JPS61252653A - リ−ドフレ−ムの検査方法 - Google Patents

リ−ドフレ−ムの検査方法

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JPS61252653A
JPS61252653A JP60092229A JP9222985A JPS61252653A JP S61252653 A JPS61252653 A JP S61252653A JP 60092229 A JP60092229 A JP 60092229A JP 9222985 A JP9222985 A JP 9222985A JP S61252653 A JPS61252653 A JP S61252653A
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lead frame
light
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deformation
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、IC,LSI等の半導体装置の構成部品であ
るリードフレームの検査方法に関するものであり、さら
に詳しく言えば、リードフレーム各部の面内での変形(
以下横変形)と面と垂直な方向での変形(以下上下変形
)と、部分メッキ部の位置不良を検査する方法に関する
ものである。
〔発明の背景〕
リードフレームとは、エツチング法又はプレス法で厚さ
100〜300μmの金属板を第2図示の様な形状に加
工し、アイランド1及びインナ−リード2先端部に金、
銀等の金属を部分的にメッキしたもので、このリードフ
レームのアイランド1に半導体チップを装着(ダイボン
ディング)シ、さらにインナーリード先端部と半導体チ
ップの電極を金、アルミなどの細い金属線で接続(ワイ
ヤーボンディング)して半導体装置を製造するものであ
る。なお、第2図で、3はダム、4はアクタ−リード、
5は外枠、6は部分メッキ領域をそれぞれ表わす。
以上はリードフレームの説明であるが、リードフレーム
自体は前述の様に板厚が小さく、かつインナーリード2
など各部の巾は100〜数100μmと細いため、製造
途中で変形を起こす場合があり。
また製造装置の誤動作等により部分メッキ領域6の位置
精度不良が生ずる場合もあり、製品の中にこの様な不良
品が混入する事がある。この様な不良品を使用するとグ
イボンディングあるいはワイヤーボンディング工程での
不良品の発生及び完成した半導体装置の信頼性の低下な
どの原因となる為、リードフレーム製造後検査を行い不
良品を排除する事が不可欠となっている。
従来、この様なリードフレームの検査には、裸眼又は顕
微鏡を用いての目視により行なわれているのが通例であ
るが、多数の製品を検査するためKは多大な人手を要し
、また、官能検査であるため、検査精度及び信頼性に問
題があった。
この様な問題を解決するために、例えばリードフレーム
の横変形を検査する方法に関しては、■TVを用いてリ
ードフレームを透過照明で撮影して得たビデオ信号を、
基導パターン又は隣接するパターンを同様に撮影して得
た信号と比較して変形を検出する方法が、また、部分メ
ッキ部の検査に関しては、反射照明を用いて同様の処理
を行っ。
てメッキ部の位置不良を検出する方法が、そして上下変
形の検査に関し【は、光学式非接触高さ測定器を用いた
方法、などがそれぞれ提案されている。
しかして、これらの方法によれば、各々個別には目的を
達せられるものの検査項目毎に異なる方法を用いなけれ
ばならないから、検査工程が複雑になり、また、I ’
r Vを用いた方法では、リードフレームに付着したゴ
ミやキズ等不良原因とならないものを検出して不良判定
する場合があり、さらに、非接触高さ測定器を用いた方
法では、測定点がバター/のエツジ上にあるときに測定
値が不安定となるなど信頼性の面で問題が多く、実用化
が困難であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従゛来技術の欠点を除き・、
一工程でリードフレームの横変形、縦変形。
それにメッキの有無などの表面状態の全ての検査を高い
信頼性のもとで行なうことができるリードフレームの検
査方法を提供するにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、検査すべきリード
フレームの面を光スポットで走査し、このときの透過光
