(57)【要約】【課題】被検査体の観察に好適な断面画像が得られる放射線検査装置を提供する。【解決手段】撮像部は、基板および電子部品を含む被検査体の複数の箇所に複数方向から放射線を照射し、複数の放射線透過画像を撮像する。断面画像生成部３８は、前記複数の放射線透過画像に基づいて前記被検査体の複数の断面画像を再構成する。検査画像特定部７４は、前記複数の断面画像に基づいて検査画像を取得する。補助画像特定部７６は、前記被検査体の少なくとも一部が映し出されている補助画像を取得する。周波数解析部４２は、前記検査画像と前記補助画像とが共通に含む周波数成分を特定する。周波数成分除去部４４は、前記共通に含む周波数成分の影響を前記検査画像から軽減する。【選択図】図２
2011095227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板および電子部品を含む被検査体の複数の箇所に複数方向から放射線を照射し、複数の放射線透過画像を撮像する撮像部と、
前記複数の放射線透過画像に基づいて前記被検査体の複数の断面画像を再構成する断面画像生成部と、
前記複数の断面画像に基づいて検査画像を取得する検査画像特定部と、
前記被検査体の少なくとも一部が映し出されている補助画像を取得する補助画像特定部と、
前記検査画像と前記補助画像とが共通に含む周波数成分を特定する周波数解析部と、
前記共通に含む周波数成分の影響を前記検査画像から軽減する周波数成分除去部と、
を含むことを特徴とする放射線検査装置。
【請求項２】
前記補助画像特定部は、前記複数の断面画像の中から検査画像と鉛直方向に異なる位置の断面画像に基づいて補助画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
複数の断面画像を重ね合わせて擬似的な透過画像を生成する疑似透過画像生成部をさらに含み、
前記疑似透過画像生成部は、前記検査画像特定部が前記複数の断面画像の中から取得した１または複数枚の断面画像から生成した疑似透過画像を前記検査画像とし、かつ、前記補助画像特定部が前記複数の断面画像の中から取得した１または複数枚の断面画像から生成した疑似透過画像を前記補助画像とすることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記疑似透過画像生成部は、前記補助画像特定部が前記複数の断面画像の中から取得した１または複数枚の断面画像を１または複数個のサブセットに分割し、前記サブセットから得られた１または複数枚の疑似透過画像を前記補助画像とし、
前記周波数解析部は、前記１または複数枚の疑似透過画像それぞれについて前記検査画像と共通に含む周波数成分を特定し、
前記周波数成分除去部は、前記共通に含む周波数成分それぞれの影響を前記検査画像から軽減することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記検査画像特定部は、前記基板の一方の面側の断面画像を前記検査画像として取得し、
前記補助画像特定部は、前記基板の他方の面側ないし前記基板の内部の断面画像を前記補助画像として取得することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記検査画像特定部は、前記電子部品と前記基板とを接合するはんだが映し出されている断面画像および前記電子部品の内部が映し出されている断面画像の２種類の断面画像のいずれか一方の断面画像を前記検査画像として取得し、
前記補助画像特定部は、前記２種類の断面画像のうち前記検査画像とは異なる他方の断面画像を前記補助画像として取得することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記補助画像特定部は、あらかじめ単独で撮像されて再構成されている、前記電子部品と同種の部品の断面画像を前記補助画像として取得することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記周波数解析部は、基板の設計情報に基づいて、前記検査画像と前記補助画像とが共通に含む周波数成分を特定することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記周波数解析部は、部品の設計情報に基づいて、前記検査画像と前記補助画像とが共通に含む周波数成分を特定することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検査体の検査装置に関し、特に放射線を照射することにより得られる被検査体の透過画像を利用して被検査体を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装された基板（以下「基板」という。）には、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）が実装されているものがある。これらの基板では、部品の電気接続部である端子は基板と部品との間に位置し、カメラを用いた従来の外観検査装置では部品と基板とを接合するはんだの状態を観察することが困難である。このため、基板に複数の異なる方向からＸ線を照射し、その透過画像に基づいて接合部分のはんだの立体形状を画像に再構成し、そこから任意断面を切り出した断面画像を用いて検査する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような技術においては、生産ラインに検査装置を設置することが望まれる。