画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置
【課題】ボイドの誤検出を抑制することができる画像を提供すること。
【解決手段】画像処理プログラムは、コンピュータ（画像処理装置）１を、画像作成手段２、除去手段３として機能させる。画像作成手段２は、例えば半田バンプ等の検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像４の、検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける（Ｘ線）透過濃度を有する画像を作成する。除去手段３は、画像作成手段２により作成された画像を用いて、Ｘ線透過画像４の複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する。
【解決手段】画像処理プログラムは、コンピュータ（画像処理装置）１を、画像作成手段２、除去手段３として機能させる。画像作成手段２は、例えば半田バンプ等の検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像４の、検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける（Ｘ線）透過濃度を有する画像を作成する。除去手段３は、画像作成手段２により作成された画像を用いて、Ｘ線透過画像４の複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が半田付け実装されたプリント基板実装品等において、半田接合部に対する品質確認方法の１つとして、半田接合部にＸ線を透過し、その透過画像によって半田に存在するボイド（空孔）の有無を判断するＸ線透過検査方法が知られている。一定以上の面積のボイドが存在する場合には、そのプリント基板を不良品として取り扱う等の処理が可能である。
【０００３】
この検査方法は、例えば、外観上、半田付け部分の検査が困難であるＢＧＡ（Ball Grid Array）等の半田接合部の検査方法に用いられる。
また、ボイドが存在するか否かを検出する方法としては、例えば、Ｘ線透過画像の濃淡をグレースケールの濃度値とし、２値化処理等の閾値処理を施してボイドを検出する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２９３２号公報
【特許文献２】国際公開第９９／５２０７２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子機器の高密度化に伴う半田接合部の微細化や、重金属である鉛を使わない鉛フリー半田化等によって、プリント基板実装品における半田接合部とバックグラウンドとのＸ線透過濃度差が減少し、濃淡画像のコントラストが低下するためにボイドの検出率も低下する傾向がある。
【０００６】
プリント基板実装品の微細な半田接合部では、半田の厚みが薄くなることからＸ線透過画像での濃度も薄くなり、相対的にプリント基板や電子部品の電極等、金属部分との厚みの差が小さくなる。このため、金属部分の内部構造の、Ｘ線透過画像に及ぼす濃度変化部分が、Ｘ線透過画像に写った半田接合部のボイド部分と重なった場合に、前述した閾値処理を行うと、ボイドが検出できない場合が発生するという問題があった。
【０００７】
特に、微細ピッチのＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Scale Package）等のＢＧＡタイプの電子部品では、ＮＳＭＤ（Non-Solder Mask Defined）と呼ばれるプリント基板電極構造を採ったり、部品の内部構造として、応力緩衝のための銅（Cu）ポスト付き構造であったりした場合に、半田バンプ接合部内に電極部に起因するＸ線透過濃度が重なって投影されてしまう。
【０００８】
このことで、半田バンプ接合部内に電極部の濃度が重畳された部分的な濃度変化を生じ、電極部外周に位置する濃度変化の境界、例えば、ＷＬＣＳＰの銅ポスト、または、ＮＳＭＤランドの輪郭部付近にボイドが存在した場合、閾値処理では適切なボイドの検出が難しいという問題があった。
【０００９】
なお、ＷＬＣＳＰについて説明したが、半田接合部を有する他の半導体チップのボイド検出時にも同様の問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ボイドの誤検出を抑制することができる画像を提供することができる画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、開示の画像処理プログラムが提供される。この画像処理プログラムは、コンピュータを、画像作成手段、除去手段として機能させる。
画像作成手段は、検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する。
【００１１】
除去手段は、画像作成手段により作成された画像を用いて、Ｘ線透過画像の複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する。
【発明の効果】
【００１２】
開示の画像処理によれば、ボイドの誤検出を抑制することができる画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の画像処理装置の概要を示す図である。
【図２】第２の実施の形態のシステムを示す図である。
【図３】検査対象物の半田付け端子部構造を模式的に示す図である。
【図４】Ｘ線透過画像データ記録部に記録されたＸ線透過画像の一部の一例を示す図である。
【図５】画像処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図６】画像処理装置の機能を示すブロック図である。
【図７】濃度補正画像情報生成処理を示すフローチャートである。
【図８】濃度補正画像の位置合わせからボイド検出までの処理を説明するフローチャートである。
【図９】具体例の濃度補正画像を作成する処理を示す図である。
【図１０】具体例の濃度補正を示す図である。
【図１１】濃度分布の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、実施の形態の画像処理装置について説明し、その後、実施の形態をより具体的に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態の画像処理装置の概要を示す図である。
実施の形態の画像処理プログラムは、コンピュータ（画像処理装置）１を、画像作成手段２、除去手段３として機能させる。
【００１６】
画像作成手段２は、例えば半田バンプ等の検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像４の、検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける（Ｘ線）透過濃度を有する画像を作成する。
【００１７】
検査対象物を含む複数の部材としては、例えば、プリント基板等が挙げられる。また、構造情報としては、例えば、部材の厚さや、材質等が挙げられる。
また、透過濃度は、例えば、演算により求めることができる。透過濃度の算出方法としては、例えば、予め用意した、材質毎の単位厚さ辺りのＸ線透過画像の濃度データを用いて、該当する部材の厚さの透過濃度を算出する方法等が挙げられる。
【００１８】
例えば、Ｘ線透過画像４に第１の部材と第２の部材と第３の部材が重なった状態で撮像されている場合において、第１の部材が検査対象物である場合、第２の部材の構造と第３の部材の構造情報に基づいて、Ｘ線透過画像４の重なった部分の第２の部材の透過濃度と、第３の部材の透過濃度とを算出する。
【００１９】
そして、算出した第２の部材の透過濃度を有する第２の部材の形状（Ｘ線透過画像４に写っている形状）の画像と、算出した第３の部材の透過濃度を有する第３の部材の形状の画像とを作成する。
【００２０】
なお、濃度が予め用意された閾値以下である部材については、画像の作成を省略するようにしてもよい。これにより、処理の簡略化を図ることができる。
除去手段３は、画像作成手段２により作成された画像を用いて、Ｘ線透過画像４の複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する。
【００２１】
前述した例では、Ｘ線透過画像４の重なった部分の透過濃度から、第２の部材の濃度と、第３の部材の透過濃度を減算する。この際、必要に応じて、第２の部材の形状の画像と、第３の部材の形状の画像のネガポジ反転を行う。
【００２２】
なお、画像作成手段２の処理は、除去手段３の要求に応じて行ってもよいし、Ｘ線透過画像４が撮像された時点で処理を行うようにしてもよい。
このようなコンピュータ１によれば、複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響が除去されるため、検査対象物の透過濃度が相対的に明瞭に現れる。従って、例えば、部品にボイドが存在する場合は、そのボイドをより確実に検出することができる。
【００２３】
以下、実施の形態をより具体的に説明する。
＜第２の実施の形態＞
図２は、第２の実施の形態のシステムを示す図である。
【００２４】
第２の実施の形態のシステムは、Ｘ線検査装置１０と、画像処理装置１００とを有している。
Ｘ線検査装置１０は、Ｘ線源１１と、検査対象物２０を配置するステージ１２と、Ｘ線透過画像を撮像する撮像機１３とを有している。
【００２５】
Ｘ線源１１は、図２中、下側に向かって放射状にＸ線を照射し得るようにステージ１２上に設けられている。
ステージ１２は、上面側に水平の保持面を有している。このステージ１２は、水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）に（Ｘ−Ｙ−Ｚ（−θ）の各方向に）独立して移動可能かつ位置決め可能に設けられている。これにより、各位置決めの制御が可能である。
【００２６】
本実施の形態では、検査対象物２０として、ＷＬＣＳＰ（銅ポスト電極タイプ）の半田付け端子部構造を用いている。この検査対象物２０がステージ１２上に載置されている。
このステージ１２を移動軸に沿って移動させることにより、ステージ１２上に配置された検査対象物２０の半田付け端子部の撮像単位全体にＸ線源１１からのＸ線が照射されるよう調整することができる。
【００２７】
この撮像単位は特に限定されないが、例えば、検査対象物２０が矩形状をなしている場合、検査対象物２０を矩形状に９分割した１つを撮像単位とすることができる。
本実施の形態の検査対象物２０には、１つ当たりの撮像単位に２０（４×５）個の半田バンプが設けられている。
【００２８】
図３は、検査対象物の半田付け端子部構造を模式的に示す図である。なお、図３では、検査対象物２０の一部の図示を省略している。
検査対象物２０は、第１の基板２１と第２の基板（パッケージボディ）２２とを有している。
【００２９】
第１の基板２１は、ベースとなる板状のプリント基板２１ａを有している。
そして、プリント基板上２１ａには、層状の電極を有する基板ランドパターン２１ｂとソルダーレジスト２１ｃとが設けられている。
【００３０】
一方、第２の基板２２は、シリコン基板２２ａと、シリコン基板２２ａの下部に設けられた銅ポスト電極２２ｂと、シリコン基板２２ａの下部に設けられ、銅ポスト電極２２ｂを樹脂でコートする樹脂コート部２２ｃとを有している。
