(57)【要約】【課題】  多数の検査対象品を高速に検査することが困難であった。【解決手段】  Ｘ線によって検査対象を検査するにあたり、固定的に配置されたＸ線源から所定の立体角の範囲にＸ線を出力し、平面的に並べられた複数の検査対象品を上記Ｘ線の出力範囲内で平面的に移動させ、上記検査対象品の位置の変更を行いながら、上記検査対象品の移動平面に対して垂直な軸に対して傾斜した検出面を持つ検出器であって、上記立体角に含まれる複数の位置に配設された複数の検出器でＸ線画像を取得し、取得した複数のＸ線画像から、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像を抽出し、これらのＸ線画像に基づいて当該検査対象品の検査を行う。【選択図】  図１
2006177760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定的に配置されたＸ線源から所定の立体角の範囲にＸ線を出力するＸ線出力手段と、
平面的に並べられた複数の検査対象品を上記Ｘ線の出力範囲内で平面的に移動させる平面移動手段と、
上記検査対象品の移動平面に対して垂直な軸に対して傾斜した検出面を持つ検出器であって、上記立体角に含まれる複数の位置に配設された複数の検出器でＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、
上記平面移動手段によって上記検査対象品の位置を変更しながら上記Ｘ線画像取得手段によって複数のＸ線画像を取得し、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像に基づいて当該検査対象品の検査を行う対象品検査手段とを備えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
上記対象品検査手段は、上記Ｘ線画像取得手段によって検出したＸ線に基づいて検査対象品の透過像と断層像とのいずれかまたは双方を取得して検査を行うことを特徴とする上記請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
上記平面移動手段は、上記検査対象品の位置を変更するにあたり所定の単位移動量で移動を行うようになっており、上記検出器の視野に含まれる領域の移動方向への長さが単位移動量であることを特徴とする上記請求項１または請求項２のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
上記複数の検査対象品は直線状に並べられた複数の検査対象品を含み、上記Ｘ線画像取得手段においては当該並べられた複数の検査対象品の異なる２つについて異なる検出器によってＸ線画像を同時に取得可能であるとともに、上記平面移動手段が上記直線の方向に検査対象品を移動させることにより、さらに別の２つの検査対象品について異なる検出器によってＸ線画像を同時に取得可能であることを特徴とする上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
上記Ｘ線出力手段における焦点と上記検査対象品との相対的な位置関係を検出する位置センサを備え、上記平面移動手段は当該位置センサの検出結果を参照し、上記検出器の視野に含まれる領域の移動方向への長さを算出することを特徴とする上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
上記平面移動手段は、複数の検査対象品をＸ線の出力範囲に逐次搬送する搬送機構を備えることを特徴とする上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
上記立体角に含まれる位置に配設されるとともに上記検査対象品の移動平面に対して略平行の検出面でＸ線を検出する平行Ｘ線検出手段を備え、上記対象品検査手段は、上記平行Ｘ線検出手段によって検出したＸ線に基づく検査結果が所定の基準を満たさない場合に、上記Ｘ線検出手段における複数の検出器によって検出したＸ線に基づく検査を行うことを特徴とする上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
Ｘ線によって検査対象を検査するＸ線検査方法であって、
固定的に配置されたＸ線源から所定の立体角の範囲にＸ線を出力するＸ線出力工程と、
平面的に並べられた複数の検査対象品を上記Ｘ線の出力範囲内で平面的に移動させる平面移動工程と、
同平面移動工程による上記検査対象品の位置の変更を行いながら、上記検査対象品の移動平面に対して垂直な軸に対して傾斜した検出面を持つ検出器であって、上記立体角に含まれる複数の位置に配設された複数の検出器でＸ線画像を取得するＸ線画像取得工程と、
上記Ｘ線画像取得工程によって取得した複数のＸ線画像から、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像を抽出し、これらのＸ線画像に基づいて当該検査対象品の検査を行う対象品検査工程とを備えることを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項９】
Ｘ線によって検査対象を検査するＸ線検査プログラムであって、
固定的に配置されたＸ線源から所定の立体角の範囲にＸ線を出力するＸ線出力機能と、
平面的に並べられた複数の検査対象品を上記Ｘ線の出力範囲内で平面的に移動させる平面移動機能と、
上記検査対象品の移動平面に対して垂直な軸に対して傾斜した検出面を持つ検出器であって、上記立体角に含まれる複数の位置に配設された複数の検出器でＸ線画像を取得するＸ線画像取得機能と、
