(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から検査対象物へ照射されたＸ線透過画像を取り込むＸ線撮像部と、前記Ｘ線源と検査対象物の間、及び検査対象物とＸ線撮像部の間に設けられ、かつ可視照明機器より検査対象物の表面・裏面に照射された光の反射光を得るための対に配置された反射膜と、前記表面・裏面の反射光を選択するシャッター，反射ミラーをそれぞれ設け、前記検査対象物の表面・裏面に照射された光の反射光の経路長が等しくなるように配置されたハーフミラーを介してＸ線照射範囲を捉える１つの可視光用カメラとを有することを特徴とするＸ線基板検査装置。
【請求項２】
前記可視照明機器に対して前記検査対象物の表面・裏面に対して、照明する光のＯＮ／ＯＦＦ制御機能を有した可視照明コントロールを有し、前記可視光用カメラで撮像する面を選択するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線基板検査装置。
【請求項３】
Ｘ線源から検査対象物へ照射されたＸ線透過画像を取り込むＸ線撮像部と、前記Ｘ線源と検査対象物の間、及び検査対象物とＸ線撮像部の間に設けられ、かつ可視照明機器より検査対象物の表面・裏面に照射された光の反射光を得るための対に配置された反射膜と、前記表面・裏面の反射光を選択するシャッター，反射ミラーをそれぞれ設け、前記検査対象物の表面・裏面に照射された光の反射光の経路長が等しくなるように配置された反射プリズムを介してＸ線照射範囲を捉える１つの可視光用カメラとを有することを特徴とするＸ線基板検査装置。
【請求項４】
ズームレンズを付加した可視光用カメラと、前記可視光用カメラを撮像画面のＸＹ方向に移動できるテーブルとを有し、Ｘ線画像と検査対象物からの反射光を撮像した可視光用カメラとの画像の重ね合わせを行うようにしたことを特徴とする請求項１，２または３記載のＸ線基板検査装置。
【請求項５】
検査対象物に対して同一領域内のＸ線画像と可視照明機器より検査対象物の表面または裏面画像を取り込み、画像処理し、半田，部品有無の基板検査を同時に行うことを特徴とする請求項１，２，３または４記載のＸ線基板検査装置。
【請求項６】
前記反射膜が、ポリエチレンテレフタレートのプラスチック素材のフィルムにアルミニウムを蒸着させた膜に、アルミリング枠を接合・接着させた構造を有することを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載のＸ線基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線を利用しプリント基板の検査・計測を目的とするＸ線基板検査装置に関し、特にＸ線撮影範囲に対するプリント基板の検査部位の位置合わせ及びＸ線検査と可視光による基板外観検査を同時に可能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線を利用したＸ線基板検査装置において、基板位置決め手段として、特開平６−３３１５７１号公報に記載されたもの等がある。また、Ｘ線検査装置と可視光用ＣＣＤカメラを組み合わせた基板検査方法として特開平７−２９４４５０号公報に記載されたもの等がある。
【０００３】
前者の特開平６−３３１５７１号公報に記載された基板半田付け状態検査装置は、両面実装プリント基板へＸ線を照射し、Ｘ線透過画像を生成する手段と両面実装プリント基板の一方の面を光学的に撮像する光学撮像手段とを備えている。
【０００４】
また、後者の特開平７−２９４４５０号公報に記載されたＸ線検査装置と可視光用ＣＣＤカメラを組み合わせた基板検査方法においては、Ｘ線源と検査対象物の間に反射ミラーを配置すると、反射ミラーが光学ガラスで構成されているため、Ｘ線を減衰させてしまい、Ｘ線撮像画像を劣化させてしまうことを避けるため、Ｘ線照射領域外の位置に可視光用ＣＣＤカメラ及び反射ミラーを配置し、傾斜的な基板画像を取り込んでいたり、移動可能な機構を付加した反射ミラーユニットを配置して、可視光用ＣＣＤカメラで部品面を捉えるときは、反射ミラーを照射領域内の位置にし、Ｘ線撮像時は、反射ミラーをＸ線照射領域外に移動させ、撮像するようにしていた。
【０００５】
