JPH06167321A

JPH06167321A - リード測定方法および装置並びにそれが使用されたリード検査装置

Info

Publication number: JPH06167321A
Application number: JP4345532A
Authority: JP
Inventors: Yukio Tani; 由貴夫谷; Takanori Ishiguro; 敬規石黒; Hideto Fujiwara; 秀人富士原; Yutaka Koda; 豊子田; Osamu Obata; 修小畑; Kazuhiro Togoshi; 和弘樋越; Fumio Matsumoto; 二美雄松本
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】あらゆる種類のＩＣのパッケージのリード群
についての位置関係を自動的に検査する。【構成】検査対象物であるＱＦＰ・ＩＣ１と撮像系５
０との光学的な間に、パッケージ２の一辺のリード３群
全体が映し出される反射光学系４０が介設され、撮像系
がこの映し出されたリード群全体についての虚像を長手
方向に分割撮影して行くように構成されている。画像処
理装置６０がこの撮像系５０からの各画像信号を順次処
理してリードの位置関係を測定する。画像処理装置に接
続された判定装置６１は測定されたリードの位置関係に
基づいてそれの良否を判定する。【効果】分割数の増加で大形のパッケージに対応でき
る。撮像系の一視野の倍率を最小パッケージに対応させ
ておくことで、リードの多ピン化やファインピッチ化等
に対処できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リード測定および検査
技術、特に、表面実装形のパッケージを備えている電子
装置におけるリード群の位置を測定および検査する技術
に関し、例えば、表面実装形のパッケージを備えている
半導体集積回路装置（以下、ＩＣということがある。）
におけるリードの外観についての良不良を検査するのに
利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ＩＣの小形化、薄形化、軽量化が
一段と進み、また、高密度実装の要求に対応して、表面
実装形パッケージを備えているＩＣ（以下、表面実装形
ＩＣと略すことがある。）が急速な普及を遂げている。
そして、表面実装形ＩＣはチップ部品の装着とあいまっ
て、基板装着への自動化を促進している。

【０００３】ところが、チップ部品の自動装着装置とい
えども装着適正率１００％は望むべくもなく、基板１枚
当たりの部品点数が多くなるにつれて累積装着不良率も
増大し、基板１枚を単位として評価した場合、１桁から
２桁のパーセントの不良を数えるに至っている。このよ
うな不良基板を製造過程で速やかに発見し排除するた
め、装着状態の自動検査装置の開発が要望されている。

【０００４】なお、チップ部品装着検査技術を述べてあ
る例としては、株式会社工業調査会発行「電子材料１９
８７年１１月号」昭和６２年１１月１０日発行Ｐ６３〜
Ｐ６９、がある。

【０００５】一方、表面実装形ＩＣの供給側において
は、プリント配線基板への実装後における装着不良の発
生を未然に防止するため、製品出荷前にリードの外観検
査を実行している。

【０００６】ところが、表面実装形ＩＣのリードの検査
項目には測定基準が規定されておらず、また、ＩＣパッ
ケージの各側面におけるリード群列内のリード相互につ
いての位置関係だけでは、実装時の状態を一義的に規定
するのが困難であるため、表面実装形ＩＣのリードの外
観検査は人的作業によって実行されているのが現状であ
る。

【０００７】表面実装形ＩＣのリードの外観検査を人的
作業に頼っていたのでは、生産性の向上に限界があるば
かりでなく、検査の信頼性等にも限界がある。したがっ
て、表面実装形ＩＣのリードの外観検査を自動的に実行
することができるリード検査装置の開発が必要である。

【０００８】このリード検査装置の開発に要求される解
決すべき課題としては、表面実装形ＩＣの実装時の状態
を想定して、その状態におけるリード相互の位置関係を
測定し、リード群全体との関係において各リードの外観
についての良否を判定すること、が挙げられる。

【０００９】なお、このようなリード外観検査装置を述
べてある例としては、特開平３−１８５８４８号公報、
特開平３−１９５０４２号公報、特開平３−１６５５３
６号公報、がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、表面実装形
ＩＣの分野においては、多品種少量生産の傾向が顕著に
なって来ている。換言すれば、表面実装形ＩＣの分野に
おいては、パッケージ外形およびその寸法の多種多様化
や、リードの多ピン化、ファインピッチ化等が益々進展
して来ている。

【００１１】そして、表面実装形ＩＣにおけるパッケー
ジ外形および寸法等の多種多様化の観点からは、リード
外観検査装置に対して、各種外形の小形パッケージから
大形パッケージまであらゆる種類のパッケージについて
のリードの外観検査を実現することができる汎用性が必
然的に要求されることになる。

【００１２】また、リードの多ピン化やファインピッチ
化等に伴って、表面実装形ＩＣのリード群の位置関係に
高い精度が要求されることになるため、この表面実装形
ＩＣを検査対象物とするリード外観検査装置の分野にお
いても、検査精度の向上が必然的に要求されることにな
る。

【００１３】たとえ、汎用性や検査精度の向上が実現さ
れたとしても、装置のタクトタイムや稼働効率が低下し
たのでは、リード外観検査装置の品質や性能がその分低
下したことになるため、汎用性や検査精度の向上を実現
した上で、装置タクトタイムや稼働効率を向上すること
が要求されることになる。

【００１４】本発明の第１の目的は、各種外形の小形パ
ッケージから大形パッケージまであらゆる種類のパッケ
ージにおけるリード群の位置関係を高精度かつ効率良く
自動的に測定することができるリード測定技術を提供す
ることにある。

【００１５】本発明の第２の目的は、この測定結果に基
づいてリード検査を自動的に実施することができるリー
ド検査技術を提供することにある。

【００１６】本発明の第３の目的は、汎用性や検査精度
の向上を実現した上で、装置タクトタイムや稼働効率を
向上することができるリード測定および検査技術を提供
することにある。

【００１７】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。

【００１８】

【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説明すれば、次の通り
である。

【００１９】すなわち、パッケージに複数本のリードが
突設されている半導体装置におけるそのリード群の位置
関係が検査されるリード検査装置であって、半導体装置
のリード群が撮像装置によって撮影され、この撮影によ
る画像信号が画像処理装置によって処理されることによ
り、リード群の位置関係が検査されるリード検査装置に
おいて、前記半導体装置と前記撮像装置との光学的な間
に、前記パッケージの一辺におけるリード群全体が同時
に映し出される反射光学系が介設されており、前記撮像
装置がこの反射光学系に映し出されたリード群全体につ
いての虚像の長手方向に順次送られるように構成されて
いるとともに、この送り作動に伴って、この反射光学系
に映し出されたリード群全体についての虚像を長手方向
に分割して順次撮影して行くように構成されており、前
記画像処理装置がこの撮像装置から順次送られて来る各
画像信号を順次処理して行くことにより、前記半導体装
置のリード群全体についてのリードの位置関係の測定を
実行するように構成されており、さらに、この画像処理
装置に判定装置が接続されており、この判定装置は画像
処理装置によって測定されたリード全体についてのリー
ドの位置関係に基づいてリード群の位置関係についての
良否を判定するように構成されていることを特徴とす
る。

【００２０】

【作用】前記した手段によれば、撮像装置が反射光学系
に映し出されたリード群全体についての虚像の長手方向
に順次送られるように構成されているとともに、この送
り作動に伴って、この反射光学系に映し出されたリード
群全体についての虚像を長手方向に分割して順次撮影し
て行くように構成されているため、分割数を増加するこ
とによって大形のパッケージについて全て対応すること
ができる。

【００２１】他方、撮像装置によって撮影される視野の
倍率等の能力を最小パッケージにおけるリード群の大き
さやリードピッチに対応させておくことによって、測定
精度の低下は回避することができる。したがって、リー
ドの多ピン化やファインピッチ化等にも対処することが
できる。

【００２２】さらに、撮像装置の分割撮影によって画像
処理装置に順次送信されて来る画像信号は、画像処理装
置において並行処理することができるため、装置のタク
トタイムや稼働効率を高めることができる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるリード検査装
置を示す斜視図、図２はその平面図、図３はその正面
図、図４はその側面断面図である。図５〜図１１はその
作用を説明するための各説明図である。

【００２４】本実施例において、本発明に係るリード測
定方法が実施されるリード検査装置は、表面実装形パッ
ケージを備えているＩＣ全般についてのリード外観検査
を実施し得るように構成されている。ただし、説明を理
解し易くするため、以下、表面実装形パッケージを備え
ているＩＣの一例であるクワッド・フラット・パッケー
ジを備えているＩＣ（以下、ＱＦＰ・ＩＣという。）１
におけるリード群の外観検査を実施する場合について代
表的に説明する。

