JPH08204096A - 半導体装置のリード外観検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実装状態に合わせてリード曲がりの良否を判
定する。 【構成】 ＣＣＤカメラ７で撮像された半導体装置の外
形画像データを記憶し（Ｓ１０２）、外形画像データの
リード先端に基づき外形中心を算出する（Ｓ１０６）。
次いで、外形設計寸法データに対して向きおよび中心が
一致するように、両データを重ね合わせ、リードの先端
部について、外形画像データの誤差量を求める（Ｓ１１
０）。そして、この誤差量を規格値と規格値とを比較し
（Ｓ１１１）、リード曲がりの良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フラットパック形パッ
ケージの半導体装置のリードの外観検査方法および検査
装置に関し、特に、半導体装置のリード部分のみの測定
によらず、半導体装置全体の寸法に基づき良否判定を行
う、リード外観検査方法および検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットパック形パッケージの半導体装
置は、プリント配線基板のパッドにリードの先端部を半
田付けすることによって実装されている。また、近年、
半導体装置の高機能化により半導体装置のリードの本数
が増加傾向にあり、それに伴う実装密度の向上のため
に、リードの間隔およびプリント配線基板のパッドのピ
ッチ間隔も小さくなってきている。このため、リードに
曲がりや位置ずれが生じていると、その度合によっては
プリント配線基板への半導体装置の実装が不能となる場
合もあるので、リードの曲がりや位置ずれに対しても厳
しい要求がなされるようになった。そこで、半導体装置
の製造工程では、リードの曲がりや位置ずれ等の外観検
査を行っている。

【０００３】従来のリード外観検査装置の一例として、
特開平４−８０９３７号公報に記載されたものが知られ
ている。図２５は、従来のリード外観検査装置の一例の
全体の構成を示すブロック図である。また、図２６は図
２５に示したリード外観検査装置の主要部の斜視図であ
り、図２７は図２６に示した主要部における光路を説明
するための図である。

【０００４】図２６および図２７に示すように、半導体
装置３０３は、検査ステージ３０２の表面に載置され
る。検査ステージ３０２は、側面が導電性濃乳白色拡散
樹脂３２２で囲まれた導電性薄乳白色拡散樹脂３０４か
らなり、下方に配置された光源３２１からの光を拡散さ
せる。また、導電性薄乳白色拡散樹脂３０４の上面に
は、半導体装置３０３の外郭体の側面より延びるリード
３２４に入射する光を、リード３２４の延びる方向およ
びこの方向と直角な方向に分岐し、かつ、これら光を異
なる輝度に形成する、光学プリズム機能をもつ突起部３
０７が形成されている。そして、これら２方向の光に投
影されるリード３２４のそれぞれの各部の投影像は、プ
リズム３０６あるいはミラー３０５を介してＣＣＤカメ
ラ３０１により撮像される。

【０００５】ここで、導電性薄乳白色拡散樹脂３０４と
導電性濃乳白色拡散樹脂３２２とは互いに乳濁度が異な
り、光源３２１からの光は、この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３０２上面での輝
度に変化をつけている。すなわち、検査ステージ３０２
の面に平行な光が、上方に向かう光よりも輝度が弱い
と、この上方に向かう光と乱反射を起こし、リード３２
４の平坦度を測定するための、検査ステージ３０２の面
に平行な光が食われ、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。

【０００６】また、導電性濃乳白色拡散樹脂３２２の側
外面には、不要な光が発散しないように、金属性の遮光
板３２３が設けられている。さらに、突起部３０７は、
半導体装置３０３の外郭体とリード３２４の湾曲部内に
入り込む形状をしており、所定の検査ステージ３０２の
所定の位置に半導体装置３０３を載置することができる
ようになっている。

【０００７】一方、リード外観検査装置は、この主要部
以外に図２５に示すように、ＣＣＤカメラ３０１で撮像
された投影画像を取り込む画像取り込み部３０８と、こ
の投影画像データを一時的に記憶する画像メモリ３０９
と、この画像データを二値化処理する二値化処理部３０
８ａと、これらの二値化処理された画像データによって
リード３２４の投影輪郭を作成するプロファイル作成部
３１２と、ＣＰＵ３３２とを有する。

【０００８】ＣＰＵ３３２は、リード３２４の延びる方
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３２４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３１３と、リード３２４の延びる方向に
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３２４の延びる方向での曲がり量を算出するリー
ド曲がり算出部３３３と、コプナラティ算出部３１３お
よびリード曲がり量算出部３３３での算出結果に基づ
き、良否の判定をする良否判定部３１４とを有する。な
お、リード曲がり算出部３３３は、中心値算出部３１０
と、三角演算部３１１とで構成される。

【０００９】さらに、ＣＰＵ３２２には、算出結果と判
定結果をＩ／Ｏインターフェース３１７ａ、３１７ｂを
介して記憶する外部記憶装置３１５、３１６と、外部記
憶装置３１５、３１６に記憶された算出結果および判定
結果をＩ／Ｏインターフェース３１７ｃ、３１７ｄを介
して出力するＣＲＴ３１８およびプリンタ３１９と、検
査に先立ち判定基準をＩ／Ｏインターフェース３１７ｄ
を介して外部記憶装置３１６に入力するキーボード３２
０とが接続されている。

【００１０】次に、図２５〜２７に示したリード外観検
査装置による測定手順および測定値算出方法を説明す
る。図２８は、図２５に示したリード外観検査装置によ
るリード横曲がりを算出するアルゴリズムを説明するた
めの図、図２９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３０は平坦度を算出する方法を
説明するための図である。

【００１１】まず、検査ステージ３０２を透過した光に
よる投影像を、それぞれのＣＣＤカメラ３０１で撮像す
る。この投影像は画像取り込み部３０８に取り込まれ、
例えば、６ビット、６４階調の多値データとして処理さ
れ、画像メモリ３０９に記憶される。記憶された多値デ
ータは二値化処理部３０８ａで二値化され、再び画像メ
モリ３０９に二値データとして記憶される。

【００１２】次に、平坦度を測定するには、半導体装置
３０３の側方に配置された４つのＣＣＤカメラ３０１で
得られる画像を用いる。これには、図３０に示すよう
に、各リード３２４毎にウィンドウＷ４０５を設定す
る。ウィンドウＷ４０５内のリード３２４のプロファイ
ルおよび遮光板３２３は暗黒点群として、リード３２４
と検査ステージ３０２面との間は明点群として画像メモ
リ３０９に記憶されている。次に、プロファイル作成部
３１２は、各ウィンドウＷ４０５毎に、明点群でなる明
点群プロファイル３３５を作成する。次に、コプラナリ
ティ算出部３１３は、各ウィンドウＷ４０５毎に、その
垂直高さの最小値を検索し、全てのウィンドウＷ４０５
毎の最小値の中の最大値を算出し、これを平坦度とす
る。この平坦度の値は、Ｉ／Ｏインターフェース３１７
ａを介して外部記憶装置３１５に記憶されると同時に、
良否判定部３１４に送られる。そして、外部記憶装置３
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。

【００１３】次に、リード３２４の横曲がりの測定につ
いて説明する。この場合も平坦度の測定と同様に、ま
ず、半導体装置３０３の上方に配置された４つのＣＣＤ
カメラ３０１による撮像領域から、図２８に示すような
ウィンドウＷ４０１、Ｗ４０２を設定する（ステップＳ
５０１）。次に、二値化処理された撮像データより、中
心値算出部３１０で、ウィンドウＷ４０１の１辺ＬW1
（ｙ座標値をＷＧ１ｙとする）とリード３２４との交点
ａ、ｂ、およびウィンドウＷ４０２の１辺ＬW2（ｙ座標
値をＷＧ２ｙとする）とリード３２４との交点ｃ、ｄを
求める（ステップＳ５０２）。

【００１４】次に、上記の交点ａ、ｂ、ｃ、ｄにより、
各ウィンドウＷ４０１、Ｗ４０２の１辺ＬW1、ＬW2にお
けるリード３２４の中点ＷＧ１（ＷＧ１ｘ、ＷＧ１
ｙ）、ＷＧ２（ＷＧ２ｘ、ＷＧ２ｙ）を求める（ステッ
プＳ５０３）。そして、求められた中点ＷＧ１、ＷＧ２
に基づき、曲がり角度θを、式（１）により求める。

