基板の検査装置、基板の検査方法、および、当該検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム
【課題】部品が両面に実装された基板を検査するための検査装置を提供する。
【解決手段】基板の検査装置が実行する処理は、片面のみに電子部品が実装された基板の第１の光学画像とＸ線透過画像との各位置確認マークを一致させて、電子部品の基準画像を生成するステップ（Ｓ８２０）と、両面に電子部品が実装された基板の第２の光学画像と第２のＸ線透過画像との入力を受けるステップ（Ｓ８３０）と、第１の光学画像と第２の光学画像とを比較して位置ずれ量を算出するステップ（Ｓ８４０）と、位置ずれ量を用いて第１の光学画像を補正して第３のＸ線透過画像を作成するステップ（Ｓ８５０）と、第２のＸ線透過画像から第３のＸ線透過画像を差し引いて第４のＸ線透過画像を導出するステップ（Ｓ８６０）と、第４のＸ線透過画像に基づいてはんだ付け部の合否を判定するステップ（Ｓ８７０）とを含む。
【解決手段】基板の検査装置が実行する処理は、片面のみに電子部品が実装された基板の第１の光学画像とＸ線透過画像との各位置確認マークを一致させて、電子部品の基準画像を生成するステップ（Ｓ８２０）と、両面に電子部品が実装された基板の第２の光学画像と第２のＸ線透過画像との入力を受けるステップ（Ｓ８３０）と、第１の光学画像と第２の光学画像とを比較して位置ずれ量を算出するステップ（Ｓ８４０）と、位置ずれ量を用いて第１の光学画像を補正して第３のＸ線透過画像を作成するステップ（Ｓ８５０）と、第２のＸ線透過画像から第３のＸ線透過画像を差し引いて第４のＸ線透過画像を導出するステップ（Ｓ８６０）と、第４のＸ線透過画像に基づいてはんだ付け部の合否を判定するステップ（Ｓ８７０）とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の両面に実装された部品の実装状態の検査を行なうための技術に関する。より特定的には、本発明は、基板の両面にそれぞれはんだ付けされた電子部品のはんだ付けの状態を検査するための検査装置、検査方法、および当該検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が基板にはんだ付けされている場合、当該はんだ付けの状態を検査する方法として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラのような光学系を用いた光学式の外観検査装置がある。光学式の外観検査装置は、基板に実装されたチップ部品あるいはＩＣ（Integrated Circuit）等の電子部品の位置ずれ、欠品、はんだブリッジ等の接合不良を検出できる。そのため、当該外観検査装置は、はんだ付け手法の一つである「リフロー」後のはんだ付け検査手法として有効であり、広く普及している。
【０００３】
ところで、近年、携帯情報機器等の電子機器の市場では、商品の小型化、軽量化が求められている。そのため、電子機器を構成する基板における高密度実装の要望が強くなってきている。
【０００４】
そこで、電子部品については、当該電子部品の裏面に電極を設けることによりパッケージサイズを小型化したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＢＧＡをさらに小型化して半導体ベアチップと同等サイズにしたＣＳＰ（Chip Size Package）などのパッケージ部品が現在広く採用されている。
【０００５】
また、電子部品が実装された実装基板と実装基板とを接続するコネクタについても、コネクタ自体の小型化にともない、接続端子がコネクタ本体の下部から露出する構造が採用されている。
【０００６】
ところで、電子部品が実装された実装基板において、はんだ付け部に不良があると、電子機器は正常に作動しない。そのため、接合不良のある実装基板は、当該基板の製造工程のできるだけ早い段階で回収し、修理または廃棄する必要がある。
【０００７】
しかし、上述したＢＧＡ、ＣＳＰ、あるいはコネクタでは、はんだ付け部が電子部品の裏面にあるため、はんだ付け部の品質を実装基板の上方から確認することは、困難である。そのため、従来のリード付電子部品のように、光学式の外観検査装置では、はんだ付け部の検査を行なうことができなかった。その結果、光学式の外観検査装置で確認できないはんだ付け部の不良は、電子機器が作動可能な状態まで組み立てられた後の機能検査によって初めて発見される。すなわち、はんだ付け不良のある実装基板に対しても無駄な組立工程を経る必要があった。
【０００８】
これを改善するために、はんだ付け部が確認できない電子部品が接合された実装基板のはんだ付け部の良否を判定する手法として、当該実装基板の一方の面側からＸ線を照射し、他方の面側で、当該実装基板を透過したＸ線を検出し、当該検出されたＸ線から得られる画像（Ｘ線透過画像）に基づいてはんだ付け部を検査するという取り組みが行なわれている。
【０００９】
しかしながら、このようなＸ線透過画像に基づく検査によると、良否判定の対象が、両面に電子部品が接合されている実装基板（以下、「両面実装基板」という。）である場合、検査対象であるはんだ付け部近傍に裏面のチップ抵抗あるいはチップコンデンサ等の電子部品の画像がＸ線透過画像に重なり合い、はんだ付け部を正確に検査できないことがある。
【００１０】
そこで、Ｘ線を用いた両面実装基板の検査方法として、両面実装基板に対してＸ線を斜めから照射するように配置したＸ線発生器と、当該両面実装基板を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを、それぞれ当該両面実装基板と平行な平面上で互いに同期して回転させ、両面実装基板の一定の高さに焦点を合わせてそれ以外の高さの異なる面を回転動作でぼかすことにより、当該両面実装基板の水平断面の画像を得る方法がある。また、両面実装基板の表側と裏側とを個別に検査できるＸ線ラミノグラフィと呼ばれる手法を用いたＸ線検査装置が実用化されている。
【００１１】
しかし、上記のいずれの装置について、その構造が複雑であり、装置が高価であり、また検査時間が非常に長くなるため、研究レベルでは使用可能であっても、量産レベルでは使用できないという問題がある。
【００１２】
そこで、たとえば、特開平５−２８８５３８号公報（特許文献１）は、基板の表裏ではんだ付け部分が重なるため、完全に分離して検出できないような場合にも、表裏の画像データを完全に独立して検査できる基板のはんだ付け検査方法を開示する。
【００１３】
この方法は、表裏面に電子部品がはんだ付けされた実装基板にＸ線を照射し、そのＸ線透過画像データを得るステップと、Ｘ線透過画像データからおもて面または裏面のみに電子部品が正常にはんだ付けされた実装基板のＸ線透過画像データを減ずることにより画像データを得るステップと、裏面またはおもて面のみに電子部品が正常にはんだ付けされた実装基板のＸ線透過画像との対比からはんだ付け部の良否を判定するステップとを含む。
【００１４】
また、特開２００１−５０７３０号公報（特許文献２）は、熱によるプリント基板の歪みを検出し、この歪み分を補正した後に両面実装画像から片面実装画像を差し引くことにより、プリント基板の歪みによるはんだ付け状態を誤差なく検査が行なえる両面実装基板の半田付け検査方法を開示する。
【００１５】
この検査方法は、一面に電子部品が実装されたプリント基板に、Ｘ線を照射して第１の画像を得るステップと、当該プリント基板の他面にも電子部品が実装されたプリント基板にＸ線を照射して第２の画像を得るステップと、第１の画像および第２の画像を画像メモリに記憶するステップと、第１の画像および第２の画像から位置ずれ量を求めるステップと、当該求められた位置ずれ量分だけ第１の画像あるいは第２の画像を補正するステップと、第２の画像から第１の画像を差し引いて、他面側の画像を得るステップと、はんだ付け部の良否を判定するステップとを含む。
【特許文献１】特開平５−２８８５３８号公報
【特許文献２】特開２００１−５０７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特開平５−２８８５３８号公報に開示された技術によると、画像データとして、両面に電子部品がはんだ付けされた実装基板の第１の画像データと、おもて面または裏面のみに正常にはんだ付けされた第２の画像データおよび第３の画像データの３つの画像データが必要である。
【００１７】
また、第１の画像データから第２の画像データおよび第３の画像データを差分して良否判定を行なうことから、おもて面のみに電子部品が実装された実装基板と裏面のみに実装された実装基板の検査用の２枚の基板が必要となる。２枚の実装基板は、正常に電子部品がはんだ付けされている必要があるため、２枚の実装基板の完成度が重要となり、それらの基板を製造するために時間と費用とを要する。
【００１８】
さらに、後から電子部品が実装される面に電子部品が先に実装された基板は、検査後に反対側の面に対して電子部品を実装することができないため、試料として試作された実装基板が無駄になるという問題もある。
【００１９】
また、特開平５−２８８５３８号公報および特開２００１−５０７３０号公報に開示された技術によると、１枚ごとに電子部品が片面に実装された実装基板の画像を保存するためには、多大な容量のメモリが必要となり、実現が物理的に不可能であるという問題もあった。
【００２０】
さらに、過判定（良品であるのに、不良と判断すること）をなくす為には、電子部品が片面のみに実装された基板と両面に実装された基板とが同一の実装基板であることを確認する必要がある。そのため、両者を一対一で完全に対応させる必要があるという問題があった。
【００２１】
また、一対一で同一実装基板の画像を合わせたとしても、リフロー等を用いたはんだ付け作業の中で、特開２００１−５０７３０号公報に開示されている実装基板の反りの他に、はんだの再溶融により、はんだ形状が変化する場合もある。この場合、画像間に「ずれ」が生じることになる。そのため、特開２００１−５０７３０号公報に開示された上記透過画像の差し引きを行なう処理が行なわれても、たとえば、上記裏面のみの完全な画像が得られるとは限らず、ノイズを含むという問題があった。すなわち、両面実装基板のＸ線透過画像と片面実装基板のＸ線透過画像の間で、位置的なずれが発生し、その分がノイズとして残り、正しい検査ができなくなるという問題もあった。そのため、画像差分を用いたＸ線検査は、これまで実用レベルには至っていなかった。
【００２２】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電子部品が両面にはんだ付けされた基板における当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査装置を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、電子部品が両面にはんだ付けされた基板における当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査方法を提供することである。
【００２４】
本発明のさらに他の目的は、電子部品が両面にはんだ付けされた基板における当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、基板の検査装置は、データを格納する記憶部と、データを用いた演算を行なう処理部とを備える。処理部は、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する手段を含む。基板の第１の面には、第１の部品が接合されている。処理部は、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得する手段と、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付ける関連付け手段と、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得する手段と、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得する手段と、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較する比較手段と、第１の光学画像データと第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成手段と、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて、第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成手段と、第４の透過画像データに基づいて、基板における接合の状態を判断する判断手段とを含む。
【００２６】
好ましくは、比較手段は、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較することにより、基板における第１の部品の位置を表わす情報を取得する取得手段を含む。第１の生成手段は、情報に基づいて第１の透過画像データを補正することにより、第３の透過画像データを生成する。第２の生成手段は、第２の透過画像データから第３の透過画像データを差し引くことにより、第４の透過画像データを生成する。判断手段は、予め定められた設計情報に従って第２の部品が接合された基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、第４の透過画像データとを比較することにより、第２の部品の接合の状態を判断する。
【００２７】
好ましくは、取得手段は、第１の光学画像データに基づいて、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する手段と、第１の光学画像データに基づいて、第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識する手段と、第１の基準画像と第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出手段と、第２の光学画像データに基づいて、位置を表わす第２の基準画像を認識する手段と、第２の光学画像データに基づいて、予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識する手段と、第２の基準画像と第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出手段と、第１のデータと第２のデータとの差を算出する手段とを含む。
【００２８】
好ましくは、第１の算出手段は、第１の基準画像と第１の部分画像との距離と、第１の基準画像と第１の部分画像とを結ぶ直線と、第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出する。第２の算出手段は、第２の基準画像と第２の部分画像との距離と、第２の基準画像と第２の部分画像とを結ぶ直線と、基準線とがなす角の角度とを算出する。
【００２９】
好ましくは、関連付け手段は、第１の透過画像データから、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する第１の認識手段と、第１の光学画像データから、位置を表わす第２の基準画像を認識する第２の認識手段と、第１の基準画像と第２の基準画像とを一致させる手段と、第１の部品を識別するためのデータと、第１の基準画像または第２の基準画像とを対応付ける手段とを含む。
【００３０】
好ましくは、予め定められた位置は、基板に予め形成された印の位置を表わす。
好ましくは、基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されている。第１の認識手段と、第２の認識手段とは、それぞれ、配線パターンを表わす画像を認識する。
【００３１】
この発明の他の局面に従うと、コンピュータが備えるプロセッサが実行する基板の検査方法が提供される。この方法は、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを含む。基板の第１の面には、第１の部品が接合されている。この方法は、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付ける関連付けステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較する比較ステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成ステップと、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて、第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成ステップと、第４の透過画像データに基づいて、基板における接合の状態を判断する判断ステップとを含む。
【００３２】
好ましくは、比較ステップは、基板における第１の部品の位置を表わす情報を取得するステップを含む。第１の生成ステップは、情報に基づいて第１の透過画像データを補正することにより、第３の透過画像データを生成する。第２の生成ステップは、第２の透過画像データから第３の透過画像データを差し引くことにより、第４の透過画像データを生成する。判断ステップは、予め定められた設計情報に従って第２の部品が接合された基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、第４の透過画像データとを比較することにより、第２の部品の接合の状態を判断する。
【００３３】
好ましくは、情報を取得するステップは、第１の光学画像データに基づいて、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、第１の光学画像データに基づいて、第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識するステップと、第１の基準画像と第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出ステップと、第２の光学画像データに基づいて、位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、第２の光学画像データに基づいて、予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識するステップと、第２の基準画像と第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出ステップと、第１のデータと第２のデータとの差を算出するステップとを含む。
【００３４】
好ましくは、第１の算出ステップは、第１の基準画像と第１の部分画像との距離と、第１の基準画像と第１の部分画像とを結ぶ直線と、第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出する。第２の算出ステップは、第２の基準画像と第２の部分画像との距離と、第２の基準画像と第２の部分画像とを結ぶ直線と、基準線とがなす角の角度とを算出する。
【００３５】
好ましくは、関連付けステップは、第１の透過画像データから、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、第１の光学画像データから、位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、第１の基準画像と第２の基準画像とを一致させるステップと、第１の部品を識別するためのデータと、第１の基準画像または第２の基準画像とを対応付けるステップとを含む。
【００３６】
好ましくは、予め定められた位置は、基板に予め形成された印の位置を表わす。
好ましくは、基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されている。第１の基準画像を認識するステップと、第２の基準画像を認識するステップとは、それぞれ、配線パターンを表わす画像を認識する。
【００３７】
この発明のさらに他の局面に従うと、コンピュータを基板の検査装置として機能させるためのプログラムが提供される。プログラムはコンピュータに、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを実行させる。基板の第１の面には、第１の部品が接合されている。プログラムはコンピュータに、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付けるステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較するステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成するステップと、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて、第２の面を表わす第４の透過画像データを生成するステップと、第４の透過画像データに基づいて、基板における接合の状態を判断するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る検査装置によると、電子部品が基板の両面にはんだ付けされている場合に、当該はんだ付けの良否を判断することができる。
【００３９】
本発明に係る検査方法によると、電子部品が基板の両面にはんだ付けされている場合に、当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査方法を提供することができる。
【００４０】
本発明に係るプログラムによると、コンピュータは、電子部品が両面にはんだ付けされた基板の当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査装置として機能することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００４２】
図１を参照して、電子部品が実装された基板（以下「実装基板」という）の製造工程１００について説明する。図１は、製造工程１００を概念的に表わす図である。製造工程１００は、接合工程１１０と検査工程１２０と組立工程１３０と判別工程１４０とを含む。
【００４３】
接合工程１１０には、電子部品の実装の対象となる基板が搬入される。また、当該基板への実装の対象となる電子部品と接合材料（たとえば「はんだ」）とが供給される。供給された電子部品は、はんだによって基板に接合される。当該基板は、たとえばリフロー炉に搬入され、はんだの溶融が行なわれる。電子部品がはんだ付けされた実装基板は、接合工程１１０から検査工程１２０に搬入される。
