Ｘ線検査装置

【課題】プリント基板に形成されたスルーホールの内壁に施された導通用メッキ処理の
状態の検査を非破壊で行うことができ、大型のプリント基板の検査についても精度良く行
うことができるＸ線検査装置を提供すること。
【解決手段】試料Ｓを載置するＸＹ軸方向に移動可能な試料台１１を上下に挟んで、Ｘ
線焦点１２ａを含んで構成されたＸ線発生器１２とＸ線検出器１３とが対向して配置され
、Ｘ線焦点１２ａから放射され、試料Ｓを透過したＸ線がＸ線検出器１３にて検出される
ように構成されたＸ線検査装置において、Ｘ線焦点１２ａが、試料台１１の載置面と直交
する軸Ｌ２を中心に回転するように、Ｘ線発生器１２を回転させる回転機構１６と、軸Ｌ
２を中心にＸ線検出器１３を回転させる回転機構１８とを備えると共に、Ｘ線発生器１２
の回転とＸ線検出器１３の回転とを同期させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線検査装置に関し、より詳細には、プリント基板に形成されたスルーホール
の内壁に施された導通用メッキ処理の状態などをＸ線を用いて検査するためのＸ線検査装
置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサなどの電子部品を搭載するプリント基
板には、表裏や層間のパターンの導通を行うためのスルーホールが形成されている。スル
ーホールの内壁には導通させるためのメッキ処理が施されている。このメッキ処理は、そ
の状態の良否がスルーホール接続の信頼性に繋がるため、非常に大切である。
【０００３】
このメッキ処理の状態の検査は、以下の１〜５の手順を踏んで行われている。
１．スルーホールの内壁へのメッキ処理が施されたプリント基板の検査したい部分を切
断して、サンプルを採取する。
２．採取したサンプルのスルーホール基板の両面を樹脂でコーティングする。
３．数時間、乾燥させた後、スルーホール部分を切断する。
４．スルーホールの真ん中あたりまで研磨する。
５．顕微鏡で観察する。
【０００４】
上記したように切断しての検査（破壊検査）であるため、スルーホールが損傷してしま
うことがある。スルーホールが損傷してしまうと、品質状態を正確に判断することは難し
い。従って、検査に熟練を要する。また、樹脂のコーティングや乾燥、研磨には非常に時
間が掛かり、検査に長時間を要してしまうという問題もある。
【０００５】
そこで、本願発明者は、検査したい部分をＣＴ画像で観察すれば良いのではないかと考
えた。図４は、従来のＸ線ＣＴ装置の要部を概略的に示したブロック図である。試料台１
に載置された試料２と、Ｘ線発生器であるＸ線管３のＸ線焦点３ａと、Ｘ線検出器である
撮像管４とが同一平面上に配置され、Ｘ線焦点３ａから放射され、試料２を透過したＸ線
が撮像管４で検出されるようになっている。試料台１は回転軸５を中心にして回転するよ
うになっている。また、Ｘ線焦点３ａと撮像管４とを結ぶ直線６は回転軸５と直交してい
る。
【０００６】
ところが、従来のＸ線ＣＴ装置では、試料２の平面面積が大きいと、Ｘ線焦点３ａを試
料２にあまり近付けることができない。それは、試料２にＸ線管３が接触するからである
。Ｘ線焦点３ａを試料２にあまり近付けることができないと、拡大率を上げることができ
ない。
【０００７】
図５は、幾何学的拡大率を説明するための説明図である。Ｘ線焦点３ａから試料２まで
の距離をＡとし、Ｘ線焦点３ａから撮像管４までの距離をＢとすると、幾何学的拡大率は
Ｂ／Ａとなる。これより、Ｘ線焦点３ａを試料２に近付け、距離Ａを短くすれば、幾何学
的拡大率が大きくなることが分かる。
【０００８】
距離Ｂを長くした場合にも、幾何学的拡大率は大きくなるが、Ｘ線線量（強度）から距
離Ｂをあまり長くすることはできない。従って、従来のＸ線ＣＴ装置で検査できる試料２
のサイズは大きく制限されることになり、プリント基板（例えば、最大で６００×６００
ｍｍ）の検査には適さない。
【０００９】
また、下記の特許文献１に、試料を載置する試料台を上下に挟んで、Ｘ線発生器とＸ線
検出器とを対向して配置し、前記試料台を回転させるようにしたものが開示されている。
