JP3098635B2 - 形状検査方法と形状検査装置 - Google Patents

形状検査方法と形状検査装置

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JP3098635B2 JP04285369A JP28536992A JP3098635B2 JP 3098635 B2 JP3098635 B2 JP 3098635B2 JP 04285369 A JP04285369 A JP 04285369A JP 28536992 A JP28536992 A JP 28536992A JP 3098635 B2 JP3098635 B2 JP 3098635B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、形状検査方法と形状検
査装置に関し、さらに詳細には導電体で形成された被検
査導体の形状の良否を、理想的な形状の基準導体との間
の静電容量を求めることで判定する形状検査方法と形状
検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばリードフレームの形状検査
には、計算機の画像処理の技術を採用した形状検査装置
が用いられている。形状検査装置は、リードフレームの
画像を構成する画素毎の電圧データを作成するCCDカ
メラと、該電圧データを予め定められた電圧値で閾値処
理して得られたデジタルデータとしての検査パターンを
記憶するためのRAMと、理想のリードフレームの画像
である基準パターンが記憶されたROMと、CPUとで
構成されている。この構成により、CPUがCCDカメ
ラを制御して電圧データを作成させると共に、電圧デー
タを閾値処理して検査パターンとしてRAM上に記憶さ
せ、基準パターンを一旦ROMからRAM上に転送した
後、RAM内に設けられた仮想平面上で検査パターンと
基準パターンを重ね合わせ、両パターンが一致した場合
には良品と判定するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た計算機の画像処理の技術を採用した形状検査装置は、
CPUが画像を構成する多数の画素毎の電圧データを閾
値処理したり、またRAM内の仮想平面上で、多数の画
素を移動させて検査パターンを移動させたり、また基準
パターンとの一致を判定する場合には画素毎に判定を行
う必要があり、良否判定に時間がかかる。さらに、平面
形状の良否判定のみで、高さ方向の形状の良否判定がで
きないという課題が有る。従って、本発明は上記課題を
解決すべくなされ、その目的とするところは、導電体で
形成された被検査導体の平面形状および高さ方向の形状
の良否を短時間で判定できる形状検査方法と形状検査装
置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、請求項1記載の
形状検査方法は、導電体で形成された被検査導体と、導
電体で形成されると共に、理想的な被検査導体の形状で
ある基準形状に形成された基準導体を所定距離離間す
ると共に、対向して配置し、前記被検査導体と前記基準
導体との間に所定の交流電圧を印加し被検査導体
基準導体との間の静電容量値を測定し、静電容量値
を、被検査導体を基準導体と同形状にして予め測定した
基準静電容量値または基準静電容量範囲と比較し、この
比較結果を基に被検査導体の形状の良否を判定すること
を特徴とする。また、前記基準導体は、複数の基準導体
構成部に分割され、基準導体構成部毎に、被検査導体
との間の静電容量値を測定し、静電容量値を、予め
準導体構成部毎に設定されている基準静電容量値または
基準静電容量範囲と比較し、この比較結果を基に基準
導体構成部に対応する被検査導体の部分の形状の良否を
判定するようにしても良い。
【0005】また、請求項3記載の形状検査装置は、導
電体で形成された被検査導体と、導電体で形成されると
共に、理想的な被検査導体の形状である基準形状に形成
された基準導体を所定距離離間すると共に、対向して
配置する配置手段と、前記被検査導体と前記基準導体と
の間に所定の交流電圧を印加する電圧印加手段と、前記
被検査導体と前記基準導体との間の静電容量値を測定
静電容量測定手段と、前記基準導体と同形状の被検査
導体と、前記基準導体を前記所定距離離間すると共
に、対向して配置し、前記所定の交流電圧を被検査導体
と基準導体との間に印加した際の両者間の基準静電容量
値または基準静電容量範囲を予め記憶する記憶手段と、
前記静電容量測定手段により測定された静電容量値を、
前記記憶手段に記憶された基準静電容量値または基準静
電容量範囲と比較する比較手段と、該比較手段により比
較された比較結果を基に被検査導体の形状の良否を判定
する判定手段とを具備することを特徴とする。また、前
記基準導体は、複数の基準導体構成部に分割され、前記
