JPH03136262A

JPH03136262A - Ｉｃパッケージのリード端子浮き量検査装置

Info

Publication number: JPH03136262A
Application number: JP27450089A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kajimoto; 梶本　利彦; Atsuo Seko; 世古　厚夫; Hajime Noguchi; 肇野口
Original assignee: Tokyo Koku Keiki KK
Current assignee: Tokyo Koku Keiki KK
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-11
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0682732B2

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】（産業上の利用分野）本発明はＩＣパッケージのリード端子群の像を照明系、
計測ステージおよび撮影光学系を用いることにより、撮
像系に映像信号として取り出し、画像処理等をすること
によりその浮き量を計測できるＩＣパッケージのリード
端子浮き量検査装置に関する。

（従来の技術）ＩＣパッケージを自動装置によりプリント基板等に実装
する場合、全てのリード端子の先端部の高さが揃ってい
ることが理想的である。

しかしながら、ＩＣパッケージのリード端子を折り曲げ
る工程において、各リード端子間の高さに少なからずば
らつきが生じる。

このばらつきは所定の範囲内に収まれば、実装時の不良
を最少附に抑えることができる。

そこで、実装時の不良発生を未然に防ぐ方策として予め
ＩＣパッケージのリード端子間のずれを検査し、許容範
囲内にないリード端子を有するＩＣパッケージを取り除
く方法を採用している。

かかる検査方法として、１個のＣＣＤカメラによってＩ
Ｃパッケージの一側面に並設されているリード端子群を
撮像し、映像として捕らえたリード端子の高さをＩＣパ
ッケージの下面を基準として比較し、許容範囲内にある
か否か判断し、ＩＣパッケージの他の側面に並設されて
いるリード端子群に対しても上記ＣＣＤカメラを移動し
、対面させることにより同様に検査していた。

（発明が解決しようとする課題）そのため、従来のリード端子の浮き歪検査では、ＩＣパ
ッケージの各側面毎に順番に検査することとなり、検査
工程が煩雑になるとともに検査時間を多く要するという
欠点があった。

また、単に光学系の倍率を大きくして計測精度をあげよ
うとすると測定できる視野が狭くなり、またＣＣＤカメ
ラ等を移動させなければ測定できなかった。

さらに、ＩＣパッケージの下面を基準として、許容範囲
内にあるか否かを判定しているため、精密には実装実情
と合わないことがあり、許容範囲内にあるにもかかわら
ず、特定のリード端子が実装プリント基板面から相当浮
いてしまうということがあった。

本発明の目的は上記欠点を解決するもので、ＩＣパッケ
ージの各側面に並設されているリード端子群毎に、縦方
向と横方向の倍率の異なる撮影光学系および撮像系を設
け、かつ、実際にプリント基板上に実装すると同様な状
態を作り出し、リード端子が接する面を基準面とするこ
とにより高速高精度でリード端子の浮き量を計測できる
ＩＣパッケージのリード端子浮き量検査装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために本発明によるＩＣパッケージ
のリード端子浮き量検査装置は光ファイバを導入し、上
面に複数個の均一な線光源を形成する照明系と、前記照明系の上部に配置され、平面形状が中央部に貫通
孔を有する角形であって、その上面を、被検査体である
ＩＣパッケージのリード端子を搭載し、所定部に位置付
けするための基準面とする基準ステージおよび前記基準
ステージの貫通孔に固定され、周囲に棚状の導出部を有
し、前記照明系の線光源からの光を拡散させ、前記導出
部を経由させて各側面より拡散光を射出する拡散板を含
む計測ステージと、前記拡散板側面からの光によって得られる前記ＩＣパッ
ケージのリード端子の像の整列方向の倍率を縮小すると
ともに、前記整列方向と直角方向の倍率を拡大する倍率
変換レンズを、各方向に出ているリード端子群対応に設
けた撮影光学系と、前記倍率変換レンズ対応ごとに、前
記撮影光学系から射出される光像を映像に変換する撮像
系とから構成される装置第１図は本発明によるＩＣパッケージのリード端子浮き
量検査装置の構成を示す図である。

