
１７）。この結果、３個の点Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の位置関
係からＩＣリードの実際の中心線を得ることができる。
これによれば、例えば図１０ではＩＣリードが設計上の
存在位置から角度φだけ一定方向に傾いていて、その先
端部は、Ｌ（ＩＣリード先端の点Ｐから付け根までの長
さ）×ｓｉｎ（φ）だけ正常位置からずれていると計算
することができる（ステップ１１８）。

【００２０】（４）図４のフローチャート次に、ステップ１１８で求めた値と予め設定したＩＣリ
ードの変形許容値とを比較して許容値を越えるかどうか
を判定し（ステップ１１９）、許容値を越えるときは当
該ＩＣを廃棄する（ステップ１２３）。また、許容値を
越えないときは、全てのリードの検査が終了するまで検
査を繰り返す（ステップ１２０）。このようにして全て
のＩＣリードの検査が終了したのち、良品ＩＣかどうか
をチェックし（ステップ１２１）、最終的に残ったＩＣ
のみを回収して（ステップ１２２）、次のＩＣの検査に
移る（ステップ１２４）。

【００２１】なお、図１２に示すようにＩＣリードが途
中で折れ曲がっている場合には、先端部のずれが変形許
容値以下であって、且つ折れ曲がり部５６が隣接するＩ
Ｃリードと接触していることが有り得る。しかし、この
場合でも点Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の位置を求めることによ
り、途中の折れ曲がりを検知することができる。

【００２２】また、図６において、相対するＩＣリード
の先端間の距離を調べることによっても、ＩＣリードの
形状不良を検査することができる。

【００２３】図１３〜１６は、この発明に係わるＩＣ外
観検査方法の第２の実施例におけるフローチャートであ
る。以下画像処理の工程を示す図１７を用いてフローチ
ャートを説明する。なお、図１３〜１６において、ステ
ップ２０１からステップ２０６まで、並びにステップ２
１０からステップ２２４までの処理は、第１の実施例の
ステップ１０１からステップ１０６まで、並びにステッ
プ１１０からステップ１２４までの処理と同一であるた
め説明を省略する。ここでは、図１４のフローチャート
についてのみ説明する。

【００２４】図１３のステップ２０６までの画像処理に
より位置及び方向を認識されたＩＣにおいて、図１７
（ａ）に示すようにＩＣリードの設計上の存在位置Ｄｐ
（ＩＣリード先端位置の中心）を含み、且つ３（Ｌｗ＋
Ｌｐ）以下の幅を有する領域Ｇ３を設定し、その多値画
像データを入力する。なお、この実施例でも、前記領域
には端のＩＣリードを含まないようにしている。続い
て、図１７（ｂ）のようにＩＣリードと平行方向に画素
の濃淡値を加算してグラフＨ３を作成し、さらに、図１
７（ｃ）のように上記グラフＨ３の微分のグラフを作成
する。図１７（ｃ）において、ｐ軸上の隣接する極大値
と極小値との間の距離のうち、リード幅Ｌｗに近い値を
持つ組みをそれぞれ一本のＩＣリードとみなす。そし
て、設計上の存在位置Ｄｐと最も近いＩＣリードに対応
する前記みなしＩＣリードにおいて、前記極大値と極小
値との間の中心点に相当する点Ｃ１をＩＣリード８３上
に認識する（ステップ２０７〜ステップ２０９）。これ
によって、前記第１の実施例の場合と同様にＩＣリード
上に点Ｃ１を認識することができる。

【００２５】なお、所定の閾値を設定し、この閾値を越
えない極値を無視してＩＣリードに相当する極値のペア
を捜すようにしてもよい。このように、リード幅Ｌｗに
近い値を持つものを一本のＩＣリードとすることによ
り、ノイズの微分値のピークをＩＣリードの縁と誤認識
することを防止できる。

