KR100218932B1 - Coplanarity test method and apparatus coplanarity testing of semiconductor lead - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다수의 리드를 갖는 집적회로의 상기 리드들간의 편평도를 측정하는 편평도측정장치 및 편평도측정방법에 관한 것으로서, 표면이 평판으로 형성된 반투명성 재질의 측정판에 집적회로를 밀착하여 위치시키고, 집적회로의 리드들에 상호 상이한 각도에서 각각 상이한 색상으로 조명하며, 이 조명에 의해 생성된 리드들의 영상에 기초하여 리드들의 편평도를 판별하는 것이다. 이에 의해, 집적회로의 리드의 편평도를 측정하는 시간이 단축되게 된다.The present invention relates to a flatness measuring device and a flatness measuring method for measuring flatness between the leads of an integrated circuit having a plurality of leads, wherein the integrated circuit is placed in close contact with a measuring plate of semi-transparent material having a flat surface. The leads of the integrated circuit are illuminated in different colors at different angles, and the flatness of the leads is determined based on the image of the leads generated by the illumination. This shortens the time for measuring the flatness of the lead of the integrated circuit.

Description

집적회로의 리드들간의 편평도측정장치 및 편평도측정방법{ }Flatness measuring device and flatness measuring method between leads of integrated circuit

본 발명은 집적회로의 리드들간의 편평도측정장치 및 편평도측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flatness measuring device and a flatness measuring method between leads of an integrated circuit.

집적회로는 외부와의 전기 도통을 위한 다수의 리드를 가지고 있다. 집적회로를 인쇄회로기판 등에 설치하기 위해서는 이 리드들을 인쇄회로기판에 접착시켜야 하며, 이를 위한 방법으로 표면실장기술(SMT : Surface Mounting Technology)이 주로 사용되고 있다. 표면실장기술은 인쇄회로기판상에 미세한 박막형의 땜납을 입히고, 그 위에 집적회로의 리드들을 접촉시킨 뒤 가열하여 리드를 인쇄회로기판상에 접착시키는 기술이다. 이때, 땜납은 인쇄회로기판상에 수십 마이크로미터 정도의 두께를 갖도록 초박막형으로 입혀지므로, 리드들이 불량 없이 접착되어 인쇄회로기판상에 정확하게 실장되기 위해서는 각 리드들은 상호 편평도(Coplanarity)가 수 마이크로미터 이내의 오차 범위에서 유지되어야 한다. 리드들의 편평도는 집적회로의 설치에 따른 동작 신뢰성에 중대한 영향을 미치므로, 집적회로의 불량 여부를 판별하는 데 있어서 리드들의 편평도는 매우 중요한 요소가 되고 있다.Integrated circuits have a number of leads for electrical conduction to the outside. In order to install an integrated circuit on a printed circuit board, the leads should be bonded to the printed circuit board, and a surface mounting technology (SMT) is mainly used as a method for this purpose. Surface-mounting technology is a technique in which a fine thin film solder is applied onto a printed circuit board, and the leads of the integrated circuit are contacted thereon and heated to bond the leads onto the printed circuit board. In this case, the solder is coated in an ultra-thin film having a thickness of about several tens of micrometers on the printed circuit board, so that the leads have a coplanarity of several micrometers in order for the leads to be bonded without defects and to be accurately mounted on the printed circuit board. It must be maintained within the margin of error. Since the flatness of the leads has a significant influence on the operation reliability due to the installation of the integrated circuit, the flatness of the leads becomes a very important factor in determining whether the integrated circuit is defective.

이러한 리드들의 편평도를 측정하는 종래의 편평도측정장치는 도 4에 도시된 바와 같다. 편평도측정장치는 반투명성 재질의 측정판(33)과, 측정판(33)의 상부에 설치된 조명장치(35)와, 측정판(33)의 하부에 설치된 카메라(도시 않음)로 구성되어 있다.Conventional flatness measuring device for measuring the flatness of these leads is as shown in FIG. The flatness measuring device includes a measuring plate 33 made of a semi-transparent material, a lighting device 35 provided on the upper part of the measuring plate 33, and a camera (not shown) provided on the lower part of the measuring plate 33.

