傾き検査装置および傾き検査方法
【課題】載置面に対する被観測物の傾きを簡易に観測する。
【解決手段】傾き検査装置２００は、載置面に載置された被観測物（切断装置１００）の載置面に対する傾きを検出するための装置である。傾き検査装置２００は、被観測物に光を照射または投影する光源２１０と、光源２１０と被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板２１８と、遮光板２１８を平面方向に回転可能に支持するとともに、第１のスリットが載置面に対して垂直な状態で遮光板２１８を固定する移動機構とを含む。
【解決手段】傾き検査装置２００は、載置面に載置された被観測物（切断装置１００）の載置面に対する傾きを検出するための装置である。傾き検査装置２００は、被観測物に光を照射または投影する光源２１０と、光源２１０と被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板２１８と、遮光板２１８を平面方向に回転可能に支持するとともに、第１のスリットが載置面に対して垂直な状態で遮光板２１８を固定する移動機構とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾き検査装置および傾き検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型等、複数の精密加工部品で組み立てた装置では、加工精度の維持管理のために、各部品の平行度および垂直度の確認が重要かつ不可欠である。しかし、従来、簡易な方法で各部品の平行度および垂直度を測定する方法がなかった。
【０００３】
特許文献１（特開平３−１２８４０７号公報）には、スリット光平面を直方体被検査物の同じ頂点を含む隣接する複数の平面に一度に光切断線が生じるようにし、かつ、スリット光平面が被検査物表面に入射する角度を傾けるようにして、複数の表面を有する立体形状物の複数の面に発生する欠陥を同時に検出するようにした装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開平１１−２９１００８号公報）には、連続鋳造鋳片をガス切断機によって切断した所定長さの鋳片に対し、レーザ光発振器から、その端面から下面にかけて十字状スリットレーザ光を照射し、十字状スリットレーザ光の照射された鋳片の端面および下面をカメラによって撮影し、得られた画像を処理し、照射されたレーザ光の状態によって鋳片の端面および下面の形状を検出する構成が記載されている。
【特許文献１】特開平３−１２８４０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２９１００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献に記載の技術では、被観測物の表面形状を測定することを目的としており、被観測物の平行度および垂直度等の傾きを簡易に測定するという点で依然として問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出するための傾き検査装置であって、
前記被観測物に光を照射または投影する光源と、
前記光源と前記被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板と、
前記遮光板を当該遮光板の平面方向に回転可能に支持し、前記第１のスリットが前記載置面に対して垂直な状態で前記遮光板を固定する移動機構と、
を含む傾き検査装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、
上記の傾き検査装置を用いて、
前記光源から前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と、前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法が提供される。
本発明によれば、
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出する方法であって、
前記載置面に対して垂直な第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板を前記被観測物と光源との間に配置して、前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法が提供される。
【０００８】
この構成によれば、複数の部品要素で組み立てた装置の各要素の載置面に対する傾きを、目視で観察および計測することが可能となる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、載置面に対する被観測物の傾きを簡易に観測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
以下の実施の形態において、所定の載置面に載置された被観測物の載置面に対する傾きを検出する。ここで、載置面は、たとえば載置台の上面等の略平坦な平面とすることができる。被観測物は、たとえば複数の精密加工部品で組み立てた装置とすることができる。ここで、被観測物の各部品は、載置面に対して平行に延在すべき縁（以下、平行縁という。）、または載置面に対して垂直に延在すべき縁（以下、垂直縁という。）を含むものとすることができる。このような被観測物において、数〜数十μｍ（マイクロメータ）オーダーの精密さが必要な場合に、以下の実施の形態における傾き検査方法により、当該被観測物の載置面に対する傾きを簡易的に観察および計測することができる。
【００１３】
以下の実施の形態において、被観測物は、たとえば、切断装置１００とすることができる。図１２に切断装置１００の構成の一例を示す。切断装置１００は、下金型１０２と、上金型１０４と、下金型１０２に取り付けられたダイ１０６と、上金型１０４に取り付けられ、被切断物を切断加工するための切断用パンチ１１０と、上金型１０４を上下に移動可能に保持する支柱１１２とを含む。下金型１０２、上金型１０４、ダイ１０６、切断用パンチ１１０、および支柱１１２は、それぞれ金型要素であり、切断装置１００は、これら複数の金型要素により組み立てられている。なお、図１２は便宜上、本発明の実施の形態の説明で必要とされる最低限度の要素を図示したものであり、金型の剛性や強度の維持向上に必要な部品の図示は省略している。
【００１４】
切断装置１００は、たとえば、半導体チップを封止した封止樹脂の外縁部に複数のアウターリード（以下単にリードという）を備えた半導体装置（不図示）のリードを切断加工するリード切断金型とすることができる。
【００１５】
半導体装置は、以下の手順で製造される。まず、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、半導体チップの樹脂封止処理を行う。その後、封止樹脂バリ除去や、あらかじめ外装処理がなされていないリードフレームではめっき等の外装処理を行う。さらにその後、半導体装置をリードフレームから切り離す。表面実装タイプの場合、半導体装置をリードフレームから切り離した後、フォーミング加工する。具体的には、水平方向に突出したアウターリードを下方に折り曲げさらに水平方向に折り曲げてガルウィング形状とする。このリードの切断加工を図１２に示したような切断装置１００により行うことができる。ダイ１０６に半導体装置（不図示）が載置され、上金型１０４がプレスの動力により支柱１１２を軸として上下動作することにより、リードの切断加工を行うことができる。
【００１６】
図１３は、半導体装置の一例を示す概略図である。図１３（ａ）は、半導体装置３００の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
半導体チップを封入する封止樹脂３０１の側面には、複数のリード３０２が設けられている。一例として、リード３０２の厚みは、０．１２５〜０．１５０ｍｍ（ミリメートル）であり、幅は約０．２ｍｍである。このリード３０２の上面、下面および側面（リード切断面を除く）には、めっき被膜が施されている。この場合、めっき被膜の膜厚も考慮すると、リードフレーム上下方向の全厚は０．１２５〜０．１８０ｍｍ程度である。
【００１７】
半導体装置３００のリード加工の一例を図１４に示す。ここでは、リード３０２を長めに切断して（図１４（ａ））、所定形状に曲げ加工した後（図１４（ｂ））、リード３０２を切断し規定寸法に仕上げる（図１４（ｃ））。また、半導体装置のリード加工の他の例を図１５に示す。ここでは、リード３０２を所定寸法で切り離し（図１５（ａ）、図１５（ｂ））、曲げ加工によって規定寸法に仕上げる（図１５（ｃ））。
【００１８】