【００３１】
そして、第１の基板２１の基板ランドパターン２１ｂと第２の基板２２の銅ポスト電極２２ｂとが半田バンプ２３によって電気的に接続されている。
ここで、半田バンプ２３には、ボイド２３ａが存在している例を示している。
【００３２】
再び図２に戻って説明する。
撮像機１３は、例えば、極微弱な明かり（発光や、物体からの反射光）を暗視（監視）するものである。そして検知した極微弱な明かりを増倍等してコントラストのついた画像を提供する。
【００３３】
Ｘ線源１１と撮像機１３の駆動機構を有することにより、拡大、縮小の投影倍率を設定することができる。
撮像機１３の撮像性能としては、特に限定されないが、例えば、Ｘ線源１１の焦点寸法が１μｍ以下のマイクロフォーカスタイプである場合、検知器の濃度分解能が８ビット(２５６階調)以上であるのが好ましい。より好ましくは、１２〜１６ビット(４０９６〜６５５３６階調)のグレースケールに対応するため、デジタルフラットパネルを有してもよい。これにより、検出に用いる濃度（輝度）レベルの相対値を有する画像が得られる。
【００３４】
この撮像機１３としては、例えば、イメージインテンシファイア（image intensi fier）等が挙げられる。
なお、Ｘ線検査装置１０のＸ線撮像機能としては、Ｘ線源１１、撮像機１３の入出力校正がなされ、かつ、デジタル画像処理におけるコントラスト／ブライトネス等の輝度補正の状態が一定に保たれる、もしくは、校正／補正状態を管理して材質毎の濃度相関が維持されることが望ましい。
【００３５】
前述した撮像単位毎に撮像機１３で撮像された画像（Ｘ線透過画像）は、例えば１０２４×１０２４画素の解像度で、８〜１２ビット階調のグレースケール情報として、画像処理装置１００の後述するモニタに表示される。
【００３６】
また、撮像した画像は、画像処理装置１００の後述するＸ線透過画像データ記録部に記録することもできる。
図４は、Ｘ線透過画像データ記録部に記録されたＸ線透過画像の一部の一例を示す図である。
【００３７】
説明を簡単にするため、８ビット（２５６階調）のグレースケール(黒を「０」〜白を「２５５」)で濃度値を表現する場合を例に説明する。
図４に示すＸ線透過画像３０は、ＷＬＣＳＰの半田付け端子部構造の一部を図示している。
【００３８】
Ｘ線透過画像３０は、例えば、任意のＸ線撮像条件において最もＸ線透過率が低い半田バンプ２３の撮像部位３１が、およそ濃度値４０前後となるようにレンジが調整されている。また、プリント基板２１ａの配線パターンが存在しない撮像部位３２等、半田バンプ２３に比べ、Ｘ線が透過する部分は、濃度値が２３０以上になるようにレンジが調整されている。
【００３９】
また、半田バンプ２３にボイド２３ａが存在する場合には、Ｘ線透過画像３０には、ボイドに対応する撮像部位３３が存在する。なお、図４では、撮像部位３３を識別しやすくするために、濃度を誇張して示している。
【００４０】
次に、本実施の形態のシステムの動作を簡単に説明する。
まず、ステージ１２を作動させ、検査対象物２０を所定の視野に位置決めする。その後、画像処理装置１００が、Ｘ線透過画像を記録し任意の画像検査処理・判定を行う前に、Ｘ線透過画像のノイズ成分を減らす平均化処理等の画像補正演算を施し、Ｘ線透過画像の基本的な品質を高めた補正画像を取得する。そして取得した画像を用いてボイドの検査・判定を実施する。
【００４１】
画像処理装置１００は、この画像補正演算を施す際に、検査対象物２０の構造情報（後述）に基づいて、検査、判定の妨げとなる部分的な濃度補正のための画像を、撮像画像とは別個に用意する。そして、画像補正演算の際に用意した画像を用いて、妨げとなる部位の影響を除去する。
【００４２】
次に、画像処理装置１００について説明する。
図５は、画像処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
画像処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、外部補助記憶装置１０６および通信インタフェース１０７が接続されている。
【００４３】
ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ１０３には、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。また、ＨＤＤ１０３内には、プログラムファイルが格納される。
【００４４】
グラフィック処理装置１０４には、モニタ１０４ａが接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、撮像機１３によって撮像される画像等をモニタ１０４ａの画面に表示させる。入力インタフェース１０５には、キーボード１０５ａとマウス１０５ｂとが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード１０５ａやマウス１０５ｂから送られてくる信号を、バス１０８を介してＣＰＵ１０１に送信する。
【００４５】
外部補助記憶装置１０６は、記録媒体に書き込まれた情報を読み取ったり、記録媒体に情報を書き込んだりする。外部補助記憶装置１０６で読み書きが可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記録装置としては、例えば、ＨＤＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクとしては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等が挙げられる。光磁気記録媒体としては、例えば、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。
【００４６】
通信インタフェース１０７は、撮像機１３に接続されている。通信インタフェース１０７は、撮像機１３により撮像された検査対象物２０のＸ線透過画像に位置合わせ用の属性情報が付加されたＸ線透過画像データを取得する。
【００４７】
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。このようなハードウェア構成の画像処理装置１００には、以下のような機能が設けられる。
【００４８】
次に、画像処理装置１００が備える機能を説明する。
図６は、画像処理装置の機能を示すブロック図である。
画像処理装置１００は、Ｘ線透過画像データ記録部１１１と、対象物構造情報格納部１１２と、Ｘ線透過率データ格納部１１３と、濃度補正画像情報作成部（画像作成手段）１１４と、画像補正演算部（除去手段）１１５と、画像検査処理判定部１１６とを有している。
【００４９】
Ｘ線透過画像データ記録部１１１は、通信インタフェース１０７が取得したＸ線透過画像データを記録する。
前述したように、Ｘ線透過画像データには、位置合わせ用の属性情報が付加されている。この属性情報は、Ｘ線撮影条件および対象物の構造情報から取得することができる。
【００５０】
属性情報としては、例えば、（１）画像のステージ上の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚ（−θ）、（２）画像の投影倍率、１画素当たりの寸法による解像度情報、（３）Ｘ線管電圧、管電流値、コントラスト、ブライトネス補正値情報等の撮像条件、（４）検査対象物２０の画像中の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚ、（５）Ｘ線検査対象とする検査対象物２０中の検査ポイント(バンプ位置等)の座標情報、（６）画像輝度補正に関する設定値等が挙げられる。
【００５１】
画像のステージ１２上の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚ（−θ）は、Ｘ線検査装置１０のＸ−Ｙ−Ｚ（−θ）ステージ１２の制御情報から取得することができる。
画像の投影倍率、１画素当たりの寸法による解像度情報は、Ｘ線検査装置１０の撮影条件から取得することができる。
【００５２】
例えば、ステージ１２の高さ位置に対する位置関係、すなわち、Ｚ軸方向のステージ１２とＸ線源１１との距離から投影倍率が決定される。撮像機１３で撮像された画像と、投影倍率との関係から１画素当たりの寸法が求められる。
【００５３】
検査対象物２０の画像中の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚは、プリント基板２１ａに搭載されている部品の位置や方向や、各部品の種類等、実装データを元にした座標情報等が挙げられる。この座標情報として、例えば、３次元ＣＡＤ等の設計データを利用することもできる。
【００５４】
なお、Ｘ線管電圧／電流値、コントラスト／ブライトネス等の撮像条件と画像輝度補正に関する設定値が、グレースケール階調とＸ線透過特性との相関情報を示す情報として属性情報に含まれている。
【００５５】
対象物構造情報格納部１１２には、検査対象物２０の構造情報が格納されている。この構造情報としては、例えば、検査対象物２０の各部位別の材質や、各部位の位置寸法、厚さ等が挙げられる。
【００５６】
Ｘ線透過率データ格納部１１３には、検査対象物２０として用いられる材質別のＸ線透過率データが予め用意されて格納されている。
このＸ線透過率データは、以下（１）〜（３）に示すデータを含んでいるのが好ましい。
【００５７】
（１）Ｘ線管電圧、電流値に依存する、Ｘ線透過率変化特性（Ｘ線波長と強度に依る透過率検量線データ）。
（２）金属等の単一元素の場合、吸収係数による濃度計算値（実測値による校正を考慮する）。
【００５８】
（３）複合材料の場合は、試験片等による単位厚さ当たりのＸ線透過率変化特性の実測検量線データ。
濃度補正画像情報作成部１１４は、例えば、画像補正演算部１１５の情報作成要求に応じて、検査、判定の妨げとなる部位の濃度を補正するための濃度補正画像情報を作成する。
【００５９】
濃度補正画像情報は、部材が複数重なり合った部位（部材重複部位）における、検査、判定の妨げとなる部材（除去対象部材）の濃度についての情報である。
例えば、第２の基板２２においては、シリコン基板２２ａ、銅ポスト電極２２ｂ、樹脂コート部２２ｃが、除去対象部材となる。
【００６０】
この濃度補正画像情報は、対象物構造情報格納部１１２に格納されている検査対象物２０の構造情報と、Ｘ線透過率データ格納部１１３に格納されている材質別のＸ線透過率データとに基づいて作成する。
【００６１】
具体的には、対象物構造情報格納部１１２に格納されている検査対象物２０の構造情報に含まれる各部位の厚みを、構造情報に含まれる各部位の材質の情報のＸ線透過率データと照合し、各除去対象部位の材質と厚さにおけるＸ線透過率を求める。そして求めたＸ線透過率を、透過濃度を示す濃度値に換算する。
【００６２】
例えば、銅ポスト電極２２ｂを濃度値２００相当に換算する。基板ランドパターン２１ｂやシリコン基板２２ａ、樹脂コート部２２ｃの濃度値も同様に求めることができる。但し、半田バンプ２３の濃度レベルに重なった場合の影響の度合いが少ないと判断できる部位（例えば、シリコン基板２２ａや、樹脂コート部２２ｃ等）については、濃度値の換算を省略することもできる。
【００６３】
なお、影響の度合いが少ないと判断する濃度値の基準は、予め閾値等で設定しておくことができる。
また、濃度補正画像の特定部位以外のバックグラウンドは、例えば、濃度値無し（最大輝度の２５５）とすることができる。
【００６４】