측정판(33)은 그 표면이 고정밀도의 평면도를 유지하도록 형성되며, 측정판(33) 위에는 편평도를 측정하고자 하는 대상이 되는 집적회로(30)가 올려진다. 집적회로(30)는 외부와의 전기 도통을 위한 다수의 리드(31)를 가지고 있고, 이 리드(31)들의 단부는 집적회로(30)가 장착될 인쇄회로기판(도시 않음)상에 접촉되도록 수평방향으로 절곡형성되어 있다. 각 리드(31)들은 상호 고정밀도의 편평도를 유지하고 있으며, 편평도가 유지되지 않을 경우에는 각 리드(31)의 단부는 측정판(33)상에 균일하게 밀착접촉되지 못하고 측정판(33)으로부터 소정거리 이격되는 리드가 있게 된다.The measuring plate 33 is formed so that its surface maintains a high-precision plan, and the integrated circuit 30 to be measured on the flat plate is mounted on the measuring plate 33. The integrated circuit 30 has a plurality of leads 31 for electrical conduction with the outside, and the ends of the leads 31 are in contact with the printed circuit board (not shown) to which the integrated circuit 30 is to be mounted. It is bent in the horizontal direction. Each of the leads 31 maintains a high accuracy flatness, and when the flatness is not maintained, the ends of each lead 31 are not uniformly contacted on the measuring plate 33 and are separated from the measuring plate 33. There are leads spaced a predetermined distance apart.

집적회로(30)의 상부에 설치된 조명장치(35)는 집적회로(30)의 각 코너부로부터 집적회로(30)의 대각선 방향으로 다소 이격된 위치의 상부에 설치되어 있다. 집적회로(30)의 우측면에 형성된 리드들의 편평도를 측정하고자 할 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 집적회로의 우측의 상단코너와 하단코너쪽에 조명장치(35)를 설치하고 번갈아가며 한번씩 조명한다. 이 각 조명장치(35)에 의해 측정판(33)에는 리드(31)들의 음영이 나타나게 되어, 우측 상단코너측의 조명장치(35a)에 의해서는 도 5에 도시된 바와 같은 영상이, 우측 하단코너측의 조명장치(35b)에 의해서는 도 6에 도시된 바와 같은 영상이 카메라에 수령된다.The lighting device 35 provided on the upper part of the integrated circuit 30 is installed at a position slightly spaced apart from each corner of the integrated circuit 30 in the diagonal direction of the integrated circuit 30. When the flatness of the leads formed on the right side of the integrated circuit 30 is to be measured, as shown in FIG. 4, the illumination device 35 is installed on the upper and lower corners of the right side of the integrated circuit and alternately illuminated once. do. The shadows of the leads 31 are displayed on the measurement plate 33 by the respective illumination devices 35, and the image as shown in FIG. 5 is displayed by the illumination device 35a on the upper right corner. By the lighting device 35b on the corner side, an image as shown in FIG. 6 is received by the camera.

카메라에서 수령한 영상은 도시않은 마이컴으로 입력되고, 마이컴은 이 두 영상을 비교하여 리드(31)들간의 편평도를 판별한다. 즉, 측정판(33)의 표면으로부터 이격된 리드가 있을 경우에는 이격된 리드에 의해 생성되는 영상은 그 음영의 위치가 각 조명장치(35a, 35b)마다 틀려지게 되고, 이 틀려진 정도가 소정 범위의 오차를 넘는 경우에는 적정한 편평도를 유지하지 못하는 것으로 판별한다. 이러한 방식에 의하면 5 내지 10㎛ 정도의 오차범위 내에서의 편평도 측정이 가능하게 된다.The image received from the camera is input to a microcomputer (not shown), and the microcomputer compares the two images to determine the flatness between the leads 31. That is, when there is a lead spaced from the surface of the measuring plate 33, the image generated by the spaced lead is different in the position of the shadow for each lighting device 35a, 35b, and the degree of the distortion is in a predetermined range. If the error exceeds, it is determined that the proper flatness cannot be maintained. According to this method, it is possible to measure the flatness within the error range of about 5 to 10㎛.

그런데, 이러한 종래의 편평도측정장치 및 편평도측정방법은, 집적회로(30)에 마련되어 있는 리드를 검사하는 경우, 리드를 검사하는데 각 조명을 번갈아가면서 조명하여 각 조명에 의한 두 개의 영상을 비교하여 편평도를 측정하여야 하므로, 집적회로의 리드의 편평도를 검사하는데 걸리는 시간이 길게 된다는 문제점이 있다.However, in the conventional flatness measuring device and the flatness measuring method, when inspecting a lead provided in the integrated circuit 30, the lead is inspected by alternately illuminating each light to compare the two images by each light. Since it is necessary to measure, the time taken to inspect the flatness of the lead of the integrated circuit becomes long.

