Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラム
【課題】自動的に対象物の検査に適した面を抽出できるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムを提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１００は、検査対象１にＸ線を照射するＸ線源１０と、検査対象１を透過したＸ線を検出するＸ線検出器２３と、Ｘ線検出器２３を移動するＸ線検出器駆動部２２と、検査対象１を移動する検査対象駆動機構１１０と、演算部７０とを備える。演算部７０は、Ｘ線源１０、Ｘ線検出器２３などを制御し、検査対象１を複数の方向から撮像し、撮像結果に基づいて、検査対象１の複数の断層画像を生成する。演算部７０は、断層画像のうち、高輝度領域の割合が高い断層画像を特定し、特定された断層画像から、検査対象１の形状特性に応じた所定の距離だけ離れた断層画像を用いて、検査対象１を検査する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１００は、検査対象１にＸ線を照射するＸ線源１０と、検査対象１を透過したＸ線を検出するＸ線検出器２３と、Ｘ線検出器２３を移動するＸ線検出器駆動部２２と、検査対象１を移動する検査対象駆動機構１１０と、演算部７０とを備える。演算部７０は、Ｘ線源１０、Ｘ線検出器２３などを制御し、検査対象１を複数の方向から撮像し、撮像結果に基づいて、検査対象１の複数の断層画像を生成する。演算部７０は、断層画像のうち、高輝度領域の割合が高い断層画像を特定し、特定された断層画像から、検査対象１の形状特性に応じた所定の距離だけ離れた断層画像を用いて、検査対象１を検査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を用いて検査対象を検査するＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。特に、本発明は、プリント基板と回路部品との間の接合の良否等を検査するのに用いられるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装部品がはんだ付けされるプリント基板（以下、単に「基板」ともいう）における、はんだ付け状態の良否等を検査するのに、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）がしばしば用いられている。Ｘ線ＣＴでは、対象物を複数の方向からＸ線により撮像し、Ｘ線が吸収された度合い（減衰量）の分布を示す複数枚の透視画像を取得する。さらに、複数枚の透視画像に基づく再構成処理を行ない、検査対象のＸ線吸収係数の分布の２次元データもしくは３次元データを得る。２次元空間の吸収係数分布を求めた画像は、特に断層画像と呼ばれる。
【０００３】
断層画像を用いたはんだ付け状態の検査にあたっては、検査する高さ（検査高さ）を決定することが必要である。ここで、「高さ」とは、断層画像の法線方向（以下、高さ方向）の座標のことを指す。
【０００４】
検査高さを決定する従来の方法の１つに、基板上の配線パターンに着目するものがある。例えば、特許文献１（特開２００６−２９２４６５号公報）に記載の従来技術では、配線パターンのエッジ情報を特徴量として、特徴量が最も大きくなる高さを検査高さとして決定している。
【０００５】
図１７および図１８を参照して、特許文献１に記載のＸ線検査装置について、より詳しく説明する。図１７は、特許文献１に記載のＸ線検査装置の構成を示す図である。このＸ線検査装置は、Ｘ線検出器１３ａにより、基板１２の複数の透視画像を撮像し、複数の高さについて、基板１２の断層画像を再構成する。Ｘ線検査装置は、断層画像のうちエッジ強度が最大の値となっている断層画像の座標を検査位置とする。図１８に、特許文献１に示されている検査位置の断層画像を示す。図１８を参照して、この断層画像には、配線パターンが観察される。なお、図１７およびその説明、ならびに図１８中の符号は、特許文献１に即したものであり、他の部分の符号とは無関係である。
【０００６】
また、特許文献２（特許第３６６５２９４号公報）には、対象物の複数の水平スライス画像を取得し、取得した水平スライス画像に基づいて、水平スライス画像に垂直な対象領域を決定し、対象領域の垂直スライス画像を使用して不良を検出する方法が開示されている。特許文献２に記載の方法では、各水平スライス画像における画素値の合計値を基に、垂直スライス画像を合成するために最良の水平スライス画像を特定する。さらに、特許文献２には、合計値を基に、不良を解析するために最良の水平スライス画像を特定することも開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２９２４６５号公報
【特許文献２】特許第３６６５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の方法では、以下のような問題がある。
（１）この方法では、検査位置の断層画像における配線パターンの位置を使用者が手動で設定する必要がある。この設定時間のために、この方法では、検査時間が長くなってしまう。
【０００８】
（２）この方法では、ヒューマンエラーが生じうる。例えば、この方法では、設定者による検査位置のばらつきや、設定者が配線パターンではない位置を設定する誤設定が生じることがある。
【０００９】
（３）この方法では、断層面に配線パターンが存在しない基板に対して、検査高さを求めることができない。例えば、この方法を用いて、スルーホールなどの立体配線により配線が実現されている基板を検査することはできない。
【００１０】
（４）この方法では、再構成データにおいて配線パターンの輝度（あるいはＳＮ比）が小さい場合、検査高さを求めることができない。したがって、配線が、薄いあるいは細い、もしくは吸収係数の小さな金属で形成されている等の場合には、この方法による検査が行なえないことがある。
【００１１】
（５）この方法では、多層基板の検査の際にエラーを生じるおそれがある。基板の複数の層に配線パターンがある場合、どの配線パターンを目印にして検査高さを決定すべきか判断できないためである。
【００１２】
（６）この方法では、基板と部品との接合箇所が、配線パターンから離れている場合、正しく検査が行なえないことがある。検査される基板には、熱変性などによる反りが生じ、接合箇所の高さが、断面内の位置によって変化することがあるためである。接合箇所が配線パターンから離れていると、実際に検査したい接合箇所が、求めた検査高さの断層画像に現れないことがある。
【００１３】
特許文献２に記載の方法は、検査に用いる水平スライス画像を特定するために、複数の水平スライス画像の各々における画素値の合計値を用いている。しかしながら、この方法は、水平スライス画像に生じるノイズの影響を受けやすい。この方法では、ノイズによって１つまたは複数の水平スライス画像の画素値が正しい値から変化した場合、適切な水平スライス画像を特定できないことがある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、自動的に検査に適した面を抽出できるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するＸ線出力手段と、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置とする検査位置決定手段とを備える。
【００１６】
本発明の他の局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するＸ線出力手段と、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得し、第２の断層画像を用いて対象物の良否を判定する検査手段とを備える。
【００１７】
好ましくは、高吸収部材は、部品と基板とを接続する部材であり、第２の断層画像は、部品と基板との接続部に相当する。
【００１８】
さらに好ましくは、高吸収部材は、はんだである。
さらに好ましくは、部品は、ボールグリッドアレイである。
【００１９】
好ましくは、特定手段は、各断層画像の輝度値の分散を求め、最も大きな分散を有する断層画像の位置を特定する。
【００２０】
好ましくは、各断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、特定手段は、各部分領域について、各断層画像の部分画像のうち、割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、検査位置決定手段は、各部分領域について、第１の部分画像の位置および形状情報に基づいて、第１の部分画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置とする。
【００２１】
好ましくは、各断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、特定手段は、各部分領域について、各断層画像の部分画像のうち、割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、検査手段は、各部分領域について、第１の部分画像の位置および形状情報に基づいて、第１の部分画像から所定の距離だけ離れた第２の部分画像を取得し、第２の部分画像を用いて対象物の良否を判定する。
【００２２】
さらに好ましくは、分割手段は、抽出された断層画像の中から所定の閾値を超える輝度を有する明画素が連続する明領域を抽出し、明領域を所定の個数含む領域を部分領域に設定する。
【００２３】
好ましくは、対象物を基準面に沿って移動する移動機構をさらに備える。
さらに好ましくは、移動機構は、基板を挟むレールを含む。
【００２４】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するステップと、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置として決定するステップとを備える。
【００２５】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するステップと、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、第２の断層画像を用いて対象物の良否を判定するステップとを備える。
【００２６】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、演算部が、Ｘ線源が対象物に向けてＸ線を出力するように、Ｘ線源を制御するステップと、演算部が、Ｘ線検出器が、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、Ｘ線検出器を制御するステップと、演算部が、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、演算部が、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、演算部が、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置として決定するステップとを備える。
【００２７】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、演算部が、Ｘ線源が対象物に向けてＸ線を出力するように、Ｘ線源を制御するステップと、演算部が、Ｘ線検出器が、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、Ｘ線検出器を制御するステップと、演算部が、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、演算部が、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、演算部が、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、演算部が、第２の断層画像を用いて対象物の良否を判定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、検査対象に含まれる基板の配置面に平行な複数の断層画像のうち、Ｘ線が多く吸収された部分の割合が高い断層画像の位置を抽出する。そして、抽出した断層画像の位置および基板上に配置される部品の形状特性に基づいて、抽出した断層画像から所定の距離だけ離れた断層画像を用いて基板を検査する。その結果、本発明によれば、自動的に検査に適した面を用いて基板を検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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、同一の部分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。
【００３０】
［第１の実施の形態］
（構成の概略）
図１を参照して、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。
【００３１】
Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線１８を出力するＸ線源１０と、Ｘ線検出器２３と、画像取得制御機構３０と、検査対象１の位置を移動する検査対象駆動機構１１０とを備える。さらに、Ｘ線検査装置１００は、入力部４０と、出力部５０と、Ｘ線源制御機構６０と、検査対象位置制御機構１２０と、演算部７０と、記憶部９０とを備える。
【００３２】
検査対象１は、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との間に配置される。本実施においては、検査対象１は、部品が実装された回路基板であるとする。なお、図１では、下から順にＸ線源１０、検査対象１、Ｘ線検出器２３が設置されているが、Ｘ線源の保守性の観点より、下から順に、Ｘ線検出器２３、検査対象１、Ｘ線源１０との並びでこれらを配置してもよい。
【００３３】
Ｘ線源１０は、Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象１に対して、Ｘ線１８を照射する。本実施の形態では、検査対象１は、回路部品を実装した基板であるものとする。
【００３４】
検査対象１は、検査対象駆動機構１１０により移動される。検査対象駆動機構１１０の具体的な構成については、後述する。検査対象位置制御機構１２０は、演算部７０からの指示に基づいて、検査対象駆動機構１１０の動作を制御する。
【００３５】
Ｘ線検出器２３は、Ｘ線源１０から出力され、検査対象１を透過したＸ線を検出して画像化する２次元Ｘ線検出器である。Ｘ線検出器２３としては、Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）管や、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いることができる。設置スペースの観点からは、Ｘ線検出器２３には、ＦＰＤを用いることが望ましい。また、インライン検査で使うことができるようにＸ線検出器２３は、高感度であることが望ましく、ＣｄＴｅを使った直接変換方式のＦＰＤであることが特に望ましい。
【００３６】
画像取得制御機構３０は、検出器駆動制御機構３２と、画像データ取得部３４を含む。検出器駆動制御機構３２は、演算部７０からの指示に基づき、Ｘ線検出器駆動部２２の動作を制御し、Ｘ線検出器２３を移動する。画像データ取得部３４は、演算部７０から指定されたＸ線検出器２３の画像データを取得する。
【００３７】
入力部４０は、ユーザからの指示入力等を受け付けるための操作入力機器である。出力部５０は、測定結果等を外部に出力する装置である。本実施の形態では、出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像等を表示するためのディスプレイである。
【００３８】
すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。
【００３９】
Ｘ線源制御機構６０は、電子ビームの出力を制御する電子ビーム制御部６２を含む。電子ビーム制御部６２は、演算部７０から、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定をうける。指定されるＸ線エネルギーは、検査対象の構成によって異なる。
【００４０】
演算部７０は、記憶部９０に格納されたプログラム９６を実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。演算部７０は、Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、再構成部７６と、良否判定部７８と、検査対象位置制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４とを含む。