なお、濃度補正画像情報作成部１１４は、検査対象物２０の構造情報を読み出し、Ｘ線撮像の管電圧／電流、コントラスト／ブライトネス補正状態に基づき換算される濃度値にて、補正対象となるＸ線透過画像と同等もしくはより高い解像度の濃度補正画像を生成するようにしてもよい。
【００６５】
濃度補正画像情報作成部１１４は、濃度補正画像に各除去対象部材の寸法を示す寸法情報を付加し、濃度補正画像情報を作成する。
画像補正演算部１１５は、Ｘ線透過画像データ記録部１１１に記録されているＸ線透過画像に対して濃度補正画像情報作成部１１４によって作成された濃度補正画像を用いて画素単位で演算処理を行う。
【００６６】
この演算処理に当たっては、濃度差分がＸ線透過画像データ記録部１１１に記録されたＸ線透過画像と整合するように、濃度補正画像の位置合わせを行う。
位置合わせは、例えば、ステージ１２の位置決めに利用する検査対象物２０の座標情報と、Ｘ線撮影条件の倍率や視野情報に対して、濃度補正画像情報の属性である寸法情報を照合することにより行う。
【００６７】
この位置合わせの処理に当たっては、まず、検査対象物２０のステージ１２上の位置を把握する。
検査対象物２０のステージ１２上の位置は、例えば、Ｘ線検査装置１０に検査対象物２０を設置するときに、初期位置合わせ操作により把握する。
【００６８】
さらに、Ｘ線検査装置１０のステージ１２の座標系上に、検査対象物２０のローカル座標系を重ね合わせて検査座標を決定する。
このように、Ｘ線検査装置１０のステージ１２上に配置される検査対象物２０の位置が決定されれば、ステージ１２の座標情報と検査対象物２０の座標情報とを参照して、濃度補正画像の所望の座標への位置合わせ制御が可能となる。
【００６９】
さらに、検査対象物２０中の検査ポイントとして、半田バンプ２３の位置等、複数の特定座標を設定することで、濃度補正画像の所望の位置への位置合わせ制御が可能となる。画像補正演算部１１５は、これらの情報に従ってＸ線透過画像の検査対象となる部位（半田バンプ２３等）が映し出された部位に濃度補正画像の除去対象部材が映し出された部位を重ね合わせる。
【００７０】
ここで、Ｘ線撮像系のもつ投影座標系を視点として画像撮影する場合、三次元空間座標を属性情報として扱うことが好ましい。これは、通常、Ｘ線透過画像は倍率が高い程、透視図法（パースペクティブ）的な画像となる。従って、三次元空間座標情報をもって透視投影演算を行うことで、検査対象物２０の撮影画像中の位置と座標データのフィッティング精度を高めることができる。
【００７１】
次に、位置合わせが完了すると、Ｘ線透過画像の除去対象部材が映し出された部位の大きさと、濃度補正画像の除去対象部材が映し出された部位の大きさが一致するように濃度補正画像を拡大、縮小して微調整する。
【００７２】
前述したように、Ｘ線透過画像の各画素の濃度レベルはグレースケールの階調値（濃度値）として記録されている。従って、例えば、黒から白へ濃度値の数値が増加する場合、画像補正演算部１１５は、除去対象部材が濃度値をもち、他の部分は濃度値が「０」となるように、濃度補正画像をネガポジ反転する。
【００７３】
そして、演算処理により、Ｘ線透過画像から除去対象部材の影響を除去する。具体的には、濃度補正画像の除去対象部材が、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度を増加させている場合は、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度値から、濃度補正画像の濃度値を減算する。
【００７４】
また、濃度補正画像の除去対象部材が、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度値を減少させている場合は、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度値から、濃度補正画像の濃度値を加算する。
【００７５】
画像検査処理判定部１１６は、補正処理後の画像濃度変化の平滑化度合いを計ることにより、ボイドの検出、判定を行う。例えば、ＢＧＡボイドを判定する検査モードでＷＬＣＳＰのボイド検出を行う画像を撮像した場合は、濃度が濃い（第１の所定値以下の濃度値を有する）ＢＧＡバンプ中で局部的に濃度が薄い部分（第２の所定値以上の濃度値を有する）を検出する。
【００７６】
なお、平滑化度合いは、微分処理によるＢＧＡバンプ中の濃度エッジ、段付きの解消有無の検知で判定することができる。
そして、検出した部分が、ＢＧＡバンプの外形の大きさ以内であり、かつ、所定の画素数の範囲にある低濃度部分をボイドとして検出する。
【００７７】
そして、補正処理前のＸ線透過画像では認識できていなかったボイド輪郭の正常検出ができた段階で適正化終了と判断することができる。
次に、濃度補正画像情報作成部１１４が、濃度補正画像情報を生成する処理（濃度補正画像情報生成処理）について説明する。
【００７８】
図７は、濃度補正画像情報生成処理を示すフローチャートである。
まず、濃度補正画像情報作成部１１４は、対象物構造情報格納部１１２から各部位それぞれの材質、位置寸法、厚さ等の構造情報を読み出す（ステップＳ１）。
【００７９】
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、Ｘ線透過率データ格納部１１３から各部位それぞれのＸ線透過率を読み出す。そして読み出したＸ線透過率と、ステップＳ１にて読み出した位置寸法、厚さから、前述した方法を用いて濃度値を換算する（ステップＳ２）。
【００８０】
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、換算した濃度値が、検査対象物２０の濃度変化に影響する度合いを判定する（ステップＳ３）。
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、検査対象物の濃度変化に影響する度合いが大きいと予め定めた閾値以上の部位を抽出する（ステップＳ４）。
【００８１】
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、抽出した部位の濃度補正画像をＸ線撮像条件に合わせて生成する（ステップＳ５）。そして、濃度補正画像に各除去対象部位の寸法を示す寸法情報を付加し、濃度補正画像情報を作成する。その後、処理を終了する。
【００８２】
以上で、濃度補正情報生成処理の説明を終了する。
次に、濃度補正画像の位置合わせからボイド検出までの処理を説明する。
図８は、濃度補正画像の位置合わせからボイド検出までの処理を説明するフローチャートである。
【００８３】
まず、前処理として、Ｘ線検査装置１０のＸ線源１１からＸ線を照射した状態で、検査対象物２０の検査ポイントへの位置合わせを行う（ステップＳ１１）。
位置合わせを行った後に、撮像機１３にて撮像されたＸ線透過画像は、属性情報とともにＸ線透過画像データとして、Ｘ線透過画像データ記録部１１１に記録される。
【００８４】
次に、画像補正演算部１１５が、Ｘ線透過画像データ記録部１１１に記録されたＸ線透過画像データのＸ線透過画像から検査対象物２０の検査対象部位の位置を認識する（ステップＳ１２）。
【００８５】
次に、画像補正演算部１１５が、濃度補正画像情報作成部１１４に濃度補正画像を含む濃度補正画像情報の作成を要求する。そして、作成された濃度補正画像を、検査対象部位に重ね合わせる（ステップＳ１３）。その後、位置の微調整を行う。
【００８６】
次に、画像補正演算部１１５が、濃度補正の演算処理を行う（ステップＳ１４）。具体的には、重ね合わせた部分の濃度値増加分を差し引いたり、重ねあわせた部分の濃度値減少分を加えたりする。
【００８７】
次に、濃度補正処理後の画像の外縁輪郭部にエッジノイズが存在するか否かを判断する（ステップＳ１５）。
画像エッジノイズが存在する場合（ステップＳ１５のＹｅｓ）、Ｘ線透過画像の部材重複部位に対する濃度補正画像の除去対象部材の重ね合わせ位置、倍率を補正する（ステップＳ１６）。その後、ステップＳ１３に遷移し、ステップＳ１３以降の処理を繰り返し行う。
【００８８】
一方、画像エッジノイズが存在しない場合（ステップＳ１５のＮｏ）、画像検査処理判定部１１６が、ボイド検出処理を行う（ステップＳ１７）。その後、処理を終了する。
濃度補正画像の位置合わせと重ね合わせにおいては、特に高倍率の場合に微妙なズレが濃度補正処理上無視できない場合があるが、このように、重ね合わせ後の画像の外縁輪郭部にエッジノイズが生じているかどうか等をチェックし、適切な重ね合わせが施されるように位置および倍率の微調整を行うことで、検出精度を高めることができる。
【００８９】
以上で処理の説明を終了する。
以下、検査対象物２０を用いて処理の具体例を説明する。
＜具体例＞
図９は、具体例の濃度補正画像を作成する処理を示す図である。
【００９０】
濃度補正画像情報作成部１１４は、画像補正演算部１１５からの要求に応じて、シリコン基板２２ａ、銅ポスト電極２２ｂおよび樹脂コート部２２ｃの濃度値を求める。そして、求めた濃度値が半田バンプ２３の濃度変化に影響する度合いを判定する。
【００９１】
この結果、シリコン基板２２ａおよび樹脂コート部２２ｃの濃度は、バックグラウンドとの濃度差が一定以下として抽出しない。図９（ａ）に示すように、銅ポスト電極２２ｂの濃度補正画像２２ｄのみを抽出する。
【００９２】
なお、構造情報から濃度補正画像２２ｄは、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度を増加させている画像であると判断する。
なお、濃度補正画像２２ｄは、第２の基板２２単体のＸ線透過画像から抽出してもよいし、設計ＣＡＤデータから生成してもよい。
【００９３】
また、濃度補正画像情報作成部１１４は、プリント基板２１ａ、基板ランドパターン２１ｂおよびソルダーレジスト２１ｃの濃度値を求める。そして、求めた濃度値が半田バンプ２３の濃度変化に影響する度合いを判定する。
【００９４】
この結果、プリント基板２１ａおよびソルダーレジスト２１ｃの濃度は、バックグラウンドとの濃度差が一定以下として抽出しない。図９（ｂ）に示すように、基板ランドパターン２１ｂの濃度補正画像２１ｄのみを抽出する。
【００９５】
なお、構造情報から濃度補正画像２１ｄは、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度を減少させている画像であると判断してもよい。
なお、濃度補正画像２１ｄは、第１の基板２１単体のＸ線透過画像から抽出してもよいし、設計ＣＡＤデータから生成してもよい。
【００９６】
図１０は、具体例の濃度補正を示す図である。
銅ポスト電極２２ｂの影響により、Ｘ線透過画像１１１ａのボイドには、銅ポスト電極２２ｂと重なっている部分と重なっていない部分の大きく分けて２段階の濃度変化が生じている。
【００９７】
ボイド部分に濃度変化が生じると、閾値処理によって、ボイドの輪郭を検出、判定する際にボイドを検出できない可能性が高まる。
そこで、具体例では、画像補正演算部１１５が、濃度補正画像情報作成部１１４が抽出した濃度補正画像２２ｄをネガポジ反転する。そして、画像補正演算部１１５が、Ｘ線透過画像１１１ａに対し、反転した画像２２ｅを画素単位で濃度値を加算処理することで、結果的に濃度を減算処理する。この際、前述したように、両画像の位置情報を用いて、重ね合わせを行う。
【００９８】