【００４４】
検査工程１２０では、実装基板の選別が行なわれる。より具体的には、予め準備された基準に従って実装基板が良品であるか否かが判断される。実装基板が良品である場合には、当該基板は組立工程１３０に搬入され、他の電子部品の実装ならびに他の種類の実装基板の取り付け等がさらに行なわれる。一方、実装基板が不良品である場合には、当該実装基板は判別工程１４０に搬送される。判別工程では、不良品と判断された実装基板が再加工可能であるか否かが判断される。再加工可能であると判断された実装基板は、不良の部品のみを交換したり、はんだ付け部を修理し、リワーク品として検査工程１２０に再び搬入される。一方、再加工が不可能であると判断された実装基板は、廃棄される。
【００４５】
図２を参照して、接合工程１１０についてさらに説明する。図２は、接合工程１１０における一連の処理を表わすフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ２１０にて、接合工程１１０に配置されたはんだ供給装置（図示しない）は、搬入された基板の片面（あるいは「おもて面」）に、はんだペーストを印刷する。ステップＳ２２０にて、部品供給装置（図示しない）は、そのはんだペーストの上に、供給された電子部品を配置（すなわち、仮置き）する。ステップＳ２３０にて、電子部品が配置された基板（実装基板）は、リフロー炉に搬入される。当該リフロー炉において、はんだの溶融および電子部品と基板との固着は、予め設定された加熱条件（たとえば、温度およびベルトスピード等の加熱時間）に基づいて行なわれる。ステップＳ２４０にて、実装基板はリフロー炉から搬出される。なお、ここで、基板の片面のみに電子部品を実装した状態で、図３に記載する検査システム３００に実装基板を搬入し、片側のみの電子部品の実装状態の光学画像およびＸ線透過画像を取得する。その際に、片側のみの電子部品の実装状態がＯＫ／ＮＧの検査をしてもよい。その後、当該実装基板は上下反転される。
【００４７】
ステップＳ２５０にて、はんだ供給装置は、当該実装基板のおもて面の反対側の面である裏面（あるいは「Ｂ」面）にはんだペーストを印刷する。ステップＳ２６０にて、部品供給装置は、そのはんだペーストの上に別の電子部品を配置する。ステップＳ２７０にて、当該別の電子部品が配置された実装基板はリフロー炉に搬入される。リフロー炉において、当該他の電子部品を基板に接合するために予め定められた加熱条件の下、はんだの溶融と、当該他の電子部品と基板との固着とが行なわれる。ステップＳ２８０にて、他の電子部品の固着が完了した実装基板は、そのリフロー炉から搬出される。
【００４８】
図３を参照して、本発明の実施の形態に係る検査システム３００の構成について説明する。図３は、検査システム３００によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。検査システム３００は、撮像装置３１０と検査装置３２０とを備える。撮像装置３１０と検査装置３２０とは、ケーブル３９０，３９２によって接続されている。ケーブル３９０，３９２は、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）のためのケーブルである。あるいは、無線ＬＡＮがケーブル３９０，３９２に代えて使用されてもよい。
【００４９】
撮像装置３１０は、Ｘ線照射部３１１と、Ｘ線撮像部３１２と、撮像部３１３と、可視光線供給部３１４と、撮像装置駆動部３１５とを備える。
【００５０】
撮像装置駆動部３１５は、撮像装置３１０に対して入力される指令に基づいて、Ｘ線照射部３１１とＸ線撮像部３１２と撮像部３１３と可視光線供給部３１４との各動作を制御する。より具体的には、撮像装置駆動部３１５は、予め規定された条件に基づく照射命令の入力に基づいて、Ｘ線照射部３１１に対してＸ線を照射するための命令を送出する。Ｘ線照射部３１１は、その命令に基づいて当該条件に応じたＸ線を照射する。
【００５１】
撮像装置駆動部３１５は、Ｘ線照射部３１１に対する命令の送出に応答して、Ｘ線撮像部３１２に対して被写体（たとえば実装基板）を透過したＸ線に基づく画像を撮影するための命令を送出する。
【００５２】
Ｘ線撮像部３１２は、撮像装置駆動部３１５に発せられた命令に基づいて当該被写体のＸ線画像を撮影する。Ｘ線撮像部３１２は、たとえばエリアセンサ式のカメラであるが、その他の撮像装置、少なくとも、光学的に外観を撮影できない部分を撮影可能な装置であればよい。より詳しくは、ＢＧＡ／ＣＳＰの接合状態、コネクタの下部のリードのブリッジ、ＩＣのリードのバックフィレットを観察することが可能な装置であればよい。
【００５３】
また、撮像装置駆動部３１５は、予め規定された条件に基づいて可視光線を供給する命令を、可視光線供給部３１４に送出する。可視光線供給部３１４は、その命令に基づいて当該条件に基づいて被写体（たとえば上記実装基板）に対して可視光線（たとえば白色光）を供給する。撮像装置駆動部３１５は、可視光線供給部３１４に対する命令の送出に応答して、撮像部３１３に対して当該被写体の光学画像を撮影するための命令を送出する。撮像部３１３は、その命令に基づいて当該被写体の画像を取得する。
【００５４】
Ｘ線撮像部３１２によって取得されたＸ線透過画像あるいは撮像部３１３によって取得された光学画像の各データは、バッファメモリ（図示しない）に一時的に格納された後、出力インターフェイス（図示しない）とケーブル３９２とを介して、検査装置３２０に送出される。
【００５５】
図３を再び参照して、検査装置３２０は、画像データ入力部３２２と、記憶部３２４と、操作部３２６と、表示部３２８と、制御部３３０とを備える。制御部３３０は、演算処理部３３１と、撮像装置制御部３３２と、判定部３３３と、画像処理部３４０とを含む。画像処理部３４０は、データ処理部３４１と、画像比較部３４２と、画像生成部３４３と、差分算出部３４４とを含む。
【００５６】
画像データ入力部３２２は、撮像装置３１０から送出されたデータの入力をケーブル３９２を介して受け付ける。より具体的には、画像データ入力部３２２は、Ｘ線撮像部３１２によって取得されたＸ線透過画像を表わすデータと、撮像部３１３によって取得された光学画像を表わすデータとの入力を受け付ける。
【００５７】
記憶部３２４は、検査装置３２０を実現するために予め準備されたデータ（たとえば各処理を実行するためのプログラム、特定の動作を実行させるためのデータ、具体的には、実装基板の良品／不良品の判定に使用される基準データ）を格納している。また、記憶部３２４は、制御部３３０によって生成されたデータ、あるいは、画像データ入力部３２２に対して入力されたＸ線透過画像を表わすデータおよび光学画像を表わすデータを格納する。
【００５８】
操作部３２６は、検査装置３２０の使用者による操作の入力を受け付ける。操作部３２６は、当該操作の入力に応じた電気信号を制御部３３０に送出する。
【００５９】
表示部３２８は、制御部３３０によって生成されたデータに基づいて、検査装置３２０によって実行される処理の結果を表示する。たとえば、表示部３２８は、検査システム３００において検査の対象となる基板の画像を表示し、あるいは当該基板の検査結果（すなわち良品／不良品）を表示する。さらに、表示部３２８は、制御部３３０による命令に基づいて記憶部３２４に格納されているその他のデータに基づく画像を表示する。
【００６０】
制御部３３０は、画像データ入力部３２２からの出力と、記憶部３２４に格納されているデータと、操作部３２６から出力される命令とに基づいて作動可能なように、画像データ入力部３２２と記憶部３２４と操作部３２６とに接続される。
【００６１】
演算処理部３３１は、記憶部３２４において予め確保した領域に、画像データ入力部３２２を介して取得されたＸ線透過画像を表わすデータおよび光学画像を表わすデータを格納する。演算処理部３３１は、記憶部３２４に格納されているデータに基づいて、あるいは操作部３２６に対する操作に基づいて、撮像装置３１０に予め規定された動作を実行させるための指令を生成し、撮像装置制御部３３２に送出する。撮像装置制御部３３２は、撮像装置３１０が当該指令を入力可能な状態にある場合には、ケーブル３９０を介して当該指令を撮像装置３１０に送出する。
【００６２】
演算処理部３３１は、さらに、画像データ入力部３２２によって取得されたデータあるいは記憶部３２４に格納されているデータを画像処理部３４０に送出する。
【００６３】
より詳細には、演算処理部３３１は、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する。演算処理部３３１は、当該基板の第１の面（たとえば、「おもて面」）に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得し、透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する。さらに、演算処理部３３１は、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付けて、当該関連付けを表わすデータを記憶部３２４に格納する。
【００６４】
画像処理部３４０において、データ処理部３４１は、入力された画像データに対して予め規定された処理（たとえば２値化処理）を実行する。
【００６５】
演算処理部３３１は、当該基板の第１の面の反対側の第２の面（たとえば「裏面」）に第２の電子部品が接合された後に、当該基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得する。演算処理部３３１は、第１の面の反対側の第２の面に第２の電子部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得する。
【００６６】
画像比較部３４２は、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較する。さらに、画像比較部３４２は、当該比較に基づいて基板における部品の位置を表わす情報を取得する。より具体的には、画像比較部３４２は、第１の光学画像データに基づいて基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する。画像比較部３４２は、第１の光学画像データに基づいて、第１の電子部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識する。
【００６７】
画像比較部３４２は、第１の基準画像と第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する。画像比較部３４２は、第２の光学画像データに基づいて当該基板において予め定められた上記位置を表わす第２の基準画像を認識する。画像比較部３４２は、第２の光学画像データに基づいて、上記予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識する。画像比較部３４２は、第２の基準画像と第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する。画像比較部３４２は、第１のデータと第２のデータとの差を算出する。
【００６８】
画像生成部３４３は、画像比較部３４２による比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する。より具体的には、画像生成部３４３は、当該基板における第１の電子部品の位置を表わす情報に基づいて、第１の透過画像データを補正することにより第３の透過画像データを生成する。さらに、画像生成部３４３は、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて当該第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する。より具体的には、画像生成部３４３は、第２の透過画像データから第３の透過画像データを差し引くことにより、第４の透過画像データを生成する。
【００６９】
判定部３３３は、当該第４の透過画像データに基づいて当該基板における電子部品の接合の状態を判断する。より具体的には、判定部３３３は、予め定められた設計情報に従って、第２の電子部品が接合された基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、第４の透過画像データとを比較することにより、第２の電子部品の接合の状態を判断する。ここで、当該設計情報は、たとえば記憶部３２４に予め格納されている。記憶部３２４におけるデータ構造は、後述する。
【００７０】
さらに、画像処理部３４０は、第１の基準画像と第１の部分画像との距離と、第１の基準画像と第１の部分画像とを結ぶ直線と、第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出する。さらに、画像処理部３４０は、第２の基準画像と第２の部分画像との距離と、第２の基準画像と第２の部分画像とを結ぶ直線と、当該基準線とがなす角の角度とを算出する。
【００７１】
また、他の局面において、演算処理部３３１は、第１の透過画像データから、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する。演算処理部３３１は、第１の光学画像データから当該位置を表わす第２の基準画像を認識する。演算処理部３３１は、第１の基準画像と第２の基準画像とを一致させる。演算処理部３３１は、第１の部品を識別するためのデータと、第１の基準画像または第２の基準画像とを対応付ける。
【００７２】
ここで、上記予め定められた位置は、当該基板において予め形成された印の位置を表わすが、当該印は、予め形成されたものに限られない。また、他の局面において、検査の対象となる基板に、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されている場合もあり得る。この場合、演算処理部３３１は、上記第１の基準画像を認識する処理と第２の基準画像を認識する処理とを実行する場合、当該基板における配線パターンを表わす画像をそれぞれ認識することができる。
【００７３】
図４を参照して、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０のデータ構造について説明する。図４は、検査装置３２０が備える記憶部３２４におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。記憶部３２４は、データまたはプログラムを格納するための複数の領域を含む。
【００７４】
たとえば、基板に対する接合状態の検査の対象となる電子部品を識別するためのデータ（「部品コード」）は、領域４１０に格納されている。当該電子部品の大きさを表わす寸法データは、領域４１２に格納されている。当該電子部品が接合される基板を識別するためのデータは、領域４１４に格納されている。当該電子部品の当該基板における位置を特定するためのデータ（たとえば当該電子部品が矩形である場合における４つの角のそれぞれの座標データ）は、領域４１６〜４１８にそれぞれ格納されている。
【００７５】
ここで、ある部品は特定の基板に用いられる場合もあれば、同一の部品が複数の異なる基板に用いられる場合もあり得る。そこで、記憶部３２４においては、同一の部品について複数の基板の各々について設計データとして上記の各データが格納されている。
【００７６】
さらに、各電子部品の各々について予め取得された教示データも、記憶部３２４に格納されている。より具体的には、当該電子部品を識別するデータは、領域４２０に格納されている。当該電子部品を基板に接合した状態で可視光線およびＸ線により撮影した画像のデータ（「基準データ」）は、領域４２２に格納されている。領域４２０に格納されているデータと領域４２２に格納されているデータとはそれぞれ相互に関連付けられている。したがって、電子部品のいずれかの部品コードを特定することにより、基準データが特定され、上記設計データとの関連付けも可能となる。
【００７７】
記憶部３２４は、さらに、検査装置３２０の基本動作（たとえばデータの入出力、画像の表示、操作入力の受付など）を実行するためのオペレーティングシステム４３０と、撮像装置３１０によるＸ線撮像あるいは光学撮像を実行させるための撮像制御プログラム４３２と、撮像装置３１０によって取得された画像データに基づいて基板を検査するための外観検査プログラム４３４とを含む。
【００７８】
ここで、図５を参照して、基板における電子部品の位置を特定する方法について説明する。図５は、電子部品５２０が基板５００に配置されている状態を表わす図である。基板５００には、設計データに基づいて特定される位置確認マーク５１０が含まれる。電子部品５２０は、たとえば矩形の形状を有する。この場合、電子部品５２０は、４つの隅（すなわち、Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）、Ｐ４（ｘ４，ｙ４））とを含む。これらの点の各座標値は、位置確認マーク５１０を起点としてあるいは、基板５００において予め定められた基準点に基づいて定められる。各座標値は、たとえば図４に示されるように第１の座標データから第４の座標データとして記憶部３２４に表示される。
【００７９】
次に、図６を参照して、撮像装置３１０の具体的構成について説明する。図６は、撮像装置３１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。撮像装置３１０は、Ｘ線照射装置６１１と、Ｘ線撮像装置６１２と、可視光撮像装置６１３と、可視光源６１４と、ミラー６１５と、シンチレータ６１６と、データ出力インターフェイス６２０とを備える。データ出力インターフェイス６２０には、ケーブル３９０が接続される。撮像装置３１０には、検査の対象となる基板６１８が搬入される。基板６１８には、２つの電子部品すなわち、電子部品６１９と、ＢＧＡ／ＣＳＰ６２２がはんだにより実装されている。
【００８０】
Ｘ線照射装置６１１が、Ｘ線ビームを放射すると、当該Ｘ線ビームは電子部品６１９を透過してシンチレータ６１６に入光する。シンチレータ６１６は、基板６１８を透過したＸ線を可視光線に変換する。Ｘ線撮像装置６１２は、シンチレータ６１６から出力される可視光を撮影し、その信号を電気信号に変換し、基板６１８のＸ線透過画像データとして出力する。Ｘ線透過画像データは、データ出力インターフェイス６２０を介して検査装置３２０に送出される。
【００８１】
なお、本実施の形態に係る検査装置３２０は、各処理を実現する回路素子の組み合わせにより構成される装置として実現される場合もあれば、後述するように、コンピュータシステムのハードウェアとソフトウェアとが協働することにより実現される場合もある。
【００８２】
そこで、図７を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０の具体的構成について説明する。図７は、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【００８３】
コンピュータシステム７００は、主たる構成要素として、プログラムを実行するＣＰＵ７１０と、コンピュータシステム７００の使用者による指示の入力を受け付けるマウス７２０およびキーボード７３０と、ＣＰＵ７１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、またはマウス７２０もしくはキーボード７３０を介して入力されたデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）７４０と、データを不揮発的に格納するハードディスク７５０と、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）駆動装置７６０と、モニタ７８０と、通信Ｉ／Ｆ（Interface）７９０とを備える。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置７６０には、ＣＤ−ＲＯＭ７６２が装着可能である。
【００８４】
コンピュータシステム７００における処理は、当該ハードウェアおよびＣＰＵ７１０により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク７５０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ７６２その他の記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置７６０その他のデータ読取装置によって当該記録媒体から読み取られて、あるいは、通信Ｉ／Ｆ７９０を介してダウンロードされた後、ハードディスク７５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ７１０によってハードディスク７５０から読み出され、ＲＡＭ７４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ７１０は、そのプログラムを実行する。
【００８５】
図７に示されるコンピュータシステム７００を構成する各要素は、一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、ＲＡＭ７４０、ハードディスク７５０、ＣＤ−ＲＯＭ７６２その他の記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、コンピュータシステム７００の各構成要素の動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００８６】
なお、記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disc）、ハードディスクなどに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Electronically Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable ROM）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリのように固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、ここで言うプログラムとは、ＣＰＵ７１０によって直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラムなどをも含む。
【００８７】
次に、図８を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０の制御構造について説明する。図８は、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００のＣＰＵ７１０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【００８８】