また、後者の特開平７−２９４４５０号公報に記載された実装基板の半田付け検査方法としては、Ｘ線撮像検査と可視光による光学撮像検査を別領域内で行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、両面実装プリント基板の一方の面を光学的に撮像する光学撮像手段しかないため、検査対象とする部品面を光学撮像面側に必ずセットする必要があった。光学撮像をするために、Ｘ線源と検査対象物の間に反射ミラーを配置すると、反射ミラーが光学ガラスで構成されているため、Ｘ線を減衰させてしまい、Ｘ線撮像画像を劣化させ、検査に影響を与えるという問題を有していた。
【０００７】
また、斜め方向からの光学撮像においては、Ｘ線照射面と光学撮像面が一致せず、奥行きのある映像になり撮像画面表示部にＸ線照射領域を指示する必要があり、簡易な位置決めとしての機能でしかなかった。
【０００８】
また、Ｘ線撮像画像を劣化させてしまうことを避けるため、移動可能な機構を付加した反射ミラーユニットを配置したものに対しては、可視光用ＣＣＤカメラで部品面を捉えるときは、反射ミラーを照射領域内に移動し、Ｘ線撮像時は、反射ミラーをＸ線照射領域外に移動させ、撮像する必要があった。
【０００９】
また、Ｘ線検査と可視光による画像検査を行う場合は、それぞれ別の位置に検査部位を移動させる必要があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するもので、Ｘ線撮影範囲に対するプリント基板の検査部位の位置合わせが容易にでき、Ｘ線照射量を増加させたり、Ｘ線撮像画像を劣化させることなく、Ｘ線照射領域内の光学撮像画像を同時に捉えることができるＸ線基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題を解決し目的を達成するために、可視照明機器より検査対象物へ照射された可視光を反射させるミラーとして、光学ガラス系の反射ミラーではなく、ポリエチレンテレフタレートのプラスチック素材の薄膜（一例として、数μ〜数十μ）フィルムにアルミニウムの蒸着をし、アルミリング枠に均一に張られた状態の反射膜を使用する。
【００１２】
これにより、Ｘ線照射領域内であるＸ線源と検査対象物の間、及び検査対象物とＸ線撮像部の間に上記の反射膜を配置することで、Ｘ線の照射量を減衰することなく検査対象物にＸ線照射でき、検査対象物を透過したＸ線も減衰することなく、Ｘ線撮像部へ取り込まれる。したがって、Ｘ線撮像画像劣化をさせずに、Ｘ線領域内の検査対象物の反射光を両面からそれぞれ捉えることができる。
【００１３】
また、可視照明機器より検査対象物へ照射された可視光は検査対象物の両面に配置された反射膜を通して、さらに対に配置された画面選択シャッター及び反射ミラーをそれぞれ設け、前記検査対象物の表面・裏面に照射された光の反射光の経路長が等しくなるように配置されたハーフミラーによりＸ線照射範囲を１つの可視光用カメラで捉えることができる。そして、検査対象物が表面の場合は表面側の画面選択シャッターを、検査対象物が裏面の場合は裏面側の画面選択シャッターを開閉することにより可視光用カメラにより表面または裏面の画像のみを捉えることができる。
【００１４】
したがって、本発明によれば、上記検査対象物へ照射された可視光を捉える可視光偏向部と、可視光用カメラと、検査対象物を載置できる位置決めＸＹテーブルと、検査対象物にＸ線を照射するＸ線源と、対面配置され検査対象物の透過Ｘ線を撮像するＸ線撮像部を備えることで、可視光用カメラの画像によりＸ線検査をしたい任意の位置へ基板セットの表裏に関係なく容易に決定することができ、基板位置決めＸＹテーブルにより容易に移動できるという作用を有する。
【００１５】
また、検査対象物をＸ線撮像と可視光による光学撮像を同時に行うことができ、画像処理を備えたコントローラにそれぞれの画像データを取り込むことにより、Ｘ線画像検査と、可視光による外観検査を同時に行うことができるという作用を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。Ｘ線撮像する構成としては、検査対象物２にＸ線を照射するＸ線源１と、検査対象物２を載置できる基板位置決めＸＹテーブル３と、対面配置され検査対象物２の透過Ｘ線を撮像するＸ線撮像部４を備える。
【００１８】