【００２５】なお、ＱＦＰ・ＩＣ１は四角形の略平盤形
状に成形された樹脂封止パッケージ（以下、単に、パッ
ケージという。）２を備えており、そのパッケージ２の
４側面からアウタリード（以下、単に、リードとい
う。）３が複数本宛、周方向に一列に並べられて直角に
それぞれ突設されているとともに、各リード３がパッケ
ージ２の下面の方向に所謂ガル・ウイング形状にそれぞ
れ屈曲成形されている。そして、各リード３の下端面は
一平面に含まれるように揃えられることにより、実装基
板に半田付けされる実装面４を実質的に構成するように
なっている。

【００２６】したがって、実装時を想定した状態におい
てＱＦＰ・ＩＣ１はそのリード群の位置関係に関して次
の代表的な項目について検査されることになる。（１）相隣り合うリードの周方向の間隔（ピッチ）。（２）リード群の周方向への平行曲がり。（３）基準面（実装面）に対するリード先端の高さ
（リード先端のランドからの浮き。）。（４）リードの付け根の高さ位置（実装時における配
線基板と樹脂封止パッケージとの間隔の目安とす
る。）。なお、検査可能な検査項目としては次の項目が
ある。（５）タイバ寄り。（６）ダム切り残し。（７）レジン付着。（８）リード先端部ねじれ。（９）めっき無し。（１０）めっきはがれ、はみ出し。（１１）めっきクズ付着。（１２）異物付着。

【００２７】本実施例において、このリード検査装置１
０は長方形の略板形状に形成された機台１１を備えてお
り、この機台１１は半導体装置の製造工場の床面等に水
平に据え付けられるように構成されている。

【００２８】機台１１の略中央部には略四角形の筒形状
に形成された支柱１２が垂直方向上向きに突設されてい
る。支柱１２の上端部には検査治具１３が着脱自在に装
着されている。例えば、検査治具１３はステンレス鋼等
の導電性を有する材料が用いられて形成されており、焼
き入れ焼き戻し処理が施されることによって耐摩耗性が
向上されている。

【００２９】検査治具１３は検査対象物である表面実装
形ＩＣの規格に対応して複数種類用意されており、検査
治具１３の支柱１２に対する品種交換作業はワンタッチ
操作によって実行し得るように構成されている。以下、
説明を理解し易くするため、検査治具１３は表面実装形
ＩＣの一例であるＱＦＰ・ＩＣ１に使用される場合につ
いて説明する。

【００３０】図１等に図示されているＱＦＰ・ＩＣ１用
の検査治具１３は、ＱＦＰ・ＩＣ１のリード３の全長と
略等しい四角形の略直方体形状に形成されている。例え
ば、ＱＦＰ・ＩＣ１のリード先端間の寸法をＬ、検査治
具１３の外径をＬ₁とした場合、Ｌ₁＝Ｌ＋０．１ｍ
ｍ、程度に設定されている。この検査治具１３の上面に
は、検査対象物であるＱＦＰ・ＩＣ１を実装状態を想定
した状態で保持するための基準面１４が、その上面を精
密に平坦に加工されることにより実質的に形成されてい
る。すなわち、検査対象物であるＱＦＰ・ＩＣ１が検査
治具１３に装着された状態において、基準面１４にはＱ
ＦＰ・ＩＣ１のリード３の実装面４が当接された状態に
なる。

【００３１】この検査治具１３の基準面１４上には四角
形の枠形状に形成されたガイド１５が同心的に配され
て、垂直方向上向きに突設されている。ガイド１５の内
径はＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の外径と略等しい四
角形の枠形状に形成されている。すなわち、ガイド１５
の内径は、検査治具１３に検査対象物であるＱＦＰ・Ｉ
Ｃ１が装着されて、そのパッケージ２がガイド１５内に
嵌入された状態になることにより、パッケージ２を位置
決めし得るように構成されている。

【００３２】また、このガイド１５の高さは、検査対象
物であるＱＦＰ・ＩＣ１におけるリード３の実装面４か
ら水平基端部５の下端面までの高さよりも低くなるよう
に設定されている。すなわち、ガイド１５の高さは、検
査治具１３に検査対象物であるＱＦＰ・ＩＣ１が装着さ
れて、そのパッケージ２がガイド１５の内径によって位
置決めされた状態において、リード３に干渉しないよう
に設定されており、これによって、基準面１４のリード
３の実装面４との当接が確保されるようになっている。

【００３３】また、ガイド１５は、後述する撮像装置に
よるリード群の撮影に際して、ＱＦＰ・ＩＣ１のパッケ
ージ２における他の辺に並んだリード３群が写り込むの
を防止する遮蔽壁の役目を果たすようになっている。

【００３４】ガイド１５の外周面には黒色面１６が黒色
系の艶消し塗装の処理が施されることによって形成され
ている。後述する撮像装置によるリード群の撮影に際し
て、この黒色面１６によってリード３のめっき色との間
に濃淡差が構成されることになるため、リード３の画像
を明瞭に認識することが可能になる。

【００３５】検査治具１３の外周面には、光学系の倍率
の確認、測定および調整等を実施するためのキャリブレ
ーションマークとしてのリードピッチ方向のキャリブレ
ーション溝（以下、第１キャリブレーション溝とい
う。）１７およびリード平坦度方向のキャリブレーショ
ン溝（以下、第２キャリブレーション溝という。）１８
がそれぞれ刻設されている。そして、各キャリブレーシ
ョン溝１７および１８は溝内の色が、黒色に着色されて
いる。検査治具１３の外面は精密に研磨されることによ
って銀色になっているため、各キャリブレーション溝１
７および１８は、溝内の黒色と検査治具１３との濃淡差
によって、検査治具１３の外面と確実に識別し得るよう
になっている。

【００３６】第１キャリブレーション溝１７は３本が一
群となって、検査治具１３の各コーナー部にそれぞれ配
置されている。３本の第１キャリブレーション溝１７
は、検査治具１３の各コーナー部外周面における上端縁
辺である基準面１４に接するエッジに、その基準面１４
と直角に延在するように、かつ、等しいピッチをもって
互いに平行に整列されてそれぞれ刻設されている。そし
て、隣合う第１キャリブレーション溝１７と１７とのピ
ッチ幅Ｐは、例えば、１．０〜２．０ｍｍ程度の予め測
定された正確な寸法に設定されている。そして、この第
１キャリブレーション溝１７のピッチＰの寸法は後記す
る判定装置によって測定され表示される。

【００３７】また、第２キャリブレーション溝１８は３
本が一群となって、検査治具１３の各側壁にそれぞれ配
置されている。３本の第２キャリブレーション溝１８
は、検査治具１３の各側壁の外面における上端縁辺であ
る基準面１４に接するエッジ付近に、その基準面１４と
正確に平行に延在するように、かつ、等しいピッチをも
って互いに平行に整列されてそれぞれ刻設されている。
そして、隣合う第２キャリブレーション溝１８と１８と
のピッチ幅は、例えば、１．０〜２．０ｍｍ程度の予め
測定された寸法に設定されている。

【００３８】支柱１２には被検査物受け渡し装置２０が
設備されている。この受け渡し装置２０は吸着ノズル２
１を備えており、吸着ノズル２１は四角形筒形状の支柱
１２における筒中空部内に同心的に配されて上下動自在
に挿通されている。吸着ノズル２１は上下動装置として
のエアシリンダ装置２２によって上下駆動されるように
構成されている。

【００３９】また、吸着ノズル２１には負圧供給路２３
が流体的に接続されており、負圧供給路２３は真空ポン
プ等の負圧供給装置（図示せず）に流体的に接続されて
いる。したがって、吸着ノズル２１はその上端開口にお
いてＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２を真空吸着保持し得
るように構成されている。

【００４０】さらに、検査治具１３には吸着ノズル挿通
孔２７が四角形筒形状の支柱１２と同心的に配されて垂
直方向に開設されており、この挿通孔２７には支柱１２
の筒中空部に上下動自在に挿通された吸着ノズル２１が
ボールスプライン２４を介して挿通されている。すなわ
ち、検査治具１３の挿通孔２７にはボールスプライン２
４が軸心合わせされて嵌入され、ボルト２５によって締
結されており、このボールスプライン２４のインナーレ
ース（図示せず）には吸着ノズル２１が、回り止めされ
た状態で上下動自在に挿通されている。

【００４１】そして、検査治具１３は支柱１２に着脱自
在に装着されるように構成されているとともに、吸着ノ
ズル２１はカプラ２６を介してエアシリンダ装置２２お
よび負圧供給路２３に着脱自在に装着されるように構成
されている。すなわち、検査治具１３、吸着ノズル２１
およびボールスプライン２４のユニットは支柱１２、エ
アシリンダ装置２２および負圧供給路２３に対して着脱
自在に連結されるようになっている。このユニットが検
査対象物である表面実装形ＩＣの品種毎にそれぞれ準備
されることにより、あらゆる品種に対応することができ
るとともに、検査治具１３の交換作業がワンタッチ操作
にて実行することができる。