と走査位置によりリードフレームの横変形を検出し、こ
のときのリードフレームによる反射光の量によりリード
フレームの表面状態を検出し、さらに、このときのリー
ドフレーム上での光スポットの像を、この光スポットの
照射光軸に対して斜めの方向に投射結像したときの結像
位置の変位による光学的三角測量方式にもとすく計測に
よりリードフレームの上下変形を検出するようにした点
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明によるリードフレームの検査方法について
、図示の実施例により詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例で、図において、7は光源側
検出部、8は点光源として働(半導体レーザ、9は光ス
ポツト照射用のレンズ、10は光スポットの儂を結像す
るレンズ、11は一次元光入射位置検出素子として働(
PSD(半導体装置検出素子)、12はP S Dll
からの信号Sl、S、を処理する信号処理部、13は透
過検出部、14は集光用のレンズ、15はフォトダイオ
ード、光導電素子などからなる受光素子、16は受光素
子15の信号T17)信号処理部、17はデジタルメモ
リからなる波形記憶装置、18はコンピュータなどから
なる制御判定部、19は走査用のXYステージ、20は
XYステージ19を駆動するモータ%21はXYステー
ジの位置を検出するリニアエンコーダ、22は検査すべ
きリードフレームである。
次に、この実施例の動作について説明する。
まず、検出部7内の半導体レーザ8より射出された光は
レンズ9でリードフレーム22上に直径約100μ属の
光スポットを形成する。この光スポットの反射散乱光を
照射光軸に対し光軸な40句角度を持たせた受光レンズ
10で一次元位置検出用PSD11上に光スポットの儂
を形成する。PSDIIは2個の出力端子をもち、それ
らから得られる信号S1゜S2はPSD上に結像した光
スポットの光強度情報とPSD上での結像位置情報を持
ち、(Ss+Sx )が光強度、(Ss  St )/
(St+St )が位置の信号となる。
そこで、このPSDIIに接続されている信号処理部1
2は、PSDの信号S1.S2に基づいて上記の演算を
行った後、光学系及びPSDII自体の受光特性の補正
を行い、リードフレーム22上の光スポットの高さ及び
散乱光強度に比例した信号を出力する。
一方、透過光検出器13は前記照射光がリードフレーム
パターンの間を通過した光をレンズ14により受光素子
15上に入射させ信号処理部16で透過光量に比例した
信号S、を17及び18へ出力する。
第3図はインナーリード2の先端部2αを光スポットS
が走査したときの各検出器12 、16の信号の変化と
リード先端部2αとの位置関係を示す図で、図中でリー
ド先端部2tLに施こしである斜線部はメッキされてい
る事を示す。また、この図で、Tは透過光量の変化を示
し実線はリードの横変形がある部分を走査したときの信
号、破線は変形のない対応する部分を走査したときの信
号を、TIは両者の差を示し、Rは反射光量信号を、H
は高さ信号を示す。
透過光量信号Tは、パターンの水平位置情報と、光スポ
ットとパターンエツジとの位置関係情報の双方を持ち、
水平変形のある部分Aを走査したときの信号(実線)と
、あらかじめ変形のないIJ−ドフレームの対応する部
分Bを走査して記憶しであるデータ(破線)とを減算す
るとTIで示す様に変形の発生している部分のみ値が大
きくなっている信号が得られ、これを所定のスライスレ
ベルと比較すれば水平変形があるか否かを検出する事が
できる。
一方、アイランド1など、その変位量が問題になる部分
では、透過光量が50%となる点でのステージ座標信号
によりパターンのエツジ座標を検出し、設計値等の基準
値と比較して変形量を検出する事ができる。また、透過
光量が0又は所定のスライスレベル以下となる位置で、
光スポットの全て又は大部分がパターン上にある事を認
識できるから、これによりPSDIIによる検査を正し
く行なうタイミングを知ることができる。すなわち、反
射光量信号Rはメッキ面と非メッキ面の表面粗度の相異
によりメッキ面上で大きく非メツキ面上で小さくなり、
メッキの有無に関する情報をもつ。
しかし、反射光量信号を一定のレベルと比較するだけで
は、光スポットがリードの中間にある場合にはメッキ無
しの信号となり、ノ(ターンエツジ上にある場合には、
非メツキ部であっても端面での光散乱によりメッキ有り
の信号となるため、前記の様に透過光量信号Tにより光
スポットの全て又は大部分がパターン上にある事を条件