【００１５】

【数１】 次に、リード３２４の先端でのリード３２４の中点の座
標ＳＴＰを図２９（ｂ）に示すフローに従って求め（ス
テップＳ５０５）、さらに、リード３２４の根元でのリ
ード３２４の中点の座標ＳＰＢを図２９（ｂ）に示すフ
ローに従って求める（ステップＳ５０６）。これらＳＴ
ＰおよびＳＢＰは、それぞれ曲がり角度θより三角関数
を利用して、三角演算部３１１で算出される。そして、
それぞれ求められたＳＴＰのｘ座標値ＳＴＰｘからＳＢ
Ｐのｘ座標値ＳＢＰｘを減算し、リード３２４の曲がり
量を算出する（ステップＳ５０７）。

【００１６】このようにして求められた各リード３２４
の曲がり量は、Ｉ／Ｏインターフェース３１７ａを介し
て外部記憶装置３１５に記憶される。また、各リード３
２４の曲がり量の中の最大値は、良否判定部３１４に送
られる。

【００１７】良否判定部３１４は、三角演算部３１１お
よびコプラナリティ算出部３１３から送られるリード３
２４の曲がり量および平坦度と、Ｉ／Ｏインターフェー
ス３１７ｂを介して外部記憶装置３１６から送られる判
定基準とを比較し、測定結果に対する良否判定を行う。
その良否は、外部記憶装置３１５に記憶される。また、
ＣＲＴ３１８およびプリンタ３１９は、Ｉ／Ｏインター
フェース３１７ｃ、３１７ｄを介して外部記憶装置３１
５、３１６から、データおよび測定結果の出力を行う。

【００１８】上述した従来のリード外観検査装置は、リ
ードの曲がりに関して個々のリード毎に良否判定するも
のであるが、その他に、半導体装置の中心位置を求め、
求められた中心位置との関係でリードの曲がり量を検査
する方法が、特開平１−２３６７００号公報に開示され
ている。

【００１９】特開平１−２３６７００号公報に開示され
たものも、半導体装置のリードに照射した光の投影像を
ＣＣＤカメラによって撮像し、得られた画像に所定の画
像処理を施してリードの外観検査を行うものである。

【００２０】まず、ＣＣＤカメラにより半導体装置のリ
ード部の投影像を撮像し、その画像データを二値化処理
してメモリに取り込む。取り込んだ二値化画像からリー
ドのエッジ部分を示す輝度レベルの反転位置を検索し、
リード位置とリード本数を求める。

【００２１】リード本数が既定値と等しくなければ、リ
ード折れまたは位置ずれ大としてリジェクトする。既定
値と等しければ、リード部分の中心位置をリード位置と
してリード間ピッチを算出し、メモリに記憶させる。も
し、半導体装置が回転した位置にあれば、ピッチは正規
のものより長くなっている。ここで、左右のリード間ピ
ッチが等しい複数のリード位置より、リード辺の中心位
置を算出する。二値化画像に基づいて、リード位置およ
びリード間ピッチが算出される。半導体装置の各辺につ
いて上記操作を行い、リード辺が４辺の部品について
は、４辺の中心より、リードを基準とした半導体装置全
体の中心位置および回転量を算出する。中心位置は、４
つのリード辺のうち対向する２辺の中心を結ぶ２本の直
線の交点で与えられる。また、回転量は、位置ずれがな
い場合の半導体装置の中心位置を原点とする直行座標に
対する、前記対向する２辺の中心を結ぶ直線がなす角度
で与えられる。

【００２２】次に、求めた回転量より、以前に求めた各
辺のリード間ピッチが規定範囲内か否かを判定する。規
定外であれば、リード曲がりとしてリジェクトし、規定
内であれば位置補正を施す。最後に、１辺もしくは各辺
について再び二値化画像を取り込み、両端のリード位置
および補正が良好であるかを判定する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のリード外観検査装置および検査方法では、以下
に示すような問題点があった。

【００２４】特開平４−８０９３７号公報に示された、
前者の従来例では、特にリード横曲がりに関して個々の
リード毎に良否判定しているため、プリント配線基板へ
の実装状態を考慮した全体の曲がりが把握できないとい
う問題点があった。また、リードの曲がりを曲がりを求
めるのに、リードの先端部の中心座標を用いているた
め、リード幅に痩太の変化がある場合でも、それとは無
関係にリード曲がりを判定してしまうという問題点があ
った。

【００２５】以下に、これらの問題点について図３１を
参照して定量的に説明する。図３１は、リード本数が１
２８本、リードピッチが０．８ｍｍの、２８ｍｍ角の半
導体装置（日本電子機器工業会による外形タイプＱＦＰ
１２８−Ｐ−２８２８−０．８０に相当）を摸式的に示
した図である。なお、図３１には、各辺のリードのう
ち、両端のリードのみを図示している。

【００２６】図３１において、半導体装置の上辺、下
辺、および左辺の全てのリードに０．１５ｍｍのリード
曲がりが生じ、さらに、右辺の最上端のリードは、０．
１５ｍｍのリード曲がりに加え、リード幅が、ＱＦＰ１
２８−Ｐ−２８２８−０．８０規格のリード幅（０．３
０〜０．４５ｍｍ、基準値０．３７ｍｍ）を越えるリー
ド幅０．５０ｍｍとなっているとする。このような場合
に、前者のリード外観検査装置を用いて、リード曲がり
の判定基準を０．１５ｍｍ以内として良否判定を行う
（ここではコプラナリティについては考えないこととす
る）と、図３１に示した半導体装置は良品と判定され
る。

【００２７】ところが、半導体装置が実装されるプリン
ト配線基板においては、マウントパッドの幅は、リード
曲がりの判定基準に基づき、 マウントパッド幅＝リード幅＋２×リード曲がり判定基準 … （２） として設計される。図３１に示したような半導体装置で
は、右辺の最上端のリードについては、０．１５ｍｍの
曲がりに加え、基準値を０．１３ｍｍ超過することにな
り、このような半導体装置を実装すると、リード幅の超
過分だけリードがマウントパッドからはみ出し、実装不
良となってしまう。すなわち、プリント配線基板への実
装時に不良となるものが、良品として判定されてしま
う。

【００２８】また、この逆に、リード曲がりが判定基準
を越えているものであっても、そのリードの根元の位置
によっては、プリント配線基板への実装には何等不具合
が生じない場合もある。例えば、図３１において、上辺
の最右端のリードの曲がりが０．１７ｍｍとなっている
が、そのリードの根元の位置が、左側に０．１ｍｍずれ
ているような場合である。このような場合には、リード
の曲がりが判定基準を越えているので不良品として判定
されるが、実際には、リード先端部の位置は基準値より
も０．０７ｍｍ右にずれているだけなので、実装不良と
はならない。すなわち、実装上は問題ないものなのに、
不良品として判定されてしまう。

【００２９】一方、特開平１−２３６７００号公報に示
された、後者の従来例では、半導体装置の中心位置のず
れおよび回転量を求め、この回転量に基づいて、リード
間ピッチが規定範囲内か否かを判定するので、半導体装
置の外形に対するリードの位置を求めることができる。
しかし、このリード間ピッチはリードの曲がりを求める
ためのものであり、最終的にはリードの曲がりについて
を良否の判定基準としているので、結局は、リード幅に
痩太に変化がある場合については考慮されていないもの
であった。

【００３０】そこで本発明は、実装時に不良となるリー
ド曲がりを確実に検出し、かつ、実装上問題とならない
ものについては不良と判定しない、半導体装置のリード
外観検査方法および検査装置を提供することを目的とす
る。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体装置のリード外観検査方法は、予め、検
査対象となるフラットパック形パッケージの半導体装置
の、リードに関わる設計寸法データおよび規格値を外部
記憶装置に記憶しておき、前記半導体装置の外形を撮像
して得られた画像を外形画像データとして記憶するとと
もに、前記設計寸法データを外形設計画像データとして
記憶し、前記外形画像データを、前記外形設計画像デー
タに対して向きおよび中心が一致するように重ね合わ
せ、前記外形画像データ上で前記外形設計画像データを
シフトさせ、リードの先端部について前記外形設計画像
データが前記外形画像データと重ならなくなる位置を探
索することで、前記外形設計画像データに対する前記外
形画像データの誤差量を求め、前記求めた誤差量を前記
規格値と比較して前記半導体装置のリード曲がりについ
て良否を判定することを特徴とする。