【００４２】機台１１の上には焦点合わせ装置３０が設
備されており、この焦点合わせ装置３０は後記する撮像
装置を前記検査治具１３上に装着されたＱＦＰ・ＩＣ１
に対して相対的に移動させることにより撮像装置の焦点
を合わせるように構成されている。すなわち、焦点合わ
せ装置３０はガイドレール３１を備えており、このガイ
ドレール３１は機台１１上における一方の長辺の端部側
（以下、後端部側とする。）に、長辺と平行方向（以
下、左右方向とする。）に延在するように水平に敷設さ
れている。

【００４３】また、機台１１上の前側端部には左右送り
ねじ軸３２がガイドレール３１と平行に配されて回転自
在に支承されている。左右送りねじ軸３２にはその左右
の両端部に互いに逆向きの左ねじ部および右ねじ部がそ
れぞれ刻設されている。左右送りねじ軸３２は回転駆動
装置としてのロータリーシリンダ装置３３によって、例
えば、５度の制御範囲内で正逆方向に回転駆動されるよ
うに構成されている。

【００４４】さらに、機台１１上には左側左右方向移動
台３４Ａおよび右側左右方向移動台３４Ｂが左右に配設
されており、左側左右方向移動台３４Ａおよび右側左右
方向移動台３４Ｂはガイドレール３１および左右送りね
じ軸３２に左右方向に進退自在にそれぞれ跨設されてい
る。左側左右方向移動台３４Ａは左右送りねじ軸３２の
左ねじ部に進退自在に螺合されており、左右送りねじ軸
３２の正逆回転に伴って左右方向に進退するように構成
されている。また、右側左右方向移動台３４Ｂは左右送
りねじ軸３２の右ねじ部に進退自在に螺合されており、
左右送りねじ軸３２の正逆回転に伴って左右方向に進退
するように構成されている。

【００４５】そして、左側左右方向移動台３４Ａおよび
右側左右方向移動台３４Ｂの上に後記する反射光学系お
よび撮像装置がそれぞれ設備されており、この左側左右
方向移動台３４Ａおよび右側左右方向移動台３４Ｂが左
右送りねじ軸３２の正逆回転に伴って左右方向にそれぞ
れ進退移動されることにより、各撮像装置の焦点距離が
変更調整されてその焦点合わせが実行されるようになっ
ている。

【００４６】左側左右方向移動台３４Ａおよび右側左右
方向移動台３４Ｂの上には、左側反射光学系装置４０Ａ
および右側反射光学系装置４０Ｂがそれぞれ設備されて
いる。左側反射光学系装置４０Ａおよび右側反射光学系
装置４０Ｂは同一構造に構成されて、左右対称形状に配
置されているので、理解し易くするために、まず、左側
反射光学系装置４０Ａについて説明し、続いて、右側反
射光学系装置４０Ｂについて説明する。

【００４７】左側反射光学系装置４０Ａは左側鏡筒４２
Ａを支持するための左側支持枠４１Ａを備えており、左
側支持枠４１Ａは左側左右方向移動台３４Ａに垂直方向
上向きに据え付けられている。左側鏡筒４２Ａは両端面
がそれぞれ閉塞された四角形の筒形状に形成されてお
り、その筒心方向が検査治具１３の基準面１４と平行に
なるように前後方向が長い横向きの水平に配されて左側
支持枠４１Ａの上端に据え付けられて支持されている。

【００４８】左側鏡筒４２Ａの検査治具１３と対向する
筒壁には絞り孔４３Ａが鏡筒内外を連通するように開設
されている。この絞り孔４３Ａは前後方向に細長く形成
されており、検査治具１３の基準面１４に対向されて水
平に敷設されている。絞り孔４３Ａは検査治具１３に載
置されたＱＦＰ・ＩＣ１からの光を充分に絞って、後記
する撮像装置に導くように構成されている。

【００４９】左側鏡筒４２Ａの下側筒壁にはガイド孔４
４Ａが鏡筒内外を挿通するように開設されている。この
ガイド孔４４Ａは前後方向に細長く形成されており、左
側鏡筒４２Ａの筒長さの略全長にわたって開設されてい
る。また、このガイド孔４４Ａの幅は、後記する撮像装
置の支持筒が摺動自在に挿通し得る寸法に形成されてい
る。

【００５０】左側鏡筒４２Ａの筒内には、反射光学系と
してのプリズム４５Ａが筒心と平行に配されて架設され
ている。このプリズム４５Ａは左側鏡筒４２Ａの略全長
にわたって架設されており、左側鏡筒４２Ａ内に絞り孔
４３Ａから入射した光を垂直方向下向きに反射するよう
に構成されている。そして、このプリズム４５Ａによっ
て反射された光が後記する撮像装置に取り込まれるよう
になっている。

【００５１】左側鏡筒４２Ａの筒外には上側照明装置４
６Ａおよび下側照明装置４７Ａが、上下位置において筒
心と平行に配されてそれぞれ架設されている。例えば、
上下の照明装置４６Ａおよび４７Ａは直管蛍光灯等が使
用されて構成されており、検査治具１３の基準面１４お
よびこれに装着されたＱＦＰ・ＩＣ１を前後方向に均等
に照明し得るように構成されている。

【００５２】他方、右側反射光学系装置４０Ｂは右側鏡
筒４２Ｂを支持するための右側支持枠４１Ｂを備えてお
り、右側支持枠４１Ｂは右側左右方向移動台３４Ｂに垂
直方向上向きに据え付けられている。右側鏡筒４２Ｂは
両端面がそれぞれ閉塞された四角形の筒形状に形成され
ており、その筒心方向が検査治具１３の基準面１４と平
行になるように前後方向が長い横向きの水平に配されて
右側支持枠４１Ｂの上端に据え付けられて支持されてい
る。

【００５３】右側鏡筒４２Ｂの検査治具１３と対向する
筒壁には絞り孔４３Ｂが鏡筒内外を連通するように開設
されている。この絞り孔４３Ｂは前後方向に細長く形成
されており、検査治具１３の基準面１４に対向されて水
平に敷設されている。絞り孔４３Ｂは検査治具１３に載
置されたＱＦＰ・ＩＣ１からの光を充分に絞って、後記
する撮像装置に導くように構成されている。

【００５４】右側鏡筒４２Ｂの下側筒壁にはガイド孔４
４Ｂが鏡筒内外を挿通するように開設されている。この
ガイド孔４４Ｂは前後方向に細長く形成されており、右
側鏡筒４２Ｂの筒長さの略全長にわたって開設されてい
る。また、このガイド孔４４Ｂの幅は、後記する撮像装
置の支持筒が摺動自在に挿通し得る寸法に形成されてい
る。

【００５５】右側鏡筒４２Ｂの筒内には、反射光学系と
してのプリズム４５Ｂが筒心と平行に配されて架設され
ている。このプリズム４５Ｂは右側鏡筒４２Ｂの略全長
にわたって架設されており、右側鏡筒４２Ｂ内に絞り孔
４３Ｂから入射した光を垂直方向下向きに反射するよう
に構成されている。そして、このプリズム４５Ｂによっ
て反射された光が後記する撮像装置に取り込まれるよう
になっている。

【００５６】右側鏡筒４２Ｂの筒外には上側照明装置４
６Ｂおよび下側照明装置４７Ｂが、上下位置において筒
心と平行に配されてそれぞれ架設されている。例えば、
上下の照明装置４６Ｂおよび４７Ｂは直管蛍光灯等が使
用されて構成されており、検査治具１３の基準面１４お
よびこれに装着されたＱＦＰ・ＩＣ１を前後方向に均等
に照明し得るように構成されている。

【００５７】また、左側左右方向移動台３４Ａおよび右
側左右方向移動台３４Ｂの上には、左側撮像系５０Ａお
よび右側撮像系５０Ｂがそれぞれ設備されている。左側
撮像系５０Ａおよび右側撮像系５０Ｂは同一構造に構成
されて、左右対称形状に配置されているので、理解し易
くするために、まず、左側撮像系５０Ａについて説明
し、続いて、右側最像系５０Ｂについて説明する。

【００５８】左側撮像系５０Ａはガイドレール５１Ａを
備えており、ガイドレール５１Ａは左側左右方向移動台
３４Ａ上の左端部側に前後方向に延在するように水平に
敷設されている。左側左右方向移動台３４Ａのガイドレ
ール５１Ａの右隣には送りねじ軸５２Ａがガイドレール
５１Ａと平行に配されて回転自在に支承されている。こ
の送りねじ軸５２Ａは電動サーボモーター等の回転駆動
装置５３Ａによって正逆方向に回転駆動されるように構
成されている。

【００５９】左側左右方向移動台３４Ａには左側前後方
向移動台５４Ａが配設されており、左側前後方向移動台
５４Ａはガイドレール５１Ａおよび送りねじ軸５２Ａに
前後方向に進退自在に跨設されている。左側前後方向移
動台５４Ａは送りねじ軸５２Ａのねじ部に進退自在に螺
合されており、送りねじ軸５２Ａの正逆回転に伴って前
後方向に進退するように構成されている。