静電容量測定手段は、基準導体構成部毎に、被検査導体
との間の静電容量値を測定し、前記比較手段は、静電容
量値を、記憶手段により記憶された基準導体構成部毎
基準静電容量値または基準静電容量範囲と比較し、前記
判定手段は、比較手段の比較結果を基に基準導体構成
部に対応する被検査導体の部分の形状の良否を判定する
ものであるようにしても良い。
【0006】
【作用】基準導体と所定距離離間すると共に、対向して
配置された被検査導体の一部に平面形状の異状や、高さ
方向の異状があると、基準導体と被検査導体の間の静
電容量値が変化するため、予め測定された基準静電容量
値と比較することで被検査導体の形状の良否が判定でき
る。また、基準導体を、複数の基準導体構成部に分割
し、各基準導体構成部毎に、被検査導体との間の静電容
量値を測定し、当該静電容量値を、予め基準導体構成部
毎に設定されている基準静電容量値または基準静電容量
範囲と比較し、この比較結果を基に当該基準導体構成部
に対応する被検査導体の部分の形状の良否を判定でき
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて説明する。まず、図1および図2と共に本実施例
の装置の構成について説明する。なお、本実施例の形状
検査装置は、被検査物の一例であるリードフレームの形
状を検査する装置である。10は形状検査装置であり、
導電体としての金属で形成された被検査導体としてのリ
ードフレーム12の形状を検査するためのものであり、
この形状検査装置10は、リードフレーム12を、導電
体としての金属で形成されると共に、理想的なリードフ
レーム12の形状である基準形状に形成された基準導体
14に対して所定距離離間すると共に、対向して配置
配置手段16と、リードフレーム12と基準導体14
との間に所定の交流電圧を印加する電圧印加手段として
の交流電源18と、リードフレーム12と基準導体14
との間の静電容量値を測定する静電容量測定手段を構成
するアナログスイッチ20、ピークホールド回路22、
A/D(アナログ/ディジタル)変換器24、およびC
PU26と、測定した静電容量値を記憶する記憶手段と
してのRAM28と、CPU26のオペレーティングシ
ステム、制御プログラム、制御データ、および各基準導
体構成部と良品のリードフレーム12との間の基準静電
容量値と良否判定のための基準静電容量範囲を含む基準
データ等が記憶されたROM30と、判定結果を表示す
るためにCPU26に接続されたディスプレイ装置32
とから構成されている。また、CPU26は測定された
静電容量値を、基準静電容量値と比較するための比較手
段と、比較された比較結果を基にリードフレーム12の
形状の良否を判定する判定手段とを兼ねている。ここ
で、基準静電容量値または基準静電容量範囲は、まず、
被検査導体を、理想的な形状に、つまり理想的な被検査
導体の形状である基準導体と同じ形状に形成し、基準導
体に対して所定距離離間し、かつ対向して配置する。そ
して、この被検査導体と基準導体間に所定の交流電圧を
印加して、両者間の静電容量値を求めることによって予
め測定しておく。なお、配置手段16は、ローラ34で
リードフレーム12を矢印A方向へ所定の長さ搬送した
後、ガイド機構(不図示)によりリードフレーム12の
ガイド孔36を利用して基準導体14上に厳密な位置合
わせを行うものである。
【0008】また、基準導体14は、リードフレーム1
2の各ピン38(本実施例では20ピン)と、4分割さ
れた集積回路のチップを載せるためのステージ40とで
24個の基準導体構成部に分割されている。この各基準
導体構成部には、それぞれグランドとの間に抵抗42
(抵抗値:一定)が接続され、各抵抗42とグランド間
に発生する抵抗間電圧V1〜V24(V1〜V20は基
準導体14の各ピン38に対応し、V21〜V24は4
分割されたステージ40に対応する)がバッファ42を
通してアナログスイッチ20に入力されている。なお、
この基準導体14は、例えばPETフィルムなどの一定
の厚みを有する絶縁体43を介してリードフレーム12
の下方に固定して配置されており、静電容量値を測定す
る際には、配置手段16により搬送されたリードフレー
ム12が所定距離離間し、対向して配置されるようにな
っている。これにより、各基準導体構成部とリードフレ
ーム12との間に形成されたコンデンサC1〜C24の
静電容量値が増加/減少は、抵抗間電圧V1〜V24増
加/減少となって現れる。従って、リードフレーム12
に平面方向の異状が有った場合には、基準導体構成部と
の間の対向面積が減少するため、静電容量が減少し、ま
た高さ方向の異状が有った場合には、基準導体構成部と
の間の距離が開くため、静電容量が減少することで、抵
抗間電圧V1〜V24の値を検査することでリードフレ
ーム12の異状が判定できる。
【0009】次に、上記の構成を有する形状検査装置の
動作について図3および図4を用いて説明する。なお、