図１２に戻り、リード切断加工では、リードの切断やリードの曲げ加工を行うが、リード切断のクリアランスやリード曲げの位置等の設定、および維持管理のためには、各金型要素の傾きを検出することが重要かつ不可欠である。各金型要素は、平行縁または垂直縁を含む。例として、上金型１０４の平行縁１０４ａおよび支柱１１２の垂直縁１１２ａを破線で示す。以下の実施の形態において、切断装置１００の載置面に対する各構成要素の平行縁の平行度、または切断装置１００の載置面に対する各構成要素の垂直縁の垂直度を観測することにより、各金型要素（以下、単に要素という。）の傾きを検出する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態において、所定の載置面に載置された被観測物である切断装置１００の載置面に対する傾きを検出する手順を示す模式図である。
本実施の形態において、傾き検査装置２００は、被観測物に光を照射する光源２１０と、光源２１０と被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板２１８とを含む。ここで、第１のスリットと第２のスリットとは、十字形状に設けることができる。図１では、第１のスリットと第２のスリットとを十字スリット２２０として示している。
【００２０】
図２は、本実施の形態における傾き検査装置２００の遮光板２１８の構成を示す正面図である。
傾き検査装置２００は、十字スリット２２０が設けられた遮光板２１８と、遮光板移動機構２４０（移動機構）とを含む。遮光板２１８には、第１の方向に延在する第１のスリット２２２および当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリット２２４から構成される十字スリット２２０が設けられている。十字スリット２２０の第１のスリット２２２と第２のスリット２２４とは直交している。第１のスリット２２２や第２のスリット２２４の幅に対して遮光板２１８の厚さが厚すぎると、光源２１０が傾いた場合に、光が通過できなくなる。そのため、この観点からは、遮光板２１８の厚さは薄い方が好ましい。一方、ある程度の強度を持たせるためには、遮光板２１８の厚さはある程度厚い方が好ましい。これらを考慮すると、遮光板２１８の厚さは、たとえば、０．５ｍｍ程度とすることができる。
【００２１】
遮光板移動機構２４０は、遮光板保持部２４２および回転軸２４４を含む。遮光板２１８は、回転軸２４４を介して遮光板保持部２４２に取り付けられている。回転軸２４４は、遮光板２１８を当該遮光板２１８の平面方向に、遮光板保持部２４２に対して任意の角度で回転させるとともに任意の角度で固定して支持する。
【００２２】
本実施の形態においては、第１のスリット２２２が載置面に対して垂直、第２のスリット２２４が載置面に対して平行となるようにして遮光板２１８を回転させて固定する。そして、切断装置１００の各要素のうち、垂直縁を有する要素には、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光を照射して、垂直縁と第１のスリット光とを目視で比較し、平行度を確認することにより、当該要素の傾きを検出する。また、切断装置１００の各要素のうち、平行縁を有する要素には、第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光を照射して、平行縁と第２のスリット光とを目視で比較し、平行度を確認することにより、当該要素の傾きを検出する。
【００２３】
本実施の形態において、光源２１０は、目視可能なものとすることができる。光源２１０は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とすることができる。
また、本実施の形態における傾き検査装置２００によれば、被観測物が以下の条件を満たすときに、被観測物の傾きを精度よく検出することができる。
・スリット光の照射面が、被観測物の外側（主に側面側）から目視観察可能であること。
・照射されたスリット光が、照射面上で目視観察可能であること。
・スリット光の照射面表面が滑らかであること。
・スリット光の照射面の外縁が、面取りされていないこと（機械加工で精度良く面取りされた場合は可。）。
【００２４】
遮光板２１８の角度の調整および固定は、以下の手順で行うことができる。
（１）第１のスリット２２２および第２のスリット２２４をそれぞれ透過したスリット光を被観測物に照射する。
（２）十字スリット２２０と被観測物との間の任意の場所に、基準となる治具を配置し、治具に照射される光と治具との位置関係に基づき、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が載置面に対して垂直となるか、または第２のスリット２２４を透過したスリット光が載置面に対して平行となるように遮光板２１８の角度を調整して固定する。
【００２５】
ここで、基準となる治具としては、予め、載置面に対して平行であることが保証されている平行方向に延在する平行方向延在部、または載置面に対して垂直であることが保証されている垂直方向に延在する垂直方向延在部を含むものを用いることができる。たとえば、治具が垂直方向延在部を含む場合、十字スリット２２０の第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が垂直方向延在部と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。また、治具が平行方向延在部を含む場合、十字スリット２２０の第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光が平行方向延在部と重なるように遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。また、治具は、平行方向延在部および垂直方向延在部の両方を含む構成とすることができる。この場合、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が垂直方向延在部と重なるとともに第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光が平行方向延在部と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。これにより、遮光板２１８の角度を精度よく調整・固定することができる。また、治具が、平行方向延在部および垂直方向延在部の両方を含む構成とし、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が垂直方向延在部と重なるとともに第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光が平行方向延在部と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することにより、光源２１０が遮光板２１８の上下左右等の斜め方向に存在している場合でも、遮光板２１８の角度を精度よく調整・固定することができる。
【００２６】
また、載置面が水平面と平行であることが保証されている場合は、治具として、おもりを吊るした糸および当該糸をつり下げる保持部を用いることもできる。このとき、十字スリット２２０の第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が、静止した状態の糸と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。糸の幅、色および材料等は、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光と糸との重なりの状態が、視認判定できるものを選定することができる。
【００２７】
図１では、被観測物である切断装置１００の四方にそれぞれ光源２１０および十字スリット２２０を配置した例を示しているが、１セットの光源２１０および十字スリット２２０を用い、各側面からそれぞれ測定することもできる。
【００２８】
図３は、図２に示した遮光板２１８の十字スリット２２０の第１のスリット２２２および第２のスリット２２４をそれぞれ透過した第１のスリット光２４８および第２のスリット光２５０が切断装置１００の上金型１０４に照射された状態を示す図である。
【００２９】
ここでは、上金型１０４が傾いている例を示す。ここでは、切断装置１００の上金型１０４の観測面１０４ｂの平行縁１０４ａに第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光２５０を照射する。このとき、平行縁１０４ａは、上金型１０４の観測面の下端に位置するので、第２のスリット光２５０の下端が、平行縁１０４ａの端部に重なるように光を照射することが好ましい。ここで、平行縁１０４ａ上で、第２のスリット光２５０が途中で切れることなく限りなく平行に伸びていれば、この部位の平行が保たれていることが確認できる。図中、観測面１０４ｂのスリット光が照射されている箇所にはハッチングをしている。図示した例では、上金型１０４の平行縁１０４ａに照射された第２のスリット光２５０は、上金型１０４上で切れているため、上金型１０４の平行度が保たれていないことがわかる。本実施の形態において、第２のスリット光２５０と、上金型１０４の平行縁１０４ａとの平行度を観測することにより、上金型１０４の傾きを検出することができる。
【００３０】
