(57)【要約】  【課題】プラスチックパッケージに納められ半導体集積回路装置における微細なアルミニューム配線の画像をパッケージの画像から区別して識別可能にするＸ線反射波撮像装置の提供。  【解決手段】Ｘ線管１のＸ線照射口１aから出射されるＸ線は、Ｘ線回転フィルタ２のＸ線スリットでペンシルビーム状に絞られ、入射Ｘ線101としてサンプル１０に入射される。サンプル１０で散乱された反射Ｘ線103の内の特定の方向に反射されたものだけが、Ｘ線透過スリット５１aを透過し、Ｘ線ラインスキャナ５２に入射する。反射Ｘ線103における線量率は、サンプル１０がアルミニュームであるとき、鉛や鉄であるときよりも大きく、また反射Ｘ線103の反射角度が大きいほど大きい。Ｘ線透過スリット５１aの透過方向を反射角度の大きくなる向きとすることにより、プラスチックパッケージ中のアルミニューム配線の画像をプラスチックパッケージの画像から区別できる。  【選択図】      図１
2005091053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を撮像対象物に照射するＸ線照射手段と、該撮像対象物で反射された反射Ｘ線の像を形成する反射波撮像手段とを備え、
前記Ｘ線照射手段は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と該Ｘ線発生部で発生したＸ線の広がり径を狭く絞り、前記撮像対象物に入射する入射Ｘ線をビーム状とするＸ線絞り部とを備え、
前記反射波撮像手段は、前記反射Ｘ線のうちの所定方向から到来するもののみを選択的に透過させる透過Ｘ線方向選択部と、該透過Ｘ線方向選択部を透過したＸ線を検知し、該透過Ｘ線に基づきＸ線像信号を生成するＸ線像信号生成部とを備える
ことを特徴とするＸ線反射波撮像装置。
【請求項２】
前記Ｘ線絞り部は、複数のＸ線スリットが所定間隔で配置され、Ｘ線遮断物質でなる環状部を有し、
前記環状部は、前記Ｘ線発生部のおけるＸ線照射口から前記撮像対象物に至る間のＸ線伝播路に介在し、回転軸の回りに回転し、前記Ｘ線スリットが該Ｘ線伝播路にある期間だけに該Ｘ線照射口から照射されたＸ線を透過させ、該Ｘ線スリットを透過した該Ｘ線を前記入射Ｘ線とする
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線反射波撮像装置。
【請求項３】
前記透過Ｘ線方向選択部は、前記撮像対象物からＸ線像信号生成部に至る間の前記反射Ｘ線伝播路に介在し、Ｘ線透過スリットが設けられたＸ線遮断物質製のＸ線遮断ブロックでなり、
Ｘ線透過スリットは、前記所定方向に平行であって、互いに対面する２つの壁面の間隙でなり、
前記２つの壁面は前記Ｘ線遮断ブロックに設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線反射波撮像装置。
【請求項４】
前記環状部の回転により前記入射Ｘ線が前記撮像対象物をスキャンする方向に対し直交する方向に、該撮像対象物を一定速度で搬送する搬送手段を備える
ことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のＸ線反射波撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を電子部品などの対象物に照射し、対象物のＸ線画像を生成するＸ線撮像装置に関し、特に照射されたＸ線が対象物で乱反射されることにより生じる後方散乱波を検知し、対象物のＸ線反射波画像を生成するＸ線反射波撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を電子部品などの対象物に照射し、対象物のＸ線画像を生成するＸ線撮像装置は、例えば特開平２−３１１４４（特許文献1）、特開２００１−３２４４５６（特許文献２）がある。特許文献1のプリント基板検査装置では、Ｘ線発生源（１）で発生したＸ線をプリント基板２へ照射し、プリント基板（２）を透過したＸ線をイメージインテンシファイヤ（Ｘ線撮像手段）（４）で検知し、イメージインテンシファイヤ（４）でプリント基板（２）のＸ線画像を生成している。
【０００３】