【００３２】また、前記外形画像データの中心を、前記
外形画像データの外周を矩形で近似し、その矩形の対角
線の交点により求めてもよく、この場合、前記矩形を、
前記半導体装置のリードが突出している辺毎に、前記外
形画像データ上のリード先端の代表点を直線で回帰して
得るものであってもよい。

【００３３】さらに、前記外形設計画像データをシフト
するとき、前記シフトの回数を計数し、このシフト回数
を用いて前記外形画像データの誤差量を求めるものであ
ってもよい。

【００３４】一方、本発明の半導体装置のリード外観検
査装置は、検査対象となるフラットパック形パッケージ
の半導体装置の外形を撮像する撮像手段と、前記撮像手
段で撮像された画像を外形画像データとして記憶する第
１のメモリと、予め入力された、前記半導体装置の、リ
ードに関わる設計寸法データおよび規格値を記憶する外
部記憶装置と、前記設計寸法データを外形設計画像デー
タとして記憶する第２のメモリと、前記外形画像データ
を、前記外形設計画像データに対して向きが一致するよ
うに変換する外形画像データ補正手段と、前記外形画像
データ補正手段で変換された外形画像データを記憶する
第３のメモリと、前記第２のメモリに記憶された外形画
像データと前記第３のメモリに記憶された外形設計画像
データとを、互いに中心が一致するように重ね合わせた
後、前記外形画像データ上で前記外形設計画像データを
シフトさせ、リードの先端部について前記外形設計画像
データが前記外形画像データと重ならなくなる位置を探
索することで、前記外形設計画像データに対する前記外
形画像データの誤差量を求める誤差量演算手段と、前記
求められた誤差量を前記規格値と比較して前記半導体装
置のリード曲がりについて良否を判定する良否判定部と
を有することを特徴とする。

【００３５】また、前記外形画像データ補正手段が、前
記半導体装置のリードが突出している辺毎に、前記外形
画像データ上の先端の代表点を算出するリード先端代表
値算出部と、前記辺毎に、前記各代表点を直線で回帰す
る回帰直線演算部と、前記回帰直線演算部で得られた直
線で囲まれる矩形の対角線の交点から前記外形画像デー
タの中心を求める外形中心算出部と、前記中心が求めら
れた外形画像データにアフィン変換を行うアフィン変換
部とからなるものや、前記外形設計画像データのシフト
回数を計数するカウンタをさらに付加したものや、前記
撮像手段で撮像される画像が、前記半導体装置の透過画
像であるものであってもよい。

【００３６】

【作用】上記のとおり構成された本発明の半導体装置の
リード外観検査方法では、外部記憶装置には、予め、検
査対象となるフラットパック形パッケージの半導体装置
の、リードに関わる設計寸法データおよび規格値が記憶
されている。さらに、半導体装置の外形は、撮像によっ
て得られた画像を基にした外形画像データとして記憶さ
れ、設計寸法データは、外形設計画像データとして記憶
される。すなわち、設計寸法データは、撮像によって得
られた外形画像データと同様の画像イメージに変換され
る。

【００３７】そして、外形画像データを、外形設計画像
データに対して向きおよび中心が一致するように重ね合
わせる。次いで、外形画像データ上で外形設計画像デー
タをシフトさせ、リードの先端部について外形設計画像
データが外形画像データと重ならなくなる位置を探索す
る。これにより、半導体装置の中心を基準として、リー
ドの位置の設計寸法データに対する誤差量が求められ、
この誤差量を規格値と比較して、リードの曲がりについ
ての良否を判定する。

【００３８】従って、個々のリードについて曲がりを別
個に判定するのではなく、半導体装置の中心に対するリ
ードの先端部の位置を判定することになり、実装状態に
即した判定がなされる。すなわち、実装時に問題のない
ものを不良品と判定したり、逆に、実装時に問題となる
ものを良品と判定する誤判定が防止される。しかも、リ
ードの先端部について、外形設計画像データが外形画像
データと重ならなくなる位置を探索して誤差量を求めて
いるので、リード幅の痩太があっても、それに影響され
ない正しい判定が可能となる。

【００３９】上述した方法では、外形画像データの中心
を正確に求めることが重要となるが、その中心は、外形
画像データの外周を矩形で近似し、その矩形の対角線の
交点から求めればよい。この際、半導体装置のリードが
突出している辺毎に、外形画像データ上のリード先端の
代表点を直線で回帰して矩形を求めれば、リードの個々
の曲がりに影響されずに、より正確な矩形が求められ
る。

【００４０】また、前記誤差量を求める際に、外形画像
データ上で外形設計画像データをシフトするが、このシ
フトの回数を計数し、この計数値を用いれば、外形画像
データの誤差量は容易に求められる。

【００４１】本発明の半導体装置のリード外観検査装置
では、外部記憶装置には、予め入力された、半導体装置
のリードに関わる設計寸法データおよび規格値が記憶さ
れている。一方、半導体装置の外形が、撮像手段により
撮像され、この画像は、第１のメモリに外形画像データ
として記憶される。また、外部記憶装置に記憶された設
計寸法データは、第２のメモリに、外形画像データと同
様の画像イメージである外形設計画像データとして記憶
される。

【００４２】ここで、外形画像データは、外形画像デー
タ補正手段により、外形設計画像データに対して向きが
一致するように変換され、変換された外形画像データは
第３のメモリに記憶される。

【００４３】そして、誤差量演算手段では、まず、外形
画像データと外形設計画像データとを、互いに中心が一
致するように重ね合わせる。その後、外形画像データ上
で外形設計画像データをシフトさせ、リードの先端部に
ついて外形設計画像データが外形画像データと重ならな
くなる位置を探索する。これにより、半導体装置の中心
を基準として、リードの位置の設計寸法データに対する
誤差量が求められる。この誤差量を外部記憶装置に記憶
された規格値と比較して、リード曲がりの良否が判定さ
れる。

【００４４】特に、撮像手段により撮像される画像を、
半導体装置の透過画像とすることで、画像処理時のノイ
ズが低減され、より正確な外形画像データが得られる。

【００４５】

【実施例】次に、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００４６】（第１実施例）図１は、本発明のリード外
観検査装置の第１実施例のブロック図である。

【００４７】図１に示すように、トレー２には、測定対
象となる複数のフラットパック形パッケージの半導体装
置１が、半導体装置１の外形に合わせて区画された複数
の領域毎に載置される。トレー２の上方には、トレー２
に載置された各半導体装置１のうち、１つの半導体装置
１を撮像する撮像手段としてのＣＣＤカメラ７が設けら
れている。

【００４８】トレー２はトレー駆動系４により移動可能
に設けられ、また、ＣＣＤカメラ７はカメラ駆動系５に
より移動可能に設けられている。トレー駆動系４および
カメラ駆動系５は、それぞれＩ／Ｏインターフェース２
４を経由してＣＰＵ２３からの指令を受ける機構制御部
８により、動作が制御される。駆動制御部８は、トレー
駆動系４を駆動させ、トレー２上の半導体装置１をＣＣ
Ｄカメラ７の視野内に位置決めさせる。一方、トレー駆
動系４のみで半導体装置１をＣＣＤカメラ７の視野内に
位置決めさせることが不可能な場合には、機構制御部８
は、カメラ駆動系５によりＣＣＤカメラ７を移動させ、
半導体装置１をＣＣＤカメラ７の視野にとらえる。

【００４９】ＣＣＤカメラ７とトレー２との間には、リ
ング照明が配置される。ＣＣＤカメラ７の視野の中で
は、半導体装置１はリング照明６によって照明されてお
り、ＣＣＤカメラ７は、リング照明６による半導体装置
１の反射像を撮像する。