照明系３には光ファイバが導入され、被検査体２の各辺
に平行な線光源が作り出される。

計測ステージ１は基準ステージと拡散板を有し、被検査
体２の各リード端子群を基準ステージの基準面で受ける
ことができ、これにより被検査体２が位置づけられる。

そして拡散板により拡散光が被検査体の下面から各辺に
向けて射出される。

撮影光学系４の各倍率変換レンズは被検査体の各側面の
リード端子群に対面して設けられており、リード端子の
整列方向（横方向）と、整列方向と直角方向（縦方向）
の像の倍率を変換する。

撮像系５の各カメラは光像を受けて、映像信号に変換す
る。この映像出力を図示しない処理部により画像処理す
ることにより、基準面から各リード端子がどれだけ浮い
ているか短時間で、かつ、高い精度で判定できる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第２図は４方向端子フラツトパツケージ（以下ｒＱＦＰ
Ｊという）の構成を示す平面図である。

被検査体としてはこの他にプラスチックチップキャリア
パッケージ（ＰＬＣＣ）、デュアルインラインパッケー
ジも対象となる。

ＱＦＰ６のパッケージ部の４つの側面よりそれぞれリー
ド端子群５ａ、５ｂ、５ｃおよび６ｄが出ている。リー
ド端子５ａ、５ｂ、５ｃおよび６ｄは折り曲げ工程にお
いて、端子の先端が揃うように所定の形状に成形される
。しかしながら、実際にはかなりのバラツキが生じる。

第３図は本発明によるＩＣパッケージのリード端子浮き
量検査装置の一実施例を示す概略図で、被検査体として
上記ＱＦＰを対象とした装置である。

基準ステージ７の中央部に拡散板１０が固定されており
、基準ステージ７の上面にＱＦＰ６のリード端子が載せ
られる。

基準ステージ７の下部に、光ファイバ８に接続されたフ
ァイバ照明ユニット９が設けられている。

拡散板１０およびファイバ照明ユニット９の中央部には
吸着ノズル１）が上下動可能に設けられている。

吸着ノズル１）の下端はモータ１３に回転させられる偏
心カム１２に当接されている。

基準ステージ７の右側面に対向して、ミラー１４を含む
倍率変換レンズ１５およびＣＣＤカメラ１６が配置され
ている。基準ステージ７の左側面および前後にも同様に
倍率変換レンズおよびＣＯＤカメラがそれぞれ設けられ
ている。

第４図は第３図の計測ステージおよび照明ユニ７）の詳
細を示す拡大図である。

基準ステージ７は第２図から明らかなように４角形状で
段差部７Ｃを有しており、上の面が基準面７ｂとなる。

中央部に拡散Ｆｊ、ｌＯを嵌め込むための４角形状の貫
通孔７ａを有し、貫通孔７ａに設けた段差部７ｄに拡散
板１０が取りつけられている。段差部７Ｃには孔７ｅお
よび側面に繋がる孔７ｆが設けられ、この孔７ｅ、７ｆ
と基部２３に設けられている孔２３ａ、２３ｂとを合わ
せ、位置決めビン１９．２０を差し込むことにより基準
ステージ７は固定される。

基準ステージ７は被検査体の形状に応じて、数種類用意
されており、容易に代えることができる。

拡散板１０の中央部には吸着ノズル１）を挿通させるた
めの孔を有し、その側面には棚状の導出部１０ａが形成
されている。

吸着ノズル１）の内部はノズル先端まで通じる空胴部１
）ａとなっており、空洞部１）ａの他端は吸着ノズル側
面より導き出されている。空洞部１）ａの他端は接栓１
）ｂを介して電磁弁１７に接続され、電磁弁１７には真
空ポンプ１８が装着されている。

吸着ノズル１）の他端はプーリ１）Ｃを介して偏心カム
１２に押し当てられている。

吸着ノズル１）はボールスプライン２４によって支持さ
れている。

モータ１３の駆動軸は偏心カム１２の中心よりΔＲだけ
離れた位置に取りつけられている。したがって吸着ノズ
ル１）の先端は２×ΔＲ上下動できる。

第５図は基準ステージ、倍率変換レンズおよびＱＦＰの
位置関係を説明するための図である。

基準ステージ７の基準面の縦と横の寸法を第２図に示す
ようにり、ＷとするとＱＦＰ６のベント幅寸法Ｄ“、Ｗ
゛より両側でそれぞれΔｌたけ大きくしである。例えば
、具体的には０．５１である。