検査効率の観点から透過画像の撮像に時間をかけられず、また生産ライン内に大がかりな装置を設置することは難しい。このため、Ｘ線を照射できる方向は基板表面に垂直な方向を基準として比較的狭い範囲内となり、基板の側面の方向からＸ線を照射して透過画像を撮像することが困難である。接合部分のはんだの立体形状を画像に再構成するに際し、Ｘ線の照射角度が基板表面に垂直な方向の狭い範囲に制限された透過画像を用いると、基板の厚み方向の分解能が低くなる。この結果、検査に用いるはんだ接合部が撮像されている基板表面の断面画像には、基板裏面の部品やパターン等、検査に不要な情報が靄のようになって画像内に残ることがある。この問題を解決するために、Ｘ線を発生するために印加される電圧を変化させた２枚の透過画像の差分を取ることではんだ部分の画像を抽出する手法（特許文献２参照）や、表裏面に部品がはんだ付けされた基板のＸ線透過画像を撮像し、裏面のみ部品がはんだ付けされた基板のＸ線透過画像との差分を取ることで、基板表面にはんだ付けされた部品の透過画像を抽出する手法（特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２６８７５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３５５０号公報
【特許文献３】特開２００２−１５８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術は裏面の部品やパターン等、特定の対象物を不要な情報として設定しており、その対象物に応じたＸ線透過画像の撮像が必要となる。検査に用いる画像には複数の対象物による不要な情報が残っているため、その全てに対応しようとする場合、それぞれの対象物に合わせたＸ線透過画像の撮像が必要となり、検査工数が増加することとなる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査工数の増加を抑えつつ、被検査体の観察に好適な画像が得られる放射線検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は放射線検査装置に関する。この装置は、基板および電子部品を含む被検査体の複数の箇所に複数方向から放射線を照射し、複数の放射線透過画像を撮像する撮像部と、前記複数の放射線透過画像に基づいて前記被検査体の複数の断面画像を再構成する断面画像生成部と、前記複数の断面画像に基づいて検査画像を取得する検査画像特定部と、前記被検査体の少なくとも一部が映し出されている補助画像を取得する補助画像特定部と、前記検査画像と前記補助画像とが共通に含む周波数成分を特定する周波数解析部と、前記共通に含む周波数成分の影響を前記検査画像から軽減する周波数成分除去部とを含む。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体等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】
【０００９】
本発明によれば、検査工数の増加を抑えつつ、被検査体の観察に好適な画像が得られる放射線検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射線検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１のＰＣが処理する各機能ブロックを図示したものである。
【図３】透過画像の撮像からノイズ成分の影響を軽減した画像を格納するまでの流れを示したフローチャートである。
【図４】実施形態１に係る周波数成分を軽減する原理を説明する図である。
【図５】実施形態１に係る周波数成分を軽減する処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る周波数成分を軽減する原理を説明する図である。
【図７】実施形態２に係る周波数成分を軽減する処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】実施形態３に係る注目画像取得部４０を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）の説明に先立って、まず概要を述べる。実施形態は、基板と基板に実装されている部品とを接合するはんだが映し出されている基板表面を含む画像（以下、「表面画像」という。）に注目し、その表面画像に映し出されているノイズ成分を特定して除去する、というものである。主にノイズ成分の特定に利用する画像の違いにより、実施形態１、実施形態２、実施形態３、実施形態４の４つの形態があり、以下それぞれの概要を述べる。
【００１２】
実施形態１は、基板の裏面を含む画像（以下、「裏面画像」という。）や基板内部の断面画像（以下、「内部画像」という。）を用いてノイズ成分を特定する。実施形態２は、ノイズ成分の特定のために表面画像以外の画像を利用せず、表面画像そのものからノイズ成分を特定する。実施形態３は、複数枚の裏面画像や内部画像を基板表面に対して垂直な方向に投影して生成された疑似的な透過画像（以下、「疑似透過画像」という）を用いてノイズ成分を特定する。実施形態４は、基板に実装される前の部品単独で撮像された画像を用いてノイズ成分を特定する。
【００１３】