【００５０】第１のフレームメモリ１１は、増幅器９で
Ａ／Ｄ変換器１０の信号取り込みレベルまで増幅調整さ
れたＣＣＤカメラ７からの出力が、Ａ／Ｄ変換器１０で
８ビット、２５６階調でデジタイズされたデータが入力
されるものである。すなわち、ＣＣＤカメラ７で撮像さ
れた半導体装置１の反射像は、第１のフレームメモリ１
１に、図２に示すような多値化画像である外形画像デー
タ２７１として記憶される。第１のフレームメモリ１１
に記憶された外形画像データ２７１に基づき、リード先
端代表値算出部１２は、各リード先端の代表値を算出す
る。

【００５１】一方、端末２０は、半導体装置１の外観検
査に先立ち所定のデータを入力し、および、ＣＰＵ２３
の良否判定部２２での判定結果を表示するためのもので
ある。所定のデータとは、半導体装置１のリードに関す
る設計上の寸法データである外形設計寸法データ１９
ｂ、後述する画像処理に用いられるウィンドウの設定値
や画像処理系の分解能等の画像処理条件設定データ１９
ｃ、および良否判定の基準となる規格値データ１９ｄで
あり、端末２０から入力された各データは外部記憶装置
１９に保持される。

【００５２】ＣＡＤデータ変換部１７は、外部記憶装置
１９に保持された外形設計寸法データ１９ｂに基づき、
図３に示すような外形設計画像２８１データを作成する
ものである。図３において、リード幅ｂ、全幅ＨE 、全
長ＨD 、リード長Ｌ1 、リードピッチｅ、および各辺毎
のリード本数が、端末２０から入力された外形設計寸法
データ１９ｂである。ＣＡＤデータ変換部１７で作成さ
れた外形設計画像データ２８１は、第２のフレームメモ
リ１６に記憶される。

【００５３】ＣＰＵ２３は、回帰直線演算部１３と、外
形中心算出部１４と、アフィン変換部１５と、端子中心
位置誤差量演算部２１と、良否判定部２２と、カウンタ
２５とで構成される。

【００５４】回帰直線演算部１３は、リード先端代表値
算出部１２で算出された各リード先端の代表点に基づ
き、各代表点を辺毎に直線回帰することによって、リー
ドを含めた半導体装置１の外周となる４本の直線を求め
るものである。外形中心算出部１４は、リード先端値算
出部１２で求められた４本の直線で構成される矩形の対
角線の交点、すなわち、外形画像データ２７１の中心点
を求めるものである。アフィン変換部１５は、中心点が
求められた外形画像データ２７１に対してアフィン変換
するもので、アフィン変換された外形画像データ２７１
は、第３のフレームメモリ１８に記憶される。ここで、
アフィン変換とは、座標の位置を変換して、直線方向、
回転方向、あるいは任意の直線軸に対象な方向の別な位
置にシフトさせる座標変換の総称のことである。

【００５５】これらＣＰＵ２３内の回帰直線演算部１３
と、外形中心算出部１４と、アフィン変換部１５とに、
上述したリード先端代表値算出部１２を加えたもので、
外形画像データ２７１を外形設計画像データ２８１に対
して向きが一致するように変換する外形画像データ補正
手段が構成される。

【００５６】端子中心位置誤差量演算部２１は、第２の
フレームメモリ１６に記憶された外形設計画像データ２
８１と、第３のフレームメモリ１８に記憶された外形画
像データ２７１とにより、本来リードがあるべき位置に
対応する、半導体装置のリードの中心位置誤差量を算出
する。この際、画像データを１ビットずつシフトさせ、
そのシフト回数をカウンタ２５でカウントすることで、
誤差量が算出される。良否判定部２２は、端子中心位置
誤差量演算部２１と、外部記憶装置１９に保持されてい
る規格値データ１９ｄとを比較し、半導体装置１の良否
を判定する。良否判定部２２での判定結果は端末２０に
表示される。

【００５７】また、良否判定部２２は、その判定結果に
応じて、Ｉ／Ｏインターフェース２４を通じて機構制御
部８に指令を送る。すなわち、良否判定部２２での判定
結果、その半導体装置１が良品と判定された場合には、
カメラ駆動系５またはトレー駆動系４を駆動させて次の
半導体装置１の検査を実行させ、不良品と判定された場
合には、真空吸着アーム３を駆動させて、不良品と判定
された半導体装置１をトレー２から取り除いた後、次の
半導体装置１の検査のためにカメラ駆動系５またはトレ
ー駆動系４を駆動させる。

【００５８】次に、本実施例のリード外観検査装置の動
作について説明する。図４は、図１に示したリード外観
検査装置の全体の動作を示すフローチャートである。

【００５９】外観検査に先立ち、端末２０より、検査対
象となる半導体装置１の外形設計寸法データ１９ｂ、規
格値データ１９ｄ、および画像処理条件設定データ１９
ｃを入力し、これらを外部記憶装置１９に記憶させる。

【００６０】その後、トレー２またはＣＣＤカメラ７を
移動させ、ＣＣＤカメラ７による撮像が可能な位置に半
導体装置１を位置決めする（ステップＳ１０１）。半導
体装置１の位置決めが完了したら、ＣＣＤカメラ７によ
り半導体装置１の反射像を撮像し、その外形画像データ
２７１を第１のフレームメモリ１１に取り込む（ステッ
プＳ１０２）。

【００６１】次に、第１のフレームメモリ１１に取り込
まれた外形画像データ２７１に対して、画像処理条件設
定データ１９ｃに基づき、４つのウィンドウＷa 、Ｗb
、Ｗc 、Ｗd （図２参照）を設定する（ステップＳ１
０３）。各ウィンドウＷa 、Ｗb 、Ｗc 、Ｗd は、それ
ぞれ外形画像データ２７１の各辺毎にリードの先端部分
を切り出したものである。トレー２上に載置された半導
体装置１は、トレー２の区画された領域内で許容される
範囲以上には、位置がずれることはない。従って、各ウ
ィンドウＷa 、Ｗb 、Ｗc 、Ｗd は、第１のフレームメ
モリ１１の絶対アドレスに対して（少なくとも半導体装
置１の品種毎には）固定的に設定することができる。

【００６２】ウィンドウＷa 、Ｗb 、Ｗc 、Ｗd が設定
されたら、リード先端代表値算出部１２により、各ウィ
ンドウＷa 、Ｗb 、Ｗc 、Ｗd 毎に、リード先端の代表
値を算出する（ステップＳ１０４）。リード先端代表値
算出ルーチンを図５に示し、以下に、リード先端代表値
算出手順について説明する。

【００６３】まず、設定されたウィンドウＷa 、Ｗb 、
Ｗc 、Ｗd から１つを選択し（ステップＳ１２１）、画
像処理条件設定データ１９ｃに定義されたウィンドウ情
報に基づき、第１のフレームメモリ１１より該当するウ
ィンドウＷi （ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を切り出す（ステ
ップＳ１２２）。ここでは、ウィンドウＷa が選択され
たとして説明する。外形画像データ２７１は多値データ
であり、従って、切り出されたウィンドウＷa 内のデー
タも多値データであるので、切り出されたウィンドウＷ
a に二値化処理を施す（ステップＳ１２３）。これによ
り、リードの部分（反射光のレベルが高い部分）のデー
タのレベルは‘１’となり、それ以外の部分のデータの
レベルは‘０’となる。二値化処理の際の二値化レベル
は、画像処理条件設定データ１９ｃより与えられる。さ
らに、二値化処理されたウィンドウＷa のデータに、ノ
イズ処理を施す（ステップＳ１２４）。すなわち、ウィ
ンドウＷa 内でレベルが‘１’となっているアドレスに
関し、特定単位以下の、群を形成していないビットの集
合をノイズと判断し、このデータを‘０’に書き換え
る。

【００６４】ノイズ処理が終了したら、ウィンドウＷa
の最外辺に、図６に一点鎖線で示すデータスキャンライ
ンＳｌa(n)を設定する（ステップＳ１２５）。ここで、
ｎはステップ数を示し、データスキャンラインＳｌa(n)
がウィンドウＷa の最外辺から１ステップ内側に向かう
毎に、ｎの値が１ずつ増えていく。データスキャンライ
ンＳｌa(n)は、ウィンドウＷa の原点ＯＷa （０，０）
を起点に、ウィンドウＷa の長辺方向に、図６中左から
右へ１ビットずつ移動し、データを読み取っていく（ス
テップＳ１２７）。この途中、‘１’のデータ群が存在
する場合には（ステップＳ１２９）、このデータ群数す
なわちリード本数をカウントする（ステップＳ１３
０）。１ライン分のデータを読み取ったら、次に、デー
タスキャンラインＳｌa(n)を１ステップ分だけ内側に移
動して（ステップＳ１２６）再びデータを読み取る。