電子部品６１９が基板６１８のおもて面（Ａ面）に実装されると、基板６１８は、リフロー炉に搬入される。リフロー炉において、はんだが溶融すると、電子部品６１９と基板６１８とが接合する。その後、基板６１８がリフロー炉から搬出され、検査装置３２０に搬入される。基板６１８が検査装置３２０において予め定められた位置に固定されると、可視光撮像装置６１３が備えるカメラ、たとえばＣＣＤカメラは、基板６１８を撮影する。撮影によって生成された画像データは、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００に入力される。コンピュータシステム７００の使用者（たとえば検査担当者）が、検査の開始指示を入力すると、ＣＰＵ７１０は、当該画像データを用いた画像認識処理を開始する。あるいは、画像データがコンピュータシステム７００に入力されてから予め規定された時間が経過した後に、ＣＰＵ７１０が当該時間の経過を検知した場合に、処理が開始されてもよい。
【００８９】
まず、ＣＰＵ７１０は、基板６１８に予め形成されている位置確認マークを認識する。この認識は、基板６１８についてコンピュータシステム７００に予め保存されている設計情報を用いて行なわれる。たとえば、ＣＰＵ７１０は、基板６１８を識別するデータ（たとえば、基板コード、製造番号等）をキーとして、ハードディスク７５０から、基板６１８の設計情報をＲＡＭ７４０に読み出す。設計情報は、基板６１８に形成されている位置確認マークの位置情報（座標値など）を含む。そこで、ＣＰＵ７１０は、処理の対象となる画像データの中において当該位置情報に対応する場所に、位置確認マークに相当する画像が含まれているか否かを判断する。たとえば、ＣＰＵ７１０は、その場所の画素の濃度がその場所の周囲の画素の濃度よりも大きいか否かを判断して、位置確認マークと他の部分とを識別する。ＣＰＵ７１０が、当該画像データは検査の対象となるデータであると判断すると、以下の検査処理をさらに実行する。
【００９０】
ステップＳ８１０にて、ＣＰＵ７１０は、片面（またはおもて面）のみに電子部品（たとえば電子部品６１９）が実装された基板６１８の光学画像（以下「第１の光学画像」）と、Ｘ線透過画像（以下、「第１のＸ線透過画像」）との入力を受け付ける。光学画像およびＸ線透過画像を表わすデータは、撮像装置３１０からケーブル３９２を介して送出される。なお、光学画像およびＸ線透過画像を表わすデータが取得されるタイミング、すなわち、Ｘ線撮像部３１２が作動するタイミングと、可視光線供給部３１４が作動するタイミングとは、同時でもよいし、別々でもよい。
【００９１】
ステップＳ８２０にて、ＣＰＵ７１０は、基板６１８に形成された位置確認マークに基づいて、第１の光学画像と第１のＸ線透過画像との各位置確認マークを一致させることにより、電子部品６１９の基準画像を生成する。より詳細な処理は、図９〜図１１を参照して説明する。
【００９２】
ステップＳ８３０にて、ＣＰＵ７１０は、基板６１８の他の面（おもて面の反対側の面、あるいは裏面）に電子部品（たとえばＢＧＡ／ＣＳＰ６２２）が実装された状態で、当該基板６１８のＸ線透過画像（以下「第２のＸ線透過画像」と、第１の光学画像と同一面に可視光線を照射することにより取得された光学画像（以下「第２の光学画像」）との入力を受け付ける。
【００９３】
ここで、検査システム３００における詳細の動作は、たとえば、以下のとおりである。おもて面に電子部品６１９が実装された基板６１８の裏面にＢＧＡ／ＣＳＰ６２２が実装される。基板６１８がリフロー炉に搬入されて、はんだ付けが行なわれると、基板６１８の両面に各部品が接合された基板（すなわち、両面実装基板）が生成される。
【００９４】
基板６１８は、電子部品６１９が実装された面（おもて面）を上側にし、撮像装置３１０内に搬入される。基板６１８が撮像装置３１０内に固定された後、基板６１８の垂直方向の上部に設置された可視光撮像装置６１３である可視光カメラ（たとえば、ＣＣＤカメラ）は、ケーブル３９２を介して、基板６１８のおもて面を再度撮影する。撮影により取得された画像データは、コンピュータシステム７００に送信され、ＣＰＵ７１０は、その画像データに基づいて、当該おもて面に形成されている位置確認マークを認識する。
【００９５】
次に、撮像装置駆動部３１５は、撮像装置制御部３３２として機能するＣＰＵ７１０から送信される指令に基づいて、電子部品６１９が実装されたおもて面の垂直方向の上部に設置された可視光線供給部３１４を発光させる。さらに、撮像装置駆動部３１５は、撮像部３１３（たとえば可視光カメラ）に撮影動作を実行させ、第１の光学画像が取得されたときと同じ位置に固定されている基板６１８について、第２の光学画像を取得する。
【００９６】
図８を再び参照して、ステップＳ８４０にて、ＣＰＵ７１０は、第２の光学画像と第１の光学画像とを比較して、位置のずれを表わすデータを算出する。なお、第１の光学画像と第２の光学画像とを比較する目的は、はんだ付けされた電子部品６１９がリフロー炉に再度搬入されるため、はんだ付け部が再度溶融し、電子部品６１９の位置ずれが発生して、同一面（おもて面）を再度撮影した場合に、同一の光学画像が得られない可能性が高いためである。比較する処理の詳細については、図１３を参照して説明する。
【００９７】
ステップＳ８５０にて、ＣＰＵ７１０は、当該位置ずれ量を用いて第１の光学画像を補正し、第３のＸ線透過画像を生成する。位置の補正が必要な電子部品の抽出方法は、たとえば、図１３に示されるような位置情報から補正が必要な電子部品を抽出することにより、あるいは、第１の光学画像と第２の光学画像とをパターンマッチングさせることにより行なわれる。
【００９８】
ステップＳ８６０にて、ＣＰＵ７１０は、第２のＸ線透過画像を表わすデータから第３のＸ線透過画像を表わすデータを差し引くことにより、第４のＸ線透過画像を導出する。この処理は、周知の画像差分処理によって実現される。
【００９９】
ステップＳ８７０にて、ＣＰＵ７１０は、予め準備されている判断データと、第４のＸ線透過画像とに基づいて、電子部品（たとえばＢＧＡ／ＣＳＰ６２２）の基板６１８に対する接合状態（具体的にははんだ付けの状態）の合否を判定する。当該判断データは、たとえば基板６１８に対する部品の実装が行なわれる際に、設計情報としてハードディスク７５０に予め格納されたデータである。
【０１００】
ＣＰＵ７１０は、上記のような処理を繰り返し、その結果を、ハードディスク７５０に書き込む。また、ＣＰＵ７１０は、処理の途中で異常を検出した場合には、その旨をモニタ７８０に表示する。また、ＣＰＵ７１０は、撮像装置制御部３３２として、撮像装置３１０に対して、撮像の動作を一時的に停止するような指令を発行してもよい。あるいは、基板に部品を配置する工程に対して、配置を中断するように指令してもよい。
【０１０１】
ＣＰＵ７１０が、はんだ付け部の合否を判定すると、電子部品６１９が実装された基板６１８は、検査装置３２０から、コンベア（図示しない）によって搬出される。
【０１０２】
ここで、光学系の外観検査装置で確認できないＢＧＡやＣＳＰの下部やコネクタ下部のリード端子のブリッジの有無により、電子部品６１９が両面に実装された基板６１８は、検査の結果に応じて、検査装置３２０の下流に設けられているＯＫ／ＮＧストッカ（図示しない）に自動的に振り分けられ、一連の工程が完了する。
【０１０３】
以上のようにして、本実施の形態に係る検査システム３００は、片面（第１の面）に実装された電子部品の第１のＸ線透過画像と第１の光学画像とを関連付けて、当該片面の反対側の他の面（第２の面）にも部品が実装された後に、第１の面の第２の光学画像と上記第１の光学画像とを比較することにより、第１のＸ線透過画像を補正するところが特徴である。
【０１０４】
以下、図９〜図１６を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０による画像処理について説明する。図９〜図１６はそれぞれ、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成されるデータに基づく画像を概念的に表わす図である。
【０１０５】
図９を参照して、第１の光学画像９００は、可視光撮像装置６１３が基板６１８を撮影して取得したデータに基づく画像を表わす。このデータは、図８に示されるステップＳ８１０の処理が実行された後に、コンピュータシステム７００のＲＡＭ７４０に書き込まれる。ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ７４０に書き込まれた当該データを用いて、後述する画像認識処理を実行する。
【０１０６】
第１の光学画像９００は、基板６１８に予め形成されている位置確認マークに対応する光学画像９１０〜９１３と、基板６１８のおもて面に実装された電子部品６１９に対応する光学画像９２０，９２１と、基板６１８との間に印刷されたはんだに対応する光学画像９３０，９３１とを含む。
【０１０７】
図１０は、図９に示される第１の光学画像９００の一部を拡大して表わす図である。基板６１８において、基準線１０１０，１０１１が、設計情報として予め設定されている。基準線１０１０，１０１１は、たとえば、位置確認マークを基準として設定される。一例として、電子部品の外形が矩形である場合、当該電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０，１０２１の位置が予め特定される。この特定情報は、画像処理プログラムに予め格納されている。
【０１０８】
ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像９１０，９１１と、電子部品６１９の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０，１０２１とを認識すると、基板６１８における電子部品６１９の位置を特定するための情報を算出する。ＣＰＵ７１０は、当該情報として、たとえば、位置確認マークに対応する光学画像９１０と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０との間の距離Ｂ１と、位置確認マークに対応する光学画像９１１と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２１との間の距離Ｂ２との少なくともいずれかを算出する。これらの距離は、たとえば各光学画像の中心間の距離として算出される。
【０１０９】
さらに、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像９１０と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０とを結ぶ直線と、基準線１０１０とが交差する角の角度Ｃ１と、位置確認マークに対応する光学画像９１１と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２１とを結ぶ直線と基準線１０１１とが交差する角の角度Ｃ２との少なくともいずれかを算出する。
【０１１０】
なお位置確認マークは、光学検査の場合には、はんだ付け部の確認が困難な電子部品６１９の近傍のみに設けられてもよいし、全ての電子部品の近傍に設けられてもよい。また、配線パターンのコーナ部などが位置確認マークとして使用されてもよい。
【０１１１】
図１１は、コンピュータシステム７００に取り込まれる第１のＸ線透過画像１１００を表わす図である。第１のＸ線透過画像１１００を表わすためのデータは、ステップＳ８１０に示される処理が実行されると、ＣＰＵ７１０によってＲＡＭ７４０に格納される。
【０１１２】
第１のＸ線透過画像１１００は、電子部品６１９に対応する画像において、位置確認マークに対応するＸ線透過画像１１１０〜１１１３と、電子部品６１９に対応するＸ線透過画像１１２０，１１２１と、電子部品と基板との間に印刷されるはんだに対応するＸ線透過画像１１３０，１１３１とを含む。
【０１１３】
ＣＰＵ７１０が、図９に示される第１の光学画像９００のマトリックス領域内で、対角線上に２ヶ所の位置確認マークに対応する光学画像（たとえば、位置確認マークに対応する光学画像９１０，９１１）を認識して抽出した場合、これらの光学画像と、第１の光学画像９００に対応して取得されたＸ線透過画像（図１１における第１のＸ線透過画像１１００）に含まれる各位置確認マークに対応するＸ線透過画像１１１０〜１１１３とを一致させる。なお、一致させるための処理は、当業者にとって周知であるため、その説明はここでは述べない。
【０１１４】
たとえば、ＣＰＵ７１０は、第１の光学画像９００と第１のＸ線透過画像１１００とを２値化処理し、パターンマッチングさせ、各部品の基準画像を作成する。つぎに、ＣＰＵ７１０は、部品コード名を当該基準画像に付加し、電子部品６１９の基準画像を記憶部３２４に保存する。ＣＰＵ７１０は、このようなデータ処理を、検査対象である電子部品６１９毎に繰り返す。ＣＰＵ７１０は、順次、アナログ信号として入力される画像データをデジタル信号に変換し、変換後の信号に基づいて、基板６１８のおもて面の画像データとして記憶部３２４に格納する。
【０１１５】
ここで記憶部３２４が格納する情報は、たとえば、当該各部品の基準画像に加えて、図１０に示されるような第１の光学画像９００についての位置情報を含む。
【０１１６】
また、本実施の形態においては、上述したように、位置確認マークが認識された第１の光学画像９００に対する第１のＸ線透過画像１１００が取得されているが、第１のＸ線透過画像の取得は、これに限られない。たとえば、他の方法として、基板６１８の設計データからＸ線検査が必要な電子部品６１９の位置、電極位置および位置確認マークの座標を表わすデータを記憶部３２４に予め保存しておき、その座標に可視光撮像装置６１３である可視光カメラが移動した際に、第１のＸ線透過画像を取得してもよい。
【０１１７】
図１２は、基板６１８の裏面（すなわち、上記おもて面の反対側の面）に他の電子部品であるＢＧＡ／ＣＳＰ６２２が実装された後に当該おもて面を撮影して得られた第２の光学画像１２００を表わす図である。第２の光学画像１２００は、ステップＳ８３０に示される処理が実行されると、ＲＡＭ７４０に格納される。
【０１１８】
第２の光学画像１２００は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０〜１２１３と、電子部品６１９に対応する光学画像１２２０と、同一の面（すなわちおもて面）に実装された他の電子部品に対応する光学画像１２２１と、電子部品６１９と基板６１８との間に印刷されたはんだに対応する光学画像１２３０，１２３１とを含む。
【０１１９】
図１３は、図１２に示される第２の光学画像１２００の一部を拡大した図である。第２の光学画像１２００の表わすデータがＲＡＭ７４０に格納されると、ＣＰＵ７１０は、そのデータを用いて基板６１８における電子部品６１９の位置を表わす情報を算出する。当該情報は、図１０において述べたものと同じである。
【０１２０】
より詳しくは、ＣＰＵ７１０は、電子部品に対応する光学画像１２２０の電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２０，１３２１を認識する。さらに、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１を認識する。ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０の中心と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２０との間の距離Ｂ１１を算出する。同様に、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１１の中心と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２１との距離Ｂ２１も算出する。さらに、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０の中心と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２０とを結ぶ直線と基準線１３１０とが交差する角の角度Ｃ１１を算出する。同様に、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１１と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２１とを結ぶ直線と、基準線１３１１とが交差する角の角度Ｃ２１も算出する。ＣＰＵ７１０は、これらの算出した各データをＲＡＭ７４０において予め確保した領域に格納する。
【０１２１】
ここで、ステップＳ８４０において、ＣＰＵ７１０は、距離Ｂ１１，Ｂ２１および角度Ｃ１１，Ｃ２１と、距離Ｂ１，Ｂ２および角度Ｃ１，Ｃ２とを、それぞれ比較する。比較の結果、ＣＰＵ７１０が、各位置情報において差があると判断すると、ＣＰＵ７１０は、これらの距離および角度のデータから新たな座標値を算出して、位置ずれ量、すなわち座標値を導出する。
【０１２２】
なお、電子部品６１９が電極サイズ以上、たとえば、電極サイズが０．６ｍｍ×０．８５ｍｍである１６０８チップ部品の場合において、Ｘ座標値が０．３ｍｍ、Ｙ座標値が０．４５ｍｍ以上の位置ずれ、すなわち電極サイズの１／２以上の位置ずれが見られた場合には、ＣＰＵ７１０は、ステップＳ８４０において、第２の光学画像１２００の取得の際に基板６１８の不良が検出された旨を、モニタ７８０に表示させる。
【０１２３】
図１４は、基板６１８のおもて面と裏面との両面に各電子部品が実装された後に取得される第２のＸ線透過画像１４００を表わす図である。第２のＸ線透過画像１４００は、ステップＳ８３０における処理が実行された後に、通信Ｉ／Ｆ７９０を介してコンピュータシステム７００に入力され、ＣＰＵ７１０によってＲＡＭ７４０に格納される。
【０１２４】
第２のＸ線透過画像１４００は、位置確認マークに対応するＸ線透過画像１４１０〜１４１５と、基板６１８のおもて面に実装された電子部品６１９に対応するＸ線透過画像１４２０，１４２１と、電子部品６１９と基板６１８との間に印刷されたはんだに対応するＸ線透過画像１４３０と、基板６１８の裏面に配置された「はんだボール」に対応するＸ線透過画像１４４１〜１４４９と、基板６１８の裏面に実装されたＢＧＡ／ＣＳＰ６２２に対応するＸ線透過画像１４５０とを含む。
【０１２５】
図１５は、第３のＸ線透過画像１５００を表わす図である。第３のＸ線透過画像１５００は、ＣＰＵ７１０によって作成される（ステップＳ８５０）。
【０１２６】
第３のＸ線透過画像１５００は、位置確認マークに対応するＸ線透過画像１５１０〜１５１３と、電子部品６１９に対応するＸ線透過画像１５２０，１５２１と、電子部品６１９と基板６１８との間に印刷されたはんだに対応するＸ線透過画像１５３０，１５３１とを含む。
【０１２７】
ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ７４０に格納されている第１の光学画像９００を表わすデータを用いて、位置ずれ量を算出し（ステップＳ８４０）、その位置ずれ量を用いて第１の光学画像９００を補正することにより、第３のＸ線透過画像１５００を表わすデータを算出する。
【０１２８】
具体的な処理は、以下のとおりである。ＣＰＵ７１０は、補正が必要であると判断した電子部品を抽出した（ここでは、電子部品に対応する光学画像１２２０が適合）後、当該電子部品が抽出可能となる閾値を設定する。この閾値は、たとえばハードディスク７５０に予め設定されている。ＣＰＵ７１０は、撮像された光学画像のデータに基づく濃度分布ヒストグラムを作成し、濃度分布の谷に対する値を閾値として２値化処理を行ない、２値化画像を取得する。ＣＰＵ７１０は、位置確認マークおよび実装された電子部品が含まれる領域と、そうでない領域とが分割されるまで、当該２値化画像におけるデータ「２５５」の範囲内で２値化処理を行ない、位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１および電子部品６１９に対応する光学画像１２２０が含まれる領域と、そうでない領域とを分割する。
【０１２９】
次に、ＣＰＵ７１０は、分割された領域に含まれる位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１と、電子部品６１９に対応する光学画像１２２０とを抽出する。また、ＣＰＵ７１０は、第１のＸ線透過画像１１００に含まれる位置確認マークに対応するＸ線透過画像１１１０，１１１１と、抽出した位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１とを一致させる。
【０１３０】
さらに、ＣＰＵ７１０は、抽出した電子部品の位置情報を、図１３に示されるように取得されたデータだけ補正する。ＣＰＵ７１０は、画像貼り付け処理によって、図１５に示されるように、第３のＸ線透過画像１５００を生成する。この画像は、撮影によって取得されたものではない。なお、ここでは、第３のＸ線透過画像１５００は、２値化処理による領域の分割と、画像の抽出と、貼り付け処理とによって作成されているが、その他の手法でＸ線透過画像が補正されてもよい。
【０１３１】
図１６は、第４のＸ線透過画像１６００を表わす図である。第４のＸ線透過画像１６００を表わすデータは、ＣＰＵ７１０の演算処理によって生成される（ステップＳ８６０）。
【０１３２】
第４のＸ線透過画像１６００は、基板６１８の裏面に設けられた位置確認マークに対応するＸ線透過画像１６１０，１６１３と、ＢＧＡ／ＣＳＰ６２２に対応するＸ線透過画像１６５０と、ＢＧＡ／ＣＳＰ６２２を基板６１８に実装するために配置されたはんだボールに対応するＸ線透過画像１６４１〜１６４９とを含む。
【０１３３】
ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ７４０に格納されている第３のＸ線透過画像１５００を表わすデータを用いて、両面に電子部品が搭載された実装基板の第２のＸ線透過画像１４００を表わすデータから第３のＸ線透過画像１５００を表わすデータを差し引くことにより、第４のＸ線透過画像１６００を導出する。この処理は、公知の画像差分処理によって実現される。
【０１３４】
次に、ＣＰＵ７１０は、予め準備されている判断データと、第４のＸ線透過画像１６００とに基づいて、電子部品の基板に対する接合状態（具体的には、はんだ付けの状態）の合否を判定し、一連の検査工程が終了する（ステップＳ８７０）。
【０１３５】