なお、「ノイズ成分」とは、表面画像に存在する検査に不要な画像成分のことをいい、例えば基板に実装された部品の配線パターン等、所定の周波数成分を含む画像のことをいう。また「所定の周波数」とは、ノイズ成分特有の空間周波数であり、例えばＢＧＡの実装されている部分の基板裏面の配線パターン等が持つ空間周波数である。通常、部品とＢＧＡ基板とを接合するはんだは周期的に配置されているため、それらは特有の空間周波数成分を持つ。また、基板ごとに部品の搭載位置やパターンが異なるため、基板は特有の周波数を持つ。以後、部品の搭載位置や配線パターン、はんだを配置するためのランドを併せて単に「パターン」という。
【００１４】
（実施形態１）
図１は実施形態１における放射線検査装置１００を模式的に表した図である。放射線検査装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１０、モニタ１２、線質変更部１４、放射線発生器駆動部１６、基板保持部駆動部１８、検出器駆動部２０、放射線発生器２２、基板保持部２４、検出器２６を含む。
【００１５】
放射線発生器２２はＸ線等の放射線を発生させる部分であり、これは例えば加速させた電子をタングステンやダイアモンド等のターゲットに衝突させることで放射線を発生する。
【００１６】
基板保持部２４は被検査体である基板を保持する。基板保持部２４に保持された基板に放射線発生器２２で発生させた放射線を照射し、基板を透過した放射線を検出器２６で画像として撮像する。以下、検出器２６で撮像された基板の放射線透過画像を「透過画像」という。
【００１７】
透過画像はＰＣ１０に送られ、例えばフィルタ補正逆投影法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｂａｃｋｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法、ＦＢＰ法）等の既知の技術を用いて、接合部分のはんだの立体形状を含む画像に再構成される。再構成された画像や透過画像は、ＰＣ１０内のストレージや、図示しない外部のストレージに記憶される。以下、透過画像に基づいて接合部分のはんだの立体形状を含む３次元画像に再構成された画像を「再構成画像」という。また、再構成画像から任意の断面を切り出した画像を「断面画像」という。再構成画像および断面画像はモニタ１２に出力される。
【００１８】
線質変更部１４は放射線発生器２２で発生される放射線の線質を変更する。放射線の線質は、ターゲットに衝突させる電子を加速するために印加する電圧（以下「管電圧」という）や、電子の数を決定する電流（以下「管電流」という）によって定まる。線質変更部１４は、これら管電圧と管電流とを制御する部分である。これは変圧器や整流器等、既知の技術を用いて実現できる。
【００１９】
ここで、放射線の線質は、放射線の輝度と硬さ（放射線のスペクトル分布）とで定まる。管電流を大きくすればターゲットに衝突する電子の数が増え、発生する放射線の光子の数も増える。その結果、放射線の輝度が大きくなる。例えばコンデンサ等の部品の中には他の部品と比較して厚みがあるものもあり、これらの部品の透過画像を撮像するには輝度の大きな放射線を照射する必要がある。このような場合に管電流を調整することで放射線の輝度を調整する。また、管電圧を高くするとターゲットに衝突する電子のエネルギーが大きくなり、発生する放射線のエネルギー（スペクトル）が大きくなる。一般に、放射線のエネルギーが大きいほど物質の貫通力が大きくなり、物質に吸収されにくくなる。そのような放射線を用いて撮像した透過画像はコントラストは低くなる。このため、管電圧は透過画像のコントラストを調整するのに利用できる。
【００２０】
放射線発生器駆動部１６は図示しないモータ等の駆動機構を有しており、放射線発生器２２をその焦点を通る軸に沿って上下に移動することができる。これにより放射線発生器２２と基板保持部２４に保持される被検査対象との距離を変えて照射野を変更し、検出器２６に撮像される透過画像の拡大率を変更することが可能となる。
【００２１】
検出器駆動部２０も図示しないモータ等の駆動機構を有しており、検出器回転軌道３０に沿って検出器２６を回転移動する。また、基板保持部駆動部１８も図示しないモータ等の駆動機構を有しており、基板回転軌道２８が張る平面上を、基板保持部２４を平行移動させる。基板保持部２４は、検出器２６の回転移動と連動して、基板回転軌道２８上を回転移動する構成となっている。これにより、基板保持部２４が保持する基板と放射線発生器２２との相対的な位置関係を変更させながら透過画像を撮像することが可能となる。
【００２２】
ここで、基板回転軌道２８と検出器回転軌道３０との回転半径は固定ではなく、自由に変更できる構成となっている。これにより、基板に配置される部品に照射する放射線の照射角度を変更することが可能となる。
【００２３】
ＰＣ１０は、上記の放射線検査装置１００の全動作を制御する。以下、ＰＣ１０の諸機能について図を用いて説明する。なお、図示されていないが、ＰＣ１０にはキーボードやマウス等の入力装置が接続されている。
【００２４】
図２は、ＰＣ１０が処理する各機能ブロックを図示したものである。ＰＣ１０は、撮像制御部３４、情報記憶部３６、断面画像生成部３８、注目画像取得部４０、周波数解析部４２、周波数成分除去部４４を含む。これらの各機能ブロックは、各種演算処理を実行するＣＰＵ、データの格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせによって様々な形で実現することができる。
【００２５】
情報記憶部３６は基板の透過画像を撮像するための撮像条件や、被検査体である基板の設計等の情報、基板に実装する部品自体の設計情報を記憶する。情報記憶部３６はまた、基板の透過画像や再構成画像、断面画像を記憶する。