この減算処理の結果、濃度補正処理後の画像２４ａが得られる。この画像２４ａは、銅ポスト電極２２ｂの外周部に位置する濃度変化の境界が平滑化されている。従って、画像検査処理判定部１１６が、得られた画像２４ａを用いてボイドの検出を行うことにより、ボイドの検出漏れを抑制することができる。
【００９９】
なお、図１０に示す例では、説明を省略したが、さらに、濃度補正画像２１ｄをネガポジ反転し、減算処理前のＸ線透過画像１１１ａまたは画像２４ａに対し、反転した画像を画素単位で加算処理するようにしてもよい。
【０１００】
以下、Ｘ線透過画像１１１ａのＡ−Ａ線での濃度分布（ボイドを通る一次元的な任意断面での濃度分布）と、濃度補正処理後の画像２４ａのＢ−Ｂ線での濃度分布を比較する例を示す。
【０１０１】
図１１は、濃度分布の比較を示す図である。
図１１（ａ）は、Ｘ線透過画像１１１ａのボイドを通る一次元的な任意断面での濃度分布を示すグラフである。
【０１０２】
図１１（ｂ）は、画像２４ａのボイドを通る一次元的な任意断面での濃度分布を示すグラフである。
なお、各グラフの横軸は、画像の画素の位置を示し、縦軸は、濃度値（０〜２５５）を示している。濃度値が小さくなる程、濃度が濃くなる。
【０１０３】
図１１（ａ）、（ｂ）それぞれに示すように、Ｘ線透過画像１１１ａおよび画像２４ａそれぞれの背景部分は、濃度値が大きくなっており、半田バンプ２３の部分において、濃度値が小さくなっている。
【０１０４】
図１１（ａ）の斜線部の領域４１は、銅ポスト電極２２ｂの濃度増加分を示している。すなわち、銅ポスト電極２２ｂの影響により、濃度値が４０前後まで減少している。このため、Ｘ線透過画像１１１ａの任意断面の濃度分布では、ボイド２３ａの部分において濃度が低下（グラフ上では縦軸数値が上昇）する閉領域が見いだせず、閾値処理等では、ボイドを検出できない可能性がある。
【０１０５】
対して、図１１（ｂ）に示すように、補正処理後の画像２４ａは、特定部位として銅ポスト電極２２ｂによる濃度増加分である濃度値約２０程度が減算されている。これにより、埋もれていたボイド部分の閉領域４２が発生する。この閉領域４２の濃度値は、閾値４３よりも大きい。従って、閾値処理によって、ボイドの検出が可能となる。
【０１０６】
なお、この補正処理は、Ｘ線検査画像に二次元的に処理されるため、ボイド部分の閉領域の濃度差が得られれば、閾値処理以外にも微分処理等の濃度変化境界エッジ検出等の画像処理手法を用いてボイドを検出することができる。
【０１０７】
以上述べたように、画像処理装置１００によれば、Ｘ線透過画像１１１ａの半田バンプ２３内の銅ポスト電極２２ｂ等、ボイドの検出に影響を与える部位が重畳する領域において、銅ポスト電極２２ｂの濃度補正画像２２ｄを構造情報に基づき生成した。そして、生成した濃度補正画像を用いて演算処理を行い、Ｘ線透過画像１１１ａのボイドの検出に影響を与える濃度変化を相殺した。
【０１０８】
これにより、Ｘ線透過画像１１１ａの濃度が低いボイド部分において、ボイド部分の濃度がさらに低くなった画像２４ａが得られる。これは、ボイドの輪郭が強調される補正が行われることを示している。
【０１０９】
これにより、半田バンプ２３の、銅ポスト電極２２ｂの輪郭部分にボイドが存在する場合等であっても、半田バンプ２３に存在するボイドの誤検出を抑制することができ、画像検査処理判定部１１６のボイド検査の検出率が向上する。従って、例えば、目視検査等、別個の処理を省略することができる。
【０１１０】
また、位置合わせを行ってから演算処理を行うようにしたので、ボイドの検出に影響を与える濃度変化をより確実に除去することができる。
なお、本実施の形態では、演算処理の対象として銅ポスト電極２２ｂを抽出し、その影響を除去する場合を説明したが、これに限らず、プリント基板２１ａのランドや、配線パターンによる陰影等を抽出し、それらの影響を除去する場合についても適用することができる。また、前述したように、部品が複数個重なっていた場合においても、これらの影響を除去することができる。
【０１１１】
なお、画像処理装置１００が行った処理が、複数の装置によって分散処理されるようにしてもよい。例えば、１つの装置が、濃度補正画像情報を生成する処理までを行って濃度補正画像情報を生成しておき、他の装置が、その濃度補正画像情報とＸ線透過画像データとを用いて画像補正演算および画像検査処理判定を行うようにしてもよい。
【０１１２】
また、本実施の形態では、Ｘ線検査装置１０と画像処理装置１００を別個の装置として説明したが、これに限らず、Ｘ線検査装置１０の機能と画像処理装置１００の機能が１つの装置内に設けられていてもよい。
【０１１３】
また、画像処理装置１００の演算処理は、検査対象物２０の製造後のボイドを検出する検査方法として用いてもよいし、検査対象物２０を製造する際の製造工程の一部に用いてもよい。
【０１１４】
また、本実施の形態では、濃度増分の画像か否かは、濃度補正画像情報作成部１１４が判断したが、画像補正演算部１１５が判断するようにしてもよい。
以上、本発明の画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【０１１５】
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、画像処理装置１００が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記録装置としては、例えば、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクとしては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等が挙げられる。光磁気記録媒体としては、例えば、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。
【０１１６】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【０１１７】
画像処理プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１１８】
以上の第１〜第２の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） コンピュータを、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成手段、
前記画像作成手段により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去手段、
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【０１１９】
（付記２） 前記画像作成手段は、前記構造情報に含まれる前記検査対象物以外の部材の厚さと材質に基づいて前記透過濃度を算出することを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２０】
（付記３） 前記除去手段は、作成された前記画像が、前記複数の部材が重なった部位の濃度値を増加させている画像である場合、前記複数の部材が重なった部位から作成された前記画像の濃度値を減算する処理を行うことを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２１】
（付記４） 前記除去手段は、作成された前記画像が、前記複数の部材が重なった部位の濃度値を減少させている画像である場合、前記複数の部材が重なった部位から作成された前記画像の濃度値を加算する処理を行うことを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２２】
（付記５） 前記除去手段は、前記検査対象物の位置情報と、前記検査対象物以外の部材の寸法情報とに基づいて、前記Ｘ線透過画像の検査対象となる部位が映し出された部位に作成された前記画像の前記部材が映し出された部位を重ね合わせる処理を行うことを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２３】
（付記６） 前記除去手段は、前記Ｘ線透過画像の前記部材が映し出された部位の大きさと、作成された前記画像の前記部材が映し出された部位の大きさが一致するように作成された前記画像の大きさを調整することを特徴とする付記５記載の画像処理プログラム。
【０１２４】
（付記７） 前記除去手段は、前記検査対象物以外の画像の前記透過濃度が、予め定められた濃度以上の前記検査対象物以外の画像の前記透過濃度の影響を除去することを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２５】
（付記８） コンピュータが、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成し、
作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【０１２６】
（付記９） 検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成部と、
前記画像作成部により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【符号の説明】
【０１２７】
１ コンピュータ（画像処理装置）
２ 画像作成手段
３ 除去手段
４、３０、１１１ａ Ｘ線透過画像
１０ Ｘ線検査装置
１１ Ｘ線源
１２ ステージ
１３ 撮像機
２０ 検査対象物
２１ 第１の基板
２１ａ プリント基板
２１ｂ 基板ランドパターン
２１ｃ ソルダーレジスト
２１ｄ、２２ｄ 濃度補正画像
２２ 第２の基板
２２ａ シリコン基板
２２ｂ 銅ポスト電極
２２ｃ 樹脂コート部
２２ｅ、２４ａ 画像
２３ 半田バンプ
２３ａ ボイド
３１、３２、３３ 撮像部位
４１ 領域
４２ 閉領域
４３ 閾値
１００ 画像処理装置
１１１ Ｘ線透過画像データ記録部
１１２ 対象物構造情報格納部
１１３ Ｘ線透過率データ格納部
１１４ 濃度補正画像情報作成部
１１５ 画像補正演算部
１１６ 画像検査処理判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が半田付け実装されたプリント基板実装品等において、半田接合部に対する品質確認方法の１つとして、半田接合部にＸ線を透過し、その透過画像によって半田に存在するボイド（空孔）の有無を判断するＸ線透過検査方法が知られている。一定以上の面積のボイドが存在する場合には、そのプリント基板を不良品として取り扱う等の処理が可能である。
【０００３】
この検査方法は、例えば、外観上、半田付け部分の検査が困難であるＢＧＡ（Ball Grid Array）等の半田接合部の検査方法に用いられる。
また、ボイドが存在するか否かを検出する方法としては、例えば、Ｘ線透過画像の濃淡をグレースケールの濃度値とし、２値化処理等の閾値処理を施してボイドを検出する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２９３２号公報
【特許文献２】国際公開第９９／５２０７２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子機器の高密度化に伴う半田接合部の微細化や、重金属である鉛を使わない鉛フリー半田化等によって、プリント基板実装品における半田接合部とバックグラウンドとのＸ線透過濃度差が減少し、濃淡画像のコントラストが低下するためにボイドの検出率も低下する傾向がある。