また、Ｘ線照射領域内の検査対象物２の外観を捉える構成としては、Ｘ線源１と検査対象物２の間、及び検査対象物２とＸ線撮像部４の間に、Ｘ線の照射線量を減衰させることなく透過させ、可視照明機器１０ａ，１０ｂより検査対象物２へ照射された可視光を反射させるプラスチック素材のフィルム系の反射膜５ａ，５ｂが配置される。そして、検査対象物２の表面の反射光は、反射膜５ａ，反射ミラー７ａ及びハーフミラー８を介して、また検査対象物２の裏面の反射光は、反射膜５ｂ，反射ミラー７ｂ及びハーフミラー８を介して１つの可視光用カメラ９により捉えられるように配置される。
【００１９】
また、表面及び裏面の画像は画面選択シャッター６ａまたは画面選択シャッター６ｂを開閉することにより、表面または裏面を選択することができるようになっている。
【００２０】
また、Ｘ線源１，Ｘ線撮像部４，可視光用カメラ９及び表示器１２はコントローラ１１と接続され、制御及び画像表示されるようになっている。なお、Ｘ線源１の放射方向で反射膜５ａの間にＸ線シャッター１３が配置されている。したがって、このような構成によれば、Ｘ線源１からのＸ線照射と検査対象物２の可視反射光を同一方向線上から捉えることになり、可視光用カメラ９の画像及びＸ線画像を表示する表示器１２によりＸ線検査をしたい任意の位置を基板セットの表裏に関係なく容易に決定することができ、基板位置決めＸＹテーブル３により移動させることができるものである。
【００２１】
また、Ｘ線源１より検査対象物２に照射され、検査対象物２を透過したＸ線を捉えるＸ線撮像部４と、検査対象物２の表面または裏面のＸ線照射と同一視野の反射光を捉える可視光用カメラ９の各取り込み画像は、画像処理機能を有したコントローラ１１に接続され、画像処理をすることにより、表示器１２上に表示された画像に基づいてＸ線による基板検査と可視光による外観基板検査を同時にできる。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。本実施の形態２は表面及び裏面の画像切り換えを、図１に示す実施の形態１の画面選択シャッター６ａまたは画面選択シャッター６ｂを開閉する代わりに、可視照明機器１０ａ，１０ｂに対して照射する光のＯＮ／ＯＦＦ制御機能を有した可視照明コントローラ１６を介して、コントローラ１１から撮像したい表面または裏面の照明をＯＮ／ＯＦＦすることにより、選択することができるようになっている。以下の動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。Ｘ線撮像する構成としては、検査対象物２にＸ線を照射するＸ線源１と、検査対象物２を載置できる基板位置決めＸＹテーブル３と、対面配置され検査対象物２の透過Ｘ線を撮像するＸ線撮像部４を備える。
【００２４】
また、Ｘ線照射領域内の検査対象物２の外観を捉える構成としては、Ｘ線源１と検査対象物２の間、及び検査対象物２とＸ線撮像部４の間に、Ｘ線の照射線量を減衰することなく透過させ、可視照明機器１０ａ，１０ｂより検査対象物２へ照射された可視光を反射させるプラスチック素材のフィルム系の反射膜５ａ，５ｂが配置される。そして検査対象物２の表面の反射光は、反射膜５ａ，反射ミラー７ａ及び反射プリズム１５を介して、また検査対象物２の裏面の反射光は、反射膜５ｂ，反射ミラー７ｂ及び反射プリズム１５を介して、反射プリズム１５からの光軸に対して垂直に移動するＺテーブル１４に搭載された１つの可視光用カメラ９により捉えられるように配置される。そしてＺテーブル１４を上下に移動させることにより、表面，裏面または図４に示すように表示器１２には表裏半分ずつの画面１２ａ，１２ｂをそれぞれ選択することができるようになっている。
【００２５】
したがって、このような構成によれば、実施の形態１と同様に、Ｘ線源１からのＸ線照射と検査対象物２の可視反射光を同一方向線上から捉えることになり、可視光用カメラ９の画像及びＸ線画像を表示する表示器１２によりＸ線検査をしたい任意の位置へ基板セットの表裏に関係なく容易に決定することができ、基板位置決めＸＹテーブル３により移動させることができるものである。また、Ｘ線源１より検査対象物２に照射され、検査対象物２を透過したＸ線を捉えるＸ線撮像部４と、検査対象物２の表面または裏面のＸ線照射と同一視野の反射光を捉える可視光用カメラ９の各取り込み画像は、画像処理機能を有したコントローラ１１に接続され、画像処理をすることにより、Ｘ線による基板検査と可視光による外観基板検査を同時にできる。