【００２６】
ここで「基板の設計情報」とは、ガーバーデータ（Ｇｅｒｂｅｒ ｄａｔａ）およびＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データのことをいう。基板と部品とを接合するはんだの接合部分の座標を記録した情報をガーバーデータといい、搭載部品の種類および搭載位置の座標を記録した情報をＣＡＤデータという。はんだの接合部分および部品の搭載位置の座標は基板上に設定されたＸＹ座標系の座標として記載される。ガーバーデータおよびＣＡＤデータを参照することで、基板上に存在する部品の種類やその大きさ、部品やはんだ接合部分の位置、基板表面の配線パターンを得ることができる。また、「撮像条件」とは、ある部品と基板とを接合するはんだの再構成画像を計算するのに必要な透過画像を撮像するに際して、放射線検査装置１００に設定されるパラメータのことをいう。これは例えば、基板上に実装された部品から見た放射線発生器２２の仰角、再構成に要する透過画像の枚数、透過画像の拡大率、照射すべき放射線の線質等である。
【００２７】
「部品の設計情報」とは、基板に実装する部品単位の情報で、ＢＧＡのはんだボールピッチやＩＣのリードピッチ、部品内部の配線パターン等の情報のことをいう。ＢＧＡのはんだボールのピッチは１ｍｍ前後のピッチ（例えば０．８ｍｍや１．４ｍｍ）である。また、ＩＣのリードピッチは０．５ｍｍ前後である。
【００２８】
撮像条件によって再構成画像が含む基板の領域や再構成画像の分解能が定まる。例えば、透過画像の拡大率を大きくすれば再構成画像に含まれる基板の領域は狭くなり、放射線を透過する角度が狭いと基板に対して垂直な方向の分解能が下がる。
【００２９】
撮像制御部３４は、情報記憶部３６から取得した撮像条件に基づいて、線質変更部１４に管電圧および管電流の変更を指示し、放射線発生器駆動部１６、基板保持部駆動部１８、検出器駆動部２０を制御して再構成画像の生成に必要な透過画像を撮像する。撮像された透過画像は情報記憶部３６に記憶される。
【００３０】
断面画像生成部３８は、再構成画像生成部４６と任意断面生成部４８とを含む。
【００３１】
再構成画像生成部４６は、情報記憶部３６に記憶された透過画像を読み出して、再構成画像を生成する。これは、例えばＦＢＰ法や最尤推定法等、既知の技術を用いて実現できる。再構成アルゴリズムが異なると、得られる再構成画像の性質や再構成に要する時間も異なる。そこで、あらかじめ複数の再構成アルゴリズムやアルゴリズムに用いられるパラメータを用意しておき、ユーザに選択させる構成としてもよい。これにより、再構成に要する時間が短くなることを優先したり、時間はかかっても画質のよさを優先したりするなどの選択の自由度をユーザに提供することができる。
【００３２】
任意断面生成部４８は再構成画像生成部４６が生成した再構成画像から、任意の断面を切り出した断面画像を生成する。断面の例としては、例えば基板面に対して平行な断面があげられる。任意断面生成部４８は、生成する断面画像間の間隔（以後「スライス間隔」という。）や、一枚の断面画像の厚さ（以後「スライス厚」という。）を自由に変更することができる。これらは、図示しないキーボードやマウス等の入力ディバイスを用いてユーザが設定を変更することもできるし、情報記憶部３６に記憶された撮像条件に基づいて任意断面生成部４８がアルゴリズムにより決定することもできる。例えば、撮像条件に基づいて計算される分解能にスライス間隔を合わせる等である。
【００３３】
注目画像取得部４０は、検査の対象として注目する表面画像を特定する検査画像特定部７４と、ノイズ成分の抽出のために注目する裏面画像や内部画像を特定する補助画像特定部７６とを含む。
【００３４】
基板と部品とを接合するはんだは基板表面にあるので、表面画像を検査することで、はんだが基板と部品とを適切に接合しているか否かが判断できる。ところが、前述したように、検査に用いるはんだ接合部が撮像されている表面画像には、基板裏面の部品やパターン等、検査に不要な情報が靄のようになって画像内に残ることがある。そこで、裏面画像に映し出されている部品やはんだのパターン等の情報を特定して表面画像から差し引くことにより、検査に不要な情報を軽減する。周波数解析部４２は、表面画像から除去するためのノイズ成分を、裏面画像に基づいて特定する。
【００３５】
周波数成分除去部４４は、検査画像特定部７４が特定した表面画像から、周波数解析部４２が特定したノイズ成分の影響を減ずる。周波数成分除去部４４はさらに、ノイズ成分の影響が減ぜられた画像を情報記憶部３６に格納する。
【００３６】
図３は透過画像の撮像から、ノイズ成分の影響を軽減した断面画像を格納するまでの流れを示したフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば生産ラインの中で基板が放射線検査装置１００の基板保持部２４にセットされたときに開始する。
【００３７】
撮像部３２は撮像制御部３４の制御の下、線質変更部１４で線質を設定して、放射線発生器２２、基板保持部２４、検出器２６を動かし、再構成画像の生成に必要な複数の透過画像を撮像する（Ｓ１０）。再構成画像生成部４６は撮像部３２が撮像し、情報記憶部３６に格納された透過画像に基づいて再構成画像を生成する（Ｓ１２）。任意断面生成部４８は再構成画像生成部４６が生成した再構成画像から断面を切り出すことで断面画像を生成する（Ｓ１４）。検査画像特定部７４は任意断面生成部４８が生成した断面から、表面画像を特定する（Ｓ１６）。周波数解析部４２は補助画像特定部７６が特定した裏面画像を周波数解析することにより、ノイズ成分を含む画像を抽出する（Ｓ１８）。周波数成分除去部４４は、表面画像から周波数解析部４２が抽出したノイズ成分の影響を軽減させる（Ｓ２０）。その後、周波数成分除去部４４は、ノイズ成分の影響が軽減された画像を情報記憶部３６に格納する（Ｓ２２）。ノイズ成分の影響が軽減された画像が情報記憶部３６に格納されたら処理は終了である。