図１７を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０による検査方法と従来の検査方法との相違について説明する。図１７に示されるように、本実施の形態に係る検査装置３２０を用いた基板の検査方法によると、過判定率は、約９％となる。一方、従来の検査方法によると、過判定率は、約５８％である。ここで、過判定の対応（過判定モード）は、本実施の形態に係る検査装置３２０によれば、基板６１８のおもて面に実装された電子部品６１９の実装のために用いられたはんだの形状変化による差分が不完全であったことに基づくものである。一方、従来の検査方法においては、過判定の対応は、基板６１８のおもて面に配置された電子部品６１９の実装される位置ずれによる見掛け上のはんだブリッジについての過判定による。
【０１３６】
ここで、図１８を参照して、他の検査方法について説明する。図１８は、他の局面に従う検査装置が基板を検査する場合に使用される画像を表わす図である。
【０１３７】
図１８（Ａ）は、基板の両面（おもて面と裏面）に部品が実装された後に取得されたＸ線透過画像１８１０を表わす図である。Ｘ線透過画像１８１０は、当該基板のおもて面に実装された電子部品に対応するＸ線透過画像１８１１と、当該基板の裏面に実装された他の電子部品に対応するＸ線透過画像１８１２とを含む。
【０１３８】
図１８（Ｂ）は、基板の片面（たとえば、おもて面）のみに部品が実装された後に取得されたＸ線透過画像１８２０を表わす図である。Ｘ線透過画像１８２０は、当該基板のおもて面に実装された電子部品に対応するＸ線透過画像１８１３を含む。
【０１３９】
図１８（Ｃ）は、Ｘ線透過画像１８１０からＸ線透過画像１８２０を差し引くことにより生成されるＸ線透過画像１８３０を表わす図である。Ｘ線透過画像１８３０は、当該基板の裏面に実装された電子部品に対応するＸ線透過画像１８１４を含む。
【０１４０】
当該他の検査方法によると、Ｘ線透過画像を表わすデータとして、Ｘ線透過画像１８１０およびＸ線透過画像１８２０を表わすデータが必要になる。また、各部品がおもて面と裏面とに実装された第１の基板と、部品がいずれか一面に実装された第２の基板とが必要になる。この場合、第２の基板に実装された部品と、第１の基板に実装された部品のうち第２の基板に実装された部品と同一の種類の部品とについて、実装されている位置が一致している必要がある。そのため、これらの基板を試作するために求められる加工精度あるいはコストは、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０による検査を実現するために求められる加工精度あるいはコストを上回ることになる。
【０１４１】
これに対して、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０によれば、以下に詳述するように、コストあるいは時間を増大させることなく、部品が実装された基板を検査することができる。
【０１４２】
まず、本実施の形態に係る検査装置の特徴は、以下のとおりである。本実施の形態に係る基板の検査方法は、従来の方法と異なり、別個の基板を撮影して取得した裏面の画像を参照画像として使用しない。また、表裏面のＸ線透過画像と片面に搭載したＸ線透過画像とを比較し、位置ズレ量を求めていない。当該基板の検査方法は、検査対象である両面に部品が実装された基板の画像からおもて面の画像を取得し、当該おもて面の画像と検査対象である基板の画像との差分をとることにより、裏面における実装の状態を検査する。すなわち、Ｘ線透過画像に比べ画像比較が容易である光学画像を２回目のリフロー炉の前後で電子部品毎に比較することにより、各電子部品の位置ズレ等に対するＸ線透過画像を補正し、当該おもて面の画像と検査対象である基板の画像との差分をとることにより、裏面における実装の状態を検査する。
【０１４３】
具体的には、裏面の画像を得るための参照基板を用意する従来の手法（いわゆる「サブトラクティブ法」）によると、観察したサンプルのうち良品であるにもかかわらず不良であると装置が判定するケース（過判定モード）が散見される。一例としては、過判定率は、約５０％強となる場合もある。
【０１４４】
それに対して、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０によると、過判定モードの発生の原因である差分後の画像に対する裏面の画像の電子部品の位置ずれや基板間の個体差による誤差の影響は、ある条件の下では、約１０％程度まで抑制され得る。その結果、両面実装基板に対する電子部品のはんだ付け部分の誤認識率が低下する。
【０１４５】
また、両面に電子部品を実装する場合には、リフロー炉を２回通す必要がある。この２回目のリフロー炉により、先に電子部品を実装した面である実装基板のＡ面（あるいは「おもて面」）は、リフロー炉における２回目の処理の際に、熱のためにはんだが再溶融する。そのため、２回目の処理の際に、リフロー炉の内部で電子部品が脱落しないようにするために、一般的には、抵抗、コンデンサ、小型ＩＣ等の小型で軽量の電子部品は、基板のＡ面に先に実装される。当該基板のＢ面に実装される電子部品であるＢＧＡ、コネクタ等の大型の部品は、２回目のリフロー炉にて実装される。ここで上述した工程順に電子部品の配置装置を設置した場合には、逆の工程として、基板の裏面（Ｂ面）に電子部品を先に実装し、次に実装基板の表面（Ａ面）側に電子部品を実装することは、数枚の試作基板のために当該配置装置の設定を再調整する等の無駄な調整時間が必要になる。その結果、効率が低下し、現実的ではなく、このようにして製造された基板は、実際には無駄な基板となっている。
【０１４６】
これに対して、本発明の実施の形態に係る基板の検査装置３２０によると、基板の裏面に電子部品が実装された基板（参照基板）が不要である。その結果、当該サブトラクティブ法において必要とされる、裏面（Ｂ面）側のみに電子部品が実装された基板を試作する工数が不要になる。
【０１４７】
また、検査装置３２０は、オペレータが観察したい部分のみの画像を抽出することができるため、検査時間を短くすることができる。また、検査装置３２０は、一方の面側のみに電子部品が実装された基板についての２値化画像を記憶部３２４に格納する。そのため、基板の検査に必要な記憶容量の増加を抑制できる。
【０１４８】
さらに、基板を透過するＸ線により検出される位置確認マークの位置を基準にして、片面の画像と両面の画像とを重ね合せることにより基板全体の位置の補正を行なう従来の方法に比べて、本発明は、電子部品毎に位置の補正を行なうため、リフロー炉による基板の反りの影響を受けず、当該位置の検出誤差を小さくすることができる。
【０１４９】
以上より、はんだ付け部分の良否の判定が容易になるため、両面実装基板の検査を自動化することができる。これにより、製造工程に検査工程を組み込むこと（インライン化）が可能になる。その結果、光学式の外観検査装置で発見が困難であり、これまで目視、電気検査に頼っていた電子部品の影となる位置にあるはんだ接合部の自動判定が可能になる。また、誤差率の低減、目視確認の作業時間の短縮、目視人員の削減あるいは生産性の向上が可能になる。
【０１５０】
なお、本実施の形態においては、Ｘ線撮像装置が基板の垂直方向の下部に配置されており、Ｘ線照射装置が基板の垂直方向の上部に配置されているが、各々の配置は、逆であってもよい。
【０１５１】
また、検査装置３２０の前に基板を反転させるための機構が設けられており、可視光撮像装置が基板の一方面だけに配置されている場合について説明している。しかしながら、可視光撮像装置を２箇所以上（たとえば、基板の上下）に設置する構成でもよい。
【０１５２】
また、検査装置３２０による検査は、Ｘ線検査が必要な部分のみについて接合状態の良否の判定のみに限られず、各電子部品の実装の状態が検査されてもよい。
【０１５３】
また、Ｘ線透過画像と光学画像とを個別に撮像したが、Ｘ線透過画像と光学画像とを同時に撮像してもよい。
【０１５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】電子部品が実装された基板の製造工程１００を概念的に表わす図である。
【図２】接合工程１１０における一連の処理を表わすフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る検査システム３００によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。
【図４】検査装置３２０が備える記憶部３２４におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図５】電子部品５２０が基板５００に配置されている状態を表わす図である。
【図６】撮像装置３１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図７】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図８】コンピュータシステム７００のＣＰＵ７１０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【図９】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その１）である。
【図１０】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その２）である。
【図１１】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その３）である。
【図１２】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その４）である。
【図１３】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その５）である。
【図１４】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その６）である。
【図１５】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その７）である。
【図１６】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その８）である。
【図１７】本実施の形態に係る検査装置３２０による検査方法と従来の検査方法との相違を表わす図である。
【図１８】他の局面に従う検査装置が基板を検査する場合に使用される画像を表わす図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１００ 製造工程、３００ 検査システム、５１０ 位置確認マーク、６１１ Ｘ線照射装置、６１２ Ｘ線撮像装置、６１３ 可視光撮像装置、６１４ 可視光源、６１５ ミラー、６１６ シンチレータ、６１８ 基板、６１９ 電子部品、６２０ データ出力インターフェイス、６２２ ＢＧＡ／ＣＳＰ、７００ コンピュータシステム、７６２ ＣＤ−ＲＯＭ、９００ 第１の光学画像、９１０，９１１，９１２，９１３，１２１０，１２１１，１２１２，１２１３ 位置確認マークに対応する光学画像、９２０，９２１，１２２０，１２２１ 電子部品に対応する光学画像、９３０，９３１，１２３０，１２３１ はんだに対応する光学画像、１０１０，１０１１，１３１０，１３１１ 基準線、１０２０，１０２１，１３２０，１３２１ 電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点、１１００ 第１のＸ線透過画像、１１１０〜１１１３，１４１０〜１４１５，１５１０〜１５１３，１６１０，１６１３ 位置確認マークに対応するＸ線透過画像、１１２０，１１２１，１４２０，１４２１，１５２０，１５２１ 電子部品に対応するＸ線透過画像、１１３０，１１３１，１５３０，１５３１ はんだに対応するＸ線透過画像、１２００ 第２の光学画像、１４００ 第２のＸ線透過画像、１４４１〜１４４９，１６４１〜１６４９ はんだボールに対応するＸ線透過画像、１４５０，１６５０ ＢＧＡ／ＣＳＰに対応するＸ線透過画像、１５００ 第３のＸ線透過画像、１６００ 第４のＸ線透過画像、１８１０〜１８１４，１８２０，１８３０ Ｘ線透過画像。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の両面に実装された部品の実装状態の検査を行なうための技術に関する。より特定的には、本発明は、基板の両面にそれぞれはんだ付けされた電子部品のはんだ付けの状態を検査するための検査装置、検査方法、および当該検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が基板にはんだ付けされている場合、当該はんだ付けの状態を検査する方法として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラのような光学系を用いた光学式の外観検査装置がある。光学式の外観検査装置は、基板に実装されたチップ部品あるいはＩＣ（Integrated Circuit）等の電子部品の位置ずれ、欠品、はんだブリッジ等の接合不良を検出できる。そのため、当該外観検査装置は、はんだ付け手法の一つである「リフロー」後のはんだ付け検査手法として有効であり、広く普及している。
【０００３】
ところで、近年、携帯情報機器等の電子機器の市場では、商品の小型化、軽量化が求められている。そのため、電子機器を構成する基板における高密度実装の要望が強くなってきている。
【０００４】
そこで、電子部品については、当該電子部品の裏面に電極を設けることによりパッケージサイズを小型化したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＢＧＡをさらに小型化して半導体ベアチップと同等サイズにしたＣＳＰ（Chip Size Package）などのパッケージ部品が現在広く採用されている。
【０００５】
また、電子部品が実装された実装基板と実装基板とを接続するコネクタについても、コネクタ自体の小型化にともない、接続端子がコネクタ本体の下部から露出する構造が採用されている。
【０００６】
ところで、電子部品が実装された実装基板において、はんだ付け部に不良があると、電子機器は正常に作動しない。そのため、接合不良のある実装基板は、当該基板の製造工程のできるだけ早い段階で回収し、修理または廃棄する必要がある。
【０００７】
しかし、上述したＢＧＡ、ＣＳＰ、あるいはコネクタでは、はんだ付け部が電子部品の裏面にあるため、はんだ付け部の品質を実装基板の上方から確認することは、困難である。そのため、従来のリード付電子部品のように、光学式の外観検査装置では、はんだ付け部の検査を行なうことができなかった。その結果、光学式の外観検査装置で確認できないはんだ付け部の不良は、電子機器が作動可能な状態まで組み立てられた後の機能検査によって初めて発見される。すなわち、はんだ付け不良のある実装基板に対しても無駄な組立工程を経る必要があった。
【０００８】
これを改善するために、はんだ付け部が確認できない電子部品が接合された実装基板のはんだ付け部の良否を判定する手法として、当該実装基板の一方の面側からＸ線を照射し、他方の面側で、当該実装基板を透過したＸ線を検出し、当該検出されたＸ線から得られる画像（Ｘ線透過画像）に基づいてはんだ付け部を検査するという取り組みが行なわれている。
【０００９】
しかしながら、このようなＸ線透過画像に基づく検査によると、良否判定の対象が、両面に電子部品が接合されている実装基板（以下、「両面実装基板」という。）である場合、検査対象であるはんだ付け部近傍に裏面のチップ抵抗あるいはチップコンデンサ等の電子部品の画像がＸ線透過画像に重なり合い、はんだ付け部を正確に検査できないことがある。
【００１０】
そこで、Ｘ線を用いた両面実装基板の検査方法として、両面実装基板に対してＸ線を斜めから照射するように配置したＸ線発生器と、当該両面実装基板を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを、それぞれ当該両面実装基板と平行な平面上で互いに同期して回転させ、両面実装基板の一定の高さに焦点を合わせてそれ以外の高さの異なる面を回転動作でぼかすことにより、当該両面実装基板の水平断面の画像を得る方法がある。また、両面実装基板の表側と裏側とを個別に検査できるＸ線ラミノグラフィと呼ばれる手法を用いたＸ線検査装置が実用化されている。
【００１１】
しかし、上記のいずれの装置について、その構造が複雑であり、装置が高価であり、また検査時間が非常に長くなるため、研究レベルでは使用可能であっても、量産レベルでは使用できないという問題がある。
【００１２】
そこで、たとえば、特開平５−２８８５３８号公報（特許文献１）は、基板の表裏ではんだ付け部分が重なるため、完全に分離して検出できないような場合にも、表裏の画像データを完全に独立して検査できる基板のはんだ付け検査方法を開示する。
【００１３】
この方法は、表裏面に電子部品がはんだ付けされた実装基板にＸ線を照射し、そのＸ線透過画像データを得るステップと、Ｘ線透過画像データからおもて面または裏面のみに電子部品が正常にはんだ付けされた実装基板のＸ線透過画像データを減ずることにより画像データを得るステップと、裏面またはおもて面のみに電子部品が正常にはんだ付けされた実装基板のＸ線透過画像との対比からはんだ付け部の良否を判定するステップとを含む。
【００１４】
また、特開２００１−５０７３０号公報（特許文献２）は、熱によるプリント基板の歪みを検出し、この歪み分を補正した後に両面実装画像から片面実装画像を差し引くことにより、プリント基板の歪みによるはんだ付け状態を誤差なく検査が行なえる両面実装基板の半田付け検査方法を開示する。
【００１５】
この検査方法は、一面に電子部品が実装されたプリント基板に、Ｘ線を照射して第１の画像を得るステップと、当該プリント基板の他面にも電子部品が実装されたプリント基板にＸ線を照射して第２の画像を得るステップと、第１の画像および第２の画像を画像メモリに記憶するステップと、第１の画像および第２の画像から位置ずれ量を求めるステップと、当該求められた位置ずれ量分だけ第１の画像あるいは第２の画像を補正するステップと、第２の画像から第１の画像を差し引いて、他面側の画像を得るステップと、はんだ付け部の良否を判定するステップとを含む。
【特許文献１】特開平５−２８８５３８号公報
【特許文献２】特開２００１−５０７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特開平５−２８８５３８号公報に開示された技術によると、画像データとして、両面に電子部品がはんだ付けされた実装基板の第１の画像データと、おもて面または裏面のみに正常にはんだ付けされた第２の画像データおよび第３の画像データの３つの画像データが必要である。
【００１７】
また、第１の画像データから第２の画像データおよび第３の画像データを差分して良否判定を行なうことから、おもて面のみに電子部品が実装された実装基板と裏面のみに実装された実装基板の検査用の２枚の基板が必要となる。２枚の実装基板は、正常に電子部品がはんだ付けされている必要があるため、２枚の実装基板の完成度が重要となり、それらの基板を製造するために時間と費用とを要する。
【００１８】
さらに、後から電子部品が実装される面に電子部品が先に実装された基板は、検査後に反対側の面に対して電子部品を実装することができないため、試料として試作された実装基板が無駄になるという問題もある。
【００１９】
また、特開平５−２８８５３８号公報および特開２００１−５０７３０号公報に開示された技術によると、１枚ごとに電子部品が片面に実装された実装基板の画像を保存するためには、多大な容量のメモリが必要となり、実現が物理的に不可能であるという問題もあった。
【００２０】
さらに、過判定（良品であるのに、不良と判断すること）をなくす為には、電子部品が片面のみに実装された基板と両面に実装された基板とが同一の実装基板であることを確認する必要がある。そのため、両者を一対一で完全に対応させる必要があるという問題があった。
【００２１】
また、一対一で同一実装基板の画像を合わせたとしても、リフロー等を用いたはんだ付け作業の中で、特開２００１−５０７３０号公報に開示されている実装基板の反りの他に、はんだの再溶融により、はんだ形状が変化する場合もある。この場合、画像間に「ずれ」が生じることになる。そのため、特開２００１−５０７３０号公報に開示された上記透過画像の差し引きを行なう処理が行なわれても、たとえば、上記裏面のみの完全な画像が得られるとは限らず、ノイズを含むという問題があった。すなわち、両面実装基板のＸ線透過画像と片面実装基板のＸ線透過画像の間で、位置的なずれが発生し、その分がノイズとして残り、正しい検査ができなくなるという問題もあった。そのため、画像差分を用いたＸ線検査は、これまで実用レベルには至っていなかった。
【００２２】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電子部品が両面にはんだ付けされた基板における当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査装置を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、電子部品が両面にはんだ付けされた基板における当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査方法を提供することである。
【００２４】
本発明のさらに他の目的は、電子部品が両面にはんだ付けされた基板における当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、基板の検査装置は、データを格納する記憶部と、データを用いた演算を行なう処理部とを備える。処理部は、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する手段を含む。基板の第１の面には、第１の部品が接合されている。処理部は、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得する手段と、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付ける関連付け手段と、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得する手段と、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得する手段と、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較する比較手段と、第１の光学画像データと第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成手段と、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて、第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成手段と、第４の透過画像データに基づいて、基板における接合の状態を判断する判断手段とを含む。
