JPH027537A - 移動装置及び形状測定装置 - Google Patents

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】 発明の目的： （産業上の利用分野） この発明は、振動が極めて小さい８動装置並びにこの８
勤装置を応用してＩＣ用リードフレームの三次元形状測
定、　ＩＣのピン曲り測定のように立体形状を測定、検
査する形状測定装置に関する。

（従来の技術） リードフレームとは、エツチング法又はプレス法で厚さ
１００〜３００μｍの金属板を第４図に示す様な形状に
加工し、アイランド１及びインナーリード２の先端部に
金、銀等の金属を部分的にメツキしたもので、このリー
ドフレームのアイランド１に半導体チップを装着（ダイ
ボンディング）し、さらにインナーリード２の先端部と
半導体チップの電極とを金、アルミなどの細い金属線で
接続（ワイヤーボンディング）して半導体装置を製造す
るものである。なお、第４図において、３はダム、４は
アウターリード、５は外枠、６は部分メツキ領域をそれ
ぞれ示している。

以上はリードフレームの説明であるが、リードフレーム
自体は前述の様に板厚が小さく、かつインナーリード２
など各部の幅は１００〜数１００μｍと細いため、製造
途中で変形を起こす場合があり、また製造装置の誤動作
等により部分メツキ領域６の位置精度不良を生ずる場合
もあり、製品の中にこの様な不良品が混入する事がある
。この様な不良品を使用すると、ダイボンディングある
いはワイヤーボンディング工程での不良品の発生及び完
成した半導体装置の信頼性の低下などの原因となる為、
リードフレーム製造後に検査を行ない不良品を排除する
事が不可欠な作業となっている。

従来この様なリードフレームの検査には、裸眼又は顕微
鏡を用いての目視により行なっているのが通例であるが
、多数の製品を検査するためには多大な人手を要し、ま
た官能検査であるために検査精度や信頼性の面で問題が
あった。

この様な問題を解決するために、例えばリードフレーム
の横変形を検査する方法に関しては、ＩＴＶを用いてリ
ードフレームを透過照明で撮影して得たビデオ信号を、
基準パターン又は隣接するパターンを同様に撮影して得
た信号と比較して変形を検出する方法が、また、部分メ
ツキ部の検査に関しては反射照明を用いて同様の処理を
行なってメツキ部の位置不良を検出する方法が、上下変
形の検査に関しては光学式非接触高さ測定器を用いる方
法、などがそれぞれ提案されている。

しかして、これらの方法によれば各々個別には目的を達
せられるものの、検査項目毎に異なる方法を用いなけれ
ばならないために検査工程が？ｍｌ雑になり、またＩＴ
Ｖを用いた方法では、リードフレームに付着したゴミや
キズ等不良原因とならないものを検出して不良判定とし
てしまう場合がある。さらに、非接触高さ測定器を用い
る方法では、測定点がパターンのエツジ上にあるときに
測定値が不安定となるなど信頼性の面で問題が多く、実
際には実用化が困難であった。

このような欠点を解決したリードフレームの検査方法と
して、本出願人による特開昭６ｌ−２５２１ｉ５３号公
報に示すものがある。これは検査すべきリードフレーム
の面を光スポットで走査し、このときの透過光と走査位
置によりリードフレームの横変形を検出し、このときの
リードフレームによる反射光の量によりリードフレーム
の表面状態を検出し、さらに、このときのリードフレー
ム上での光スポットの像を、この光スポットの照射光軸
に対して斜めの方向に投射結像したときの結像位置の変
位による光学的三角測量方式に基づく計測により、リー
ドフレームの上下変形を検出するようにしたものである
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記特開昭６１−２５２６５３号公報の
場合は、リードフレームをＸＹステージで移動させると
、■ＸＹステージが大型になり高速動作が困難である、
■リードフレームが振動して正確な測定ができない、■
リードフレームが移動しない様に固定すると変形する、
などの問題があフて高速化ができなかった、また、通常
のＸＹステージで高さ測定部を移動させると、上記■及
び■の問題は解決して高速化できるが、加速度が大きく
なると駆動部の振動が大きくなり、測定系やワークに影
響する欠点がある。各部の重量や剛性を増加させると振
動を減少させることができるが十分な効果は得られず、
また設計上の制約も増える。