被観測物の傾きの計測精度は、被観測物に照射されるスリット光の線幅を調整することにより、変更することができる。たとえば、スリット光の線幅を１００μｍに設定して被観測物に照射した場合、このスリット光が観測面の対象縁の途中で切れれば、その箇所で１００μｍの傾き（高低差）が生じていることとなる。スリット光の線幅は、被観測物において、計測したい傾き（高低差）の最小寸法と同等とすることができる。
【００３１】
図４は、図３に示した例よりも、スリット光の線幅が広い場合の例を示す。
図３に示した例と図４に示した例とでは、上金型１０４の傾きは同じである。しかし、図３においては、第２のスリット光２５０が上金型１０４上で切れているのに対し、図４においては、第２のスリット光２５０が上金型１０４上で切れていない。つまり、同じ傾きがあるものでも、照射するスリット光の線幅が広い方が照射光が途切れにくくなる。そのため、スリット光の線幅が広すぎると、計測精度が低下してしまう。計測精度を高めるためには、スリット光の線幅が狭い方がよい。スリット光の線幅は、たとえば、傾き検査装置２００と被観測物との距離を調整することや、遮光板２１８の第１のスリット２２２および第２のスリット２２４の線幅を調整することにより、変更することができる。
【００３２】
図５は、傾き検査装置２００の具体的な構成の一例を示す側面図である。
傾き検査装置２００は、光源２１０を移動可能に保持する光源移動機構２３０をさらに含むことができる。光源移動機構２３０は、光源２１０を載置面から遠ざかる方向および載置面に近づく方向に移動させる移動機構、ならびに光源２１０を載置面に対して横方向に移動させる移動機構を含むことができる。
【００３３】
また、遮光板移動機構２４０は、上述した遮光板保持部２４２および回転軸２４４に加えて、遮光板２１８を載置面から遠ざかる方向および載置面に近づく方向に移動させる移動機構、ならびに遮光板２１８を載置面に対して横方向に移動させる移動機構を含むことができる。このような構成とすると、スリット光の照射箇所を変化させることができるので、被観測物の各要素の観測を連続的に行うことができる。また、ここでは、遮光板移動機構２４０と光源移動機構２３０とを独立に示しているが、傾き検査装置２００は、遮光板２１８と光源２１０とが、連動して動くような移動機構を設けた構成とすることもできる。たとえば、遮光板２１８を光源２１０に取り付け、遮光板２１８も光源２１０とともに連動して動くような構成とすることができる。
【００３４】
図６は、十字スリット２２０の第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光により、各要素の平行度を計測する例を示す。図６に示した例では、第２のスリット光２５０により上金型１０４の平行度、第２のスリット光２５２により切断用パンチ１１０の平行度、第２のスリット光２５４によりダイ１０６の平行度、第２のスリット光２５６により下金型１０２の平行度をそれぞれ計測することができる。図５に示したような傾き検査装置２００を用いて、切断装置１００の一側方から、複数の要素の平行度を計測する場合、遮光板２１８の角度を固定した後、第２のスリット光の照射位置を調整することにより、複数の要素の平行度を順次計測することができる。
【００３５】
また、図７は、十字スリット２２０の第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光により、各要素の垂直度を計測する例を示す。図７に示した例では、第１のスリット光２６０により切断用パンチ１１０の垂直度、第１のスリット光２６２により支柱１１２の垂直度をそれぞれ計測することができる。図５に示したような傾き検査装置２００を用いて、切断装置１００の一側方から、複数の要素の平行度を計測する場合、遮光板２１８の角度を固定した後、第１のスリット光の照射位置を調整することにより、複数の要素の垂直度を順次計測することができる。
【００３６】
なお、遮光板２１８とともに光源２１０を移動させた場合、その都度、基準となる治具を用いた遮光板２１８の角度の調整および固定の処理を行ってもよい。なお、図６では各要素の平行度、図７では各要素の垂直度をそれぞれ計測する例を示したが、本実施の形態の遮光板２１８には、第１のスリット２２２と第２のスリット２２４とが設けられているので、同じ側面に平行縁と垂直縁とが存在する場合、これらも連続的に計測することができる。
【００３７】
図８は、傾き検査装置２００の具体的な構成の他の例を示す図である。
図８（ａ）は、傾き検査装置２００の側面図、図８（ｂ）は、傾き検査装置２００の平面図である。
ここでは、光源移動機構２３０が、光源２１０の光の照射角度を変化させる機構も有するようにすることができる。このとき、遮光板移動機構２４０は、遮光板２１８を垂直方向や水平方向に移動させる移動機構は有しない構成とすることもできる。この場合でも、たとえば、遮光板２１８を固定しておき、光源２１０の光の照射角度を調整したり、光源２１０の位置を移動させることにより、切断装置１００の所望の位置にスリット光が照射されるようにすることができる。
【００３８】
また、ここでは、遮光板移動機構２４０と光源移動機構２３０とを独立に示しているが、遮光板２１８を光源２１０に取り付け、遮光板２１８も光源２１０とともに連動して動くような構成とすることもできる。
【００３９】
以上で説明したように、本実施の形態における傾き検査装置２００の構成によれば、被観測物の各要素の観測面の縁に、十字スリット２２０から、載置面に垂直な第１のスリット光または載置面に水平な第２のスリット光を照射する。そして、観測面上でスリット光が欠けている状態を目視で観測することにより、各要素の傾きの有無や、各要素の傾き度合い（寸法）を容易かつ精度よく確認することができる。
【００４０】
従来、複数の部品で組み立てた物の中で、とくに金型等の精密加工部品の平行度および垂直度は、一般的にダイヤルゲージの様に点接触方式の測定器を用い、複数点の測定結果をもとに水平度や垂直度を算出し、判定していた。そのため、解析が複雑だった。また、従来、平行度および垂直度の測定および判定のためには、測定機材に加えて専門的な計測の知識と技能が必要であり、光源、カメラ、画像処理装置、専用プログラム等の非常に高価な構成を必要としていた。
【００４１】
しかし、本実施の形態における傾き検査装置２００の構成によれば、被観測物の各要素の傾きを、目視で観測することができる。そのため、カメラ、画像処理装置、専用プログラム等の高価な構成を用いることなく、安価かつ簡単に測定を行うことができる。なお、本実施の形態においても、カメラや画像処理装置を用いて観測面の詳細な分析等を行うこともできる。また、カメラや画像処理装置を用いて観測面の詳細な分析を行う場合、光源２１０として、レーザ等のコヒーレント光を用いることもできる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図９は、本実施の形態における傾き検査装置２００による傾き検査方法を説明する図である。本実施の形態では、照射光を被観測物の切断装置１００に照射するのではない点で第１の実施の形態の検査方法と異なる。
【００４３】
本実施の形態においても、傾き検査装置２００の構成は、第１の実施の形態の構成と同様とすることができる。ただし、本実施の形態において、傾き検査装置２００の光源２１０の光量を、第１の実施の形態の場合よりも低くする。本実施の形態においては、観測者は、観測面に投影された遮光板２１８の第１のスリット２２２または第２のスリット２２４から見える光源２１０と、観測面の所定の縁との平行状態を確認することにより、被観測物の平行度および垂直度を検出することができる。すなわち、本実施の形態において、光源２１０の光量は、スリット光が観測面に照射されない程度まで光源の光量を下げることができる。本実施の形態においても、光源２１０は、目視可能なものとすることができる。
【００４４】
本実施の形態における傾き検査装置２００によれば、被観測物が以下の条件を満たすときに、被観測物の傾きを精度よく検出することができる。
・スリット光の投影面が、被観測物の外側（主に側面側）から目視観察可能であること。
・投影されたスリット光が、投影面上で目視観察可能であること。
・スリット光の投影面表面が滑らかであること（可能な限り鏡面が望ましい。）。
・スリット光の投影面の外縁が、面取りされていないこと（機械加工で精度良く面取りされた場合は可。）。
【００４５】
図１０は、切断装置１００の上金型１０４の観測面の状態を示す図である。
上金型１０４の観測面１０４ｂには、遮光板２１８、ならびに第１のスリット２２２および第２のスリット２２４を透過した光源２１０の光が投影されている。ここで、上金型１０４の観測面１０４ｂの平行縁１０４ａ付近に第２のスリット２２４越しの投影光である第２のスリット光２７０（光源２１０）が映る様に視野を変える。ここで、投影光が途中で切れることなく平行に伸びていれば、この要素の平行が保たれていることが確認できる。図示した例では、光源２１０が切れているため、上金型１０４に傾きがあることが検出できる。
【００４６】
