JPH07306026A

JPH07306026A - 半導体装置のリード曲り検査方法及び装置

Info

Publication number: JPH07306026A
Application number: JP9639294A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imada; 孝志今田
Original assignee: NEC Yamagata Ltd
Current assignee: NEC Yamagata Ltd
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で半導体装置のリード曲りを検査
し、検査装置の小型化、低コスト化、高速化を行う。【構成】半導体装置の対向するリード１０の位置を検出
する為に一対の反射型変位センサ３，８を設け、２つの
電気信号を比較処理してその差を求め、その差の大小で
リード曲りを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のリード曲
り検査方法及び装置に関し、特にデュアル・インライン
・パッケージ型の半導体装置のリード曲りを光学的に検
出する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、電気回路の配線を構成し
たプリント基板に実装させる。このプリント基板に実装
される際に、半導体装置のリードが曲っていると、正確
にプリント基板に実装されないばかりか、半導体装置の
リードとプリント基板の電気的配線であるランドとの電
気的導通が取れない状態となり、プリント基板全体が不
良品となってしまう。

【０００３】従って、半導体装置をプリント基板に実装
する前に、リードが曲った不良な半導体装置を除去する
ことが重要である。

【０００４】次にこのようなリードの曲った各種の形態
を次に詳細に説明する。

【０００５】半導体装置のパッケージから外部に導出さ
れているリードは、製造工程中や完成品の取扱い中等
に、誤ってリードを変形させることがあり、場合によっ
てはリードが離断することもある。このような半導体装
置は廃棄するか、可能ならばリード変形を修正してプリ
ント配線板に実装しなければならない。

【０００６】このようなリードの一変形例を示す図４
（Ａ），（Ｂ）の断面図を参照すると、パッケージ４５
の側面から多数導出されたリード５０が正常位置である
が、このリード５０がパッケージ４５に比較的近い位置
で変形して点線で示す内曲り変形リード５１，外曲り変
形リード５２となっている（同図（Ａ））。またリード
５３の正常位置に対して、リード５３の比較的先端に近
い方で変形する点線で示す内曲り変形リード５４，外曲
り変形リード５５となっている（同図（Ｂ））。実際に
は、これら（Ａ），（Ｂ）に示す変形リードが一本のリ
ードに混在している場合も少なくない。以上のように、
多数のリードの配列方向に垂直な面に沿った変形を「第
１モードの変形」と略記する。

【０００７】さらにリードの他の変形例を示す図５を参
照すると、図４のリード５０，５３の変形方向のなす面
と垂直な方向の面、即ちパッケージ４５の側面から導出
されたリード４０，４１，４２の配列方向に沿った変形
があり、点線で示す左側への変形リード４３、右側への
変形リード４４等がある。このような変形を「第２モー
ドの変形」と略記する。

【０００８】以上のような第１，第２モードの変形の他
に、リードの軸を回転するような外部ストレスで変形す
る「ねじれ」変形があり、これを「第３モードの変形」
と略記する。

【０００９】尚、実際のリードの変形例では、一本のリ
ードに上記第１，第２，第３モードの変形が多かれ少な
かれ混在している場合が多い。このような変形リード
は、いずれもすでに塑性変形しており、もとの正常な位
置には外部ストレスを加えない限り復帰し得ない。変形
度が小さく、修正のため加える外部ストレスが小さい場
合には、変形修正して使用は可能であるが、変形度が大
きく、大きなストレスを加える必要がある場合には、金
属疲労等のために折れ易くなるため、このような半導体
装置は破棄されなければならない。