しかしながら、図４に示した従来のＸ線ＣＴ装置と同様に、試料台を回転させるもので
あるので、やはり試料のサイズは大きく制限されることになり、プリント基板の検査には
適さない。
【００１０】
例えば、６００×６００ｍｍのプリント基板に形成されたスルーホールの内壁に施され
たメッキ処理の状態を検査する場合であって、四隅に形成されたスルーホールの内壁に施
されたメッキ処理の状態を検査しようとすれば、このプリント基板は試料台の回転軸を中
心に半径８５０ｍｍ（≒６００×√２）で回転移動し、非常に広い範囲を移動することに
なる。
【特許文献１】特開２００３−３２９６１６号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、プリント基板に形成されたスルーホー
ルの内壁に施された導通用メッキ処理の状態の検査を非破壊で行うことができ、大型のプ
リント基板の検査についても精度良く行うことができるＸ線検査装置を提供することを目
的としている。
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係るＸ線検査装置（１）は、試料を載置するＸＹ軸
方向に移動可能な試料台を上下に挟んで、Ｘ線焦点を含んで構成されたＸ線発生器とＸ線
検出器とが対向して配置され、前記Ｘ線焦点から放射され、前記試料を透過したＸ線が前
記Ｘ線検出器にて検出されるように構成されたＸ線検査装置において、前記Ｘ線焦点が、
前記試料台の載置面と直交する軸を中心に回転するように、前記Ｘ線発生器を円弧を描い
て移動させる発生器移動手段と、前記軸を中心に前記Ｘ線検出器を回転させる検出器回転
手段とを備えると共に、前記Ｘ線発生器の円弧移動と前記Ｘ線検出器の回転とが同期して
行われるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
上記Ｘ線検査装置（１）によれば、前記Ｘ線焦点は、前記試料台の載置面と直交する軸
を中心に回転し、前記Ｘ線検出器も、前記軸を中心に回転することになる。また、これら
回転は同期して行われるように構成されている。
従って、前記試料台に載置された試料の透視データを３６０°あらゆる方向から取得す
ることができる。これにより、プリント基板に形成されたスルーホールの内壁に施された
メッキ処理の状態を非破壊で検査することができる。また、前記試料台を回転させるので
はないので、前記試料のサイズは大きく制限されないので、６００×６００ｍｍの大型の
プリント基板にも十分に対応することができる。
【００１４】
また、本発明に係るＸ線検査装置（２）は、上記Ｘ線検査装置（１）において、ある回
転角度毎に、前記Ｘ線検出器で検出された透視データを蓄積する蓄積手段と、蓄積した透
視データに基づいて、画像を作成する作成手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記Ｘ線検査装置（２）によれば、前記ある回転角度毎に検出された前記試料の透視デ
ータが蓄積され、蓄積された透視データに基づいて、画像が作成される。例えば、回転角
度５°毎に、合計７２方向からの透視データを蓄積すれば、前記試料に対する精度の高い
ＣＴ画像を得ることができるので、プリント基板に形成されたスルーホールの内壁の状態
を断面画像や透視立体画像で観察することができる。これにより、スルーホールの内壁に
施されたメッキ処理の状態を非常に精度良く検査することができる。
【００１６】
また、本発明に係るＸ線検査装置（３）は、上記Ｘ線検査装置（１）又は（２）におい
て、前記Ｘ線焦点及び前記Ｘ線検出器の最大回転数がほぼ１回転となるように構成されて
いることを特徴としている。
【００１７】
前記Ｘ線焦点を含んで構成された前記Ｘ線発生器には電源ケーブルが接続され、前記Ｘ
線検出器には電源ケーブルや映像ケーブルが接続されているので、前記Ｘ線焦点及び前記
Ｘ線検出器を回転させるとこれらケーブルが捩れたり、絡み合ったりして不具合が生じる
おそれがある。
【００１８】
上記Ｘ線検査装置（３）によれば、前記Ｘ線焦点及び前記Ｘ線検出器の最大回転数がほ