【００４１】
Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。
【００４２】
画像取得制御部７４は、Ｘ線検出器２３が画像を取得するように、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御部７４は、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。
【００４３】
再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。
【００４４】
良否判定部７８は、部品が実装される基板表面の高さ（基板高さ）を求め、基板高さの断層画像をもとに検査対象の良否を判定する。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は、検査対象によって異なるため、良否判定部７８は、これらを撮像条件情報９４から入手する。
【００４５】
検査対象位置制御部８０は、検査対象位置制御機構１２０を介し、検査対象駆動機構１１０を制御する。
【００４６】
Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象１のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。
【００４７】
撮像条件設定部８４は、検査対象１に応じて、Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件（たとえば、Ｘ線源に対する印加電圧、撮像時間等）を設定する。
【００４８】
記憶部９０は、Ｘ線焦点位置情報９２と、撮像条件情報９４と、上述した演算部７０が実行する各機能を実現するためのプログラム９６と、Ｘ線検出器２３が撮像した画像データ９８とを含む。Ｘ線焦点位置情報９２には、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置が含まれる。撮像条件情報９４は、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムに関する情報を含む。
【００４９】
なお、記憶部９０は、データを蓄積することができるものであればよい。記憶部９０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成される。
【００５０】
（具体的構成）
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の具体的構成について、図２を参照して説明する。図２は、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。なお、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。また、図２では、図１に示した部分のうち、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係し、説明に必要な部分を抜き出して記載している。
【００５１】
Ｘ線源１０は、本実施の形態では、Ｘ線を発生する位置（Ｘ線焦点位置）を一方向に沿う可能な、走査型Ｘ線源である。Ｘ線源１０は、Ｘ線源制御機構６０を通した演算部７０からの命令に従って、Ｘ線を発生させる。
【００５２】
なお、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。また、図２では、図１に示した部分のうち、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係し、説明に必要な部分を抜き出して記載している。
【００５３】
Ｘ線源１０は、密閉型のＸ線源であり、Ｘ線検査装置１００の上部もしくは下部に据え付けられている。なお、Ｘ線源１０のターゲットは透過型であってもよいし、反射型であってもよい。Ｘ線源１０は、稼動部（図示しない）に取り付けられており、垂直方向に移動可能であるものとする。
【００５４】
Ｘ線検出器２３は、検査対象１（基板）を挟むようにＸ線源１０と対向した位置に配置される。Ｘ線検出器２３は、Ｘ線源１０から照射されたＸ線を画像化する。また、Ｘ線検出器２３はＸ線検出器駆動部２２に取り付けられている。Ｘ線検出器駆動部２２は、３次元ステージであって、Ｘ線検出器２３を、水平方向および垂直方向に移動可能である。
【００５５】
検査対象駆動機構１１０は、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との間に設置される。検査対象駆動機構１１０は、ステージ１１１ａ，１１１ｂ、および、ステージ１１１ａ，１１１ｂに付属されている基板レール１１２ａ，１１２ｂを含む。ステージ１１１ａ，１１１ｂは、検査対象１を水平方向に平行移動可能である。基板レール１１２ａ，１１２ｂは、各々、検査対象１を上下からはさみこむことで基板を固定している。
【００５６】
図２を参照して、Ｘ線検査装置１００は、変位計１１４および光学カメラ１１６（これらは、図１では示していなかった）を備える。変位計１１４は、基板までの距離を測定する。したがって、変位計１１４は、後で詳述する基板の反りを計測することが可能である。光学カメラ１１６は可視光により基板を撮影する。光学カメラ１１６は、検査する位置の設定のためのフィデューシャルマークの撮影に用いられる。変位計１１４および光学カメラ１１６は、Ｘ線による撮像時にＸ線に被爆しないように退避機構（図示していない）により、Ｘ線が照射されない領域に退避される。
【００５７】
以上の構成により、Ｘ線検査装置１００は、線源−基板間距離と線源−ディテクタ間の距離の比（拡大率）を変更することができる。その結果、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器２３で撮像される検査対象１の大きさ（したがって、分解能）を変更できる。
【００５８】
また、Ｘ線検査装置１００は、様々な方向から基板を撮像できるように、基板とＸ線検出器２３とを稼動できる。本実施の形態では、この様々な方向からの撮像結果を基に、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる３次元データ生成手法を用いて、対象物１の３次元データを生成する。
【００５９】
また、本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、インライン検査に用いられる。インライン検査のために、検査対象駆動機構１１０は、基板を搬入出する機構をさらに含む。ただし、このような基板の搬入出機構は、図２には示していない。基板の搬入出機構としては、基板レール上に配置したベルトコンベアが用いられるのが一般的である。あるいは搬入出機構としてプッシャと呼ばれる棒を用いてもよい。プッシャにより基板をレール上で滑らせることにより、基板を移動させることができる。
【００６０】
ここで、図３を参照して、検査対象１の配置について詳しく説明する。図３は、検査対象１およびその周辺の側面図である。図３を参照して、検査対象１に含まれるプリント基板は、一対のレール１１２により固定されている。各レール１１２は、検査対象１の左端または右端を上下から挟み、プリント基板を固定する。
【００６１】
レール１１２は、検査対象位置制御部８０からの命令によって検査対象を水平（Ｘ−Ｙ）および垂直（Ｚ）方向に移動可能である。本実施の形態では、検査対象駆動機構１１０は、検査対象１を、ほぼ水平面に平行な、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である搬送面に沿って搬送するものとする。ここで、「法線方向が実質的にＺ方向である」とは、搬送面が検査に支障のない範囲で（例えば、０〜５度）水平面から傾いていてもよいことを意味する。
【００６２】
図３に示すようにプリント基板は、反っている。プリント基板への部品の実装には、リフローといったような加熱処理工程が含まれるため、一般に、熱によりプリント基板が変形し、反りが生じる。通常の外観検査であれば、バックアップピンと呼ばれる支持棒により基板の反りを軽減できる。しかしながら、Ｘ線検査では、バックアップピンが画像に写りこんでしまうため、バックアップピンを使用できない。図に示した検査対象駆動機構１１０は、検査対象１の上下面を覆わない。そのため、Ｘ線は、検査対象１を透過することができる。ただし、検査対象駆動機構１１０の構成は、上述のものに限られない。例えば、Ｘ線を透過するＸ−Ｙステージを検査対象駆動機構１１０として用いてもよい。しかしながら、多くの検査対象１を検査するためには、図示した検査対象駆動機構１１０が好適である。
【００６３】
演算部７０としては、一般的な中央演算装置（ＣＰＵ）を用いることができる。記憶部９０は、主記憶部９０ａと補助記憶部９０ｂとを含む。主記憶部９０ａとしてはメモリを、補助記憶部９０ｂとしてはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を、例えば用いることができる。つまり、演算部７０および記憶部９０としては、一般的な計算機を使用可能である。
【００６４】
（処理の流れ）
図４は、第１の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。図４を参照して、第１の実施の形態に係るＸ線検査全体の流れについて説明する。
【００６５】
図４を参照して、まず、処理が開始されると（ステップＳ４０１）、Ｘ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００内部の規定位置に搬入する（ステップＳ４０３）。規定位置は、通常、Ｘ線検査装置１００の中央、すなわち、Ｘ線照射範囲の中央に設定されていることが好ましい。ただし、規定位置は、Ｘ線検出器２３が基板のＸ線透視画像を撮像可能な位置であれば構わない。
【００６６】
ステップＳ４０５において、Ｘ線検査装置１００は、光学カメラ１１６により、フィデューシャルマークを撮影する。また、Ｘ線検査装置１００は、フィデューシャルマークの位置に基づいて、必要があれば、基板位置を補正する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、搬入時と同様に基板位置を移動させる。これらの処理により、Ｘ線検査装置１００は、基板搬入時に生じた基板位置のずれや基板の傾きを認識し、ずれおよび傾きを補正することが可能である。
【００６７】
ステップＳ４０７において、Ｘ線検査装置１００は、変位計１１４を用いて、再構成領域（以下、視野ともいう）中の基板の高さを測定する。Ｘ線検査装置１００は、計測された基板の高さを、主記憶部９０ａに保存しておく。保存された基板の高さは、後述するＣＴ撮像時に使用される。
【００６８】
一度の撮像では検査対象１全体を撮像できないなど、検査対象１が複数の視野を含む場合は、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像を行なう前に、全ての視野について、基板高さを計測しておく。これは、ＣＴ撮像時に変位計が被爆しないように退避させる必要があることによる。このように基板高さを予め全て計測する方が、各視野のＣＴ撮像の都度、基板高さを計測するのに比べて、全体の検査時間を短縮できる。
【００６９】
ステップＳ４０９において、Ｘ線検査装置１００は、検査対象１内で、１つの視野を複数の方向から撮像する。本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、基板とＸ線検出器２３とを水平方向に円軌道を描くように移動させて、視野を複数の方向から撮像する。撮像時の基板およびＸ線検出器２３の位置は、照射角度θＲ、線源−基板間距離（ＦＯＤ）、線源−検出器間距離（ＦＩＤ）により決定される。基板およびＸ線検出器２３は、Ｘ線検出器２３の中心に視野の中心が撮像されるように配置される。なお、基板およびＸ線検出器２３の軌道は円でなくてもよく、矩形や直線等であってもよい。
【００７０】
撮像枚数は、使用者により設定可能であるものとする。使用者は、求められる再構成データの精度に基づいて撮像枚数を決定することが好ましい。撮像枚数は、通常は、４〜２５６枚程度である。しかしながら、撮像枚数はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、２５６枚を超える枚数の画像を撮像してももちろん構わない。
【００７１】
ステップＳ４１１において、Ｘ線検査装置１００は、複数方向の撮像画像から再構成データを生成する。再構成処理は、様々な方法が提案されており、たとえば、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いることができる。
【００７２】
ステップＳ４１３において、Ｘ線検査装置１００は、基板高さ、すなわち、部品が配置されている基板表面の高さを抽出する。ステップＳ４１３で行なわれる処理の詳細については、後述する。
【００７３】
ステップＳ４１５において、Ｘ線検査装置１００は、基板高さから高さ方向に所定の距離だけ離れた高さの断層画像を、検査に用いる検査画像として取得する。ここで、検査画像の高さと基板高さとの間の距離は、使用者により設定されるものとする。なお、この距離は、検査対象１の設計データおよび検査方法に応じて設定されることが好ましい。本実施の形態では、部品が配置されている基板の表面から、部品が配置されている側に少し離れた高さの断層画像が検査画像に設定される。
【００７４】
ステップＳ４１７において、Ｘ線検査装置１００は、検査画像を用いて、視野の良否判定を行なう。すなわち、Ｘ線検査装置１００は、加熱後のはんだのぬれ性、はんだのボイドおよびブリッジの有無、異物の有無などを検査する。様々な良否判定手法が周知であり、Ｘ線検査装置１００は、検査項目に適した良否判定手法を用いればよい。
【００７５】
本実施の形態では、良否判定部７８は、２値化画像内のはんだ面積に基づいて、実装基板の良否を判定する。以下、図５を参照して、本実施の形態における基板の良否判定について説明する。図５は、２値化画像内のはんだ面積に基づく良否判定について説明するための図である。
【００７６】
図５Ａは、電子部品が実装された基板の斜視図である。基板５０１上に、第１の部品５０２と、第２の部品５０３とが実装されている。第２の部品５０３は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）５０４等により、基板５０１に物理的および電気的に接続されている。
【００７７】
図５Ｂは、基板５０１と第２の部品５０３との接続箇所を基板５０１の面に垂直な断面で切った断面図である。ＢＧＡ５０４は、第２の部品５０３と基板５０１の表面層５０５とを接続する。ＢＧＡ５０４は、加熱され、加熱後の状態５０６に変形する。ただし、加熱後の状態５０６にボイド５０７が生じる場合がある。また、複数のはんだボールが結合しブリッジ５０８を形成する場合もある。
【００７８】
Ｘ線検査装置１００は、はんだボールを含むと期待される領域の３次元データを生成し、３次元データを切り出して断層画像を作成する。Ｘ線検査装置１００は、作成した断層画像を２値化し、画像をはんだとそれ以外に分離した２値化画像を取得する。この２値化処理には、判別分析法等の一般的な２値化処理を用いることが可能である。検査装置は、２値化画像から白（もしくは１）の部分のラベリングを行ない、はんだを区別したラベリング画像を取得する。このラベリング処理には、ラスタスキャンによって連結の有無を判定するような一般的なラベリング処理を用いることが可能である。
【００７９】
基板５０１の面に平行な断面の一例を、図５Ｃに示す。図５Ｃは、図５Ｂにおいて破線で示した断面で切った接続箇所の断面図である。図５Ｃでは、はんだを白、はんだ以外を斜線で示している。ここでは、正常、ボイド、ブリッジの３種類の状態を示した。図５Ｃを参照して、ボイド５０７がある場合、はんだ内にはんだがない部分が生じる。ブリッジ５０８がある場合、正常時に比べ広範な領域にはんだが観察される。
【００８０】
検査装置は、ラベリング画像からそれぞれのはんだの面積（白もしくは１の画素の個数）を計数し、はんだの面積を求める。検査装置は、面積が一定の範囲内であれば良品、それ以外であれば不良とすることで、はんだ接合面の良否を判定する。この一定の範囲の閾値は、予めユーザにより設定されることが一般的である。
【００８１】
図４に戻って、ステップＳ４１８において、Ｘ線検査装置１００は、すべての視野に対して良否判定を行なったかどうか判断する。良否判定を行なっていない視野がある場合（ステップＳ４１８においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像（ステップＳ４０９）からの処理を繰り返す。一方、すべての視野に対して良否判定が行なわれた場合（ステップＳ４１８においてＹＥＳ）、処理をステップＳ４１９に進める。
【００８２】