【００１０】このような半導体装置のリード曲りを検査
する装置としては、従来から様々なものが開発されてい
る。例えば、レーザー光源及びそれを受光するセンサを
リード毎に設置し、リード間隔を検査する特開平１−２
９５１４４号公報（第１の従来例）、リードに干渉縞を
投影しその干渉縞を観測し、リード曲りを判定する特開
昭６３−１８８９５０号公報（第２の従来例）や、光電
センサにより得られた電気信号を積分しその三角波形を
処理しリード曲りを検出する特開昭５９−１１１００１
号公報（御引用例３）等がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の検査
装置のうち、第１の従来例では第２モードの変形リード
の検出は不可能であり、またレーザ光源及びその光線を
受光するセンサを半導体装置のリード毎に設置し検査を
行う構成となっている為、特にリード本数が１６本以上
の比較的多い半導体装置では、センサがリード本数分必
要となる為、装置コストが大きくなり、多ピンのためリ
ード間隔が狭くなると、ファイバセンサを配列しきれな
くなるという問題がある。

【００１２】また、干渉縞を発生する光源を利用しその
干渉縞を半導体装置のリードに投映し、それを観測しリ
ードの曲りを判定する第２の従来例の検査装置では、第
１モードだけで第２モードの変形リードを検出すること
ができず、また干渉縞を発生させる光源及びそれを観測
しリードの曲りを判定する検査ユニットの構成が複雑
で、コストが大きくなるという問題がある。

【００１３】更に光電センサーを利用しリードの間隔を
センシングしその電気信号を積分しリード曲りを判定す
る第３の従来例では、第２モードの変形リードしか検出
できず、また積分方法のため、半導体装置の移動スピー
ドを一定に保たなければ、センサーレベルが変動してし
まうという問題がある。

【００１４】本発明では、以上の諸問題を解決するにあ
たり、リード変形については、次のような実態を知得し
た。即ち、変形リードは、一つの半導体装置に１本か数
本発生していることが多いが、特にデュアル・インライ
ン・パッケージのように両側面に対称的に多数のリード
を配列したリード列では、一側面のリードとこれの反対
の一側面の対称位置にあるリードとが、同時に同じ方向
に変形している事例はごくまれであり、大部分は非対称
位置にあるリードが変形しているという実態である。そ
こで、変形リードの半導体装置の摘出のためには、互い
に対称位置にあるこれらリード間の変形差を検出するこ
とが適切であることが判明した。

【００１５】以上に鑑み、本発明では、次の課題を挙げ
る。

【００１６】（１）第１モード，第２モード及び第３モ
ードの変形リード並びにその混在変形リードを同時に検
出できること。

【００１７】（２）変形リードのある半導体装置をプリ
ント基板に実装する前に検出して、実装されないように
すること。

【００１８】（３）多数の半導体装置が実装されるプリ
ント基板の不良発生率を低減すること。

【００１９】（４）リード本数が多くなっても検出でき
ること。

【００２０】（５）検査装置の規模が多きくなく、構成
が簡単で、装置コストも小さいこと。

【００２１】（６）検査方法が簡単で、信号処理の回路
も簡単な構成にすること。

【００２２】（７）半導体装置の移動スピードが、直接
センサーレベルに関係しないようにすること。

【００２３】（８）目視検査の必要性が省けるようにす
ること。

【００２４】（９）センサーレベルの調整が容易で、保
守点検も容易に行えること。

【００２５】（１０）特に表面実装型のリードの変形を
検査できるようにすること。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
半導体装置のパッケージを両側面方向に各々多数配列さ
れたリードの変形を前記半導体装置を移動させながら、
検出する半導体装置のリード曲り検査方法において、前
記両側面方向のうち一方の側面方向にあるリードと、こ
のリードに対向する位置の他方の側面方向にあるリード
とを比較対象として前記変形を検出することを特徴とす
る。

【００２７】本発明の第２の構成は、半導体装置のパッ
ケージの両側面方向に各々多数配列されたリードの変形
を、前記半導体装置を移動させながら、検出する半導体
装置のリード曲り検査装置において、前記両側方向のう
ち一方の側面方向にあるリードと、このリードに対向す
る位置の他方の側面方向にあるリードとに、それぞれ投
光を行い、その透過光または反射光をそれぞれ検出する
手段と、この手段において検出した信号のレベルを比較
して、その比較値が所定値以上の場合を変形出力とする
手段とを備えたことを特徴とする。

