JPH0480937A

JPH0480937A - リード曲り測定装置

Info

Publication number: JPH0480937A
Application number: JP19562990A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kida; 木田　智之
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1992-03-13
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JP2630034B2

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、表面実装型集積回路装置の外郭体より外方に
伸びる複数のリードにおけるリードにおいて、この伸び
る方向でのリード曲り量を測定し、かつリードの先端面
の同一平面度（以下単に平坦度と言う）を測定するリー
ド曲り測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、表面実装型４ＡＭ回路装置（以下単にｆＣと言う
）は、プリント配線板のパッドにリードの先端部をはん
だ付けすることによって、実装されていた。また、最近
は、ＩＣのリードの本数が増化傾向にあり、プリント配
線板のパッドも、そのピッチ間隔及びその位置精度が厳
しくなるとともになり、このため、リードの曲り及び平
坦度についても厳しい要求がなされるように至った。

このリード曲り測定装置は、リードの伸る方向でのリー
ド曲りを測定する測定装置と、リードの先端部の曲り、
すなわち、リードの先端面の平坦度測定装置の二種類の
測定装置とにより構成されている。また、このリード曲
り測定検査においてはけ、まず、いずれかの測定装置を
使用して一方向の曲りを測定し、次に、この一方向に対
して直角方向のリードの曲りを測定し、これらの測定値
とそれぞれの判定基準値と比較して、測定値の両者が判
定基準値以下であれば、曲りのないリードをもつＩＣと
して良品としていた。

第１１図、第１２図及び第１３図は従来のリード曲り測
定装置におけるリードの先端面の平坦度を測定する測定
装置の例を説明するためのそれぞれ概略を示す図である
。従来、この種のリード先端部の平坦度測定装置の一例
としては、例えば、第１１図に示すように、ＩＣ３を搭
載した検査ステージ２ａの外方より光源２１よりリード
２４の先端面及び検査ステージ２ａに光を投射し、その
透過光によりエリアセンサカメラ１で撮像し、この撮像
データを二値化して、各リード２４が示す明点部でなる
プロファイルと検査ステージ２ａの表面が示す暗点群で
なるプロファイルとの間隔を算出して、この全算出され
た結果の中から最大値を求め、リードの平坦度としてい
た。

また、第１２図に示すような測定装置を使用して、例え
ば、光源２１をＩＣ３の他端側より照射し、リード２４
と検査ステージ２ａとの隙間を撮像して、この隙間を最
大値を検索することにより、リードの平坦度を求める方
法もあった。

さらに、第１３図に示すように、リード２４と検査ステ
ージ２ａの間に、光フアイバアレイ３４を挿入し、この
光フアイバアレイ３４より発する光で、リード２４を投
影し、この投影像をエリアセンサカメラ１で撮像し、前
述の例で述べた方法で、リードの平坦度を測定していた
。

第１４図は従来のリード曲り測定装置におけるリードの
伸る方向でのリード曲りを測定する測定装置の例を説明
するための概略を示す図、第１５図は第１４図の測定装
置の動作を説明するためのフロ−チャ１ト図、第１６図
（ａ＞及び（ｂ）は第１４図の測定装置のアルゴリズム
を説明するための図である。一方、ＩＣのリードの伸る
方向での曲りを測定する測定装置は、例えば、第１４図
に示すように、ＩＣ３を搭載するとともに導電性ガラス
板等で製作された検査ステージ２ｂと、この検査ステー
ジ２ｂの裏面から光を照射する光源２１と、検査ステー
ジ２ｂより光が透過して外部に拡散する光で投影される
リード２４の像を撮像するエリアセンサカメラ１とを有
している。

