JPH1183754A - リードフレーム検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査精度を維持しながら検査速度を向上させる
ことができるリードフレーム検査装置を提供する。 【解決手段】検査対象となるリードフレームをモータ
（２４）で移動させながら、一次元センサ（２１）によ
る走査を行い、その結果を制御部（２２）に出力する。
制御部（２２）には、各ダイバー（５）の位置がリード
フレームの端面からの距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）として予
め記憶されており、制御部（２２）はリードフレームが
移動した距離と前記距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）とを比較
し、当該移動した距離が前記距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と
一致した場合には、モータ駆動部（２３）を制御してモ
ータ（２４）の回転速度を変化させる。その結果、リー
ドフレームは、一次元センサ（２１）がリードフレーム
のインナーリード形成領域を走査している間は低速で移
動し、その他の領域を走査している間は高速で移動す
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、リードフレーム検
査装置に関し、特に、検査対象となるリードフレームの
領域に応じて撮像分解能を変化させることにより、検査
精度の低下を防止しつつ検査速度を向上させることがで
きるリードフレーム検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、チップ
を搭載し樹脂モールドするために使用されるリードフレ
ームは、一般に、金属製の薄板材から構成されている
が、リードの幅が小さいインナーリードは特に、曲がり
やそり等の形状変化が発生し易い。

【０００３】このような形状変化は、チップボンディン
グの不良等の原因となり半導体装置の製造に支障をきた
すため、従来から、光学的方法や検査員の目視による方
法でその形状検査が行われている。

【０００４】上記検査方法のうち、目視による検査方法
は検査精度および検査速度の面で効率が低いことから、
従来は、一次元センサや二次元センサ等の撮像装置を使
用してリードフレームの外観を撮像し、マイクロコンピ
ュータによるパターンマッチングや特徴抽出法によっ
て、リードフレームの形状を検査する光学的検査方法が
一般に使用されている。

【０００５】上記撮像では、リードフレームを一定の速
度で移動させながら、一定の間隔で撮像装置を走査し、
リードフレームの全面を画像として取り込む処理が行わ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来の光学的検査方法では、検査精度を上げるために
撮像の分解能を高めると、それに対応して検査速度が遅
くなる。一方、検査速度を上げれば撮像分解能が必然的
に低くなり、検査精度と検査速度の両方あるいは一方を
劣化させることなく他方を向上させることが困難であっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、検査精度を維持しなが
ら検査速度を向上させることができるリードフレーム検
査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、リードフレームを撮像する
撮像手段と、該撮像手段の出力に基づき該リードフレー
ムを検査する検査手段とを具備するリードフレーム検査
装置において、前記リードフレーム上における前記撮像
手段による撮像位置を移動させる移動手段と、前記撮像
手段による撮像位置を検出する検出手段と、前記検出手
段によって検出された撮像位置に対応して前記リードフ
レーム上の所望の位置における前記撮像手段の分解能を
高分解能に変更する分解能制御手段とを具備することを
特徴とする。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記分解能制御手段は、前記移動手
段による移動速度を制御する速度制御手段を具備するこ
とを特徴とする。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記分解能制御手段は、前記撮像手
段の撮像間隔を制御する撮像間隔制御手段を具備するこ
とを特徴とする。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３記載の発明において、前記検査手段は、前記
撮像手段により高分解能で撮像された前記リードフレー
ムの画像を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段
によって処理された前記リードフレームの画像と、正常
なリードフレームの画像とを比較する比較手段と、前記
比較手段による比較結果に基づき前記リードフレームの
欠陥を判別する判別手段とを具備することを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリードフレー
ム検査装置の一実施の形態を添付図面を参照して詳細に
説明する。

【００１３】まず、図１を使用して本発明の概要を説明
する。図１は、本発明に係るリードフレーム検査装置の
概略構成を示す概念図である。同図には、本発明に係る
リードフレーム検査装置および検査対象となるリードフ
レームの構造並びにこれらの構成関係を示している。

【００１４】本発明に係るリードフレーム検査装置は、
図１に示すように、検査対象となるリードフレームをモ
ータ２４で移動させながら、一次元センサ２１による走
査を行い、その結果を制御部２２に出力する。制御部２
２には、各ダイバー５の位置がリードフレームの端面か
らの距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）として予め記憶されてお
り、制御部２２はリードフレームが移動した距離と前記
距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）とを比較し、当該移動した距離
が前記距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と一致した場合には、モ
ータ駆動部２３を制御してモータ２４の回転速度を変化
させる。その結果、リードフレームは、一次元センサ２
１がリードフレームのインナーリード形成領域を走査し
ている間は低速で移動し、その他の領域を走査している
間は高速で移動する。