特許文献２のＸ線断層面検査装置では、Ｘ線源（２）から放射するＸ線により被検査体（Ｓ）を照射し、被検査体（Ｓ）を透過したＸ線による透過Ｘ線像をＸ線−光学像変換手段（５）に形成している。
【０００４】
特許文献1および特許文献２装置では、対象物を透過したＸ線による透過Ｘ線像を対象物のＸ線画像として出力している。
【０００５】
米国特許No.4,799,247は、Ｘ線源(X-ray source 15)から出射したＸ線をスリット(slit 21)及び別のスリット(slit 24)でもってペンシルビーム(pencil beam)30に整形し、対象物(object40)にペンシルビーム30を照射し、透過Ｘ線を前方伝播検知器(forward transmitted detector 50)で検知し、後方散乱波検知器(back scatter detector 25)で検知する構成の空港手荷物検査装置を開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−３１１４４
【特許文献２】特開２００１−３２４４５６
【特許文献３】米国特許No.4,799,247
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のとおり、特許文献1および特許文献２にはＸ線透過波撮像装置が開示されている。検査の対象物を透過したＸ線で対象物を撮像し、対象物のＸ線画像を生成する方法は従来から広く採用されている。他方、半導体集積回路においては近年配線材料としてアルミニュームが広く用いられる傾向にある。アルミニューム配線の半導体集積回路をプラスチックのパッケージに収納してなる半導体集積回路装置をＸ線透過波撮像装置で検査すると、アルミニュームは原子量が小さいので、プラスチック製のパッケージの画像にアルミニューム配線の画像が埋もれ、アルミニューム配線が視認できないことが少なくない。
【０００８】
また、特許文献３の後方散乱波を用いるＸ線反射波撮像装置では、手荷物のような大きな物体は検知できるが、半導体集積回路装置におけるミクロン単位の微細物の検出はできない。図３は、従来のＸ線透過検査装置におけるＸ線照射手段（Ｘ線管１）のＸ線照射口１aからＸ線を出射し、コーン状に広がるパターンで出射するＸ線により検査対象物の照射領域200を照射しとときにおけるＸ線反射波（後方散乱線）を模式的に示す図である。本図に示すように、照射領域200で散乱される反射Ｘ線はあらゆる方向を向いているので特許文献３における後方散乱波検知器(back scatter detector 25)で検知できる対象物は相当に大きな物体である必要がある。
【０００９】
そこで、本発明は、対象物が、半導体集積回路装置における配線などの如くに微細であり、アルミニューム等ごとくに原子量が小さく、プラスチック製のパッケージに納められていても、パッケージの画像から区別して識別可能な対象物の画像を生成できるＸ線反射波撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【００１１】
（１）Ｘ線を撮像対象物に照射するＸ線照射手段と、該撮像対象物で反射された反射Ｘ線の像を形成する反射波撮像手段とを備え、
前記Ｘ線照射手段は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と該Ｘ線発生部で発生したＸ線の広がり径を狭く絞り、前記撮像対象物に入射する入射Ｘ線をビーム状とするＸ線絞り部とを備え、
前記反射波撮像手段は、前記反射Ｘ線のうちの所定方向から到来するもののみを選択的に透過させる透過Ｘ線方向選択部と、該透過Ｘ線方向選択部を透過したＸ線を検知し、該透過Ｘ線に基づきＸ線像信号を生成するＸ線像信号生成部とを備える
ことを特徴とするＸ線反射波撮像装置。
【００１２】
（２）前記Ｘ線絞り部は、複数のＸ線スリットが所定間隔で配置され、Ｘ線遮断物質でなる環状部を有し、
前記環状部は、前記Ｘ線発生部のおけるＸ線照射口から前記撮像対象物に至る間のＸ線伝播路に介在し、回転軸の回りに回転し、前記Ｘ線スリットが該Ｘ線伝播路にある期間だけに該Ｘ線照射口から照射されたＸ線を透過させ、該Ｘ線スリットを透過した該Ｘ線を前記入射Ｘ線とする