【００２６】
好ましくは、比較手段は、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較することにより、基板における第１の部品の位置を表わす情報を取得する取得手段を含む。第１の生成手段は、情報に基づいて第１の透過画像データを補正することにより、第３の透過画像データを生成する。第２の生成手段は、第２の透過画像データから第３の透過画像データを差し引くことにより、第４の透過画像データを生成する。判断手段は、予め定められた設計情報に従って第２の部品が接合された基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、第４の透過画像データとを比較することにより、第２の部品の接合の状態を判断する。
【００２７】
好ましくは、取得手段は、第１の光学画像データに基づいて、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する手段と、第１の光学画像データに基づいて、第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識する手段と、第１の基準画像と第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出手段と、第２の光学画像データに基づいて、位置を表わす第２の基準画像を認識する手段と、第２の光学画像データに基づいて、予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識する手段と、第２の基準画像と第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出手段と、第１のデータと第２のデータとの差を算出する手段とを含む。
【００２８】
好ましくは、第１の算出手段は、第１の基準画像と第１の部分画像との距離と、第１の基準画像と第１の部分画像とを結ぶ直線と、第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出する。第２の算出手段は、第２の基準画像と第２の部分画像との距離と、第２の基準画像と第２の部分画像とを結ぶ直線と、基準線とがなす角の角度とを算出する。
【００２９】
好ましくは、関連付け手段は、第１の透過画像データから、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する第１の認識手段と、第１の光学画像データから、位置を表わす第２の基準画像を認識する第２の認識手段と、第１の基準画像と第２の基準画像とを一致させる手段と、第１の部品を識別するためのデータと、第１の基準画像または第２の基準画像とを対応付ける手段とを含む。
【００３０】
好ましくは、予め定められた位置は、基板に予め形成された印の位置を表わす。
好ましくは、基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されている。第１の認識手段と、第２の認識手段とは、それぞれ、配線パターンを表わす画像を認識する。
【００３１】
この発明の他の局面に従うと、コンピュータが備えるプロセッサが実行する基板の検査方法が提供される。この方法は、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを含む。基板の第１の面には、第１の部品が接合されている。この方法は、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付ける関連付けステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較する比較ステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成ステップと、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて、第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成ステップと、第４の透過画像データに基づいて、基板における接合の状態を判断する判断ステップとを含む。
【００３２】
好ましくは、比較ステップは、基板における第１の部品の位置を表わす情報を取得するステップを含む。第１の生成ステップは、情報に基づいて第１の透過画像データを補正することにより、第３の透過画像データを生成する。第２の生成ステップは、第２の透過画像データから第３の透過画像データを差し引くことにより、第４の透過画像データを生成する。判断ステップは、予め定められた設計情報に従って第２の部品が接合された基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、第４の透過画像データとを比較することにより、第２の部品の接合の状態を判断する。
【００３３】
好ましくは、情報を取得するステップは、第１の光学画像データに基づいて、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、第１の光学画像データに基づいて、第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識するステップと、第１の基準画像と第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出ステップと、第２の光学画像データに基づいて、位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、第２の光学画像データに基づいて、予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識するステップと、第２の基準画像と第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出ステップと、第１のデータと第２のデータとの差を算出するステップとを含む。
【００３４】
好ましくは、第１の算出ステップは、第１の基準画像と第１の部分画像との距離と、第１の基準画像と第１の部分画像とを結ぶ直線と、第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出する。第２の算出ステップは、第２の基準画像と第２の部分画像との距離と、第２の基準画像と第２の部分画像とを結ぶ直線と、基準線とがなす角の角度とを算出する。
【００３５】
好ましくは、関連付けステップは、第１の透過画像データから、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、第１の光学画像データから、位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、第１の基準画像と第２の基準画像とを一致させるステップと、第１の部品を識別するためのデータと、第１の基準画像または第２の基準画像とを対応付けるステップとを含む。
【００３６】
好ましくは、予め定められた位置は、基板に予め形成された印の位置を表わす。
好ましくは、基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されている。第１の基準画像を認識するステップと、第２の基準画像を認識するステップとは、それぞれ、配線パターンを表わす画像を認識する。
【００３７】
この発明のさらに他の局面に従うと、コンピュータを基板の検査装置として機能させるためのプログラムが提供される。プログラムはコンピュータに、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを実行させる。基板の第１の面には、第１の部品が接合されている。プログラムはコンピュータに、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付けるステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較するステップと、第１の光学画像データと第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成するステップと、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて、第２の面を表わす第４の透過画像データを生成するステップと、第４の透過画像データに基づいて、基板における接合の状態を判断するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る検査装置によると、電子部品が基板の両面にはんだ付けされている場合に、当該はんだ付けの良否を判断することができる。
【００３９】
本発明に係る検査方法によると、電子部品が基板の両面にはんだ付けされている場合に、当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査方法を提供することができる。
【００４０】
本発明に係るプログラムによると、コンピュータは、電子部品が両面にはんだ付けされた基板の当該はんだ付けの良否を判断するための基板の検査装置として機能することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００４２】
図１を参照して、電子部品が実装された基板（以下「実装基板」という）の製造工程１００について説明する。図１は、製造工程１００を概念的に表わす図である。製造工程１００は、接合工程１１０と検査工程１２０と組立工程１３０と判別工程１４０とを含む。
【００４３】
接合工程１１０には、電子部品の実装の対象となる基板が搬入される。また、当該基板への実装の対象となる電子部品と接合材料（たとえば「はんだ」）とが供給される。供給された電子部品は、はんだによって基板に接合される。当該基板は、たとえばリフロー炉に搬入され、はんだの溶融が行なわれる。電子部品がはんだ付けされた実装基板は、接合工程１１０から検査工程１２０に搬入される。
【００４４】
検査工程１２０では、実装基板の選別が行なわれる。より具体的には、予め準備された基準に従って実装基板が良品であるか否かが判断される。実装基板が良品である場合には、当該基板は組立工程１３０に搬入され、他の電子部品の実装ならびに他の種類の実装基板の取り付け等がさらに行なわれる。一方、実装基板が不良品である場合には、当該実装基板は判別工程１４０に搬送される。判別工程では、不良品と判断された実装基板が再加工可能であるか否かが判断される。再加工可能であると判断された実装基板は、不良の部品のみを交換したり、はんだ付け部を修理し、リワーク品として検査工程１２０に再び搬入される。一方、再加工が不可能であると判断された実装基板は、廃棄される。
【００４５】
図２を参照して、接合工程１１０についてさらに説明する。図２は、接合工程１１０における一連の処理を表わすフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ２１０にて、接合工程１１０に配置されたはんだ供給装置（図示しない）は、搬入された基板の片面（あるいは「おもて面」）に、はんだペーストを印刷する。ステップＳ２２０にて、部品供給装置（図示しない）は、そのはんだペーストの上に、供給された電子部品を配置（すなわち、仮置き）する。ステップＳ２３０にて、電子部品が配置された基板（実装基板）は、リフロー炉に搬入される。当該リフロー炉において、はんだの溶融および電子部品と基板との固着は、予め設定された加熱条件（たとえば、温度およびベルトスピード等の加熱時間）に基づいて行なわれる。ステップＳ２４０にて、実装基板はリフロー炉から搬出される。なお、ここで、基板の片面のみに電子部品を実装した状態で、図３に記載する検査システム３００に実装基板を搬入し、片側のみの電子部品の実装状態の光学画像およびＸ線透過画像を取得する。その際に、片側のみの電子部品の実装状態がＯＫ／ＮＧの検査をしてもよい。その後、当該実装基板は上下反転される。
【００４７】
ステップＳ２５０にて、はんだ供給装置は、当該実装基板のおもて面の反対側の面である裏面（あるいは「Ｂ」面）にはんだペーストを印刷する。ステップＳ２６０にて、部品供給装置は、そのはんだペーストの上に別の電子部品を配置する。ステップＳ２７０にて、当該別の電子部品が配置された実装基板はリフロー炉に搬入される。リフロー炉において、当該他の電子部品を基板に接合するために予め定められた加熱条件の下、はんだの溶融と、当該他の電子部品と基板との固着とが行なわれる。ステップＳ２８０にて、他の電子部品の固着が完了した実装基板は、そのリフロー炉から搬出される。
【００４８】
図３を参照して、本発明の実施の形態に係る検査システム３００の構成について説明する。図３は、検査システム３００によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。検査システム３００は、撮像装置３１０と検査装置３２０とを備える。撮像装置３１０と検査装置３２０とは、ケーブル３９０，３９２によって接続されている。ケーブル３９０，３９２は、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）のためのケーブルである。あるいは、無線ＬＡＮがケーブル３９０，３９２に代えて使用されてもよい。
【００４９】
撮像装置３１０は、Ｘ線照射部３１１と、Ｘ線撮像部３１２と、撮像部３１３と、可視光線供給部３１４と、撮像装置駆動部３１５とを備える。
【００５０】
撮像装置駆動部３１５は、撮像装置３１０に対して入力される指令に基づいて、Ｘ線照射部３１１とＸ線撮像部３１２と撮像部３１３と可視光線供給部３１４との各動作を制御する。より具体的には、撮像装置駆動部３１５は、予め規定された条件に基づく照射命令の入力に基づいて、Ｘ線照射部３１１に対してＸ線を照射するための命令を送出する。Ｘ線照射部３１１は、その命令に基づいて当該条件に応じたＸ線を照射する。
【００５１】
撮像装置駆動部３１５は、Ｘ線照射部３１１に対する命令の送出に応答して、Ｘ線撮像部３１２に対して被写体（たとえば実装基板）を透過したＸ線に基づく画像を撮影するための命令を送出する。
【００５２】
Ｘ線撮像部３１２は、撮像装置駆動部３１５に発せられた命令に基づいて当該被写体のＸ線画像を撮影する。Ｘ線撮像部３１２は、たとえばエリアセンサ式のカメラであるが、その他の撮像装置、少なくとも、光学的に外観を撮影できない部分を撮影可能な装置であればよい。より詳しくは、ＢＧＡ／ＣＳＰの接合状態、コネクタの下部のリードのブリッジ、ＩＣのリードのバックフィレットを観察することが可能な装置であればよい。
【００５３】
また、撮像装置駆動部３１５は、予め規定された条件に基づいて可視光線を供給する命令を、可視光線供給部３１４に送出する。可視光線供給部３１４は、その命令に基づいて当該条件に基づいて被写体（たとえば上記実装基板）に対して可視光線（たとえば白色光）を供給する。撮像装置駆動部３１５は、可視光線供給部３１４に対する命令の送出に応答して、撮像部３１３に対して当該被写体の光学画像を撮影するための命令を送出する。撮像部３１３は、その命令に基づいて当該被写体の画像を取得する。
【００５４】
Ｘ線撮像部３１２によって取得されたＸ線透過画像あるいは撮像部３１３によって取得された光学画像の各データは、バッファメモリ（図示しない）に一時的に格納された後、出力インターフェイス（図示しない）とケーブル３９２とを介して、検査装置３２０に送出される。
【００５５】
図３を再び参照して、検査装置３２０は、画像データ入力部３２２と、記憶部３２４と、操作部３２６と、表示部３２８と、制御部３３０とを備える。制御部３３０は、演算処理部３３１と、撮像装置制御部３３２と、判定部３３３と、画像処理部３４０とを含む。画像処理部３４０は、データ処理部３４１と、画像比較部３４２と、画像生成部３４３と、差分算出部３４４とを含む。
【００５６】
画像データ入力部３２２は、撮像装置３１０から送出されたデータの入力をケーブル３９２を介して受け付ける。より具体的には、画像データ入力部３２２は、Ｘ線撮像部３１２によって取得されたＸ線透過画像を表わすデータと、撮像部３１３によって取得された光学画像を表わすデータとの入力を受け付ける。
【００５７】
記憶部３２４は、検査装置３２０を実現するために予め準備されたデータ（たとえば各処理を実行するためのプログラム、特定の動作を実行させるためのデータ、具体的には、実装基板の良品／不良品の判定に使用される基準データ）を格納している。また、記憶部３２４は、制御部３３０によって生成されたデータ、あるいは、画像データ入力部３２２に対して入力されたＸ線透過画像を表わすデータおよび光学画像を表わすデータを格納する。
【００５８】
操作部３２６は、検査装置３２０の使用者による操作の入力を受け付ける。操作部３２６は、当該操作の入力に応じた電気信号を制御部３３０に送出する。
【００５９】
表示部３２８は、制御部３３０によって生成されたデータに基づいて、検査装置３２０によって実行される処理の結果を表示する。たとえば、表示部３２８は、検査システム３００において検査の対象となる基板の画像を表示し、あるいは当該基板の検査結果（すなわち良品／不良品）を表示する。さらに、表示部３２８は、制御部３３０による命令に基づいて記憶部３２４に格納されているその他のデータに基づく画像を表示する。
【００６０】
制御部３３０は、画像データ入力部３２２からの出力と、記憶部３２４に格納されているデータと、操作部３２６から出力される命令とに基づいて作動可能なように、画像データ入力部３２２と記憶部３２４と操作部３２６とに接続される。
【００６１】
演算処理部３３１は、記憶部３２４において予め確保した領域に、画像データ入力部３２２を介して取得されたＸ線透過画像を表わすデータおよび光学画像を表わすデータを格納する。演算処理部３３１は、記憶部３２４に格納されているデータに基づいて、あるいは操作部３２６に対する操作に基づいて、撮像装置３１０に予め規定された動作を実行させるための指令を生成し、撮像装置制御部３３２に送出する。撮像装置制御部３３２は、撮像装置３１０が当該指令を入力可能な状態にある場合には、ケーブル３９０を介して当該指令を撮像装置３１０に送出する。
【００６２】
演算処理部３３１は、さらに、画像データ入力部３２２によって取得されたデータあるいは記憶部３２４に格納されているデータを画像処理部３４０に送出する。
【００６３】
より詳細には、演算処理部３３１は、基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する。演算処理部３３１は、当該基板の第１の面（たとえば、「おもて面」）に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得し、透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する。さらに、演算処理部３３１は、第１の透過画像データと第１の光学画像データとを関連付けて、当該関連付けを表わすデータを記憶部３２４に格納する。
【００６４】
画像処理部３４０において、データ処理部３４１は、入力された画像データに対して予め規定された処理（たとえば２値化処理）を実行する。
【００６５】
演算処理部３３１は、当該基板の第１の面の反対側の第２の面（たとえば「裏面」）に第２の電子部品が接合された後に、当該基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得する。演算処理部３３１は、第１の面の反対側の第２の面に第２の電子部品が接合された後に、第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得する。
【００６６】
画像比較部３４２は、第１の光学画像データと第２の光学画像データとを比較する。さらに、画像比較部３４２は、当該比較に基づいて基板における部品の位置を表わす情報を取得する。より具体的には、画像比較部３４２は、第１の光学画像データに基づいて基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する。画像比較部３４２は、第１の光学画像データに基づいて、第１の電子部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識する。
【００６７】
画像比較部３４２は、第１の基準画像と第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する。画像比較部３４２は、第２の光学画像データに基づいて当該基板において予め定められた上記位置を表わす第２の基準画像を認識する。画像比較部３４２は、第２の光学画像データに基づいて、上記予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識する。画像比較部３４２は、第２の基準画像と第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する。画像比較部３４２は、第１のデータと第２のデータとの差を算出する。
【００６８】
画像生成部３４３は、画像比較部３４２による比較の結果に基づいて、第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する。より具体的には、画像生成部３４３は、当該基板における第１の電子部品の位置を表わす情報に基づいて、第１の透過画像データを補正することにより第３の透過画像データを生成する。さらに、画像生成部３４３は、第２の透過画像データと第３の透過画像データとに基づいて当該第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する。より具体的には、画像生成部３４３は、第２の透過画像データから第３の透過画像データを差し引くことにより、第４の透過画像データを生成する。
【００６９】
判定部３３３は、当該第４の透過画像データに基づいて当該基板における電子部品の接合の状態を判断する。より具体的には、判定部３３３は、予め定められた設計情報に従って、第２の電子部品が接合された基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、第４の透過画像データとを比較することにより、第２の電子部品の接合の状態を判断する。ここで、当該設計情報は、たとえば記憶部３２４に予め格納されている。記憶部３２４におけるデータ構造は、後述する。
【００７０】