【００２６】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。本実施の形態は前記図２に示す実施の形態２とほぼ同様であるが、異なるのはズームレンズを付加した可視光用カメラ９′とこの可視光用カメラ９′を撮像画面のＸＹ方向に移動できるＸＹテーブル１７を有することにより、Ｘ線撮像部４からのＸ線画像と検査対象物２からの反射光を撮像した可視光用カメラ９′からの外観画像との表示器１２における画像での視野角及び倍率を重ね合わせることが容易にできる。以下の動作は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
【００２７】
また、本実施の形態ではＸ線画像検査及び可視光による外観検査後のそれぞれの検査結果表示を画像スケールによる位置補正せずに容易に表示器１２により表示されたＸ線画像上または、可視光画像上に表示できるので便利である。
【００２８】
（実施の形態５）
前記各実施の形態１〜４において、検査対象物２を載置し、位置決めする方法として基
板位置決めＸＹテーブル３を例に挙げたが、図６に示すようなチャッキング構造を有するＸＹロボットにしてもよい。図６の正面図（１），その側面図（２）に示すようにＸテーブル１９とＹテーブル２０は基板チャック２１と一体に構成され、基板チャック２１は検査対象物２をチャッキングするものである。
【００２９】
図７は図６に示すチャッキング構造を有するＸＹロボット１８を有する実施の形態５におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。これは、前記図１に示す実施の形態１の基板位置決めＸＹテーブル３の代わりにチャッキング付ＸＹロボット１８を設けた場合である。Ｘ線検査及び外観基板検査の動作は前記図１の実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３０】
（実施の形態６）
これまで説明した各実施の形態１〜５において、Ｘ線撮像の幾何学的倍率を上げるために、Ｘ線撮像部４を検査対象物２にできるだけ接近させなければならない場合は、Ｘ線撮像部４を検査対象物２に対して垂直方向へ移動させる機構を設けるとともに、移動するＸ線撮像部４の干渉を避ける領域へ反射膜５ｂを検査対象物２に対して水平方向へ移動させる機構を設けるとよい。
【００３１】
図８は上記のようなＸ線撮像の幾何学的倍率を上げるための本発明の実施の形態６におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。これは、前記図１に示す実施の形態１の反射膜５ｂを検査対象物２に対して水平方向へ移動させる回転ソレノイド２３及びＸ線撮像部４を検査対象物２に対して垂直方向へ移動させるＺテーブル２２を付加した場合のものである。これによって、Ｘ線撮像の幾何学的倍率を任意に上げることができる。
【００３２】
（実施の形態７）
Ｘ線基板検査装置において、可視光による検査対象物２の片面のみの反射光の画像を捉えればよい場合もある。図９はこのような場合に最適な本発明の実施の形態７におけるＸ線基板検査装置の全体構成図である。
【００３３】
図９に示すように、反射膜５ａからの反射光を直接可視光用カメラ９で捉えるようにしてあり、前記各実施の形態１〜６の構成に比べ、検査対象物２の片面のみでよいので簡単化され、コスト減となる。
【００３４】
（実施の形態８）
図１０は本発明の実施の形態８における反射膜の成形工程図を示す。図１０の矢印方向に示すようなポリエチレンテレフタレート２４の薄膜（一例として、数μ〜数十μ）にアルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレート２５にアルミリング２６の枠に均一に張り、反射膜２７を形成する。
【００３５】