【００６０】左側前後方向移動台５４Ａには撮像装置支
持筒５６Ａが垂直方向上向きに配されて、取付ブラケッ
ト５５Ａを介して据え付けられている。この支持筒５６
Ａの上端部は左側左右方向移動台３４Ａに設備された左
側鏡筒４３Ａのガイド孔４４Ａに下方から挿入されて、
前後方向に摺動自在に案内されるようになっている。

【００６１】この支持筒５６Ａ内の上端部にはズームレ
ンズ装置５７Ａが設備されており、このズームレンズ装
置のズーム調整つまみ５８Ａは支持筒５６Ａの外部から
操作し得るように露出されている。そして、このズーム
調整つまみ５８Ａの回転操作によってズームレンズ装置
５７Ａの倍率が調整し得るようになっている。

【００６２】支持筒５６Ａ内の下端には撮像装置として
のテレビ・カメラ５９Ａが垂直方向上向きに据え付けら
れており、テレビ・カメラ５９Ａはズームレンズ装置５
７Ａ、プリズム４５Ａ、絞り孔４３Ａを通して検査治具
１３およびＱＦＰ・ＩＣ１を撮影するように構成されて
いる。

【００６３】テレビ・カメラ５９Ａには画像処理装置６
０Ａが接続されており、この画像処理装置６０Ａに撮影
した画像信号を送信するようになっている。この画像処
理装置６０Ａは送信されて来た画像信号を処理すること
により、リード３群の位置関係を認識するように構成さ
れている。

【００６４】また、画像処理装置６０Ａには判定装置６
１Ａが接続されており、この判定装置６１Ａに認識した
リード３群の位置関係を送信するようになっている。こ
の判定装置６１Ａは送信されて来たリード３群の位置関
係と、予め、設定されている設定値とを比較することに
より、リード３群の位置関係の良否を判定するように構
成されている。

【００６５】他方、右側撮像系５０Ｂはガイドレール５
１Ｂを備えており、このガイドレール５１Ｂは右側左右
方向移動台３４Ｂ上の右端部側に前後方向に延在するよ
うに水平に敷設されている。右側左右方向移動台３４Ｂ
のガイドレール５１Ｂの左隣には送りねじ軸５２Ｂがガ
イドレール５１Ｂと平行に配されて回転自在に支承され
ている。この送りねじ軸５２Ｂは電動サーボモーター等
の回転駆動装置５３Ｂによって正逆方向に回転駆動され
るように構成されている。

【００６６】右側左右方向移動台３４Ｂには右側前後方
向移動台５４Ｂが配設されており、右側前後方向移動台
５４Ｂはガイドレール５１Ｂおよび送りねじ軸５２Ｂに
前後方向に進退自在に跨設されている。右側前後方向移
動台５４Ｂは送りねじ軸５２Ｂのねじ部に進退自在に螺
合されており、送りねじ軸５２Ｂの正逆回転に伴って前
後方向に進退するように構成されている。

【００６７】右側前後方向移動台５４Ｂには撮像装置支
持筒５６Ｂが垂直方向上向きに配されて、取付ブラケッ
ト５５Ｂを介して据え付けられている。この支持筒５６
Ｂの上端部は右側左右方向移動台３４Ｂに設備された右
側鏡筒４３Ｂのガイド孔４４Ｂに下方から挿入されて、
前後方向に摺動自在に案内されるようになっている。

【００６８】この支持筒５６Ｂ内の上端部にはズームレ
ンズ装置５７Ｂが設備されており、このズームレンズ装
置のズーム調整つまみ５８Ｂは支持筒５６Ｂの外部から
操作し得るように露出されている。そして、このズーム
調整つまみ５８Ｂの回転操作によってズームレンズ装置
５７Ｂの倍率が調整し得るようになっている。

【００６９】支持筒５６Ｂ内の下端には撮像装置として
のテレビ・カメラ５９Ｂが垂直方向上向きに据え付けら
れており、テレビ・カメラ５９Ｂはズームレンズ装置５
７Ｂ、プリズム４５Ｂ、絞り孔４３Ｂを通して検査治具
１３およびＱＦＰ・ＩＣ１を撮影するように構成されて
いる。

【００７０】テレビ・カメラ５９Ｂには画像処理装置６
０Ｂが接続されており、この画像処理装置６０Ｂに撮影
した画像信号を送信するようになっている。この画像処
理装置６０Ｂは送信されて来た画像信号を処理すること
により、リード３群の位置関係を認識するように構成さ
れている。

【００７１】また、画像処理装置６０Ｂには判定装置６
１Ｂが接続されており、この判定装置６１Ｂに認識した
リード３群の位置関係を送信するようになっている。こ
の判定装置６１Ｂは送信されて来たリード３群の位置関
係と、予め、設定されている設定値とを比較することに
より、リード３群の位置関係の良否を判定するように構
成されている。

【００７２】なお、受け渡し装置、焦点合わせ装置、反
射光学系および撮像系等は、後述するハンドラ（図示せ
ず）等とともに、このリード検査装置を統括するコント
ローラ（図示せず）によって全体的に制御されるように
構成されている。この統括コントローラはマイクロコン
ピュータまたはパーソナルコンピュータ等が用いられて
構築されている。

【００７３】次に、前記構成に係る表面実装形ＩＣのリ
ード検査装置１０の作用を説明することにより、本発明
の一実施例である表面実装形ＩＣのリード測定方法およ
び検査方法を説明する。

【００７４】予め、検査対象物である半導体装置に対応
した検査治具１３が支柱１２の上端部にワンタッチ操作
にて装着される。ここでは、図１等に示されているＱＦ
Ｐ・ＩＣ１のパッケージ２に対応した略四角形の検査治
具１３が支柱１２の上端部に装着されることになる。

【００７５】検査治具１３が支柱１２に装着されると、
反射光学系４０Ａおよび４０Ｂ、撮像系５０Ａおよび５
０Ｂの倍率等がキャリブレーションされる。このキャリ
ブレーション作業は、検査治具１３に刻設されている第
１キャリブレーション溝１７群および第２キャリブレー
ション溝１８群が使用されることによって、実行される
ことになる。このキャリブレーション作業に際して、各
照明装置によって検査治具１３が照明される。

【００７６】すなわち、後述するリード３群に対する測
定方法と同様にして、第１キャリブレーション溝１７群
の画像がテレビ・カメラ５９Ａおよび５９Ｂによって撮
影され、その画像信号に基づいて、隣合う第１キャリブ
レーション溝１７と１７とのピッチＰの値が測定される
（図６参照）。そして、この測定された実際のピッチ寸
法と予め登録されている基準のピッチ寸法とが、判定装
置６１Ａおよび６１Ｂによって比較され、一致している
場合には「良」の判定が出される。

【００７７】続いて、第２キャリブレーション溝１８群
の画像がテレビ・カメラ５９Ａおよび５９Ｂによって撮
影され、その画像信号に基づいて、第２キャリブレーシ
ョン１８の水平度および隣合う第２キャリブレーション
溝１８と１８との平行度が測定される（図５および図６
参照）。そして、実際に測定された第２キャリブレーシ
ョン溝１８が水平で、かつ、平行である場合には、判定
装置６１Ａおよび６１Ｂによって「良」の判定が出され
る。

【００７８】さらに、検査対象になる表面実装形ＩＣの
品種毎、および、各品種に対応して準備された検査治具
１３毎に対応して第１キャリブレーション溝１７群と第
２キャリブレーション１８群との基準値が組み合わされ
ることにより、それら品種が識別し得るようになってい
る場合には、判定装置６１Ａおよび６１Ｂによって第１
キャリブレーション溝１７群と第２キャリブレーション
１８群との測定値が、予め登録されている組み合わせと
照合され、これから検査すべき品種が確認されるととも
に、その品種に対応した検査治具１３が支柱１２にセッ
トされたか否かが確認される。

【００７９】なお、品種各等を表示するためには、図５
および図６に示されているように、数字や文字等から成
るキャリブレーションマーク１９を付設してもよい。

【００８０】その後、検査対象物であるＱＦＰ・ＩＣ１
は検査治具１３に、そのパッケージ２がガイド１５の枠
内に嵌入されるように装着される（図５参照）。ＱＦＰ
・ＩＣ１は検査治具１３に装着されると、パッケージ２
がガイド１５によって位置決めされた状態になるととも
に、リード３群の実装面４が検査治具１３の基準面１４
に当接された状態になる。そして、このＱＦＰ・ＩＣ１
の検査治具１３における装着状態は、このＱＦＰ・ＩＣ
１が実装基板に実際に実装された状態と均等な状態であ
る。