上記平面移動機能によって上記検査対象品の位置を変更しながら上記Ｘ線画像取得機能によって複数のＸ線画像を取得し、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像に基づいて当該検査対象品の検査を行う対象品検査機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするＸ線検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検査対象品にＸ線を照射し、得られる透過像を分析することによって当該検査対象品の良否判定等が行われていた（例えば、特許文献１参照。）。この文献においては、Ｘ−Ｙステージ上にθテーブルを配設し、Ｘ−Ｙステージに直交する面内でＸ線源およびカメラを回転させる技術（特許文献１，図１）や、Ｘ−Ｙステージに直交する軸を中心にしてＸ線源およびカメラを回転させる技術（特許文献１，図２）が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３５６６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のＸ線検査装置においては、多数の検査対象品を高速に検査することが困難であった。すなわち、検査対象品を詳細に検査するためには、検査対象品を異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得し、外観検査や３次元構造の解析を行う必要がある。従来の技術においては、異なる方向から検査対象品を撮影するために検査対象品を所定の位置に配設し、Ｘ線源およびカメラを回転させるため、多数の検査対象品のそれぞれについて、検査対象品を一つずつ予め決められた位置に配設し、異なる方向から複数回の撮影を行うという処理を繰り返していた。従って、ＩＣチップを接続する多数の半田バンプなど、多数の検査対象品を検査するためには非常に時間がかかってしまう。
【０００４】
また、Ｘ線源は通常、高電圧を利用してＸ線を発生させるため、装置が大きく、また重くなる。このように、大きく重いＸ線源を移動させるためには、大がかりな装置が必要であるとともに移動を完了するまでに多くの時間を要してしまう。従って、一つずつ検査対象品を検査する従来の手法では、検査対象品の数が増加するほど、Ｘ線源等の移動による時間のロスが増加し、高速な検査が実施できなかった。
【０００５】
尚、多数の検査対象品を高速に実施することは、部品の全数検査を実施するような場合に極めて重要である。すなわち、自動車の搭載部品など、一部の部品について抜き取り調査をするのでは不十分であって全数検査を必要とする製品では、高速に検査対象品を検査しなければ、生産効率が低下してしまう。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、多数の検査対象品を高速に検査することが可能なＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明では、検査対象品の位置を変更しながら複数のＸ線画像を取得し、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像を抽出する。これらのＸ線画像は、同一の検査対象品について異なる方向からＸ線画像を撮影したものであるので、これらのＸ線画像に基づいて上記検査対象品の検査を行うことにより、その検査対象品を詳細に検査することが可能になる。
【０００７】
すなわち、平面移動手段では、Ｘ線画像を取得する際に検査対象品が検出器の視野内に配設されるように検査対象品を移動させるが、本発明においては、特定の検査対象品のみを特定の検出器で撮影するために平面移動手段による移動をするのではなく、複数の検出器のいずれかまたは総てによって複数の検査対象品を撮影するように移動させる。従って、ある検出器によってある検査対象品のＸ線画像を取得し、同時に、他の検出器によって他の検査対象品のＸ線画像を取得する。これを繰り返せば、特定の検査対象品について異なる方向から撮影したＸ線画像を取得することが可能である。
【０００８】
そこで、対象品検査手段によって特定の検査対象品について異なる方向から撮影したＸ線画像を抽出し、分析すれば、当該特定の検査対象品について詳細に分析を行うことが可能になる。また、以上の構成においては、一回の撮影動作によって一枚のＸ線画像を取得するのではなく、一回の撮影動作によって複数のＸ線画像を取得するので、Ｘ線画像を効率的に収集することができ、高速に検査を行うことが可能になる。
【０００９】
さらに、本発明においては、所定の立体角の範囲にＸ線を出力するＸ線源を固定的に配置し、検査対象品をこの立体角の範囲内で平面的に移動させてＸ線画像を撮影する。従って、本発明では、大きく、重いＸ線源を移動させることなく検査対象品のＸ線画像を取得することができ、高速に検査を行うことが可能である。
【００１０】
ここで、Ｘ線出力手段はＸ線源が固定的に配置され、かつ所定の立体角の範囲にＸ線を出力することができればよい。Ｘ線源は、検査対象品の検査に際して移動しない状態で構成されればよく、Ｘ線検査装置を工場等に据え付ける際に床や検査ラインに対して相対的に移動しないように設置されればよい。また、Ｘ線の出力範囲は、上記Ｘ線画像取得手段における複数の検出器の検出面が含まれるような範囲であればよい。すなわち、従来用いられてきた照射範囲に制約のあるＸ線管を使用するのではなく、広い範囲にＸ線が照射されるＸ線管を使用することによって、Ｘ線画像の撮影に際してＸ線源の角度変更や移動を伴わないようにすることができればよい。
【００１１】
尚、このようなＸ線源としては、例えば、透過型開放管を採用すればよい。すなわち、透過型開放管においては、薄いターゲットに衝突した電子によってＸ線が発生し、Ｘ線が当該ターゲットを透過して外部に出力される際にほぼ全方位（立体角２π）が出力範囲になる。むろん、ほとんどの場合、被検査対象について撮像するための照射範囲として立体角２πは必要なく、少なくとも上記複数の位置における検出面を含む立体角でＸ線を照射するＸ線源を採用すればよいが、立体角が大きいほど本発明を適用できる検査対象品が多くなり、汎用性が高くなる。
【００１２】
平面移動手段は、検査対象品を２次元的に移動させることができれば良く、いわゆるＸ−Ｙステージ等によって構成することができる。尚、本発明においては、検査対象品を回転移動させる必要がないので、Ｘ線源と検査対象品とを近接させることが可能である。従って、Ｘ線画像取得手段の検出面において容易に大きな拡大率のＸ線画像を取得することができ、高精度の検査を実施することが可能である。
【００１３】
Ｘ線画像取得手段においては、Ｘ線出力手段から出力されたＸ線および検査対象品を透過したＸ線を複数の位置において検出面にて取得することができれば良い。これらの検出手段としては、例えば、２次元的に配置したＣＣＤによってＸ線の強度を計測するセンサを採用可能である。また、検出面は、Ｘ線源の焦点に対向するように傾斜角が決められていればよく、検査対象品の移動平面に対して垂直な軸に対して所定の角度で傾斜させればよい。
【００１４】