また、上記反射膜においては、ポリエチレンテレフタレート２４の薄膜（数μ〜数十μ）フィルムの代わりに、ポリブチレンテレフタレートやパーフルオロ；テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン等のプラスチック素材の薄膜（数μ〜数十μ）フィルムを利用して、アルミニウムを蒸着し、アルミリング２６の枠に均一に張られた状態の反射膜２７を形成してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、Ｘ線源から検査対象物へ照射されたＸ線透過画像を取り込むＸ線撮像部と、可視照明機器より検査対象物へ照射された可視光を反射させるミラーとして、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック素材の薄膜（数μ〜数十μ）フィルムにアルミニウムの蒸着をし、リング枠に均一に張られた状態の反射膜を、Ｘ線源と検査対象物の間、及び検査対象物とＸ線撮像部の間に配置し、可視照明機器より検査対象物の表面・裏面に照射された光の反射光を対に配置された反射膜と画面選択シャッター及び反射ミラーを介してハーフミラーによりＸ線照射範囲を１つの可視光用カメラで捉えることにより、Ｘ線照射と検査対象部の可視反射光を同一方向線上から撮像でき、可視光用カメラの画像及びＸ線撮像部のＸ線画像を表示する表示器によりＸ線検査をしたい任意の位置を基板セットの表裏に関係なく容易に決定することができ、基板位置決めＸＹテーブルにより移動させることができる。
【００３７】
また、Ｘ線源より検査対象物に照射され、検査対象物を透過したＸ線を捉えるＸ線撮像部と、検査対象物の表面または裏面のＸ線照射と同一視野の反射光を捉える可視光用カメラの各取り込み画像は、画像処理機能を有したコントローラに接続され、画像処理することにより、Ｘ線による基板検査と可視光による外観検査を同時にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態２におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図３】本発明の実施の形態３におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図４】本発明の実施の形態３における可視光用カメラの撮像映像の概略図
【図５】本発明の実施の形態４におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図６】チャッキング付きＸＹロボットの概略図
【図７】本発明の実施の形態５におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図８】本発明の実施の形態６におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図９】本発明の実施の形態７におけるＸ線基板検査装置の全体構成図
【図１０】本発明の実施の形態８における反射膜の成形工程構成図
【符号の説明】
１  Ｘ線源
２  検査対象物
３  基板位置決めＸＹテーブル
４  Ｘ線撮像部
５ａ，５ｂ  反射膜
６ａ，６ｂ  画面選択シャッター
７ａ，７ｂ  反射ミラー
８  ハーフミラー
９  可視光用カメラ
９′  ズームレンズ付き可視光用カメラ
１０ａ，１０ｂ  可視照明機器
１１  コントローラ
１２  表示器
１３  Ｘ線シャッター
１４，２２  Ｚテーブル
１５  反射プリズム
１６  可視照明コントローラ
１７  ＸＹテーブル
１８  チャッキング付きＸＹロボット
１９  Ｘテーブル
２０  Ｙテーブル
２１  基板チャック
２３  回転ソレノイド
２４  ポリエチレンテレフタレート
２５  アルミニウム蒸着後のポリエチレンテレフタレート
２６  アルミリング
２７  （アルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート）反射膜
【図１】
0003883153.tif 000002
【図２】
0003883153.tif 000003
【図３】
0003883153.tif 000004
【図４】
0003883153.tif 000005
【図５】
0003883153.tif 000006
【図６】
0003883153.tif 000007
【図７】
0003883153.tif 000008
【図８】
0003883153.tif 000009
【図９】
0003883153.tif 000010
【図１０】
0003883153.tif 000011