ステップＳ４１９において、Ｘ線検査装置１００は、基板をＸ線検査装置１００から搬出する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００の外に移動する。
【００８３】
以上で、Ｘ線検査装置１００は、１つの検査対象１についての検査を終了する（ステップＳ４２１）。Ｘ線検査装置１００は、複数の検査対象１についてのインライン検査を実行する場合には、ここまで説明したステップＳ４０１からステップＳ４２１までの一連の処理を繰り返す。
【００８４】
（基板高さ抽出）
ここからは、図４で触れた基板高さ抽出について説明する。Ｘ線検査装置１００は、まず、基板上に実装される部品の「高さ方向」の座標を求め、部品からの相対的な位置により基板の高さ方向の位置を求める。ここで、「高さ方向」は、基板が搬送および配置される面（基準面）の法線方向として定義される。本実施の形態では、基板は、水平面に沿って搬送および配置されるので、基準面は水平面であり、高さ方向は、鉛直方向である。
【００８５】
本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、部品の高さを、高さの異なる複数の断層画像について、輝度値の分散を計算し、求めた分散を高さごとに比較することで求めることができる。これは、次のような理由による。
【００８６】
輝度値は、撮像された物体がＸ線を吸収する度合い（吸収係数）により変化する。ところで、基板表面に実装される部品は、部品以外の物体（基板や空気）に比べて、吸収係数が高い部材（ＢＧＡの場合、はんだ）を含む。そのため、部品が存在する領域の輝度値は、部品以外の物体が存在する輝度値に比べて、高くなる。したがって、部品の存在する高さの断層画像では輝度値のコントラストが大きくなり、輝度値の分散が大きくなる。
【００８７】
さらに、いずれの検査対象についても、部品は基板に対してほぼ一定の高さに実装されている。したがって、基板表面からある高さだけ離れた断面の断層画像では、輝度値（画素値）のコントラストが大きく、輝度値の分散は大きくなると考えられる。したがって、輝度値の分散が大きな断面から基板の高さを求めることができる。
【００８８】
本実施の形態では、検査対象１は、基板と、基板に実装されるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であるとする。ＢＧＡは、回路部品と、回路部品を基板に接合する複数のはんだボールを含む。Ｘ線検査装置１００は、分散が最大となる高さと、ＢＧＡのはんだボールの高さとから基板高さを求める。ここで、はんだボールの高さとは、基板表面からはんだボールが水平方向に最も膨らむ位置までの距離、すなわち、はんだボールの半径である。
【００８９】
はんだボールと基板との相対的な高さ方向の距離は、同一の検査対象１の同一領域については一定である。そのため、はんだボールと基板との間の距離Ｈは、例えば、ユーザがティーチングモード時に一度設定すればよい。検査モード時に距離Ｈを再設定する必要はない。なお、Ｘ線検査装置１００が、検査対象１の設計値に基づいて、距離Ｈを設定してもよい。
【００９０】
ところが、検査時に基板およびはんだボールが位置する高さ方向についての座標は、検査のたびに異なる。すでに説明したように、基板には反りがある。基板の反り量は、基板を固定するレールの固定位置、基板の熱変形の度合い等の要素により検査対象となる基板ごとにばらつきが生じる。そのため、インライン検査前のティーチングモードにあたって変位計１１４により予め基板の反り量を測っていたとしても、測定された反り量は、その後で検査される基板の反り量とは異なる。よって、検査前に予め計測した基板の反り量を、検査モードにて使用することはできない。そこで、Ｘ線検査装置１００は、絶対的な基板高さを求めるにあたり、検査のたびに再構成データからはんだボールの高さを求めて、絶対的な基板高さを算出する。
【００９１】
以下、図６を参照して、基板高さ位置取得処理について説明する。図６は、基板高さ位置取得にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【００９２】
Ｘ線検査装置１００は、基板高さ位置取得処理を開始すると（ステップＳ６０１）、まず、対象物の水平断面の高さを指定するパラメータＺに０を代入する（ステップＳ６０３）。再構成処理により生成される３次元の再構成データはボクセルと呼ばれる立方体が複数並ぶデータ構造を有しており、再構成データの最も上（鉛直上）の層の高さが、Ｚ＝０の断面である。再構成データ中のＺ番目の層が、Ｚ＝Ｚの断層画像に対応する。なお、パラメータＺは、実際の高さを表しているわけではないが、以下では、簡単のため、パラメータＺで指定される実際の高さを、高さＺと呼ぶ。
【００９３】
ステップＳ６０５において、Ｘ線検査装置１００は、再構成データ内から、高さＺの２次元データ（断層画像）を取得する。
【００９４】
ステップＳ６０７において、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６０３で取得された高さＺの断層画像の分散Ｖ（Ｚ）を算出する。ここで、断層画像の分散は下記の式（＊）で計算される。
【００９５】
Ｖ（Ｚ）＝ΣｘΣｙ（Ｉｘｙ−Ｉａｖｇ） …（＊）
ただし、Ｉｘｙは、断層画像内の画素ｐ（ｘ，ｙ）の輝度値、Ｉａｖｇは断層画像内の全画素の平均値を表す。
【００９６】
さらに、ステップＳ６０７において、Ｘ線検査装置１００は、計算した分散Ｖ（Ｚ）を主記憶部９０ａに保存しておく。保存された分散Ｖ（Ｚ）は、各断層画像の分散を比較する際に用いられる。
【００９７】
ステップＳ６０９において、Ｘ線検査装置１００は、全ての高さの断層画像について、分散を求めたかどうか判断する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、Ｚが、再構成データ内の断層数未満かどうかを判断する。Ｚが断層数未満であるとき（ステップＳ６０９においてＹＥＳ）、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１１においてＺをインクリメントしたあと、ステップＳ６０５からの処理を繰り返す。一方、Ｚが断層数に達しているとき（ステップＳ６０９においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１３の処理に進む。
【００９８】
ステップＳ６１３において、Ｘ線検査装置１００は、各断層画像の分散Ｖ（Ｚ）を比較し、分散Ｖ（Ｚ）が最大となるＺを求める。
【００９９】
ステップＳ６１５において、Ｘ線検査装置１００は、はんだボール高さＨを取得する。ここで、はんだボール高さＨは、すでに説明したように、予め設定されている。高さＨの値は、はんだ高さの設計値よりＸ線検査装置１００により自動的に設定されてもよい。また、ティーチングモード時にユーザが高さＨの値を設定してもよい。
【０１００】
ステップＳ６１７において、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１３で求めたＺおよびステップＳ６１５で取得したＨに基づいて、基板高さを求める。基板の上側に部品が実装されている場合は、はんだボールよりも下側に基板があるため、Ｘ線検査装置１００は、Ｚ−Ｈを基板高さとして求める。一方、基板の下側に部品が実装されている場合は、Ｘ線検査装置１００は、Ｚ＋Ｈを基板高さとして求める。なお、部品が基板の上側および下側のいずれに実装されているかについての情報は、例えば、ティーチングモード時にユーザが設定しておくものとする。
【０１０１】
なお、図６では、Ｘ線検査装置１００が、鉛直上の断層データから鉛直下の断層データに向けて順に、各断層データでの分散を求める例を示しているが、分散を求める手順はこれに限られるわけではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、鉛直下の断層データから鉛直上の断層データに向けて順に分散を求めてもよい。
【０１０２】
また、上の説明では、Ｘ線検査装置１００は、再構成した３次元データから複数の断層データを生成しているものの、Ｘ線検査装置１００は、ボール高さを必要な精度で決定できる間隔で、複数の断層データを生成することができればよい。Ｘ線検査装置１００は、視野内の全てのボクセルのデータを再構成しなくてもよい。
【０１０３】
（実験結果）
出願人は、ＢＧＡが実装されたプリント基板について、上記のＸ線検査方法により基板高さを求める実験を行なった。その実験結果を図７から図９に記す。図７は、各断層高さにおける分散Ｖ（Ｚ）の値を示す図である。図８は、分散が最も大きくなる断層高さ（図７における断層高さ（Ａ））での断層画像を示す図である。図９は、分散が最も大きくなる断層高さから２０層下側の（図８における断層高さ（Ｂ）での）断層画像を示す図である。
【０１０４】
図８を図９と比較して参照すると、分散が最も大きくなる断層画像では、はんだボールに対応する領域（輝度値が高い領域）が大きい。また、図９を参照すると、高さ（Ｂ）の断層画像では、プリント基板の配線が観察されることが分かる。すなわち、この断層画像は、基板高さの断層画像であることが分かる。
【０１０５】
また、図７を参照して、分散は、断層高さがボールの中心に近づくにしたがって徐々に大きくなる傾向を示している。これは、分散が、ノイズに対する耐性が強いことを意味する。例えば、ある高さの断層画像でノイズが大きく分散が極端に大きくなるような場合でも、Ｘ線検査装置１００は、複数の高さでの分散の平均をとることで、ボール高さを精度よく検出できる。このように、Ｘ線検査装置１００は、安定的に、ボールの中心を求めることができるため、安定して基板高さを求めることができる。
【０１０６】
（変形例）
以上の説明では、ボール高さを求めるために、断層画像内の分散を利用したが、Ｘ線検査装置１００は、高輝度領域の割合が高い断層を特定できればよい。この特定は、他の方法で実現されてもよい。
【０１０７】
（１） はんだボールの直径
良否判定部７８は、断層画像において、はんだボールに対応するはんだ領域（２値化したときの、白または値が１の領域）の直径が最大となる高さを、ボール高さとしてもよい。これは、はんだボールが球形をしており、中心付近の直径が最大となる性質を利用したものである。
【０１０８】
（２） はんだボールの面積
良否判定部７８は、はんだ領域の面積が最大となる高さを、ボール高さとしてもよい。この設定方法は、はんだボールの直径をボール高さとみなす方法と同様の考え方に基づいている。しかしながら、この方法では、はんだボールの断層が正円でないことによる誤認識を回避することができる。また、この方法には、面積は長さの２乗になるため、長さで比較するよりもノイズの影響を受けにくいという利点がある。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、ティーチングあるいは検査時に自動的に基板高さを抽出することができる。そのため、Ｘ線検査装置１００は、配線パターンを用いて基板高さを求める従来の技術に比べて、次のような有利な効果を奏する。
（１）使用者の負担軽減。
（２）ヒューマンエラーの防止。
（３）平面上に配線パターンがない基板の基板高さを抽出できる。
（４）配線パターンのＳＮ比が小さい基板の基板高さを正確に抽出できる。
（５）多層基板の基板高さを高精度に抽出できる。
【０１１０】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、再構成領域（視野）を水平方向について複数の部分領域に分割し、各部分領域について基板高さの算出および良否判定を行なう。再構成領域を分割する理由は、２つあり、基板反りへの対応と、良否判定の高速化である。
【０１１１】
基板反りへの対応について説明する。すでに説明したように、プリント基板のＸ線検査では基板に反りが発生する。基板の反りがある場合、基板全体の高さが変化するとともに、基板面内の場所によって基板高さに差が生じる。したがって、部品（実装パッケージ）の全域にわたって、基板の表面から一定の距離だけ離れた接合面を用いて検査したい場合には、検査領域の水平座標によって検査する高さを変更する必要がある。
【０１１２】
図１０および図１１を参照して、このことについてより詳しく説明する。図１０は、反りによって断層面に対して傾いたプリント基板およびＢＧＡを模式的に示した図である。図１１は、図１０に示した断層面での断層画像の輝度分布を模式的に示した図である。図１１では、輝度が所定の閾値より高く、はんだに対応すると判断される画素領域（明領域）を斜線で示している。
【０１１３】
図１０に示すように基板が反っている場合、一つの断層画像を用いて、接合を正しく検査することができない。断層画像内の各位置での明領域は、基板表面からの高さが異なる面でスライスされたはんだに対応するためである。例えば、図１１の左上の明領域は、基板高さ付近の高さでのボールの断面に対応する。一方、右上の明領域、ボール中心高さでのボールの断面に対応する。よって、再構成データ全体にわたり、同一の高さの断面を用いて検査しようとすると、各接合部に対し適切な高さで検査を行なうことが困難である。
【０１１４】
そこで、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、再構成データを水平方向について複数の検査領域に分割し、検査領域ごとに基板高さおよび検査高さを求めて、検査する。したがって、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、基板と部品との接合箇所全てにわたり、適切な検査を行なうことができる。
【０１１５】
続いて、良否判定の高速化について説明する。視野を分割しない場合、Ｘ線検査装置は、再構成データの断層画像全体について、良否判定に関わる処理（基板高さ抽出、良否判定等）を行なう必要がある。しかし、断層画像内には、ＢＧＡのはんだボールの配列によっては、良否判定をする必要のない領域の画像まで含まれることがある。視野を分割しない場合、Ｘ線検査装置は、このような領域に対する不必要な判定を行っているため、判定時間が長くなる。
【０１１６】
したがって、視野の分割により検査時間を短縮できる。例えば、断層画像全体の面積に対し、はんだボールの占める面積（厳密には、はんだボールを含むように設定されるこの場合は、矩形の視野を想定）の割合が５０％の場合、視野を分割した場合の良否判定時間は、断層画像全体を検査する場合に比べ、およそ２分の１になる。検査時間をできるだけ短くしたいインライン検査において、良否判定時間が２分の１になることは大変有益である。
【０１１７】
本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、断面画像を、各々がはんだボールに対応する領域を少なくとも１つ含む領域に分割し、分割後の領域ごとに基板高さを求め、求めた各検査高さに基づいて良否判定を行なう。したがって、Ｘ線検査装置１００は、検査時間を短縮することができる。
【０１１８】
以下、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００について詳しく説明する。Ｘ線検査装置１００の構成は、概ね第１の実施の形態のものであるため、その説明は繰り返さない。ただし、Ｘ線検査の際に行なう処理が、第１の実施の形態での処理と異なる。以下、第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００が行なう処理について説明する。
【０１１９】
（処理の流れ）
図１２を参照して、第２の実施の形態に係るＸ線検査全体の流れについて説明する。図１２は、第２の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。
【０１２０】
検査の開始（ステップＳ１２０１）からデータ再構成（ステップＳ１２１１）までの処理は、それぞれ、図４のステップＳ４０１からステップＳ４１１までの処理と同様であるため、これらの説明は繰り返さない。
【０１２１】
ステップＳ１２１３において、Ｘ線検査装置１００は、視野を分割する。すなわち、Ｘ線検査装置１００は、断層画像内に複数の部分領域を設定する。ステップＳ１２１３の詳細については、後述する。
【０１２２】
ステップＳ１２１５において、Ｘ線検査装置１００は、各部分領域について、基板高さ、すなわち、部品が配置されている基板表面の高さを抽出する。Ｘ線検査装置１００は、各部分領域について、各断面の部分領域内の断面画像（部分画像とよぶ）での輝度値の分散を求め、分散の最も高い部分画像の高さから所定の距離離れた高さを、部分領域での基板表面の高さとして求める。各部分領域に対してＸ線検査装置１００が行なう処理の詳細は、図６を参照して説明したものと同様の処理であり、その説明は繰り返さない。
【０１２３】
ステップＳ１２１７において、Ｘ線検査装置１００は、各部分領域について、基板高さから高さ方向に所定の距離だけ離れた高さの断層画像を、検査画像として取得する。
【０１２４】
ステップＳ１２１９において、Ｘ線検査装置１００は、検査画像を用いて、ステップＳ４１７と同様の視野の良否判定を行なう。