また、倍率変換レンズ１５の先端とリード端子の先端ま
での距離を合焦点距離ｌとし、レンズの光軸２５と基準
面との高さを一致させている。

第６図は照明ユニットの詳細を示す図である。

照明ユニット９に導入された光ファイバ８は４つに分割
させられ、直線上の光ファイバ整列束２１゜２２等にさ
れる。照明ユニット９の上面には、４つの均一な線光源
２６，２７．２９および３０が形成されている。

第７図は拡散板の詳細を示す図で、同図（ａ）は平面図
、同図（ｂｌはステージ部分の断面図、同図（Ｃ１はス
テージ部分の一部拡大断面図である。

拡散板１０の各辺に形成されている導出部１０はリード
端子３８の内側の位置関係となる。導出部１０ａの厚さ
は例えば、０．３ｍｍである。

上記線光源を出射した光は拡散板１ｏの下面から入射し
、拡散され、導出部１０ａの側面に達したものだけが、
主に撮像系の照明光として利用される。

したがって第７図（ａ）に示すように導出部１０ａの側
面より拡散光３９が放出される。

第８図（ａ）および（ｂｌは倍率変換レンズを側面から
見た図および正面から見た図である。

倍率変換レンズはミラー１５．シリンドリカルレンズ３
３，３４．および３５．絞り３７ならびにメインレンズ
３２より構成されている。

第８図（ａｌはリード端子群の縦方向の倍率を拡大する
光学系を示すものである。

縦方向の倍率はシリンドリカルレンズ３３．３４および
３５では拡大率は稼いでおらず、メインレンズ３２のみ
で拡大している。

また、第８図（ｂ）はリード端子群の横方向の倍率を縮
小する光学系を示すものである。

横方向の倍率はメインレンズ３２．シリンドリカルレン
ズ３３．３４および３５の位置関係で縮小される。

なお、絞り３７は縦方向および横方向の明るさをそれぞ
れ独立に調整可能である。

このように縦方向と横方向の倍率を変えているのはリー
ド端子浮き量測定において、横方向の計測精度は必要で
はなく、縦方向の計測精度のみ必要であるからである。

この実施例では物点３１であるリード端子からミラー１
４までの距離を７５ｍｍに、縦方向の倍率を２．５倍に
、横方向の倍率を１／４に縮小しである。したがって、
横方向の有効視野は４倍に拡大し、縮方向の視野はｌ／
２．５倍に縮小するが、その分解能は２，５倍に拡大す
る。

つぎに本検査装置の操作手順にしたがって、各部の機能
および動作について第３図、第４図を用いて説明する。

図示しないトランスファ等によりＱＦＰ６を基準ステー
ジ７上に搬入させた後、モータ１３を起動して吸着ノズ
ル１）を上昇させ、ＱＦＰ６の下面を吸着ノズル１）の
先端に接触させる。これと同時に真空源１８によって空
胴部１）ａの空気を引き、吸着ノズル１）の先端にＱＦ
Ｐ６の下面を吸着させる。つぎに、モータ１３をさらに
回転させて、ゆっ（りと吸着ノズル１）を下降させ、Ｑ
ＦＰ６のリード端子が基準面７ｂに接触した時点で、空
胴部１）ａの空気引きを停止し、吸着を解除する。

このようにしてＱＦＰ６を基準面に位置付けするのはト
ランスファ等によって基準ステージ上に直接ＱＦＰを搭
載した場合、リード端子が変形する恐れがあるからであ
る。

光ファイバ８により光が伝送されてくると、照明ユニッ
ト９によって、４つの線光源に分割され、拡散板１０に
よってＱＦＰ６の各側面のリード端子群に拡散光が送ら
れる。各側面のリード端子を通った光はそれぞれの倍率
変換レンズを経由して、ＣＣＤ上に達し、ＣＣＤにリー
ド端子の像を結ぶ。

ここで、倍率変換レンズの縦方向の倍率が２．５倍。

横方向の倍率が１／４倍で、２　／　３１ンのＣＯＤを
用いた場合の、計測精度および計測範囲について第９図
を用いて説明する。

第９図は縦方向および横方向の倍率に対する有効視野お
よび分解能の実測値を示す図である。

同図から明らかなように、実施例によれば、分解能が５
゜２μｍ　／　１画素になり、必要な計測精度を満たす
とともに、有効視野は拡がり、最大３５　、２ｍｍのＱ
ＦＰの一辺のリード端子群の浮き量を測定できる。