【００３８】
図４は、実施形態１に係る周波数成分を軽減する原理を説明する図である。
【００３９】
検査画像特定部７４は表面画像５０を特定し、補助画像特定部７６はノイズの特定に用いる裏面画像５６を特定する。表面画像５０を特定するには、例えば、情報記憶部３６に記憶されている基板の設計情報からパターンを取得し、パターンマッチングの手法を用いてそれらのパターンに最も適合する断面画像を取得することで実現できる。あるいは、情報記憶部３６に記憶されている基板の設計情報から基板表面のパターンを取得してその空間周波数を求め、当該空間周波数成分を最も多く持つ断面画像を取得することでも実現できる。空間周波数の解析には例えば２次元高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＦＦＴ）のアルゴリズムが利用できる。以下、２次元高速フーリエ変換を単に２次元フーリエ変換という。
【００４０】
裏面画像５６を特定するには、基板の設計情報から基板裏面のパターンを取得し、表面画像５０を特定する場合と同様の手法を利用することができる。あるいは、表面画像５０が特定できれば、基板の設計情報から基板の厚みを取得し、スライス間隔を勘案して裏面画像５６を特定することもできる。具体的には、基板の厚みが例えば２ｍｍであり、スライス間隔が例えば０．５ｍｍであるならば、表面画像５０から数えて４枚目の断面画像が裏面画像５６となる。この場合、表面画像５０と裏面画像５６との特定の順序を逆にすることもできる。また、表面画像５０や裏面画像５６、空間周波数はユーザが手動で設定するようにすることもできる。
【００４１】
周波数解析部４２は、補助画像特定部７６が特定した裏面画像５６から基板裏面のパターンの持つ周波数成分を抽出する。具体的には、基板の設計情報から基板裏面のパターンを取得し、そのパターンが持つ空間周波数のみを通過する成分抽出フィルタ５８を裏面画像５６に適用することで実現できる。または、部品の設計情報から基板裏面のパターンを取得することでも実現できる。裏面画像を２次元フーリエ変換し、パターンが持つ周波数成分のみを残して２次元逆フーリエ変換すれば、基板裏面のパターンが持つ周波数成分の画像（以後、「成分画像」という。）が得られる。
【００４２】
周波数成分除去部４４は、表面画像５０から周波数解析部４２で取得した成分画像を減算することで、検査に不要な成分画像の影響を軽減したノイズ成分軽減画像５４を得る。
【００４３】
図５は実施形態１に係る周波数成分を軽減する処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、図３のステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２０の処理の一例を詳細に説明するものである。
【００４４】
検査画像特定部７４は表面画像を特定し（Ｓ２４）、補助画像特定部７６は裏面画像を特定する（Ｓ２６）。周波数解析部４２は、基板の設計情報に基づいて補助画像特定部７６が特定した裏面画像から基板裏面のパターンが持つ周波数成分を特定する（Ｓ２８）。周波数解析部４２は裏面画像から成分画像を取得する（Ｓ３０）。周波数成分除去部４４は表面画像から成分画像を減算することで、表面画像から検査に不要な成分画像を除去したノイズ成分軽減画像を取得する（Ｓ２０）。
【００４５】
以上のように、実施形態１によれば、表面画像に残った裏面画像上に存在する検査に不要な情報を軽減することができる。当該情報を裏面画像を解析して抽出するので、抽出精度が高くなる点で有利である。
【００４６】
（実施形態２）
実施形態２は、表面画像を特定しその表面画像に基づいて検査に不要な情報を軽減する。実施形態１とは異なり、ノイズ成分の特定に裏面画像は用いないという違いがある。以下は、実施形態１との相違点を中心に説明する。
【００４７】
実施形態２は裏面画像を用いないため、補助画像特定部７６を有しない。また、周波数解析部４２および周波数成分除去部４４の動作が実施形態１と異なる。
【００４８】
図６は実施形態２に係る周波数成分を軽減する原理を説明する図である。
【００４９】
検査画像特定部７４は実施形態１と同じ方法で表面画像５０を特定する。周波数解析部４２は、情報記憶部３６に格納されている設計情報から基板裏面のパターンを取得し、当該パターンが持つ周波数成分を計算する。次いで周波数解析部４２は、表面画像５０のガウシアン−ラプラシアンピラミッドを生成する。
【００５０】
ここでガウシアン−ラプラシアンピラミッドとは、ある基準画像とその基準画像に強さの異なるローパスフィルタをかけた画像、および、それらの画像の差分画像の集合のことをいう。例えば、図６において表面画像５０を基準画像とする。基準画像に適当な強さのローパスフィルタの一種であるガウシアンフィルタをかけることで基準画像をぼかし、ダウンサンプリングすることで第１の低解像度画像６２ａを得る。第１の低解像度画像６２ａをさらにガウシアンフィルタをかけることでぼかした後、ダウンサンプリングすることで第２の低解像度画像６２ｂを得る。同様にして、第３の低解像度画像６２ｃを得る。この場合、第２の低解像度画像６２ｂは第１の低解像度画像６２ａにガウシアンフィルタをかけたものであるから、基準画像に対して２回のガウシアンフィルタをかけたことになる。したがって、第１の低解像度画像６２ａと第２の低解像度画像６２ｂとを比較すると、両者はそれぞれ基準画像に対して強さの異なるローパスフィルタをかけることで得られた画像ということができる。すなわち、第２の低解像度画像６２ｂの方が第１の低解像度画像６２ａよりも強いローパスフィルタがかかり、よりぼけた画像（低周波画像）となる。