【０１２５】
ステップＳ１２２０において、Ｘ線検査装置１００は、すべての視野に対して良否判定を行なったかどうか判断する。良否判定を行なっていない視野がある場合（ステップＳ１２２０においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像（ステップＳ１２０９）からの処理を繰り返す。一方、すべての視野に対して良否判定が行なわれた場合（ステップＳ１２２０においてＹＥＳ）、処理をステップＳ１２２１に進める。
【０１２６】
ステップＳ１２２１において、Ｘ線検査装置１００は、基板をＸ線検査装置１００から搬出する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、第１の実施の形態と同様、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００の外に移動する。
【０１２７】
以上で、Ｘ線検査装置１００は、１つの検査対象１についての検査を終了する（ステップＳ１２２３）。Ｘ線検査装置１００は、複数の検査対象１についてのインライン検査を実行する場合には、ここまで説明したステップＳ１２０１からステップＳ１２２３までの一連の処理を繰り返す。
【０１２８】
（視野分割）
図１３を参照して、図１２のステップＳ１２１３における視野分割処理について説明する。図１３は、視野分割にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【０１２９】
Ｘ線検査装置１００の良否判定部７８は、視野分割を開始すると（ステップＳ１３０１）、ステップＳ１３０３からステップＳ１３１５の処理を行ない、分散Ｖ（Ｚ）が最大となる高さＺの断層画像を取得する。ステップＳ１３０３からステップＳ１３１５での処理は、それぞれ、図６のステップＳ６０３からステップＳ６０５での処理と同様であり、これらの説明は繰り返さない。
【０１３０】
ステップＳ１３１７において、良否判定部７８は、分散が最大となる断層画像を、はんだに対応する部分（はんだ部）と、それ以外の部分とに分割するために、断層画像を２値化する。２値化の閾値は予め設定してもよい。また、はんだとそれ以外の部分（空気や基板）の輝度差は十分に大きいため、良否判定部７８は、判別分析法等の公知の閾値設定手法を用いて、２値化を行なうこともできる。これ以降の説明では、２値化画像において、良否判定部７８は、２値化処理により、閾値以上の輝度値を１、閾値未満の輝度値を０に変更したものとする。
【０１３１】
ステップＳ１３１９において、良否判定部７８は、連続する輝度値が１の部分からなる領域（明領域とよぶ）を、明領域が個々のはんだに対応付けて認識されるように、ラベリングする。ラベリングには、公知の手法を用いることが可能である。例えば、良否判定部７８は、ラスタスキャンおよびルックアップテーブルを用いた手法や輪郭追跡法等を用いればよい。また、ラベリングにおける近傍の画素は、使用者により設定できるものとする。使用者は、精度や速度の観点から４近傍や８近傍といった設定をすればよい。
【０１３２】
ステップＳ１３２１において、良否判定部７８は、はんだ部がラベリングされた画像に基づいて、互いに近傍に位置する所定の個数のはんだ部に対し、部分領域についてのラベルを与える。つまり、１つのはんだ部は、はんだ部のラベルと部分領域のラベルとの２つのラベルを持つことになる。なお、以下では、部分領域を、「分割後の視野」、あるいは、分割前の視野との誤解を招かないと考えられる場合には、単に「視野」ともよぶ。
【０１３３】
良否判定部７８は、同一の視野に含めるはんだ部の個数を、予め設定しておいた設定値に基づいて決定する。例えば、設定値を１にした場合、はんだ部一つ一つに基板高さを求め検査を行なうこととなる。同一の視野に含めるはんだ部の個数は、通常、基板の設計仕様で決定されるため、予め使用者が設定してもよい。また、良否判定部７８は、断層画像中のはんだ部の分布に基づいて、同一視野のはんだ部の個数を自動的に設定してもよい。
【０１３４】
縦および横方向にはんだが等間隔に配置されている基板では、縦方向と横方向にそれぞれ設定値を決めてもよい。この場合、良否判定部７８は、断層画像内の１つのはんだ部を基準として、設定された個数のはんだ部に視野についてのラベリングを与える。基準とするはんだ部は、対象物の設計情報（例えば、部品が実装される基板内の位置についての情報）に基づいて、Ｘ線検査装置１００あるいは使用者が設定できてもよい。なお、良否判定部７８は、視野のラベリングを、基準のはんだ部から、所定の距離内のはんだ部についてのみ行なってもよい。これにより、検査時間を短縮できる。視野のラベルを与える領域、すなわち、検査を実施する範囲は、設計情報からＸ線検査装置１００あるいは使用者が設定できる。
【０１３５】
図１４に、分割後の一視野中のはんだ部の個数を、横方向に４個、縦方向に４個と設定して、視野を分割した例を示す。図１４中斜線で示した部分がはんだ部である。図１４では、左下のはんだ部を起点として、視野が設定されている。なお、ラベリング範囲の制限により、横４×縦２のはんだ部を含む領域が視野３として設定されている。
【０１３６】
はんだが等間隔に配置されていない場合には、良否判定部７８は、ラベリングされた順番を用いて、視野のラベリングを行なってもよい。あるいは、良否判定部７８は、基準となるはんだ部からの距離により、視野のラベリングを行なってもよい。
【０１３７】
図１３に戻って、視野のラベリング後、良否判定部７８は、視野分割処理を終了する（ステップＳ１３２３）。
【０１３８】
［その他の実施の形態］
上記説明は、ＢＧＡが実装された基板の検査について行なったが、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００が検査できる対象物は、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、はんだボールを用いた他の部品、例えば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）が実装される基板の検査を行なうこともできる。また、Ｘ線検査装置１００を、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等のその他の表面実装基板や、ピン挿入型の実装基板の検査に適用することもできる。いずれの場合でも、Ｘ線検査装置１００は、部品のうちＸ線の吸収係数の高い部分（高吸収部分）に対応する領域の割合が高い断面を見つけ、その断面から、部品の形状特性に基づく距離だけ離れた断面を検査面に設定すればよい。
【０１３９】
他の対象物への適用の一例として、Ｘ線検査装置１００を用いて、ＱＦＰのバックフィレット検査が行なえることを以下に示す。
【０１４０】
図１５は、ＱＦＰが実装される基板の側面図である。図１５を参照して、基板１５０１の表面上にＱＦＰ１５０２が実装されている。ＱＦＰ１５０２から引き出されたリード１５０３と基板１５０１とが、はんだ１５０４により接合されている。
【０１４１】
このようにＱＦＰ１５０２が実装された基板１５０１を検査対象とする場合においても、分散が最大となる高さは、はんだが最も大きな面積を占める断層（ほぼ基板１５０１の部品実装面に一致）の高さである。ＢＧＡの検査の場合と同様に、分散の結果をもとに検査する高さを決定することができる。検査すべき断層面、すなわち、リード１５０３とはんだ１５０４との接合面を、図１５中に点線で示す。図１５から分かるように、分散が最大となる高さより上方向に検査高さがある。したがって、使用者は、分散が最大となる高さから上方向に検査高さを設定すればよい。
【０１４２】
図１６は、図１５に示す断層面での断面を模式的に示した図である。図１６を参照して、Ｘ線検査装置１００は、リード１５０３を囲むはんだ１５０４の形状に基づいて、接合の良否を判定できる。
【０１４３】
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】
【０１４４】
【図１】第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。
【図３】検査対象１およびその周辺の側面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図５】２値化画像内のはんだ面積に基づく良否判定について説明するための図である。
【図６】基板高さ位置取得にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図７】各断層高さにおける分散Ｖ（Ｚ）の値を示す図である。
【図８】分散が最も大きくなる断層高さ（図７における断層高さ（Ａ））での断層画像を示す図である。
【図９】分散が最も大きくなる断層高さから２０層下側の（図８における断層高さ（Ｂ）での）断層画像を示す図である。
【図１０】反りによって断層面に対して傾いたプリント基板およびＢＧＡを模式的に示した図である。
【図１１】図１０に示した断層面での断層画像の輝度分布を模式的に示した図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図１３】視野分割にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図１４】分割後の一視野中のはんだ部の個数を、横方向に４個、縦方向に４個と設定して、視野を分割した例を示す図である。
【図１５】ＱＦＰが実装される基板の側面図である。
【図１６】図１５に示す断層面での断面を模式的に示した図である。
【図１７】特許文献１に記載のＸ線検査装置の構成を示す図である。
【図１８】特許文献１に示されている検査位置の断層画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 検査対象、１０ Ｘ線源、１２ 基板、１８ Ｘ線、２２ Ｘ線検出器駆動部、２３ Ｘ線検出器、３０ 画像取得制御機構、３２ 検出器駆動制御機構、３４ 画像データ取得部、４０ 入力部、５０ 出力部、６０ Ｘ線源制御機構、６２ 電子ビーム制御部、７０ 演算部、７２ Ｘ線源制御部、７４ 画像取得制御部、７６ 再構成部、７８ 良否判定部、８０ 検査対象位置制御部、８２ Ｘ線焦点位置計算部、８４ 撮像条件設定部、９０ 記憶部、９２ Ｘ線焦点位置情報、９４ 撮像条件情報、９６ プログラム、９８ 画像データ、１００ Ｘ線検査装置、１１０ 検査対象駆動機構、１１１ａ，１１１ｂ ステージ、１１２ａ，１１２ｂ 基板レール、１１４ 変位計、１１６ 光学カメラ、１２０ 検査対象位置制御機構、５０１ 基板、５０２ 第１の部品、５０３ 第２の部品、５０５ 表面層、５０６ 加熱後の状態、５０７ ボイド、５０８ ブリッジ、１５０１ 基板、１５０３ リード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を用いて検査対象を検査するＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。特に、本発明は、プリント基板と回路部品との間の接合の良否等を検査するのに用いられるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装部品がはんだ付けされるプリント基板（以下、単に「基板」ともいう）における、はんだ付け状態の良否等を検査するのに、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）がしばしば用いられている。Ｘ線ＣＴでは、対象物を複数の方向からＸ線により撮像し、Ｘ線が吸収された度合い（減衰量）の分布を示す複数枚の透視画像を取得する。さらに、複数枚の透視画像に基づく再構成処理を行ない、検査対象のＸ線吸収係数の分布の２次元データもしくは３次元データを得る。２次元空間の吸収係数分布を求めた画像は、特に断層画像と呼ばれる。
【０００３】
断層画像を用いたはんだ付け状態の検査にあたっては、検査する高さ（検査高さ）を決定することが必要である。ここで、「高さ」とは、断層画像の法線方向（以下、高さ方向）の座標のことを指す。
【０００４】
検査高さを決定する従来の方法の１つに、基板上の配線パターンに着目するものがある。例えば、特許文献１（特開２００６−２９２４６５号公報）に記載の従来技術では、配線パターンのエッジ情報を特徴量として、特徴量が最も大きくなる高さを検査高さとして決定している。
【０００５】
図１７および図１８を参照して、特許文献１に記載のＸ線検査装置について、より詳しく説明する。図１７は、特許文献１に記載のＸ線検査装置の構成を示す図である。このＸ線検査装置は、Ｘ線検出器１３ａにより、基板１２の複数の透視画像を撮像し、複数の高さについて、基板１２の断層画像を再構成する。Ｘ線検査装置は、断層画像のうちエッジ強度が最大の値となっている断層画像の座標を検査位置とする。図１８に、特許文献１に示されている検査位置の断層画像を示す。図１８を参照して、この断層画像には、配線パターンが観察される。なお、図１７およびその説明、ならびに図１８中の符号は、特許文献１に即したものであり、他の部分の符号とは無関係である。
【０００６】
また、特許文献２（特許第３６６５２９４号公報）には、対象物の複数の水平スライス画像を取得し、取得した水平スライス画像に基づいて、水平スライス画像に垂直な対象領域を決定し、対象領域の垂直スライス画像を使用して不良を検出する方法が開示されている。特許文献２に記載の方法では、各水平スライス画像における画素値の合計値を基に、垂直スライス画像を合成するために最良の水平スライス画像を特定する。さらに、特許文献２には、合計値を基に、不良を解析するために最良の水平スライス画像を特定することも開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２９２４６５号公報
【特許文献２】特許第３６６５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の方法では、以下のような問題がある。
（１）この方法では、検査位置の断層画像における配線パターンの位置を使用者が手動で設定する必要がある。この設定時間のために、この方法では、検査時間が長くなってしまう。
【０００８】
（２）この方法では、ヒューマンエラーが生じうる。例えば、この方法では、設定者による検査位置のばらつきや、設定者が配線パターンではない位置を設定する誤設定が生じることがある。
【０００９】
（３）この方法では、断層面に配線パターンが存在しない基板に対して、検査高さを求めることができない。例えば、この方法を用いて、スルーホールなどの立体配線により配線が実現されている基板を検査することはできない。
【００１０】
（４）この方法では、再構成データにおいて配線パターンの輝度（あるいはＳＮ比）が小さい場合、検査高さを求めることができない。したがって、配線が、薄いあるいは細い、もしくは吸収係数の小さな金属で形成されている等の場合には、この方法による検査が行なえないことがある。
【００１１】
（５）この方法では、多層基板の検査の際にエラーを生じるおそれがある。基板の複数の層に配線パターンがある場合、どの配線パターンを目印にして検査高さを決定すべきか判断できないためである。
【００１２】
（６）この方法では、基板と部品との接合箇所が、配線パターンから離れている場合、正しく検査が行なえないことがある。検査される基板には、熱変性などによる反りが生じ、接合箇所の高さが、断面内の位置によって変化することがあるためである。接合箇所が配線パターンから離れていると、実際に検査したい接合箇所が、求めた検査高さの断層画像に現れないことがある。
【００１３】
特許文献２に記載の方法は、検査に用いる水平スライス画像を特定するために、複数の水平スライス画像の各々における画素値の合計値を用いている。しかしながら、この方法は、水平スライス画像に生じるノイズの影響を受けやすい。この方法では、ノイズによって１つまたは複数の水平スライス画像の画素値が正しい値から変化した場合、適切な水平スライス画像を特定できないことがある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、自動的に検査に適した面を抽出できるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するＸ線出力手段と、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置とする検査位置決定手段とを備える。
【００１６】
本発明の他の局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するＸ線出力手段と、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得し、第２の断層画像を用いて対象物の良否を判定する検査手段とを備える。
【００１７】
好ましくは、高吸収部材は、部品と基板とを接続する部材であり、第２の断層画像は、部品と基板との接続部に相当する。
【００１８】
さらに好ましくは、高吸収部材は、はんだである。