この測定装置で、リードの曲りを測定する場合は、まず
、第１５図の（ｗＩＮＤｏＷ３．４の設定）で、リード
２４の根元の撮像領域と、リードの先端部の撮像領域を
、例えば、第１６図（ａ＞に示すように、リード２４に
対するＷＩＮＤＯＷ３及びＷＩＮＤＯＷ４の撮像領域に
設定する。次に、（各ＷＩＮＤＯＷの垂直１０ファイル
作成）で、エリアセンサカメラ１でＷＩＮＤＯＷ領域を
撮像し明暗の二値化処理する。このことにより、第１６
図（ｂ）に示すように、リードの先端部と根元部のプロ
ファイルが得られる７次に、（プロファイルの立上り、
立下り点、ｅ、ｆ、ｇ−ｈの検索）で、第１６図（ｂ）
のｅ、ｆ、ｇ及びｈの座標点を求める５次に、（中点、
ｍｌ、ｍ２算出）で、第１６図（ｂ）の中点ｍ１及びｍ
２を下記の式で求める。すなわち、ｍ　ｌ　＝　ｅ　十ｆ、／２、　ｍ　２　＝　ｇ　＋　
ｈ　／’　２を求め、次に、〈曲り量算出ｍ２−ｍ１）
で、リートの曲り量を測定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来のリード曲り測定装置では
、リードの曲りとリードの先端部の平面度を測定する装
置が、それぞれ独立しであるため、装置自体が大きくな
るという欠点がある。また、二度に分けて測定するため
、リードと検査ステージの接触回数が増え、リードのめ
つき面が損傷しやすいという欠点がある。

一方、第１４図に示した曲り測定装置では、ＷＩＮＤＯ
Ｗの領域の大きさの設定や、リードの曲り竜により測定
値の誤差を生ずるという欠点がある。例えは、リードの
幅が２００μｍ、リードの外郭体より突出量が７００μ
ｍで、実際の曲り角度がリードの伸る方向に対して１２
であったとすると、リードの実際の曲り量１４０μｍに
対して測定装置の算出量が９０μｍを測定するといった
誤差を生じ、不良品を良品と判定する誤判定を起すとい
う問題がある。

本発明の目的は、かかる欠点を解消するリード曲り測定
装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

１、本発明の第１のリード曲り測定装置は、ＩＣを本体
の表面に載置するとともに裏面より入光して本体の他面
外に前記光を拡散させる検査ステージと、ＩＣの外郭体
の側面より伸びるリードにその伸びる方向とこの方向と
直角方向に前記光を二方向に分岐し、かつこれら光を異
なる輝度に形成するとともに前記検査ステージの表面上
に形成される光学機構と、これら二方向の光に投影され
る前記リードのそれぞれの各部の投影像を撮像する撮像
機構と、これら投影像の画像データを二値化処理する二
値化処理機構と、これらの二値化処理される画像データ
によって前記リードの投影輪郭を作成するプロファイル
処理機構と、前記り−ドの伸る方向の投影輪郭における
二値化データにより複数の前記リードの先端面でなる面
の平面度を算出する第１の算出機構と、前記リードの伸
びる方向に対して直角方向の投影輪郭における二値化デ
ータにより前記リードの伸る方向での曲り量を算出する
第２の算出機構とを有することを特徴としている。

２、本発明の第２のリード曲り測定装置は、前記第２の
算出機構が三角関数演算を行なうことを特徴としている
。

３、本発明の第３のリード曲り測定装置は、前記光学機
構が前記リードの先端部と前記外郭体より突出する部分
との間に曲り部内に入込むとともに前記検査ステージ表
面より突起する形状であることを特徴としている。

４、本発明の第４のリード曲り測定装置は、前記撮像機
構が線状の投影像を撮像することを特徴としている。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すリード曲り測定装置の
主要部の構造を示す斜視図、第２図は第１図のリード曲
り測定装置における光路を説明するための図、第３図は
第１図のリード曲り測定装置の全体の構成を示すブロッ
ク図である。

