JPH10153413A - Ｉｃリードの外観寸法検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学系を簡素化することにより小型、コンパ
クトに構成可能なＩＣリードの外観寸法検査装置を提案
すること。 【解決手段】 ＩＣリードの外観寸法検査装置１では、
ステージガラス２の基準面２ａに設置したサドルプレー
ト３の上に検査対象のＩＣチップ４が載置される。サド
ルプレート３の側面３１乃至３４には下方に向けて４５
度傾斜した反射面７１乃至７４が形成されている。ＩＣ
チップ４の各辺のリード群４１〜４４の側面映像は、そ
の側方から散乱光を照射する側面照明手段８１〜８４に
よって得られる。これらの側面映像は各反射面７１〜７
４で反射されて、ＩＣリード群４１〜４４の平面映像を
得るための撮像手段６に結像する。従って、撮像手段６
で得られるＩＣリード群４１〜４４の平面映像および側
面映像に基づき、検査主要項目であるリードの平坦度、
ピッチ、曲がり等を簡単な処理により検査できる。この
構成によれば、サドルプレートに形成した反射面を利用
して光学系を簡素化できるので、装置構成を小型、コン
パクト化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣリードの平坦
度、ピッチ、位置ずれ等の外観寸法を光学的に検査する
ＩＣリードの外観寸法検査装置に関し、特に、小型でコ
ンパクトに構成でき、計測精度を確保し易いＩＣリード
の外観寸法検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣリードの外観寸法検査装置は、ステ
ージ上に載置された検査対象のＩＣリードに光を照射し
て得られる映像をＣＣＤカメラ等で読み取り、読み取っ
たＩＣリードの映像を画像処理技術を用いて処理するこ
とにより、その平坦度、ピッチ、位置ずれ等を検査する
ものである。このようなＩＣリードの外観寸法検査装置
は、特開平２−１１４１０４号公報、同２−２４５４１
号公報、同１−３１１２５８号公報、同１ー２９５１４
１号公報、同６−１６００５７号公報、特開昭６２−２
７４２０５号公報等に開示されており、一般的に知られ
ている。

【０００３】ＩＣリードの外観寸法検査装置は、大別し
て、透過光を用いてＩＣリードの映像を直接にＣＣＤカ
メラ等の撮像手段で読み取る方式のものと、ＩＣリード
の映像をスクリーン上に投影し、投影像を撮像手段で読
み取る方式のものとに分類できる。また、これらの各方
式では、検査対象のＩＣをガラスステージ等の基準面に
直接に乗せて検査する実平面法によるものと、検査対象
のＩＣを基準面に載置したサドルプレートの上に乗せて
検査する仮想平面法によるものとに分類できる。一般的
には、ＩＣリードが直接に基準面等に当たることのない
仮想平面法を採用することが望ましいとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の透過光を用いる
方式の検査装置では、ＩＣの各辺のリードの映像を取得
するために、各辺のリード、通常は四辺のリードに対向
して光源および撮像素子を含む光学系を四組配置する必
要がある。このように複数組の光学系を配置しているの
で、それらの光軸合わせ等を確実に行わないと精度を維
持できない。また、複数組の光学系を配置するために、
装置寸法および製造コストの低減化が困難である。

【０００５】これに対して後者のようにスクリーン上に
投影した映像を読み取る方式のものでは、一般的に複数
の異なる方向からＩＣリードに対して光を投射し、それ
ぞれの場合にスクリーン上に得られる当該ＩＣリードの
シルエットを撮像し、得られた各ＩＣリードの画像位置
の変化を、幾何学的な計算に基づき、リードの平坦度、
ピッチ等と言った検査対象の変位量として算出してい
る。このような画像の変化に基づく計算は複雑であり、
演算時間を要し、演算誤差が含まれる可能性も高い。さ
らには、ＩＣの高密度化に伴い、リードのピッチが小さ
くなると、得られる隣接ＩＣリードのシルエット部分が
相互に干渉して、必要な精度の画像が得られない場合も
ある。

【０００６】一方、ＩＣリードの外観検査装置において
は、ワーク自動搬送機構を利用して、供給側から検査待
ちのＩＣを順次に取り出して検査装置のステージに乗
せ、検査後にも、検査結果に応じて定められた場所にＩ
Ｃを収納するようにしている。ワーク自動搬送機構によ
る搬送経路を確保するためには、検査装置のステージの
上方部分には、検査装置の構成部品が存在しないことが
望ましい。