ぼ１回転となるように構成されているので、これらケーブルが捩れたり、絡み合ったりし
て不具合が生じるのを防止することができる。理論的には１回転させることによって、前
記試料台に載置された試料の透視データを３６０°あらゆる方向から取得することができ
るが、何らかの理由によって、撮影開始直後（すなわち、回転開始直後）、前記試料の透
視データをうまく取得できないおそれがある。
そのため、回転開始直後に取得できる透視データを１回転してから撮影して取得し直す
ことができるように、前記Ｘ線焦点及び前記Ｘ線検出器については、１回転よりも少し多
く、例えば、５％、１０％程度多く回転させるのが望ましい場合も考えられる。
【００１９】
また、本発明に係るＸ線検査装置（４）は、上記Ｘ線検査装置（１）〜（３）のいずれ
かにおいて、前記Ｘ線焦点と前記Ｘ線検出器とを結ぶ直線に平行に、前記Ｘ線発生器を移
動させる平行移動手段を備えていることを特徴としている。
【００２０】
上記Ｘ線検査装置（４）によれば、前記Ｘ線焦点と前記Ｘ線検出器とを結ぶ直線に平行
に、前記Ｘ線発生器を移動させることができるので、幾何学的拡大率を変化させることが
できる。これにより、被検査物の大きさに応じた拡大率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るＸ線検査装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、実
施の形態（１）に係るＸ線検査装置の要部を概略的に示したブロック図である。図中Ｓは
被検対象となる試料を示しており、試料Ｓは中央部にＸ線を透過する透過板１１ａが形成
された試料台１１に載置されるようになっている。また、試料台１１はＸＹ軸方向（すな
わち平面方向）に移動可能な構成となっている。
【００２２】
試料台１１を上下に挟んで、Ｘ線焦点１２ａを含んで構成されたＸ線発生器１２とＸ線
検出器１３とが対向して配置され、Ｘ線焦点１２ａからＸ線が放射され、透過板１１ａ及
び試料Ｓを透過したＸ線が、Ｘ線検出器１３で検出されるようになっている。また、Ｘ線
焦点１２ａとＸ線検出器１３とを結ぶ直線Ｌ１と試料台１１の載置面とは角度θ（ここで
は４５°）で交わっている。
【００２３】
Ｘ線検出器１３は画像処理部１４に接続されており、Ｘ線検出器１３で検出されたＸ線
に応じた透視データ（映像信号）は画像処理部１４へ出力されるようになっている。画像
処理部１４は、画質を改善するなどの信号処理を行い、信号処理した透視データをコンピ
ュータ１５へ出力するようになっている。コンピュータ１５は画像処理部１４から出力さ
れてきた透視データを蓄積することができるようになっている。
【００２４】
後で詳しく説明するが、コンピュータ１５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ
を含んで構成されており、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、角度
補正部１５ａや、画像作成部１５ｂ、駆動制御部１５ｃとして機能することができるよう
になっている。
【００２５】
回転機構１６は、モータ１７からの回転力を受けて駆動し、Ｘ線発生器１２を試料台１
１の載置面と直交する軸Ｌ２を中心に回転させるものである。Ｘ線発生器１２が軸Ｌ２を
中心に回転すると、Ｘ線焦点１２ａも軸Ｌ２を中心に回転することになる。
他方、回転機構１８は、モータ１９からの回転力を受けて駆動し、Ｘ線検出器１３を軸
Ｌ２を中心に回転させるものである。
【００２６】
これらモータ１７、１９はコンピュータ１５によって駆動制御され、Ｘ線発生器１２（
Ｘ線焦点１２ａ）が、Ｘ線検出器１３の回転に同期して１８０°の位相差をもって、軸Ｌ
２を中心に回転するようになっている。例えば、コンピュータ１５は、ある回転角度毎に
Ｘ線発生器１２及びＸ線検出器１３を回転させることができるようになっている。
【００２７】
また、コンピュータ１５は、Ｘ線発生器１２及びＸ線検出器１３の最大回転数（基本回
転数）が１回転となるようにモータ１７、１９を駆動制御するようになっている。例えば
、Ｘ線発生器１２及びＸ線検出器１３が１回転すると、その後は回転方向を逆転させ、ま
