JPH04145311A - 高さ測定装置 - Google Patents

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〕 本発明は高さ測定装置、特にガラス面上に置かれた半導
体素子のリードの高さ、すなわち、ガラス面上からのリ
ードの浮き量を測定する高さ測定装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は従来のこの種の高さ測定装置の一例を示す斜視
図であり、第６図は第５図に示す装置の動作説明図であ
る。

第５図に示す高さ測定装置は、レーザ３１とこのレーザ
光３２を半導体素子２０のリード２工に集光する投光レ
ンズ３３と、リード２１からの反射光を集光する受光レ
ンズ３４と、受光レンズ３４の結像点に配置された１次
元センサ３５とを含んでいる。

第６図に示すように、リード２１の高さが変化すると、
レーザ光３２のリード２１上の反射点がＡ、Ｂ、Ｃと変
化する。また、反射点Ａ、Ｂ、Ｃの像は受光レンズ３４
により１次元センサ上にそれぞれＡ’　、Ｂ’　　Ｃ’
の位置に結像される。したがって１次元センサ３５上の
結像点のずれから１本のリードの高さを求めることがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の高さ測定装置では、半導体素子のパッケ
ージ部を吸着等により保持し、各リードはまったく拘束
を受けない自由な状態で測定される。しかしながら、各
リードの高さは、実便用吠態、すなわち、平面基板上に
置かれた状態での高さが重要であり、測定もこの状態で
行う必要がある。従来の高さ測定ＨｒＩｔを用いて実便
用伏態でリード高さを測定しようとする場合、ガラス基
板上に半導体素子を載せ下側からガラス基板を通して測
定することも考えられるが、ガラス表面での正反射光も
受光レンズを通して、１次元センサ上に結像されるため
、正確な高さを求めることができないという欠点があっ
た。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の高さ測定装置は、レーザと、このレーザからの
レーザ光を集光するレンズとからなり、被測定面に斜め
から集光したレーザ光を照射する投光光学系と、前記投
光光学系によるレーザ光軸と高さ測定軸とからなる測定
平面内に曲率を有し、前記投光光学系によるレーザ光の
前記被測定面からの反射光を集光するシリンドリカルレ
ンズと、このシリンドリカルレンズにより集光された前
記被測定面からの反射光の結像点に配置された１次元セ
ンサと、この１次元センサの直前に配置され前記被測定
面の近傍の前記測定面に平行な面での前記投光光学系に
よるレーザ光の正反射光を遮断し前記被測定面からの乱
反射を含む反射光の前記測定平面に垂直な平面における
外側部分を通す遮光板とを含んで構成される。

本発明の高さ測定装置は、レーザと、このレーザからの
レーザ光を集光するレンズとからなり、被測定面に斜め
から集光したレーザ光を照射する投光光学系と、前記投
光光学系によるレーザ光軸と高さ測定軸とからなる測定
平面内に曲率を有し、前記投光光学系によるレーザ光の
被測定面からの反射光を集光する第１のシリンドリカル
レンズと、前記測定平面に直角な平面内に曲率を有し前
記投光光学系によるレーザ光の前記被測定面からの反射
光を集光する第２のシリンドリカルレンズと、前記第１
のシリンドリカルレンズにより集光された前記被測定面
からの反射光の結像点に配置された１次元センサと、前
記第１および第２のシリンドリカルレンズの後に配置さ
れ前記１次元センサの前に配置され前記被測定面の近傍
の前記測定面に平行な面での前記投光光学系によるレー
ザ光の正反射光を遮断し前記被測定面からの乱反射を含
む反射光の前記測定平面に垂直な平面における外側部分
を通す遮光板とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。第２図
（ａ）、（ｂ）は第１図に示す実施例の動作説明図であ
る。

第１図に示す高さ測定装置は、レーザ１とこのレーザ光
２を集光するレンズ３とからなり、被測定面であるリー
ド２１に斜めからレーザ光２を照射する投光光学系４と
、レーザ光軸と高さ測定軸とからなる測定平面内に曲率
を有し、被測定面であるリード２１からの反射光１２を
集光するシリンドリカルレンズ５と、シリンドリカルレ
ンズ５により集光された反射光１２の結像点に配置され
た１次元センサ６と、１次元センサの直前に配置され半
導体素子２０を保持するガラス基板２５の表面での正反
射光１１を遮断する遮光板７とから構成されている。