としてメッキ部非メッキ部の反射光量レベルの中間値を
スライスレベルとして比較すれば、メッキの有無を確実
に検出でき、例えば部分メッキ指定領域境界線の内側を
走査しているときにメッキ無しの信号が検出されればメ
ッキ位置不良を検出した事になる。
同様に高さ信号Hも図示の様に光スポットがパターンの
間にある場合は値が不定となり、また、エツジ上では端
面の反射光の影響及びPSD上に結像した光スポットの
輝度分布が変化するために測定誤差を生ずるが、前記の
メッキの有無の検出の場合と同様に、光スポットの全て
又は大部分がパターン上にある事を条件として高さ検出
を行えば常に正確な値が得られ、基準値、例えばダム中
央部の高さ等と比較することにより上下変形が検出でき
る。
ここで、PSDIIによる上下変形検出の原理について
、さらに詳しく説明する。
第4図に示すように、半導体レーザ8からレンズ9を介
してビーム先端部2aに照射された光スポットの像はレ
ンズ10によってP S Dllの検出面上の位Itヒ
)に結像されている。
この状態でリード先端部2aが実線の位置から破線の位
置に移ったとすれば、このときにはPSD11上の光ス
ポツト像の位置は(ロ)に変位する。
、従って、P S DIIKより光スポツト像の移動距
離lを検出してやれば、リードフレームの上下変形りを
測定することができるのである。
ところで、このときの光軸LlとL2のなす角度θは、
90度未満に保つ必要があり、実用上は上記実施例のよ
うに40度付近にするのが望ましい。
なお、このような一次元光入射位置検出手段としてのP
SDについては、例えば、「電子材料」1980年2月
号などにより公知である。
以上が本発明の実施例による上下変形、横変形及びメッ
キ位置不良を検出する方法の説明である。
次に、本発明の実施例によりリードフレームを検査する
場合のさらに具体的な動作について説明する。第5図は
リードフレーム22のパターン上を走査して変形及びメ
ッキ位置不良の検査を行う例を示したもので1図中斜線
部はメッキされている領域を示す。
この図において、30〜46は走査径路を示す点で、ま
ず、30は走査開始点で、点30−31でダム部両端の
X座標を、点31−32でインナーリード2の両端のY
座標を検出し、各々の中点を求めてリードフレームの原
点座標とし、以後の走査経路がリードフレームの座標系
で定められた経路となる様に補正を行う。また、点30
−31の走査でダム部の高さを測定し、高さの基準値と
する。点33−34−35−36−33の経路はインナ
ーリード先端部の水平及び上下方向の変形を検出する部
分で、水平変形に関しては点33の座標からリニアエン
コーダ21の信号により移動距離10μ等毎の透過光量
信号をあらかじめ変形のないリードフレームの同一の経
路を走査して得た同一の場所の透過光蓋データと比較し
、その差が所定のレベル以上の部分を変形不良と判定す
る。
また、上下変形に関しては透過光量レベルが所定のレベ
ル以下のときの高さ信号と基準値との差が所定のレベル
以上の部分を上下変形不良と判定する。
次に、点37−38−39−40−41の経路はメッキ
部の検査を行う経路で、指定されているメッキ領域境界
線の100μm程度内側を走査する。この経路で透過光
量が所定レベル以下のときに反射光量がメッキ有無判定
レベル以下の所が検出されたときにメッキ位置不良と判
定する。
・また、点41−42−43−44−’45−46はア
イランド部の検査経路で、点41−42及び点45−4
6で検出される二つのX座標の平均値と基準値の差がア
イランドのX方向の変形量となり、2つのX座標の差が
アイランドの回転量となる。
一方、点42−43及び点44−45で検出される2つ
のY座標の平均値と基準値との差がY方向の変形量とな
る。
さらに、点41−45の走査中に測定するアイランド4
隅の高さの平均値と基準値の差がアイランドの上下変形
量、4隅の高さの最大値と最小値の差がアイランドの傾
き量となり、各々の変形量を公差と比較して良、不良の
判定を行う。
ところで、以上の例は、インナーリード及びアイランド
部の変形と、メッキ位置不良を検査する場合を示したも
のであるが、これ以外にアウターリード、外枠部などを
走査経路中に設定すればリードフレームの全体的なソリ
、ネジレなとも検出可能であり、また、検査不要な部分
を省略すれば検査時間を短縮する事もできる。
〔発明の効果〕 以上説明した様に1本発明によれば、リードフレームの
変形不良及びメッキ位置不良が一組の検出系で自動的に
、かつ、一工程で検査でき、かつ、線走査であるために