さらに、画像処理部３４０は、第１の基準画像と第１の部分画像との距離と、第１の基準画像と第１の部分画像とを結ぶ直線と、第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出する。さらに、画像処理部３４０は、第２の基準画像と第２の部分画像との距離と、第２の基準画像と第２の部分画像とを結ぶ直線と、当該基準線とがなす角の角度とを算出する。
【００７１】
また、他の局面において、演算処理部３３１は、第１の透過画像データから、基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する。演算処理部３３１は、第１の光学画像データから当該位置を表わす第２の基準画像を認識する。演算処理部３３１は、第１の基準画像と第２の基準画像とを一致させる。演算処理部３３１は、第１の部品を識別するためのデータと、第１の基準画像または第２の基準画像とを対応付ける。
【００７２】
ここで、上記予め定められた位置は、当該基板において予め形成された印の位置を表わすが、当該印は、予め形成されたものに限られない。また、他の局面において、検査の対象となる基板に、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されている場合もあり得る。この場合、演算処理部３３１は、上記第１の基準画像を認識する処理と第２の基準画像を認識する処理とを実行する場合、当該基板における配線パターンを表わす画像をそれぞれ認識することができる。
【００７３】
図４を参照して、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０のデータ構造について説明する。図４は、検査装置３２０が備える記憶部３２４におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。記憶部３２４は、データまたはプログラムを格納するための複数の領域を含む。
【００７４】
たとえば、基板に対する接合状態の検査の対象となる電子部品を識別するためのデータ（「部品コード」）は、領域４１０に格納されている。当該電子部品の大きさを表わす寸法データは、領域４１２に格納されている。当該電子部品が接合される基板を識別するためのデータは、領域４１４に格納されている。当該電子部品の当該基板における位置を特定するためのデータ（たとえば当該電子部品が矩形である場合における４つの角のそれぞれの座標データ）は、領域４１６〜４１８にそれぞれ格納されている。
【００７５】
ここで、ある部品は特定の基板に用いられる場合もあれば、同一の部品が複数の異なる基板に用いられる場合もあり得る。そこで、記憶部３２４においては、同一の部品について複数の基板の各々について設計データとして上記の各データが格納されている。
【００７６】
さらに、各電子部品の各々について予め取得された教示データも、記憶部３２４に格納されている。より具体的には、当該電子部品を識別するデータは、領域４２０に格納されている。当該電子部品を基板に接合した状態で可視光線およびＸ線により撮影した画像のデータ（「基準データ」）は、領域４２２に格納されている。領域４２０に格納されているデータと領域４２２に格納されているデータとはそれぞれ相互に関連付けられている。したがって、電子部品のいずれかの部品コードを特定することにより、基準データが特定され、上記設計データとの関連付けも可能となる。
【００７７】
記憶部３２４は、さらに、検査装置３２０の基本動作（たとえばデータの入出力、画像の表示、操作入力の受付など）を実行するためのオペレーティングシステム４３０と、撮像装置３１０によるＸ線撮像あるいは光学撮像を実行させるための撮像制御プログラム４３２と、撮像装置３１０によって取得された画像データに基づいて基板を検査するための外観検査プログラム４３４とを含む。
【００７８】
ここで、図５を参照して、基板における電子部品の位置を特定する方法について説明する。図５は、電子部品５２０が基板５００に配置されている状態を表わす図である。基板５００には、設計データに基づいて特定される位置確認マーク５１０が含まれる。電子部品５２０は、たとえば矩形の形状を有する。この場合、電子部品５２０は、４つの隅（すなわち、Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）、Ｐ４（ｘ４，ｙ４））とを含む。これらの点の各座標値は、位置確認マーク５１０を起点としてあるいは、基板５００において予め定められた基準点に基づいて定められる。各座標値は、たとえば図４に示されるように第１の座標データから第４の座標データとして記憶部３２４に表示される。
【００７９】
次に、図６を参照して、撮像装置３１０の具体的構成について説明する。図６は、撮像装置３１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。撮像装置３１０は、Ｘ線照射装置６１１と、Ｘ線撮像装置６１２と、可視光撮像装置６１３と、可視光源６１４と、ミラー６１５と、シンチレータ６１６と、データ出力インターフェイス６２０とを備える。データ出力インターフェイス６２０には、ケーブル３９０が接続される。撮像装置３１０には、検査の対象となる基板６１８が搬入される。基板６１８には、２つの電子部品すなわち、電子部品６１９と、ＢＧＡ／ＣＳＰ６２２がはんだにより実装されている。
【００８０】
Ｘ線照射装置６１１が、Ｘ線ビームを放射すると、当該Ｘ線ビームは電子部品６１９を透過してシンチレータ６１６に入光する。シンチレータ６１６は、基板６１８を透過したＸ線を可視光線に変換する。Ｘ線撮像装置６１２は、シンチレータ６１６から出力される可視光を撮影し、その信号を電気信号に変換し、基板６１８のＸ線透過画像データとして出力する。Ｘ線透過画像データは、データ出力インターフェイス６２０を介して検査装置３２０に送出される。
【００８１】
なお、本実施の形態に係る検査装置３２０は、各処理を実現する回路素子の組み合わせにより構成される装置として実現される場合もあれば、後述するように、コンピュータシステムのハードウェアとソフトウェアとが協働することにより実現される場合もある。
【００８２】
そこで、図７を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０の具体的構成について説明する。図７は、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【００８３】
コンピュータシステム７００は、主たる構成要素として、プログラムを実行するＣＰＵ７１０と、コンピュータシステム７００の使用者による指示の入力を受け付けるマウス７２０およびキーボード７３０と、ＣＰＵ７１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、またはマウス７２０もしくはキーボード７３０を介して入力されたデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）７４０と、データを不揮発的に格納するハードディスク７５０と、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）駆動装置７６０と、モニタ７８０と、通信Ｉ／Ｆ（Interface）７９０とを備える。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置７６０には、ＣＤ−ＲＯＭ７６２が装着可能である。
【００８４】
コンピュータシステム７００における処理は、当該ハードウェアおよびＣＰＵ７１０により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク７５０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ７６２その他の記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置７６０その他のデータ読取装置によって当該記録媒体から読み取られて、あるいは、通信Ｉ／Ｆ７９０を介してダウンロードされた後、ハードディスク７５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ７１０によってハードディスク７５０から読み出され、ＲＡＭ７４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ７１０は、そのプログラムを実行する。
【００８５】
図７に示されるコンピュータシステム７００を構成する各要素は、一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、ＲＡＭ７４０、ハードディスク７５０、ＣＤ−ＲＯＭ７６２その他の記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、コンピュータシステム７００の各構成要素の動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００８６】
なお、記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disc）、ハードディスクなどに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Electronically Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable ROM）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリのように固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、ここで言うプログラムとは、ＣＰＵ７１０によって直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラムなどをも含む。
【００８７】
次に、図８を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０の制御構造について説明する。図８は、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００のＣＰＵ７１０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【００８８】
電子部品６１９が基板６１８のおもて面（Ａ面）に実装されると、基板６１８は、リフロー炉に搬入される。リフロー炉において、はんだが溶融すると、電子部品６１９と基板６１８とが接合する。その後、基板６１８がリフロー炉から搬出され、検査装置３２０に搬入される。基板６１８が検査装置３２０において予め定められた位置に固定されると、可視光撮像装置６１３が備えるカメラ、たとえばＣＣＤカメラは、基板６１８を撮影する。撮影によって生成された画像データは、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００に入力される。コンピュータシステム７００の使用者（たとえば検査担当者）が、検査の開始指示を入力すると、ＣＰＵ７１０は、当該画像データを用いた画像認識処理を開始する。あるいは、画像データがコンピュータシステム７００に入力されてから予め規定された時間が経過した後に、ＣＰＵ７１０が当該時間の経過を検知した場合に、処理が開始されてもよい。
【００８９】
まず、ＣＰＵ７１０は、基板６１８に予め形成されている位置確認マークを認識する。この認識は、基板６１８についてコンピュータシステム７００に予め保存されている設計情報を用いて行なわれる。たとえば、ＣＰＵ７１０は、基板６１８を識別するデータ（たとえば、基板コード、製造番号等）をキーとして、ハードディスク７５０から、基板６１８の設計情報をＲＡＭ７４０に読み出す。設計情報は、基板６１８に形成されている位置確認マークの位置情報（座標値など）を含む。そこで、ＣＰＵ７１０は、処理の対象となる画像データの中において当該位置情報に対応する場所に、位置確認マークに相当する画像が含まれているか否かを判断する。たとえば、ＣＰＵ７１０は、その場所の画素の濃度がその場所の周囲の画素の濃度よりも大きいか否かを判断して、位置確認マークと他の部分とを識別する。ＣＰＵ７１０が、当該画像データは検査の対象となるデータであると判断すると、以下の検査処理をさらに実行する。
【００９０】
ステップＳ８１０にて、ＣＰＵ７１０は、片面（またはおもて面）のみに電子部品（たとえば電子部品６１９）が実装された基板６１８の光学画像（以下「第１の光学画像」）と、Ｘ線透過画像（以下、「第１のＸ線透過画像」）との入力を受け付ける。光学画像およびＸ線透過画像を表わすデータは、撮像装置３１０からケーブル３９２を介して送出される。なお、光学画像およびＸ線透過画像を表わすデータが取得されるタイミング、すなわち、Ｘ線撮像部３１２が作動するタイミングと、可視光線供給部３１４が作動するタイミングとは、同時でもよいし、別々でもよい。
【００９１】
ステップＳ８２０にて、ＣＰＵ７１０は、基板６１８に形成された位置確認マークに基づいて、第１の光学画像と第１のＸ線透過画像との各位置確認マークを一致させることにより、電子部品６１９の基準画像を生成する。より詳細な処理は、図９〜図１１を参照して説明する。
【００９２】
ステップＳ８３０にて、ＣＰＵ７１０は、基板６１８の他の面（おもて面の反対側の面、あるいは裏面）に電子部品（たとえばＢＧＡ／ＣＳＰ６２２）が実装された状態で、当該基板６１８のＸ線透過画像（以下「第２のＸ線透過画像」と、第１の光学画像と同一面に可視光線を照射することにより取得された光学画像（以下「第２の光学画像」）との入力を受け付ける。
【００９３】
ここで、検査システム３００における詳細の動作は、たとえば、以下のとおりである。おもて面に電子部品６１９が実装された基板６１８の裏面にＢＧＡ／ＣＳＰ６２２が実装される。基板６１８がリフロー炉に搬入されて、はんだ付けが行なわれると、基板６１８の両面に各部品が接合された基板（すなわち、両面実装基板）が生成される。
【００９４】
基板６１８は、電子部品６１９が実装された面（おもて面）を上側にし、撮像装置３１０内に搬入される。基板６１８が撮像装置３１０内に固定された後、基板６１８の垂直方向の上部に設置された可視光撮像装置６１３である可視光カメラ（たとえば、ＣＣＤカメラ）は、ケーブル３９２を介して、基板６１８のおもて面を再度撮影する。撮影により取得された画像データは、コンピュータシステム７００に送信され、ＣＰＵ７１０は、その画像データに基づいて、当該おもて面に形成されている位置確認マークを認識する。
【００９５】
次に、撮像装置駆動部３１５は、撮像装置制御部３３２として機能するＣＰＵ７１０から送信される指令に基づいて、電子部品６１９が実装されたおもて面の垂直方向の上部に設置された可視光線供給部３１４を発光させる。さらに、撮像装置駆動部３１５は、撮像部３１３（たとえば可視光カメラ）に撮影動作を実行させ、第１の光学画像が取得されたときと同じ位置に固定されている基板６１８について、第２の光学画像を取得する。
【００９６】
図８を再び参照して、ステップＳ８４０にて、ＣＰＵ７１０は、第２の光学画像と第１の光学画像とを比較して、位置のずれを表わすデータを算出する。なお、第１の光学画像と第２の光学画像とを比較する目的は、はんだ付けされた電子部品６１９がリフロー炉に再度搬入されるため、はんだ付け部が再度溶融し、電子部品６１９の位置ずれが発生して、同一面（おもて面）を再度撮影した場合に、同一の光学画像が得られない可能性が高いためである。比較する処理の詳細については、図１３を参照して説明する。
【００９７】
ステップＳ８５０にて、ＣＰＵ７１０は、当該位置ずれ量を用いて第１の光学画像を補正し、第３のＸ線透過画像を生成する。位置の補正が必要な電子部品の抽出方法は、たとえば、図１３に示されるような位置情報から補正が必要な電子部品を抽出することにより、あるいは、第１の光学画像と第２の光学画像とをパターンマッチングさせることにより行なわれる。
【００９８】
ステップＳ８６０にて、ＣＰＵ７１０は、第２のＸ線透過画像を表わすデータから第３のＸ線透過画像を表わすデータを差し引くことにより、第４のＸ線透過画像を導出する。この処理は、周知の画像差分処理によって実現される。
【００９９】
ステップＳ８７０にて、ＣＰＵ７１０は、予め準備されている判断データと、第４のＸ線透過画像とに基づいて、電子部品（たとえばＢＧＡ／ＣＳＰ６２２）の基板６１８に対する接合状態（具体的にははんだ付けの状態）の合否を判定する。当該判断データは、たとえば基板６１８に対する部品の実装が行なわれる際に、設計情報としてハードディスク７５０に予め格納されたデータである。
【０１００】
ＣＰＵ７１０は、上記のような処理を繰り返し、その結果を、ハードディスク７５０に書き込む。また、ＣＰＵ７１０は、処理の途中で異常を検出した場合には、その旨をモニタ７８０に表示する。また、ＣＰＵ７１０は、撮像装置制御部３３２として、撮像装置３１０に対して、撮像の動作を一時的に停止するような指令を発行してもよい。あるいは、基板に部品を配置する工程に対して、配置を中断するように指令してもよい。
【０１０１】
ＣＰＵ７１０が、はんだ付け部の合否を判定すると、電子部品６１９が実装された基板６１８は、検査装置３２０から、コンベア（図示しない）によって搬出される。
【０１０２】
ここで、光学系の外観検査装置で確認できないＢＧＡやＣＳＰの下部やコネクタ下部のリード端子のブリッジの有無により、電子部品６１９が両面に実装された基板６１８は、検査の結果に応じて、検査装置３２０の下流に設けられているＯＫ／ＮＧストッカ（図示しない）に自動的に振り分けられ、一連の工程が完了する。
【０１０３】
以上のようにして、本実施の形態に係る検査システム３００は、片面（第１の面）に実装された電子部品の第１のＸ線透過画像と第１の光学画像とを関連付けて、当該片面の反対側の他の面（第２の面）にも部品が実装された後に、第１の面の第２の光学画像と上記第１の光学画像とを比較することにより、第１のＸ線透過画像を補正するところが特徴である。
【０１０４】
以下、図９〜図１６を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０による画像処理について説明する。図９〜図１６はそれぞれ、検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成されるデータに基づく画像を概念的に表わす図である。
【０１０５】
図９を参照して、第１の光学画像９００は、可視光撮像装置６１３が基板６１８を撮影して取得したデータに基づく画像を表わす。このデータは、図８に示されるステップＳ８１０の処理が実行された後に、コンピュータシステム７００のＲＡＭ７４０に書き込まれる。ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ７４０に書き込まれた当該データを用いて、後述する画像認識処理を実行する。
【０１０６】
第１の光学画像９００は、基板６１８に予め形成されている位置確認マークに対応する光学画像９１０〜９１３と、基板６１８のおもて面に実装された電子部品６１９に対応する光学画像９２０，９２１と、基板６１８との間に印刷されたはんだに対応する光学画像９３０，９３１とを含む。
【０１０７】
図１０は、図９に示される第１の光学画像９００の一部を拡大して表わす図である。基板６１８において、基準線１０１０，１０１１が、設計情報として予め設定されている。基準線１０１０，１０１１は、たとえば、位置確認マークを基準として設定される。一例として、電子部品の外形が矩形である場合、当該電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０，１０２１の位置が予め特定される。この特定情報は、画像処理プログラムに予め格納されている。
【０１０８】
ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像９１０，９１１と、電子部品６１９の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０，１０２１とを認識すると、基板６１８における電子部品６１９の位置を特定するための情報を算出する。ＣＰＵ７１０は、当該情報として、たとえば、位置確認マークに対応する光学画像９１０と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０との間の距離Ｂ１と、位置確認マークに対応する光学画像９１１と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２１との間の距離Ｂ２との少なくともいずれかを算出する。これらの距離は、たとえば各光学画像の中心間の距離として算出される。
【０１０９】
さらに、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像９１０と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２０とを結ぶ直線と、基準線１０１０とが交差する角の角度Ｃ１と、位置確認マークに対応する光学画像９１１と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１０２１とを結ぶ直線と基準線１０１１とが交差する角の角度Ｃ２との少なくともいずれかを算出する。
【０１１０】
なお位置確認マークは、光学検査の場合には、はんだ付け部の確認が困難な電子部品６１９の近傍のみに設けられてもよいし、全ての電子部品の近傍に設けられてもよい。また、配線パターンのコーナ部などが位置確認マークとして使用されてもよい。
【０１１１】
図１１は、コンピュータシステム７００に取り込まれる第１のＸ線透過画像１１００を表わす図である。第１のＸ線透過画像１１００を表わすためのデータは、ステップＳ８１０に示される処理が実行されると、ＣＰＵ７１０によってＲＡＭ７４０に格納される。
【０１１２】
第１のＸ線透過画像１１００は、電子部品６１９に対応する画像において、位置確認マークに対応するＸ線透過画像１１１０〜１１１３と、電子部品６１９に対応するＸ線透過画像１１２０，１１２１と、電子部品と基板との間に印刷されるはんだに対応するＸ線透過画像１１３０，１１３１とを含む。
【０１１３】
ＣＰＵ７１０が、図９に示される第１の光学画像９００のマトリックス領域内で、対角線上に２ヶ所の位置確認マークに対応する光学画像（たとえば、位置確認マークに対応する光学画像９１０，９１１）を認識して抽出した場合、これらの光学画像と、第１の光学画像９００に対応して取得されたＸ線透過画像（図１１における第１のＸ線透過画像１１００）に含まれる各位置確認マークに対応するＸ線透過画像１１１０〜１１１３とを一致させる。なお、一致させるための処理は、当業者にとって周知であるため、その説明はここでは述べない。