【００１５】図１に示すリードフレームの構造をさらに
説明すると、当該リードフレームは、半導体チップをボ
ンディングするための平坦部であるダイパッド１と、ダ
イパッドを保持する吊りピン２と、半導体チップの表面
電極と直接接続されるインナーリード３と、パッケージ
やプリント基板の電極と接続されるアウターリード４
と、インナーリードとアウターリードの境界に形成され
各リードを保持するダイバー５と、モールド金型内でリ
ードフレームの位置決めをする金型のガイドピンを入れ
るための治具穴６と、モールド後リードフレームを分断
する際の境界となるスリット７と、リードフレームの外
枠となるフレーム外枠８から構成される。

【００１６】ここで、本発明に係るリードフレーム検査
装置の検査対象となるリードフレームは、リードの幅、
ピッチとも微細なインナーリードの形状変化が最も起こ
り易いため、検査時には、リードフレームのうちインナ
ーリード３が形成された領域（以下、「インナーリード
形成領域」という）を特に重点的に検査することが好ま
しい。

【００１７】そこで、本発明では、図１に示すように、
インナーリード３とアウターリード４の境界に形成され
たダイバー５を基準として検査精度を調整すべく、当該
各ダイバー５の位置をリードフレームの端面からの距離
（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）として記憶しておく。

【００１８】前記距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）には、パター
ン設計の際に規定された設計寸法を使用してもよいし、
実際に製造されたリードフレームのダイバーの位置を計
測し、その結果を使用してもよい。尚、図１において
は、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つの距離しか示されていない
が、記憶させておく値はダイバー５の数に応じて増加す
る。

【００１９】また、記憶させておく値はダイバー５の位
置に限らず、検査する箇所によって適宜変更することが
できる。例えば、インナーリードの先端部はさらに形状
が変化し易いため、当該先端部の位置を記憶しておくよ
うにしてもよい。

【００２０】本発明に係るリードフレーム検査装置で
は、上記検査精度の調整として、一次元センサ２１によ
る撮像の分解能を変更する手段を用い、当該検査装置
は、前記記憶されたダイバー５の位置に対応して撮像分
解能を切り換える。この撮像分解能の切り換えにより、
検査されるリードフレームには、低分解能撮像領域１０
と高分解能撮像領域１１が形成される。

【００２１】このように作用するリードフレーム検査装
置の構造をさらに説明すると、当該検査装置は、光電変
換素子がアレイ状に配列された一次元センサ２１と、撮
像分解能を切り換える位置を記憶する分解能切換位置記
憶部２０と、リードフレームを搬送するモータ２４と、
モータ２４を駆動するモータ駆動部２３と、上記各機能
部の制御やリードフレームのパターン検査を行う制御部
２２から構成される。

【００２２】ここで、一次元センサ２１は、リードフレ
ームの表面上部に設置されており、リードフレームに形
成されたパターン全体が撮像できる位置に配置される。

【００２３】また、分解能切換位置記憶部２０には、前
述したように、図１に示す距離（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が予
め記憶される。

【００２４】以下、制御部２２の構成をさらに詳細に説
明する。図２は、図１に示す制御部の機能構成を示すブ
ロック図である。同図に示すように、制御部２２は、一
次元センサ２１に所定の間隔で走査指示を出力するセン
サ駆動回路５１と、一次元センサ２１からの走査信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５２と、Ａ／Ｄ
変換器５２の出力するディジタル信号を蓄積する画像メ
モリ５３と、正常なリードフレームの形状パターンをデ
ィジタル信号として蓄積したパターンメモリ５４と、画
像メモリ５３に蓄積されたディジタル信号とパターンメ
モリ５４に蓄積されたディジタル信号とのＡＮＤ演算を
実行するＡＮＤ演算器５５と、制御部２２の機能中心と
なるマイクロコンピュータ５０と、検査結果等を表示す
るモニタ５６から構成される。

【００２５】次に、上記のように構成される制御部２２
の動作について説明する。

【００２６】制御部２２が検査対象となるリードフレー
ムを移動させる場合には、マイクロコンピュータ５０が
モータ駆動部２３に制御信号を出力し、所定の回転速度
でモータ２４を駆動させる。その結果、回転したモータ
２４の回転数は、マイクロコンピュータ５０にフィード
バックされる。