各ＣＣＤカメラはリード端子群の像を映像信号に変換し
、変換した映像出力は図示しない処理部に送られる。処
理部ではリード端子の浮き量を判定するための画像処理
が実行される。

第１０図はＣＣＤカメラで得た映像出力を処理する工程
を示す図である。

処理部はＱＦＰが位置付けされていない状態でステージ
の座標を５１２ピクセル分検出し、判定用データを作成
する動作を予めする。

ＣＣＤの全視野を第１０図（ａ）に示すように３つのウ
ィンドウに分割し、ウィンドウ毎に設定された２値レベ
ルにより２値画像をウィンドウ分取り込む。

つぎに第１０図（ｂ）に示すようにウィンドウ内で仮想
ラインを設定し、Ｘ方向に走査し、リード端子のエツジ
を検出する。

つぎに上記エツジよりリードの中心線を求め、中心線を
Ｙ方向に走査し、ピクセルの変化点を検出する。ピクセ
ルの変化点を０回検出し、平均座標を求め、ステージ座
標との差を判定する。

この場合、リードが垂直で無い場合Ｙ方向の走査でリー
ドの先端以外でピクセル変化点を検出する場合が発生す
るので、ピクセル変化点、検出時は水平方向座標＋、−
、ｎピクセル位置のピクセルを検査しリードの有無を検
出しＹ方向走査位置を補正する。

Ｙ方向への走査はウィンドウ１から３へと移行し、ウィ
ンドウ１のＹ方向座標終了時はウィンドウ２用の２値デ
ータの検出に移行する。

このようにして、各カード端子の基準面からの高さを判
定する。また、仮想ラインの走査によりリードの数を求
めることができるので、リードの欠落、リードの重なり
による不良の判定も可能となる。Ｙ方向の走査によるリ
ード先端部検出時、同時に第１０図（Ｃ）のＸＩ、Ｘ２
を検出する。

仮想ラインで検出した異なるリードでＸＩ、Ｘ２が同様
の場合リードの重なりの検出が行える。

この実施例では被検査体がＱＦＰの場合を説明したが、
デュアルインラインパッケージについても同様に適用で
きる。かかる場合は、倍率変換レンズ、カメラは２個設
置することとなる。

なお、本装置で用いている倍率変換レンズは、−般に横
方向の計測精度は要求されず、縦方向の精度が重要で、
かつ、横方向の有効視野範囲を大きく取る必要がある計
測（例えば、長方形状の幅の測定１円柱形状の直径およ
び円筒度）等に有効である。

（発明の効果）以上、説明したように本発明によれば、測定個所の有効
視野を充分大きく確保できる。例えば、第９図の実例に
よれば、ＱＦＰ側面の幅が最大３５．２ｍｍまで一回の
測定で可能である。したがって、ＩＣパッケージまたは
ＣＣＤカメラを走査して多数回計測を行う必要はなく、
計測時間を大幅に短縮できる。