【００６５】この処理を、カウントされたリード本数
が、外形設計寸法データ１９ｂにより与えられたリード
本数ｊに等しくなるまで行う（ステップＳ１３１）。

【００６６】仮に、画像処理条件設定データ１９ｃによ
り与えられる最大ステップ数ｎ_max（ウィンドウＷa の
最内辺に相当）までスキャニングを行っても、カウント
されたリード本数が設計上のリード本数ｊと等しくなら
ない場合には（ステップＳ１２８）、リード本数が不足
していることになり、リード欠落不良と判定する（ステ
ップＳ１３８）。

【００６７】カウントされたリード本数が、設計上のリ
ード本数と等しくなったら、スキャニングを一旦停止
し、各リードの幅を算出する（ステップＳ１３２）。例
えば、ウィンドウＷa の最外辺から数えてｎステップ目
で全てのリードがカウントされた場合、データが‘０’
から‘１’へ変化する直前のアドレスをｐｊ、‘１’か
ら‘０’へ変化したアドレスをｑｊとする（ともに、ｊ
はリード番号を示す）と、各リードの幅は、以下の式
（３）で与えられる。

【００６８】 リード幅ｂｊ＝｜ｐｊ（ｘ1j，ｎ）−ｑｊ（ｘ2j，ｎ）｜×β … （３） 式（３）において、βは、画像処理条件設定データ１９
ｃより与えられる、画像処理系の分解能である。

【００６９】各リード幅ｂｊが算出されたら、算出され
た各リード幅ｂｊを、外形設計寸法データ１９ｂより与
えられるリード幅ｂと比較する（ステップＳ１３３）。
ここで、算出されたリード幅ｂｊが設計上のリード幅ｂ
よりも小さい場合には、リードの曲がり等の影響で、リ
ードの先端の一部分しかスキャニングしていないものと
判断し、算出されたリード幅ｂｊが設計上のリード幅ｂ
以上の値になるまで、ステップＳ１２６からステップＳ
１３２までの処理を繰り返す。

【００７０】全てのリードに対して、満足できるリード
幅ｂｊが得られたら、各リード毎に、リード幅ｂｊの中
点ｍｊを算出する。中点ｍｊは、以下の式（４）により
求めることができる。

【００７１】 中点ｍｊ（ｘ，ｙ）＝（ｐｊ（ｘ，ｙ）＋ｑｊ（ｘ，ｙ））／２ … （４） 次に、各リード上でその中点ｍｊを通り、かつ、データ
スキャンラインＳｌa(n)に直行する、垂直スキャンライ
ンｌajを求める（ステップＳ１３５）。この垂直スキャ
ンラインｌaj上のデータを、ウィンドウＷa の最内辺か
ら最外辺に向かって、読み取っていき、データが‘１’
から‘０’へと変化する点ｔajを求める（ステップＳ１
３６）。この点ｔajを、リード先端代表点とする。

【００７２】以上の処理を、残りのウィンドウＷb 、Ｗ
c 、Ｗd に対しても行う。全てのウィンドウＷi に対す
るリード先端代表点ｔij（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を求め
たら（ステップＳ１３７）、各リード先端代表点ｔijの
座標系を、各ウィンドウＷi内の相対座標系から、全ウ
ィンドウＷi 間の相対関係を考慮した第１のフレームメ
モリ１１内の絶対座標系に変換する（ステップＳ１３
９）。以上で、リード先端代表点算出処理を終了し、図
４に示したフローに戻る。

【００７３】次に、回帰直線演算部１３により、絶対座
標系に変換されたリード先端代表点ｔijから、ウィンド
ウＷi 毎のリード先端代表点ｔijの回帰直線を算出する
（ステップＳ１０５）。このリード先端部回帰直線算出
ルーチンを図７に示し、以下に、リード先端部回帰直線
算出手順について説明する。

【００７４】まず、４つのウィンドウＷi の中から１つ
を選択する（ステップＳ１４１）。次いで、選択された
ウィンドウＷi のリード先端代表点ｔijから、最小自乗
法によって回帰直線Ｌi （ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を算出
する（ステップＳ１４２）。例えば、ウィンドウＷa を
選択した場合を例に挙げると、図８に示すように、各リ
ード先端代表点ｔa1、ｔa2、ｔa3、ｔa4に基づく回帰直
線Ｌa が求められる。この処理を残りのウィンドウＷi
についても行う。

【００７５】図９に、全てのウィンドウＷi について求
めた回帰直線Ｌi を視覚的に表した図を示す。図９に示
すように、４本の直線すなわち回帰直線Ｌa 、Ｌb 、Ｌ
c 、Ｌdで形成される矩形 は、リードの先端部を直線で
結んだ、外形画像データ２７１の外形を表す。

【００７６】このように、リード先端代表点ｔijを辺毎
に直線で回帰して外形画像データ２７１の外形を構成す
る矩形を求めることで、リードの個々の曲がりに影響さ
れずに、より正確な矩形を求めることができる。全ての
ウィンドウＷi について回帰直線Ｌi が求められたら
（ステップＳ１４３）、リード先端部回帰直線算出処理
を終了し、図４に示したフローに戻る。

【００７７】回帰直線Ｌi を求めたら、求められた回帰
直線Ｌi に基づき、外形画像データ２７１の外形中心を
算出する（ステップＳ１０６）。この外形中心算出ルー
チンを図１０に示し、以下に、外形中心の算出手順につ
いて、図９および図１０を用いて説明する。

【００７８】まず、各回帰直線Ｌa 、Ｌb 、Ｌc 、Ｌd
の４つの交点κA 、κB 、κC 、κD を求める（ステッ
プＳ１４５）。次いで、各交点κA 、κB 、κC 、κD
のうち、互いに隣り合わない交点（κA とκC 、κB と
κD ）を結ぶ２つの直線、すなわち、各回帰直線Ｌa 、
Ｌb 、Ｌc 、Ｌd で形成される矩形の対角線ＬF 、ＬE
を求める（ステップＳ１４６）。そして、これら２本の
対角線ＬF 、ＬE の交点Ｏ’を求め（ステップＳ１４
７）、この交点Ｏ’が、外形画像データ２７１の中心と
なる。

【００７９】外形画像データ２７１の外形中心Ｏ’を求
めたら、再び図４に示したフローに戻り、外形画像デー
タ２７１に対してアフィン変換を施す（ステップＳ１０
７）。このアフィン変換ルーチンを図１１に示し、以下
に、アフィン変換手順について説明する。

【００８０】まず、外形設計寸法データ１９ｂから、全
幅ＨD および全長ＨE を読み出し（ステップＳ１５
１）、それらを画像処理条件設定データ１９ｃで定義さ
れた分解能βで除してビット長に変換する。その後、図
３に示すように、変換された全幅ＨD および全長ＨE に
基づき、設計上の（理想状態の）外形直線λA 、λB 、
λC 、λD を求める（ステップＳ１５２）。これら外形
直線λA 、λB 、λC 、λD は、回帰直線演算部１３で
求めた回帰直線Ｌa 、Ｌb 、Ｌc 、Ｌd （図９参照）に
対応するものである。

【００８１】そして、これら外形直線λA 、λB 、λC
、λD の対角線λE 、λF を求め（ステップＳ１５
３）、その交点すなわち理想状態での外形中心Ｏを求め
る（ステップＳ１５４）。理想状態での外形中心Ｏと
は、言い替えれば、外形設計画像データ２８１の外形中
心である。理想状態での外形中心Ｏが求められたら、理
想状態での外形中心Ｏが、外形画像データ２７１の外形
中心Ｏ’と一致するように、理想状態での対角線λE 、
λF を配置する。これを視覚的に示したのが、図１２で
ある。図１２において、外形画像データ２７１は、理想
状態に対して回転したものとなっている。

【００８２】この状態で、対角線ＬE とλE とがなす角
度θ1 、および対角線ＬF とλF とがなす角度θ2 を求
め（ステップＳ１５６）、以下の式（５）により補正角
θCを算出する。