【００２７】マイクロコンピュータは当該フィードバッ
クされた回転数からモータ２４の回転速度を計算し、所
定の回転速度に達していない場合にはモータ２４の回転
速度を上げるようにモータ駆動部２３を制御する。

【００２８】制御部２２が一次元センサ２１の走査を行
わせる場合には、マイクロコンピュータ５０は、センサ
駆動回路５１に制御信号を出力し、これを受信したセン
サ駆動回路５１が所定の間隔で一次元センサ２１に走査
を行わせる。

【００２９】次に、図３を使用して画像信号を取り込む
場合の動作を説明する。

【００３０】図３は、図１に示す制御部が実行する画像
信号取り込み処理の実行手順を示すフローチャートであ
る。本発明に係るリードフレーム検査装置がリードフレ
ームの画像を取り込む場合には、まず、マイクロコンピ
ュータ５０が上述したようにモータ駆動部２３に制御信
号を出力してモータ２４を駆動し、リードフレームを所
定の速度で移動させる。

【００３１】次に、マイクロコンピュータ５０は、モー
タ２４からフィードバックされる回転数をリードフレー
ムの移動距離に変換し、当該移動距離の積算を実行する
（ステップ１００）。

【００３２】そして、この積算結果を分解能切換位置記
憶部２０に記憶したダイバーの位置と比較し（ステップ
１０１）、ダイバーの位置と一致した場合には（ステッ
プ１０１でＹｅｓ）、モータ駆動部２３を制御してモー
タ２４回転速度を変更する（ステップ１０２）。ここ
で、モータ駆動部２３は低速と高速の２種類の回転速度
でモータ２４を制御することができ、ステップ１０２で
は、モータ２４が低速で回転していた場合には高速に、
高速で回転していた場合には低速にその速度を切り替え
る。

【００３３】リードフレームを移動させる速度は、検査
開始時はインナーリード形成領域が走査されたいないた
め低速で移動するように制御されており、最初のダイバ
ーの位置まで移動すると高速に切り替えられ、さらに次
のダイバーの位置まで移動すると低速に切り替えられ
る。その結果、一次元センサ２１がインナーリード形成
領域を走査しているときは、低速で、その他の領域を走
査しているときは、高速で移動するように作用する。
ステップ１０１で積算結果が分解能切換位置と一致しな
かった場合には、モータの速度を切り替えずにステップ
１０３に進む。

【００３４】次に、マイクロコンピュータ５０は、上記
のように設定された速度でリードフレームを移動させな
がら、センサ駆動回路５１を制御して一次元センサ２１
に走査を行わせる（ステップ１０３）。

【００３５】一次元センサ２１は、この走査結果、即ち
リードフレームの走査部分の形状に対応する電気信号を
Ａ／Ｄ変換器５２に出力する。Ａ／Ｄ変換器５２は、こ
の電気信号をディジタル信号に変換し（ステップ１０
４）、画像メモリ５３に出力する。

【００３６】画像メモリ５３には、入力された順にディ
ジタル信号が蓄積されていく（ステップ１０５）。

【００３７】マイクロコンピュータ５０は、上記のよう
にして画像メモリに蓄積されたデータを使用して画像を
形成することができ、この画像は図４のようになる。

【００３８】図４は、図３に示す画像信号取り込み処理
によって蓄積されたデータから画像を形成した場合の当
該画像を示す図である。同図に示すように、当該画像
は、インナーリード形成領域は実際のリードフレームに
対応した画像となっているが、それ以外の領域は横方向
に圧縮された画像となっている。即ち、当該画像には高
分解能部１３と低分解能部１２が形成される。

【００３９】本発明に係るリードフレーム検査装置で
は、図４に示す画像を正常なリードフレームの画像とパ
ターンマッチングすることによって形状検査を行う。

【００４０】このパターンマッチングの際には、高分解
能部１３のみが比較され低分解能部１２の比較は行われ
ない。

【００４１】この場合には、実際のリードフレームの寸
法から高分解能部１３の中心を割り出し、これを基準と
して正常なリードフレームと比較してゆく。ここで、こ
の中心の割り出しは、例えば次のようにして行われる。

【００４２】まず、マイクロコンピュータ５０は、図４
に示す画像からダイパッドの側面が表示されている座標
を求める。次に、予め求めておいた実際のダイパッドの
側面から中心までの寸法をピクセル値に変換し、当該ピ
クセル値を前記座標に加える。その結果求まった座標を
高分解能部１３の中心座標とする。