また、測定個所の充分な有効視野を確保できると同時に
計測方向の精度を確保できる。

例えば、第９図の実例では、ＱＦＰリード端子の縦方向
のレンズ倍率は２．５倍であるので、２／３ｉ″ＣＣＤ
力メラ使用時、分解能は５．２μｍ／１画素となり、高
精度な計測が可能である。通常のレンズ系を用い、倍率
を２．５倍に設定した場合、ＱＦＰリード端子横方向の
有効視野は８．８　Ｘ　１　／２．５”　３．５２＋ｕ
＋Ｌか確保できず、本レンズと同等の視野範囲を確保す
るためには、ＱＦＰまたはカメラをＱＦＰリード端子横
方向に３．５２＋＋＋ｍピッチで９回移動し、計測を１
０回行わなければならないことになる。さらに、本発明
はリード端子を基準ステージに載せ、その基準面を基準
にして浮き量を測定するものであり、ＩＣパッケージの
各側面のリード端子群対応に倍率変換レンズ、カメラを
設置しているので、ＩＣパッケージまたはカメラを動か
すことなく、さらにＩＣパッケージに対し外部規制を加
えることなく　　（ＩＣパッケージを基準ステージ上に
置いた状態すなわち実装状態と同じ状態で）リード端子
浮き量を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＩＣパッケージのリード端子浮き
量検査装置のブロック図、第２図は４方向リード端子フ
ラツトパツケージ（ＱＦＰ）の平面図、第３図は本発明
によるＩＣパッケージのリード端子浮き量検査装置の実
施例を示す概略図。第４図は第３図の計測ステージおよび照明ユニットの拡
大図、第５図は基準ステージ、倍率変換レンズおよびＱ
ＦＰの位置関係を説明するための図。第６図は照明ユニットの詳細を示す図で、同図（３）は
平面図、同図（ｂｌは一部断面で示した側面図をそれぞ
れ示している。第７図は拡散板の詳細を示す図で、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂｌはステージ部分の断面図、
同図（Ｃ）はステージ部分の一部拡大断面図をそれぞれ
示している。第８図（ａ）および（ｂ）は倍率変換レン
ズを側面から見た図および正面から見た図で、同図（ａ
）はリード端子の縦方向を拡大する側を、同図山）はリ
ード端子の横方向を縮小する側をそれぞれ示している。第９図は縦方向および横方向の倍率に対する有効視野お
よび分解能の実測値を示す図、第１０図はＣＣＤカメラ
で得た映像出力を処理する工程を示す図である。ｌ・・・計測ステージ２・・・被検査体３・・・照明系４・・・撮影光学系５・・・撮像系６・・・４方向端子フラツトパツケージ（ＱＦＰ）７・
・・基準ステージ８・・・光ファイバ９・・・ファイバ照明ユニット１０・・・拡散板１）・・・吸着ノズル１２・・・偏心カム１３・・・モータ１４・・・ミラー１．５．２３・・・倍率変換レンズ１６・・・ＣＣＤカメラ１７・・・電磁弁１８・・・真空源１９．２０・・・位置決めピン２１．２２・・・光ファイバ整列束２４・・・ボールスプライン２５・・・レンズ系光軸２６．２７，２９．３０・・・発光面３１・・・像３２・・・メインレンズ３３．３４．３５・・・シリンドリカルレンズ３６・・
・結像点３７・・・絞り３８・・・リード端子

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ファイバを導入し、上面に複数個の均一な線光
源を形成する照明系と、前記照明系の上部に配置され、平面形状が中央部に貫通
孔を有する角形であって、その上面を、被検査体である
ＩＣパッケージのリード端子を搭載し、所定部に位置付
けするための基準面とする基準ステージおよび前記基準
ステージの貫通孔に固定され、周囲に棚状の導出部を有
し、前記照明系の線光源からの光を拡散させ、前記導出
部を経由させて各側面より拡散光を射出する拡散板を含
む計測ステージと、前記拡散板側面からの光によって得られる前記ＩＣパッ
ケージのリード端子の像の整列方向の倍率を縮小すると
ともに、前記整列方向と直角方向の倍率を拡大する倍率
変換レンズを、各方向に出ているリード端子群対応に設
けた撮影光学系と、前記倍率変換レンズ対応ごとに、前
記撮影光学系から射出される光像を、映像に変換する撮
像系とから構成したことを特徴とするＩＣパッケージの
リード端子浮き量検査装置。
（２）前記照明系および拡散板の中央部に貫通孔を設け
、この貫通孔を嵌通して前記ＩＣパッケージの下面に、
開口部が位置付けされるように吸着ノズルを設け、検査
開始時、被検査体であるＩＣパッケージを前記基準ステ
ージ上に位置付けした後、前記吸着ノズルを上昇させ、
その下面を吸着し、前記吸着ノズルを徐々に下降させ、
前記ＩＣパッケージのリード端子群が前記基準面に達し
たとき、前記吸着を解除するように構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のＩＣパッケージのリ
ード端子浮き量検査装置。
（３）前記撮影光学系はシリンドリカルレンズを構成の
一部に用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のＩＣパッケージのリード端子浮き量検査装置。
（４）前記撮像系の映像出力を画像処理し、前記基準ス
テージの基準面からの各リード端子の先端の浮き量を判
定する処理部を備えたことを特徴とする第１項記載のＩ
Ｃパッケージのリード端子浮き量検査装置。