【０００６】
プリント基板実装品の微細な半田接合部では、半田の厚みが薄くなることからＸ線透過画像での濃度も薄くなり、相対的にプリント基板や電子部品の電極等、金属部分との厚みの差が小さくなる。このため、金属部分の内部構造の、Ｘ線透過画像に及ぼす濃度変化部分が、Ｘ線透過画像に写った半田接合部のボイド部分と重なった場合に、前述した閾値処理を行うと、ボイドが検出できない場合が発生するという問題があった。
【０００７】
特に、微細ピッチのＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Scale Package）等のＢＧＡタイプの電子部品では、ＮＳＭＤ（Non-Solder Mask Defined）と呼ばれるプリント基板電極構造を採ったり、部品の内部構造として、応力緩衝のための銅（Cu）ポスト付き構造であったりした場合に、半田バンプ接合部内に電極部に起因するＸ線透過濃度が重なって投影されてしまう。
【０００８】
このことで、半田バンプ接合部内に電極部の濃度が重畳された部分的な濃度変化を生じ、電極部外周に位置する濃度変化の境界、例えば、ＷＬＣＳＰの銅ポスト、または、ＮＳＭＤランドの輪郭部付近にボイドが存在した場合、閾値処理では適切なボイドの検出が難しいという問題があった。
【０００９】
なお、ＷＬＣＳＰについて説明したが、半田接合部を有する他の半導体チップのボイド検出時にも同様の問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ボイドの誤検出を抑制することができる画像を提供することができる画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、開示の画像処理プログラムが提供される。この画像処理プログラムは、コンピュータを、画像作成手段、除去手段として機能させる。
画像作成手段は、検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する。
【００１１】
除去手段は、画像作成手段により作成された画像を用いて、Ｘ線透過画像の複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する。
【発明の効果】
【００１２】
開示の画像処理によれば、ボイドの誤検出を抑制することができる画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の画像処理装置の概要を示す図である。
【図２】第２の実施の形態のシステムを示す図である。
【図３】検査対象物の半田付け端子部構造を模式的に示す図である。
【図４】Ｘ線透過画像データ記録部に記録されたＸ線透過画像の一部の一例を示す図である。
【図５】画像処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図６】画像処理装置の機能を示すブロック図である。
【図７】濃度補正画像情報生成処理を示すフローチャートである。
【図８】濃度補正画像の位置合わせからボイド検出までの処理を説明するフローチャートである。
【図９】具体例の濃度補正画像を作成する処理を示す図である。
【図１０】具体例の濃度補正を示す図である。
【図１１】濃度分布の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、実施の形態の画像処理装置について説明し、その後、実施の形態をより具体的に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態の画像処理装置の概要を示す図である。
実施の形態の画像処理プログラムは、コンピュータ（画像処理装置）１を、画像作成手段２、除去手段３として機能させる。
【００１６】
画像作成手段２は、例えば半田バンプ等の検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像４の、検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける（Ｘ線）透過濃度を有する画像を作成する。
【００１７】
検査対象物を含む複数の部材としては、例えば、プリント基板等が挙げられる。また、構造情報としては、例えば、部材の厚さや、材質等が挙げられる。
また、透過濃度は、例えば、演算により求めることができる。透過濃度の算出方法としては、例えば、予め用意した、材質毎の単位厚さ辺りのＸ線透過画像の濃度データを用いて、該当する部材の厚さの透過濃度を算出する方法等が挙げられる。
【００１８】
例えば、Ｘ線透過画像４に第１の部材と第２の部材と第３の部材が重なった状態で撮像されている場合において、第１の部材が検査対象物である場合、第２の部材の構造と第３の部材の構造情報に基づいて、Ｘ線透過画像４の重なった部分の第２の部材の透過濃度と、第３の部材の透過濃度とを算出する。
【００１９】
そして、算出した第２の部材の透過濃度を有する第２の部材の形状（Ｘ線透過画像４に写っている形状）の画像と、算出した第３の部材の透過濃度を有する第３の部材の形状の画像とを作成する。
【００２０】
なお、濃度が予め用意された閾値以下である部材については、画像の作成を省略するようにしてもよい。これにより、処理の簡略化を図ることができる。
除去手段３は、画像作成手段２により作成された画像を用いて、Ｘ線透過画像４の複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する。
【００２１】
前述した例では、Ｘ線透過画像４の重なった部分の透過濃度から、第２の部材の濃度と、第３の部材の透過濃度を減算する。この際、必要に応じて、第２の部材の形状の画像と、第３の部材の形状の画像のネガポジ反転を行う。
【００２２】
なお、画像作成手段２の処理は、除去手段３の要求に応じて行ってもよいし、Ｘ線透過画像４が撮像された時点で処理を行うようにしてもよい。
このようなコンピュータ１によれば、複数の部材が重なった部位の検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響が除去されるため、検査対象物の透過濃度が相対的に明瞭に現れる。従って、例えば、部品にボイドが存在する場合は、そのボイドをより確実に検出することができる。
【００２３】
以下、実施の形態をより具体的に説明する。
＜第２の実施の形態＞
図２は、第２の実施の形態のシステムを示す図である。
【００２４】
第２の実施の形態のシステムは、Ｘ線検査装置１０と、画像処理装置１００とを有している。
Ｘ線検査装置１０は、Ｘ線源１１と、検査対象物２０を配置するステージ１２と、Ｘ線透過画像を撮像する撮像機１３とを有している。
【００２５】
Ｘ線源１１は、図２中、下側に向かって放射状にＸ線を照射し得るようにステージ１２上に設けられている。
ステージ１２は、上面側に水平の保持面を有している。このステージ１２は、水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）に（Ｘ−Ｙ−Ｚ（−θ）の各方向に）独立して移動可能かつ位置決め可能に設けられている。これにより、各位置決めの制御が可能である。
【００２６】
本実施の形態では、検査対象物２０として、ＷＬＣＳＰ（銅ポスト電極タイプ）の半田付け端子部構造を用いている。この検査対象物２０がステージ１２上に載置されている。
このステージ１２を移動軸に沿って移動させることにより、ステージ１２上に配置された検査対象物２０の半田付け端子部の撮像単位全体にＸ線源１１からのＸ線が照射されるよう調整することができる。
【００２７】
この撮像単位は特に限定されないが、例えば、検査対象物２０が矩形状をなしている場合、検査対象物２０を矩形状に９分割した１つを撮像単位とすることができる。
本実施の形態の検査対象物２０には、１つ当たりの撮像単位に２０（４×５）個の半田バンプが設けられている。
【００２８】
図３は、検査対象物の半田付け端子部構造を模式的に示す図である。なお、図３では、検査対象物２０の一部の図示を省略している。
検査対象物２０は、第１の基板２１と第２の基板（パッケージボディ）２２とを有している。
【００２９】
第１の基板２１は、ベースとなる板状のプリント基板２１ａを有している。
そして、プリント基板上２１ａには、層状の電極を有する基板ランドパターン２１ｂとソルダーレジスト２１ｃとが設けられている。
【００３０】
一方、第２の基板２２は、シリコン基板２２ａと、シリコン基板２２ａの下部に設けられた銅ポスト電極２２ｂと、シリコン基板２２ａの下部に設けられ、銅ポスト電極２２ｂを樹脂でコートする樹脂コート部２２ｃとを有している。
【００３１】
そして、第１の基板２１の基板ランドパターン２１ｂと第２の基板２２の銅ポスト電極２２ｂとが半田バンプ２３によって電気的に接続されている。
ここで、半田バンプ２３には、ボイド２３ａが存在している例を示している。
【００３２】
再び図２に戻って説明する。
撮像機１３は、例えば、極微弱な明かり（発光や、物体からの反射光）を暗視（監視）するものである。そして検知した極微弱な明かりを増倍等してコントラストのついた画像を提供する。
【００３３】
Ｘ線源１１と撮像機１３の駆動機構を有することにより、拡大、縮小の投影倍率を設定することができる。
撮像機１３の撮像性能としては、特に限定されないが、例えば、Ｘ線源１１の焦点寸法が１μｍ以下のマイクロフォーカスタイプである場合、検知器の濃度分解能が８ビット(２５６階調)以上であるのが好ましい。より好ましくは、１２〜１６ビット(４０９６〜６５５３６階調)のグレースケールに対応するため、デジタルフラットパネルを有してもよい。これにより、検出に用いる濃度（輝度）レベルの相対値を有する画像が得られる。
【００３４】
この撮像機１３としては、例えば、イメージインテンシファイア（image intensi fier）等が挙げられる。
なお、Ｘ線検査装置１０のＸ線撮像機能としては、Ｘ線源１１、撮像機１３の入出力校正がなされ、かつ、デジタル画像処理におけるコントラスト／ブライトネス等の輝度補正の状態が一定に保たれる、もしくは、校正／補正状態を管理して材質毎の濃度相関が維持されることが望ましい。
【００３５】
前述した撮像単位毎に撮像機１３で撮像された画像（Ｘ線透過画像）は、例えば１０２４×１０２４画素の解像度で、８〜１２ビット階調のグレースケール情報として、画像処理装置１００の後述するモニタに表示される。
【００３６】
また、撮像した画像は、画像処理装置１００の後述するＸ線透過画像データ記録部に記録することもできる。
図４は、Ｘ線透過画像データ記録部に記録されたＸ線透過画像の一部の一例を示す図である。
【００３７】
説明を簡単にするため、８ビット（２５６階調）のグレースケール(黒を「０」〜白を「２５５」)で濃度値を表現する場合を例に説明する。
図４に示すＸ線透過画像３０は、ＷＬＣＳＰの半田付け端子部構造の一部を図示している。
【００３８】
Ｘ線透過画像３０は、例えば、任意のＸ線撮像条件において最もＸ線透過率が低い半田バンプ２３の撮像部位３１が、およそ濃度値４０前後となるようにレンジが調整されている。また、プリント基板２１ａの配線パターンが存在しない撮像部位３２等、半田バンプ２３に比べ、Ｘ線が透過する部分は、濃度値が２３０以上になるようにレンジが調整されている。
【００３９】
また、半田バンプ２３にボイド２３ａが存在する場合には、Ｘ線透過画像３０には、ボイドに対応する撮像部位３３が存在する。なお、図４では、撮像部位３３を識別しやすくするために、濃度を誇張して示している。