この発明は上述のような事情よりなされたものであり、
この発明の目的は、高速度化を実現でき、しかも加速度
が大きくなっても振動が小さい移動装置を提供すること
、並びに上記移動装置を応用して設計正大ぎな制約を受
けることなく測定を行なうことのできる形状測定装置を
提供することにある。

発明の構成； （課題を解決するための手段） この発明の上記目的は、加速時の反力を相殺して振動を
抑制する手段を設けることによって達成される。また、
ワーク（たとえばリードフレーム）の表面状態を検査す
べき方の面に垂直に光スポットを照射する光源手段と、
前記ワークを挟んで前記光源手段と反対側に延びる光ス
ポットの光軸上に位置する受光手段と、前記ワーク上に
照射された光スポットの像を当該光スポットの照射光軸
に対して９０度未満の所定の角度方向の所定の位置に結
像させる結像光学手段と、この結像光学手段による前記
光スポットの像の結像位置近傍に位置する一次元光入射
位置検出手段と、前記光スポットの光軸を前記ワークの
面に沿って相対的に移動させる走査手段と、この走査手
段による相対的な移動量を検出する計測手段とを有し、
前記受光手段の出力信号と前記計測手段の出力信号とに
より前記ワークの面方向内での変形を検出し、前記一次
元光入射位置検出手段の出力信号により前記ワークの面
方向に対して垂直な方向での変形と表面状態とを検出す
るように構成して成る形状測定装置に関するもので、こ
の発明の上記目的は、ジをＸ及びＹ方向に駆動すること
によって前記光スポットの走査を行なうようにすること
によって達成される。

（作用） 従来装置では、リードフレームをｘＹステージで移動さ
せると、ステージが大型になり高速動作が困難であると
共に、リードフレームが振動して正確な測定ができず、
リードフレームが移動しない様に固定すると変形するな
どの問題があった。また、通常のＸＹステージで高さ測
定部を移動させると高速化できるが、加速度が大籾くな
ると駆動部の振動が大ぎくなり、測定系やワークに影響
する欠点もあった。

これに対し、この発明では移動部材を加速時の反力を相
殺して振動を抑制する手段を設けて構成し、この移動装
置を応用して高さ測定部をＸＹステージ上に設け、ｘＹ
ステージを駆動することによって光スポットの走査を行
なうようにしている。このため、測定の高速化を実現で
きると共に、加速度を大きくしても駆動部の振動を小さ
く抑制できる。

（実施例） この発明では第１図に示す様に、高さ測定部ｌＯをＸＹ
ステージ１１に載せて駆動する事により、光スポット２
１でワーク２２の走査を行なう、ワーク２２を透過した
光はレンズ２３によつ°て透過光検出器２４に入射する
。すなわち、光源２０から照射された光はレンズ２６を
介して光スポット２１としてワーク２２に照射され、ワ
ーク２２からの反射光はレンズ２７を介して反射光検出
器２５で、ワーク２２の表面状態が検出されるようにな
っている。また、ワーク２２の透過光２３はレンズ２３
で集光されて透過光検出器２４に入射され、ワーク２２
の横変形が検出される。

ところで、ＸＹステージ１１は第２図の様な駆動機構で
駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向に高さ測定部ｌＯを移動する
ようになっている。Ｘ方向及びＹ方向の駆動機構はほぼ
同一であり、例えばＸ方向の駆動機構の詳細は第３図の
ようになフている。すなわち、　ＸＹステージ１１はモ
ータ３０Ｘ及び３０Ｙによって駆動され、モータ３０Ｘ
及び３０Ｙの両端軸にはそれぞれカップリング３１Ｘ、
３２Ｘ及び３１Ｙ、３２Ｙが装着され、カップリング３
１Ｘ及び３１Ｙにはそれぞれ左ネジのボールネジ３３Ｘ
及び３３Ｙが装着され、カップリング３２Ｘ及び３２Ｙ
にはそれぞれ右ネジのボールネジ３４Ｘ及び３４Ｙが装
着されている。ボールネジ３３Ｘは架台３５及び３６Ｘ
の間に装架されると共に；ＸＹステージ１１に螺合され
ており、ボールネジ３３Ｘの回転に従ってＸＹステージ
１１はＸ方向に移動するようになっている。また、ボー
ルネジ３４Ｘは架台３７Ｘ及び３８Ｘの間に装架される
と共に、ウエート４１Ｘを載置されたウエート板４０Ｘ
に螺合されており、ウェー）４１Ｘ及びウエート板４０
の重量はＸＹステージ１１及び高さ測定部ｌＯの重量と
ほぼ同一になっている。ボールネジ３４Ｘのネジはボー
ルネジ３３Ｘのそれとは逆になっているので、モータ３
０Ｘの駆動によってＸＹステージ１１とウエート板４０
Ｘとは互いに逆方向にＢ勤する。