【０００７】本発明の課題は、上記の点に鑑みて、装置
構成、特に光学系を簡単に構成して、廉価に製造するこ
との可能なＩＣリードの外観寸法検査装置を提案するこ
とにある。

【０００８】また、本発明の課題は、画像処理のための
複雑な計算を必要とすることなく、要求される精度で検
出動作を行うことの可能なＩＣリードの外観寸法検査装
置を提案することにある。

【０００９】さらに、本発明の課題は、ステージ上方に
配置される構成部品を少なくすることにより、ワーク自
動搬送機構の搬送経路を比較的自由に形成することの可
能なＩＣリードの外観寸法検査装置を提案することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のＩＣリードの外観寸法検査装置では、検
査対象のＩＣリードが基準面から浮いた状態にするため
のサドルプレートを光学系を構成する光学素子として利
用するようにしている。

【００１１】すなわち、本発明は、上面が基準面とされ
ている透明なステージと、当該ステージの基準面に設置
された一定厚さのサドルプレートと、当該サドルプレー
トの上面に乗せた検査対象のＩＣリードに光を照射する
照明手段と、当該照明手段による照明により得られるＩ
Ｃリードの映像を撮像する撮像手段とを有するＩＣリー
ドの外観寸法検査装置において、前記サドルプレートの
少なくとも一つの側面に、前記ステージの側に傾斜した
反射面を形成すると共に、前記サドルプレートの側方位
置から前記反射面に向けて光を照射する側面照明手段を
配置した構成を採用し、前記反射面の反射映像を前記撮
像手段で撮像するようにしている。

【００１２】一般的には前記サドルプレートは直方体形
状であり、また、検査対象のＩＣチップはその四辺にリ
ードが出ている。従って、各辺のリードに対応させて、
サドルプレートの各側面に前記反射面を形成すればよ
い。また、前記反射面を、前記基準面に対して４５度か
ら４７度の範囲内の角度だけ傾斜した反射面とし、前記
撮像手段を、前記サドルプレートの直下の位置におい
て、その光軸が前記基準面に垂直となるように配置すれ
ばよい。これに加えて、前記照明手段は前記サドルプレ
ートの直上から光を照射する落射照明手段とすればよ
い。

【００１３】このように構成した本発明のＩＣリードの
外観寸法検査装置においては、前記照明手段による光照
射によって、例えば、検査対象のＩＣリードの平面形状
に対応する映像が前記撮像手段によって撮像される。ま
た、サドルプレートの側方から当該サドルプレートの側
面に形成した反射面に対して光照射を行う側面照明手段
による光照射によって得られるＩＣリードの側面形状
は、前記サドルプレートの側面に形成した反射面により
反射され、前記撮像手段によって撮像される。

【００１４】従って、従来のような透過光を用いた方式
のＩＣリードの外観寸法検査装置のようにＩＣチップの
各辺のリードに対応する複数組の光学系を配置する必要
がない。よって、光学系を簡素化でき、その分、装置構
成を小型でコンパクト化でき、装置価格も低減できる。

【００１５】また、本発明の検査装置ではスクリーン上
に写るＩＣリードのシルエットを撮像する場合のような
複雑な画像処理を必要とせずに、必要とされる精度で検
査を行うことができる。

【００１６】さらには、上記のように光学系を簡素化で
き、基準面の上方には、前記照明装置が配置されている
のみなので、ワーク自動搬送機構の搬送経路を比較的自
由に設定できるという利点もある。

【００１７】ここで、前記側面照明手段としては、別個
の光源を使用する代わりに、前記照明手段による照射光
を前記反射面に向けて反射する反射鏡を用いることがで
きる。この構成を採用すれば、光源としては前記照明手
段の光源のみとすることができ、装置の光学系を一層簡
素化できる。

【００１８】次に、前記照明手段を、前記ステージの直
上に配置する代わりに、前記ステージの裏面側に配置し
て、ＩＣリードに光を照射する裏面照明手段としてもよ
い。この構成を採用すれば、前記ステージの直上には光
学系を構成する部品が配置されないので、ワーク自動搬
送機構の搬送経路を自由に設計できるなど、設計の自由
度が増すという利点が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用したＩＣリードの外観寸法検査装置を説明する。