따라서, 본 발명의 목적은, 집적회로에 조명하는 횟수를 줄여 편평도를 측정하는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있는 편평도측정장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a flatness measuring apparatus capable of shortening the time taken to measure flatness by reducing the number of illuminations to an integrated circuit.

본 발명의 다른 목적은, 상기와 같은 편평도측정장치에 의한 편평도측정방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flatness measuring method by the flatness measuring apparatus as described above.

도 1은 본 발명에 따른 편평도측정장치의 사용상태를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a state of use of the flatness measuring device according to the present invention,

도 2는 도 1의 편평도측정장치에 의해 측정판상에 투사된 영상을 도시한 평면도,FIG. 2 is a plan view showing an image projected onto a measuring plate by the flatness measuring apparatus of FIG. 1;

도 3은 도 2의 부분확대 평면도로서 A부분의 확대도,3 is a partially enlarged plan view of FIG. 2 and an enlarged view of portion A;

도 4는 종래의 편평도측정장치의 사용상태를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing a state of use of the conventional flatness measuring device,

도 5는 및 도 6은 종래의 편평도측정장치에 의해 측정판상에 투사된 영상을 도시한 평면도이다.5 and 6 are plan views illustrating images projected on a measuring plate by a conventional flatness measuring apparatus.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 집적회로 11 : 리드10: integrated circuit 11: lead

13 : 측정판 20 : 조명장치13 measuring plate 20 lighting device

상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 리드를 갖는 집적회로의 상기 리드들간의 편평도를 측정하는 편평도측정장치에 있어서, 표면이 평판으로 형성된 반투명성 재질의 측정판과, 상기 측정판에 밀착되어 위치한 상기 집적회로의 상기 리드들을 상호 상이한 각도에서 조명하며 각각 상이한 색상으로 구성된 복수개의 조명수단과, 상기 조명수단에 의한 조명에 따라 상기 리드들에 의해 상기 측정판의 표면에 형성된 영상을 수령하는 영상촬영수단과, 상기 영상촬영수단이 수령한 상기 리드들의 영상에 기초하여 상기 리드들의 편평도를 판별하는 편평도판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 편평도측정장치에 의해 달성된다.According to the present invention, in the flatness measuring device for measuring the flatness between the leads of the integrated circuit having a plurality of leads, the surface of the semi-transparent material formed of a flat plate and the measuring plate is in close contact with An image that receives the images formed on the surface of the measuring plate by the leads according to the illumination by the lighting means, and a plurality of lighting means each having different colors and illuminating the leads of the integrated circuit located at different angles from each other; And a flatness discrimination unit for discriminating the flatness of the leads based on the photographing means and the images of the leads received by the image photographing means.

여기서, 상기 각 조명수단의 조명색은 상호 보색관계의 색상으로 구성함으로써, 영상을 더욱 명확하게 하는 것이 바람직하다.Here, the illumination color of each of the lighting means is preferably composed of colors of mutual complementary color relationship, it is preferable to make the image more clear.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다수의 리드를 갖는 집적회로의 상기 리드들간의 편평도를 측정하는 편평도측정방법에 있어서, 표면이 평판으로 형성된 반투명성 재질의 측정판을 마련하는 단계와, 상기 집적회로를 상기 측정판에 밀착하여 위치시키는 단계와, 상기 집적회로의 상기 리드들에 상호 상이한 각도에서 각각 상이한 색상으로 조명하는 단계와, 상기 리드들에 의해 상기 측정판의 표면에 형성된 영상에 기초하여 상기 리드들의 편평도를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편평도측정방법에 의해 달성된다.Another object of the present invention is to provide a flatness measuring method for measuring flatness between the leads of an integrated circuit having a plurality of leads, the method comprising: providing a measuring plate of a semi-transparent material having a flat surface; Positioning the circuit in close contact with the measurement plate, illuminating the leads of the integrated circuit in different colors at different angles, and based on an image formed on the surface of the measurement plate by the leads; It is achieved by a flatness measuring method comprising the step of determining the flatness of the leads.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 편평도측정장치의 사용상태를 도시한 사시도이다. 본 발명에 따른 편평도측정장치는, 종래의 편평도측정장치와 마찬가지로, 표면이 고정밀도의 평판으로 형성된 반투명성 재질의 측정판(13)과, 측정판(13)의 상부에 설치된 조명장치(20)와, 측정판(13)의 하부에 설치된 카메라(도시 않음)로 구성되어 있다.1 is a perspective view showing a state of use of the flatness measuring device according to the present invention. The flatness measuring device according to the present invention, like the conventional flatness measuring device, the measuring plate 13 of the semi-transparent material formed on the surface of a high precision flat plate, and the illumination device 20 provided on the upper portion of the measuring plate 13 And a camera (not shown) provided below the measuring plate 13.