さらに好ましくは、部品は、ボールグリッドアレイである。
【００１９】
好ましくは、特定手段は、各断層画像の輝度値の分散を求め、最も大きな分散を有する断層画像の位置を特定する。
【００２０】
好ましくは、各断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、特定手段は、各部分領域について、各断層画像の部分画像のうち、割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、検査位置決定手段は、各部分領域について、第１の部分画像の位置および形状情報に基づいて、第１の部分画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置とする。
【００２１】
好ましくは、各断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、特定手段は、各部分領域について、各断層画像の部分画像のうち、割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、検査手段は、各部分領域について、第１の部分画像の位置および形状情報に基づいて、第１の部分画像から所定の距離だけ離れた第２の部分画像を取得し、第２の部分画像を用いて対象物の良否を判定する。
【００２２】
さらに好ましくは、分割手段は、抽出された断層画像の中から所定の閾値を超える輝度を有する明画素が連続する明領域を抽出し、明領域を所定の個数含む領域を部分領域に設定する。
【００２３】
好ましくは、対象物を基準面に沿って移動する移動機構をさらに備える。
さらに好ましくは、移動機構は、基板を挟むレールを含む。
【００２４】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するステップと、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置として決定するステップとを備える。
【００２５】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、対象物に向けてＸ線を出力するステップと、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、第２の断層画像を用いて対象物の良否を判定するステップとを備える。
【００２６】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、演算部が、Ｘ線源が対象物に向けてＸ線を出力するように、Ｘ線源を制御するステップと、演算部が、Ｘ線検出器が、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、Ｘ線検出器を制御するステップと、演算部が、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、演算部が、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、演算部が、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を対象物の検査位置として決定するステップとを備える。
【００２７】
本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、対象物は、基板と、基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、部品は、基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を部品内の所定の位置に有し、演算部が、Ｘ線源が対象物に向けてＸ線を出力するように、Ｘ線源を制御するステップと、演算部が、Ｘ線検出器が、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、Ｘ線検出器を制御するステップと、演算部が、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、演算部が、複数の断層画像のうち、高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、演算部が、第１の断層画像の位置および部品の形状情報に基づいて第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、演算部が、第２の断層画像を用いて対象物の良否を判定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、検査対象に含まれる基板の配置面に平行な複数の断層画像のうち、Ｘ線が多く吸収された部分の割合が高い断層画像の位置を抽出する。そして、抽出した断層画像の位置および基板上に配置される部品の形状特性に基づいて、抽出した断層画像から所定の距離だけ離れた断層画像を用いて基板を検査する。その結果、本発明によれば、自動的に検査に適した面を用いて基板を検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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、同一の部分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。
【００３０】
［第１の実施の形態］
（構成の概略）
図１を参照して、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。
【００３１】
Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線１８を出力するＸ線源１０と、Ｘ線検出器２３と、画像取得制御機構３０と、検査対象１の位置を移動する検査対象駆動機構１１０とを備える。さらに、Ｘ線検査装置１００は、入力部４０と、出力部５０と、Ｘ線源制御機構６０と、検査対象位置制御機構１２０と、演算部７０と、記憶部９０とを備える。
【００３２】
検査対象１は、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との間に配置される。本実施においては、検査対象１は、部品が実装された回路基板であるとする。なお、図１では、下から順にＸ線源１０、検査対象１、Ｘ線検出器２３が設置されているが、Ｘ線源の保守性の観点より、下から順に、Ｘ線検出器２３、検査対象１、Ｘ線源１０との並びでこれらを配置してもよい。
【００３３】
Ｘ線源１０は、Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象１に対して、Ｘ線１８を照射する。本実施の形態では、検査対象１は、回路部品を実装した基板であるものとする。
【００３４】
検査対象１は、検査対象駆動機構１１０により移動される。検査対象駆動機構１１０の具体的な構成については、後述する。検査対象位置制御機構１２０は、演算部７０からの指示に基づいて、検査対象駆動機構１１０の動作を制御する。
【００３５】
Ｘ線検出器２３は、Ｘ線源１０から出力され、検査対象１を透過したＸ線を検出して画像化する２次元Ｘ線検出器である。Ｘ線検出器２３としては、Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）管や、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いることができる。設置スペースの観点からは、Ｘ線検出器２３には、ＦＰＤを用いることが望ましい。また、インライン検査で使うことができるようにＸ線検出器２３は、高感度であることが望ましく、ＣｄＴｅを使った直接変換方式のＦＰＤであることが特に望ましい。
【００３６】
画像取得制御機構３０は、検出器駆動制御機構３２と、画像データ取得部３４を含む。検出器駆動制御機構３２は、演算部７０からの指示に基づき、Ｘ線検出器駆動部２２の動作を制御し、Ｘ線検出器２３を移動する。画像データ取得部３４は、演算部７０から指定されたＸ線検出器２３の画像データを取得する。
【００３７】
入力部４０は、ユーザからの指示入力等を受け付けるための操作入力機器である。出力部５０は、測定結果等を外部に出力する装置である。本実施の形態では、出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像等を表示するためのディスプレイである。
【００３８】
すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。
【００３９】
Ｘ線源制御機構６０は、電子ビームの出力を制御する電子ビーム制御部６２を含む。電子ビーム制御部６２は、演算部７０から、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定をうける。指定されるＸ線エネルギーは、検査対象の構成によって異なる。
【００４０】
演算部７０は、記憶部９０に格納されたプログラム９６を実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。演算部７０は、Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、再構成部７６と、良否判定部７８と、検査対象位置制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４とを含む。
【００４１】
Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。
【００４２】
画像取得制御部７４は、Ｘ線検出器２３が画像を取得するように、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御部７４は、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。
【００４３】
再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。
【００４４】
良否判定部７８は、部品が実装される基板表面の高さ（基板高さ）を求め、基板高さの断層画像をもとに検査対象の良否を判定する。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は、検査対象によって異なるため、良否判定部７８は、これらを撮像条件情報９４から入手する。
【００４５】
検査対象位置制御部８０は、検査対象位置制御機構１２０を介し、検査対象駆動機構１１０を制御する。
【００４６】
Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象１のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。
【００４７】
撮像条件設定部８４は、検査対象１に応じて、Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件（たとえば、Ｘ線源に対する印加電圧、撮像時間等）を設定する。
【００４８】
記憶部９０は、Ｘ線焦点位置情報９２と、撮像条件情報９４と、上述した演算部７０が実行する各機能を実現するためのプログラム９６と、Ｘ線検出器２３が撮像した画像データ９８とを含む。Ｘ線焦点位置情報９２には、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置が含まれる。撮像条件情報９４は、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムに関する情報を含む。
【００４９】
なお、記憶部９０は、データを蓄積することができるものであればよい。記憶部９０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成される。
【００５０】
（具体的構成）
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の具体的構成について、図２を参照して説明する。図２は、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。なお、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。また、図２では、図１に示した部分のうち、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係し、説明に必要な部分を抜き出して記載している。
【００５１】
Ｘ線源１０は、本実施の形態では、Ｘ線を発生する位置（Ｘ線焦点位置）を一方向に沿う可能な、走査型Ｘ線源である。Ｘ線源１０は、Ｘ線源制御機構６０を通した演算部７０からの命令に従って、Ｘ線を発生させる。
【００５２】
なお、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。また、図２では、図１に示した部分のうち、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係し、説明に必要な部分を抜き出して記載している。
【００５３】
Ｘ線源１０は、密閉型のＸ線源であり、Ｘ線検査装置１００の上部もしくは下部に据え付けられている。なお、Ｘ線源１０のターゲットは透過型であってもよいし、反射型であってもよい。Ｘ線源１０は、稼動部（図示しない）に取り付けられており、垂直方向に移動可能であるものとする。
【００５４】
Ｘ線検出器２３は、検査対象１（基板）を挟むようにＸ線源１０と対向した位置に配置される。Ｘ線検出器２３は、Ｘ線源１０から照射されたＸ線を画像化する。また、Ｘ線検出器２３はＸ線検出器駆動部２２に取り付けられている。Ｘ線検出器駆動部２２は、３次元ステージであって、Ｘ線検出器２３を、水平方向および垂直方向に移動可能である。
【００５５】
検査対象駆動機構１１０は、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との間に設置される。検査対象駆動機構１１０は、ステージ１１１ａ，１１１ｂ、および、ステージ１１１ａ，１１１ｂに付属されている基板レール１１２ａ，１１２ｂを含む。ステージ１１１ａ，１１１ｂは、検査対象１を水平方向に平行移動可能である。基板レール１１２ａ，１１２ｂは、各々、検査対象１を上下からはさみこむことで基板を固定している。
【００５６】
図２を参照して、Ｘ線検査装置１００は、変位計１１４および光学カメラ１１６（これらは、図１では示していなかった）を備える。変位計１１４は、基板までの距離を測定する。したがって、変位計１１４は、後で詳述する基板の反りを計測することが可能である。光学カメラ１１６は可視光により基板を撮影する。光学カメラ１１６は、検査する位置の設定のためのフィデューシャルマークの撮影に用いられる。変位計１１４および光学カメラ１１６は、Ｘ線による撮像時にＸ線に被爆しないように退避機構（図示していない）により、Ｘ線が照射されない領域に退避される。
【００５７】
以上の構成により、Ｘ線検査装置１００は、線源−基板間距離と線源−ディテクタ間の距離の比（拡大率）を変更することができる。その結果、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器２３で撮像される検査対象１の大きさ（したがって、分解能）を変更できる。
【００５８】
また、Ｘ線検査装置１００は、様々な方向から基板を撮像できるように、基板とＸ線検出器２３とを稼動できる。本実施の形態では、この様々な方向からの撮像結果を基に、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる３次元データ生成手法を用いて、対象物１の３次元データを生成する。
【００５９】
また、本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、インライン検査に用いられる。インライン検査のために、検査対象駆動機構１１０は、基板を搬入出する機構をさらに含む。ただし、このような基板の搬入出機構は、図２には示していない。基板の搬入出機構としては、基板レール上に配置したベルトコンベアが用いられるのが一般的である。あるいは搬入出機構としてプッシャと呼ばれる棒を用いてもよい。プッシャにより基板をレール上で滑らせることにより、基板を移動させることができる。
【００６０】
ここで、図３を参照して、検査対象１の配置について詳しく説明する。図３は、検査対象１およびその周辺の側面図である。図３を参照して、検査対象１に含まれるプリント基板は、一対のレール１１２により固定されている。各レール１１２は、検査対象１の左端または右端を上下から挟み、プリント基板を固定する。
【００６１】