対象品検査手段による検査としては、透過像に基づいて検査対象品の断面積や体積、形状、半田付けにおけるブリッジの有無等を検査したり、複数の透過像に基づく再構成演算を行って断層像を算出し、半田付け等の良否判定を行うなど種々の構成を採用可能である。尚、検査対象品について複数の透過像を取得して再構成演算を実施する場合に本発明の構成を採用せず、一つの検査対象品を逐次複数の検出器の視野に移動させる構成を採用すると、検査時間が非常に長くなるため、再構成演算を実施して、断層像を分析する構成について本発明を適用すると、検査時間短縮の効果がより大きくなる。
【００１５】
尚、異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を用いれば、上述の再構成演算を行うことが可能であるが、この再構成演算を行う場合には、検査対象品に対して所定の対称性を有する位置からＸ線画像を撮影するのが好ましい。例えば、検査対象品の移動平面に対して垂直な軸を中心に検出面を回転させたことを想定した場合の位置（以下、回転位置と呼ぶ）に検出面を配設すればよい。より具体的には、Ｘ線源の焦点とＸ線照射範囲の中心とを結ぶ直線を軸とし、この軸を中心にした所定の半径の円周上に回転位置を想定すればよい。
【００１６】
以上のように、検出面を複数の回転位置に配設すれば、回転対称性のある位置から検査対象品を撮影することができ、撮影したＸ線画像の回転対称性を考慮して３次元構造を解析することが可能になる。尚、この構成においては複数の回転位置にてＸ線画像を取得するが、Ｘ線画像を取得するために検査対象品を回転させることはない。従って、簡易な構成によって検査対象を平面移動させるのみで検査対象品の検査を行うことが可能になり、多数の検査対象品を検査する場合であっても高速にその処理を実施することができる。
【００１７】
本発明では、一回の撮影動作によって複数のＸ線画像を取得することで撮影処理の効率化を図り、これによって検査速度を高速化している。このためには、請求項３のように、検出器の視野サイズを平面移動手段による単位移動量にする構成が好ましい。すなわち、平面移動手段によって単位移動量での移動を行いながら検査を行うこととし、この単位移動量を上記検出器の視野に含まれる領域の移動方向への長さとする。
【００１８】
この構成によれば、上記平面移動手段による移動の度に、上記検査対象品の移動平面内で検出器の視野に含まれる領域が切り換えられ、この領域に隣接する領域であって移動前に視野外にあった領域が視野内に含まれることになる。従って、複数の検査対象品が一つの検出器の視野を超える領域に渡って存在しているときに、少ない回数の移動によって全検査対象品を効率的に撮影することが可能になる。むろん、一つの検出器によって全検査対象品の撮影が終了した時点で他の検出器においても全検査対象品の撮影が終了しているとは限らないが、少なくとも一回の撮影に際して複数の検出器によって検査対象品を撮影することができれば、全検出器にて逐次撮影を行う場合と比較して撮影作業を効率化することができる。
【００１９】
さらに、一回の撮影動作によって複数のＸ線画像を取得することで撮影処理の効率化を図り、これによって検査速度を高速化するためには、直線上に並べられた複数の検査対象品について本発明を適用すると特に好ましい。すなわち、請求項４のように、当該並べられた複数の検査対象品の異なる２つについて、それぞれのＸ線画像を異なる検出器によって同時に取得できるように構成する。この構成においては、上記平面移動手段によって上記直線の方向に検査対象品を移動させることで、さらに別の２つの検査対象品について異なる検出器によってＸ線画像を同時に取得可能である。
【００２０】
従って、Ｘ線画像取得手段によるＸ線画像の撮影と、平面移動手段による検査対象品の移動とを繰り返すことにより、一回の撮影の度に少なくとも２枚のＸ線画像を取得しながら、複数の検査対象品についてのＸ線画像を取得することができる。このため、多数の検査対象品について複数のＸ線画像を効率的に取得することができ、高速に検査を実施することが可能である。
【００２１】
尚、この構成では、ある方向に検査対象品を移動させることによって複数の検出器の視野内に異なる検査対象品を配置し、さらなる移動によって再び複数の検出器の視野内に異なる検査対象品を配置することができればよい。従って、検出器の視野内に検査対象品を配置できる限りにおいて当該検査対象品がその移動方向に沿って直線的に並んでいればよく、厳密に直線状に並んでいることが必須というわけではない。
【００２２】
また、本発明において、上記単位移動量を正確に算出するために、請求項５のように位置センサを採用しても良い。すなわち、位置センサによって上記Ｘ線出力手段における焦点と上記検査対象品との相対的な位置関係を検出すれば、Ｘ線画像取得手段における検出面と、Ｘ線検出手段における焦点との相対的な関係から検出器の視野に含まれる領域の大きさを正確に算出することができる。当該領域の大きさを正確に算出することができれば、当該領域において検査対象品を移動させる方向に沿った長さを正確に算出することができる。従って、平面移動手段における移動制御を正確に実施することが可能になる。
【００２３】
ここで、位置センサは、上記Ｘ線出力手段における焦点と上記検査対象品との相対的な位置関係を検出することができれば良く、例えば、当該焦点から鉛直上方に向けた軸に平行な距離（高さ）等によって相対位置関係を検出しても良い。むろん、ここでは、検査対象品と焦点との相対的な位置関係を直接的に検出する構成の他、検査対象品が載置されている基板等と焦点との相対的な位置関係を検出し、基板等の厚さを見込んで相対的な位置関係を取得しても良いし、基板等の厚さが無視できると考えても良い。
【００２４】
本発明においては、上述のように高速に検査を実施可能な構成を採用しているため、工場等の検査ラインにおいてインラインで検査を実施できるように構成することが好ましい。そこで、請求項６のように、上記平面移動手段において複数の検査対象品をＸ線の出力範囲に逐次搬送する搬送機構を構成すれば、多数の検査対象品をインラインで検査することが可能になる。この結果、全数検査を要する検査対象品に適用して好適なＸ線検査装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明においては、不必要な検査を防止することによって高速化を図ることもできる。すなわち、請求項７のように、平行Ｘ線検出手段によって検出したＸ線に基づく検査結果が所定の基準を満たさない場合に、Ｘ線検出手段における複数の検出器で検出したＸ線に基づく検査を行うように構成すれば、必要な場合にのみ複数のＸ線画像で検査を行うことになる。従って、高速に検査を行うことが可能である。