【０１１４】
たとえば、ＣＰＵ７１０は、第１の光学画像９００と第１のＸ線透過画像１１００とを２値化処理し、パターンマッチングさせ、各部品の基準画像を作成する。つぎに、ＣＰＵ７１０は、部品コード名を当該基準画像に付加し、電子部品６１９の基準画像を記憶部３２４に保存する。ＣＰＵ７１０は、このようなデータ処理を、検査対象である電子部品６１９毎に繰り返す。ＣＰＵ７１０は、順次、アナログ信号として入力される画像データをデジタル信号に変換し、変換後の信号に基づいて、基板６１８のおもて面の画像データとして記憶部３２４に格納する。
【０１１５】
ここで記憶部３２４が格納する情報は、たとえば、当該各部品の基準画像に加えて、図１０に示されるような第１の光学画像９００についての位置情報を含む。
【０１１６】
また、本実施の形態においては、上述したように、位置確認マークが認識された第１の光学画像９００に対する第１のＸ線透過画像１１００が取得されているが、第１のＸ線透過画像の取得は、これに限られない。たとえば、他の方法として、基板６１８の設計データからＸ線検査が必要な電子部品６１９の位置、電極位置および位置確認マークの座標を表わすデータを記憶部３２４に予め保存しておき、その座標に可視光撮像装置６１３である可視光カメラが移動した際に、第１のＸ線透過画像を取得してもよい。
【０１１７】
図１２は、基板６１８の裏面（すなわち、上記おもて面の反対側の面）に他の電子部品であるＢＧＡ／ＣＳＰ６２２が実装された後に当該おもて面を撮影して得られた第２の光学画像１２００を表わす図である。第２の光学画像１２００は、ステップＳ８３０に示される処理が実行されると、ＲＡＭ７４０に格納される。
【０１１８】
第２の光学画像１２００は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０〜１２１３と、電子部品６１９に対応する光学画像１２２０と、同一の面（すなわちおもて面）に実装された他の電子部品に対応する光学画像１２２１と、電子部品６１９と基板６１８との間に印刷されたはんだに対応する光学画像１２３０，１２３１とを含む。
【０１１９】
図１３は、図１２に示される第２の光学画像１２００の一部を拡大した図である。第２の光学画像１２００の表わすデータがＲＡＭ７４０に格納されると、ＣＰＵ７１０は、そのデータを用いて基板６１８における電子部品６１９の位置を表わす情報を算出する。当該情報は、図１０において述べたものと同じである。
【０１２０】
より詳しくは、ＣＰＵ７１０は、電子部品に対応する光学画像１２２０の電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２０，１３２１を認識する。さらに、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１を認識する。ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０の中心と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２０との間の距離Ｂ１１を算出する。同様に、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１１の中心と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２１との距離Ｂ２１も算出する。さらに、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１０の中心と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２０とを結ぶ直線と基準線１３１０とが交差する角の角度Ｃ１１を算出する。同様に、ＣＰＵ７１０は、位置確認マークに対応する光学画像１２１１と電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点１３２１とを結ぶ直線と、基準線１３１１とが交差する角の角度Ｃ２１も算出する。ＣＰＵ７１０は、これらの算出した各データをＲＡＭ７４０において予め確保した領域に格納する。
【０１２１】
ここで、ステップＳ８４０において、ＣＰＵ７１０は、距離Ｂ１１，Ｂ２１および角度Ｃ１１，Ｃ２１と、距離Ｂ１，Ｂ２および角度Ｃ１，Ｃ２とを、それぞれ比較する。比較の結果、ＣＰＵ７１０が、各位置情報において差があると判断すると、ＣＰＵ７１０は、これらの距離および角度のデータから新たな座標値を算出して、位置ずれ量、すなわち座標値を導出する。
【０１２２】
なお、電子部品６１９が電極サイズ以上、たとえば、電極サイズが０．６ｍｍ×０．８５ｍｍである１６０８チップ部品の場合において、Ｘ座標値が０．３ｍｍ、Ｙ座標値が０．４５ｍｍ以上の位置ずれ、すなわち電極サイズの１／２以上の位置ずれが見られた場合には、ＣＰＵ７１０は、ステップＳ８４０において、第２の光学画像１２００の取得の際に基板６１８の不良が検出された旨を、モニタ７８０に表示させる。
【０１２３】
図１４は、基板６１８のおもて面と裏面との両面に各電子部品が実装された後に取得される第２のＸ線透過画像１４００を表わす図である。第２のＸ線透過画像１４００は、ステップＳ８３０における処理が実行された後に、通信Ｉ／Ｆ７９０を介してコンピュータシステム７００に入力され、ＣＰＵ７１０によってＲＡＭ７４０に格納される。
【０１２４】
第２のＸ線透過画像１４００は、位置確認マークに対応するＸ線透過画像１４１０〜１４１５と、基板６１８のおもて面に実装された電子部品６１９に対応するＸ線透過画像１４２０，１４２１と、電子部品６１９と基板６１８との間に印刷されたはんだに対応するＸ線透過画像１４３０と、基板６１８の裏面に配置された「はんだボール」に対応するＸ線透過画像１４４１〜１４４９と、基板６１８の裏面に実装されたＢＧＡ／ＣＳＰ６２２に対応するＸ線透過画像１４５０とを含む。
【０１２５】
図１５は、第３のＸ線透過画像１５００を表わす図である。第３のＸ線透過画像１５００は、ＣＰＵ７１０によって作成される（ステップＳ８５０）。
【０１２６】
第３のＸ線透過画像１５００は、位置確認マークに対応するＸ線透過画像１５１０〜１５１３と、電子部品６１９に対応するＸ線透過画像１５２０，１５２１と、電子部品６１９と基板６１８との間に印刷されたはんだに対応するＸ線透過画像１５３０，１５３１とを含む。
【０１２７】
ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ７４０に格納されている第１の光学画像９００を表わすデータを用いて、位置ずれ量を算出し（ステップＳ８４０）、その位置ずれ量を用いて第１の光学画像９００を補正することにより、第３のＸ線透過画像１５００を表わすデータを算出する。
【０１２８】
具体的な処理は、以下のとおりである。ＣＰＵ７１０は、補正が必要であると判断した電子部品を抽出した（ここでは、電子部品に対応する光学画像１２２０が適合）後、当該電子部品が抽出可能となる閾値を設定する。この閾値は、たとえばハードディスク７５０に予め設定されている。ＣＰＵ７１０は、撮像された光学画像のデータに基づく濃度分布ヒストグラムを作成し、濃度分布の谷に対する値を閾値として２値化処理を行ない、２値化画像を取得する。ＣＰＵ７１０は、位置確認マークおよび実装された電子部品が含まれる領域と、そうでない領域とが分割されるまで、当該２値化画像におけるデータ「２５５」の範囲内で２値化処理を行ない、位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１および電子部品６１９に対応する光学画像１２２０が含まれる領域と、そうでない領域とを分割する。
【０１２９】
次に、ＣＰＵ７１０は、分割された領域に含まれる位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１と、電子部品６１９に対応する光学画像１２２０とを抽出する。また、ＣＰＵ７１０は、第１のＸ線透過画像１１００に含まれる位置確認マークに対応するＸ線透過画像１１１０，１１１１と、抽出した位置確認マークに対応する光学画像１２１０，１２１１とを一致させる。
【０１３０】
さらに、ＣＰＵ７１０は、抽出した電子部品の位置情報を、図１３に示されるように取得されたデータだけ補正する。ＣＰＵ７１０は、画像貼り付け処理によって、図１５に示されるように、第３のＸ線透過画像１５００を生成する。この画像は、撮影によって取得されたものではない。なお、ここでは、第３のＸ線透過画像１５００は、２値化処理による領域の分割と、画像の抽出と、貼り付け処理とによって作成されているが、その他の手法でＸ線透過画像が補正されてもよい。
【０１３１】
図１６は、第４のＸ線透過画像１６００を表わす図である。第４のＸ線透過画像１６００を表わすデータは、ＣＰＵ７１０の演算処理によって生成される（ステップＳ８６０）。
【０１３２】
第４のＸ線透過画像１６００は、基板６１８の裏面に設けられた位置確認マークに対応するＸ線透過画像１６１０，１６１３と、ＢＧＡ／ＣＳＰ６２２に対応するＸ線透過画像１６５０と、ＢＧＡ／ＣＳＰ６２２を基板６１８に実装するために配置されたはんだボールに対応するＸ線透過画像１６４１〜１６４９とを含む。
【０１３３】
ＣＰＵ７１０は、ＲＡＭ７４０に格納されている第３のＸ線透過画像１５００を表わすデータを用いて、両面に電子部品が搭載された実装基板の第２のＸ線透過画像１４００を表わすデータから第３のＸ線透過画像１５００を表わすデータを差し引くことにより、第４のＸ線透過画像１６００を導出する。この処理は、公知の画像差分処理によって実現される。
【０１３４】
次に、ＣＰＵ７１０は、予め準備されている判断データと、第４のＸ線透過画像１６００とに基づいて、電子部品の基板に対する接合状態（具体的には、はんだ付けの状態）の合否を判定し、一連の検査工程が終了する（ステップＳ８７０）。
【０１３５】
図１７を参照して、本実施の形態に係る検査装置３２０による検査方法と従来の検査方法との相違について説明する。図１７に示されるように、本実施の形態に係る検査装置３２０を用いた基板の検査方法によると、過判定率は、約９％となる。一方、従来の検査方法によると、過判定率は、約５８％である。ここで、過判定の対応（過判定モード）は、本実施の形態に係る検査装置３２０によれば、基板６１８のおもて面に実装された電子部品６１９の実装のために用いられたはんだの形状変化による差分が不完全であったことに基づくものである。一方、従来の検査方法においては、過判定の対応は、基板６１８のおもて面に配置された電子部品６１９の実装される位置ずれによる見掛け上のはんだブリッジについての過判定による。
【０１３６】
ここで、図１８を参照して、他の検査方法について説明する。図１８は、他の局面に従う検査装置が基板を検査する場合に使用される画像を表わす図である。
【０１３７】
図１８（Ａ）は、基板の両面（おもて面と裏面）に部品が実装された後に取得されたＸ線透過画像１８１０を表わす図である。Ｘ線透過画像１８１０は、当該基板のおもて面に実装された電子部品に対応するＸ線透過画像１８１１と、当該基板の裏面に実装された他の電子部品に対応するＸ線透過画像１８１２とを含む。
【０１３８】
図１８（Ｂ）は、基板の片面（たとえば、おもて面）のみに部品が実装された後に取得されたＸ線透過画像１８２０を表わす図である。Ｘ線透過画像１８２０は、当該基板のおもて面に実装された電子部品に対応するＸ線透過画像１８１３を含む。
【０１３９】
図１８（Ｃ）は、Ｘ線透過画像１８１０からＸ線透過画像１８２０を差し引くことにより生成されるＸ線透過画像１８３０を表わす図である。Ｘ線透過画像１８３０は、当該基板の裏面に実装された電子部品に対応するＸ線透過画像１８１４を含む。
【０１４０】
当該他の検査方法によると、Ｘ線透過画像を表わすデータとして、Ｘ線透過画像１８１０およびＸ線透過画像１８２０を表わすデータが必要になる。また、各部品がおもて面と裏面とに実装された第１の基板と、部品がいずれか一面に実装された第２の基板とが必要になる。この場合、第２の基板に実装された部品と、第１の基板に実装された部品のうち第２の基板に実装された部品と同一の種類の部品とについて、実装されている位置が一致している必要がある。そのため、これらの基板を試作するために求められる加工精度あるいはコストは、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０による検査を実現するために求められる加工精度あるいはコストを上回ることになる。
【０１４１】
これに対して、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０によれば、以下に詳述するように、コストあるいは時間を増大させることなく、部品が実装された基板を検査することができる。
【０１４２】
まず、本実施の形態に係る検査装置の特徴は、以下のとおりである。本実施の形態に係る基板の検査方法は、従来の方法と異なり、別個の基板を撮影して取得した裏面の画像を参照画像として使用しない。また、表裏面のＸ線透過画像と片面に搭載したＸ線透過画像とを比較し、位置ズレ量を求めていない。当該基板の検査方法は、検査対象である両面に部品が実装された基板の画像からおもて面の画像を取得し、当該おもて面の画像と検査対象である基板の画像との差分をとることにより、裏面における実装の状態を検査する。すなわち、Ｘ線透過画像に比べ画像比較が容易である光学画像を２回目のリフロー炉の前後で電子部品毎に比較することにより、各電子部品の位置ズレ等に対するＸ線透過画像を補正し、当該おもて面の画像と検査対象である基板の画像との差分をとることにより、裏面における実装の状態を検査する。
【０１４３】
具体的には、裏面の画像を得るための参照基板を用意する従来の手法（いわゆる「サブトラクティブ法」）によると、観察したサンプルのうち良品であるにもかかわらず不良であると装置が判定するケース（過判定モード）が散見される。一例としては、過判定率は、約５０％強となる場合もある。
【０１４４】
それに対して、本発明の実施の形態に係る検査装置３２０によると、過判定モードの発生の原因である差分後の画像に対する裏面の画像の電子部品の位置ずれや基板間の個体差による誤差の影響は、ある条件の下では、約１０％程度まで抑制され得る。その結果、両面実装基板に対する電子部品のはんだ付け部分の誤認識率が低下する。
【０１４５】
また、両面に電子部品を実装する場合には、リフロー炉を２回通す必要がある。この２回目のリフロー炉により、先に電子部品を実装した面である実装基板のＡ面（あるいは「おもて面」）は、リフロー炉における２回目の処理の際に、熱のためにはんだが再溶融する。そのため、２回目の処理の際に、リフロー炉の内部で電子部品が脱落しないようにするために、一般的には、抵抗、コンデンサ、小型ＩＣ等の小型で軽量の電子部品は、基板のＡ面に先に実装される。当該基板のＢ面に実装される電子部品であるＢＧＡ、コネクタ等の大型の部品は、２回目のリフロー炉にて実装される。ここで上述した工程順に電子部品の配置装置を設置した場合には、逆の工程として、基板の裏面（Ｂ面）に電子部品を先に実装し、次に実装基板の表面（Ａ面）側に電子部品を実装することは、数枚の試作基板のために当該配置装置の設定を再調整する等の無駄な調整時間が必要になる。その結果、効率が低下し、現実的ではなく、このようにして製造された基板は、実際には無駄な基板となっている。
【０１４６】
これに対して、本発明の実施の形態に係る基板の検査装置３２０によると、基板の裏面に電子部品が実装された基板（参照基板）が不要である。その結果、当該サブトラクティブ法において必要とされる、裏面（Ｂ面）側のみに電子部品が実装された基板を試作する工数が不要になる。
【０１４７】
また、検査装置３２０は、オペレータが観察したい部分のみの画像を抽出することができるため、検査時間を短くすることができる。また、検査装置３２０は、一方の面側のみに電子部品が実装された基板についての２値化画像を記憶部３２４に格納する。そのため、基板の検査に必要な記憶容量の増加を抑制できる。
【０１４８】
さらに、基板を透過するＸ線により検出される位置確認マークの位置を基準にして、片面の画像と両面の画像とを重ね合せることにより基板全体の位置の補正を行なう従来の方法に比べて、本発明は、電子部品毎に位置の補正を行なうため、リフロー炉による基板の反りの影響を受けず、当該位置の検出誤差を小さくすることができる。
【０１４９】
以上より、はんだ付け部分の良否の判定が容易になるため、両面実装基板の検査を自動化することができる。これにより、製造工程に検査工程を組み込むこと（インライン化）が可能になる。その結果、光学式の外観検査装置で発見が困難であり、これまで目視、電気検査に頼っていた電子部品の影となる位置にあるはんだ接合部の自動判定が可能になる。また、誤差率の低減、目視確認の作業時間の短縮、目視人員の削減あるいは生産性の向上が可能になる。
【０１５０】
なお、本実施の形態においては、Ｘ線撮像装置が基板の垂直方向の下部に配置されており、Ｘ線照射装置が基板の垂直方向の上部に配置されているが、各々の配置は、逆であってもよい。
【０１５１】
また、検査装置３２０の前に基板を反転させるための機構が設けられており、可視光撮像装置が基板の一方面だけに配置されている場合について説明している。しかしながら、可視光撮像装置を２箇所以上（たとえば、基板の上下）に設置する構成でもよい。
【０１５２】
また、検査装置３２０による検査は、Ｘ線検査が必要な部分のみについて接合状態の良否の判定のみに限られず、各電子部品の実装の状態が検査されてもよい。
【０１５３】
また、Ｘ線透過画像と光学画像とを個別に撮像したが、Ｘ線透過画像と光学画像とを同時に撮像してもよい。
【０１５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】電子部品が実装された基板の製造工程１００を概念的に表わす図である。
【図２】接合工程１１０における一連の処理を表わすフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る検査システム３００によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。
【図４】検査装置３２０が備える記憶部３２４におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図５】電子部品５２０が基板５００に配置されている状態を表わす図である。
【図６】撮像装置３１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図７】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図８】コンピュータシステム７００のＣＰＵ７１０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【図９】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その１）である。
【図１０】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その２）である。
【図１１】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その３）である。
【図１２】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その４）である。
【図１３】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その５）である。
【図１４】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その６）である。
【図１５】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その７）である。
【図１６】検査装置３２０として機能するコンピュータシステム７００によって生成される画像を概念的に表わす図（その８）である。
【図１７】本実施の形態に係る検査装置３２０による検査方法と従来の検査方法との相違を表わす図である。
【図１８】他の局面に従う検査装置が基板を検査する場合に使用される画像を表わす図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１００ 製造工程、３００ 検査システム、５１０ 位置確認マーク、６１１ Ｘ線照射装置、６１２ Ｘ線撮像装置、６１３ 可視光撮像装置、６１４ 可視光源、６１５ ミラー、６１６ シンチレータ、６１８ 基板、６１９ 電子部品、６２０ データ出力インターフェイス、６２２ ＢＧＡ／ＣＳＰ、７００ コンピュータシステム、７６２ ＣＤ−ＲＯＭ、９００ 第１の光学画像、９１０，９１１，９１２，９１３，１２１０，１２１１，１２１２，１２１３ 位置確認マークに対応する光学画像、９２０，９２１，１２２０，１２２１ 電子部品に対応する光学画像、９３０，９３１，１２３０，１２３１ はんだに対応する光学画像、１０１０，１０１１，１３１０，１３１１ 基準線、１０２０，１０２１，１３２０，１３２１ 電子部品の対角線上に位置する２つの角に対応する点、１１００ 第１のＸ線透過画像、１１１０〜１１１３，１４１０〜１４１５，１５１０〜１５１３，１６１０，１６１３ 位置確認マークに対応するＸ線透過画像、１１２０，１１２１，１４２０，１４２１，１５２０，１５２１ 電子部品に対応するＸ線透過画像、１１３０，１１３１，１５３０，１５３１ はんだに対応するＸ線透過画像、１２００ 第２の光学画像、１４００ 第２のＸ線透過画像、１４４１〜１４４９，１６４１〜１６４９ はんだボールに対応するＸ線透過画像、１４５０，１６５０ ＢＧＡ／ＣＳＰに対応するＸ線透過画像、１５００ 第３のＸ線透過画像、１６００ 第４のＸ線透過画像、１８１０〜１８１４，１８２０，１８３０ Ｘ線透過画像。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを格納する記憶部と、
前記データを用いた演算を行なう処理部とを備え、前記処理部は、
基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する手段を含み、前記基板の第１の面には、第１の部品が接合されており、
前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得する手段と、