【００４０】
次に、本実施の形態のシステムの動作を簡単に説明する。
まず、ステージ１２を作動させ、検査対象物２０を所定の視野に位置決めする。その後、画像処理装置１００が、Ｘ線透過画像を記録し任意の画像検査処理・判定を行う前に、Ｘ線透過画像のノイズ成分を減らす平均化処理等の画像補正演算を施し、Ｘ線透過画像の基本的な品質を高めた補正画像を取得する。そして取得した画像を用いてボイドの検査・判定を実施する。
【００４１】
画像処理装置１００は、この画像補正演算を施す際に、検査対象物２０の構造情報（後述）に基づいて、検査、判定の妨げとなる部分的な濃度補正のための画像を、撮像画像とは別個に用意する。そして、画像補正演算の際に用意した画像を用いて、妨げとなる部位の影響を除去する。
【００４２】
次に、画像処理装置１００について説明する。
図５は、画像処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
画像処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、外部補助記憶装置１０６および通信インタフェース１０７が接続されている。
【００４３】
ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ１０３には、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。また、ＨＤＤ１０３内には、プログラムファイルが格納される。
【００４４】
グラフィック処理装置１０４には、モニタ１０４ａが接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、撮像機１３によって撮像される画像等をモニタ１０４ａの画面に表示させる。入力インタフェース１０５には、キーボード１０５ａとマウス１０５ｂとが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード１０５ａやマウス１０５ｂから送られてくる信号を、バス１０８を介してＣＰＵ１０１に送信する。
【００４５】
外部補助記憶装置１０６は、記録媒体に書き込まれた情報を読み取ったり、記録媒体に情報を書き込んだりする。外部補助記憶装置１０６で読み書きが可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記録装置としては、例えば、ＨＤＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクとしては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等が挙げられる。光磁気記録媒体としては、例えば、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。
【００４６】
通信インタフェース１０７は、撮像機１３に接続されている。通信インタフェース１０７は、撮像機１３により撮像された検査対象物２０のＸ線透過画像に位置合わせ用の属性情報が付加されたＸ線透過画像データを取得する。
【００４７】
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。このようなハードウェア構成の画像処理装置１００には、以下のような機能が設けられる。
【００４８】
次に、画像処理装置１００が備える機能を説明する。
図６は、画像処理装置の機能を示すブロック図である。
画像処理装置１００は、Ｘ線透過画像データ記録部１１１と、対象物構造情報格納部１１２と、Ｘ線透過率データ格納部１１３と、濃度補正画像情報作成部（画像作成手段）１１４と、画像補正演算部（除去手段）１１５と、画像検査処理判定部１１６とを有している。
【００４９】
Ｘ線透過画像データ記録部１１１は、通信インタフェース１０７が取得したＸ線透過画像データを記録する。
前述したように、Ｘ線透過画像データには、位置合わせ用の属性情報が付加されている。この属性情報は、Ｘ線撮影条件および対象物の構造情報から取得することができる。
【００５０】
属性情報としては、例えば、（１）画像のステージ上の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚ（−θ）、（２）画像の投影倍率、１画素当たりの寸法による解像度情報、（３）Ｘ線管電圧、管電流値、コントラスト、ブライトネス補正値情報等の撮像条件、（４）検査対象物２０の画像中の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚ、（５）Ｘ線検査対象とする検査対象物２０中の検査ポイント(バンプ位置等)の座標情報、（６）画像輝度補正に関する設定値等が挙げられる。
【００５１】
画像のステージ１２上の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚ（−θ）は、Ｘ線検査装置１０のＸ−Ｙ−Ｚ（−θ）ステージ１２の制御情報から取得することができる。
画像の投影倍率、１画素当たりの寸法による解像度情報は、Ｘ線検査装置１０の撮影条件から取得することができる。
【００５２】
例えば、ステージ１２の高さ位置に対する位置関係、すなわち、Ｚ軸方向のステージ１２とＸ線源１１との距離から投影倍率が決定される。撮像機１３で撮像された画像と、投影倍率との関係から１画素当たりの寸法が求められる。
【００５３】
検査対象物２０の画像中の座標情報Ｘ−Ｙ−Ｚは、プリント基板２１ａに搭載されている部品の位置や方向や、各部品の種類等、実装データを元にした座標情報等が挙げられる。この座標情報として、例えば、３次元ＣＡＤ等の設計データを利用することもできる。
【００５４】
なお、Ｘ線管電圧／電流値、コントラスト／ブライトネス等の撮像条件と画像輝度補正に関する設定値が、グレースケール階調とＸ線透過特性との相関情報を示す情報として属性情報に含まれている。
【００５５】
対象物構造情報格納部１１２には、検査対象物２０の構造情報が格納されている。この構造情報としては、例えば、検査対象物２０の各部位別の材質や、各部位の位置寸法、厚さ等が挙げられる。
【００５６】
Ｘ線透過率データ格納部１１３には、検査対象物２０として用いられる材質別のＸ線透過率データが予め用意されて格納されている。
このＸ線透過率データは、以下（１）〜（３）に示すデータを含んでいるのが好ましい。
【００５７】
（１）Ｘ線管電圧、電流値に依存する、Ｘ線透過率変化特性（Ｘ線波長と強度に依る透過率検量線データ）。
（２）金属等の単一元素の場合、吸収係数による濃度計算値（実測値による校正を考慮する）。
【００５８】
（３）複合材料の場合は、試験片等による単位厚さ当たりのＸ線透過率変化特性の実測検量線データ。
濃度補正画像情報作成部１１４は、例えば、画像補正演算部１１５の情報作成要求に応じて、検査、判定の妨げとなる部位の濃度を補正するための濃度補正画像情報を作成する。
【００５９】
濃度補正画像情報は、部材が複数重なり合った部位（部材重複部位）における、検査、判定の妨げとなる部材（除去対象部材）の濃度についての情報である。
例えば、第２の基板２２においては、シリコン基板２２ａ、銅ポスト電極２２ｂ、樹脂コート部２２ｃが、除去対象部材となる。
【００６０】
この濃度補正画像情報は、対象物構造情報格納部１１２に格納されている検査対象物２０の構造情報と、Ｘ線透過率データ格納部１１３に格納されている材質別のＸ線透過率データとに基づいて作成する。
【００６１】
具体的には、対象物構造情報格納部１１２に格納されている検査対象物２０の構造情報に含まれる各部位の厚みを、構造情報に含まれる各部位の材質の情報のＸ線透過率データと照合し、各除去対象部位の材質と厚さにおけるＸ線透過率を求める。そして求めたＸ線透過率を、透過濃度を示す濃度値に換算する。
【００６２】
例えば、銅ポスト電極２２ｂを濃度値２００相当に換算する。基板ランドパターン２１ｂやシリコン基板２２ａ、樹脂コート部２２ｃの濃度値も同様に求めることができる。但し、半田バンプ２３の濃度レベルに重なった場合の影響の度合いが少ないと判断できる部位（例えば、シリコン基板２２ａや、樹脂コート部２２ｃ等）については、濃度値の換算を省略することもできる。
【００６３】
なお、影響の度合いが少ないと判断する濃度値の基準は、予め閾値等で設定しておくことができる。
また、濃度補正画像の特定部位以外のバックグラウンドは、例えば、濃度値無し（最大輝度の２５５）とすることができる。
【００６４】
なお、濃度補正画像情報作成部１１４は、検査対象物２０の構造情報を読み出し、Ｘ線撮像の管電圧／電流、コントラスト／ブライトネス補正状態に基づき換算される濃度値にて、補正対象となるＸ線透過画像と同等もしくはより高い解像度の濃度補正画像を生成するようにしてもよい。
【００６５】
濃度補正画像情報作成部１１４は、濃度補正画像に各除去対象部材の寸法を示す寸法情報を付加し、濃度補正画像情報を作成する。
画像補正演算部１１５は、Ｘ線透過画像データ記録部１１１に記録されているＸ線透過画像に対して濃度補正画像情報作成部１１４によって作成された濃度補正画像を用いて画素単位で演算処理を行う。
【００６６】
この演算処理に当たっては、濃度差分がＸ線透過画像データ記録部１１１に記録されたＸ線透過画像と整合するように、濃度補正画像の位置合わせを行う。
位置合わせは、例えば、ステージ１２の位置決めに利用する検査対象物２０の座標情報と、Ｘ線撮影条件の倍率や視野情報に対して、濃度補正画像情報の属性である寸法情報を照合することにより行う。
【００６７】
この位置合わせの処理に当たっては、まず、検査対象物２０のステージ１２上の位置を把握する。
検査対象物２０のステージ１２上の位置は、例えば、Ｘ線検査装置１０に検査対象物２０を設置するときに、初期位置合わせ操作により把握する。
【００６８】
さらに、Ｘ線検査装置１０のステージ１２の座標系上に、検査対象物２０のローカル座標系を重ね合わせて検査座標を決定する。
このように、Ｘ線検査装置１０のステージ１２上に配置される検査対象物２０の位置が決定されれば、ステージ１２の座標情報と検査対象物２０の座標情報とを参照して、濃度補正画像の所望の座標への位置合わせ制御が可能となる。
【００６９】
さらに、検査対象物２０中の検査ポイントとして、半田バンプ２３の位置等、複数の特定座標を設定することで、濃度補正画像の所望の位置への位置合わせ制御が可能となる。画像補正演算部１１５は、これらの情報に従ってＸ線透過画像の検査対象となる部位（半田バンプ２３等）が映し出された部位に濃度補正画像の除去対象部材が映し出された部位を重ね合わせる。
【００７０】
ここで、Ｘ線撮像系のもつ投影座標系を視点として画像撮影する場合、三次元空間座標を属性情報として扱うことが好ましい。これは、通常、Ｘ線透過画像は倍率が高い程、透視図法（パースペクティブ）的な画像となる。従って、三次元空間座標情報をもって透視投影演算を行うことで、検査対象物２０の撮影画像中の位置と座標データのフィッティング精度を高めることができる。
【００７１】
次に、位置合わせが完了すると、Ｘ線透過画像の除去対象部材が映し出された部位の大きさと、濃度補正画像の除去対象部材が映し出された部位の大きさが一致するように濃度補正画像を拡大、縮小して微調整する。
【００７２】