【００８３】θC ＝（θ1 ＋θ2 ）／２ … （５） 補正角θC を算出したら、外形画像データ２７１を、外
形中心Ｏ（＝Ｏ’）を中心に、補正角θC だけ回転させ
る。すなわち、以下の式（６）に示すアフィン変換を施
す。

【００８４】

【数２】 式（６）において、ｘ、ｙは、それぞれアフィン変換前
の座標であり、Ｘ、Ｙは、それぞれアフィン変換後の座
標である。また、アフィン変換された外形画像データ２
７１を視覚的に表した図を、図１３に示す。

【００８５】なお、ここでは、θ1 、θ2 を求めるため
に、対角線λE 、λF により理想状態での外形中心Ｏを
求めた後、この外形中心Ｏを、外形画像データ２７１の
外形中心Ｏ’と一致させた例を示したが、その他の手順
によることもできる。

【００８６】例えば、まず、外形画像データ２７１の周
囲を、第１のフレームメモリ１１の絶対座標のｘ軸と平
行で、かつ、全長ＨE だけ間隔をおいた２本の線分（λ
A とλC に相当）、および、同じくｙ軸と平行で、か
つ、全幅ＨD だけ間隔をおいた２本の線分（λB とλD
に相当）で囲む。しかも、外形画像データ２７１の外形
中心Ｏ’から各線分の端までの距離が等しくなるよう
に、各線分を配置する。そして、各線分で形成される矩
形の対角線を求めれば、これら２本の対角線は、λE 、
λF と一致し、その交点も、外形画像データ２７１の外
形中心Ｏ’と一致する。

【００８７】外形画像データ２７１に対してアフィン変
換が施されたら、図４に示すように、アフィン変換後の
外形画像データ２７１を、第３のフレームメモリ１８に
記憶させる（ステップＳ１０８）。

【００８８】一方、ＣＡＤ変換部１７では、外形設計寸
法データ１９ｂに基づき図３に示したような外形設計画
像データ２８１が作成される。外形画像データ２８１
は、第２のフレームメモリ１６に記憶されている（ステ
ップＳ１０９）。

【００８９】そして、端子中心位置誤差量演算部２１
で、第２のフレームメモリ１６に記憶された外形設計画
像データ２８１と、第３のフレームメモリ１８に記憶さ
れた外形画像データ２７１とを用いて、本来リードがあ
るべき位置に対する、半導体装置１の端子中心位置誤差
量を算出する（ステップＳ１１０）。

【００９０】図１４は、端子中心位置誤差量算出ルーチ
ンのフローチャートである。以下に、端子中心位置誤差
量算出手順について説明する。

【００９１】まず、第２のフレームメモリ１６上の外形
設計画像データ２８１の外形中心Ｏ（図３参照）と、第
３のフレームメモリ１８上の外形画像データ２７１の外
形中心Ｏ’（図１３参照）とを重ね合わせる（ステップ
Ｓ１６１）。この状態を、初期状態とする。

【００９２】次に、外形設計画像データ２８１の外縁部
に、リード先端部の代表点を算出する際に設定したウィ
ンドウＷi （図２参照）と同様の、図１５に破線で示し
たような画像切り出し領域φi （ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ）
を設定する（ステップＳ１６２）。さらに、各画像切り
出し領域毎に、複数のマッチングウィンドウχij（ｉ＝
ａ、ｂ、ｃ、ｄ，ｊ＝リード番号）を設定する。このマ
ッチングウィンドウχijの位置および領域が、本来リー
ドが存在すべき領域である。マッチングウィンドウχij
を設定したら、カウンタ２５をリセットする（ステップ
Ｓ１６４）。なお、カウンタ２５は、上下左右各方向の
探索用に、４つ設けられている。

【００９３】次に、外形画像データ２７１の左端および
右端の位置を探索するために、設定された画像切り出し
領域φi の中から、相対する位置にある２つの画像切り
出し領域φa 、φc を選択する（ステップＳ１６５）。
そして、その中に存在する全てのマッチングウィンドウ
χaj、χcjについて、図１６に示すように、１ビット左
側をスキャンする（ステップＳ１６６）。スキャンの結
果、‘１’となるデータが１ビットでも存在しているか
否かを判断し（ステップＳ１６７）、存在している場合
には、第１の左側探索ルーチンを実施し（ステップＳ１
６８）、存在しない場合には、第２の左側探索ルーチン
を実施する（ステップＳ１６９）。

【００９４】これら２つの左側探索ルーチンのフローチ
ャートを図２０に示す。

【００９５】第１の左側探索ルーチンでは、まず、画像
切り出し領域φa 、φc を１ビットだけ左へシフトさせ
（ステップＳ１９１）、再び、全てのマッチングウィン
ドウχaj、χcjについて１ビット左側をスキャンする
（ステップＳ１９２）。そして、スキャンの結果、
‘１’となるデータが存在しているか否かを判断する
（ステップＳ１９３）。存在している場合には、左側探
索用のカウント値を１だけ減少させ（ステップＳ１９
４）、これら一連の処理を、スキャンしたデータ中に
‘１’となるデータが存在しなくなるまで繰り返す。ス
キャンしたデータ中に‘１’となるデータが存在しない
場合には、左側探索用のカウント値を１だけ減少させ、
第１の左側探索処理を終了する。

【００９６】第２の左側探索ルーチンでは、まず、画像
切り出し領域φa 、φc を１ビットだけ右へシフトさせ
（ステップＳ２０１）、再び、全てのマッチングウィン
ドウχaj、χcjについて１ビット左側をスキャンする
（ステップＳ２０２）。そして、スキャンの結果、
‘１’となるデータが存在しているか否かを判断する
（ステップＳ２０３）。存在していなければ、左側探索
用のカウント値を１だけ増加させ、これら一連の処理
を、スキャンしたデータ中に‘１’となるデータが存在
するまで繰り返す。存在していれば、第２の左側探索処
理を終了する。

【００９７】上述した第１の左側探索処理および第２の
左側探索処理では、それぞれカウント値の減少または増
加を行っているが、これは、マッチングウィンドウχij
を最初に設定した位置を原点とし、右方向および上方向
をプラス方向とすることで、マッチングウィンドウχij
の移動方向を一元化するためである。

【００９８】第１の左側探索処理または第２の左側探索
処理が終了したら、再び第２のフレームメモリ１６上の
外形設計画像データ２８１の外形中心Ｏと、第３のフレ
ームメモリ１８上の外形画像データ２７１の外形中心
Ｏ’とを重ね合わせ、初期状態へ復帰させる（ステップ
Ｓ１７０）。

【００９９】次に、先に選択された画像切り出し領域φ
a 、φb 中に存在する全てのマッチングウィンドウχa
j、χcjについて、図１７に示すように、１ビット右側
をスキャンする（ステップＳ１７１）。スキャンの結
果、‘１’となるデータが１ビットでも存在しているか
否かを判断し（ステップＳ１７２）、存在している場合
には、第１の右側探索ルーチンを実施し（ステップＳ１
７３）、存在しない場合には、第２の右探索ルーチンを
実施する（ステップＳ１７４）。

【０１００】各右側探索ルーチンのフローチャートを図
２１に示す。図２１において、これらの処理は、図２０
に示した左側探索処理に対して、右と左を逆にし、それ
に伴ってカウント値の減少および増加も逆にしたもので
あり、それ以外は同様であるので、その説明は省略す
る。

【０１０１】第１の右側探索処理または第２の右側探索
処理が終了したら、再び外形設計画像データ２８１と外
形画像データ２７１との位置関係を初期状態に復帰させ
る（ステップＳ１７５）。これで、画像切り出し領域φ
a 、φc についての左端および右端の探索処理が終了す
る。

【０１０２】画像切り出し領域φa 、φc についての探
索処理が終了したら、残りの２つの画像切り出し領域φ
b 、φd を選択し、これら画像切り出し領域φb 、φd
について、上端探索処理（ステップＳ１７７〜Ｓ１８
０）および下端探索処理（ステップＳ１８１〜Ｓ１８
５）を、順次行う。上端探索処理および下端探索処理の
手順は、それぞれ上述した左端探索処理および右端探索
処理の手順と同様であり、左を上に、そして右を下に置
き換えただけなので、その詳しい処理手順の説明は省略
する。