本実施の形態において、被観測物の傾きの計測精度は、観測面に投影されるスリット光の線幅を調整することにより、変更することができる。たとえば、スリット光の線幅は、たとえば１０μｍ程度まで細く設定することができる。たとえばスリット光の線幅を１０μｍに設定して被観測物に投影させた場合、このスリット光が、観測面の対象縁の途中で切れれば、その箇所で１０μｍの傾き（高低差）が生じていることとなる。スリット光の線幅は、被観測物において、計測したい傾き（高低差）の最小寸法と同等とすることができる。スリット光の線幅は、たとえば、傾き検査装置２００と被観測物との距離を調整することや、遮光板２１８の第１のスリット２２２および第２のスリット２２４の線幅を調整することにより、変更することができる。
【００４７】
図９に戻り、切断用パンチ１１０、ダイ１０６、および下金型１０２の平行度も、それぞれ第２のスリット光２７２、第２のスリット光２７４、第２のスリット光２７６により、観測することができる。
【００４８】
図１１は、本実施の形態における傾き検査装置２００により、各要素の垂直度を検出する方法を説明する図である。支柱１１２および切断用パンチ１１０の垂直度も、それぞれ第１のスリット光２８０および第１のスリット光２８２により観測することができる。
【００４９】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第１の実施の形態では、照射光は広がりを持つため、１０μｍオーダーのレベルまで線幅を細くしたスリット光を照射することが難しい。本実施の形態の構成によれば、より線幅の狭いスリット光で各要素の平行度および垂直度を確認することができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態においては、視点を変えることにより、スリット光の投影箇所を変えることができるので、光源２１０の光源移動機構２３０がない構成とすることもできる。また、遮光板移動機構２４０の移動機構も簡略化することができる。さらに、傾き検査装置２００の配置位置の自由度が高くなる。
【００５１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００５２】
なお、以上の照射の形態において、１本の第１のスリット２２２と１本の第２のスリット２２４とが十字形状に直交した例を示したが、遮光板２１８に形成されるスリットの数は、水平方向および垂直方向で、それぞれ、複数とすることもできる。また、たとえば、格子状のスリットとすることもできる。ただし、照射面または投影面での目視観察時に、水平方向のスリット光間と垂直方向のスリット光間が、それぞれ重ならないように、間隔を空けて配置することが好ましい。
【００５３】
また、水平方向および垂直方向で、それぞれ複数のスリットを設ける場合、各スリットの幅を異ならせることもできる。これにより、線幅が異なる複数のスリット光での観測を連続的に行うことができ、傾き度合を正確に把握することができる。
【００５４】
また、第１の実施の形態で説明したスリット光を照射する方法と、第２の実施の形態で説明したスリット光を投影させる方法とを組み合わせて行うこともできる。たとえば、傾き度合が小さく、スリット光を照射させる方法では傾きが観測しづらいときに、光源２１０の光量を下げて、引き続きスリット光を投影させる方法で傾きを観測することにより、傾きを精密に計測することができる。
【００５５】
以上の実施の形態においては、完成品金型の傾きの検査方法について述べたが、本発明は、金型組立工程における各金型要素の傾きの検査にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態において、所定の載置面に載置された被観測物である切断装置の載置面に対する傾きを検出する手順を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における傾き検査装置の遮光板の構成を示す正面図である。
【図３】図２に示した遮光板の十字スリットを透過したスリット光が切断装置の上金型に照射された状態を示す図である。
【図４】図３に示した例よりも、スリット光の線幅が広い場合の例を示す図である。
【図５】傾き検査装置の具体的な構成の一例を示す側面図である。
【図６】十字スリットの第２のスリットを透過した第２のスリット光により、各要素の平行度を計測する例を示す図である。
【図７】十字スリットの第１のスリットを透過した第１のスリット光により、各要素の垂直度を計測する例を示す図である。
【図８】傾き検査装置の具体的な構成の他の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における傾き検査装置による傾き検査方法を説明する図である。
【図１０】切断装置の上金型の観測面の状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における傾き検査装置による傾き検査方法を説明する図である。
【図１２】切断装置の構成を示す斜視図である。
【図１３】半導体装置の一例を示す概略図である。
【図１４】半導体装置のリード加工の一例を示す図である。
【図１５】半導体装置のリード加工の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 切断装置
１０２ 下金型
１０４ 上金型
１０４ａ 平行縁
１０４ｂ 観測面
１０６ ダイ
１１０ 切断用パンチ
１１２ 支柱
１１２ａ 垂直縁
２００ 傾き検査装置
２１０ 光源
２１８ 遮光板
２２０ 十字スリット
２２２ 第１のスリット
２２４ 第２のスリット
２３０ 光源移動機構
２４０ 遮光板移動機構
２４２ 遮光板保持部
２４４ 回転軸
２４８ 第１のスリット光
２５０ 第２のスリット光
２５２ 第２のスリット光
２５４ 第２のスリット光
２５６ 第２のスリット光
２６０ 第１のスリット光
２６２ 第１のスリット光
２７０ 第２のスリット光
２７２ 第２のスリット光
２７４ 第２のスリット光
２７６ 第２のスリット光
２８０ 第１のスリット光
２８２ 第１のスリット光
３００ 半導体装置
３０１ 封止樹脂
３０２ リード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾き検査装置および傾き検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型等、複数の精密加工部品で組み立てた装置では、加工精度の維持管理のために、各部品の平行度および垂直度の確認が重要かつ不可欠である。しかし、従来、簡易な方法で各部品の平行度および垂直度を測定する方法がなかった。
【０００３】
特許文献１（特開平３−１２８４０７号公報）には、スリット光平面を直方体被検査物の同じ頂点を含む隣接する複数の平面に一度に光切断線が生じるようにし、かつ、スリット光平面が被検査物表面に入射する角度を傾けるようにして、複数の表面を有する立体形状物の複数の面に発生する欠陥を同時に検出するようにした装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開平１１−２９１００８号公報）には、連続鋳造鋳片をガス切断機によって切断した所定長さの鋳片に対し、レーザ光発振器から、その端面から下面にかけて十字状スリットレーザ光を照射し、十字状スリットレーザ光の照射された鋳片の端面および下面をカメラによって撮影し、得られた画像を処理し、照射されたレーザ光の状態によって鋳片の端面および下面の形状を検出する構成が記載されている。
【特許文献１】特開平３−１２８４０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２９１００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献に記載の技術では、被観測物の表面形状を測定することを目的としており、被観測物の平行度および垂直度等の傾きを簡易に測定するという点で依然として問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出するための傾き検査装置であって、
前記被観測物に光を照射または投影する光源と、
前記光源と前記被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板と、
前記遮光板を当該遮光板の平面方向に回転可能に支持し、前記第１のスリットが前記載置面に対して垂直な状態で前記遮光板を固定する移動機構と、
を含む傾き検査装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、
上記の傾き検査装置を用いて、
前記光源から前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と、前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法が提供される。
本発明によれば、
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出する方法であって、