【００２０】図１はＩＣリードの外観寸法検査装置の主
要構成を示す概略構成図である。この図に示すように、
ＩＣリードの外観寸法検査装置１は、上面が基準面２ａ
とされている透明なステージガラス２と、当該ステージ
ガラス２の基準面２ａに固定配置した透明なサドルプレ
ート３と、当該サドルプレート３の上面（ワーク載置
面）３ａに乗せた検査対象のＩＣチップ４の四辺に配列
されているリード群４１乃至４４（図においてはリード
群４１、４３のみを示してある。）に散乱光を照射する
照明手段５と、当該照明手段５による照明により得られ
るＩＣリード群４１乃至４４の映像を撮像する撮像手段
６とを有している。

【００２１】上記の照明手段５は、基準面２ａに設置し
たサドルプレート３の直上に配置された落射照明手段で
ある。この落射照明手段５は、サドルプレート３の直下
に配置された撮像手段６と同軸状態に配置されている。
すなわち、これら照明手段５の中心光軸と撮像手段６の
光軸とが基準面２ａに垂直な同一の軸線上に位置するよ
うに配置されている。

【００２２】また、サドルプレート３は、一定の厚さの
偏平な直方体形状をしており、その四周の側面３１乃至
３４（図においては側面３１、３３のみを示してあ
る。）には、ステージガラス２の側に向けて、基準面２
ａに対して４５度傾斜した反射面７１乃至７４（図にお
いては反射面７１、７３のみを示してある。）が形成さ
れている。これらの反射面７１乃至７４の側方には、こ
れらに対峙した状態にそれぞれ側面照明手段８１乃至８
４（図においては、側面照明手段８１、８３のみを示
す。）が配置されている。これらの側面照明手段８１乃
至８４は、全体として基準面２ａに平行な側方から、各
反射面７１乃至７４に向けて散乱光を照射するためのも
のである。

【００２３】ここで、上記の落射照明手段５は、光源５
ａと、その前面に配置した散乱板５ｂから構成されてい
る。同様に、側面照明手段８１乃至８４のそれぞも、光
源８ａと、その前面に配置した散乱板８ｂから構成され
ている。また、撮像手段６は、ＣＣＤカメラ６ａと、入
射光をＣＣＤカメラ６ａの受光面上に結像させるために
当該ＣＣＤカメラ６ａの前面に配置した結像レンズ６ｂ
とを備えている。

【００２４】ＣＣＤカメラ６ａにより撮像されたＩＣリ
ード群４１乃至４４の映像は、コンピュータを中心に構
成される画像処理装置９に入力されて所定の画像処理が
施され、次にデータ処理装置１０に入力されて、リード
外観寸法の検査項目に対応するデータが演算され、しか
る後に、出力装置１１を介して検査結果が出力表示され
るようになっている。これらの画像処理、データ処理お
よび出力系の構成は公知の処理装置、出力装置を用いる
ことができ、また、本発明の特徴には直接に関係しない
ので、これ以上の詳細な説明は省略する。

【００２５】このように構成した本例のＩＣリードの外
観寸法検査装置１においては、検査対象のＩＣチップ４
をサドルプレート３のワーク載置面３ａに乗せた後に落
射照明手段５および側面照明手段８１乃至８４を点灯さ
せる。落射照明手段５を点灯すると、その散乱板５ｂを
介して形成される散乱光Ｌ１がＩＣチップ４を直上から
照明する。この結果、ＩＣチップ４の各辺のリード群４
１乃至４４の平面映像が、撮像手段６のＣＣＤカメラ６
ａによって得られる。

【００２６】これに対して、側面照明手段８１乃至８４
を点灯すると、それらの散乱板８ｂを介して形成される
散乱光Ｌ２がＩＣチップ４の各側面を照明する。この結
果、ＩＣチップ４の各辺のリード群４１乃至４４の側面
映像である光像が、サドルプレート３の各側面に形成し
た各反射面７１乃至７４で直角に反射されて、下方に配
置されている撮像手段６に入射する。従って、各リード
群４１乃至４４の側面映像も当該撮像手段６により得ら
れる。