【００２６】上記実施例では、リード曲がりを検知する
ため、図１０や図１２に示したように一本のリードに対
して長さ方向に３箇所の位置を設定して検査を行ってい
るが、より厳密にリードピンの曲がりを知りたい場合に
は、図１８に示すように３箇所以上（ここでは、４箇
所）の点で検査を行うこともできる。一方、検査の内容
を簡略化する場合には、図１９に示すように各リードに
つき上下２箇所の位置だけを検査するようにしてもよ
い。また、計測時間が問題となり、リード先端部のみの
検査を行いたい場合は、図２０に示すように各リードの
１箇所のみの位置を検査するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
ＩＣ外観検査方法においては、被検査ＩＣの複数本のＩ
Ｃリードの多値画像から被検査ＩＣの位置及び方向を認
識し、当該被検査ＩＣのＩＣリードの設計上の存在位置
に基づいて設定した微小領域内の多値画像データから各
ＩＣリードの実際の存在位置を求め、さらに、その位置
を含む微小領域内の多値画像データから各ＩＣリードの
実際の先端近傍位置を求め、その先端近傍位置を基準に
同一ＩＣリード上の異なる複数箇所の領域内の多値画像
データからＩＣリードの曲がり方向と量とを計算して、
その結果とＩＣリードの変形許容値とを比較するように
したため、部分的に曲がりの方向が異なり、変形許容値
を越えないようなＩＣリードであっても、リード形状の
不良を容易に検知することができる。特に、多値画像と
して入力される同一面積については、端のＩＣリードを
含まないようにすることによって、被検査ＩＣの位置を
認識する処理をより正確に行うことができる。

【００２８】また、リード幅及び間隔が極く微少なＩＣ
についても、画像処理に要する時間を最少限に止どめる
ことができるので、高速でそのＩＣリードの様々な変形
量を認識することができる。したがって、多数のＩＣを
検査する製造ラインにも容易に適用することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例におけるフローチャート。

【図２】第１の実施例におけるフローチャート。

【図３】第１の実施例におけるフローチャート。

【図４】第１の実施例におけるフローチャート。

【図５】被検査ＩＣの平面図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は画像処理の工程を示す説明
図。

【図７】ＩＣリード先端の包絡線とＩＣパッケージの関
係を示す図。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は画像処理の工程を示す説明
図。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は画像処理の工程を示す説明
図。

【図１０】３箇所の領域の多値画像データを入力したと
きのＩＣリード像を示す図。

【図１１】（ａ）、（ｂ）はＩＣパッケージとＩＣリー
ドの関係を示す図。

【図１２】途中で折れ曲がっているＩＣリード像を示す
図。

【図１３】第２の実施例におけるフローチャート。

【図１４】第２の実施例におけるフローチャート。

【図１５】第２の実施例におけるフローチャート。

【図１６】第２の実施例におけるフローチャート。

【図１７】（ａ）〜（ｃ）は画像処理の工程を示す説明
図。

【図１８】ＩＣリード上の４箇所の位置を検査するとき
の説明図。

【図１９】ＩＣリード上の２箇所の位置を検査するとき
の説明図。

【図２０】ＩＣリードの先端部の位置を検査するときの
説明図。

【図２１】ＱＦＰ−ＩＣの任意の一側面に配設されたＩ
Ｃリードの形状を示す平面図。

【符号の説明】

３３…被検査ＩＣ、３８、８３、８７…ＩＣリード、３
９〜４６…多値画像を撮像する領域、４７…ＩＣリード
先端の包絡線、４８、８６…ＩＣパッケージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣ移動用マニプレータ等によって、検査
ステージ上にほぼ一定の位置及び方向でＩＣを置き、当
該被検査ＩＣを画像記録手段にて撮像した画像を処理し
てＩＣリードの形状を検査するＩＣ外観検査方法におい
て、被検査ＩＣの複数本のＩＣリードからなる多値画像に基
づいて被検査ＩＣの位置及び方向を認識し、当該被検査
ＩＣのＩＣリードの設計上の存在位置に基づいて設定し
た微小領域内の多値画像データから各ＩＣリードの実際
の存在位置を求め、その位置を含む微小領域内の多値画
像データから各ＩＣリードの実際の先端近傍位置を求
め、その先端近傍位置を基準として同一ＩＣリード上の
異なる複数箇所に設定した領域内の多値画像データを入
力し、当該多値画像データからＩＣリードの曲がり方向
と量とを算出し、当該算出結果とＩＣリードの変形許容
値とを比較することにより、良品ＩＣと不良品ＩＣとを
識別することを特徴とするＩＣ外観検査方法。