【００２６】
ここでは、Ｘ線検出手段における複数の検出器に基づく検査が不要であるか否かを所定の基準によって判定することができればよい。従って、所定の基準としては、検査対象品が明らかに良品であることを示す基準と検査対象品が明らかに不良品であることを示す基準とのいずれかまたは双方を採用することができる。より具体的には、平行Ｘ線検出手段で取得するＸ線画像の強度やＸ線画像から得られる検査対象品の断面積や体積、形状に対して予め基準を設定すればよい。
【００２７】
以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法においても本発明を適用可能である。その一例として、請求項８にかかる発明は、請求項１に対応した方法を実現する構成としてある。むろん、その実質的な動作については上述した装置の場合と同様である。また、請求項２〜請求項７に対応した方法も構成可能である。このようなＸ線検査装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。
【００２８】
発明の思想の具現化例として上記方法を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアあるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用される。その一例として、請求項９にかかる発明は、請求項１に対応した機能をソフトウェアで実現する構成としてある。むろん、請求項２〜請求項７に対応したソフトウェアも構成可能である。
【００２９】
また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階については全く問う余地無く同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行なう場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：
【００３１】
（１）本発明の構成：
図１は本発明にかかるＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線検出器１３ａ〜１３ｄと搬送装置１４とを備えており、各部をＣＰＵ２５によって制御する。すなわち、Ｘ線検査装置１０はＣＰＵ２５を含む制御系としてＸ線制御機構２１とステージ制御機構２２と画像取得機構２３と搬送機構２４とＣＰＵ２５と入力部２６と出力部２７とメモリ２８とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２５は、メモリ２８に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。
【００３２】
メモリ２８はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め検査位置データ２８ａと撮像条件データ２８ｂとが記録されている。検査位置データ２８ａは、検査対象品の位置を示すデータであり、本実施形態においては、基板上に配設されたバンプの位置を示すデータである。撮像条件データ２８ｂは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。尚、メモリ２８はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ，ＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。
【００３３】
Ｘ線制御機構２１は、上記撮像条件データ２８ｂを参照し、Ｘ線発生器１１を制御して所定のＸ線を発生させることができる。Ｘ線発生器１１は、いわゆる透過型開放管であり、Ｘ線の出力位置である焦点Ｆからほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。また、Ｘ線発生器１１は、Ｘ線検査装置１０において固定的に配置されている。すなわち、Ｘ線発生器１１の位置や角度は変更されず、装置において固定されたまま移動されることはない。
【００３４】
ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２と接続されており、上記検査位置データ２８ａに基づいて同Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に搬送する。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板１２ａを搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上のバンプを検査し、搬送装置１４にて検査後の基板１２ａを搬送する処理を連続的に実施できるように構成されている。
【００３５】
尚、上述のように検査位置データ２８ａは基板上のバンプの位置を特定しており、ステージ制御機構２２は、バンプを連続的に撮影する際に所定の単位移動量で基板１２ａを移動させるようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。すなわち、単位移動量はＸ線検出器１３ａ〜１３ｄにおける一回の撮影範囲（視野）に基づいて決定されており、当該視野に含まれる基板１２ａ上の領域の長さであって、Ｘ−Ｙステージ１２の移動方向に沿った長さが単位移動量である。
【００３６】
画像取得機構２３はＸ線検出器１３ａ〜１３ｄに接続されており、同Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄが出力する検出値によって検査対象品のＸ線画像を取得する。本実施形態におけるＸ線検出器１３ａ〜１３ｄは、２次元的に分布したセンサを備えており、検出したＸ線からＸ線の２次元分布を示すＸ線画像データを生成することができる。尚、本実施形態においては、基板１２ａがある位置に配設されているときに、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄのうち、複数の検出器の視野内にバンプが含まれる場合があり、この場合には、当該複数の検出器によってＸ線画像データを生成する。
【００３７】