前記載置面に対して垂直な第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板を前記被観測物と光源との間に配置して、前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法が提供される。
【０００８】
この構成によれば、複数の部品要素で組み立てた装置の各要素の載置面に対する傾きを、目視で観察および計測することが可能となる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、載置面に対する被観測物の傾きを簡易に観測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
以下の実施の形態において、所定の載置面に載置された被観測物の載置面に対する傾きを検出する。ここで、載置面は、たとえば載置台の上面等の略平坦な平面とすることができる。被観測物は、たとえば複数の精密加工部品で組み立てた装置とすることができる。ここで、被観測物の各部品は、載置面に対して平行に延在すべき縁（以下、平行縁という。）、または載置面に対して垂直に延在すべき縁（以下、垂直縁という。）を含むものとすることができる。このような被観測物において、数〜数十μｍ（マイクロメータ）オーダーの精密さが必要な場合に、以下の実施の形態における傾き検査方法により、当該被観測物の載置面に対する傾きを簡易的に観察および計測することができる。
【００１３】
以下の実施の形態において、被観測物は、たとえば、切断装置１００とすることができる。図１２に切断装置１００の構成の一例を示す。切断装置１００は、下金型１０２と、上金型１０４と、下金型１０２に取り付けられたダイ１０６と、上金型１０４に取り付けられ、被切断物を切断加工するための切断用パンチ１１０と、上金型１０４を上下に移動可能に保持する支柱１１２とを含む。下金型１０２、上金型１０４、ダイ１０６、切断用パンチ１１０、および支柱１１２は、それぞれ金型要素であり、切断装置１００は、これら複数の金型要素により組み立てられている。なお、図１２は便宜上、本発明の実施の形態の説明で必要とされる最低限度の要素を図示したものであり、金型の剛性や強度の維持向上に必要な部品の図示は省略している。
【００１４】
切断装置１００は、たとえば、半導体チップを封止した封止樹脂の外縁部に複数のアウターリード（以下単にリードという）を備えた半導体装置（不図示）のリードを切断加工するリード切断金型とすることができる。
【００１５】
半導体装置は、以下の手順で製造される。まず、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、半導体チップの樹脂封止処理を行う。その後、封止樹脂バリ除去や、あらかじめ外装処理がなされていないリードフレームではめっき等の外装処理を行う。さらにその後、半導体装置をリードフレームから切り離す。表面実装タイプの場合、半導体装置をリードフレームから切り離した後、フォーミング加工する。具体的には、水平方向に突出したアウターリードを下方に折り曲げさらに水平方向に折り曲げてガルウィング形状とする。このリードの切断加工を図１２に示したような切断装置１００により行うことができる。ダイ１０６に半導体装置（不図示）が載置され、上金型１０４がプレスの動力により支柱１１２を軸として上下動作することにより、リードの切断加工を行うことができる。
【００１６】
図１３は、半導体装置の一例を示す概略図である。図１３（ａ）は、半導体装置３００の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
半導体チップを封入する封止樹脂３０１の側面には、複数のリード３０２が設けられている。一例として、リード３０２の厚みは、０．１２５〜０．１５０ｍｍ（ミリメートル）であり、幅は約０．２ｍｍである。このリード３０２の上面、下面および側面（リード切断面を除く）には、めっき被膜が施されている。この場合、めっき被膜の膜厚も考慮すると、リードフレーム上下方向の全厚は０．１２５〜０．１８０ｍｍ程度である。
【００１７】
半導体装置３００のリード加工の一例を図１４に示す。ここでは、リード３０２を長めに切断して（図１４（ａ））、所定形状に曲げ加工した後（図１４（ｂ））、リード３０２を切断し規定寸法に仕上げる（図１４（ｃ））。また、半導体装置のリード加工の他の例を図１５に示す。ここでは、リード３０２を所定寸法で切り離し（図１５（ａ）、図１５（ｂ））、曲げ加工によって規定寸法に仕上げる（図１５（ｃ））。
【００１８】
図１２に戻り、リード切断加工では、リードの切断やリードの曲げ加工を行うが、リード切断のクリアランスやリード曲げの位置等の設定、および維持管理のためには、各金型要素の傾きを検出することが重要かつ不可欠である。各金型要素は、平行縁または垂直縁を含む。例として、上金型１０４の平行縁１０４ａおよび支柱１１２の垂直縁１１２ａを破線で示す。以下の実施の形態において、切断装置１００の載置面に対する各構成要素の平行縁の平行度、または切断装置１００の載置面に対する各構成要素の垂直縁の垂直度を観測することにより、各金型要素（以下、単に要素という。）の傾きを検出する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態において、所定の載置面に載置された被観測物である切断装置１００の載置面に対する傾きを検出する手順を示す模式図である。
本実施の形態において、傾き検査装置２００は、被観測物に光を照射する光源２１０と、光源２１０と被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板２１８とを含む。ここで、第１のスリットと第２のスリットとは、十字形状に設けることができる。図１では、第１のスリットと第２のスリットとを十字スリット２２０として示している。
【００２０】
図２は、本実施の形態における傾き検査装置２００の遮光板２１８の構成を示す正面図である。
傾き検査装置２００は、十字スリット２２０が設けられた遮光板２１８と、遮光板移動機構２４０（移動機構）とを含む。遮光板２１８には、第１の方向に延在する第１のスリット２２２および当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリット２２４から構成される十字スリット２２０が設けられている。十字スリット２２０の第１のスリット２２２と第２のスリット２２４とは直交している。第１のスリット２２２や第２のスリット２２４の幅に対して遮光板２１８の厚さが厚すぎると、光源２１０が傾いた場合に、光が通過できなくなる。そのため、この観点からは、遮光板２１８の厚さは薄い方が好ましい。一方、ある程度の強度を持たせるためには、遮光板２１８の厚さはある程度厚い方が好ましい。これらを考慮すると、遮光板２１８の厚さは、たとえば、０．５ｍｍ程度とすることができる。
【００２１】
遮光板移動機構２４０は、遮光板保持部２４２および回転軸２４４を含む。遮光板２１８は、回転軸２４４を介して遮光板保持部２４２に取り付けられている。回転軸２４４は、遮光板２１８を当該遮光板２１８の平面方向に、遮光板保持部２４２に対して任意の角度で回転させるとともに任意の角度で固定して支持する。
【００２２】
本実施の形態においては、第１のスリット２２２が載置面に対して垂直、第２のスリット２２４が載置面に対して平行となるようにして遮光板２１８を回転させて固定する。そして、切断装置１００の各要素のうち、垂直縁を有する要素には、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光を照射して、垂直縁と第１のスリット光とを目視で比較し、平行度を確認することにより、当該要素の傾きを検出する。また、切断装置１００の各要素のうち、平行縁を有する要素には、第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光を照射して、平行縁と第２のスリット光とを目視で比較し、平行度を確認することにより、当該要素の傾きを検出する。
【００２３】
本実施の形態において、光源２１０は、目視可能なものとすることができる。光源２１０は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とすることができる。
また、本実施の形態における傾き検査装置２００によれば、被観測物が以下の条件を満たすときに、被観測物の傾きを精度よく検出することができる。
・スリット光の照射面が、被観測物の外側（主に側面側）から目視観察可能であること。
・照射されたスリット光が、照射面上で目視観察可能であること。
・スリット光の照射面表面が滑らかであること。
・スリット光の照射面の外縁が、面取りされていないこと（機械加工で精度良く面取りされた場合は可。）。
【００２４】
遮光板２１８の角度の調整および固定は、以下の手順で行うことができる。
（１）第１のスリット２２２および第２のスリット２２４をそれぞれ透過したスリット光を被観測物に照射する。