【００２７】図２には、ＣＣＤカメラ６ａの撮像面６１
内に得られる検査対象のＩＣチップ４の各リード群４１
乃至４４の映像の例を示してある。この図において、各
リード群４１乃至４４の平面映像をＬ１（４１）乃至Ｌ
１（４４）で示し、それらの側面映像をＬ２（４１）乃
至Ｌ２（４４）で示してある。この図に示すように、リ
ード群４１乃至４４の平面映像Ｌ１（４１）乃至Ｌ１
（４４）に関する情報を、画像処理およびデータ処理す
ることにより、各リード４１ａ乃至４４ａのピッチｐ、
リード曲がりθを演算できる。また、リード群４１乃至
４４の側面映像Ｌ２（４１）乃至Ｌ２（４４）に関する
情報を、画像処理およびデータ処理することにより、リ
ードの浮き（平坦度）ｃ、スタンドオフベース値ｓを演
算できる。

【００２８】以上説明したように、本例のＩＣリードの
外観寸法検査装置１においては、検査対象のＩＣチップ
を乗せるためのサドルプレート３に反射面７１乃至７４
を形成し、ＩＣリードの側面映像、すなわち高さ情報
を、当該反射面を介して、平面情報を得るための撮像手
段６によって得るようにしている。

【００２９】従って、本例の構成を採用すれば、従来の
ように透過光を利用してＩＣチップの各辺のリード群の
高さ情報を読み取る方式のものに比べて、光学系を簡素
化でき、その分、装置構成を小型化、コンパクト化でき
ると共に製造価格を低減することができる。

【００３０】また、ＩＣチップ４が載置されているサド
ルプレート３の上方には、落射照明手段５の構成部品が
配置されているのみである。従って、上方空間を有効に
利用して、ワーク自動搬送機構の搬送経路等を比較的自
由に設計できるという利点もある。

【００３１】（その他の実施の形態）図３には、本発明
を適用したＩＣリードの外観寸法検査装置の別の例にお
ける光学系を示してある。この図に示すＩＣリードの外
観寸法検査装置１００は、上記の例における検査装置１
とは、次の２点が異なっている。第１の相違点は、側面
照明手段８１乃至８４の代わりに、４枚の反射鏡１０１
乃至１０４（図においては反射鏡１０１、１０３のみを
示してある。）を用いている点である。各反射鏡１０１
乃至１０４は、ステージガラス基準面２ａに対して上方
に向けて４５度傾斜配置させてある。

【００３２】第２の相違点は、散乱光Ｌ１をＩＣチップ
に照射する落射照明手段５の代わりに、平行光束Ｌ１０
をＩＣチップに照射する平行光束投光器１０５を用いて
いる点である。これら以外の構成は図１に示す検査装置
１と同一であるので、それらの説明は省略する。

【００３３】この構成のＩＣリードの外観寸法検査装置
１００においても上記の検査装置１と同様の作用効果が
得られる。これに加えて、照明手段としては、落射照明
手段である平行光束投光器１０５が備わっているのみで
ある。従って、その分、装置構成を簡素化できるという
利点がある。

【００３４】図４には、本発明を適用したＩＣリードの
外観寸法検査装置の更に別の例における光学系を示して
いる。この図に示すＩＣリードの外観寸法検査装置２０
０は、前述の例における検査装置１とは次の点が異なっ
ている。すなわち、落射照明手段５の代わりに、ステー
ジガラス２の裏面側、すなわち、撮像手段６が設置され
ている側において、ＩＣチップ４の各辺のリード群４１
乃至４４を照明するための裏面照明手段２０１乃至２０
４（図においては裏面照明手段２０１、２０３のみを示
してある。）を配置した点である。これ以外の構成は検
査装置１と同一であるので、対応する部分の説明は省略
する。

【００３５】この構成のＩＣリードの外観寸法検査装置
２００においても上記の検査装置１と同様の作用効果が
得られる。これに加えて、サドルプレート３の上方に
は、光学系を構成する部品が配置されていない。従っ
て、ＩＣチップを搬送する搬送機構、およびその搬送経
路を自由に設計できるという利点がある。