ことを特徴とする前記（１）に記載のＸ線反射波撮像装置。
【００１３】
（３）前記透過Ｘ線方向選択部は、前記撮像対象物からＸ線像信号生成部に至る間の前記反射Ｘ線伝播路に介在し、Ｘ線透過スリットが設けられたＸ線遮断物質製のＸ線遮断ブロックでなり、
Ｘ線透過スリットは、前記所定方向に平行であって、互いに対面する２つの壁面の間隙でなり、
前記２つの壁面は前記Ｘ線遮断ブロックに設けられている
ことを特徴と刷る前記（１）又は（２）に記載のＸ線反射波撮像装置。
【００１４】
（４）前記環状部の回転により前記入射Ｘ線が前記撮像対象物をスキャンする方向に対し直交する方向に、該撮像対象物を一定速度で搬送する搬送手段を備える
ことを特徴とする前記（１），（２）又は（３）に記載のＸ線反射波撮像装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明になる上記手段の採用により、対象物が、半導体集積回路装置における配線などの如くに微細であり、アルミニューム等ごとくに原子量が小さく、プラスチック製のパッケージに納められていても、パッケージの画像から区別して識別可能な対象物の画像を生成できるＸ線反射波撮像装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。図１は、本発明の一実施の形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明で採用するＸ線反射波による撮像原理を示す図である。図４は、入射Ｘ線に対する反射Ｘ線の反射角度（散乱角度）を示す図である。図５は、反射角度と反射Ｘ線の線量率との関係を複数の散乱体（被写体）につき示す図である。図６は、図１の実施の形態におけるＸ線照射手段によるＸ線照射方法を示す図である。図７は、図１の実施の形態におけるＸ線照射手段（Ｘ線管１およびＸ線回転フィルタ２）を示す断面図である。図８は、図１の実施の形態におけるＸ線照射手段を示す正面図および側面図である。図９は、図１の実施の形態における反射Ｘ線による撮像方法を示す図である。図１０は、図１の実施の形態における反射波撮像手段（Ｘ線遮断ブロック５１およびＸ線ラインスキャナ５２）を示す断面図である。図１１は、図１の実施の形態における反射波撮像手段を示す平面図、正面図および側面図である。図１２は、図１の実施の形態によるＸ線撮像タイミングを概念的に示す図である。
【００１７】
図において、１はＸ線管、１aはＸ線照射口、２はＸ線回転フィルタ、２a,２b,２c,２d,２e,２f,２g,２hはＸ線スリット、５は反射波撮像器、８は透過波撮像器、１０はサンプル（被写体）、２１はＸ線回転フィルタ２の回転方向を示す矢印、５１はＸ線遮断ブロック、５１aはＸ線透過スリット、５２はＸ線ラインスキャナ、６１は散乱体（サンプル）がアルミニュームであるときの後方散乱線の散乱角と線量率の関係を表す特性線、６２は散乱体（サンプル）が鉛であるときの後方散乱線の散乱角と線量率の関係を表す特性線、６３は散乱体（サンプル）が鉄であるときの後方散乱線の散乱角と線量率の関係を表す特性線、８１はＸ線遮断ブロック、８１aはＸ線透過スリット、８２はＸ線ラインスキャナ、101は入射Ｘ線、101sは入射Ｘ線101のスキャニング方向、102は透過Ｘ線、103,103a,103b,103c,103dは反射Ｘ線、103kはＸ線透過スリット５１aを透過した反射Ｘ線、200は照射領域である。
【００１８】
図1に示す本発明の一実施の形態は、Ｘ線反射波撮像装置である。このＸ線反射波撮像装置は、Ｘ線照射手段と、反射波撮像器５と、透過波撮像器８とを備えてなる。Ｘ線照射手段は、Ｘ線をサンプル１０（前述の撮像対象物に相当）に照射するＸ線管１およびＸ線回転フィルタ２でなる。反射波撮像器５は、Ｘ線遮断ブロック５１及びＸ線ラインスキャナ５２でなる。透過波撮像器８は、Ｘ線遮断ブロック８１とＸ線ラインスキャナ８２とでなる。サンプル１０は、例えば半導体集積回路装置が搭載されたプリント基板である。
【００１９】