出力部２７は上記Ｘ線画像等を表示するディスプレイであり、入力部２６は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部２６を介して種々の入力を実行可能であるし、ＣＰＵ２５の処理によって得られる種々の演算結果やＸ線画像データ、検査対象品の良否判定結果等を出力部２７に表示することができる。
【００３８】
ＣＰＵ２５は、メモリ２８に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、検査対象品の検査を行うために、図１に示す搬送制御部２５ａとＸ線制御部２５ｂとステージ制御部２５ｃと画像取得部２５ｄと良否判定部２５ｅとにおける演算を実行する。搬送制御部２５ａは、搬送機構２４を制御して、適切なタイミングで基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に供給し、また、適切なタイミングで搬送装置１４を駆動して検査済みの基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２から取り除く。
【００３９】
Ｘ線制御部２５ｂは、上記撮像条件データ２８ｂを取得し、上記Ｘ線制御機構２１を制御して所定のＸ線をＸ線発生器１１から出力させる。ステージ制御部２５ｃは、上記検査位置データ２８ａを取得し、未撮影のバンプを逐次Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄの視野内に配置するための座標値を算出し、ステージ制御機構２２に供給する。この結果、ステージ制御機構２２は、この座標値がＸ線検出器１３ａ〜１３ｄのいずれかの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３が取得するＸ線画像データをメモリ２８に記録する。良否判定部２５ｅは、当該記録されたＸ線画像データに基づいて所定の演算処理を行い、検査対象品が良品であるか、不良品であるかを判定する。
【００４０】
（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図２に示すフローチャートに従って検査対象品の良否判定を行う。本実施形態においては、多数の基板１２ａを搬送装置１４によって搬送し、逐次Ｘ−Ｙステージ１２上で基板１２ａ上のバンプを検査する。このため、検査に際しては、まずステップＳ１００にて搬送制御部２５ａが搬送機構２４に指示を出し、搬送装置１４によって検査対象の基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２上に搬送する。
【００４１】
次に、ステージ制御部２５ｃは、検査対象となるバンプを適切な位置に移動させる。本実施形態において、基板１２ａ上にはチップを基板１２ａに接続するための複数のバンプが配設されており、総てのバンプを逐次検査対象とするため、Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。
【００４２】
図３は、本発明における基板１２ａとＸ線検出器との関係を示す図であり、図４は、バンプの構成例および単位移動量を示す図である。これらの図においては、Ｘ−Ｙステージ１２による移動平面をｘ−ｙ平面とし、この平面に垂直な方向をｚ方向としている。図３は、ｚ−ｘ平面を眺めた図であり、本実施形態においては、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に向けた軸Ａを基準にしてＸ線検出器１３ａ〜１３ｄを配置している。すなわち、当該軸Ａを中心とする半径Ｒの円周上に検出面の中心が位置するようにＸ線検出器１３ａ〜１３ｄを配設している。また、各Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄの検出面は、各検出面の中心と焦点Ｆとを結ぶ直線ｌに対して垂直になるように配向されている。
【００４３】
具体的には、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄの検出面は軸Ａに対して傾斜され、ｘ−ｙ平面と検出面とに対して所定の角度（傾斜角）αが与えられている。さらに、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄは、隣接する検出器との距離が総て同じ距離になるように配設されており、上記軸Ａと検出面の中心とを結ぶ半径Ｒを回転させることを想定した場合、ある検出面の中心から半径Ｒを９０度回転させると隣の検出面の中心に一致する。
【００４４】
このように配設された検出面においては、所定の面積にセンサが分布しているので、ｘ−ｙ平面の所定の領域を一度に視野内に含めてＸ線画像を取得することができる。すなわち、検出面の端と焦点Ｆとを結ぶ破線が視野の範囲となり、図３に示す基板１２ａ上では長さＬの領域ＦＯＶが視野内の領域に相当する。また、本実施形態においては、領域ＦＯＶ同士の距離も長さＬとなっており、後述するように、効率的にＸ線画像の取得が可能である。
【００４５】
図４は、基板１２ａ上に配置されるバンプの例であり、ｚ軸方向からｘ−ｙ平面を眺めた状態を示している。同図４に示す実線の矩形はバンプによって基板に接続されるチップの大きさを示しており、バンプを介して当該チップを基板１２ａに接続した状態で良否判定が行われる。本実施形態においては、図に示すｘ軸に沿った方向とｙ軸に沿った方向とがＸ−Ｙステージ１２による基板１２ａの移動方向である。また、図４に示す破線の矩形はＸ線検出器１３ａ〜１３ｄにおける視野の領域であり、領域ＦＯＶａ，ＦＯＶｂ，ＦＯＶｃ，ＦＯＶｄのそれぞれがＸ線検出器１３ａ〜１３ｄの視野に相当し、当該領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄの一辺の長さＬが上記単位移動量に相当する。
【００４６】
すなわち、上記Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄにおいては、一度の撮影によって領域ＦＯＶ内のバンプが撮影されるため、ｘ軸の負方向にバンプを移動させる際に、長さＬを単位移動量とすれば、最小の撮影回数によってｘ軸方向に並べられた総てのバンプを撮影することが可能になる。また、同じチップに関する総てのバンプを撮影するためには、各領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄによってバンプを走査するように単位移動量の移動を繰り返す。むろん、バンプがＸ線検出器１３ａ〜１３ｄにおける視野に含まれない場合や、ｘ軸方向に並べられたバンプの撮影が終了した後には単位移動量と異なる移動量でＸ−Ｙステージ１２を移動させることが可能である。尚、図４では、バンプを撮影する視野の領域を２カ所示しているが、むろん、本実施形態においては基板１２ａ上のバンプが移動するのであって、視野の領域が移動するのではない。