この実施例でのリード曲り測定装置の主要部は、第１図
及び第２図に示すように、ＩＣ３を表面に載置するとと
もに裏面側に置かれた光源２１より入光して本体の他面
外に前記光を拡散させる検査ステージ２である導電性乳
白色拡散樹脂体と、第２図に示すように、ＩＣ３の外郭
体の側面より伸るリード２４にその伸る方向及びこの方
向と直角方向に光を分岐し、かつこれら光を異なる輝度
に形成するとともに検査ステージ２の表面上に形成され
る光学プリズム機能をもつ突起部７と、これら分岐され
る二方向の光に投影されるリード２４のそれぞれの各部
の投影像をプリズム６あるいはミラー５を介して撮像す
る撮像機構であるエリアセンサカメラ１とを有している
。

ここで、導電性１乳白色拡散樹脂４と導電性製乳白色拡
散樹脂２２は乳濁度が異なり、光源２１からの光は、二
の２種類の乳白色拡散樹脂を通ることによって、検査ス
テージ２上面での輝度に変化を付けている。すなわち、
検査ステージ２の面に平行な光が、上方に発生される光
より輝度が弱いと、この上方に発する光と乱反射を起し
、平坦度を測定する平行な光が食われ、平坦度測定にお
いて、誤差を生ずるので、より輝度が強くなるように、
混濁度を設計している。

また、金属性遮光板２３は不要な光が発散しないように
設けられている。さらに、突起部７は、■Ｃの外郭体と
リード２４の湾曲部内に入り込む形状をしており、エリ
アセンサカメラ１に対する位置ずれや、角度補正するこ
となく、ＩＣ３を載置することが出来る。

一方、この主要部以外に、第３図に示すように、エリア
センサカメラ１からの投影像を取り込む画像取り込み部
８と、この投影画像データを一時的に記憶する画像メモ
リ９と、このの画像データを二値化処理する二値化処理
部８ａと、これらの二値化処理される画像データによっ
てリード２４の投影輪郭を作成するプロファイル作成部
１２と、演算処理及び記憶部からなるＣＰＵ３２より構
成される。

また、このＣＰＵ３２は、リードの伸る方向の投影輪郭
における二値化データにより複数の前記リードの先端面
でなる面の平面度を算出するコプラナリティ算出部１３
と、リードの伸びる方向に対して直角方向の投影輪郭に
おける二値化データによりリードの伸る方向での曲り量
を算出するリード曲り算出部３３である中心値算出部１
０及び三角演算部１１と、コプラナリティ算出部１３と
曲り菫算出部３３の結果と外部記憶装Ｗ１６が記憶する
良否判定基準と比較して良否を判定する良否判定部１４
とで構成される。

さらに、このＣＰＵ３２には、算出結果と判定結果をＩ
　／　０１７　ａ及び１７ｂを介して記憶する外部記憶
装置１５及１６と、この算出結果及び判定結果をＩ　／
　０１７　ｃ及び１７ｄを表示したり、プリントアウト
しなりするＣＲＴ１８及びプリンタ１つと、判定基準を
ｌ１０Ｌ７ｄを介して外部記憶装置１６に入力するキー
ボード２０を有している。

第４図は第１図のリード曲り測定装置の平坦度を算出す
るアルゴリズムを説明するための図、第５図から第７図
までは測定値を算出する方法を説明するためのフローチ
ャート図、第８図は平坦度を算出する方法を説明するた
めの図である。

次に、このリード曲り測定装置の測定手順及び測定値算
出方法を説明する。まず、ＩＣ３に透過した光による投
影像はそれぞれのエリアセンサカメラ１で撮像される。

次に、この投影像は画像取り込み部７により取り込まれ
、例えば、６ビツト、６４階調の多値データとして処理
され、−旦、画像メモリ９に蓄積される。次に、この蓄
積された多値データは、予め設定されたスレッショルド
レベルで二値化され、再び、画像メモリ９に二値データ
として蓄積される。