【００２８】特に前記半導体装置を移動させる手段が、
この半導体装置を滑走させる斜面を有するガイドレール
か、またはこの半導体装置を吸着して搬送する搬送ノズ
ルであることを特徴とする。

【００２９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例の半導体装置の
リード曲り検査方法及び装置を一部斜視図で示すブロッ
ク図である。

【００３０】図１において、この実施例は、ガイドレー
ル２が斜面となっている。この斜面は、特にデュアル・
インライン・パッケージ型の半導体装置１が、自重によ
って自然滑走して行くように設定されている。この半導
体装置１の滑走方向に垂直な面に沿って放射光３′，
８′を放つ一対の反射型変位センサ３，８が設定されて
いる。

【００３１】反射型変位センサ３は、半導体装置１の一
方のリード１０の先端部裏面に当るように放射光３′が
設定され、この裏面で反射した反射光３″は、同じセン
サ３の受光部に入射され、ここのセンサで検知するもの
で、投光機能と受光センサ機能とを兼ねている。放射光
３′が入射したリードと反対側にある他方のリードに
も、同様に投光・受光する反射型変位センサ８を備え
る。

【００３２】ガイドレール２は、図１ではその一部を示
しており、検知前後の工程部分は図示されていない。

【００３３】反射型変位センサ３，８は、集光された赤
外線又はレーザー光を投射し、その反射光を受光し、リ
ード１０のガイドレール２に対する垂直水平方向の変位
にほぼ比例した電圧（アナログ量）を出力するものであ
り、リード１０に投射する光のスポット径は、一般的な
半導体装置１のリード幅０．２５ｍｍ乃至０．４ｍｍ、
及び半導体装置１のガイドレール２に対するクリアラン
ス約±０．１ｍｍを考慮し、直径０．１ｍｍ程度とす
る。

【００３４】仮に、リード１０の一方に、上記各種のモ
ードの変形があると、双方の反射光３″，８″の位相の
遅れの生じた信号としてセンサ３，８に感知されるか、
変形したリードからの反射光３″又は８″が全くセンサ
３又は８に感知されないことになる。センサ３，８から
の感知信号はそれぞれセンサーアンプ４，９で増幅さ
れ、それぞれの出力信号のレベルを比較する信号比較回
路５に入力され、その比較出力は良否判定回路７の一方
の入力に入り、この回路７の他方の入力には、比較出力
のスレッシュホールド・レベルを決定するための判定値
設定回路６の判定レベルが入力される。信号比較回路５
は、２つの反射型変位センサ３，８により得られた対向
する２本のリードから得られた電圧波形を比較しその差
を出力する電気回路である。判定値設定回路６は、リー
ド曲りか否かの判定を行うためのしきい値を設定する電
気回路である。良否判定回路７は信号比較回路５から出
力された電圧波形としきい値とを比較し良否を判定する
電気回路である。良否判定回路７の出力は、このあと次
のような警報回路に接続される。

【００３５】その第１の態様は、所定値内の変形即ち不
良の場合のみ警報音を発する手段を設ける。第２の態様
は、不良の場合にのみ半導体装置の滑走を停止するスト
ッパーを設ける。第３の態様は、不良の場合に半導体装
置１のパッケージを吸着して不良品箱に移すハンドリン
グ手段の制御入力信号とする。これらの実施態様は、個
々に使用される他、必要に応じて適宣二つ以上組み合わ
せて使用され得る。例えば、半導体装置の滑走を停止す
ると共に警報音を発するようにしたり、あるいは滑走を
停止すると共にハンドリング手段で吸着して破棄する等
がある。

【００３６】尚、図示はしないが、半導体装置１がガイ
ドレール２を滑走して来ることを感知して、自動的に電
源をＯＮさせ、検査装置を作動状態にする手段を設ける
ことも好ましい。また、センサ３，８は、ガイドレール
２との相対的な位置ずれが生じないように、図示はして
いないが、調整後は固定しておく必要がある。