【００４７】
以上のような撮影を行うため、本実施形態において上記ステージ制御部２５ｃは、図２に示すステップＳ１０５〜ステップＳ１３０にて検査対象品であるバンプを移動させる。このために、上記検査位置データ２８ａを参照し、予め決められた設定位置にバンプが配設されるようにＸ−Ｙステージ１２を制御する（ステップＳ１０５）。ここで、設定位置は、上記検査位置データ２８ａで特定される複数のバンプを走査するために予め決められた位置であり、ある方向への走査を行うにあたり、最初にバンプが配設されるべき位置である。例えば、図４に示す左下のバンプを撮影した後にｘ軸方向に走査を行い、ｘ軸方向への走査が終了した後にｙ軸方向に移動させ、さらにｘ軸の負方向に走査を行う処理を繰り返す場合、図４の位置Ｃ１が最初の設定位置であるし、位置Ｃ２はｘ軸方向への最初の走査が終了した後、さらにｘ軸の負方向に走査を行う際の設定位置である。
【００４８】
バンプを設定位置に移動させると、Ｘ線制御部２５ｂおよび画像取得部２５ｄの制御により、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄによってＸ線画像を撮影する（ステップＳ１１０）。ここでは、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄのそれぞれに対応した視野の領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄにバンプが含まれる総ての検出器にてＸ線画像を同時に撮影する。むろん、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄのそれぞれに対応した視野の領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄに異なるチップのバンプが含まれ、双方とも検査対象品である場合には、双方のチップにおけるバンプを撮影しても良い。
【００４９】
本実施形態においては、以上のように異なるＸ線検出器によって異なる検査対象品を同時に撮影するので、効率的にＸ線画像を取得することが可能になる。いずれにしても、上記ステップＳ１１０にてＸ線画像を撮影すると、上記画像取得部２５ｄはＸ線画像を取得したＸ線検出器１３ａ〜１３ｄの視野中心を示す座標と当該Ｘ線画像とを対応づけて上記メモリ２８に記憶する（ステップＳ１１５）。すなわち、本実施形態において、バンプの配置は予め決められているので、当該視野中心を示す座標をＸ線画像と対応づけておけば、視野内のバンプを一義的に特定することが可能になる。
【００５０】
次に、ステージ制御部２５ｃは、検査対象となるバンプの総てをＸ線検出器１３ａ〜１３ｄで撮影したか否かを判別する（ステップＳ１２０）。同ステップＳ１２０にて検査対象となるバンプの総てを撮影したと判別されなければ、さらに、同じ移動方向に並べられたバンプの総てを撮影したか否かを判別する（ステップＳ１２５）。同ステップＳ１２５にて同じ移動方向に並べられたバンプの総てを撮影したと判別されなければ、ステージ制御部２５ｃは、この移動方向に沿って上記単位移動量の移動を行うようにＸ−Ｙステージ１２を制御する（ステップＳ１３０）。そして、上記ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ１２５にて同じ移動方向に並べられたバンプの総てを撮影したと判別された場合には、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。すなわち、未撮影の領域を撮影するための設定位置にバンプが配設されるように基板１２ａを移動させ、同じ処理を繰り返す。例えば、上記図４で説明した例のように走査するのであれば、ｘ軸方向に平行な移動によって総てのバンプを撮影した後、必要に応じてｘ軸方向，ｙ軸方向への移動を行って予め決められた設定位置にバンプを配設する。その後、ｘ軸方向への単位移動量によって逐次Ｘ−Ｙステージ１２を制御しながらＸ線画像の撮影を繰り返す。
【００５２】
以上の処理により、ステップＳ１２０にて検査対象となるバンプの総てを撮影したと判別されたら、良否判定部２５ｅは、ステップＳ１３５〜Ｓ１５０にて良否判定処理を行う。本実施形態においては、検査対象品であるバンプの座標を個別に指定する（ステップＳ１３５）。このとき、予め決められた順番にバンプを自動で指定しても良いし、利用者が上記入力部２６を介して検査対象とすべきバンプを指定しても良い。
【００５３】
個別のバンプの座標を指定すると、上記メモリ２８に記録されているＸ線画像データを参照し、各Ｘ線画像に対応づけられた視野中心の座標に基づいて、上記指定された座標のバンプが含まれるＸ線画像を取得する（ステップＳ１４０）。本実施形態においては、上記Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄのそれぞれによって撮影された４枚のＸ線画像を取得する。そして、当該４枚のＸ線画像から上記指定されたバンプを取得して良否判定を行う（ステップＳ１４５）。
【００５４】
ここでは、バンプの良否判定を行うことができれば良く、例えば、Ｘ線画像に基づいて検査対象品の断面積や体積、形状、半田付けにおけるブリッジの有無等を検査する。この検査結果が良判定であれば上記指定された座標のバンプが良品であると設定し、検査結果が不良判定であれば上記指定された座標のバンプが不良品であると設定する。尚、良否判定においては、予め断面積や形状等に基準の閾値や基準の形状等を設定しておくことによって、検査を自動で行っても良いし、上記出力部２７にＸ線画像を表示することによって目視検査を行っても良い。
【００５５】
ステップＳ１５０では、以上の良否判定が終了したか否かを判別し、終了したと判別されなければステップＳ１３５以降を繰り返す。すなわち、未判定のバンプの座標を指定して良否判定処理を繰り返す。尚、ステップＳ１５０においては、良否判定の終了を所定の基準に基づいて判別することができれば良い。例えば、あるバンプについて不良判定がなされていたら、その時点で不良品が含まれることに基づいて良否判定を終了し、総てのバンプについて良判定であれば、良品であるとして良否判定を終了する。ステップＳ１５０にて良否判定が終了したと判別されると、ある基板上の検査対象品について、一通り検査が終了したことになるので、ステップＳ１００以降の処理を繰り返し、検査対象品のインライン検査を繰り返す。