측정판(13) 위에는 편평도를 측정하고자 하는 대상이 되는 집적회로(10)가 올려진다. 집적회로(10)의 상부에 설치된 조명장치(20)는 집적회로(10)의 각 코너부로부터 집적회로(10)의 대각선 방향으로 다소 이격된 위치의 상부에 설치되어 있다. 이 조명장치(20)는 집적회로(10)의 우측의 상단코너와 하단코너쪽에 한쌍(20a, 20b)이 설치되어 있다.On the measuring plate 13, an integrated circuit 10 serving as an object for measuring flatness is mounted. The lighting device 20 installed on the upper portion of the integrated circuit 10 is installed at a position slightly spaced apart from each corner of the integrated circuit 10 in the diagonal direction of the integrated circuit 10. The lighting device 20 is provided with a pair 20a, 20b of the upper right corner and the lower corner of the right side of the integrated circuit 10.

집적회로(10)의 우측면에 형성된 리드들의 편평도를 측정하고자 할 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 집적회로(10)의 우측의 상단코너와 하단코너쪽에 설치된 조명장치(20a, 20b)를 동시에 집적회로에 조명한다. 이때 각 조명장치(20a, 20b)는 상호 상이한 색상을 조명하도록 되어 있으며, 바람직하게는 상호 보색관계의 색상을 조명한다. 이에 따라 측정판(13)에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각 조명장치(20a,20b)의 조명에 의해 리드(11)들의 그림자에 의한 영상이 나타나게 된다.When the flatness of the leads formed on the right side of the integrated circuit 10 is to be measured, as shown in FIG. 1, the lighting apparatuses 20a and 20b installed on the upper and lower corners of the right side of the integrated circuit 10 are disposed. Illuminate the integrated circuit at the same time. At this time, each lighting device (20a, 20b) is to illuminate different colors mutually, preferably illuminates the colors of the complementary complementary relationship. Accordingly, the measurement plate 13, as shown in Fig. 2 and 3, the image of the shadows of the leads (11) by the illumination of each of the illumination device (20a, 20b) appears.

예컨데, 집적회로(10)의 우측상단에 설치된 조명장치(20a)는 붉은색, 집적회로의 우측하단에 설치된 조명장치(20b)는 녹색을 조명하도록 구성하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 붉은색에 의해 생긴 영상과 녹색에 의해 생긴 영상이 교차되어 각 부위별로 다른 색상을 띄게 된다. 붉은색 조명장치(20a)와 녹색 조명장치(20b)가 동시에 조명되는 부분은 흰색 영상을 나타내고, 붉은색 조명장치(20a)와 녹색 조명장치(20b)가 모두 조명되지 않고 가려지는 부분(22)은 검은색 영상을 나타낸다. 붉은색 조명장치(20a)가 조명되고 녹색 조명장치(20b)가 조명되지 않는 부분(21)은 붉은색으로 나타나고, 녹색 조명장치(20b)가 조명되고 붉은색 조명장치(20a)가 조명되지 않는 부분(23)은 녹색으로 나타난다. 측정판(13) 하부에 설치된 카메라는 이 영상의 색상분포를 수령하게 된다.For example, when the lighting device 20a installed at the upper right of the integrated circuit 10 is red, the lighting device 20b installed at the lower right of the integrated circuit 10 is configured to illuminate green, as shown in FIG. 3. The image created by color and the image produced by green cross each other and have different colors. The portion where the red illuminator 20a and the green illuminator 20b are illuminated at the same time represents a white image, and the red illuminator 20a and the green illuminator 20b are both unilluminated and occluded portions 22. Indicates a black image. The portion 21 in which the red illuminator 20a is illuminated and the green illuminator 20b is not illuminated appears red, and the green illuminator 20b is illuminated and the red illuminator 20a is not illuminated. Portion 23 is shown in green. The camera installed under the measurement plate 13 receives the color distribution of this image.