レール１１２は、検査対象位置制御部８０からの命令によって検査対象を水平（Ｘ−Ｙ）および垂直（Ｚ）方向に移動可能である。本実施の形態では、検査対象駆動機構１１０は、検査対象１を、ほぼ水平面に平行な、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である搬送面に沿って搬送するものとする。ここで、「法線方向が実質的にＺ方向である」とは、搬送面が検査に支障のない範囲で（例えば、０〜５度）水平面から傾いていてもよいことを意味する。
【００６２】
図３に示すようにプリント基板は、反っている。プリント基板への部品の実装には、リフローといったような加熱処理工程が含まれるため、一般に、熱によりプリント基板が変形し、反りが生じる。通常の外観検査であれば、バックアップピンと呼ばれる支持棒により基板の反りを軽減できる。しかしながら、Ｘ線検査では、バックアップピンが画像に写りこんでしまうため、バックアップピンを使用できない。図に示した検査対象駆動機構１１０は、検査対象１の上下面を覆わない。そのため、Ｘ線は、検査対象１を透過することができる。ただし、検査対象駆動機構１１０の構成は、上述のものに限られない。例えば、Ｘ線を透過するＸ−Ｙステージを検査対象駆動機構１１０として用いてもよい。しかしながら、多くの検査対象１を検査するためには、図示した検査対象駆動機構１１０が好適である。
【００６３】
演算部７０としては、一般的な中央演算装置（ＣＰＵ）を用いることができる。記憶部９０は、主記憶部９０ａと補助記憶部９０ｂとを含む。主記憶部９０ａとしてはメモリを、補助記憶部９０ｂとしてはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を、例えば用いることができる。つまり、演算部７０および記憶部９０としては、一般的な計算機を使用可能である。
【００６４】
（処理の流れ）
図４は、第１の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。図４を参照して、第１の実施の形態に係るＸ線検査全体の流れについて説明する。
【００６５】
図４を参照して、まず、処理が開始されると（ステップＳ４０１）、Ｘ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００内部の規定位置に搬入する（ステップＳ４０３）。規定位置は、通常、Ｘ線検査装置１００の中央、すなわち、Ｘ線照射範囲の中央に設定されていることが好ましい。ただし、規定位置は、Ｘ線検出器２３が基板のＸ線透視画像を撮像可能な位置であれば構わない。
【００６６】
ステップＳ４０５において、Ｘ線検査装置１００は、光学カメラ１１６により、フィデューシャルマークを撮影する。また、Ｘ線検査装置１００は、フィデューシャルマークの位置に基づいて、必要があれば、基板位置を補正する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、搬入時と同様に基板位置を移動させる。これらの処理により、Ｘ線検査装置１００は、基板搬入時に生じた基板位置のずれや基板の傾きを認識し、ずれおよび傾きを補正することが可能である。
【００６７】
ステップＳ４０７において、Ｘ線検査装置１００は、変位計１１４を用いて、再構成領域（以下、視野ともいう）中の基板の高さを測定する。Ｘ線検査装置１００は、計測された基板の高さを、主記憶部９０ａに保存しておく。保存された基板の高さは、後述するＣＴ撮像時に使用される。
【００６８】
一度の撮像では検査対象１全体を撮像できないなど、検査対象１が複数の視野を含む場合は、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像を行なう前に、全ての視野について、基板高さを計測しておく。これは、ＣＴ撮像時に変位計が被爆しないように退避させる必要があることによる。このように基板高さを予め全て計測する方が、各視野のＣＴ撮像の都度、基板高さを計測するのに比べて、全体の検査時間を短縮できる。
【００６９】
ステップＳ４０９において、Ｘ線検査装置１００は、検査対象１内で、１つの視野を複数の方向から撮像する。本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、基板とＸ線検出器２３とを水平方向に円軌道を描くように移動させて、視野を複数の方向から撮像する。撮像時の基板およびＸ線検出器２３の位置は、照射角度θＲ、線源−基板間距離（ＦＯＤ）、線源−検出器間距離（ＦＩＤ）により決定される。基板およびＸ線検出器２３は、Ｘ線検出器２３の中心に視野の中心が撮像されるように配置される。なお、基板およびＸ線検出器２３の軌道は円でなくてもよく、矩形や直線等であってもよい。
【００７０】
撮像枚数は、使用者により設定可能であるものとする。使用者は、求められる再構成データの精度に基づいて撮像枚数を決定することが好ましい。撮像枚数は、通常は、４〜２５６枚程度である。しかしながら、撮像枚数はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、２５６枚を超える枚数の画像を撮像してももちろん構わない。
【００７１】
ステップＳ４１１において、Ｘ線検査装置１００は、複数方向の撮像画像から再構成データを生成する。再構成処理は、様々な方法が提案されており、たとえば、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いることができる。
【００７２】
ステップＳ４１３において、Ｘ線検査装置１００は、基板高さ、すなわち、部品が配置されている基板表面の高さを抽出する。ステップＳ４１３で行なわれる処理の詳細については、後述する。
【００７３】
ステップＳ４１５において、Ｘ線検査装置１００は、基板高さから高さ方向に所定の距離だけ離れた高さの断層画像を、検査に用いる検査画像として取得する。ここで、検査画像の高さと基板高さとの間の距離は、使用者により設定されるものとする。なお、この距離は、検査対象１の設計データおよび検査方法に応じて設定されることが好ましい。本実施の形態では、部品が配置されている基板の表面から、部品が配置されている側に少し離れた高さの断層画像が検査画像に設定される。
【００７４】
ステップＳ４１７において、Ｘ線検査装置１００は、検査画像を用いて、視野の良否判定を行なう。すなわち、Ｘ線検査装置１００は、加熱後のはんだのぬれ性、はんだのボイドおよびブリッジの有無、異物の有無などを検査する。様々な良否判定手法が周知であり、Ｘ線検査装置１００は、検査項目に適した良否判定手法を用いればよい。
【００７５】
本実施の形態では、良否判定部７８は、２値化画像内のはんだ面積に基づいて、実装基板の良否を判定する。以下、図５を参照して、本実施の形態における基板の良否判定について説明する。図５は、２値化画像内のはんだ面積に基づく良否判定について説明するための図である。
【００７６】
図５Ａは、電子部品が実装された基板の斜視図である。基板５０１上に、第１の部品５０２と、第２の部品５０３とが実装されている。第２の部品５０３は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）５０４等により、基板５０１に物理的および電気的に接続されている。
【００７７】
図５Ｂは、基板５０１と第２の部品５０３との接続箇所を基板５０１の面に垂直な断面で切った断面図である。ＢＧＡ５０４は、第２の部品５０３と基板５０１の表面層５０５とを接続する。ＢＧＡ５０４は、加熱され、加熱後の状態５０６に変形する。ただし、加熱後の状態５０６にボイド５０７が生じる場合がある。また、複数のはんだボールが結合しブリッジ５０８を形成する場合もある。
【００７８】
Ｘ線検査装置１００は、はんだボールを含むと期待される領域の３次元データを生成し、３次元データを切り出して断層画像を作成する。Ｘ線検査装置１００は、作成した断層画像を２値化し、画像をはんだとそれ以外に分離した２値化画像を取得する。この２値化処理には、判別分析法等の一般的な２値化処理を用いることが可能である。検査装置は、２値化画像から白（もしくは１）の部分のラベリングを行ない、はんだを区別したラベリング画像を取得する。このラベリング処理には、ラスタスキャンによって連結の有無を判定するような一般的なラベリング処理を用いることが可能である。
【００７９】
基板５０１の面に平行な断面の一例を、図５Ｃに示す。図５Ｃは、図５Ｂにおいて破線で示した断面で切った接続箇所の断面図である。図５Ｃでは、はんだを白、はんだ以外を斜線で示している。ここでは、正常、ボイド、ブリッジの３種類の状態を示した。図５Ｃを参照して、ボイド５０７がある場合、はんだ内にはんだがない部分が生じる。ブリッジ５０８がある場合、正常時に比べ広範な領域にはんだが観察される。
【００８０】
検査装置は、ラベリング画像からそれぞれのはんだの面積（白もしくは１の画素の個数）を計数し、はんだの面積を求める。検査装置は、面積が一定の範囲内であれば良品、それ以外であれば不良とすることで、はんだ接合面の良否を判定する。この一定の範囲の閾値は、予めユーザにより設定されることが一般的である。
【００８１】
図４に戻って、ステップＳ４１８において、Ｘ線検査装置１００は、すべての視野に対して良否判定を行なったかどうか判断する。良否判定を行なっていない視野がある場合（ステップＳ４１８においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像（ステップＳ４０９）からの処理を繰り返す。一方、すべての視野に対して良否判定が行なわれた場合（ステップＳ４１８においてＹＥＳ）、処理をステップＳ４１９に進める。
【００８２】
ステップＳ４１９において、Ｘ線検査装置１００は、基板をＸ線検査装置１００から搬出する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００の外に移動する。
【００８３】
以上で、Ｘ線検査装置１００は、１つの検査対象１についての検査を終了する（ステップＳ４２１）。Ｘ線検査装置１００は、複数の検査対象１についてのインライン検査を実行する場合には、ここまで説明したステップＳ４０１からステップＳ４２１までの一連の処理を繰り返す。
【００８４】
（基板高さ抽出）
ここからは、図４で触れた基板高さ抽出について説明する。Ｘ線検査装置１００は、まず、基板上に実装される部品の「高さ方向」の座標を求め、部品からの相対的な位置により基板の高さ方向の位置を求める。ここで、「高さ方向」は、基板が搬送および配置される面（基準面）の法線方向として定義される。本実施の形態では、基板は、水平面に沿って搬送および配置されるので、基準面は水平面であり、高さ方向は、鉛直方向である。
【００８５】
本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、部品の高さを、高さの異なる複数の断層画像について、輝度値の分散を計算し、求めた分散を高さごとに比較することで求めることができる。これは、次のような理由による。
【００８６】
輝度値は、撮像された物体がＸ線を吸収する度合い（吸収係数）により変化する。ところで、基板表面に実装される部品は、部品以外の物体（基板や空気）に比べて、吸収係数が高い部材（ＢＧＡの場合、はんだ）を含む。そのため、部品が存在する領域の輝度値は、部品以外の物体が存在する輝度値に比べて、高くなる。したがって、部品の存在する高さの断層画像では輝度値のコントラストが大きくなり、輝度値の分散が大きくなる。
【００８７】
さらに、いずれの検査対象についても、部品は基板に対してほぼ一定の高さに実装されている。したがって、基板表面からある高さだけ離れた断面の断層画像では、輝度値（画素値）のコントラストが大きく、輝度値の分散は大きくなると考えられる。したがって、輝度値の分散が大きな断面から基板の高さを求めることができる。
【００８８】
本実施の形態では、検査対象１は、基板と、基板に実装されるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であるとする。ＢＧＡは、回路部品と、回路部品を基板に接合する複数のはんだボールを含む。Ｘ線検査装置１００は、分散が最大となる高さと、ＢＧＡのはんだボールの高さとから基板高さを求める。ここで、はんだボールの高さとは、基板表面からはんだボールが水平方向に最も膨らむ位置までの距離、すなわち、はんだボールの半径である。
【００８９】
はんだボールと基板との相対的な高さ方向の距離は、同一の検査対象１の同一領域については一定である。そのため、はんだボールと基板との間の距離Ｈは、例えば、ユーザがティーチングモード時に一度設定すればよい。検査モード時に距離Ｈを再設定する必要はない。なお、Ｘ線検査装置１００が、検査対象１の設計値に基づいて、距離Ｈを設定してもよい。
【００９０】
ところが、検査時に基板およびはんだボールが位置する高さ方向についての座標は、検査のたびに異なる。すでに説明したように、基板には反りがある。基板の反り量は、基板を固定するレールの固定位置、基板の熱変形の度合い等の要素により検査対象となる基板ごとにばらつきが生じる。そのため、インライン検査前のティーチングモードにあたって変位計１１４により予め基板の反り量を測っていたとしても、測定された反り量は、その後で検査される基板の反り量とは異なる。よって、検査前に予め計測した基板の反り量を、検査モードにて使用することはできない。そこで、Ｘ線検査装置１００は、絶対的な基板高さを求めるにあたり、検査のたびに再構成データからはんだボールの高さを求めて、絶対的な基板高さを算出する。
【００９１】
以下、図６を参照して、基板高さ位置取得処理について説明する。図６は、基板高さ位置取得にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【００９２】
Ｘ線検査装置１００は、基板高さ位置取得処理を開始すると（ステップＳ６０１）、まず、対象物の水平断面の高さを指定するパラメータＺに０を代入する（ステップＳ６０３）。再構成処理により生成される３次元の再構成データはボクセルと呼ばれる立方体が複数並ぶデータ構造を有しており、再構成データの最も上（鉛直上）の層の高さが、Ｚ＝０の断面である。再構成データ中のＺ番目の層が、Ｚ＝Ｚの断層画像に対応する。なお、パラメータＺは、実際の高さを表しているわけではないが、以下では、簡単のため、パラメータＺで指定される実際の高さを、高さＺと呼ぶ。
【００９３】
ステップＳ６０５において、Ｘ線検査装置１００は、再構成データ内から、高さＺの２次元データ（断層画像）を取得する。
【００９４】
ステップＳ６０７において、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６０３で取得された高さＺの断層画像の分散Ｖ（Ｚ）を算出する。ここで、断層画像の分散は下記の式（＊）で計算される。
【００９５】
Ｖ（Ｚ）＝ΣｘΣｙ（Ｉｘｙ−Ｉａｖｇ） …（＊）
ただし、Ｉｘｙは、断層画像内の画素ｐ（ｘ，ｙ）の輝度値、Ｉａｖｇは断層画像内の全画素の平均値を表す。
【００９６】
さらに、ステップＳ６０７において、Ｘ線検査装置１００は、計算した分散Ｖ（Ｚ）を主記憶部９０ａに保存しておく。保存された分散Ｖ（Ｚ）は、各断層画像の分散を比較する際に用いられる。
【００９７】
ステップＳ６０９において、Ｘ線検査装置１００は、全ての高さの断層画像について、分散を求めたかどうか判断する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、Ｚが、再構成データ内の断層数未満かどうかを判断する。Ｚが断層数未満であるとき（ステップＳ６０９においてＹＥＳ）、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１１においてＺをインクリメントしたあと、ステップＳ６０５からの処理を繰り返す。一方、Ｚが断層数に達しているとき（ステップＳ６０９においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１３の処理に進む。
【００９８】
ステップＳ６１３において、Ｘ線検査装置１００は、各断層画像の分散Ｖ（Ｚ）を比較し、分散Ｖ（Ｚ）が最大となるＺを求める。
【００９９】
ステップＳ６１５において、Ｘ線検査装置１００は、はんだボール高さＨを取得する。ここで、はんだボール高さＨは、すでに説明したように、予め設定されている。高さＨの値は、はんだ高さの設計値よりＸ線検査装置１００により自動的に設定されてもよい。また、ティーチングモード時にユーザが高さＨの値を設定してもよい。
【０１００】
ステップＳ６１７において、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１３で求めたＺおよびステップＳ６１５で取得したＨに基づいて、基板高さを求める。基板の上側に部品が実装されている場合は、はんだボールよりも下側に基板があるため、Ｘ線検査装置１００は、Ｚ−Ｈを基板高さとして求める。一方、基板の下側に部品が実装されている場合は、Ｘ線検査装置１００は、Ｚ＋Ｈを基板高さとして求める。なお、部品が基板の上側および下側のいずれに実装されているかについての情報は、例えば、ティーチングモード時にユーザが設定しておくものとする。
【０１０１】