【００８１】このＱＦＰ・ＩＣ１の検査治具１３への装
着作業に際して、ＱＦＰ・ＩＣ１は真空吸着ヘッド（図
示せず）によって真空吸着保持された状態で、ハンドラ
（図示せず）によって検査治具１３の真上に搬送され、
ガイド１５に整合される。ＱＦＰ・ＩＣ１が真上に位置
されると、吸着ノズル２１が上昇され、ＱＦＰ・ＩＣ１
のパッケージ２の下面が真空吸着保持される。ＱＦＰ・
ＩＣ１を真空吸着保持すると、吸着ノズル２１は下降さ
れ、ＱＦＰ・ＩＣ１がガイド１５の枠内に嵌入されるこ
とになる。

【００８２】このように、吸着ノズル２１がパッケージ
２の下面を支持するようにしてＱＦＰ・ＩＣ１の受け渡
し作業が実行されるため、ＱＦＰ・ＩＣ１の検査治具１
３への装着作業に際して、リード３群が損傷されるのは
防止されることになる。

【００８３】一方、これから検査すべきＱＦＰ・ＩＣ１
の品種名等が、リード検査装置を統括的に制御するコン
トローラに入力されると、コントローラは左右の焦点合
わせ装置３０Ａおよび３０Ｂを制御することにより、こ
れから検査すべきＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の大き
さに対応した焦点合わせ作業を次のように実行する。こ
こで、左右の焦点合わせ装置３０Ａおよび３０Ｂは同一
構造に構成されているので、説明の便宜上、左側焦点合
わせ装置３０Ａについて代表的に説明する。

【００８４】コントローラは入力された品種名等からこ
れから検査すべきＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の大き
さに対応した焦点距離を割り出し、その焦点距離に対応
して、焦点合わせ装置３０Ａの回転駆動装置３３Ａを制
御する。

【００８５】コントローラに制御されて回転駆動装置３
３Ａが回転されると、左右送りねじ軸３２Ａが所定の方
向に回転駆動される。この左右送りねじ軸３２Ａの回転
によって、この左右送りねじ軸３２Ａに進退自在に螺合
されている左側左右方向移動台３４Ａが左方向または右
方向に所定量だけ移動される。

【００８６】この左側左右方向移動台３４Ａの移動によ
って、この左側左右方向移動台３４Ａの上に設備された
反射光学系４０Ａおよび撮像系５０Ａが一体移動するた
め、反射光学系４０Ａと検査治具１３との間の距離が変
更調整される。その結果、撮像系５０Ａと検査治具１３
との距離が変更調整されることになるため、この撮像系
５０Ａの検査治具１３およびこれにセットされるＱＦＰ
・ＩＣ１との焦点距離が変更調整されて焦点合わせが確
保された状態になる。

【００８７】また、焦点合わせ作業による左側左右方向
移動台３４Ａの左右方向の移動に伴って、この左側左右
方向移動台３４Ａに設備された上側照明装置４６Ａおよ
び下側照明装置４７Ａも一体移動されるため、検査治具
１３これにセットされるＱＦＰ・ＩＣ１はこれら上側照
明装置４６Ａおよび下側照明装置４７Ａによって、品種
に対応した良好な照度で、かつ、均一に照明される状態
になる。

【００８８】以上のようにして、焦点合わせおよび適正
な照明が確保され、また、検査治具１３にＱＦＰ・ＩＣ
１がセットされると、反射光学系４０Ａおよび４０Ｂに
検査治具１３およびＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の左
右の側面がそれぞれ映し出される。ここで、左右の反射
光学系４０Ａおよび４０Ｂは同一構造に構成されている
ので、説明の便宜上、左側反射光学系４０Ａについて代
表的に説明する。

【００８９】すなわち、上側照明装置４６Ａおよび下側
照明装置４７Ａの照明光は検査治具１３およびＱＦＰ・
ＩＣ１のリード３群において反射し、支持枠４１Ａの上
端に支持された鏡筒４２Ａ内に、この鏡筒４２Ａの検査
治具１３との対向面に開設された絞り孔４３Ａから入射
する。このとき、絞り孔４３Ａにおいて、入射光が充分
絞られるため、入射光の光度は相対的に充分高められ
る。

【００９０】鏡筒４２Ａ内に入射した光はプリズム４５
Ａで反射して、プリズム４５Ａに検査治具１３およびＱ
ＦＰ・ＩＣ１のリード３群の虚像を映し出す。このと
き、絞り孔４３Ａおよびプリズム４５Ａが検査治具１３
の全長をカバーするように形成されているため、この虚
像は検査治具１３の全長に対応することになる。なお、
絞り孔４３Ａとプリズム４５Ａは上下方向については、
充分に余裕を確保し得るように形成されている。

【００９１】一方、これから検査すべきＱＦＰ・ＩＣ１
の品種名等がコントローラに入力されると、コントロー
ラは左右の撮像系５０Ａおよび５０Ｂを制御することに
より、これから検査すべきＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ
２の大きさに対応した分割撮影作業およびこれに続くリ
ード測定作業並びにリード検査作業を次のように実行す
る。ここで、左右の撮像系５０Ａおよび５０Ｂは同一構
造に構成されているので、説明の便宜上、左側撮像系５
０Ａについて代表的に説明する。

【００９２】コントローラは入力された品種名等からこ
れから検査すべきＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の大き
さに対応した分割数および分割境界位置を割り出し、そ
の境界位置に対応して、撮像系５０Ａの回転駆動装置５
３Ａを制御する。

【００９３】コントローラに制御されて撮像系５０Ａの
回転駆動装置５３Ａが回転されると、送りねじ軸５２Ａ
が所定の方向に回転駆動される。この送りねじ軸５２Ａ
の回転によって、この送りねじ軸５２Ａに進退自在に螺
合されている左側前後方向移動台５４Ａがガイドレール
５１Ａに沿って前方向または後方向に所定量だけ移動さ
れる。

【００９４】この左側前後方向移動台５４Ａの移動によ
って、左側前後方向移動台５４Ａにブラケット５５Ａを
介して支持された撮像系５０Ａの支持筒５６Ａが一体移
動するため、支持筒５６Ａに設備されたズームレンズ装
置５７Ａおよびテレビ・カメラ５９Ａがコントローラに
よって指定された位置、例えば、第１視野撮影位置まで
移動する。この際、反射光学系４０Ａは左側左右方向移
動台３４Ａの上に固定的に架設されているので、移動し
ない。支持筒５６Ａは反射光学系４０Ａの鏡筒４２Ａに
開設されたガイド孔４４Ａに沿って反射光学系４０Ａに
対して移動することになる。

【００９５】この第１視野撮影位置において、テレビ・
カメラ５９Ａはコントローラの指令によって第１視野の
撮影作業を実施する（図７および図８参照）。このと
き、反射光学系４０Ａのプリズム４５Ａには検査治具１
３およびＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の虚像が全長に
わたって映し出されているため、テレビ・カメラ５９Ａ
はその虚像のうち第１視野に含まれた領域を分割撮影す
ることになる。そして、この第１視野の撮影作業によっ
て撮影された画像信号に基づいて、後述するように、リ
ード測定作業および検査作業が実行される。

【００９６】なお、倍率の調整はズーム調整つまみ５８
Ａが操作されることにより、実行される。

【００９７】第１視野撮影位置での撮影が終了すると、
再び、コントローラに制御されて撮像系５０Ａの回転駆
動装置５３Ａが回転され、前述と同様の作動によって、
支持筒５６Ａに設備されたズームレンズ装置５８Ａおよ
びテレビ・カメラ５９Ａがコントローラによって次に指
定された位置、例えば、第２視野撮影位置まで移動する
（図７および図８参照）。

【００９８】この第２視野撮影位置において、テレビ・
カメラ５９Ａはコントローラの指令によって第２視野の
撮影作業を実施する。この第２視野の撮影作業において
は、第１視野に続く検査治具１３およびＱＦＰ・ＩＣ１
のパッケージ２の虚像が撮影されることになるが、分割
撮影による撮影し残し領域が生ずるのを防止するため
に、第１視野および第２視野が小範囲について重複して
設定される。

【００９９】第２視野撮影位置での撮影が終了すると、
再び、コントローラに制御されて撮像系５０Ａの回転駆
動装置５３Ａが回転され、前述と同様の作動によって、
支持筒５６Ａに設備されたズームレンズ装置５８Ａおよ
びテレビ・カメラ５９Ａがコントローラによって次に指
定された位置、例えば、第３視野撮影位置まで移動する
（図７および図８参照）。

【０１００】この第３視野撮影位置において、テレビ・
カメラ５９Ａはコントローラの指令によって第３視野の
撮影作業を実施する。この第３視野の撮影作業において
も、第２視野に続く検査治具１３およびＱＦＰ・ＩＣ１
のパッケージ２の虚像が撮影されることになるが、分割
撮影による撮影し残し領域が生ずるのを防止するため
に、第２視野および第３視野が小範囲について重複して
設定される。