次に、平坦度を測定するには、ＩＣ３の四隅のエリアセ
ンサカメラ１で得られる画像により平坦度を算出する。

これには、第８図に示すように、ＷＩＮＤＯＷ５内のり
−ド２４のプロファイル及び金属性遮光板２３（検査ス
テージ面）は暗黒魚群として、リード２４と検査ステー
ジ面との間は明点群として画像メモリ９に蓄積されてい
る。次に、プロファイル作成部１２は、各リードに対応
するＷＩＮＤＯＷＳ毎に明点群でなる明点群プロファイ
ル３５を作成する。次に、コプラナリティ算出部１３は
、まず、各ＷＩＮＤＯＷ５毎に、その垂直高さの最小値
を検索し、全てのＷＩＮＤＯＷ５毎の最小値の中の最大
値を抽出し、これを平坦度とする。次に、この平坦度値
は、ｌ１０１７ａを通して外部記憶装置１５に記憶され
ると同時に良否判定部１４に送られる。次に、外部記憶
装置１６に記憶された平坦度の判定基準と比較し、良否
を判定する。

次に、リードの伸る方向での曲りの測定について説明す
る。これも、前述したように、ます、エリアセンサカメ
ラ１による撮像領域ＷＩＮＤＯＷ１及び２は、第５図の
ステップＡで、予め設定される９次に、ステップＢで、
二値化処理された撮像データより、中心値算出部１０で
、第４図に示す、ＷＩＮＤＯＷＩの一辺Ｌｌ　　（座標
値ｗｃｒ１ｙとする）とリード２４の交点ａ、ｂと、Ｗ
ＩＮＤ−〇Ｗ２の一辺Ｌ２　　（座標値ＷＧ２ｙとする
）とリード２４との交点Ｃ，ｄを求める。

次に、第４図に示す中点ＷＧＩ、ＷＧ２を上記のａ、ｂ
、ｃ及びｄ点の座標より算出する。

すなわち、ＷＧ　１　（ＷＧ　１　ｘ、ＷＧ　１　ｙ　＞、ＷＧ２
　（ＷＧ２ｘ、ＷＧ２ｙ）を求める。

次に、第５図のステップＣで、第４図に示す曲り角度θ
を算出する。

すなわち、ＷＧ　２　ｘ　−ＷＧ　ｌ　ｘ θ＝ａ　ｒｃｔａｎＷＧ２ｙ−ＷＧｌｙを求める。

次に、ステップＥで、第４図のＳＴＰの座標値を求める
。そして、引続き、ステ・ツブＦで、ＳＢＰの座標値を
求める。そして、ステップＧで、曲り量を算出する。

なお、ＳＴＰ及びＳＢＰの各座標の求める算出フローは
、第６図及び第７図に示すように、曲り角度θより三角
関数を利用して三角演算部１１で算出される。

このように求められた各リードの曲り量は、■／’０１
−／ａを還して外部記憶装置１１５に蓄積される。また
、各リードの曲り量の中の最大値は、良否判定部１４に
送られる。次に、規格データ用の外部記憶装置１６はｌ
１０１７ｄを介してキーボード２０より入力されたリー
ド面り量の判定基準値及び平坦度の判定基準値を蓄積す
る。

次に、良否判定部１４は、三角演算部１１及びコプラナ
リティ算出部１３から送られるリードの曲り量及び平坦
度と、Ｔ１０１７ｂを介して送られる外部記憶装Ｗ１６
の判定基準値と比較し、測定結果に対する良否判定を行
なう。そして、その良否を外部記憶装置１５に蓄積する
。また、ＣＲＴ１８、プリンタ１９はＩ、１０１７ｃ及
び１７ｄを介して外部記憶装置１５及び１６から、デー
タ及び測定結果の表示及び出力を行なう。

第９図は本発明の他の実施例を示すリード面り測定装置
の主要部を説明するための図、第１０図は第９図のリー
ド面り測定装置の全体の構成を示すブロック図である。

この実施例におけるリード面り測定装置は、第９図及び
第１０図に示すように、前述の実施例で説明したエリア
センサカメラの代りにラインセンサカメラとしたことで
ある。