なお、図６では、Ｘ線検査装置１００が、鉛直上の断層データから鉛直下の断層データに向けて順に、各断層データでの分散を求める例を示しているが、分散を求める手順はこれに限られるわけではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、鉛直下の断層データから鉛直上の断層データに向けて順に分散を求めてもよい。
【０１０２】
また、上の説明では、Ｘ線検査装置１００は、再構成した３次元データから複数の断層データを生成しているものの、Ｘ線検査装置１００は、ボール高さを必要な精度で決定できる間隔で、複数の断層データを生成することができればよい。Ｘ線検査装置１００は、視野内の全てのボクセルのデータを再構成しなくてもよい。
【０１０３】
（実験結果）
出願人は、ＢＧＡが実装されたプリント基板について、上記のＸ線検査方法により基板高さを求める実験を行なった。その実験結果を図７から図９に記す。図７は、各断層高さにおける分散Ｖ（Ｚ）の値を示す図である。図８は、分散が最も大きくなる断層高さ（図７における断層高さ（Ａ））での断層画像を示す図である。図９は、分散が最も大きくなる断層高さから２０層下側の（図８における断層高さ（Ｂ）での）断層画像を示す図である。
【０１０４】
図８を図９と比較して参照すると、分散が最も大きくなる断層画像では、はんだボールに対応する領域（輝度値が高い領域）が大きい。また、図９を参照すると、高さ（Ｂ）の断層画像では、プリント基板の配線が観察されることが分かる。すなわち、この断層画像は、基板高さの断層画像であることが分かる。
【０１０５】
また、図７を参照して、分散は、断層高さがボールの中心に近づくにしたがって徐々に大きくなる傾向を示している。これは、分散が、ノイズに対する耐性が強いことを意味する。例えば、ある高さの断層画像でノイズが大きく分散が極端に大きくなるような場合でも、Ｘ線検査装置１００は、複数の高さでの分散の平均をとることで、ボール高さを精度よく検出できる。このように、Ｘ線検査装置１００は、安定的に、ボールの中心を求めることができるため、安定して基板高さを求めることができる。
【０１０６】
（変形例）
以上の説明では、ボール高さを求めるために、断層画像内の分散を利用したが、Ｘ線検査装置１００は、高輝度領域の割合が高い断層を特定できればよい。この特定は、他の方法で実現されてもよい。
【０１０７】
（１） はんだボールの直径
良否判定部７８は、断層画像において、はんだボールに対応するはんだ領域（２値化したときの、白または値が１の領域）の直径が最大となる高さを、ボール高さとしてもよい。これは、はんだボールが球形をしており、中心付近の直径が最大となる性質を利用したものである。
【０１０８】
（２） はんだボールの面積
良否判定部７８は、はんだ領域の面積が最大となる高さを、ボール高さとしてもよい。この設定方法は、はんだボールの直径をボール高さとみなす方法と同様の考え方に基づいている。しかしながら、この方法では、はんだボールの断層が正円でないことによる誤認識を回避することができる。また、この方法には、面積は長さの２乗になるため、長さで比較するよりもノイズの影響を受けにくいという利点がある。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、ティーチングあるいは検査時に自動的に基板高さを抽出することができる。そのため、Ｘ線検査装置１００は、配線パターンを用いて基板高さを求める従来の技術に比べて、次のような有利な効果を奏する。
（１）使用者の負担軽減。
（２）ヒューマンエラーの防止。
（３）平面上に配線パターンがない基板の基板高さを抽出できる。
（４）配線パターンのＳＮ比が小さい基板の基板高さを正確に抽出できる。
（５）多層基板の基板高さを高精度に抽出できる。
【０１１０】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、再構成領域（視野）を水平方向について複数の部分領域に分割し、各部分領域について基板高さの算出および良否判定を行なう。再構成領域を分割する理由は、２つあり、基板反りへの対応と、良否判定の高速化である。
【０１１１】
基板反りへの対応について説明する。すでに説明したように、プリント基板のＸ線検査では基板に反りが発生する。基板の反りがある場合、基板全体の高さが変化するとともに、基板面内の場所によって基板高さに差が生じる。したがって、部品（実装パッケージ）の全域にわたって、基板の表面から一定の距離だけ離れた接合面を用いて検査したい場合には、検査領域の水平座標によって検査する高さを変更する必要がある。
【０１１２】
図１０および図１１を参照して、このことについてより詳しく説明する。図１０は、反りによって断層面に対して傾いたプリント基板およびＢＧＡを模式的に示した図である。図１１は、図１０に示した断層面での断層画像の輝度分布を模式的に示した図である。図１１では、輝度が所定の閾値より高く、はんだに対応すると判断される画素領域（明領域）を斜線で示している。
【０１１３】
図１０に示すように基板が反っている場合、一つの断層画像を用いて、接合を正しく検査することができない。断層画像内の各位置での明領域は、基板表面からの高さが異なる面でスライスされたはんだに対応するためである。例えば、図１１の左上の明領域は、基板高さ付近の高さでのボールの断面に対応する。一方、右上の明領域、ボール中心高さでのボールの断面に対応する。よって、再構成データ全体にわたり、同一の高さの断面を用いて検査しようとすると、各接合部に対し適切な高さで検査を行なうことが困難である。
【０１１４】
そこで、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、再構成データを水平方向について複数の検査領域に分割し、検査領域ごとに基板高さおよび検査高さを求めて、検査する。したがって、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、基板と部品との接合箇所全てにわたり、適切な検査を行なうことができる。
【０１１５】
続いて、良否判定の高速化について説明する。視野を分割しない場合、Ｘ線検査装置は、再構成データの断層画像全体について、良否判定に関わる処理（基板高さ抽出、良否判定等）を行なう必要がある。しかし、断層画像内には、ＢＧＡのはんだボールの配列によっては、良否判定をする必要のない領域の画像まで含まれることがある。視野を分割しない場合、Ｘ線検査装置は、このような領域に対する不必要な判定を行っているため、判定時間が長くなる。
【０１１６】
したがって、視野の分割により検査時間を短縮できる。例えば、断層画像全体の面積に対し、はんだボールの占める面積（厳密には、はんだボールを含むように設定されるこの場合は、矩形の視野を想定）の割合が５０％の場合、視野を分割した場合の良否判定時間は、断層画像全体を検査する場合に比べ、およそ２分の１になる。検査時間をできるだけ短くしたいインライン検査において、良否判定時間が２分の１になることは大変有益である。
【０１１７】
本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、断面画像を、各々がはんだボールに対応する領域を少なくとも１つ含む領域に分割し、分割後の領域ごとに基板高さを求め、求めた各検査高さに基づいて良否判定を行なう。したがって、Ｘ線検査装置１００は、検査時間を短縮することができる。
【０１１８】
以下、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００について詳しく説明する。Ｘ線検査装置１００の構成は、概ね第１の実施の形態のものであるため、その説明は繰り返さない。ただし、Ｘ線検査の際に行なう処理が、第１の実施の形態での処理と異なる。以下、第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００が行なう処理について説明する。
【０１１９】
（処理の流れ）
図１２を参照して、第２の実施の形態に係るＸ線検査全体の流れについて説明する。図１２は、第２の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。
【０１２０】
検査の開始（ステップＳ１２０１）からデータ再構成（ステップＳ１２１１）までの処理は、それぞれ、図４のステップＳ４０１からステップＳ４１１までの処理と同様であるため、これらの説明は繰り返さない。
【０１２１】
ステップＳ１２１３において、Ｘ線検査装置１００は、視野を分割する。すなわち、Ｘ線検査装置１００は、断層画像内に複数の部分領域を設定する。ステップＳ１２１３の詳細については、後述する。
【０１２２】
ステップＳ１２１５において、Ｘ線検査装置１００は、各部分領域について、基板高さ、すなわち、部品が配置されている基板表面の高さを抽出する。Ｘ線検査装置１００は、各部分領域について、各断面の部分領域内の断面画像（部分画像とよぶ）での輝度値の分散を求め、分散の最も高い部分画像の高さから所定の距離離れた高さを、部分領域での基板表面の高さとして求める。各部分領域に対してＸ線検査装置１００が行なう処理の詳細は、図６を参照して説明したものと同様の処理であり、その説明は繰り返さない。
【０１２３】
ステップＳ１２１７において、Ｘ線検査装置１００は、各部分領域について、基板高さから高さ方向に所定の距離だけ離れた高さの断層画像を、検査画像として取得する。
【０１２４】
ステップＳ１２１９において、Ｘ線検査装置１００は、検査画像を用いて、ステップＳ４１７と同様の視野の良否判定を行なう。
【０１２５】
ステップＳ１２２０において、Ｘ線検査装置１００は、すべての視野に対して良否判定を行なったかどうか判断する。良否判定を行なっていない視野がある場合（ステップＳ１２２０においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像（ステップＳ１２０９）からの処理を繰り返す。一方、すべての視野に対して良否判定が行なわれた場合（ステップＳ１２２０においてＹＥＳ）、処理をステップＳ１２２１に進める。
【０１２６】
ステップＳ１２２１において、Ｘ線検査装置１００は、基板をＸ線検査装置１００から搬出する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、第１の実施の形態と同様、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００の外に移動する。
【０１２７】
以上で、Ｘ線検査装置１００は、１つの検査対象１についての検査を終了する（ステップＳ１２２３）。Ｘ線検査装置１００は、複数の検査対象１についてのインライン検査を実行する場合には、ここまで説明したステップＳ１２０１からステップＳ１２２３までの一連の処理を繰り返す。
【０１２８】
（視野分割）
図１３を参照して、図１２のステップＳ１２１３における視野分割処理について説明する。図１３は、視野分割にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【０１２９】
Ｘ線検査装置１００の良否判定部７８は、視野分割を開始すると（ステップＳ１３０１）、ステップＳ１３０３からステップＳ１３１５の処理を行ない、分散Ｖ（Ｚ）が最大となる高さＺの断層画像を取得する。ステップＳ１３０３からステップＳ１３１５での処理は、それぞれ、図６のステップＳ６０３からステップＳ６０５での処理と同様であり、これらの説明は繰り返さない。
【０１３０】
ステップＳ１３１７において、良否判定部７８は、分散が最大となる断層画像を、はんだに対応する部分（はんだ部）と、それ以外の部分とに分割するために、断層画像を２値化する。２値化の閾値は予め設定してもよい。また、はんだとそれ以外の部分（空気や基板）の輝度差は十分に大きいため、良否判定部７８は、判別分析法等の公知の閾値設定手法を用いて、２値化を行なうこともできる。これ以降の説明では、２値化画像において、良否判定部７８は、２値化処理により、閾値以上の輝度値を１、閾値未満の輝度値を０に変更したものとする。
【０１３１】
ステップＳ１３１９において、良否判定部７８は、連続する輝度値が１の部分からなる領域（明領域とよぶ）を、明領域が個々のはんだに対応付けて認識されるように、ラベリングする。ラベリングには、公知の手法を用いることが可能である。例えば、良否判定部７８は、ラスタスキャンおよびルックアップテーブルを用いた手法や輪郭追跡法等を用いればよい。また、ラベリングにおける近傍の画素は、使用者により設定できるものとする。使用者は、精度や速度の観点から４近傍や８近傍といった設定をすればよい。
【０１３２】
ステップＳ１３２１において、良否判定部７８は、はんだ部がラベリングされた画像に基づいて、互いに近傍に位置する所定の個数のはんだ部に対し、部分領域についてのラベルを与える。つまり、１つのはんだ部は、はんだ部のラベルと部分領域のラベルとの２つのラベルを持つことになる。なお、以下では、部分領域を、「分割後の視野」、あるいは、分割前の視野との誤解を招かないと考えられる場合には、単に「視野」ともよぶ。
【０１３３】
良否判定部７８は、同一の視野に含めるはんだ部の個数を、予め設定しておいた設定値に基づいて決定する。例えば、設定値を１にした場合、はんだ部一つ一つに基板高さを求め検査を行なうこととなる。同一の視野に含めるはんだ部の個数は、通常、基板の設計仕様で決定されるため、予め使用者が設定してもよい。また、良否判定部７８は、断層画像中のはんだ部の分布に基づいて、同一視野のはんだ部の個数を自動的に設定してもよい。
【０１３４】
縦および横方向にはんだが等間隔に配置されている基板では、縦方向と横方向にそれぞれ設定値を決めてもよい。この場合、良否判定部７８は、断層画像内の１つのはんだ部を基準として、設定された個数のはんだ部に視野についてのラベリングを与える。基準とするはんだ部は、対象物の設計情報（例えば、部品が実装される基板内の位置についての情報）に基づいて、Ｘ線検査装置１００あるいは使用者が設定できてもよい。なお、良否判定部７８は、視野のラベリングを、基準のはんだ部から、所定の距離内のはんだ部についてのみ行なってもよい。これにより、検査時間を短縮できる。視野のラベルを与える領域、すなわち、検査を実施する範囲は、設計情報からＸ線検査装置１００あるいは使用者が設定できる。
【０１３５】
図１４に、分割後の一視野中のはんだ部の個数を、横方向に４個、縦方向に４個と設定して、視野を分割した例を示す。図１４中斜線で示した部分がはんだ部である。図１４では、左下のはんだ部を起点として、視野が設定されている。なお、ラベリング範囲の制限により、横４×縦２のはんだ部を含む領域が視野３として設定されている。
【０１３６】
はんだが等間隔に配置されていない場合には、良否判定部７８は、ラベリングされた順番を用いて、視野のラベリングを行なってもよい。あるいは、良否判定部７８は、基準となるはんだ部からの距離により、視野のラベリングを行なってもよい。
【０１３７】
図１３に戻って、視野のラベリング後、良否判定部７８は、視野分割処理を終了する（ステップＳ１３２３）。
【０１３８】
［その他の実施の形態］
上記説明は、ＢＧＡが実装された基板の検査について行なったが、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００が検査できる対象物は、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、はんだボールを用いた他の部品、例えば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）が実装される基板の検査を行なうこともできる。また、Ｘ線検査装置１００を、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等のその他の表面実装基板や、ピン挿入型の実装基板の検査に適用することもできる。いずれの場合でも、Ｘ線検査装置１００は、部品のうちＸ線の吸収係数の高い部分（高吸収部分）に対応する領域の割合が高い断面を見つけ、その断面から、部品の形状特性に基づく距離だけ離れた断面を検査面に設定すればよい。
【０１３９】
他の対象物への適用の一例として、Ｘ線検査装置１００を用いて、ＱＦＰのバックフィレット検査が行なえることを以下に示す。
【０１４０】
図１５は、ＱＦＰが実装される基板の側面図である。図１５を参照して、基板１５０１の表面上にＱＦＰ１５０２が実装されている。ＱＦＰ１５０２から引き出されたリード１５０３と基板１５０１とが、はんだ１５０４により接合されている。
【０１４１】
このようにＱＦＰ１５０２が実装された基板１５０１を検査対象とする場合においても、分散が最大となる高さは、はんだが最も大きな面積を占める断層（ほぼ基板１５０１の部品実装面に一致）の高さである。ＢＧＡの検査の場合と同様に、分散の結果をもとに検査する高さを決定することができる。検査すべき断層面、すなわち、リード１５０３とはんだ１５０４との接合面を、図１５中に点線で示す。図１５から分かるように、分散が最大となる高さより上方向に検査高さがある。したがって、使用者は、分散が最大となる高さから上方向に検査高さを設定すればよい。
【０１４２】