【００５１】
さて、基準画像から第１の低解像度画像６２ａを減じることで、第１の差分画像６４ａが得られる。ここで、第１の低解像度画像６２ａは基準画像にローパスフィルタであるガウシアンフィルタをかけることで得られた画像であることを考えると、第１の差分画像６４ａは基準画像の高周波成分を含んだ画像と考えることができる。なお、基準画像から第１の低解像度画像６２ａを減じる際には、第１の低解像度画像６２ａをアップサンプリングをする等、基準画像と同一の画素数とする処置を講じる。
【００５２】
第２の差分画像６４ｂは、第１の低解像度画像６２ａから第２の低解像度画像６２ｂを減じることで得る。第１の低解像度画像６２ａに含まれる周波数成分は、基準画像に含まれる周波数成分よりも低い。また、第２の低解像度画像６２ｂに含まれる周波数成分は、第１の低解像度画像６２ａに含まれる周波数成分よりもさらに低い。したがって、第２の差分画像６４ｂは第１の差分画像６４ａよりは低い高周波成分を含む画像となる。
【００５３】
同様に、第３の差分画像６４ｃは第２の低解像度画像６２ｂから第３の低解像度画像６２ｃを減じることで得る。第３の差分画像６４ｃに含まれる周波数成分は、第２の差分画像６４ｂに含まれる周波数成分よりも低い。
【００５４】
このように、基準画像、第１の低解像度画像６２ａ、第２の低解像度画像６２ｂ、第３の低解像度画像６２ｃのようにガウシアンフィルタをかけることで得られる画像の系列は、「ガウシアンピラミッド」と呼ばれることがある。また、基準画像と第１の低解像度画像６２ａとの差分画像である第１の差分画像６４ａ、第１の低解像度画像６２ａと第２の低解像度画像６２ｂとの差分画像６４ｂ、第２の低解像度画像６２ｂと第３の低解像度画像６２ｃとの差分画像６４ｃのように、ピラミッド画像の差分画像から生成された異なる周波数成分を含む画像の系列は、「ラプラシアンピラミッド」と呼ばれることがある。ガウシアンピラミッドとラプラシアンピラミッドを合わせて、「ガウシアン−ラプラシアンピラミッド」と呼ばれることがある。
【００５５】
なお、最も解像度の低い画像である第３の低解像度画像６２ｃに第３の差分画像６４ｃ、第２の差分画像６４ｂ、第１の差分画像６４ａを順に加算することで、基準画像を復元することができる。したがって、第３の低解像度画像６２ｃ、第３の差分画像６４ｃ、第２の差分画像６４ｂ、第１の差分画像６４ａは基準画像の情報を全て含み、またそれぞれの画像に含まれる周波数成分は全て異なる。この意味で、第３の低解像度画像６２ｃ、第３の差分画像６４ｃ、第２の差分画像６４ｂ、第１の差分画像６４ａは基準画像を互いに異なる周波数成分を含む画像に分解した画像といえる。以後、このように画像を複数の周波数成分に分解することを「多重周波数解析」と呼ぶことがある。
【００５６】
前述したとおり、ラプラシアンピラミッドは基準画像を様々な周波数成分に分解した画像といえる。画像の裏面に含まれるはんだ等のパターンは特有な周波数成分を持つから、いずれか、あるいは複数のラプラシアンピラミッド画像にまたがって、当該パターンが現れるはずである。そこで、画像を復元するに際し、当該パターンが現れたラプラシアンピラミッド画像を除くか、あるいは画素値に１以下の係数を乗じることにより、復元画像からその影響を軽減することができる。
【００５７】
具体的には、図６において、第２の差分画像６４ｂに当該パターンが現れたとする。この場合、周波数成分除去部４４は、第３の差分画像６４ｃに乗じる係数であるγ（符号６６ｃ）を１とし、まず第３の変調差分画像６８ｃを生成する。γを１とするのは第３の差分画像６４ｃには当該パターンの周波数成分はないからである。第３の変調差分画像６８ｃに、アップサンプリングした第３の低解像度画像６２ｃを加算することで第１の変調低解像度画像７０ａを得る。
【００５８】
次いで、第２の差分画像６４ｂに乗じる係数であるβ（符号６６ｂ）は１以下の係数（例えば０．１）とし、第２の変調差分画像６８ｂを生成する。第２の変調差分画像６８ｂにアップサンプリングした第１の変調低解像度画像７０ａを加算することで第２の変調低解像度画像７０ｂを得る。係数βの値が１以下であるから、第２の変調差分画像６８ｂは第２の差分画像６４ｂの情報、すなわちパターンの情報が低減されている。
【００５９】
第１の差分画像６４ａにはパターンの影響はないから、第３の変調差分画像６８ｃの場合と同様に、第１の差分画像６４ａに乗じる係数α（符号６６ａ）を１とし、第１の変調差分画像６８ａを作成する。第１の変調差分画像６８ａにアップサンプリングした第２の変調低解像度画像７０ｂを加算することで、最終的にパターンに特有な周波数成分を軽減したノイズ成分軽減画像７２が得られる。
【００６０】
なお、ガウシアンピラミッドの段数やガウシアンフィルタの強度は自由に変更できる。特定のラプラシアン画像にパターンが現れるように、設計情報に基づいて段数やフィルタ強度を定めればよい。
【００６１】