【００４３】上記のようなパターンマッチングを全ての
高分解能部１３に対して実行する。

【００４４】次に、上記とは異なるパターンマッチング
の例を図５を使用して説明する。

【００４５】図５は、図３に示す画像信号取り込み処理
によってインナーリード形成領域のみを取り込み、画像
を形成した場合の当該画像を示す図である。

【００４６】同図に示す画像は、インナーリード形成領
域のみを走査し、その他の領域は走査しないことによっ
て得られるが、このような走査のコントロールは、リー
ドフレームの高速移動時に一次元センサをストップさせ
る方法や高速移動時の走査結果は画像メモリに蓄積しな
い等いずれの手段で実行してもよい。

【００４７】このようにして得られた画像は、高分解能
部１３のみからなるため、前述したように画像中心を求
めずに、データが蓄積されている順にパターンマッチン
グを実行させることもできる。

【００４８】リードフレームの形状検査においては、上
述したようなパターンマッチング以外にも画像メモリに
蓄積されたデータをビット単位で比較するように構成す
ることもできる。

【００４９】図６は、図１に示す制御部が実行するパタ
ーン検査処理の実行手順を示すフローチャートである。
同図に示すパターン検査処理は、画像メモリに蓄積した
画像をフレーム単位（例えば半導体装置１個分のパター
ン）で処理し、パターンマッチングを行う。

【００５０】このパターン検査処理は、図２に示すよう
に、画像メモリ５３に蓄積されたデータとパターンメモ
リ５４に蓄積されたデータとをＡＮＤ演算器５５に出力
し、この演算結果をマイクロコンピュータ５０で処理す
るものである。

【００５１】ここで、パターンメモリ５４には、リード
フレームの正常な形状に対応する画像データが格納され
る。この正常な形状の画像データの蓄積は、予め、本発
明に係るリードフレーム検査装置によって、正常な形状
のリードフレームを形成したものを走査し、図３に示す
画像信号取り込み処理において、Ａ／Ｄ変換器５２の出
力をパターンメモリ５４に格納することによって行う。

【００５２】ＡＮＤ演算を実行するフレーム周期はマク
ロコンピュータが画像メモリ５３およびパターンメモリ
５４に出力する読みだし信号をカウントすることによっ
て行われる。

【００５３】以下、図６に示すパターン検査処理の実行
手順を説明する。

【００５４】まず、マイクロコンピュータ５０は、所定
のフレーム周期をカウントすることによって１フレーム
の処理が終了したかどうかを判断する（ステップ２０
０）。当然、はじめは処理がスタートしたばかりなの
で、ステップ２００ではＮｏとなる。

【００５５】次に、マイクロコンピュータ５０は、画像
メモリ５３およびパターンメモリ５４に読みだし信号を
出力し、当該各メモリに格納されたデータをＡＮＤ演算
器５５に出力する（ステップ２０１）。

【００５６】ここで、ＡＮＤ演算器５５では、ＡＮＤ演
算を実行する前にパターンメモリ５４から出力されたデ
ータが“１”であるかどうかを判断し（ステップ２０
２）、“１”でなければＡＮＤ演算は実行せずステップ
２００に戻る。

【００５７】パターンメモリ５４から出力されたデータ
が“１”である場合には、ＡＮＤ演算を実行し（ステッ
プ２０３）、その結果が“１”であるかどうかを判断す
る（ステップ２０４）。ＡＮＤ演算の結果が“１”であ
るということは、画像メモリ５３から出力されたデータ
と、パターンメモリ５４から出力されたデータが同一で
あるということを意味する。

【００５８】ステップ２０４で演算結果が“１”であれ
ば、ステップ２００に戻り、１フレームの処理が終了し
たかどうかを判断し、１フレームの処理が終了するまで
上記のような処理を繰り返す。

【００５９】ステップ２０４で演算結果が“１”でなけ
れば、マイクロコンピュータ５０は、モニタ５６にエラ
ーを出力し（ステップ２０５）、検査中のリードフレー
ムの形状に異常がある旨のメッセージを表示させる。

【００６０】以上説明したように、本発明では、撮像時
におけるリードフレームの移動をインナーリード形成領
域内では低速で、それ以外の領域では高速で行うことに
より、形状欠陥の発生し易いインナーリードの撮像分解
能を高くし、それ以外の部分は撮像分解能を低くし、全
体として所望の検査精度および検査速度を得ることがで
きる。