【００３７】次に動作について説明する。図１のブロッ
ク図の入，出力部のａ点乃至ｄ点の各波形を示す図２も
参照すると、まず半導体装置がガイドレール２を滑走す
ると、反射型変位センサ３，８は、半導体装置１のリー
ド１０からの反射光３″，８″がある場合には高レベ
ル、反射光の少ない場合には低レベルの波形となって、
アンプ４，９の各出力部のａ点，ｂ点の波形となってあ
らわれる。この５つの波形は信号比較回路５により比較
され、２つの波形の差が出力される。この時、２本のリ
ードに曲りがない場合か、無視してもよい程の曲りしか
ない場合には、信号比較回路５の出力部Ｃ点の波形は、
しきい値（スレッシュ・ホールド・レベル）電圧のｄ点
の電圧よりも低レベルにあり、このため良否判定回路７
の出力部のｅ点波形に出力はあらわれない。

【００３８】一方、２本のリードのどちらか一方に曲り
が有る場合第２モードの変形では、図２に不良品として
示すｂ点の実線波形の様に正常なリードであるａ点の波
形に対し低電圧が現れ、更に時間軸に位相のズレが明確
に現れる。従って、ａ点の正常なリードの波形及びｂ点
の曲りのあるリードの波形とを比較することにより、ｅ
点にｄ点レベルを越える２つの波形の差が現れ、不良判
定を行うことができる。第１モードの変形の場合には、
上記位相の差は生じず、曲った方のリードから得られた
電圧のピーク値が著しく低いか無くなっており、図２の
不良品の点線で示すｂ点，ｃ点，ｅ点の各波形が得ら
れ、同様に不良判定を行うことができる。

【００３９】さらに、第３モードやその他各モードの組
み合わされた変形等についても、正常なリードに対して
得られたａ点波形に対して、振幅及び位相のズレが生
じ、同様に不良判定ができる。

【００４０】センサ３，８からｅ点出力を得るまでの回
路としては、センサーアンプ４，９、信号比較回路５，
良否判定回路７はいずれも演算増幅器の集積回路素子が
使用でき、判定値設定回路６は抵抗ボリウムが使用でき
る。このため、部品点数はわずか５個であり、この回路
に印加する電源を含めても、構成が簡単であり、製造コ
ストも廉価となり得る。

【００４１】また、センサ３，８からｅ点出力を得るま
での回路としては、このセンサ３，８出力をＡ／Ｄ変換
し、あらかじめ設定された判定値とデジタル値で比較し
て、リード曲りを判定する回路でも構成できる。

【００４２】尚、リード１０の本数が増加した場合で
も、左右の対応リードを比較しているため、この検査装
置で直ちに対応することができ、連続的に半導体装置を
滑走させることができる。

【００４３】尚、上記検査を行う場合に、前もって判定
値設定回路のレベルを設定おく必要がある。この際に
は、ガイドレール２上に限度見本となる半導体装置を滑
走させて設定すればよい。

【００４４】以上の判定は、反射型変位センサ３，８に
よって得られた電圧波形を電気回路により処理すること
により高速に処理を行う。例えば、滑走方向で２０ｍｍ
の長さの半導体装置の場合、その滑走スピードを５００
ｍｍ／ｓｅｃとすると、検査時間は半導体装置１個当り
約４０ｍｓｅｃとなる。

【００４５】半導体製造工程の製造装置に於て、例えば
縦一列に並べた半導体装置を１個ずつ分離供給する場
合、先頭の半導体装置を並べられた方向に対し垂直又は
水平にスライドさせ切り出す方法を一般的に用いる。こ
の際、誤ってスライドできずにリード曲りを発生させる
ことがあるが、対向する２本のリードに対しては同一方
向からの力が加わることがなく、全く同じ量だけ曲るこ
とは殆ど起り得ない。ゆえに対向する２本のリードを比
較することにより、半導体製造工程に於る半導体装置の
リード曲りを十分検出できる。