前述したように、Ｘ線透過画像の各画素の濃度レベルはグレースケールの階調値（濃度値）として記録されている。従って、例えば、黒から白へ濃度値の数値が増加する場合、画像補正演算部１１５は、除去対象部材が濃度値をもち、他の部分は濃度値が「０」となるように、濃度補正画像をネガポジ反転する。
【００７３】
そして、演算処理により、Ｘ線透過画像から除去対象部材の影響を除去する。具体的には、濃度補正画像の除去対象部材が、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度を増加させている場合は、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度値から、濃度補正画像の濃度値を減算する。
【００７４】
また、濃度補正画像の除去対象部材が、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度値を減少させている場合は、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度値から、濃度補正画像の濃度値を加算する。
【００７５】
画像検査処理判定部１１６は、補正処理後の画像濃度変化の平滑化度合いを計ることにより、ボイドの検出、判定を行う。例えば、ＢＧＡボイドを判定する検査モードでＷＬＣＳＰのボイド検出を行う画像を撮像した場合は、濃度が濃い（第１の所定値以下の濃度値を有する）ＢＧＡバンプ中で局部的に濃度が薄い部分（第２の所定値以上の濃度値を有する）を検出する。
【００７６】
なお、平滑化度合いは、微分処理によるＢＧＡバンプ中の濃度エッジ、段付きの解消有無の検知で判定することができる。
そして、検出した部分が、ＢＧＡバンプの外形の大きさ以内であり、かつ、所定の画素数の範囲にある低濃度部分をボイドとして検出する。
【００７７】
そして、補正処理前のＸ線透過画像では認識できていなかったボイド輪郭の正常検出ができた段階で適正化終了と判断することができる。
次に、濃度補正画像情報作成部１１４が、濃度補正画像情報を生成する処理（濃度補正画像情報生成処理）について説明する。
【００７８】
図７は、濃度補正画像情報生成処理を示すフローチャートである。
まず、濃度補正画像情報作成部１１４は、対象物構造情報格納部１１２から各部位それぞれの材質、位置寸法、厚さ等の構造情報を読み出す（ステップＳ１）。
【００７９】
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、Ｘ線透過率データ格納部１１３から各部位それぞれのＸ線透過率を読み出す。そして読み出したＸ線透過率と、ステップＳ１にて読み出した位置寸法、厚さから、前述した方法を用いて濃度値を換算する（ステップＳ２）。
【００８０】
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、換算した濃度値が、検査対象物２０の濃度変化に影響する度合いを判定する（ステップＳ３）。
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、検査対象物の濃度変化に影響する度合いが大きいと予め定めた閾値以上の部位を抽出する（ステップＳ４）。
【００８１】
次に、濃度補正画像情報作成部１１４は、抽出した部位の濃度補正画像をＸ線撮像条件に合わせて生成する（ステップＳ５）。そして、濃度補正画像に各除去対象部位の寸法を示す寸法情報を付加し、濃度補正画像情報を作成する。その後、処理を終了する。
【００８２】
以上で、濃度補正情報生成処理の説明を終了する。
次に、濃度補正画像の位置合わせからボイド検出までの処理を説明する。
図８は、濃度補正画像の位置合わせからボイド検出までの処理を説明するフローチャートである。
【００８３】
まず、前処理として、Ｘ線検査装置１０のＸ線源１１からＸ線を照射した状態で、検査対象物２０の検査ポイントへの位置合わせを行う（ステップＳ１１）。
位置合わせを行った後に、撮像機１３にて撮像されたＸ線透過画像は、属性情報とともにＸ線透過画像データとして、Ｘ線透過画像データ記録部１１１に記録される。
【００８４】
次に、画像補正演算部１１５が、Ｘ線透過画像データ記録部１１１に記録されたＸ線透過画像データのＸ線透過画像から検査対象物２０の検査対象部位の位置を認識する（ステップＳ１２）。
【００８５】
次に、画像補正演算部１１５が、濃度補正画像情報作成部１１４に濃度補正画像を含む濃度補正画像情報の作成を要求する。そして、作成された濃度補正画像を、検査対象部位に重ね合わせる（ステップＳ１３）。その後、位置の微調整を行う。
【００８６】
次に、画像補正演算部１１５が、濃度補正の演算処理を行う（ステップＳ１４）。具体的には、重ね合わせた部分の濃度値増加分を差し引いたり、重ねあわせた部分の濃度値減少分を加えたりする。
【００８７】
次に、濃度補正処理後の画像の外縁輪郭部にエッジノイズが存在するか否かを判断する（ステップＳ１５）。
画像エッジノイズが存在する場合（ステップＳ１５のＹｅｓ）、Ｘ線透過画像の部材重複部位に対する濃度補正画像の除去対象部材の重ね合わせ位置、倍率を補正する（ステップＳ１６）。その後、ステップＳ１３に遷移し、ステップＳ１３以降の処理を繰り返し行う。
【００８８】
一方、画像エッジノイズが存在しない場合（ステップＳ１５のＮｏ）、画像検査処理判定部１１６が、ボイド検出処理を行う（ステップＳ１７）。その後、処理を終了する。
濃度補正画像の位置合わせと重ね合わせにおいては、特に高倍率の場合に微妙なズレが濃度補正処理上無視できない場合があるが、このように、重ね合わせ後の画像の外縁輪郭部にエッジノイズが生じているかどうか等をチェックし、適切な重ね合わせが施されるように位置および倍率の微調整を行うことで、検出精度を高めることができる。
【００８９】
以上で処理の説明を終了する。
以下、検査対象物２０を用いて処理の具体例を説明する。
＜具体例＞
図９は、具体例の濃度補正画像を作成する処理を示す図である。
【００９０】
濃度補正画像情報作成部１１４は、画像補正演算部１１５からの要求に応じて、シリコン基板２２ａ、銅ポスト電極２２ｂおよび樹脂コート部２２ｃの濃度値を求める。そして、求めた濃度値が半田バンプ２３の濃度変化に影響する度合いを判定する。
【００９１】
この結果、シリコン基板２２ａおよび樹脂コート部２２ｃの濃度は、バックグラウンドとの濃度差が一定以下として抽出しない。図９（ａ）に示すように、銅ポスト電極２２ｂの濃度補正画像２２ｄのみを抽出する。
【００９２】
なお、構造情報から濃度補正画像２２ｄは、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度を増加させている画像であると判断する。
なお、濃度補正画像２２ｄは、第２の基板２２単体のＸ線透過画像から抽出してもよいし、設計ＣＡＤデータから生成してもよい。
【００９３】
また、濃度補正画像情報作成部１１４は、プリント基板２１ａ、基板ランドパターン２１ｂおよびソルダーレジスト２１ｃの濃度値を求める。そして、求めた濃度値が半田バンプ２３の濃度変化に影響する度合いを判定する。
【００９４】
この結果、プリント基板２１ａおよびソルダーレジスト２１ｃの濃度は、バックグラウンドとの濃度差が一定以下として抽出しない。図９（ｂ）に示すように、基板ランドパターン２１ｂの濃度補正画像２１ｄのみを抽出する。
【００９５】
なお、構造情報から濃度補正画像２１ｄは、Ｘ線透過画像の部材重複部位の濃度を減少させている画像であると判断してもよい。
なお、濃度補正画像２１ｄは、第１の基板２１単体のＸ線透過画像から抽出してもよいし、設計ＣＡＤデータから生成してもよい。
【００９６】
図１０は、具体例の濃度補正を示す図である。
銅ポスト電極２２ｂの影響により、Ｘ線透過画像１１１ａのボイドには、銅ポスト電極２２ｂと重なっている部分と重なっていない部分の大きく分けて２段階の濃度変化が生じている。
【００９７】
ボイド部分に濃度変化が生じると、閾値処理によって、ボイドの輪郭を検出、判定する際にボイドを検出できない可能性が高まる。
そこで、具体例では、画像補正演算部１１５が、濃度補正画像情報作成部１１４が抽出した濃度補正画像２２ｄをネガポジ反転する。そして、画像補正演算部１１５が、Ｘ線透過画像１１１ａに対し、反転した画像２２ｅを画素単位で濃度値を加算処理することで、結果的に濃度を減算処理する。この際、前述したように、両画像の位置情報を用いて、重ね合わせを行う。
【００９８】
この減算処理の結果、濃度補正処理後の画像２４ａが得られる。この画像２４ａは、銅ポスト電極２２ｂの外周部に位置する濃度変化の境界が平滑化されている。従って、画像検査処理判定部１１６が、得られた画像２４ａを用いてボイドの検出を行うことにより、ボイドの検出漏れを抑制することができる。
【００９９】
なお、図１０に示す例では、説明を省略したが、さらに、濃度補正画像２１ｄをネガポジ反転し、減算処理前のＸ線透過画像１１１ａまたは画像２４ａに対し、反転した画像を画素単位で加算処理するようにしてもよい。
【０１００】
以下、Ｘ線透過画像１１１ａのＡ−Ａ線での濃度分布（ボイドを通る一次元的な任意断面での濃度分布）と、濃度補正処理後の画像２４ａのＢ−Ｂ線での濃度分布を比較する例を示す。
【０１０１】
図１１は、濃度分布の比較を示す図である。
図１１（ａ）は、Ｘ線透過画像１１１ａのボイドを通る一次元的な任意断面での濃度分布を示すグラフである。
【０１０２】
図１１（ｂ）は、画像２４ａのボイドを通る一次元的な任意断面での濃度分布を示すグラフである。
なお、各グラフの横軸は、画像の画素の位置を示し、縦軸は、濃度値（０〜２５５）を示している。濃度値が小さくなる程、濃度が濃くなる。
【０１０３】
図１１（ａ）、（ｂ）それぞれに示すように、Ｘ線透過画像１１１ａおよび画像２４ａそれぞれの背景部分は、濃度値が大きくなっており、半田バンプ２３の部分において、濃度値が小さくなっている。
【０１０４】
図１１（ａ）の斜線部の領域４１は、銅ポスト電極２２ｂの濃度増加分を示している。すなわち、銅ポスト電極２２ｂの影響により、濃度値が４０前後まで減少している。このため、Ｘ線透過画像１１１ａの任意断面の濃度分布では、ボイド２３ａの部分において濃度が低下（グラフ上では縦軸数値が上昇）する閉領域が見いだせず、閾値処理等では、ボイドを検出できない可能性がある。
【０１０５】
対して、図１１（ｂ）に示すように、補正処理後の画像２４ａは、特定部位として銅ポスト電極２２ｂによる濃度増加分である濃度値約２０程度が減算されている。これにより、埋もれていたボイド部分の閉領域４２が発生する。この閉領域４２の濃度値は、閾値４３よりも大きい。従って、閾値処理によって、ボイドの検出が可能となる。
【０１０６】
なお、この補正処理は、Ｘ線検査画像に二次元的に処理されるため、ボイド部分の閉領域の濃度差が得られれば、閾値処理以外にも微分処理等の濃度変化境界エッジ検出等の画像処理手法を用いてボイドを検出することができる。
【０１０７】
以上述べたように、画像処理装置１００によれば、Ｘ線透過画像１１１ａの半田バンプ２３内の銅ポスト電極２２ｂ等、ボイドの検出に影響を与える部位が重畳する領域において、銅ポスト電極２２ｂの濃度補正画像２２ｄを構造情報に基づき生成した。そして、生成した濃度補正画像を用いて演算処理を行い、Ｘ線透過画像１１１ａのボイドの検出に影響を与える濃度変化を相殺した。
【０１０８】
これにより、Ｘ線透過画像１１１ａの濃度が低いボイド部分において、ボイド部分の濃度がさらに低くなった画像２４ａが得られる。これは、ボイドの輪郭が強調される補正が行われることを示している。