【０１０１】所定数回の分割撮影が終了し、検査治具１
３およびＱＦＰ・ＩＣ１のパッケージ２の虚像の全長に
ついての撮影が完了すると、コントローラに制御されて
撮像系５０Ａの回転駆動装置５３Ａが前記と逆の方向に
回転され、送りねじ軸５２Ａが前記と逆の方向に回転駆
動される。この送りねじ軸５２Ａの回転によって、この
送りねじ軸５２Ａに進退自在に螺合されている左側前後
方向移動台５４Ａがガイドレール５１Ａに沿って前記と
逆の方向に所定量だけ移動され、この左側前後方向移動
台５４Ａの移動によって、撮像系５０Ａの支持筒５６Ａ
に設備されたズームレンズ装置５８Ａおよびテレビ・カ
メラ５９Ａがコントローラによって指定された位置、例
えば、第１視野撮影位置まで復帰移動される。この復帰
移動によって、撮像系５０Ａは次の分割撮影作業に対し
て待機することができる。

【０１０２】次に、リード測定作業およびそれに続くリ
ード検査作業について、第１視野の画像信号を代表にし
て簡単に説明する。

【０１０３】テレビ・カメラ５９Ａの第１視野に対する
画像信号は、画像処理装置６０Ａに送信される（図７参
照）。画像処理装置６０Ａにおいて所定の信号処理が実
行される。また、所望に応じて、当該第１視野における
検査治具１３およびリード３群の画像がモニタ６２にモ
ニタリングされる（図８参照）。

【０１０４】そして、画像処理装置６０Ａにおいて、ま
ず、隣合うリード３、３間のピッチＰに関する寸法、Ｐ
₁、Ｐ₂・・・Ｐｎが、図９に示されているような処理
により求められる。

【０１０５】すなわち、図９（ａ）に示されているよう
に、カメラ５９Ａからの画像信号のうち、リード３につ
いての画像信号において、特定の水平走査線信号ＳＸが
抽出される。。

【０１０６】次いで、図９（ｂ）に示されているよう
に、この水平走査線信号ＳＸについて明るさレベル信号
の形成処理が実行される。この際、検査治具１３のガイ
ド１５の外周面には黒色面１６が形成されているため、
リード３のめっき色と、その背景になるガイド１５の黒
色面１６とが濃淡差が高くなっているため、明るさレベ
ル信号の形成処理が正確に実行されることになる

【０１０７】続いて、明暗変化点の検出処理が実行さ
れ、図９（ｃ）に示されているように、明暗変化点信号
（ｃ）が作成される。そして、各リード３の中心に対応
する中心位置Ｘ₁、Ｘ₂・・・Ｘｎが明暗変化点間の中
心位置を求めることにより、それぞれ測定される。この
各リード３の中心位置Ｘ₁、Ｘ₂・・・Ｘｎの距離が各
リード３と３との間のピッチＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐｎにな
る。

【０１０８】なお、このリード３の中心位置の測定に際
して、まず、リード３の左右のエッジ位置が信号処理に
より求められる。すなわち、図９（ｂ）に示されている
各リード３の明るさレベル信号Ｂ₁、Ｂ₂、Ｂ₃・・・
について微分処理が実施されて明暗変化点信号（ｃ）が
作成される。

【０１０９】以上のようにして、各リード３間のピッチ
Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_nが測定された後、判定装置６１Ａ
においては、画像処理装置６０Ａからのピッチに関する
実測定値Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐｎと、設定部（図示せず）
から送信されて来る設定値Ｐｏとの差を逐時求め、その
差の大きさが許容値の範囲に入っているか否かを逐時照
合することにより、各リード３間のピッチＰ₁、Ｐ₂・
・・Ｐｎが適正か否かをそれぞれ判定する。

【０１１０】すなわち、Ｐｎ−Ｐｏ、の差値が許容値の
範囲以内である時には「良」と、Ｐｎ−Ｐｏ、の差値が
許容値の範囲外である時には「不良」と判定される。こ
こで、設定値Ｐｏおよび許容値は、検査対象物であるＱ
ＦＰ・ＩＣ１の規格寸法に基づき設定部に予め設定され
ている。

【０１１１】その判定結果は必要に応じて外部機器に出
力される。このとき、不良の箇所のリード、およびその
誤差値を特定して指示することが望ましい。なぜなら
ば、不良が同一箇所で繰り返し出力される場合等におい
て、不良発生原因の発見作業を迅速化させることができ
る。

【０１１２】ところで、図１０（ａ）に示されているよ
うに、リード３が全て一方向に平行に曲がっている場合
には、前記ピッチの測定に基づく良不良の判定検査方法
によっては不良と判定することができない。すなわち、
このような場合には、前記ピッチの測定に基づく検査方
法では、検査不能である。

【０１１３】そこで、本実施例においては、図１０に示
されているように、リード３群に対して上下の水平走査
線信号ＳＸｕとＳＸｄとに基づいて、次の信号処理が実
施される。

【０１１４】上側の水平走査線信号ＳＸｕに基づいて、
図１０（ｂ）に示されている明るさレベル信号が形成さ
れる。また、上側走査線から距離ΔＹだけ離れた下側の
水平走査線信号ＳＸｄに基づいて、図１０（ｃ）に示さ
れている明るさレベル信号が形成される。

【０１１５】続いて、詳細な説明は省略するが、図９に
ついて説明した処理により、図１０（ｂ）に示されてい
る信号に基づいて各リード３の上半分における中心位置
Ｘｕ₁、Ｘｕ₂・・・Ｘｕｎが測定される。また、図１
０（ｃ）に示されている信号に基づいて、各リード３の
下半分における中心位置Ｘｄ₁、Ｘｄ₂・・・Ｘｄｎが
測定される。

【０１１６】次いで、各リード３の上半分における中心
位置Ｘｕ₁、Ｘｕ₂・・・Ｘｕｎと、下半分における中
心位置Ｘｄ₁、Ｘｄ₂・・・Ｘｄｎとの差の平均値Ｑが
次式により求められる。Ｑ＝〔（Ｘｕ₁−Ｘｄ₁）＋（Ｘｕ₂−Ｘｄ₂）・・・
＋（Ｘｕｎ−Ｘｄｎ）〕／Ｎ・・・（１）

【０１１７】さらに、この平均値にＱより、リード３群
の平行曲がりの傾斜角度θのｔａｎが次式（２）により
求められる。ｔａｎθ＝Ｑ／ΔＹ・・・（２）

【０１１８】次いで、判定装置６１Ａにおいては、この
ようにして求められた傾斜角度に関するｔａｎθの値
と、設定部から送信されて来る設定値ｔａｎθ₀との差
を求め、その差の大きさが許容値に範囲に入っているか
否かを照合することにより、リード３群に平行曲がりが
あるか否かを判定する。

【０１１９】次に、リード３の平坦度についての判定
を、図１１を参照にして説明する。

【０１２０】今、（ａ）に示されている第１リード３Ｂ
の垂直方向走査線信号Ｚｂの明るさレベル信号は、
（ｂ）に示されている通りになり、隣の第２リード３Ｄ
の垂直方向走査線信号Ｚｄの明るさレベル信号は、
（ｄ）に示されている通りになったものとする。これに
対して、リード３がない背景および基準面１４によって
構成される領域の明るさレベル信号は、常に、（ｃ）に
示されている通りになる。

【０１２１】そこで、第１リード３Ｂについての（ｂ）
の信号から（ｃ）の基準信号が減算されると、（ｅ）に
示されている信号が得られる。また、第２リード３Ｄに
ついての（ｄ）の信号から（ｃ）の基準信号が減算され
ると、（ｆ）に示されている信号が得られる。これによ
り、リード３の基準面１５への接触の有無にかかわら
ず、リード３の先端面についての明るさレベル信号が得
られる。

【０１２２】次いで、第１リード３Ｂについての明るさ
レベル信号（ｅ）が微分されることにより、（ｇ）に示
されている微分絶対値信号が作成される。そして、基準
面１４の信号成分が存在した位置から微分信号が検出し
始められ、最初に検出された微分信号がリード３先端の
基準面１４側のエッジＹ₁として認定される。また、第
２リード３Ｄについての明るさレベル信号（ｆ）が微分
されることにより、（ｉ）に示されている微分絶対値信
号が作成される。そして、基準面１４の信号成分が存在
した位置から微分信号が検出し始められ、最初に検出さ
れた微分信号が浮いたリード３先端の基準面１４側のエ
ッジＹ₂として認定される。

【０１２３】基準面１４の位置は、信号（ｃ）が微分さ
れることにより、微分絶対値信号（ｈ）が作成され、背
景側または基準面１４側のいずれか安定したレベル側か
ら検出し始められて特定される。

【０１２４】このようにして、基準面１４の位置Ｙ
₀と、各リード３の下側エッジの位置Ｙ₁、Ｙ₂・・・
Ｙ_nとが求められた後、下側エッジの位置Ｙ₁、Ｙ₂・
・・Ｙ_nから基準面１４の位置Ｙ₀の差、すなわち、Ｙ
_n−Ｙ₀、が求められると、リード３の基準面１４から
浮いた量ｈが算出される。