図２は、図1の実施の形態に示すＸ線反射波撮像装置で採用した本発明の原理を概念的に示している。本発明の装置は、後方散乱線の必要部分のみを積極的に反射波撮像器５に受光する。図では、後方散乱線は反射Ｘ線102として示してある。後方散乱線は、現在主流のＸ線透過波撮像装置では、ノイズ成分として扱われている。反射Ｘ線102のエネルギーは、透過Ｘ線102のエネルギーの10分の1程度であるが、CdTe（テルル化カドミウム）などの高感度のセンサをＸ線ラインスキャナ５２に採用することにより、反射Ｘ線102は十分な感度で検知できる。
【００２０】
図４に示すように、入射Ｘ線101がサンプル１０に入射したときの反射Ｘ線102は、さまざまな角度を取る。本図に示す反射Ｘ線の角度は、反射角（散乱角とも称される）であり、図の０度を基準とする角度である。
【００２１】
反射Ｘ線102の強さは、反射Ｘ線の線量率として表される。図４は、散乱体（図ではサンプル１０）がアルミニューム、鉛、鉄であるときの反射Ｘ線の線量率を、反射角を横軸にとって示す図である。線量率は、アルミニュームが鉛や鉄より大きく、また反射角θに応じて増大する。
【００２２】
本実施の形態は、このような反射Ｘ線の性質を巧みに利用し、従来ノイズ成分と見られてきた反射Ｘ線でもって、アルミニューム等の原子量の小さい物質の画像をもプラスチック等の他の物質の背景画像から区別できるＸ線反射波撮像装置を実現した。まず、本実施の形態は、反射Ｘ線では、原子量の小さいアルミニュームの線量率が原子量の大きい鉛や鉄の線量率より大きくことを利用し、撮像のために検知する対象のＸ線を反射Ｘ線とした。次に、本実施の形態は、反射波撮像器５（前述の反射波撮像手段に相当）において、反射Ｘ線のうちの所定方向から到来するもののみを選択的に透過させるＸ線遮断ブロック５１（前述の透過Ｘ線方向選択部に相当）を設け、該Ｘ線遮断ブロック51におけるＸ線スリット５１aを透過したＸ線だけを検知するように構成した。
【００２３】
図６は、図１の実施の形態におけるＸ線照射手段によるＸ線照射方法を示す図である。本実施の形態における反射波撮像器５では、Ｘ線回転フィルタ２がＸ線管１に同軸に回転可能に設けてある。Ｘ線回転フィルタ２は、Ｘ線管１で発生し、Ｘ線照射口１aから出射するＸ線の広がり径を狭く絞るＸ線スリット2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2hを備える。Ｘ線回転フィルタ２の回転により、照射Ｘ線101は、記号101sで示す方向にサンプル１０をスキャン（走査）する。Ｘ線スリット2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2hは、Ｘ線照射口１aから出射するＸ線を順次に受ける。
【００２４】
図７は、図１の実施の形態におけるＸ線照射手段（Ｘ線管１およびＸ線回転フィルタ２）を示す断面図である。図８は、図１の実施の形態におけるＸ線照射手段を示す正面図および側面図である。図８（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は側面図である。図７及び図８によく現れているように、本実施の形態ではＸ線スリットは８個である。Ｘ線回転フィルタ２の回転速度は、Ｘ線ラインスキャナ５２の取り込み速度に合わせる。この実施の形態では、Ｘ線ラインスキャナ５２の取り込み速度は８ライン／秒であるから、このＸ線回転フィルタ２を１回／秒で回転させる。この速度でＸ線回転フィルタ２を回転させることにより、スキャン速度（取り込み速度）は８ライン／秒となる。
【００２５】
図９は、図１の実施の形態における反射Ｘ線による撮像方法を示す図である。図１０は、図１の実施の形態における反射波撮像手段（Ｘ線遮断ブロック５１およびＸ線ラインスキャナ５２）を示す断面図である。図１１は、図１の実施の形態における反射波撮像手段を示す平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）および側面図（Ｃ）である。Ｘ線遮断ブロック５１は、２枚の対向する板状体でなる。Ｘ線透過スリット５１aは、その両板状体の間隙であり、選択的に透過させようとする反射Ｘ線の方向に平行であって、互いに対面する両板状体の各壁面の間の隙でなる。図９に現れているＸ線103kは、そのＸ線透過スリット５１aを透過した反射Ｘ線である。
【００２６】