【０１０９】
これにより、半田バンプ２３の、銅ポスト電極２２ｂの輪郭部分にボイドが存在する場合等であっても、半田バンプ２３に存在するボイドの誤検出を抑制することができ、画像検査処理判定部１１６のボイド検査の検出率が向上する。従って、例えば、目視検査等、別個の処理を省略することができる。
【０１１０】
また、位置合わせを行ってから演算処理を行うようにしたので、ボイドの検出に影響を与える濃度変化をより確実に除去することができる。
なお、本実施の形態では、演算処理の対象として銅ポスト電極２２ｂを抽出し、その影響を除去する場合を説明したが、これに限らず、プリント基板２１ａのランドや、配線パターンによる陰影等を抽出し、それらの影響を除去する場合についても適用することができる。また、前述したように、部品が複数個重なっていた場合においても、これらの影響を除去することができる。
【０１１１】
なお、画像処理装置１００が行った処理が、複数の装置によって分散処理されるようにしてもよい。例えば、１つの装置が、濃度補正画像情報を生成する処理までを行って濃度補正画像情報を生成しておき、他の装置が、その濃度補正画像情報とＸ線透過画像データとを用いて画像補正演算および画像検査処理判定を行うようにしてもよい。
【０１１２】
また、本実施の形態では、Ｘ線検査装置１０と画像処理装置１００を別個の装置として説明したが、これに限らず、Ｘ線検査装置１０の機能と画像処理装置１００の機能が１つの装置内に設けられていてもよい。
【０１１３】
また、画像処理装置１００の演算処理は、検査対象物２０の製造後のボイドを検出する検査方法として用いてもよいし、検査対象物２０を製造する際の製造工程の一部に用いてもよい。
【０１１４】
また、本実施の形態では、濃度増分の画像か否かは、濃度補正画像情報作成部１１４が判断したが、画像補正演算部１１５が判断するようにしてもよい。
以上、本発明の画像処理プログラム、画像処理方法および画像処理装置を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【０１１５】
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、画像処理装置１００が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記録装置としては、例えば、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクとしては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等が挙げられる。光磁気記録媒体としては、例えば、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。
【０１１６】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【０１１７】
画像処理プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１１８】
以上の第１〜第２の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） コンピュータを、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成手段、
前記画像作成手段により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去手段、
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【０１１９】
（付記２） 前記画像作成手段は、前記構造情報に含まれる前記検査対象物以外の部材の厚さと材質に基づいて前記透過濃度を算出することを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２０】
（付記３） 前記除去手段は、作成された前記画像が、前記複数の部材が重なった部位の濃度値を増加させている画像である場合、前記複数の部材が重なった部位から作成された前記画像の濃度値を減算する処理を行うことを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２１】
（付記４） 前記除去手段は、作成された前記画像が、前記複数の部材が重なった部位の濃度値を減少させている画像である場合、前記複数の部材が重なった部位から作成された前記画像の濃度値を加算する処理を行うことを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２２】
（付記５） 前記除去手段は、前記検査対象物の位置情報と、前記検査対象物以外の部材の寸法情報とに基づいて、前記Ｘ線透過画像の検査対象となる部位が映し出された部位に作成された前記画像の前記部材が映し出された部位を重ね合わせる処理を行うことを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２３】
（付記６） 前記除去手段は、前記Ｘ線透過画像の前記部材が映し出された部位の大きさと、作成された前記画像の前記部材が映し出された部位の大きさが一致するように作成された前記画像の大きさを調整することを特徴とする付記５記載の画像処理プログラム。
【０１２４】
（付記７） 前記除去手段は、前記検査対象物以外の画像の前記透過濃度が、予め定められた濃度以上の前記検査対象物以外の画像の前記透過濃度の影響を除去することを特徴とする付記１記載の画像処理プログラム。
【０１２５】
（付記８） コンピュータが、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成し、
作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【０１２６】
（付記９） 検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成部と、
前記画像作成部により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【符号の説明】
【０１２７】
１ コンピュータ（画像処理装置）
２ 画像作成手段
３ 除去手段
４、３０、１１１ａ Ｘ線透過画像
１０ Ｘ線検査装置
１１ Ｘ線源
１２ ステージ
１３ 撮像機
２０ 検査対象物
２１ 第１の基板
２１ａ プリント基板
２１ｂ 基板ランドパターン
２１ｃ ソルダーレジスト
２１ｄ、２２ｄ 濃度補正画像
２２ 第２の基板
２２ａ シリコン基板
２２ｂ 銅ポスト電極
２２ｃ 樹脂コート部
２２ｅ、２４ａ 画像
２３ 半田バンプ
２３ａ ボイド
３１、３２、３３ 撮像部位
４１ 領域
４２ 閉領域
４３ 閾値
１００ 画像処理装置
１１１ Ｘ線透過画像データ記録部
１１２ 対象物構造情報格納部
１１３ Ｘ線透過率データ格納部
１１４ 濃度補正画像情報作成部
１１５ 画像補正演算部
１１６ 画像検査処理判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成手段、
前記画像作成手段により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去手段、
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２】
前記画像作成手段は、前記構造情報に含まれる前記検査対象物以外の部材の厚さと材質に基づいて前記透過濃度を算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項３】
前記除去手段は、作成された前記画像が、前記複数の部材が重なった部位の濃度値を増加させている画像である場合、前記複数の部材が重なった部位から作成された前記画像の濃度値を減算する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項４】
前記除去手段は、前記検査対象物の位置情報と、前記検査対象物以外の部材の寸法情報とに基づいて、前記Ｘ線透過画像の検査対象となる部位が映し出された部位に作成された前記画像の前記部材が映し出された部位を重ね合わせる処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項５】
コンピュータが、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成し、
作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成部と、
前記画像作成部により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１】
コンピュータを、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成手段、
前記画像作成手段により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去手段、
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２】
前記画像作成手段は、前記構造情報に含まれる前記検査対象物以外の部材の厚さと材質に基づいて前記透過濃度を算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項３】
前記除去手段は、作成された前記画像が、前記複数の部材が重なった部位の濃度値を増加させている画像である場合、前記複数の部材が重なった部位から作成された前記画像の濃度値を減算する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項４】
前記除去手段は、前記検査対象物の位置情報と、前記検査対象物以外の部材の寸法情報とに基づいて、前記Ｘ線透過画像の検査対象となる部位が映し出された部位に作成された前記画像の前記部材が映し出された部位を重ね合わせる処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項５】
コンピュータが、
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成し、
作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
検査対象物を含む複数の部材が重なった状態で撮像されたＸ線透過画像の、前記検査対象物以外の部材の構造情報に基づいて、前記検査対象物以外の部材の形状それぞれにおける透過濃度を有する画像を作成する画像作成部と、
前記画像作成部により作成された前記画像を用いて、前記Ｘ線透過画像の前記複数の部材が重なった部位の前記検査対象物以外の部材の占める透過濃度の影響を除去する除去部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−７５４７０（Ｐ２０１１−７５４７０Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２９１８２（Ｐ２００９−２２９１８２）
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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