【０１２５】そこで、判定装置６１Ａにおいては、この
ようにしてそれぞれ実測された間隔寸法ｈ₁、ｈ₂・・
・ｈｎと、設定部から呼び出して来る予め設定された基
準間隔との差が逐時求められ、その差値が同様に呼び出
して来る予め設定された許容値の範囲に入っているか否
が逐時照合されることにより、各リード３が実装面から
浮き上がってしまわないか否が判定される。

【０１２６】次に、リード３の付け根の高さ位置につい
ての測定を、図１２を参照にして説明する。

【０１２７】（ａ）に示されているように、リード３の
上側垂直走査線信号ＳＺｕおよび下側垂直走査線信号Ｓ
Ｚｄがそれぞれ設定され、両信号ＳＺｕおよびＳＺｄに
基づいて明るさレベル信号がそれぞれ作成される。

【０１２８】そして、上側垂直走査線信号ＳＺｕに基づ
いて作成される明るさレベル信号は、（ｂ）の通りにな
り、また、下側垂直走査線信号ＳＺｄに基づいて作成さ
れる明るさレベル信号は、（ｄ）の通りになる。さら
に、リード３が無い背景および基準面１４を通る垂直走
査線信号ＳＺｃに基づいて作成される明るさレベル信号
は、（ｃ）の通りになる。

【０１２９】そこで、これらの信号（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）が用いられて、図１１について説明した処理に準
じた信号処理が実施されることにより、基準面１４の位
置ｃｎ、リード先端の下側エッジ位置ｄｎ、および、リ
ードの付け根位置ｂｎがそれぞれ求められる。

【０１３０】そして、各リード３の平坦度は、隣接した
リード間の基準面１４の位置ｃｎと、リード先端の下側
エッジ位置ｄｎとの差、すなわち、（ｄｎ−ｃｎ）、に
より算出される。また、リード高さは、リード付け根位
置ｂｎと基準面１４の位置ｃｎとの差、すなわち、（ｂ
ｎ−ｃｎ）、により算出される。

【０１３１】このようにして得られた平坦度およびリー
ドの付け根高さの良不良について、判定装置６１Ａにお
いて判定が実施されるのは、前述の各場合と同様であ
る。

【０１３２】以上の分割撮影作業、リード測定作業およ
びリード検査作業が完了すると、ＱＦＰ・ＩＣ１が検査
治具１３からリセットされ、次のＱＦＰ・ＩＣ１が検査
治具１３にセットされる。以降、前記作動が繰り返され
ることにより、外観検査がそれぞれ実行される。この場
合、撮像作業とその後の画像処理とは並行処理すること
ができる。

【０１３３】前記実施例においては、ＱＦＰ・ＩＣ１の
パッケージ２における一方の対辺についてのリード測定
および検査について説明されているが、他方の対辺につ
いては、一方の対辺についての検査終了後、同一の装置
で９０度回転させて置き換えて続けて前記作動を繰り返
して実行してもよいし、他の装置に移送して実行しても
よい。

【０１３４】以上説明した前記実施例によれば、次の効
果が得られる。（１）撮像系が反射光学系に映し出されたリード群全
体についての虚像の長手方向に順次送られるように構成
されているとともに、この送り作動に伴って、この反射
光学系に映し出されたリード群全体についての虚像を長
手方向に分割して順次撮影して行くように構成されてい
るため、分割数を増加することによって大形のパッケー
ジについて全て対応することができる。したがって、リ
ード測定装置およびリード検査装置の汎用性をきわめて
高めることができる。

【０１３５】（２）他方、撮像系によって撮影される
視野の倍率等の能力を最小パッケージにおけるリード群
の大きさやリードピッチに対応させておくことによっ
て、測定精度の低下は回避することができる。換言すれ
ば、撮像系の倍率を最小パッケージにおけるリード群の
大きさやリードピッチに対応させておくことによって、
測定精度をきわめて高く設定することができる。その結
果、リードの多ピン化やファインピッチ化等にも対処す
ることができる。

【０１３６】（３）さらに、撮像系による分割撮影に
よって画像処理装置に順次送信されて来る画像信号は、
画像処理装置において並行処理することができるため、
装置のタクトタイムや稼働効率を高めることができる。

【０１３７】（４）反射光学系と撮像系とを分離する
ことにより、撮像系を移動させるための移動装置の重量
を軽量化することができるため、リード検査装置全体を
小形軽量化することができるばかりでなく、撮像系の分
割撮影に際して、移動を高速に実行することができ、装
置インデックスタイムをより一層向上させることがで
き、生産性を高めることができる。

【０１３８】（５）反射光学系は表面実装形ＩＣの側
面側のリード辺全視野（水平方向と垂直方向）が映し出
せるように構成されているため、段取り作業が全く無く
全品種に対応可能となる。これにより、表面実装形ＩＣ
の厚さが違うものについては、検査治具の基準面の高さ
を各品種で変えることにより、製品のハンドリングにお
ける搬送面高さを固定とすることができ、ハンドリング
機構部の搬送面高さを各品種によって変える必要が無く
なる。

【０１３９】（６）反射光学系および撮像系の検査治
具に対する間隔を変更調整することによって、焦点を合
わせる焦点合わせ装置が設備されているため、検査対象
物のパッケージの大きさの変更に迅速に対応することが
できる。

【０１４０】（７）また、焦点合わせ装置に照明装置
が搭載されているため、検査するリード群と検査の基準
面になる検査治具側面部とを常に適正に照明することが
でき、良好な照度が得られ、安定した測定および検査を
実施することができる。

【０１４１】（８）検査治具は支柱に着脱自在に装着
されるように構成されているとともに、検査対象物であ
る半導体装置の品種に対応して各規格品を準備すること
ができるため、汎用性を確保することができる。

【０１４２】（９）検査治具にキャリブレーションマ
ークを刻設することにより、予め、反射光学系および撮
像系の倍率や歪み等を自動的に確認することができるた
め、キャリブレーション作業の効率を高めることができ
るとともに、リード測定作業およびリード検査作業を精
度並びに効率を高めることができ、その結果、リード検
査装置の品質および信頼性を高めることができる。

【０１４３】（１０）表面実装形ＩＣを基準面上に載
置して、そのリード群を撮像装置によって撮像するとと
もに、その画像信号を処理することにより、表面実装形
ＩＣの各リードの位置関係をそれの実装時を想定した状
態で、実装前に実装時状態における各リード相互の位置
関係を自動的に測定することができるため、人的作業に
頼ることになく、リードの測定作業を自動的に実行する
ことができる。

【０１４４】（１１）表面実装形ＩＣの各リードの位
置関係についての測定結果に基づき、リードの周方向の
曲がりおよびピッチの適否、上下方向の変形についての
外観検査を実行することにより、リードの外観検査を自
動化することができるため、当該検査対象物である表面
実装形ＩＣの品質および信頼性を高めることができ、こ
の検査を経た表面実装形ＩＣに対する自動実装時の装着
適正率を高めることができる。

【０１４５】（１２）半導体装置についての自動実装
時の装着適正率を高めることにより、半導体装置の表面
実装形化を促進することができるため、高密度実装の要
求に応ずる製品を提供することができる。

【０１４６】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。

【０１４７】例えば、反射光学系およひ撮像系は一対を
１組設けるに限らず、一対を２組直角に設けてもよい
し、一対のうち片方を省略してもよい。

【０１４８】反射光学系としては、プリズムを使用する
に限らず、反射鏡等を使用してもよい。

【０１４９】検査治具に付設されるキャリブレーション
マークは、省略してもよい。

【０１５０】また、検査物受け渡し装置、検査治具、焦
点合わせ装置、反射光学系および撮像系の具体的構成は
前記実施例に示された構成を使用するに限らず、検査対
象物の形状、構造、大きさ等のような具体的条件に対応
して適宜選定することが望ましい。

【０１５１】前記実施例においては、リード測定装置が
リード検査装置に組み込まれ、リード検査方法に使用さ
れる場合につき説明したが、本発明に係るリード測定装
置は、例えば、ＩＣの製造工程において、リードのピッ
チ、リードの径方向への曲がり量、およびリード先端の
浮き上がり量を測定する場合等々にも使用することがで
き、その用途に限定はない。

【０１５２】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＱＦＰ
・ＩＣのリード測定技術およびリード検査技術について
説明したが、それに限定されるものではなく、ＳＯＰ・
ＩＣ等のガルウイングリード・パッケージを備えている
表面実装形ＩＣ、Ｊリード・パッケージ、Ｉリード・パ
ッケージ、ノンリード・パッケージを備えている表面実
装形ＩＣについてのリード測定技術およびリード検査技
術全般に適用することができる。

【０１５３】また、必要があればデュアル・インライン
・パッケージＩＣ等の挿入形リード・パッケージを備え
ているＩＣや、トランジスタ、光デバイス等についての
リード測定技術および検査技術にも適用することができ
る。