前記第１の透過画像データと前記第１の光学画像データとを関連付ける関連付け手段と、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得する手段と、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得する手段と、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較する比較手段と、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、前記第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成手段と、
前記第２の透過画像データと前記第３の透過画像データとに基づいて、前記第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成手段と、
前記第４の透過画像データに基づいて、前記基板における接合の状態を判断する判断手段とを含む、基板の検査装置。
【請求項２】
前記比較手段は、前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較することにより、前記基板における前記第１の部品の位置を表わす情報を取得する取得手段を含み、
前記第１の生成手段は、前記情報に基づいて前記第１の透過画像データを補正することにより、前記第３の透過画像データを生成し、
前記第２の生成手段は、前記第２の透過画像データから前記第３の透過画像データを差し引くことにより、前記第４の透過画像データを生成し、
前記判断手段は、予め定められた設計情報に従って前記第２の部品が接合された前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、前記第４の透過画像データとを比較することにより、前記第２の部品の接合の状態を判断する、請求項１に記載の基板の検査装置。
【請求項３】
前記取得手段は、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する手段と、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識する手段と、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出手段と、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記位置を表わす第２の基準画像を認識する手段と、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識する手段と、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出手段と、
前記第１のデータと前記第２のデータとの差を算出する手段とを含む、請求項２に記載の基板の検査装置。
【請求項４】
前記第１の算出手段は、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との距離と、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像とを結ぶ直線と、前記第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出し、
前記第２の算出手段は、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との距離と、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像とを結ぶ直線と、前記基準線とがなす角の角度とを算出する、請求項３に記載の基板の検査装置。
【請求項５】
前記関連付け手段は、
前記第１の透過画像データから、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する第１の認識手段と、
前記第１の光学画像データから、前記位置を表わす第２の基準画像を認識する第２の認識手段と、
前記第１の基準画像と前記第２の基準画像とを一致させる手段と、
前記第１の部品を識別するためのデータと、前記第１の基準画像または前記第２の基準画像とを対応付ける手段とを含む、請求項１に記載の基板の検査装置。
【請求項６】
前記予め定められた位置は、前記基板に予め形成された印の位置を表わす、請求項５に記載の基板の検査装置。
【請求項７】
前記基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されており、
前記第１の認識手段と、前記第２の認識手段とは、それぞれ、前記配線パターンを表わす画像を認識する、請求項５に記載の基板の検査装置。
【請求項８】
コンピュータが備えるプロセッサが実行する基板の検査方法であって、
基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを含み、前記基板の第１の面には、第１の部品が接合されており、
前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の透過画像データと前記第１の光学画像データとを関連付ける関連付けステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較する比較ステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、前記第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成ステップと、
前記第２の透過画像データと前記第３の透過画像データとに基づいて、前記第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成ステップと、
前記第４の透過画像データに基づいて、前記基板における接合の状態を判断する判断ステップとを含む、基板の検査方法。
【請求項９】
前記比較ステップは、前記基板における前記第１の部品の位置を表わす情報を取得するステップを含み、
前記第１の生成ステップは、前記情報に基づいて前記第１の透過画像データを補正することにより、前記第３の透過画像データを生成し、
前記第２の生成ステップは、前記第２の透過画像データから前記第３の透過画像データを差し引くことにより、前記第４の透過画像データを生成し、
前記判断ステップは、予め定められた設計情報に従って前記第２の部品が接合された前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、前記第４の透過画像データとを比較することにより、前記第２の部品の接合の状態を判断する、請求項８に記載の基板の検査方法。
【請求項１０】
前記情報を取得する前記ステップは、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識するステップと、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出ステップと、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識するステップと、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出ステップと、
前記第１のデータと前記第２のデータとの差を算出するステップとを含む、請求項９に記載の基板の検査方法。
【請求項１１】
前記第１の算出ステップは、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との距離と、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像とを結ぶ直線と、前記第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出し、
前記第２の算出ステップは、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との距離と、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像とを結ぶ直線と、前記基準線とがなす角の角度とを算出する、請求項１０に記載の基板の検査方法。
【請求項１２】
前記関連付けステップは、
前記第１の透過画像データから、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、
前記第１の光学画像データから、前記位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、
前記第１の基準画像と前記第２の基準画像とを一致させるステップと、
前記第１の部品を識別するためのデータと、前記第１の基準画像または前記第２の基準画像とを対応付けるステップとを含む、請求項８に記載の基板の検査方法。
【請求項１３】
前記予め定められた位置は、前記基板に予め形成された印の位置を表わす、請求項１２に記載の基板の検査方法。
【請求項１４】
前記基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されており、
前記第１の基準画像を認識する前記ステップと、前記第２の基準画像を認識する前記ステップとは、それぞれ、前記配線パターンを表わす画像を認識する、請求項１２に記載の基板の検査方法。
【請求項１５】
コンピュータを基板の検査装置として機能させるためのプログラムであって、前記プログラムは前記コンピュータに、
基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを実行させ、前記基板の第１の面には、第１の部品が接合されており、
前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の透過画像データと前記第１の光学画像データとを関連付けるステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較するステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、前記第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成するステップと、
前記第２の透過画像データと前記第３の透過画像データとに基づいて、前記第２の面を表わす第４の透過画像データを生成するステップと、
前記第４の透過画像データに基づいて、前記基板における接合の状態を判断するステップとを実行させる、プログラム。
【請求項１】
データを格納する記憶部と、
前記データを用いた演算を行なう処理部とを備え、前記処理部は、
基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得する手段を含み、前記基板の第１の面には、第１の部品が接合されており、
前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得する手段と、
前記第１の透過画像データと前記第１の光学画像データとを関連付ける関連付け手段と、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得する手段と、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得する手段と、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較する比較手段と、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、前記第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成手段と、
前記第２の透過画像データと前記第３の透過画像データとに基づいて、前記第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成手段と、
前記第４の透過画像データに基づいて、前記基板における接合の状態を判断する判断手段とを含む、基板の検査装置。
【請求項２】
前記比較手段は、前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較することにより、前記基板における前記第１の部品の位置を表わす情報を取得する取得手段を含み、
前記第１の生成手段は、前記情報に基づいて前記第１の透過画像データを補正することにより、前記第３の透過画像データを生成し、
前記第２の生成手段は、前記第２の透過画像データから前記第３の透過画像データを差し引くことにより、前記第４の透過画像データを生成し、
前記判断手段は、予め定められた設計情報に従って前記第２の部品が接合された前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、前記第４の透過画像データとを比較することにより、前記第２の部品の接合の状態を判断する、請求項１に記載の基板の検査装置。
【請求項３】
前記取得手段は、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する手段と、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識する手段と、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出手段と、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記位置を表わす第２の基準画像を認識する手段と、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識する手段と、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出手段と、
前記第１のデータと前記第２のデータとの差を算出する手段とを含む、請求項２に記載の基板の検査装置。
【請求項４】
前記第１の算出手段は、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との距離と、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像とを結ぶ直線と、前記第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出し、
前記第２の算出手段は、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との距離と、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像とを結ぶ直線と、前記基準線とがなす角の角度とを算出する、請求項３に記載の基板の検査装置。
【請求項５】
前記関連付け手段は、
前記第１の透過画像データから、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識する第１の認識手段と、
前記第１の光学画像データから、前記位置を表わす第２の基準画像を認識する第２の認識手段と、
前記第１の基準画像と前記第２の基準画像とを一致させる手段と、
前記第１の部品を識別するためのデータと、前記第１の基準画像または前記第２の基準画像とを対応付ける手段とを含む、請求項１に記載の基板の検査装置。
【請求項６】
前記予め定められた位置は、前記基板に予め形成された印の位置を表わす、請求項５に記載の基板の検査装置。
【請求項７】
前記基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されており、
前記第１の認識手段と、前記第２の認識手段とは、それぞれ、前記配線パターンを表わす画像を認識する、請求項５に記載の基板の検査装置。
【請求項８】
コンピュータが備えるプロセッサが実行する基板の検査方法であって、
基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを含み、前記基板の第１の面には、第１の部品が接合されており、
前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の透過画像データと前記第１の光学画像データとを関連付ける関連付けステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較する比較ステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、前記第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成する第１の生成ステップと、
前記第２の透過画像データと前記第３の透過画像データとに基づいて、前記第２の面を表わす第４の透過画像データを生成する第２の生成ステップと、
前記第４の透過画像データに基づいて、前記基板における接合の状態を判断する判断ステップとを含む、基板の検査方法。
【請求項９】
前記比較ステップは、前記基板における前記第１の部品の位置を表わす情報を取得するステップを含み、
前記第１の生成ステップは、前記情報に基づいて前記第１の透過画像データを補正することにより、前記第３の透過画像データを生成し、
前記第２の生成ステップは、前記第２の透過画像データから前記第３の透過画像データを差し引くことにより、前記第４の透過画像データを生成し、
前記判断ステップは、予め定められた設計情報に従って前記第２の部品が接合された前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす教示データと、前記第４の透過画像データとを比較することにより、前記第２の部品の接合の状態を判断する、請求項８に記載の基板の検査方法。
【請求項１０】
前記情報を取得する前記ステップは、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、
前記第１の光学画像データに基づいて、前記第１の部品において予め規定された場所に対応する第１の部分画像を認識するステップと、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との位置関係を表わす第１のデータを算出する第１の算出ステップと、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、
前記第２の光学画像データに基づいて、前記予め規定された場所に対応する第２の部分画像を認識するステップと、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との位置関係を表わす第２のデータを算出する第２の算出ステップと、
前記第１のデータと前記第２のデータとの差を算出するステップとを含む、請求項９に記載の基板の検査方法。
【請求項１１】
前記第１の算出ステップは、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像との距離と、
前記第１の基準画像と前記第１の部分画像とを結ぶ直線と、前記第１の部品に対して予め規定された基準線とがなす角の角度とを算出し、
前記第２の算出ステップは、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像との距離と、
前記第２の基準画像と前記第２の部分画像とを結ぶ直線と、前記基準線とがなす角の角度とを算出する、請求項１０に記載の基板の検査方法。
【請求項１２】
前記関連付けステップは、
前記第１の透過画像データから、前記基板において予め定められた位置を表わす第１の基準画像を認識するステップと、
前記第１の光学画像データから、前記位置を表わす第２の基準画像を認識するステップと、
前記第１の基準画像と前記第２の基準画像とを一致させるステップと、
前記第１の部品を識別するためのデータと、前記第１の基準画像または前記第２の基準画像とを対応付けるステップとを含む、請求項８に記載の基板の検査方法。
【請求項１３】
前記予め定められた位置は、前記基板に予め形成された印の位置を表わす、請求項１２に記載の基板の検査方法。
【請求項１４】
前記基板には、予め規定された設計データに基づく配線パターンが形成されており、
前記第１の基準画像を認識する前記ステップと、前記第２の基準画像を認識する前記ステップとは、それぞれ、前記配線パターンを表わす画像を認識する、請求項１２に記載の基板の検査方法。
【請求項１５】
コンピュータを基板の検査装置として機能させるためのプログラムであって、前記プログラムは前記コンピュータに、
基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第１の透過画像データを取得するステップを実行させ、前記基板の第１の面には、第１の部品が接合されており、
前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第１の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の透過画像データと前記第１の光学画像データとを関連付けるステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記基板を透過したＸ線に基づく画像を表わす第２の透過画像データを取得するステップと、
前記第１の面の反対側の第２の面に第２の部品が接合された後に、前記第１の面に照射された可視光線に基づく画像を表わす第２の光学画像データを取得するステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとを比較するステップと、
前記第１の光学画像データと前記第２の光学画像データとの比較の結果に基づいて、前記第１の透過画像データから第３の透過画像データを生成するステップと、
前記第２の透過画像データと前記第３の透過画像データとに基づいて、前記第２の面を表わす第４の透過画像データを生成するステップと、
前記第４の透過画像データに基づいて、前記基板における接合の状態を判断するステップとを実行させる、プログラム。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
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【図４】
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【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−５３４５７（Ｐ２００８−５３４５７Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２８１３０（Ｐ２００６−２２８１３０）
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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