ゴミ、キズによる誤検出の確率も非常に小さく、検量精
度と信頼性の向上が容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるリードフレームの検査方法の一
実施例を示すブロック図、第2図はリードフレームの一
例を示す平面図、第3図は本発明の一実施例の動作を示
す波形図、第4図は本発明の一実施例における上下変形
の検出原理を示す説明図、第5図は本発明の一実施例に
おける動作をさらに具体的に示した説明図である。 1・・・・・・アイランド、2・・・・・・インナーリ
ード、3・・・・・・ダム、4・・・・・・アクタ−リ
ード、5・・・・・・外枠、6・・・・・・部分メッキ
領域、7・・・・・・光源側検出部、8・・・・・・半
導体レーザ、9,10,14・・・・・・レンズ、11
・・・・・・PSD、12・・・・・・信号処理部、1
3・・・・・・透過光量検出器、15・・・・・・受光
素子、16・・・・・・信号処理部、17・・・・・・
波形記憶装置、18・・・・・・制御判定部、19・・
・・・・XYステージ、20・・・・・・モータ、21
・・・・・・リニアエンコーダ、22・・・・・・リー
ドフレーム、L・・・・・・光スポット、A・・・・・
・変形したインナーリード、B・・・・・・変形してい
ないインナーリード、]゛・・・・・・透過光量信号、
R・・・・・・反射光量信号、H・・・・・・高さ信号
、T、・・・・・・横変形信号、30〜46・・・・・
・リードフレーム上の走査点。 第1図 第3因 手続補正書(自発) 昭和60年6月24日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)リードフレームの形状と表面状態を光学的に検出
    する方式のリードフレームの検査方法において、リード
    フレームの表面状態を検査すべき方の面に垂直に光スポ
    ットを照射する光源手段と、このリードフレームをはさ
    んで上記光源手段と反対側に延びる光スポットの光軸上
    に位置する受光手段と、上記リードフレーム上に照射さ
    れた光スポットの像をこの光スポットの照射光軸に対し
    て90度未満の所定の角度方向の所定の位置に結像させ
    る結像光学手段と、この結像光学手段による上記光スポ
    ットの像の結像位置近傍に位置する一次元光入射位置検
    出手段と、上記光スポットの光軸を上記リードフレーム
    の面に沿つて相対的に移動させる走査手段と、この走査
    手段による相対的な移動量を検出する計測手段とを設け
    、上記受光手段の出力信号と上記計測手段の出力信号に
    よりリードフレームの面方向内での変形を検出し、上記
    一次元光入射位置検出手段の出力信号によりリードフレ
    ームの面方向に対して垂直な方向での変形と表面状態と
    を検出するように構成したことを特徴とするリードフレ
    ームの検査方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、上記光源手段が
    半導体レーザで、上記一次元光入射位置検出手段が半導
    体装置検出素子でそれぞれ構成されていることを特徴と
    するリードフレームの検査方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01311256A (ja) * 1988-06-08 1989-12-15 Dainippon Printing Co Ltd 形状検査装置
JPH02199900A (ja) * 1989-01-27 1990-08-08 Fuji Mach Mfg Co Ltd 電子部品実装装置
EP0578235A2 (en) * 1992-07-10 1994-01-12 Sharp Kabushiki Kaisha Document-size detection system for use in a document reader

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US5519483A (en) * 1992-07-10 1996-05-21 Sharp Kabushiki Kaisha Detection system and detection method of document size for use in a document reader

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