図１２は、図１の実施の形態によるＸ線撮像タイミングを概念的に示す図である。本図に示すスキャン（照射Ｘ線の軌跡）101a,101b,101c,101d,101eは、図７におけるＸ線スリット2a,2b,2c,2d,2eをそれぞれ透過した入射Ｘ線101により走査されたサンプル１０上の軌跡である。
【００２７】
以上に説明した実施の形態のＸ線反射波撮像装置では、Ｘ線ラインスキャナ５２は、サンプル１０から特定方向に反射された反射Ｘ線103kだけを検知するので、サンプル10における検査の対象物が、半導体集積回路装置における配線などの如くに微細であり、アルミニューム等ごとくに原子量が小さく、プラスチック製のパッケージに納められていても、パッケージの画像から区別して対象物の画像を識別できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【００２９】
【図２】本発明で採用するＸ線反射波による撮像原理を示す図である。
【００３０】
【図３】従来のＸ線透過検査装置におけるＸ線照射手段（Ｘ線管）で検査対象物にＸ線を照射したときにおけるＸ線反射波（後方散乱線）を模式的に示す図である。
【００３１】
【図４】入射Ｘ線に対する反射Ｘ線の反射角度（散乱角度）を示す図である。
【００３２】
【図５】反射角度と反射Ｘ線の線量率との関係を複数の散乱体（被写体）につき示す図である。
【００３３】
【図６】図１の実施の形態におけるＸ線照射手段によるＸ線照射方法を示す図である。
【００３４】
【図７】図１の実施の形態におけるＸ線照射手段（Ｘ線管１およびＸ線回転フィルタ２）を示す断面図である。
【００３５】
【図８】図１の実施の形態におけるＸ線照射手段を示す正面図および側面図である。
【００３６】
【図９】図１の実施の形態における反射Ｘ線による撮像方法を示す図である。
【００３７】
【図１０】図１の実施の形態における反射波撮像手段（Ｘ線遮断ブロック５１およびＸ線ラインスキャナ５２）を示す断面図である。
【００３８】
【図１１】図１の実施の形態における反射波撮像手段を示す平面図、正面図および側面図である。
【００３９】
【図１２】図１の実施の形態によるＸ線撮像タイミングを概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    Ｘ線管
１a    Ｘ線照射口
２    Ｘ線回転フィルタ
２a, ２b, ２c, ２d, ２e, ２f, ２g, ２h    Ｘ線スリット
５    反射波撮像器
８    透過波撮像器
１０    サンプル（被写体）
２１    Ｘ線回転フィルタ２の回転方向を示す矢印
５１    Ｘ線遮断ブロック
５１a    Ｘ線透過スリット
５２    Ｘ線ラインスキャナ
６１    散乱体（サンプル）がアルミニュームであるときの後方散乱線の散乱角と線量率の関係を表す特性線
６２    散乱体（サンプル）が鉛であるときの後方散乱線の散乱角と線量率の関係を表す特性線
６３    散乱体（サンプル）が鉄であるときの後方散乱線の散乱角と線量率の関係を表す特性線
８１    Ｘ線遮断ブロック
８１a    Ｘ線透過スリット
８２    Ｘ線ラインスキャナ
101    入射Ｘ線
101s    入射Ｘ線101のスキャニング方向
102    透過Ｘ線
103,103a,103b,103c,103d    反射Ｘ線
103k    Ｘ線透過スリット５１aを透過した反射Ｘ線
200    照射領域
【図１】
2005091053.tif 000003
【図２】
2005091053.tif 000004
【図３】
2005091053.tif 000005
【図４】
2005091053.tif 000006
【図５】
2005091053.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005091053.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005091053.tif 000011
【図１０】
2005091053.tif 000012
【図１１】
2005091053.tif 000013
【図１２】
2005091053.tif 000014