図７は実施形態２に係る周波数成分を軽減する処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、図３のステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２０の処理の一例を詳細に説明するものである。
【００６２】
検査画像特定部７４は、情報記憶部３６から基板の設計情報を取得する（Ｓ３２）。次いで、取得した基板の設計情報に基づいて表面画像を特定する（Ｓ３４）。周波数解析部４２も、まず情報記憶部３６から基板の設計情報を取得する（Ｓ３６）。裏面画像を用いるのではなく、取得した基板の設計情報に基づいた計算により、基板裏面のパターンが持つ周波数成分を特定する（Ｓ３８）。次いで、周波数解析部４２は表面画像のガウシアン−ラプラシアンピラミッド画像を生成する（Ｓ４０）。周波数成分除去部４４は基板裏面のパターンが持つ周波数成分を含む差分画像（ラプラシアン画像）を特定する（Ｓ４２）。次いで、画像を復元するための係数（復元係数）を設定し（Ｓ４４）、画像を復元する（Ｓ４６）。
【００６３】
以上のように、実施形態２によれば、表面画像に残った裏面画像上に存在する検査に不要な情報を軽減することができる。実施形態２に係る方法は、裏面画像を用いず、表面画像のみを特定すれば実施できるため、裏面画像の抽出にかかる時間が省略でき、また、裏面画像の抽出精度に影響されない点で有利である。
【００６４】
（実施形態３）
実施形態３は、検査画像に存在する検査に不要な情報を補助画像から特定するものであるが、主に補助画像が疑似透過画像である点で実施形態１と異なる。
【００６５】
図８は、実施形態３に係る注目画像取得部４０を模式的に表した図である。注目画像取得部４０は検査画像特定部７４と補助画像特定部７６とに加え、疑似透過画像生成部７８を含む。
【００６６】
前述したとおり、検査対象である表面画像には基板裏面側の構造がノイズとして含まれている。そこで、実施形態３における補助画像特定部７６は、情報記憶部３６に記憶されている基板の設計情報に基づいて、基板の裏面側に存在する複数の断面を特定する。
【００６７】
疑似透過画像生成部７８は、補助画像特定部７６が特定した複数の断面画像に基づいて、その断面群に映し出されている基板や部品の構造の擬似的な透過画像を生成する。ここで、疑似透過画像は、複数の断面を基板面に垂直な方向に投影することで得られる、厚みを持たせた断面画像である。なお、疑似透過画像生成部７８は複数枚の断面をさらに複数のサブセットに分割し、それぞれの疑似透過画像を生成することで、複数の疑似透過画像を生成することもできる。また、疑似透過画像生成部７８は、断面画像が１枚だけ入力された場合は、生成される疑似透過画像は入力された断面画像そのものを出力する。
【００６８】
実施形態１においては、周波数解析部４２は補助画像特定部７６が特定した断面画像に基づいて、基板裏面のパターンの持つ周波数成分を抽出するとした。実施形態３では、周波数解析部４２は、補助画像特定部７６が特定した断面画像に基づいて疑似透過画像生成部７８が生成した疑似透過画像を補助画像とし、この補助画像から基板裏面のパターンの持つ周波数成分を抽出する。具体的な抽出の仕方は実施形態１の場合と同様である。
【００６９】
実施形態３における検査画像特定部７４は、基板の表面側に存在する複数の断面を特定することができる。疑似透過画像生成部７８は、検査画像特定部７４が特定した複数の断面に基づいて疑似透過画像を生成し検査画像とする。なお、検査画像特定部７４および補助画像特定部７６が断面を１枚のみ特定する場合には、疑似透過画像生成部７８は、実施形態１と同じ動作となる。
【００７０】
以上の実施形態３によれば、表面画像に残った裏面画像上に存在する検査に不要な情報を軽減することができる。実施形態３においては、基板裏面側の複数の断面画像に基づいて生成された１枚の疑似透過画像からノイズ成分を抽出する。この疑似透過画像には複数枚に渡って分布するノイズの情報が存在すると考えられ、このような広範囲のノイズ情報を１度の抽出作業で抽出できることから、計算コストの点で有利である。また、実施形態３においては、部品と基板とを接合するはんだ接合部分が映し出されている複数の表面側の断層画像の情報を１度に扱える点、および基板から離れていた位置で起きたクラック等のはんだ不良も検査することができる点でも有利である。
【００７１】
（実施形態４）
実施形態４は、検査画像に存在する検査に不要な情報を補助画像から特定するものであるが、補助画像は、基板の断層画像や疑似透過画像ではなく、基板に実装される前の部品単独で撮像された画像に基づいて生成された断面画像である点で実施形態１と異なる。したがって、補助画像特定部７６の動作以外は、実施形態１と同様である。
【００７２】
実施形態４においては、補助画像特定部７６は、情報記憶部３６に記憶されている基板の設計情報に基づいて基板に実装されている部品を特定する。ついで、あらかじめ撮像された透過画像に基づいて生成され情報記憶部３６に記憶されている部品単独の断層画像を取得する。周波数解析部４２は部品単独の断層画像から基板裏面のパターンの持つ周波数成分を抽出する。具体的な抽出の仕方は実施形態１の場合と同様である。
【００７３】
以上、実施形態４によれば、表面画像に映り込んでいる検査に不要な情報を軽減することができる。実施形態４においては、あらかじめ撮像され生成された部品単独の断層画像に基づいてノイズ成分を抽出する。この断層画像には基板等の部品以外の情報が存在しないので、ノイズ成分を精度良く抽出できる点で有利である。
【００７４】
以上、４つの実施形態について説明した。これらの実施形態の組み合わせもまた、実施形態として有用である。