次に第２図（ａ）、（ｂ）を用いて本実施例の動作を説
明する。

レーザ１から出射されたレーザ光２は、レンズ３により
集光され、ガラス基板２５上に保持された半導体素子２
０のリード２１に照射されるが、このとき、レーザ光２
の一部はガラス基板２５の表面で正反射される。ガラス
基板２５を透過したレーザ光２はリード２１の表面で反
射されるが、リード２１の表面は多少荒れているので乱
反射も起こすため、ガラス基板２５の表面での正反射光
１１に比べ、リード２１での反射光のほうが、ビームの
広がり角が大きくなる。反射光を受けるシリンドリカル
レンズ５は、レーザ光軸と高さ測定軸とから成る測定平
面内に曲率を有するように配置されており、次にこの曲
率を有する平面と、それに垂直な平面に分けて本実施例
の動作を説明する。

まず第２図（ａ）に示す曲率を宵する平面に垂直な平面
内で考えると、シリンドリカルレンズ５は、単なるガラ
ス板と考えることができる。したがって、ガラス基板２
５の表面での正反射光１１及びリードでの反射光１２は
、各々、ある広がり角をもって拡散していく。そして、
ガラス表面での正反射光１１は遮光板７により遮られ１
次元センサ６には到達しないが、リードでの反射光１２
は、ビーム広がり角が広いため、遮光板７で一部遮られ
るもののその外側に広がった部分が１次元センサ６に到
達する。

次に、第２図（ｂ）に示す曲率を有する平面内で考える
と、リード２１上にシリンドリカルレンズ５により集光
されたスポットが１次元センサ６上に結像される。ここ
でリード２１の高さが変化すると、１次元センサ６上の
結像位置が変化し、この変化は１次元センサにより検出
することができる。

以上のように、シリンドリカルレンズ５と遮光板７の働
きにより、ガラス基板２５の表面の反射光を遮光し、リ
ード２１での反射光を１次元センサ６上に集めることが
できるので、リードの高さを正確に測定するこができる
。

第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図である。第４
図（ａ）、（ｂ）は第３図に示す実施例の動作説明図で
ある。

第１図に示す高さ測定装置は、レーザ１とこのレーザ光
２を集光するレンズ３とからなり被測定面であるリード
２１に斜めからレーザ光２を照射する投光光学系４と、
レーザ光軸と高さ測定軸とからなる測定平面内に曲率を
有し、被測定面であるリード２１からの反射光１２を集
光する第１のシリンドリカルレンズ５と、第２のシリン
ドリカルレンズ６と、第１のシリンドリカルレンズ５に
より集光された反射光１２の結像点に配置された１次元
センサ６と、１次元センサ６の前に配置され半導体素子
２０を保持するガラス基板２５の表面での正反射光１１
を遮断する遮光板７と、測定平面に垂直な平面に曲率を
有しシリンドリカルレンズ５と遮光板７の間に配置され
た第２のシリンドリカルレンズ８とから構成されている
。

次に第４図（ａ）、（ｂ）を用いて本実施例の動作を説
明する。

レーザ１から出射されたレーザ光２は、レンズ３により
集光され、ガラス基板２５上に保持された半導体素子２
０のリード２１に照射されるが、このとき、レーザ光２
の一部はガラス基板２５の表面で正反射される。ガラス
基板２５を透過したレーザ光２はリード２１の表面で反
射されるが、リード２１の表面は多少荒れているため乱
反射も起こすため、ガラス基板２５の表面での正反射光
１１に比べ、リード２１での反射光１２のほうが、ビー
ムの広がり角が大きくなる。反射光を受ける第１のシリ
ンドリカルレンズ５は、レーザ光軸と高さ測定軸とから
なる測定平面内に曲率を有し、第２のシリンドリカルレ
ンズ８は測定平面と垂直な平面に曲率を有するように配
置されている。次に測定平面とそれに垂直な平面に分け
て本実施例の動作を説明する。

まず第４図（ａ）に示す測定平面に垂直な平面内で考え
ると、第１のシリンドリカルレズ５は、単なるガラス板
と考えることができる。したがって、ガラス基板２５の
表面での正反射光１１及びリードでの反射光１２は各々
ある広がり角をもって拡散して行くが、第２のシリンド
リカルレンズ６により、それぞれ収束光となる。そして
ガラス表面での正反射光１１は遮光板７により遮られ１
次元センサ６には到達しないが、リード２１での反射光
１２は反射点でのビーム広がり角が広がったため、遮光
板７で一部遮られるものの、その外側に広がった部分が
１次元センサθに到達する。