【００６１】尚、上述した実施形態では、検査対象とな
るリードフレームの移動速度をコントロールすることに
よって検査精度および検査速度の向上を図っているが、
移動速度のコントロールに代えて、一次元センサの走査
タイミングをコントロールするように構成してもよい。

【００６２】この場合には、マイクロコンピュータ５０
がセンサ駆動回路５１を制御し、ダイバーの位置を検出
したときには、一次元センサ２１の走査間隔を切り替え
るように、即ち、図３に示すステップ１０２において、
モータ回転速度切替に代えて、走査間隔の切替を実行す
る。

【００６３】その結果、インナーリード形成領域内では
走査間隔が短く、それ以外の領域では走査間隔が長くな
り、結果としてインナーリード形成領域内の撮像分解能
が高くなる。

【００６４】このように、リードフレームを走査する間
隔をインナーリード形成領域では短く、それ以外の領域
では長くなるように制御することにより、画像メモリに
蓄積されるデータが減少するため、パターンマッチング
等の処理を時間を短縮することができる。

【００６５】また、上記実施形態では、検査対象となる
リードフレームを移動させることによって、順次撮像を
行っているが、これに代えて一次元センサ２１を移動さ
せるように構成してもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像時におけるリードフレームの移動をインナーリード
形成領域内では低速で、それ以外の領域では高速で行う
ことにより、形状欠陥の発生し易いインナーリードの撮
像分解能を高くし、それ以外の部分は撮像分解能を低く
し、全体として所望の検査精度および検査速度を得るこ
とができる。

【００６７】また、リードフレームを走査する間隔をイ
ンナーリード形成領域では短く、それ以外の領域では長
くなるように制御することにより、画像メモリに蓄積さ
れるデータが減少するため、パターンマッチング等の処
理を時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリードフレーム検査装置の概略構
成を示す概念図。

【図２】図１に示す制御部の機能構成を示すブロック
図。

【図３】図１に示す制御部が実行する画像信号取り込み
処理の実行手順を示すフローチャート。

【図４】図３に示す画像信号取り込み処理によって蓄積
されたデータから画像を形成した場合の当該画像を示す
図。

【図５】図３に示す画像信号取り込み処理によってイン
ナーリード形成領域のみを取り込み、画像を形成した場
合の当該画像を示す図。

【図６】図１に示す制御部が実行するパターン検査処理
の実行手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…ダイパッド、２…吊りピン、３…インナーリード、
４…アウターリード、５…ダイバー、６…治具穴、７…
スリット、８…フレーム外枠、１０…低分解能撮像領
域、１１…高分解能撮像領域、１２…低分解能部、１３
…高分解能部、２０…分解能切換位置記憶部、２１…一
次元センサ、２２…制御部、２３…モータ駆動部、２４
…モータ、５０…マイクロコンピュータ、５１…センサ
駆動回路、５２…Ａ／Ｄ変換器、５３…画像メモリ、５
４…パターンメモリ、５５…ＡＮＤ演算器、５６…モニ
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 善一 福岡県北九州市八幡西区小嶺２丁目10番１ 号 株式会社三井ハイテック内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレームを撮像する撮像手段と、
   該撮像手段の出力に基づき該リードフレームを検査する
   検査手段とを具備するリードフレーム検査装置におい
   て、 前記リードフレーム上における前記撮像手段による撮像
   位置を移動させる移動手段と、 前記撮像手段による撮像位置を検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された撮像位置に対応して前
   記リードフレーム上の所望の位置における前記撮像手段
   の分解能を高分解能に変更する分解能制御手段とを具備
   することを特徴とするリードフレームの検査装置。
2. 【請求項２】 前記分解能制御手段は、 前記移動手段による移動速度を制御する速度制御手段を
   具備することを特徴とする請求項１記載のリードフレー
   ム検査装置。
3. 【請求項３】 前記分解能制御手段は、 前記撮像手段の撮像間隔を制御する撮像間隔制御手段を
   具備することを特徴とする請求項１記載のリードフレー
   ム検査装置。
4. 【請求項４】 前記検査手段は、 前記撮像手段により高分解能で撮像された前記リードフ
   レームの画像を処理する画像処理手段と、 前記画像処理手段によって処理された前記リードフレー
   ムの画像と、正常なリードフレームの画像とを比較する
   比較手段と、 前記比較手段による比較結果に基づき前記リードフレー
   ムの欠陥を判別する判別手段とを具備することを特徴と
   する請求項１乃至請求項３記載のリードフレーム検査装
   置。