（２）十字スリット２２０と被観測物との間の任意の場所に、基準となる治具を配置し、治具に照射される光と治具との位置関係に基づき、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が載置面に対して垂直となるか、または第２のスリット２２４を透過したスリット光が載置面に対して平行となるように遮光板２１８の角度を調整して固定する。
【００２５】
ここで、基準となる治具としては、予め、載置面に対して平行であることが保証されている平行方向に延在する平行方向延在部、または載置面に対して垂直であることが保証されている垂直方向に延在する垂直方向延在部を含むものを用いることができる。たとえば、治具が垂直方向延在部を含む場合、十字スリット２２０の第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が垂直方向延在部と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。また、治具が平行方向延在部を含む場合、十字スリット２２０の第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光が平行方向延在部と重なるように遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。また、治具は、平行方向延在部および垂直方向延在部の両方を含む構成とすることができる。この場合、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が垂直方向延在部と重なるとともに第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光が平行方向延在部と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。これにより、遮光板２１８の角度を精度よく調整・固定することができる。また、治具が、平行方向延在部および垂直方向延在部の両方を含む構成とし、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が垂直方向延在部と重なるとともに第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光が平行方向延在部と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することにより、光源２１０が遮光板２１８の上下左右等の斜め方向に存在している場合でも、遮光板２１８の角度を精度よく調整・固定することができる。
【００２６】
また、載置面が水平面と平行であることが保証されている場合は、治具として、おもりを吊るした糸および当該糸をつり下げる保持部を用いることもできる。このとき、十字スリット２２０の第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光が、静止した状態の糸と重なるように、遮光板２１８の角度を調整・固定することができる。糸の幅、色および材料等は、第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光と糸との重なりの状態が、視認判定できるものを選定することができる。
【００２７】
図１では、被観測物である切断装置１００の四方にそれぞれ光源２１０および十字スリット２２０を配置した例を示しているが、１セットの光源２１０および十字スリット２２０を用い、各側面からそれぞれ測定することもできる。
【００２８】
図３は、図２に示した遮光板２１８の十字スリット２２０の第１のスリット２２２および第２のスリット２２４をそれぞれ透過した第１のスリット光２４８および第２のスリット光２５０が切断装置１００の上金型１０４に照射された状態を示す図である。
【００２９】
ここでは、上金型１０４が傾いている例を示す。ここでは、切断装置１００の上金型１０４の観測面１０４ｂの平行縁１０４ａに第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光２５０を照射する。このとき、平行縁１０４ａは、上金型１０４の観測面の下端に位置するので、第２のスリット光２５０の下端が、平行縁１０４ａの端部に重なるように光を照射することが好ましい。ここで、平行縁１０４ａ上で、第２のスリット光２５０が途中で切れることなく限りなく平行に伸びていれば、この部位の平行が保たれていることが確認できる。図中、観測面１０４ｂのスリット光が照射されている箇所にはハッチングをしている。図示した例では、上金型１０４の平行縁１０４ａに照射された第２のスリット光２５０は、上金型１０４上で切れているため、上金型１０４の平行度が保たれていないことがわかる。本実施の形態において、第２のスリット光２５０と、上金型１０４の平行縁１０４ａとの平行度を観測することにより、上金型１０４の傾きを検出することができる。
【００３０】
被観測物の傾きの計測精度は、被観測物に照射されるスリット光の線幅を調整することにより、変更することができる。たとえば、スリット光の線幅を１００μｍに設定して被観測物に照射した場合、このスリット光が観測面の対象縁の途中で切れれば、その箇所で１００μｍの傾き（高低差）が生じていることとなる。スリット光の線幅は、被観測物において、計測したい傾き（高低差）の最小寸法と同等とすることができる。
【００３１】
図４は、図３に示した例よりも、スリット光の線幅が広い場合の例を示す。
図３に示した例と図４に示した例とでは、上金型１０４の傾きは同じである。しかし、図３においては、第２のスリット光２５０が上金型１０４上で切れているのに対し、図４においては、第２のスリット光２５０が上金型１０４上で切れていない。つまり、同じ傾きがあるものでも、照射するスリット光の線幅が広い方が照射光が途切れにくくなる。そのため、スリット光の線幅が広すぎると、計測精度が低下してしまう。計測精度を高めるためには、スリット光の線幅が狭い方がよい。スリット光の線幅は、たとえば、傾き検査装置２００と被観測物との距離を調整することや、遮光板２１８の第１のスリット２２２および第２のスリット２２４の線幅を調整することにより、変更することができる。
【００３２】
図５は、傾き検査装置２００の具体的な構成の一例を示す側面図である。
傾き検査装置２００は、光源２１０を移動可能に保持する光源移動機構２３０をさらに含むことができる。光源移動機構２３０は、光源２１０を載置面から遠ざかる方向および載置面に近づく方向に移動させる移動機構、ならびに光源２１０を載置面に対して横方向に移動させる移動機構を含むことができる。
【００３３】
また、遮光板移動機構２４０は、上述した遮光板保持部２４２および回転軸２４４に加えて、遮光板２１８を載置面から遠ざかる方向および載置面に近づく方向に移動させる移動機構、ならびに遮光板２１８を載置面に対して横方向に移動させる移動機構を含むことができる。このような構成とすると、スリット光の照射箇所を変化させることができるので、被観測物の各要素の観測を連続的に行うことができる。また、ここでは、遮光板移動機構２４０と光源移動機構２３０とを独立に示しているが、傾き検査装置２００は、遮光板２１８と光源２１０とが、連動して動くような移動機構を設けた構成とすることもできる。たとえば、遮光板２１８を光源２１０に取り付け、遮光板２１８も光源２１０とともに連動して動くような構成とすることができる。
【００３４】
図６は、十字スリット２２０の第２のスリット２２４を透過した第２のスリット光により、各要素の平行度を計測する例を示す。図６に示した例では、第２のスリット光２５０により上金型１０４の平行度、第２のスリット光２５２により切断用パンチ１１０の平行度、第２のスリット光２５４によりダイ１０６の平行度、第２のスリット光２５６により下金型１０２の平行度をそれぞれ計測することができる。図５に示したような傾き検査装置２００を用いて、切断装置１００の一側方から、複数の要素の平行度を計測する場合、遮光板２１８の角度を固定した後、第２のスリット光の照射位置を調整することにより、複数の要素の平行度を順次計測することができる。
【００３５】
また、図７は、十字スリット２２０の第１のスリット２２２を透過した第１のスリット光により、各要素の垂直度を計測する例を示す。図７に示した例では、第１のスリット光２６０により切断用パンチ１１０の垂直度、第１のスリット光２６２により支柱１１２の垂直度をそれぞれ計測することができる。図５に示したような傾き検査装置２００を用いて、切断装置１００の一側方から、複数の要素の平行度を計測する場合、遮光板２１８の角度を固定した後、第１のスリット光の照射位置を調整することにより、複数の要素の垂直度を順次計測することができる。
【００３６】
なお、遮光板２１８とともに光源２１０を移動させた場合、その都度、基準となる治具を用いた遮光板２１８の角度の調整および固定の処理を行ってもよい。なお、図６では各要素の平行度、図７では各要素の垂直度をそれぞれ計測する例を示したが、本実施の形態の遮光板２１８には、第１のスリット２２２と第２のスリット２２４とが設けられているので、同じ側面に平行縁と垂直縁とが存在する場合、これらも連続的に計測することができる。