そして、このラインセンサカメラ２５をＩＣ３の一端側
にあるリード２４から他端側にあるリード２４まで、移
動し、各リード面を走査し、線状の透過光を入光して撮
像し、これら撮像データを値化し、前述の実施例と同様
に演算処理することによって、リードのリードの伸びる
方向の曲り及びリードの先端部の同一平面度を測定する
ことである。

このため、第９図に示すように、ＩＣ３の一側面のリー
ドを撮像する二つのラインセンサカメラ２５を一つのブ
ロック体に収納し、このブロック体をＩＣ３の側面に沿
って移動させるボールねじ３１及びナツトを設け、この
ボールねじ３１を回転させるサーボモータ２７を取り付
け、さらに、ラインセンサカメラ２５の位置検出用のリ
ニアスケール２６及びサーボモータ２７と、このリニア
スケール２６を読み取るデコーダ２９と、このデコーダ
２９によりドライバ２８を制御するコントローラ３０と
を設けたことである。

勿論、本図面では、ＩＣ３の四隅からそれぞれリード２
４が突出しているので、このラインセンサカメラ２５を
移動するブロック及び駆動機構は四対が設けられること
になる。また、リード２４を撮像するラインセンサカメ
ラを同一ブロックに収納するために、リード表面を撮像
するラインセンサカメラ２５の前段には、光路を変更す
るために、プリズム６ａ、６ｂ、６Ｃ及びミラー５ａが
設けられている。なお、第９図では、紙面都合上、ボー
ルねじ３１の方向が実際の方行と９０度ずらして描かれ
ている。

さらに、このリード曲り測定装置は、第１０図に示すよ
うに、ラインセンサカメラ２５の位置制御するコントロ
ーラ３０がＣＰＵ３２に接続されている。それ以外は、
画像取込み部８を含めた以降の構成は、前述の実施例と
同じである。

次に、このリード曲り測定装置の動作を説明する。まず
、ＩＣ３のり−ド２４における透過像の一つは、ミラー
５を介してラインセンサカメラ２５の１つに、他の透過
像はプリズム６ａ、６ｂ、６ｃ及びミラー５ａを介して
他のラインセンサカメラ２５に入光し、撮像される。こ
のとき、ラインセンサカメラ２５を収納しているブロッ
クがサーボモータ２７及びボールねじ３１で一方向に送
られ、各リード２４を順次撮像する。次に、これら投影
像は、画像取込み部７にとり込まれ、二値化処理部８ａ
により二値化される。次に、前述の実施例と同様に、デ
ータ処理され、演算が行なわれ、リードの曲り、及び平
坦度が測定され、判定基準と比較され良否判定される。