카메라에서 수령한 영상은 도시 않은 마이컴으로 입력되고, 마이컴은 이 영상을 비교하여 리드(11)들간의 편평도를 판별한다. 즉, 측정판(13)의 표면으로부터 이격된 리드가 있을 경우에는 이격된 리드에 의해 생성되는 영상은 그 색상분포가 측정판(13)의 표면에 밀착된 리드와는 상이하게 되고, 마이컴은 각 조명장치(20)에 의해 생기는 영상의 위치차이를 분석하여 이 위치차이가 소정 범위를 넘는 경우에는 적정한 편평도를 유지하지 못하는 것으로 판별한다.The image received from the camera is input to a microcomputer (not shown), and the microcomputer compares the video to determine the flatness between the leads 11. That is, when there are leads spaced from the surface of the measuring plate 13, the image generated by the spaced leads is different from the leads whose color distribution is in close contact with the surface of the measuring plate 13. By analyzing the position difference of the image generated by the lighting device 20, it is determined that the proper flatness cannot be maintained when the position difference exceeds a predetermined range.

이러한 방식에 의하면, 종래와 마찬가지로, 5 내지 10㎛ 정도의 오차범위 내에서의 편평도 측정이 가능하게 되며, 리드를 검사하는데 각기 다른 방향에서 번갈아가며 투사한 조명으로 촬영한 두 개의 영상을 비교하여 편평도를 판단하는 종래의 방식에 비해, 집적회로의 리드 검사 시 두 개의 조명장치를 동시에 조명하여 하나로 촬영한 영상을 얻어낼 수 있으므로, 리드들의 편평도 측정에 걸리는 시간을 단축할 수 있게 된다.According to this method, as in the prior art, it is possible to measure the flatness within an error range of about 5 to 10 μm, and to compare the two images taken by the alternating projections in different directions to inspect the leads. Compared to the conventional method of determining the size of the integrated circuit, two illumination devices may be simultaneously illuminated to obtain an image taken as one, thereby reducing the time required for measuring flatness of the leads.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상이한 색상을 갖는 조명장치를 동시에 조명하여 얻은 영상으로 리드들의 편평도를 측정할 수 있으므로, 집적회로의 리드들의 편평도를 측정하는 데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있는 편평도측정장치 및 측정방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, since the flatness of the leads can be measured by an image obtained by simultaneously illuminating lighting devices having different colors, the flatness can be shortened to measure the flatness of the leads of the integrated circuit. A measuring device and measuring method are provided.

Claims (4)

다수의 리드를 갖는 집적회로의 상기 리드들간의 편평도를 측정하는 편평도측정장치에 있어서,A flatness measuring device for measuring flatness between the leads of an integrated circuit having a plurality of leads, 표면이 평판으로 형성된 반투명성 재질의 측정판과,A translucent measuring plate whose surface is formed of a flat plate, 상기 측정판에 밀착되어 위치한 상기 집적회로의 상기 리드들을 상호 상이한 각도에서 조명하며 각각 상이한 색상으로 구성된 복수개의 조명수단과,A plurality of lighting means configured to illuminate the leads of the integrated circuit in close contact with the measurement plate at different angles and each having different colors; 상기 조명수단에 의한 조명에 따라 상기 리드들에 의해 상기 측정판의 표면에 형성된 영상을 수령하는 영상촬영수단과,Image taking means for receiving an image formed on the surface of the measuring plate by the leads according to the illumination by the lighting means; 상기 영상촬영수단이 수령한 상기 리드들의 영상에 기초하여 상기 리드들의 편평도를 판별하는 편평도판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 편평도측정장치.And a flatness discrimination unit for discriminating the flatness of the leads based on the images of the leads received by the image photographing means. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 조명수단의 조명색은 상호 보색관계의 색상인 것을 특징으로 하는 편평도측정장치.Flatness measuring device, characterized in that the illumination color of the respective lighting means is the color of the complementary complementary relationship. 다수의 리드를 갖는 집적회로의 상기 리드들간의 편평도를 측정하는 편평도측정방법에 있어서,In the flatness measuring method for measuring the flatness between the leads of an integrated circuit having a plurality of leads, 표면이 평판으로 형성된 반투명성 재질의 측정판을 마련하는 단계와,Providing a measuring plate of translucent material whose surface is formed of a flat plate, 상기 집적회로를 상기 측정판에 밀착하여 위치시키는 단계와,Positioning the integrated circuit in close contact with the measurement plate; 상기 집적회로의 상기 리드들에 상호 상이한 각도에서 각각 상이한 색상으로 조명하는 단계와,Illuminating the leads of the integrated circuit in different colors at different angles, respectively; 상기 리드들에 의해 상기 측정판의 표면에 형성된 영상에 기초하여 상기 리드들의 편평도를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편평도측정방법.And determining the flatness of the leads based on the image formed on the surface of the measurement plate by the leads. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 상이한 색상은 상호 보색관계의 색상인 것을 특징으로 하는 편평도측정방법.And said different colors are colors of a mutual complementary color relationship.
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