【００７５】
実施形態１と実施形態２とを組み合わせ、実施形態１における周波数解析部４２において実施形態２と同様の多重周波数解析を用いる場合、実施形態１の効果に加え、周波数成分をより細かく抽出できる効果もある。
【００７６】
実施形態２と実施形態３とを組み合わせ、実施形態３における周波数解析部４２において実施形態２と同様に多重周波数解析を用いる場合、実施形態３の効果に加え、周波数成分をより細かく抽出できる効果もある。また、別の組み合わせ方として、実施形態２の検査画像として疑似透過画像を採用した場合、実施形態２の効果に加え、１枚の断面画像よりも多くの情報を扱える点で有利である。
【００７７】
実施形態３と実施形態４とを組み合わせ、補助画像としてあらかじめ撮像され生成された部品単独の断層画像に基づく疑似透過画像を用いた場合、組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態それぞれの効果を合わせ持つ。
【００７８】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７９】
実施形態１において、補助画像特定部７６が補助画像として裏面画像を特定する場合について説明した。ここで裏面画像は１枚のみならず、基板裏面側に存在する複数枚の裏面側画像を特定してもよい。この場合、周波数解析部４２および周波数成分除去部４４は、複数の裏面側画像それぞれについて、同様の処理を行う。これにより、複数枚に渡って分布するノイズの成分を軽減できる点で有利である。
【００８０】
上記実施形態１の変形例と上記実施形態３とを組み合わせ、補助画像として、複数枚の疑似透過画像を用いることとした場合、複数枚に渡って分布するノイズの成分を、全て断面画像単位で処理するよりも計算コストの点で有利である。また、検査画像として疑似透過画像を用い、補助画像として複数枚の断層画像や疑似透過画像を用いることとした場合も、全て断面画像単位で処理するよりも計算コストの点で有利である。
【００８１】
上記の説明においては、表面画像に残るノイズ成分として基板裏面画像を主な対象として説明したが、表面画像に残るノイズ成分としては、部品内部の配線パターンも存在する。そこで、補助画像特定部７６は、ノイズ成分を抽出する対象としての裏面画像に代えて、または裏面画像に加えて、部品内部の構造を含む画像を特定しても良い。この場合、表面画像に残るノイズ成分を含む画像の種類が増えることから、ノイズ成分抽出の精度が上がる点で有利である。
【００８２】
上記の説明においては、表面画像に残るノイズ成分を軽減することについて説明したが、多重周波数解析を用いれば、検査に必要な表面画像のはんだ配置のパターンを強調して表示することもできる。
【００８３】
ＢＧＡやＬＧＡの下面には、基板と部品とを接合するためのはんだが周期的に配置されている。このはんだ配置の情報は設計情報から取得することができる。したがって、実施形態２を用いれば、設計情報に基づいてはんだ配置の周波数成分を計算し、その周波数成分が特定の（複数でもよい）ラプラシアン画像に出現するようにガウシアンピラミッドの段数やガウシアンフィルタの強度を調整すれば、はんだ配置の周波数成分が多く現れるラプラシアン画像を得ることができる。画像復元の際に、このラプラシアン画像に乗ずる係数を大きくすれば、表面画像のはんだ配置のパターンが強調された画像を得ることができる。係数の大きさは部品の種類や強調の度合いに応じて実験により定めればよい。
【００８４】
上記の説明において、実施形態１では、ノイズ成分の特定に裏面画像を用いたが、基板が多層の場合には、基板内部にある中間層のパターンに由来するノイズ成分が表面画像に写り込んでくることがある。この場合には、ノイズ成分の特定に基板内部の断面画像を用いてもよい。ノイズ成分の特定に際しては、設計情報を利用すればよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０  ＰＣ、  １２  モニタ、  １４  線質変更部、  １６  放射線発生器駆動部、  １８  基板保持部駆動部、  ２０  検出器駆動部、  ２２  放射線発生器、  ２４  基板保持部、  ２６  検出器、  ２８  基板回転軌道、  ３０  検出器回転軌道、  ３２  撮像部、  ３４  撮像制御部、  ３６  情報記憶部、  ３８  断面画像生成部、  ４０  注目画像取得部、  ４２  周波数解析部、  ４４  周波数成分除去部、  ４６  再構成画像生成部、  ４８  任意断面生成部、  ５０  表面画像、  ５４  ノイズ成分軽減画像、  ５６  裏面画像、  ５８  成分抽出フィルタ、  ６２ａ  第１の低解像度画像、  ６２ｂ  第２の低解像度画像、  ６２ｃ  第３の低解像度画像、  ６４ａ  第１の差分画像、  ６４ｂ  第２の差分画像、  ６４ｃ  第３の差分画像、  ６８ａ  第１の変調差分画像、  ６８ｂ  第２の変調差分画像、  ６８ｃ  第３の変調差分画像、  ７０ａ  第１の変調低解像度画像、  ７０ｂ  第２の変調低解像度画像、  ７２  ノイズ成分軽減画像、  ７４  検査画像特定部、  ７６  補助画像特定部、  ７８  疑似透過画像生成部、  １００  放射線検査装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011095227.tif 000009
【図８】
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