【００３６】なお、上記の各例においては、サドルプレ
ートに形成した反射面７１〜７４の角度を４５度として
ある。ここで、ＩＣリードのスタンドオフが零の場合も
あり、このような場合を前提とすれば、反射面の角度は
４５度よりも僅かに大きめの角度、例えば、４６度、４
７度程度にすることが望ましい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＣリー
ドの外観寸法検査装置では、検査対象のＩＣチップを乗
せるためのサドルプレートの側面に反射面を形成し、当
該反射面を利用して、側方からＩＣリードを照射して得
られる当該ＩＣリードの側面映像を、ＩＣリードの平面
映像を得るための撮像手段によって得るようにしてい
る。従って、従来における透過光を利用してＩＣリード
の高さ情報を得るために複数組の光学系を必要としてい
る検査装置に比べて、装置構成を簡素化でき、装置価格
も低減化できる。また、必要な光学系を少なくできるの
で、その分、光学系の調整作業等が簡単になり、また、
光学部品の取り付け誤差に起因する検査精度の低下も抑
制できる。

【００３８】さらには、従来におけるスクリーン上に形
成されるＩＣリードのシルエットを撮像手段によって読
み取って検査を行う方式のような複雑な画像データの演
算も不要であると利点がある。

【００３９】さらにまた、検査対象のＩＣチップを載置
するステージ上方の空間に配置されいる構成部品が少な
いので、当該空間を利用したＩＣチップ搬送機構の搬送
経路の設計の自由度が増す等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＩＣリードの外観寸法検査装
置の主要構成を示す概略構成図である。

【図２】図１の検査装置の撮像手段によって得られるＩ
Ｃリードの平面映像および側面映像を示す説明図であ
る。

【図３】図１の検査装置の変形例を示す概略構成図であ
る。

【図４】図１の検査装置の更に別の変形例を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１ ＩＣリードの外観寸法検査装置 ２ ステージガラス ２ａ 基準面 ３ サドルプレート ３１〜３４ サドルプレートの側面 ４ ＩＣチップ ４１〜４４ ＩＣチップの各辺のリード群 ５ 落射照明手段 ６ 撮像手段 ７１〜７４ サドルプレートに形成した反射面 ８１〜８４ 側面照明手段 ９ 画像処理装置 １０ データ処理装置 １１ 出力装置 １００、２００ ＩＣリードの外観寸法検査装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面が基準面とされている透明なステー
   ジと、当該ステージの基準面に設置された一定厚さのサ
   ドルプレートと、当該サドルプレートの上面に乗せた検
   査対象のＩＣリードに光を照射する照明手段と、当該照
   明手段による照明により得られるＩＣリードの映像を撮
   像する撮像手段とを有するＩＣリードの外観寸法検査装
   置において、 前記サドルプレートの少なくとも一つの側面に形成され
   前記ステージの側に傾斜した反射面と、前記サドルプレ
   ートの側方位置から前記反射面に向けて光を照射する側
   面照明手段とを有し、前記反射面の反射映像を前記撮像
   手段で撮像するようになっていることを特徴とするＩＣ
   リードの外観寸法検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記サドルプレート
   は直方体形状をしており、当該サドルプレートの各側面
   に前記反射面が形成されていることを特徴とするＩＣリ
   ードの外観寸法検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記反射面
   は前記基準面に対して４５度から４７度の範囲内の角度
   だけ傾斜していることを特徴とするＩＣリードの外観寸
   法検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のうちの何れかの項にお
   いて、前記撮像手段は前記サドルプレートの直下に配置
   され前記基準面に垂直な光軸を備えていることを特徴と
   するＩＣリードの外観寸法検査装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のうちの何れかの項にお
   いて、前記照明手段は前記サドルプレートの直上から光
   を照射する落射照明手段であることを特徴とするＩＣリ
   ードの外観寸法検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のうちの何れかの項にお
   いて、前記側面照明手段は、前記照明手段による照射光
   を前記反射面に向けて反射する反射鏡であることを特徴
   とするＩＣリードの外観寸法検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至４のうちの何れかの項にお
   いて、前記照明手段は前記ステージの裏面側からＩＣリ
   ードに光を照射する裏面照明手段であることを特徴とす
   るＩＣリードの外観寸法検査装置。