た１回転すると回転方向を逆転させるようになっている。これは、Ｘ線発生器１２に接続
されている電源ケーブルや、Ｘ線検出器１３に接続されている電源ケーブル、映像ケーブ
ルの捩れなどを防止するためである。なお、別の実施の形態に係るＸ線検査装置では、Ｘ
線発生器１２及びＸ線検出器１３の最大回転数が１回転よりも少し多い、例えば、１．１
回転となるようにしても良い。
【００２８】
スライド機構２０は、モータ２１からの回転力を受けて駆動し、Ｘ線発生器１２を軸Ｌ
１に平行にスライド移動させるものである。このモータ２１もコンピュータ１５によって
駆動制御されるようになっている。これにより、幾何学的拡大率を変化させることができ
るので、被検査物の大きさに応じた拡大率を得ることができる。
【００２９】
Ｘ線検出器１３で検出された透視データから断面画像や透視立体画像などのＣＴ画像を
作成するには、例えば、ＣＴソフトウェアを使用することになる。従来のＸ線ＣＴ装置は
、図４に示したように、試料２と、Ｘ線焦点３ａと、Ｘ線検出器である撮像管４とが同一
平面上に配置され、Ｘ線焦点３ａと撮像管４とを結ぶ直線６は回転軸５と直交している。
【００３０】
そのため、従来のＣＴソフトウェアは、このような状況下でＸ線検出器（撮像管４）で
検出された透視データ（ＣＴデータ）から断面画像や透視立体画像などのＣＴ画像を作成
することができるようになっている。換言すれば、上記した状況下と異なる状況下で検出
された透視データについては角度補正などの処理が必要となる。
【００３１】
コンピュータ１５は、画像処理部１４で信号処理された透視データに対し、角度θ分の
角度補正を行い、角度補正を行った透視データから断面画像や透視立体画像などのＣＴ画
像を作成することができるようになっている。また、コンピュータ１５は作成したＣＴ画
像を表示部２２に表示することができるようになっている。また、コンピュータ１５には
操作部２３が接続されており、使用者の所望する検査が行えるようになっている。
【００３２】
上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置によれば、Ｘ線焦点１２ａは、試料台１１の
載置面と直交する軸Ｌ２を中心に回転し、Ｘ線検出器１３も、軸Ｌ２を中心に回転するこ
とになる。また、これら回転は同期して行われるように構成されている。
従って、試料台１１に載置された試料Ｓの透視データを３６０°あらゆる方向から取得
することができる。これにより、プリント基板に形成されたスルーホールの内壁に施され
たメッキ処理の状態を非破壊で検査することができる。また、試料台１１を回転させるの
ではないので、試料Ｓのサイズは大きく制限されないので、６００×６００ｍｍの大型の
プリント基板にも十分に対応することができる。また、検査ポイントについてはＸＹ軸方
向に移動可能な試料台１１を移動させれば調整できるので、試料Ｓの載置位置を調整する
必要はない。
【００３３】
また、ある回転角度毎に試料Ｓの透視データを検出して蓄積することができるので、例
えば、回転角度５°毎に、合計７２方向からの透視データを検出して蓄積すれば、試料Ｓ
に対する精度の高いＣＴ画像を得ることができ、プリント基板に形成されたスルーホール
の内壁の状態を断面画像や透視立体画像で観察することができる。これにより、スルーホ
ールの内壁に施されたメッキ処理の状態を非常に精度良く検査することができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置では、画像処理部１４とコンピュータ
１５とが別体である場合について説明しているが、別の実施の形態に係るＸ線検査装置で
は、画像処理部をコンピュータに組み込むようにしても良い。例えば、メモリなどを含ん
で構成された画像処理ボードをコンピュータのマザーボードに装着する。
【実施例１】
【００３５】
図２は、実施例１に係るＸ線検査装置の要部を示した部分透過側面図である。図中３１
は軸Ｌ３を軸心とする駆動軸であり、駆動軸３１はモータ１９からの回転力を受けて駆動
するようになっている。駆動軸３１はベアリング３２、３３などを介して支持部材３４に