この実施例のリード曲り測定装置は、前述の実施例のそ
れと比べ、領域を撮像するのではなく、走査方向である
幅をスリット状の線とし、かつ水平解像度の高いライン
センサカメラを用いることによって、リード曲り量の測
定精度をより向上することが出来る利点がある。また、
センサカメラの視野に制限されることがないので、よる
大きなｒｃにも適用出来るという利点もある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、リードの伸びる方向に透
過する光及びこの方向と直角方向に透過する光を同時に
分割発生する光学機構と、これら透過光によるリードの
投影像を撮像する二つの撮像機構とを設け、これら撮像
データを二値化し、一方向の撮像データを演算処理して
リード先端部の平坦度を求め、他方向の撮像データを三
角関数演算処理することによってリードの伸びる方向の
曲りと、リードの伸びる方向での曲り及びリードの先端
部の同一平面度とを同時に測定出来、また、より正確に
判定することが出来る小型のリード曲り測定装置が得ら
れ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を示すリード曲り測定装置の
主要部の構造を示す斜視図、第２図は第１図のリード曲
り測定装置における光路を説明するための図、第３図は
第１図のリード曲り測定装置の全体の構成を示すブロッ
ク図、第４図は第１図のリード曲り測定装置の平坦度を
算出するアルゴリズムを説明するための図、第５図がら
第７図までは測定値を算出する方法を説明するためのフ
ローチャート図、第８図は平坦度を算出する方法を説明
するための図、第９図は本発明の他の実施例を示すリー
ド曲り測定装置の主要部を説明するための図、第１０図
は第９図のリード曲り測定装置の全体の構成を示すブロ
ック図、第１１図、第１２図及び第１３図は従来のリー
ド曲り測定装置におけるリードの先端面の平坦度を測定
する測定装置の例を説明するためのそれぞれ概略を示す
図、第１４図は従来のリード曲り測定装置におけるリー
ドの伸る方向でのリード曲りを測定する測定装置の例を
説明するための概略を示す図、第１５図は第１４図の測
定装置の動作を説明するためのフローチャート図、第１
６図（ａ＞及び（ｂ）は第１４図の測定装置のアルゴリ
ズムを説明するための図である。 ■・・・エリアセンサカ、メラ、２．２ａ、２ｂ・・・
検査ステージ、３・・−ＩＣ１４・・・導電性乳薄白色
拡散樹脂、５．５　ａ−ミラー、６．６ａ、６ｂ、６ｃ
・・・プリズム、７・・・突起部、８・・・画像取込み
部、８ａ・・・二値化処理部、９−・・画像メモリ、１
ｏ・・・中心値算出部、１１・・・三角演算部、１２・
・・プロファイル作成部、１３・・・コプラナリティ算
出部、１４・・・良否判定部、１５．１６・−・外部記
憶装置、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ−Ｉｌｏ、１
８−ＣＲＴ、１９・・・プリンタ、２０・・・キーボー
ド、２１・・・光源、２２・・・導電性製乳白色拡散樹
脂、２３・−金属性遮光板、２４・・−リード、２５・
・・ラインセンサカメラ、２６・・・リニアスケール、
２７・・・サーボモータ、２８・・・ドライバ、２９・
・・デコーダ、３ｏ・・・コントロ−ラ、３１・・・ボ
ールねし。３２・・・ＣＰＵ、３３・・・リード曲り算
出部、３４・−・光フアイバアレイ、３５・・・明点群
プロファイル。

Claims

【特許請求の範囲】１、表面実装型集積回路装置を本体の表面に載置すると
ともに裏面より入光して本体の他面外に前記光を拡散さ
せる検査ステージと、前記表面実装型集積回路装置の外郭体の側面より伸びる
リードにその伸びる方向とこの方向と直角方向に前記光
を二方向に分岐し、かつこれら光を異なる輝度に形成す
るとともに前記検査ステージの表面上に形成される光学
機構と、これら二方向の光に投影される前記リードのそれぞれの
各部の投影像を撮像する撮像機構と、これら投影像の画
像データを二値化処理する二値化処理機構と、これらの二値化処理される画像データによって前記リー
ドの投影輪郭を作成するプロファイル処理機構と、前記リードの伸る方向の投影輪郭における二値化データ
により複数の前記リードの先端面でなる面の平面度を算
出する第１の算出機構と、前記リードの伸びる方向に対して直角方向の投影輪郭に
おける二値化データにより前記リードの伸る方向での曲
り量を算出する第２の算出機構とを有することを特徴と
するリード曲り測定装置。２、前記第２の算出機構が三角関数演算を行なうことを
特徴とする請求項１記載のリード曲り測定装置。３、前記光学機構が前記リードの先端部と前記外郭体よ
り突出する部分との間に曲り部内に入込むとともに前記
検査ステージ表面より突起する形状であることを特徴と
する請求項１及び２記載のリード曲り測定装置。４、前記撮像機構が線状の投影像を撮像することを特徴
とする請求項１及び２並びに３記載のリード曲り測定装
置。