図１６は、図１５に示す断層面での断面を模式的に示した図である。図１６を参照して、Ｘ線検査装置１００は、リード１５０３を囲むはんだ１５０４の形状に基づいて、接合の良否を判定できる。
【０１４３】
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】
【０１４４】
【図１】第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。
【図３】検査対象１およびその周辺の側面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図５】２値化画像内のはんだ面積に基づく良否判定について説明するための図である。
【図６】基板高さ位置取得にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図７】各断層高さにおける分散Ｖ（Ｚ）の値を示す図である。
【図８】分散が最も大きくなる断層高さ（図７における断層高さ（Ａ））での断層画像を示す図である。
【図９】分散が最も大きくなる断層高さから２０層下側の（図８における断層高さ（Ｂ）での）断層画像を示す図である。
【図１０】反りによって断層面に対して傾いたプリント基板およびＢＧＡを模式的に示した図である。
【図１１】図１０に示した断層面での断層画像の輝度分布を模式的に示した図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るＸ線検査の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図１３】視野分割にあたり、Ｘ線検査装置１００が行なう処理の流れをフローチャート形式で示す図である。
【図１４】分割後の一視野中のはんだ部の個数を、横方向に４個、縦方向に４個と設定して、視野を分割した例を示す図である。
【図１５】ＱＦＰが実装される基板の側面図である。
【図１６】図１５に示す断層面での断面を模式的に示した図である。
【図１７】特許文献１に記載のＸ線検査装置の構成を示す図である。
【図１８】特許文献１に示されている検査位置の断層画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 検査対象、１０ Ｘ線源、１２ 基板、１８ Ｘ線、２２ Ｘ線検出器駆動部、２３ Ｘ線検出器、３０ 画像取得制御機構、３２ 検出器駆動制御機構、３４ 画像データ取得部、４０ 入力部、５０ 出力部、６０ Ｘ線源制御機構、６２ 電子ビーム制御部、７０ 演算部、７２ Ｘ線源制御部、７４ 画像取得制御部、７６ 再構成部、７８ 良否判定部、８０ 検査対象位置制御部、８２ Ｘ線焦点位置計算部、８４ 撮像条件設定部、９０ 記憶部、９２ Ｘ線焦点位置情報、９４ 撮像条件情報、９６ プログラム、９８ 画像データ、１００ Ｘ線検査装置、１１０ 検査対象駆動機構、１１１ａ，１１１ｂ ステージ、１１２ａ，１１２ｂ 基板レール、１１４ 変位計、１１６ 光学カメラ、１２０ 検査対象位置制御機構、５０１ 基板、５０２ 第１の部品、５０３ 第２の部品、５０５ 表面層、５０６ 加熱後の状態、５０７ ボイド、５０８ ブリッジ、１５０１ 基板、１５０３ リード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置とする検査位置決定手段とを備える、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得し、前記第２の断層画像を用いて前記対象物の良否を判定する検査手段とを備える、Ｘ線検査装置。
【請求項３】
前記高吸収部材は、前記部品と前記基板とを接続する部材であり、
前記第２の断層画像は、前記部品と前記基板との接続部に相当する、請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記高吸収部材は、はんだである、請求項３に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記部品は、ボールグリッドアレイである、請求項４に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
前記特定手段は、各前記断層画像の輝度値の分散を求め、最も大きな前記分散を有する前記断層画像の位置を特定する、請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
各前記断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、
前記特定手段は、各前記部分領域について、各前記断層画像の前記部分画像のうち、前記割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、
前記検査位置決定手段は、各前記部分領域について、前記第１の部分画像の位置および前記形状情報に基づいて、前記第１の部分画像から前記所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置とする、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
各前記断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、
前記特定手段は、各前記部分領域について、各前記断層画像の前記部分画像のうち、前記割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、
前記検査手段は、各前記部分領域について、前記第１の部分画像の位置および前記形状情報に基づいて、前記第１の部分画像から前記所定の距離だけ離れた第２の部分画像を取得し、前記第２の部分画像を用いて前記対象物の良否を判定する、請求項２に記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
前記分割手段は、抽出された前記断層画像の中から所定の閾値を超える輝度を有する明画素が連続する明領域を抽出し、前記明領域を所定の個数含む領域を前記部分領域に設定する、請求項７または８に記載のＸ線検査装置。
【請求項１０】
前記対象物を前記基準面に沿って移動する移動機構をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項１１】
前記移動機構は、前記基板を挟むレールを含む、請求項１０に記載のＸ線検査装置。
【請求項１２】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するステップと、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置として決定するステップとを備える、Ｘ線検査方法。
【請求項１３】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するステップと、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、
前記第２の断層画像を用いて前記対象物の良否を判定するステップとを備える、Ｘ線検査方法。
【請求項１４】
Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記演算部が、前記Ｘ線源が前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するように、前記Ｘ線源を制御するステップと、
前記演算部が、前記Ｘ線検出器が、前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、前記Ｘ線検出器を制御するステップと、
前記演算部が、前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記演算部が、前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記演算部が、前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置として決定するステップとを備える、Ｘ線検査プログラム。
【請求項１５】
Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記演算部が、前記Ｘ線源が前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するように、前記Ｘ線源を制御するステップと、
前記演算部が、前記Ｘ線検出器が、前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、前記Ｘ線検出器を制御するステップと、
前記演算部が、前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記演算部が、前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記演算部が、前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、
前記演算部が、前記第２の断層画像を用いて前記対象物の良否を判定するステップとを備える、Ｘ線検査プログラム。
【請求項１】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置とする検査位置決定手段とを備える、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するＸ線検出手段と、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成する再構成手段と、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定する特定手段と、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得し、前記第２の断層画像を用いて前記対象物の良否を判定する検査手段とを備える、Ｘ線検査装置。
【請求項３】
前記高吸収部材は、前記部品と前記基板とを接続する部材であり、
前記第２の断層画像は、前記部品と前記基板との接続部に相当する、請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記高吸収部材は、はんだである、請求項３に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記部品は、ボールグリッドアレイである、請求項４に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
前記特定手段は、各前記断層画像の輝度値の分散を求め、最も大きな前記分散を有する前記断層画像の位置を特定する、請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
各前記断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、
前記特定手段は、各前記部分領域について、各前記断層画像の前記部分画像のうち、前記割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、
前記検査位置決定手段は、各前記部分領域について、前記第１の部分画像の位置および前記形状情報に基づいて、前記第１の部分画像から前記所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置とする、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
各前記断層画像から、複数の部分領域のそれぞれに含まれる複数の部分画像を取得する分割手段をさらに備え、
前記特定手段は、各前記部分領域について、各前記断層画像の前記部分画像のうち、前記割合が高い第１の部分画像の位置を抽出し、
前記検査手段は、各前記部分領域について、前記第１の部分画像の位置および前記形状情報に基づいて、前記第１の部分画像から前記所定の距離だけ離れた第２の部分画像を取得し、前記第２の部分画像を用いて前記対象物の良否を判定する、請求項２に記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
前記分割手段は、抽出された前記断層画像の中から所定の閾値を超える輝度を有する明画素が連続する明領域を抽出し、前記明領域を所定の個数含む領域を前記部分領域に設定する、請求項７または８に記載のＸ線検査装置。
【請求項１０】
前記対象物を前記基準面に沿って移動する移動機構をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項１１】
前記移動機構は、前記基板を挟むレールを含む、請求項１０に記載のＸ線検査装置。
【請求項１２】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するステップと、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置として決定するステップとを備える、Ｘ線検査方法。
【請求項１３】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するステップと、
前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、
前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、
前記第２の断層画像を用いて前記対象物の良否を判定するステップとを備える、Ｘ線検査方法。
【請求項１４】
Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記演算部が、前記Ｘ線源が前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するように、前記Ｘ線源を制御するステップと、
前記演算部が、前記Ｘ線検出器が、前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、前記Ｘ線検出器を制御するステップと、
前記演算部が、前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記演算部が、前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記演算部が、前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた位置を前記対象物の検査位置として決定するステップとを備える、Ｘ線検査プログラム。
【請求項１５】
Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、
前記対象物は、基板と、前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、前記部品は、前記基板に比べて高いＸ線吸収係数を持つ高吸収部材を前記部品内の所定の位置に有し、
前記演算部が、前記Ｘ線源が前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するように、前記Ｘ線源を制御するステップと、
前記演算部が、前記Ｘ線検出器が、前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するように、前記Ｘ線検出器を制御するステップと、
前記演算部が、前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板が配置される基準面に各々平行する複数の断層画像を再構成するステップと、
前記演算部が、前記複数の断層画像のうち、前記高吸収部材の割合が高い第１の断層画像の位置を特定するステップと、
前記演算部が、前記第１の断層画像の位置および前記部品の形状情報に基づいて前記第１の断層画像から所定の距離だけ離れた第２の断層画像を取得するステップと、
前記演算部が、前記第２の断層画像を用いて前記対象物の良否を判定するステップとを備える、Ｘ線検査プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図８】
【図９】
【図１４】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図８】
【図９】
【図１４】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−１４５３５９（Ｐ２０１０−１４５３５９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２５９０４（Ｐ２００８−３２５９０４）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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