【００５６】
以上のように、本実施形態においては、Ｘ線発生器１１を固定的に配置し、位置や角度を変更することはない。すなわち、略全方位（立体角２π）にＸ線を出力するＸ線発生器１１を採用し、複数のＸ線検出器１３ａ〜１３ｄとＸ−Ｙステージ１２とを組み合わせることによって複数の角度におけるＸ線画像の取得を可能にしている。従って、大きく、重いＸ線発生器１１を移動させる必要はないし、複数のＸ線画像を取得するための駆動部位はＸ−Ｙステージ１２のみである。この結果、ある検査対象品を非常に高速に検査することが可能であるし、連続的に検査対象品を搬送する機構と組み合わせることにより、多数の検査対象品を高速に検査することが可能である。
【００５７】
さらに、Ｘ−Ｙステージ１２による移動を行いながら、複数のＸ線検出器１３ａ〜１３ｄによって異なる検査対象品のＸ線画像を同時に撮影し、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像を抽出して検査対象品の検査を行う。従って、ある検査対象品をＸ線検出器１３ａ〜１３ｄのいずれかの視野に移動させ、撮影し、再び他のＸ線検出器１３ａ〜１３ｄの視野に移動させ、撮影をするという作業を逐次実施する構成と比較して非常に高速に必要なＸ線画像の撮影を完了することができる。従って、多数の検査対象品を高速に検査することが可能である。
【００５８】
（３）他の実施形態：
本発明においては、複数の検出器によって同時に取得したＸ線画像から同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像を取得して検査対象品の検査を行うことができれば良く、上記実施形態の他、種々の構成を採用可能である。例えば、複数のＸ線検出器１３ａ〜１３ｄは複数の回転位置に配設されているため、各Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄにて取得したＸ線画像に回転対称性があり、画像の解析が容易であるという利点があるものの、検出器の配置がこのような配置に限定されるわけではない。むろん、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄの配置は以上の配置に限られないし、その数も４個に限られず、複数個であればよい。
【００５９】
また、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄの傾斜角や位置を自由に変えられるように構成し、検査対象品に応じてこれらの傾斜角や位置を変更する構成を採用しても良い。このように、傾斜角や位置を変更すれば、上記視野の領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄの大きさが変わるため、上述の単位移動量を変更することが可能である。さらに、領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄは、上記図４に示すように互いに隣接している必要はなく、離れていても良い。
【００６０】
この場合、領域ＦＯＶａと領域ＦＯＶｃとの距離および領域ＦＯＶｂと領域ＦＯＶｄとの距離は、長さＬの整数倍であることが好ましい。特に、各距離が長さＬの奇数倍であれば、ｘ軸に平行な方向に領域ＦＯＶｂと領域ＦＯＶｄとが存在し、ｙ軸に平行な方向に領域ＦＯＶａと領域ＦＯＶｃとが存在し、かつ焦点Ｆから延びる軸Ａに対して４回回転対称を持つ状態で領域を配置することができる。また、各領域の間に位置するバンプを単位移動量の整数倍の走査で撮影することができ、効率的に撮影を行うことができる。以上のように、領域同士の距離が単位移動量である長さＬの整数倍であることが好ましいが、むろん、整数倍でなかったとしても本発明による構成を採用することによって効率的にＸ線画像を取得することは可能である。
【００６１】
尚、単位移動量を正確に把握するための構成を採用してもよい。このための構成としては、例えば、高さセンサによって検査対象となるバンプの高さ、すなわち、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆとバンプとのｚ方向への距離を取得する構成を採用可能である。高さセンサは、この距離を計測するセンサであれば良く、種々のセンサを採用可能である。
【００６２】
図５においては、上記図３に示す構成に対して高さセンサを追加した場合の構成を示している。同図５において高さセンサ１５は基板１２ａの下方に配設されており、レーザー出力器１５ａとラインセンサ１５ｂとを備えている。レーザー出力器１５ａは基板１２ａに向けてレーザー光を出力可能であり、ラインセンサ１５ｂは基板１２ａにて反射したレーザー光を検出するセンサである。ラインセンサ１５ｂは、ある方向に沿って並べられた複数のセンサを備えており、レーザー光の出力方向の水平成分と当該ラインセンサが並べられる方向は一致している。
【００６３】
従って、基板１２ａが垂直方向へ変動することに伴って反射レーザー光が変動すると、反射レーザー光がラインセンサ１５ｂに到達する位置も変動する（例えば、基板１２ａが下方に変動すると、レーザー光の軌跡は実線から破線のように変動する）。そこで、ラインセンサ１５ｂにて検出する反射レーザー光の輝度が最大となる位置が反射レーザー光の到達位置であるとし、この到達位置に基づいてバンプの高さを検出する。尚、レーザー光の経路を幾何学的に分析することによって基板１２ａの下面と焦点Ｆとの鉛直方向に沿った距離を算出し、基板１２ａの厚さとバンプの中心までの高さを見込めば、焦点Ｆからバンプの中心までの高さを正確に算出することができる。
【００６４】
むろん、基板１２ａの上面からバンプの中心までの高さと基板１２ａの厚さとが微小であれば、これらを無視してもよい。これらを無視しても、基板１２ａの上下方向への変動程度が基板１２ａの厚さや基板１２ａの上面からバンプの中心までの高さと比較して大きい場合には、高さセンサ１５によって比較的高精度に高さを検出することができる。
【００６５】