【００３７】
図８は、傾き検査装置２００の具体的な構成の他の例を示す図である。
図８（ａ）は、傾き検査装置２００の側面図、図８（ｂ）は、傾き検査装置２００の平面図である。
ここでは、光源移動機構２３０が、光源２１０の光の照射角度を変化させる機構も有するようにすることができる。このとき、遮光板移動機構２４０は、遮光板２１８を垂直方向や水平方向に移動させる移動機構は有しない構成とすることもできる。この場合でも、たとえば、遮光板２１８を固定しておき、光源２１０の光の照射角度を調整したり、光源２１０の位置を移動させることにより、切断装置１００の所望の位置にスリット光が照射されるようにすることができる。
【００３８】
また、ここでは、遮光板移動機構２４０と光源移動機構２３０とを独立に示しているが、遮光板２１８を光源２１０に取り付け、遮光板２１８も光源２１０とともに連動して動くような構成とすることもできる。
【００３９】
以上で説明したように、本実施の形態における傾き検査装置２００の構成によれば、被観測物の各要素の観測面の縁に、十字スリット２２０から、載置面に垂直な第１のスリット光または載置面に水平な第２のスリット光を照射する。そして、観測面上でスリット光が欠けている状態を目視で観測することにより、各要素の傾きの有無や、各要素の傾き度合い（寸法）を容易かつ精度よく確認することができる。
【００４０】
従来、複数の部品で組み立てた物の中で、とくに金型等の精密加工部品の平行度および垂直度は、一般的にダイヤルゲージの様に点接触方式の測定器を用い、複数点の測定結果をもとに水平度や垂直度を算出し、判定していた。そのため、解析が複雑だった。また、従来、平行度および垂直度の測定および判定のためには、測定機材に加えて専門的な計測の知識と技能が必要であり、光源、カメラ、画像処理装置、専用プログラム等の非常に高価な構成を必要としていた。
【００４１】
しかし、本実施の形態における傾き検査装置２００の構成によれば、被観測物の各要素の傾きを、目視で観測することができる。そのため、カメラ、画像処理装置、専用プログラム等の高価な構成を用いることなく、安価かつ簡単に測定を行うことができる。なお、本実施の形態においても、カメラや画像処理装置を用いて観測面の詳細な分析等を行うこともできる。また、カメラや画像処理装置を用いて観測面の詳細な分析を行う場合、光源２１０として、レーザ等のコヒーレント光を用いることもできる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図９は、本実施の形態における傾き検査装置２００による傾き検査方法を説明する図である。本実施の形態では、照射光を被観測物の切断装置１００に照射するのではない点で第１の実施の形態の検査方法と異なる。
【００４３】
本実施の形態においても、傾き検査装置２００の構成は、第１の実施の形態の構成と同様とすることができる。ただし、本実施の形態において、傾き検査装置２００の光源２１０の光量を、第１の実施の形態の場合よりも低くする。本実施の形態においては、観測者は、観測面に投影された遮光板２１８の第１のスリット２２２または第２のスリット２２４から見える光源２１０と、観測面の所定の縁との平行状態を確認することにより、被観測物の平行度および垂直度を検出することができる。すなわち、本実施の形態において、光源２１０の光量は、スリット光が観測面に照射されない程度まで光源の光量を下げることができる。本実施の形態においても、光源２１０は、目視可能なものとすることができる。
【００４４】
本実施の形態における傾き検査装置２００によれば、被観測物が以下の条件を満たすときに、被観測物の傾きを精度よく検出することができる。
・スリット光の投影面が、被観測物の外側（主に側面側）から目視観察可能であること。
・投影されたスリット光が、投影面上で目視観察可能であること。
・スリット光の投影面表面が滑らかであること（可能な限り鏡面が望ましい。）。
・スリット光の投影面の外縁が、面取りされていないこと（機械加工で精度良く面取りされた場合は可。）。
【００４５】
図１０は、切断装置１００の上金型１０４の観測面の状態を示す図である。
上金型１０４の観測面１０４ｂには、遮光板２１８、ならびに第１のスリット２２２および第２のスリット２２４を透過した光源２１０の光が投影されている。ここで、上金型１０４の観測面１０４ｂの平行縁１０４ａ付近に第２のスリット２２４越しの投影光である第２のスリット光２７０（光源２１０）が映る様に視野を変える。ここで、投影光が途中で切れることなく平行に伸びていれば、この要素の平行が保たれていることが確認できる。図示した例では、光源２１０が切れているため、上金型１０４に傾きがあることが検出できる。
【００４６】
本実施の形態において、被観測物の傾きの計測精度は、観測面に投影されるスリット光の線幅を調整することにより、変更することができる。たとえば、スリット光の線幅は、たとえば１０μｍ程度まで細く設定することができる。たとえばスリット光の線幅を１０μｍに設定して被観測物に投影させた場合、このスリット光が、観測面の対象縁の途中で切れれば、その箇所で１０μｍの傾き（高低差）が生じていることとなる。スリット光の線幅は、被観測物において、計測したい傾き（高低差）の最小寸法と同等とすることができる。スリット光の線幅は、たとえば、傾き検査装置２００と被観測物との距離を調整することや、遮光板２１８の第１のスリット２２２および第２のスリット２２４の線幅を調整することにより、変更することができる。
【００４７】
図９に戻り、切断用パンチ１１０、ダイ１０６、および下金型１０２の平行度も、それぞれ第２のスリット光２７２、第２のスリット光２７４、第２のスリット光２７６により、観測することができる。
【００４８】
図１１は、本実施の形態における傾き検査装置２００により、各要素の垂直度を検出する方法を説明する図である。支柱１１２および切断用パンチ１１０の垂直度も、それぞれ第１のスリット光２８０および第１のスリット光２８２により観測することができる。
【００４９】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第１の実施の形態では、照射光は広がりを持つため、１０μｍオーダーのレベルまで線幅を細くしたスリット光を照射することが難しい。本実施の形態の構成によれば、より線幅の狭いスリット光で各要素の平行度および垂直度を確認することができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態においては、視点を変えることにより、スリット光の投影箇所を変えることができるので、光源２１０の光源移動機構２３０がない構成とすることもできる。また、遮光板移動機構２４０の移動機構も簡略化することができる。さらに、傾き検査装置２００の配置位置の自由度が高くなる。
【００５１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００５２】
なお、以上の照射の形態において、１本の第１のスリット２２２と１本の第２のスリット２２４とが十字形状に直交した例を示したが、遮光板２１８に形成されるスリットの数は、水平方向および垂直方向で、それぞれ、複数とすることもできる。また、たとえば、格子状のスリットとすることもできる。ただし、照射面または投影面での目視観察時に、水平方向のスリット光間と垂直方向のスリット光間が、それぞれ重ならないように、間隔を空けて配置することが好ましい。
【００５３】
また、水平方向および垂直方向で、それぞれ複数のスリットを設ける場合、各スリットの幅を異ならせることもできる。これにより、線幅が異なる複数のスリット光での観測を連続的に行うことができ、傾き度合を正確に把握することができる。
【００５４】
また、第１の実施の形態で説明したスリット光を照射する方法と、第２の実施の形態で説明したスリット光を投影させる方法とを組み合わせて行うこともできる。たとえば、傾き度合が小さく、スリット光を照射させる方法では傾きが観測しづらいときに、光源２１０の光量を下げて、引き続きスリット光を投影させる方法で傾きを観測することにより、傾きを精密に計測することができる。
【００５５】
以上の実施の形態においては、完成品金型の傾きの検査方法について述べたが、本発明は、金型組立工程における各金型要素の傾きの検査にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態において、所定の載置面に載置された被観測物である切断装置の載置面に対する傾きを検出する手順を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における傾き検査装置の遮光板の構成を示す正面図である。
【図３】図２に示した遮光板の十字スリットを透過したスリット光が切断装置の上金型に照射された状態を示す図である。
【図４】図３に示した例よりも、スリット光の線幅が広い場合の例を示す図である。
【図５】傾き検査装置の具体的な構成の一例を示す側面図である。
【図６】十字スリットの第２のスリットを透過した第２のスリット光により、各要素の平行度を計測する例を示す図である。