【００４６】図３は本発明の第２の実施例の一部を示す
斜視図である。図３において、この実施例は、半導体装
置の移動手段以外は上記第１の実施例及びその実施態様
と共通するため、共通部分の図示とその説明を省略す
る。この実施例では、半導体装置１を吸着して水平方向
に搬送する搬送ノズル１１が、ハンドリング手段の先端
にあり、搬送する方向は一方向であり、一定の速度で半
導体装置１を移動させながら、上記一方向と垂直な面に
沿って放射光を放つ反射型変位センサ３，８が設定され
る。これらセンサ３，８から得られた信号は、図１及び
その説明と共通する。この実施例は、薄型でリード間隔
が０．３ｍｍ前後で自重を利用して搬送できない半導体
装置の製造装置に特に適しており、既に半導体製造工程
で稼働中の半導体総製造装置にも容易に取付可能であ
る。

【００４７】上記第１，第２の実施例では、反射型の変
位センサを用いているが、透過型の変位センサでも可能
であり、この場合には投光器の投光方向を変え、一対の
アンプを反転増幅器に変えるだけで、その他の回路部分
は共通に用いることができる。

【００４８】また、上記第１，第２の実施例では、表面
実装型のパッケージについて述べたが、プリント板の貫
通穴に挿入するタイプのリードでも、センサの投光位置
及び受光位置を移動させるだけで、同様に検出できる。
また、センサの投光は、可視光線に限らず、赤外線や紫
外線等であってもよい。受光手段としては、例えばＣＣ
Ｄカメラ等の撮像素子も使用できる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は上記課題が
解決され、半導体装置の対向するリードの位置を一対の
変位センサで検出し、その電気信号を比較処理すること
により、リードの水平・垂直両方向の曲りを同時に検出
し、従来と比較して検査時間を１０分の１に短縮でき、
また検査部分のサイズは変位センサ２個及びその電気回
路のみとなり、従来と比較して５分の１程度の規模とな
り、検査装置のコストも約４分の１に低減できるという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の検査方法及び検査装置
を一部斜視状態で示したブロック図である。

【図２】第１の実施例の各部の作用・効果を示す特性図
である。

【図３】本発明の第２の実施例の一部を示す斜視図であ
る。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は半導体装置のリードの第１モ
ードの変形を示す断面図である。

【図５】半導体装置のリードの第２モードの変形を示す
断面図である。

【符号の説明】

１半導体装置２ガイドレール３，８反射型変位センサ３′，８′ 放射光３″，８″ 反射光４，９センサーアンプ５信号比較回路６判定値設定回路７良否判定回路１１搬送ノズル４０，４１，４２，５０，５３リード４３，４４，５２，５２，５４，５５変形リード４５パッケージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体装置のパッケージの両側面方向に
各々多数配列されたリードの変形を、前記半導体装置を
移動させながら、検出する半導体装置のリード曲り検査
方法において、前記両側面方向のうち一方の側面方向に
あるリードと、このリードに対向する位置の他方の側面
方向にあるリードとを比較対象として前記変形を検出す
ることを特徴とする半導体装置のリード曲り検査方法。
【請求項２】半導体装置のパッケージの両側面方向に
各々多数配列されたリードの変形を、前記半導体装置を
移動させながら、検出する半導体装置のリード曲り検査
装置において、前記両側両方向のうち一方の側面方向に
あるリードと、このリードに対向する位置の他方の側面
方向にあるリードとに、それぞれ投光を行い、その透過
光または反射光をそれぞれ検出する手段と、この手段に
おいて検出した信号のレベルを比較して、その比較値が
所定値以上の場合を変形出力とする手段とを備えたこを
特徴とする半導体装置のリード曲り検出装置。
【請求項３】前記半導体装置を移動させる手段が、こ
の半導体装置を滑走させる斜面を有するガイドレールで
ある請求項２記載の半導体装置のリード曲り検査装置。
【請求項４】前記半導体装置を移動させる手段が、こ
の半導体装置を吸着して搬送する搬送ノズルである請求
項２記載の半導体装置のリード曲り検査装置。