一方、ボールネジ３３ＹはＸＹステージ１１をＹ方向に
穆勤させるための移動部材５０に螺合されており、装架
台３７’ｆ及び３８Ｙの間に装架されたボールネジ３４
Ｙは、ウエート４１Ｙを載置されたウエート板４０Ｙに
螺合されている。そして、ウエート４１Ｙ及びウエート
板４０Ｙ　ｆ）重量は、ＸＹステージ１１．高さ測定部
ｌＯ及び移動部材５０の重量とほぼ同一となっている。

ボールネジ３３Ｙのネジはボールネジ３４Ｙのそれとは
逆になっているので、モータ３０Ｙの駆動によってＸＹ
ステージ１１と、ウエート板４０Ｙとは互いに逆方向に
８勤する。このように、モータ３０Ｘ、３０Ｙから見た
両側の機構の直線駆動質量が等しければ、モータ３０Ｘ
、３０Ｙを加速したときの反力は大きさが等しく逆向き
となるため、反力は打ち消しあって消去される。軸の回
転慣性は消去されないが、半径は小さく問題ない、被駆
動部の重心と直線駆動軸の不一致によって生ずる回転モ
ーメントは、ウエート４１Ｘ、４１Ｙの取付位置の決め
方で打ち消すことができる。

上記以外の構造でも加速度Ｘ質量が等しくなる様に、ボ
ールネジのピッチとウエートとを選択すれば同等な結果
を得ることができる。

発明の効果； 以上のようにこの発明の形状測定装置によれば、光スポ
ットの走査を高速にして測定能率を向上させる事ができ
る０例えば加速度ＩＧ、最高速度２００＋＋＋ｍ／ｓｅ
ｃとすると、１０＋＋＋＋ａを移動する時間は約８０ａ
ｓｅｃとなり、リードフレームのピン曲り測定で１０ｍ
ｍを走査するのに要１°る時間は０．３２ｓｅｃとなる
。

また、本発明のＸＹステージの様に防振手段を有する駆
動装置は、高精度及び高加速度を両立させる必要のある
装置、例えばワイヤボンダ、ステッパ、　ＰＧなどにも
大台な効果がある。

ルネジ、４０Ｘ、４０Ｙ・・・ウエート板、４１Ｘ、４
１Ｙ・・・つエート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加速時の反力を相殺して振動を抑制する手段を具備
   したことを特徴とする移動装置。 ２、駆動部と、この駆動部の一方の側に接続される移動
   部材と、前記駆動部の他方の側に接続されるバランサー
   とから成り、前記移動部材の加速時の反力を前記バラン
   サーによって相殺するようにしたことを特徴とする移動
   装置。 ３、請求項２に記載の駆動部とバランサーとの組を移動
   部材に対してＸＹ方向に設けて成る移動装置。 ４、ワークの表面状態を検査すべき方の面に垂直に光ス
   ポットを照射する光源手段と、前記ワークを挟んで前記
   光源手段と反対側に延びる光スポットの光軸上に位置す
   る受光手段と、前記ワーク上に照射された光スポットの
   像を当該光スポットの照射光軸に対して９０度未満の所
   定の角度方向の所定の位置に結像させる結像光学手段と
   、この結像光学手段による前記光スポットの像の結像位
   置近傍に位置する一次元光入射位置検出手段と、前記光
   スポットの光軸を前記ワークの面に沿って相対的に移動
   させる走査手段と、この走査手段による相対的な移動量
   を検出する計測手段とを有し、前記受光手段の出力信号
   と上記計測手段の出力信号とにより前記ワークの面方向
   内での変形を検出し、前記一次元光入射位置検出手段の
   出力信号により前記ワークの面方向に対して垂直な方向
   での変形と表面状態とを検出するように構成して成る形
   状測定装置において、請求項１、２又は３に記載の移動
   装置の移動部材の上に高さ測定部を設け、前記移動装置
   を駆動することによって前記光スポットの走査を行なう
   ようにしたことを特徴とする形状測定装置。 ５、加速時の反力を相殺して振動を抑制する手段を更に
   ＸＹ方向に設けて成る請求項４に記載の形状測定装置。