【０１５４】

【発明の効果】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、次
の通りである。

【０１５５】撮像系が反射光学系に映し出されたリード
群全体についての虚像の長手方向に順次送られるように
構成されているとともに、この送り作動に伴って、この
反射光学系に映し出されたリード群全体についての虚像
を長手方向に分割して順次撮影して行くように構成され
ているため、分割数を増加することによって大形のパッ
ケージに全て対応することができる。したがって、リー
ド測定装置およびリード検査装置の汎用性をきわめて高
めることができる。

【０１５６】他方、撮像系によって撮影される視野の倍
率等の能力を最小パッケージにおけるリード群の大きさ
やリードピッチに対応させておくことによって、測定精
度の低下は回避することができる。換言すれば、撮像系
の倍率を最小パッケージにおけるリード群の大きさやリ
ードピッチに対応させておくことによって、測定精度を
きわめて高く設定することができる。その結果、リード
の多ピン化やファインピッチ化等にも対処することがで
きる。

【０１５７】さらに、撮像系による分割撮影によって画
像処理装置に順次送信されて来る画像信号は、画像処理
装置において並行処理することができるため、装置のタ
クトタイムや稼働効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるリード検査装置を示す
斜視図である。

【図２】その平面図である。

【図３】その正面図である。

【図４】その側面断面図である。

【図５】検査治具の詳細を示す図であり、（ａ）は側面
図、（ｂ）は側面断面図である。

【図６】検査治具の詳細を示す図であり、（ａ）は分解
斜視図、（ｂ）は拡大した部分斜視図である。

【図７】分割撮影を説明するための模式図である。

【図８】分割撮影を説明するための視野図である。

【図９】ピッチを測定する作用を説明するための各説明
図である。

【図１０】リード群の平行曲がりを測定するその作用を
説明するための各説明図である。

【図１１】リードの浮きを測定する作用を説明するため
の各説明図である。

【図１２】リードの平坦度および付け根の高さを測定す
る作用を説明するための各説明図である。

【符号の説明】

１…ＱＦＰ・ＩＣ（半導体装置、検査対象物）、２…パ
ッケージ、３…リード、４…実装面、５…水平基端部、
１０…リード検査装置、１１…機台、１２…支柱、１３
…検査治具、１４…基準面、１５…ガイド、１６…黒色
面、１７…リードピッチ方向のキャリブレーション溝
（第１キャリブレーション溝）、１８…リード平坦度方
向のキャリブレーション溝（第２キャリブレーション
溝）、１９…キャリブレーションマーク、２０…被検査
物受け渡し装置、２１…吸着ノズル、２２…エアシリン
ダ装置、２３…負圧供給路、２４…ボールスプライン、
２５…ボルト、２６…カプラ、２７…吸着ノズル挿通
孔、３０…焦点合わせ装置、３１…ガイドレール、３２
…左右送りねじ軸、３３…ロータリシリンダ装置、３４
Ａ…左側左右方向移動台、３４Ｂ…右側左右方向移動
台、４０Ａ…左側反射光学系装置、４１Ａ…左側支持
枠、４２Ａ…左側鏡筒、４３Ａ…絞り孔、４４Ａ…ガイ
ド孔、４５Ａ…プリズム（反射光学系）、４６Ａ…上側
照明装置、４７Ａ…下側照明装置、４０Ｂ…右側反射光
学系装置、４１Ｂ…左側支持枠、４２Ｂ…左側鏡筒、４
３Ｂ…絞り孔、４４Ｂ…ガイド孔、４５Ｂ…プリズム
（反射光学系）、４６Ｂ…上側照明装置、４７Ｂ…下側
照明装置、５０Ａ…左側撮像系、５１Ａ…ガイドレー
ル、５２Ａ…送りねじ軸、５３Ａ…回転駆動装置、５４
Ａ…左側前後方向移動台、５５Ａ…取付ブラケット、５
６Ａ…支持筒、５７Ａ…ズームレンズ装置、５８Ａ…ズ
ーム調整つまみ、５９Ａ…テレビ・カメラ、６０Ａ…画
像処理装置、６１Ａ…判定装置、５０Ｂ…左側撮像系、
５１Ｂ…ガイドレール、５２Ｂ…送りねじ軸、５３Ｂ…
回転駆動装置、５４Ｂ…左側前後方向移動台、５５Ｂ…
取付ブラケット、５６Ｂ…支持筒、５７Ｂ…ズームレン
ズ装置、５８Ｂ…ズーム調整つまみ、５９Ｂ…テレビ・
カメラ、６０Ｂ…画像処理装置、６１Ｂ…判定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富士原秀人東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者子田豊東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者小畑修東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者樋越和弘東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者松本二美雄東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パッケージに複数本のリードが突設され
ている半導体装置におけるそのリード群の位置関係が測
定されるリード測定方法であって、半導体装置のリード
群が撮像装置によって撮影され、この撮影による画像信
号に基づいてリード群の位置関係が測定されるリード測
定方法において、前記パッケージの一辺におけるリード群全体が反射光学
系に同時に映し出され、前記撮像装置がこの反射光学系
に映し出されたリード群全体についての虚像の長手方向
に順次送られることにより、この反射光学系に映し出さ
れたリード群全体についての虚像が長手方向に分割され
て撮像装置によって順次撮影されて行き、この撮像装置
による分割撮影された撮像の画像信号のそれぞれによっ
て、前記半導体装置のリード群全体についての位置関係
の測定が実行されることを特徴とするリード測定方法。
【請求項２】パッケージに複数本のリードが突設され
ている半導体装置におけるそのリード群の位置関係が測
定されるリード測定装置であって、半導体装置のリード
群が撮像装置によって撮影され、この撮影による画像信
号が画像処理装置によって処理されることにより、リー
ド群の位置関係が測定されるリード測定装置において、前記半導体装置と前記撮像装置との光学的な間に、前記
パッケージの一辺におけるリード群全体が同時に映し出
される反射光学系が介設されており、前記撮像装置がこの反射光学系に映し出されたリード群
全体についての虚像の長手方向に順次送られるように構
成されているとともに、この送り作動に伴って、この反
射光学系に映し出されたリード群全体についての虚像を
長手方向に分割して順次撮影して行くように構成されて
おり、前記画像処理装置がこの撮像装置から順次送られて来る
各画像信号を順次処理して行くことにより、前記半導体
装置のリード群全体についての位置関係の測定を実行す
るようにされていることを特徴とするリード測定装置。
【請求項３】前記反射光学系が、前記半導体装置のリ
ード群が整列した方向と直角方向に進退するように構成
されている移動台に支持されていることを特徴とする請
求項２に記載のリード測定装置。
【請求項４】前記撮像装置が、反射光学系が支持され
た前記移動台に前記半導体装置のリード群が整列した方
向と平行方向に前記送り作動するように構成されている
移動台に設備されていることを特徴とする請求項３に記
載のリード測定装置。
【請求項５】表面実装形パッケージに複数本のリード
が突設されている半導体装置におけるそのリード群の位
置関係が測定されるリード測定装置であって、半導体装
置が治具にリード群の実装面が治具の基準面に当接され
た状態で装着され、治具に装着された半導体装置のリー
ド群が基準面を含めて撮像装置によって撮影され、この
撮影による画像信号が画像処理装置によって処理される
ことにより、リード群の位置関係が測定されるリード測
定装置において、前記治具にキャリブレーション用のマークが表示されて
おり、このマークが前記撮像装置によって撮影されると
ともに、前記画像処理装置によって処理されることによ
り、撮像装置や光学系の倍率や精度が確認かつ修正され
ることを特徴とするリード測定装置。
【請求項６】パッケージに複数本のリードが突設され
ている半導体装置におけるそのリード群の位置関係が検
査されるリード検査装置であって、半導体装置のリード
群が撮像装置によって撮影され、この撮影による画像信
号が画像処理装置によって処理されることにより、リー
ド群の位置関係が検査されるリード検査装置において、前記半導体装置と前記撮像装置との光学的な間に、前記
パッケージの一辺におけるリード群全体が同時に映し出
される反射光学系が介設されており、前記撮像装置がこの反射光学系に映し出されたリード群
全体についての虚像の長手方向に順次送られるように構
成されているとともに、この送り作動に伴って、この反
射光学系に映し出されたリード群全体についての虚像を
長手方向に分割して順次撮影して行くように構成されて
おり、前記画像処理装置がこの撮像装置から順次送られて来る
各画像信号を順次処理して行くことにより、前記半導体
装置のリード群全体についてのリードの位置関係の測定
を実行するように構成されており、さらに、この画像処理装置に判定装置が接続されてお
り、この判定装置は画像処理装置によって測定されたリ
ード全体についてのリードの位置関係に基づいてリード
群の位置関係についての良否を判定するように構成され
ていることを特徴とするリード検査装置。