【図７】十字スリットの第１のスリットを透過した第１のスリット光により、各要素の垂直度を計測する例を示す図である。
【図８】傾き検査装置の具体的な構成の他の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における傾き検査装置による傾き検査方法を説明する図である。
【図１０】切断装置の上金型の観測面の状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における傾き検査装置による傾き検査方法を説明する図である。
【図１２】切断装置の構成を示す斜視図である。
【図１３】半導体装置の一例を示す概略図である。
【図１４】半導体装置のリード加工の一例を示す図である。
【図１５】半導体装置のリード加工の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 切断装置
１０２ 下金型
１０４ 上金型
１０４ａ 平行縁
１０４ｂ 観測面
１０６ ダイ
１１０ 切断用パンチ
１１２ 支柱
１１２ａ 垂直縁
２００ 傾き検査装置
２１０ 光源
２１８ 遮光板
２２０ 十字スリット
２２２ 第１のスリット
２２４ 第２のスリット
２３０ 光源移動機構
２４０ 遮光板移動機構
２４２ 遮光板保持部
２４４ 回転軸
２４８ 第１のスリット光
２５０ 第２のスリット光
２５２ 第２のスリット光
２５４ 第２のスリット光
２５６ 第２のスリット光
２６０ 第１のスリット光
２６２ 第１のスリット光
２７０ 第２のスリット光
２７２ 第２のスリット光
２７４ 第２のスリット光
２７６ 第２のスリット光
２８０ 第１のスリット光
２８２ 第１のスリット光
３００ 半導体装置
３０１ 封止樹脂
３０２ リード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出するための傾き検査装置であって、
前記被観測物に光を照射または投影する光源と、
前記光源と前記被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板と、
前記遮光板を当該遮光板の平面方向に回転可能に支持し、前記第１のスリットが前記載置面に対して垂直な状態で前記遮光板を固定する移動機構と、
を含む傾き検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記遮光板を前記載置面から遠ざかる方向および前記載置面に近づく方向に移動可能に支持する傾き検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記遮光板を前記載置面上で横方向に移動可能に支持する傾き検査装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記光源を、前記被観測物に対する前記光源の光の照射角度または投影角度が変化可能に支持する傾き検査装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記遮光板に連動させて前記光源を移動可能に支持する傾き検査装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の傾き検査装置において、
前記第１のスリットと前記第２のスリットとが十字形状に設けられた傾き検査装置。
【請求項７】
請求項１から６いずれかに記載の傾き検査装置を用いて、
前記光源から前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と、前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項８】
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出する方法であって、
前記載置面に対して垂直な第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板を前記被観測物と光源との間に配置して、前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の傾き検査方法において、
前記スリット光と前記縁との平行度を観測することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項１０】
請求項７から９いずれかに記載の傾き検査方法において、
前記スリット光を前記所定の面の前記縁に照射して、当該照射された光と前記縁との平行度を観測することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項１１】
請求項７から９いずれかに記載の傾き検査方法において、
前記スリット光を前記所定の面の前記縁に投影して、当該投影された光と前記縁との平行度を観測することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項１】
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出するための傾き検査装置であって、
前記被観測物に光を照射または投影する光源と、
前記光源と前記被観測物との間に配置され、第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板と、
前記遮光板を当該遮光板の平面方向に回転可能に支持し、前記第１のスリットが前記載置面に対して垂直な状態で前記遮光板を固定する移動機構と、
を含む傾き検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記遮光板を前記載置面から遠ざかる方向および前記載置面に近づく方向に移動可能に支持する傾き検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記遮光板を前記載置面上で横方向に移動可能に支持する傾き検査装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記光源を、前記被観測物に対する前記光源の光の照射角度または投影角度が変化可能に支持する傾き検査装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の傾き検査装置において、
前記移動機構は、前記遮光板に連動させて前記光源を移動可能に支持する傾き検査装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の傾き検査装置において、
前記第１のスリットと前記第２のスリットとが十字形状に設けられた傾き検査装置。
【請求項７】
請求項１から６いずれかに記載の傾き検査装置を用いて、
前記光源から前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と、前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項８】
載置面に載置された被観測物の前記載置面に対する傾きを検出する方法であって、
前記載置面に対して垂直な第１の方向に延在する第１のスリットおよび当該第１の方向と垂直な第２の方向に延在する第２のスリットを含む遮光板を前記被観測物と光源との間に配置して、前記第１のスリットまたは前記第２のスリットを透過したスリット光と前記被観測物を構成する所定の面の縁とを比較することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の傾き検査方法において、
前記スリット光と前記縁との平行度を観測することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項１０】
請求項７から９いずれかに記載の傾き検査方法において、
前記スリット光を前記所定の面の前記縁に照射して、当該照射された光と前記縁との平行度を観測することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【請求項１１】
請求項７から９いずれかに記載の傾き検査方法において、
前記スリット光を前記所定の面の前記縁に投影して、当該投影された光と前記縁との平行度を観測することにより、前記被観測物の傾きを検出する傾き検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−９１３３８（Ｐ２０１０−９１３３８Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５９９５１（Ｐ２００８−２５９９５１）
【出願日】平成２０年１０月６日（２００８．１０．６）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月６日（２００８．１０．６）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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