【０１０３】参考のために、図１８に、上端探索のため
にマッチングウィンドウを上側にシフトさせた状態を示
し、図１９に、下端探索のためにマッチングウィンドウ
を下側にシフトさせた状態を示す。また、図２２に、上
端探索の際の上側探索ルーチンのフローチャートを示
し、図２３に、下端探索の際の下側探索ルーチンのフロ
ーチャートを示す。

【０１０４】左端、右端、上端および下端の探索処理が
終了したら、各方向におけるカウント値すなわちビット
シフトの回数を読み取る（ステップＳ１８６）。そし
て、画像処理条件設定データ１９ｃから、画像処理系の
分解能βを読み出し（ステップＳ１８７）、各カウント
値に分解能を乗ずることによって、外形設計寸法データ
１９ｃの左端、右端、上端および下端における各リード
の存在位置が求められる。例えば、左端探索処理でカウ
ントされたカウント値に分解能βを乗ずれば、画像切り
出し領域φa 、φc に存在する全てのリードに関して、
本来リードが存在すべき領域の最左端からどれだけの位
置に、半導体装置１の該当リードが存在するかが求めら
れる。このようにして各方向について求められた値が、
それぞれの方向に対する端子中心位置誤差量となる（ス
テップＳ１８８）。

【０１０５】端子中心位置誤差量が求められたら、図４
のフローに戻り、求められた端子中心位置誤差量と、検
査対象の半導体装置１の規格値とを比較する（ステップ
Ｓ１１１）。この比較は、良否判定部２２で行われる。
また、規格値は、外部記憶装置１９内の規格値データ１
９ｄから送られる。

【０１０６】端子中心位置誤差量と規格値とを比較した
結果、端子中心位置誤差量が規格値以内であれば、この
半導体装置１は良品であると判断し、端末２０に良品表
示をさせる。一方、端子中心位置誤差量が規格値より大
きければ、端末２０に不良表示をし、真空吸着アーム３
によって、その半導体装置１を取り出して廃棄する。以
上で、１つの半導体装置１の外観検査を終了するが、さ
らに次の半導体装置１の外観検査を行う場合には、再
び、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。以上説明
したように、本実施例では、半導体装置１のリードに関
わる設計寸法を、半導体装置１を撮像して得られる外形
画像データ２７１と同様の画像イメージである外形設計
画像データ２８１に変換し、両者をマッチングさせ、さ
らに、外形画像データ２７１上で外形設計画像データ２
８１を上下左右にシフトさせて、外形設計画像データ２
８１に対する外形画像データ２７１の誤差量を求めてい
る。従って、実装状態に即した判定がなされ、実装時に
問題のないものを不良品と判定したり、逆に、実装時に
問題となるものを良品と判定する誤判定を防止すること
ができる。しかも、リードの先端部について、外形設計
画像データ２８１が外形画像データ２７１と重ならなく
なる位置を探索して誤差量を求めているので、リード幅
の痩太があっても、それに影響されずに、良否を正しく
判定することができる。

【０１０７】また、外形画像データ２７１のリード先端
代表値に基づき矩形を作成し、この矩形の対角線の交点
によって外形画像データ２７１の中心を求めているの
で、外形画像データ２７１の中心をより正確に求めるこ
とができる。

【０１０８】例えば、図３１において、半導体装置の大
きさが４０ｍｍ、リードの長さが１．７ｍｍであり、上
辺の全てのリードが一様に１ｍｍだけ曲がっているとす
る。この場合、従来の技術で述べた、特開平１−２３６
７００号公報に開示されている方法で半導体装置の中心
を求めると、上辺のリードの位置が全体的にずれたこと
になるので、求められた中心は、実際の中心に対して
０．５ｍｍだけｘ方向にずれることになる。本実施例の
方法でも、上辺のリードの先端の位置が変わることにな
るので、求められた中心と実際の中心とはずれることに
なるが、そのずれ量は、１．７ｍｍとなる。すなわち、
従来の方法と比較してずれ量は大幅に小さく、中心をよ
り正確に求めることができることがわかる。

【０１０９】またこの場合、特開平１−２３６７００号
公報に開示された方法では、曲がっているリードのピッ
チは等しいので良品と判定されてしまうが、本実施例の
方法によれば、リードの先端部について外形設計画像デ
ータ２８１とのずれ量を求め、このずれ量に基づいて良
否を判定しているので、不良品として確実にリジェクト
できる。

【０１１０】（第２実施例）図２４は、本発明のリード
外観検査装置の第２実施例のブロック図である。

【０１１１】本実施例では、図２４に示すように、複数
の半導体装置５１が載置されるトレー５２とは別に、導
電性の透明な板ガラスからなる検査ステージ８１が設け
られている。検査ステージ８１上には、真空吸着アーム
５３によりトレー５２からピックアップされた１つの半
導体装置５１が置かれ、この状態で、検査ステージ８１
に置かれた半導体装置５１の外観検査が行われる。

【０１１２】検査ステージ８１の下方には、光源５６が
設置されている。ＣＣＤカメラ５７は、光源５６から発
せられた光が検査ステージ８１を透過することによって
得られる、半導体装置５１の透過像を撮像する。この透
過像が、第１のフレームメモリ６１に、外形画像データ
として記憶される。また、本実施例では、検査ステージ
８１の駆動は行わないため、ＣＣＤカメラ５７はカメラ
駆動系５５により２次元方向に移動可能となっており、
検査ステージ８１上の半導体装置５１をその視野にとら
える構成となっている。

【０１１３】その他の構成、および、端子中心位置誤差
量を算出して良否判定を行うまでの手順は、第１実施例
と同様なので、その説明は省略する。ただし、ＣＣＤカ
メラ５７で撮像された像は透過像であり、第１実施例で
用いた反射像とは逆にリード部分が暗点（フレームメモ
リ上でのレベルが‘０’）となるので、暗点に対する処
理と明点に対する処理とを、第１実施例とは逆にする必
要がある。

【０１１４】そして、良否判定の結果、良品と判定され
たら、その半導体装置５１は真空吸着アーム５３でピッ
クアップされ、検査ステージ８１からトレー５２に戻さ
れる。一方、不良品と判定されたら、その半導体装置５
１は真空吸着アーム５３でピックアップされ、廃棄され
る。

【０１１５】一般に、測定光学系の使用に際して、反射
式光学系よりも透過式光学系のほうが安定した画像が得
られることが知られている。従って、本実施例のよう
に、透過像から外形画像データを作成することで、第１
実施例に比較して画像処理時のノイズが低減され、より
正確な外形画像データを得ることができる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。

【０１１７】本発明の半導体装置のリード外観検査方法
は、半導体装置のリードに関わる設計寸法を、半導体装
置を撮像して得られる外形画像データと同様の画像イメ
ージである外形設計画像データに変換して両者をマッチ
ングさせ、さらに、外形画像データ上で外形設計画像デ
ータをシフトさせることで、外形設計画像データに対す
る外形画像データの誤差量を求めている。その結果、実
装状態に即した判定がなされ、実装時に問題のないもの
を不良品と判定したり、逆に、実装時に問題となるもの
を良品と判定する誤判定を防止することができる。しか
も、リードの先端部について、外形設計画像データが外
形画像データと重ならなくなる位置を探索して誤差量を
求めているので、リード幅の痩太があっても、それに影
響されずに、良否を正しく判定することができる。

【０１１８】また、外形画像データの中心は、外形画像
データの外周を矩形で近似し、その矩形の対角線の交点
から求めることができる。この際、半導体装置のリード
が突出している辺毎に、外形画像データ上のリード先端
の代表点を直線で回帰して矩形を求めれば、リードの個
々の曲がりに影響されずに、より正確な矩形を求めるこ
とができ、外形画像データの中心をより正確に求めるこ
とができる。さらに、前記誤差量を求める際に、外形画
像データ上での外形設計画像データのシフトの回数を計
数し、この計数値を用いることによって、外形画像デー
タの誤差量を容易に求めることができる。

【０１１９】一方、本発明の半導体装置のリード外観検
査装置は、半導体装置の外形を撮像する撮像手段と、外
形画像データや外形設計画像データを記憶する各種メモ
リと、外形画像データおよび外形設計画像データに対し
て所定の処理を行う外形画像データ補正手段および誤差
量演算手段とを含むので、上記本発明の半導体装置のリ
ード外観検査方法の実施に適している。