検査しようとするリードフレーム12の一単位の11ピ
ンのみに異状があるとする。電源が投入され、CPU2
6が起動すると、CPU26はROM30から制御プロ
グラム等を読出し、RAM28の内容をクリアする(ス
テップ100)。次に、配置手段16を制御し、検査し
ようとするリードフレーム12の一単位を基準導体14
上に位置決めして配置する(ステップ102)。続い
て、交流電源18からリードフレーム12に交流電圧を
印加し(ステップ104)、バッファ42を経由してア
ナログスイッチ20に入力される各基準導体構成部の抵
抗間電圧V1〜V24を、順次アナログスイッチ20を
切り換えることでピークホールド回路22に送り込み、
所定期間内の抵抗間電圧のピーク値を検出する。さら
に、このピーク値は例えば12ビットのA/D変換器2
4により、ディジタルデータに変換され、I/Oインタ
ーフェース44を経由してCPU26内に取り込まれ
(ステップ106)、CPU26はこのディジタルデー
タを静電容量値としてRAM28内に記憶していく(ス
テップ108)。この際に、CPU26は取り込んだデ
ィジタルデータを基に、静電容量値を求め、この静電容
量値をRAM28内に記憶しても良いが、上述したよう
に抵抗間電圧V1〜V24は、静電容量値に対応して変
化するため、ディジタルデータを静電容量値として扱う
ことで十分である。
【0010】CPU26は、切換信号を出力してアナロ
グスイッチ20を切り換え、全ての基準導体構成部とリ
ードフレーム12との間の静電容量値を記憶した後、R
AM28内に記憶した静電容量値とROM30内に記憶
されている基準静電容量値および基準静電容量範囲とを
比較し(ステップ110)、測定した静電容量値が基準
静電容量値に対して基準静電容量範囲内に在る場合に
は、リードフレーム12の基準導体構成部に対応する箇
所に異状は無いと判断し、静電容量値が基準静電容量値
と比較して異常に小さくなり、基準静電容量範囲内から
外れる場合には異状有りと判断し、対応する基準導体構
成部をディスプレイ装置32に表示する(ステップ11
2)。本実施例ではリードフレーム12の11ピンに異
状(ピンの曲がりによる高さ方向の異状)があるため、
例としてこの11ピンのピン番を表示する。実際に、測
定した静電容量値をグラフ化し(図4(b))、基準静
電容量値のグラフ(図4(a))と比較すると、測定し
た11ピンの静電容量値が基準静電容量値から大きく下
回っているのが分かる(矢印B)。全ての基準導体構成
部の比較が完了したら、リードフレーム12の次の一単
位の検査を行うため、再度ステップ102に戻る。この
ようにして、上述したステップを繰り返すことで連続し
てリードフレーム12の形状の異状(反り、錆や汚れ等
による表面の凹凸)の検査が行える。
【0011】また、上述した形状検査装置10を複数使
用し、図5に示すように各基準導体14を、リードフレ
ーム12の移動方向Aに対して直角な方向Cへ一定の間
隔d毎に配置しておく(図5では基準導体14が2個の
場合を示す)。この構造を採用すると、リードフレーム
12が搬送時に、方向Cへズレた場合であっても、一定
の間隔d毎に配置された基準導体14のいずれかに一致
するため、搬送速度に対して十分速い速度で各基準導体
構成部とリードフレーム12との間の静電容量値を測定
することで、リードフレーム12をガイド機構を用いて
厳密に位置決めすることなく、搬送しながら各リードフ
レーム12の一単位の形状の異状を検査することができ
る。また、検査精度が若干低下するが、基準導体14を
各基準導体構成部に分割せず、理想のリードフレーム1
2の一単位と同じ形状とし、アナログスイッチ20を省
いて形状検査装置を構成しても良い。ただし、この場合
には処理するデータ量が減少するため、さらに高速な検
査が可能となる。また、基準静電容量値は予めROM3
0内に記憶させておく代わりに、図3の準備(ステップ
100)の時に、理想の形状を有するリードフレームか
ら基準静電容量値を求め、RAM28内に記憶させるよ
うにしても良い。また、上記形状検査装置を使用する
と、平面形状を有する導体と基準導体との間の静電容量
値から、導体の共振周波数や、導体と基準導体との傾斜
の程度および導体の回転の程度を計測することも可能と
なる。
【0012】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べてきたが、本発明は上述する実施例に限定されるも
のではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変
を施し得るのはもちろんである。
【0013】
【発明の効果】本発明に係る形状検査方法と形状検査装
置を用いると、基準導体と所定距離離間すると共に、対
向して配置された被検査導体との間の静電容量値によ
り、被検査導体の形状の良否が判定できるため、被検査