次に第４図（ｂ）に示す測定平面内で考えると、第２の
シリンドリカルレンズ８は、単なるガラス板と考えるこ
とができる。したがってリード２１上に集光されたスポ
ットが第１のシリンドリカルレンズ５により、１次元セ
ンサ６上に結像される。ここでリード２１の高さが変化
すると１次元センサ６上の結像位置が変化し、この変化
は１次元センサにより検出することができる。

以上のように、１組のシリンドリカルレンズ５．８と遮
光板７の働きにより、ガラス基板２５の表面での反射光
を遮光し、リードでの反射光を効率よく１次元センサ上
に集めることができるので、リードの高さを正確に測定
することができる。

上記説明において遮光板は、第２のシリンドリカルレン
ズと１次元センサの間に配置されたものとして説明した
が、ガラス表面での反射光を遮るためであるので、第１
のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカルレンズ
との間に配置されていても、また、第１のシリンドリカ
ルレンズとガラス板との間に配置されていても何ら変わ
りはない。

〔発明の効果〕

本発明の高さ測定装置は、シリンドリカルレンズと射光
板の働きにより、ガラス表面での正反射光を遮光してリ
ードの高さを測定できるため、半導体素子をガラス基板
上に搭載した実使用状態でリードの高さを正確に測定で
きるという効果がある。

本発明の高さ測定装置は、第１および第２のシリンドリ
カルレンズと遮光板の働きにより、ガラス表面での正反
射光を遮光しかつ、リードでの反射光を効率よく集める
ことによりリードの高さを測定できるため、半導体素子
をガラス基板上に搭載した実使用状態でリードの高さを
正確に測定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図（ａ）およ
び（ｂ）はそれぞれ第１図に示す実施例の測定平面に垂
直な平面における光路を示す図および測定平面における
光路を示す図、第３図は本発明の他の実施例の斜視図、
第４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第３図に示す実施
例の測定平面に垂直な平面における光路を示す図および
測定平面における光路を示す図、第５図は従来の高さ測
定装置の斜視図、第６図は第５図に示す高さ測定装置の
動作説明図である。 １．３１・・・レーザ、２．３２・・・レーザ光、３・
・・レンズ、５．８・・・シリンドリカルレンズ、６゜
３５・・・１次元センサ、７・・・遮光板、１１・・・
ガラス表面での正反射光、１２・・・リードでの反射光
、２０・・・半導体素子、２１・・・リード、２５・・
・ガラス基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザと、このレーザからのレーザ光を集光するレ
   ンズとからなり、被測定面に斜めから集光したレーザ光
   を照射する投光光学系と、前記投光光学系によるレーザ
   光軸と高さ測定軸とからなる測定平面内に曲率を有し、
   前記投光光学系によるレーザ光の前記被測定面からの反
   射光を集光するシリンドリカルレンズと、このシリンド
   リカルレンズにより集光された前記被測定面からの反射
   光の結像点に配置された１次元センサと、この１次元セ
   ンサの直前に配置され前記被測定面の近傍の前記測定面
   に平行な面での前記投光光学系によるレーザ光の正反射
   光を遮断し前記被測定面からの乱反射を含む反射光の前
   記測定平面に垂直な平面における外側部分を通す遮光板
   とを含むことを特徴とする高さ測定装置。 ２、レーザと、このレーザからのレーザ光を集光するレ
   ンズとからなり、被測定面に斜めから集光したレーザ光
   を照射する投光光学系と、前記投光光学系によるレーザ
   光軸と高さ測定軸とからなる測定平面内に曲率を有し、
   前記投光光学系によるレーザ光の被測定面からの反射光
   を集光する第１のシリンドリカルレンズと、前記測定平
   面に直角な平面内に曲率を有し前記投光光学系によるレ
   ーザ光の前記被測定面からの反射光を集光する第２のシ
   リンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレン
   ズにより集光された前記被測定面からの反射光の結像点
   に配置された１次元センサと、前記第１および第２のシ
   リンドリカルレンズの後に配置され前記１次元センサの
   前に配置され前記被測定面の近傍の前記測定面に平行な
   面での前記投光光学系によるレーザ光の正反射光を遮断
   し前記被測定面からの乱反射を含む反射光の前記測定平
   面に垂直な平面における外側部分を通す遮光板とを含む
   ことを特徴とする高さ測定装置。