【０１２０】特に、撮像手段により撮像される画像を、
半導体装置の透過画像とすることで、画像処理時のノイ
ズが低減され、より正確な外形画像データを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリード外観検査装置の第１実施例のブ
ロック図である。

【図２】図１に示したリード外観検査装置の第１のフレ
ームメモリに記憶される外形画像データを視覚的に示し
た図である。

【図３】図１に示したリード外観検査装置の第２のフレ
ームメモリに記憶される外形設計画像データを視覚的に
示した図である。

【図４】図１に示したリード外観検査装置の全体の動作
を示すフローチャートである。

【図５】リード先端代表値算出ルーチンのフローチャー
トである。

【図６】リード先端代表値の算出手順を説明するための
図である。

【図７】リード先端部回帰直線算出ルーチンのフローチ
ャートである。

【図８】１つのウィンドウにおける回帰直線を示す図で
ある。

【図９】全てのウィンドウについての回帰直線を示す図
である。

【図１０】外形中心算出ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１１】アフィン変換ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１２】アフィン変換の手順を説明するための図であ
る。

【図１３】アフィン変換後の外形画像データを視覚的に
示した図である。

【図１４】端子中心位置誤差量算出ルーチンのフローチ
ャートである。

【図１５】端子中心位置誤差量算出処理において、外形
画像データと外形設計が像データとを重ね合わせ、画像
切り出し領域およびマッチングウィンドウを設定した状
態を視覚的に示す図である。

【図１６】端子中心位置誤差量算出処理において、マッ
チングウィンドウを左側にシフトさせた状態を視覚的に
示す図である。

【図１７】端子中心位置誤差量算出処理において、マッ
チングウィンドウを右側にシフトさせた状態を視覚的に
示す図である。

【図１８】端子中心位置誤差量算出処理において、マッ
チングウィンドウを上側にシフトさせた状態を視覚的に
示す図である。

【図１９】端子中心位置誤差量算出処理において、マッ
チングウィンドウを下側にシフトさせた状態を視覚的に
示す図である。

【図２０】図１４に示した端子中心位置誤差量算出ルー
チン中の、左側探索ルーチンのフローチャートである。

【図２１】図１４に示した端子中心位置誤差量算出ルー
チン中の、右側探索ルーチンのフローチャートである。

【図２２】図１４に示した端子中心位置誤差量算出ルー
チン中の、上側探索ルーチンのフローチャートである。

【図２３】図１４に示した端子中心位置誤差量算出ルー
チン中の、下側探索ルーチンのフローチャートである。

【図２４】本発明のリード外観検査装置の第２実施例の
ブロック図である。

【図２５】従来のリード外観検査装置の一例の全体の構
成を示すブロック図である。

【図２６】図２５に示したリード外観検査装置の主要部
の斜視図である。

【図２７】図２６に示した主要部における光路を説明す
るための図である。

【図２８】図２５に示したリード外観検査装置によるリ
ード横曲がりを算出するアルゴリズムを説明するための
図である。

【図２９】図２５に示したリード外観検査装置におい
て、測定値を算出する方法を説明するためのフローチャ
ートである。

【図３０】図２５に示したリード外観検査装置におい
て、平坦度を算出する方法を説明するための図である。

【図３１】リードの曲がりを定量的に説明するために半
導体装置を摸式的に示した図である。

【符号の説明】

１、５１ 半導体装置 ２、５２ トレー ３、５３ 真空吸着アーム ４ トレー駆動系 ５、５５ カメラ駆動系 ６ リング照明 ７、５７ ＣＣＤカメラ ８ 機構制御部 ９ 増幅器 １０ Ａ／Ｄ変換器 １１、６１ 第１のフレームメモリ １２ リード先端代表値算出部 １３ 回帰直線演算部 １４ 外形中心算出部 １５ アフィン変換部 １６ 第２のフレームメモリ １７ ＣＡＤデータ変換部 １８ 第３のフレームメモリ １９ 外部記憶装置 １９ｂ 外形設計寸法データ １９ｃ 画像処理条件設定データ １９ｄ 規格値データ ２０ 端末 ２１ 端子中心位置誤差量演算部 ２２ 良否判定部 ２３ ＣＰＵ ２４ Ｉ／Ｏインターフェース ２５ カウンタ ５６ 光源 ８１ 検査ステージ ２７１ 外形画像データ ２８１ 外形設計画像データ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め、検査対象となるフラットパック形
   パッケージの半導体装置の、リードに関わる設計寸法デ
   ータおよび規格値を外部記憶装置に記憶しておき、 前記半導体装置の外形を撮像して得られた画像を外形画
   像データとして記憶するとともに、前記設計寸法データ
   を外形設計画像データとして記憶し、 前記外形画像データを、前記外形設計画像データに対し
   て向きおよび中心が一致するように重ね合わせ、 前記外形画像データ上で前記外形設計画像データをシフ
   トさせ、リードの先端部について前記外形設計画像デー
   タが前記外形画像データと重ならなくなる位置を探索す
   ることで、前記外形設計画像データに対する前記外形画
   像データの誤差量を求め、 前記求めた誤差量を前記規格値と比較して前記半導体装
   置のリード曲がりについて良否を判定することを特徴と
   する、半導体装置のリード外観検査方法。
2. 【請求項２】 前記外形画像データの中心を、前記外形
   画像データの外周を矩形で近似し、その矩形の対角線の
   交点により求める請求項１に記載の半導体装置のリード
   外観検査方法。
3. 【請求項３】 前記矩形を、前記半導体装置のリードが
   突出している辺毎に、前記外形画像データ上のリード先
   端の代表点を直線で回帰して得る請求項２に記載の半導
   体装置のリード外観検査方法。
4. 【請求項４】 前記外形設計画像データをシフトすると
   き、前記シフトの回数を計数し、このシフト回数を用い
   て前記外形画像データの誤差量を求める請求項１、２ま
   たは３に記載の半導体装置のリード外観検査方法。
5. 【請求項５】 検査対象となるフラットパック形パッケ
   ージの半導体装置の外形を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段で撮像された画像を外形画像データとして
   記憶する第１のメモリと、 予め入力された、前記半導体装置の、リードに関わる設
   計寸法データおよび規格値を記憶する外部記憶装置と、 前記設計寸法データを外形設計画像データとして記憶す
   る第２のメモリと、 前記外形画像データを、前記外形設計画像データに対し
   て向きが一致するように変換する外形画像データ補正手
   段と、 前記外形画像データ補正手段で変換された外形画像デー
   タを記憶する第３のメモリと、 前記第２のメモリに記憶された外形画像データと前記第
   ３のメモリに記憶された外形設計画像データとを、互い
   に中心が一致するように重ね合わせた後、前記外形画像
   データ上で前記外形設計画像データをシフトさせ、リー
   ドの先端部について前記外形設計画像データが前記外形
   画像データと重ならなくなる位置を探索することで、前
   記外形設計画像データに対する前記外形画像データの誤
   差量を求める誤差量演算手段と、 前記求められた誤差量を前記規格値と比較して前記半導
   体装置のリード曲がりについて良否を判定する良否判定
   部とを有することを特徴とする、半導体装置のリード外
   観検査装置。
6. 【請求項６】 前記外形画像データ補正手段は、 前記半導体装置のリードが突出している辺毎に、前記外
   形画像データ上の先端の代表点を算出するリード先端代
   表値算出部と、 前記辺毎に、前記各代表点を直線で回帰する回帰直線演
   算部と、 前記回帰直線演算部で得られた直線で囲まれる矩形の対
   角線の交点から前記外形画像データの中心を求める外形
   中心算出部と、 前記中心が求められた外形画像データにアフィン変換を
   行うアフィン変換部とからなる請求項５に記載の半導体
   装置のリード外観検査装置。
7. 【請求項７】 前記外形設計画像データのシフト回数を
   計数するカウンタをさらに付加した請求項５または６に
   記載の半導体装置のリード外観検査装置。
8. 【請求項８】 前記撮像手段で撮像される画像は、前記
   半導体装置の透過画像である請求項５、６または７に記
   載の半導体装置のリード外観検査装置。