以上のようにして、バンプのｚ方向への位置を算出することができれば、焦点ＦとＸ線検出器１３ａ〜１３ｄとの相対的な位置関係から、視野の領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄの大きさを正確に算出することができる。この結果、領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄの大きさに応じて単位移動量も正確に算出することができる。従って、Ｘ−Ｙステージ１２によって基板１２ａの移動を正確に制御することが可能である。
【００６６】
さらに、所定の基準を満たす場合にのみ上記Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄによって複数のＸ線画像を取得することとし、これによって検査の高速化を図っても良い。図５においては、このためにＸ線検出器１３ｅを追加した構成を示している。すなわち、Ｘ線検出器１３ｅは、基板１２ａの移動平面（ｘ−ｙ平面に）平行であるとともに、軸Ａが検出器の中心と交わるように配設されている。このようなＸ線検出器１３ｅの視野は、上記図４において領域ＦＯＶａ〜ＦＯＶｄに囲まれた領域である。
【００６７】
この構成において、上記Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄによる検査を行う前に、Ｘ線検出器１３ｅにて検査対象品であるバンプを撮影し、検査を行う。この検査としては、例えば、Ｘ線画像に基づいて検査対象品の断面積や体積、形状、半田付けにおけるブリッジの有無等を判定する検査を採用可能である。そこで、この検査によって明らかに良品であることや明らかに不良品であることが判明した場合には、上記Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄによる検査を実施しない。そして、明らかに良品あるいは不良品であると判定されない場合にのみ、さらに確実な良否判定を実施するため、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄに基づく処理を行う。この結果、不要な検査を省略することが可能になり、より高速に検査を進めることが可能になる。尚、図５においては、Ｘ線検出器１３ｅと高さセンサ１５とを同時に示しているが、むろん、いずれか一方のみを備える構成も採用可能である。
【００６８】
さらに、上述の実施形態においては、Ｘ線検出器１３ａ〜１３ｄによって取得した複数のＸ線画像に基づいて２次元的な分析を行うことを想定したが、むろん、複数のＸ線画像に基づいて検査対象品の３次元構造を解析しても良い。この場合、上記ｘ−ｙ平面上の座標のみならずｚ方向も含めて予め座標系を設定しておき、上記図２のステップＳ１０５〜Ｓ１３０と同様にして複数のＸ線画像を取得する。さらに、ステップＳ１３５と同様にして検査対象品の座標をｘ−ｙ座標にて指定した後、ステップＳ１４０にて当該指定した座標を含む複数のＸ線画像を取得する。
【００６９】
複数のＸ線画像を取得することができれば、ステップＳ１４５にて各種の演算に基づいて３次元構造を再構成し、検査を行うことができる。例えば、フィルタ補正逆投影法を採用可能である。この処理においては、まず、ｎ枚のＸ線画像のいずれかに対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換で得られた結果に対して周波数空間でフィルタ補正関数を乗じる。さらに、この結果に対して逆フーリエ変換を実施することで、フィルタ補正を行った画像を取得する。尚、このフィルタ補正関数は、画像のエッジを強調するための関数等を採用可能である。
【００７０】
続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。すなわち、各Ｘ線画像が撮影されたＸ−Ｙステージ１２の位置において、Ｘ線画像を取得するための軌跡は、Ｘ線発生器１１の焦点ＦとＸ線検出器１３ａ〜１３ｄの検出面における各位置とを結ぶ直線である。そこで、この直線上に上記画像を逆投影する。以上の逆投影をｎ枚のＸ線画像の総てについて行うと、上記ｚ方向も含む３次元空間上で検査対象品が存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、検査対象品の３次元画像が得られる。むろん、この処理は一例であり、ｎ枚のＸ線画像から補間によって擬似的にＸ線画像の数を増やす処理を加えるなど、種々の処理を採用可能である。
【００７１】
いずれにしても、検査対象品の３次元画像が得られれば、この画像に基づいて検査対象品の断面積や体積、形状、半田付けにおけるブリッジの有無等を検査する。むろん、予め断面積や形状等に基準の閾値や基準の形状等を設定しておくことによって、検査を自動化することもできるし、目視によって検査を行っても良い。３次元画像を取得するためには、異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得することが必要であるが、本発明においては、複数のＸ線検出器１３ａ〜１３ｄにて異なる検査対象品のＸ線画像を同時に撮影し、異なる検出器で取得したＸ線画像であって同一の検査対象品を含む複数のＸ線画像を抽出して検査対象品の検査を行う。従って、３次元画像を取得するために必要な複数のＸ線画像を高速に取得することができ、３次元構造の解析を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線検査処理のフローチャートである。
【図３】Ｘ線検査装置の構成を座標系とともに説明する説明図である。
【図４】バンプの構成例および単位移動量を示す図である。
【図５】他の実施形態にかかるＸ線検査装置の構成を座標系とともに説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１２ａ…基板
１３ａ〜１３ｄ…Ｘ線検出器
１３ｅ…Ｘ線検出器
１４…搬送装置
１５…高さセンサ
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２４…搬送機構
２５…ＣＰＵ
２５ａ…搬送制御部
２５ｂ…Ｘ線制御部
２５ｃ…ステージ制御部
２５ｄ…画像取得部
２５ｅ…良否判定部
２６…入力部
２７…出力部
２８…メモリ
２８ａ…検査位置データ
２８ｂ…撮像条件データ
【図１】
2006177760.tif 000003
【図２】
2006177760.tif 000004
【図３】
2006177760.tif 000005
【図４】
2006177760.tif 000006
【図５】
2006177760.tif 000007