導体の平面形状だけでなく高さ方向の形状の良否をも検
査することができる。さらに、基準導体を、複数の基準
導体構成部に分割し、各基準導体構成部毎に、被検査導
体との間の静電容量値を測定し、当該静電容量値を、予
め基準導体構成部毎に設定されている基準静電容量値、
または基準静電容量範囲と比較し、この比較結果を基に
当該基準導体構成部に対応する被検査導体の部分の形状
の良否を判定することで、より高精度の検査が可能とな
る。また、従来のように画像処理によるパターンマッチ
ングを行う必要がなく、膨大な画素データの処理が不要
となるので高速な検査が可能となるという著効を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る形状検査装置の実施例を示したブ
ロック図である。
【図2】図1の形状検査装置の基準導体と、リードフレ
ームの一単位の関係を示す拡大図である。
【図3】実施例の装置の動作を示したフローチャートで
ある。
【図4】(a)は、図1の形状検査装置に記憶されてい
る基準静電容量値データを示したグラフであり、(b)
は、図1の形状検査装置で測定した静電容量値データを
示したグラフであり、縦軸はCPUが取り込んだ抵抗間
電圧のディジタルデータ(12ビット)の大きさを示
し、横軸は、基準導体構成部を示す。
【図5】本発明に係る形状検査装置の他の実施例の基準
導体と、リードフレームの一単位の関係を示す拡大図で
ある。
【符号の説明】
10 形状検査装置 12 リードフレーム 14 基準導体 16 配置手段 18 交流電源 20 アナログスイッチ 22 ピークホールド回路 24 A/D変換器 26 CPU 28 RAM 30 ROM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/00 - 7/34 102 H01L 21/64 - 21/66

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電体で形成された被検査導体と、導電
    体で形成されると共に、理想的な被検査導体の形状であ
    る基準形状に形成された基準導体を所定距離離間する
    と共に、対向して配置し、 前記被検査導体と前記基準導体との間に所定の交流電圧
    を印加し被検査導体 と基準導体との間の静電容量値を測定し、 静電容量値を、被検査導体を基準導体と同形状にして
    予め測定した基準静電容量値または基準静電容量範囲と
    比較し、 この比較結果を基に被検査導体の形状の良否を判定する
    ことを特徴とする形状検査方法。
  2. 【請求項2】 前記基準導体は、複数の基準導体構成部
    に分割され、 基準導体構成部毎に、被検査導体との間の静電容量値
    を測定し、 静電容量値を、予め基準導体構成部毎に設定されてい
    る基準静電容量値または基準静電容量範囲と比較し、 この比較結果を基に基準導体構成部に対応する被検査
    導体の部分の形状の良否を判定することを特徴とする請
    求項1記載の形状検査方法。
  3. 【請求項3】 導電体で形成された被検査導体と、導電
    体で形成されると共に、理想的な被検査導体の形状であ
    る基準形状に形成された基準導体を所定距離離間する
    と共に、対向して配置する配置手段と、 前記被検査導体と前記基準導体との間に所定の交流電圧
    を印加する電圧印加手段と、 前記被検査導体と前記基準導体との間の静電容量値を測
    する静電容量測定手段と、前記基準導体と同形状の 被検査導体と、前記基準導体
    を前記所定距離離間すると共に、対向して配置し、前記
    所定の交流電圧を被検査導体と基準導体との間に印加し
    た際の両者間の基準静電容量値または基準静電容量範囲
    を予め記憶する記憶手段と、 前記静電容量測定手段により測定された静電容量値を、
    前記記憶手段に記憶された基準静電容量値または基準静
    電容量範囲と比較する比較手段と、 該比較手段により比較された比較結果を基に被検査導体
    の形状の良否を判定する判定手段とを具備することを特
    徴とする形状検査装置。
  4. 【請求項4】 前記基準導体は、複数の基準導体構成部
    に分割され、 前記静電容量測定手段は、基準導体構成部毎に、被検査
    導体との間の静電容量値を測定し、 前記比較手段は、静電容量値を、記憶手段により記憶さ
    れた基準導体構成部毎基準静電容量値または基準静電
    容量範囲と比較し、 前記判定手段は、比較手段の比較結果を基に基準導体
    構成部に対応する被検査導体の部分の形状の良否を判定
    するものであることを特徴とする請求項3記載の形状検
    査装置。
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