支持されている。
【００３６】
駆動軸３１にはベベルギア３５が取り付けられ、このベベルギア３５を介して、駆動軸
３１と軸Ｌ２を軸心とするアーム軸３６とが接続されている。そのため、アーム軸３６も
またモータ１９からの回転力によって駆動するようになっている。アーム軸３６はベアリ
ング３７、３８などを介して支持部材３４に支持されている。
【００３７】
また、アーム軸３６には回転アーム３９が接合されており、回転アーム３９もまたモー
タ１９からの回転力によって駆動し、軸Ｌ２を中心にして回転するようになっている。回
転アーム３９には取付部４０を介してＸ線検出器１３（例えば、撮像管）が取り付けられ
ている。
【００３８】
軸Ｌ４を軸心とする駆動軸４１はモータ１７からの回転力を受けて駆動するようになっ
ている。駆動軸４１はベアリング４２、４３などを介して支持部材４４に支持されている
。駆動軸４１にはベベルギア４５が取り付けられ、このベベルギア４５を介して、駆動軸
４１と軸Ｌ２を軸心とするアーム軸４６とが接続されている。そのため、アーム軸４６も
またモータ１７からの回転力によって駆動するようになっている。アーム軸４６はベアリ
ング４７、４８などを介して支持部材４４に支持されている。
【００３９】
また、アーム軸４６には回転アーム４９が接合されており、回転アーム４９もまたモー
タ１７からの回転力によって駆動し、軸Ｌ２を中心にして回転するようになっている。回
転アーム４９には、直線Ｌ１に平行な軸Ｌ５を軸心とする駆動軸５０を含んで構成された
スライド機構が形成されている。
【００４０】
このスライド機構に取付部５１が支持され、この取付部５１を介して回転アーム４９に
Ｘ線発生器１２（例えば、Ｘ線管）が取り付けられている。駆動軸５０はモータ２１から
の回転力を受けて駆動するようになっている。そのため、モータ２１からの回転力によっ
てＸ線発生器１２が軸Ｌ５に平行に移動するようになっている。図３は、実施例１に係る
Ｘ線検査装置のＸ線発生器１２の上部周辺を示した摸式図であり、試料台１１に試料Ｓが
載置された状態を示している。
【００４１】
上記実施例１に係るＸ線検査装置によれば、Ｘ線焦点１２ａを含んで構成されたＸ線発
生器１２は、試料台１１の載置面と直交する軸Ｌ２を中心に回転し、Ｘ線検出器１３も、
軸Ｌ２を中心に回転することになる。従って、Ｘ線発生器１２の回転に同期させて１８０
°の位相差をもって、Ｘ線検出器１３を回転させることによって、試料台１１に載置され
た試料Ｓの透視データを３６０°あらゆる方向から取得することができる。これにより、
例えば、回転角度５°毎に、合計７２方向からの透視データを取得して蓄積すれば、試料
Ｓに対する精度の高いＣＴ画像を得ることができる。
【００４２】
また、Ｘ線発生器１２とＸ線検出器１３との位置関係を適切なものとするには、例えば
、Ｘ線発生器１２の基準位置を検出する検出センサ（例えば、フォトセンサ）や、Ｘ線検
出器１３の基準位置を検出する検出センサを設けて、これら検出センサにより得られた情
報をコンピュータ１５へ出力するようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態（１）に係るＸ線検査装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図２】実施例１に係るＸ線検査装置の要部を示した部分透過側面図である。
【図３】実施例１に係るＸ線検査装置のＸ線発生器の上部周辺を示した摸式図である。
【図４】従来のＸ線ＣＴ装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図５】幾何学的拡大率を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１試料台
１２Ｘ線発生器
１２ａＸ線焦点
１３Ｘ線検出器
１５コンピュータ
１６、１８回転機構
１７、１９、２１モータ
２０スライド機構

【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置するＸＹ軸方向に移動可能な試料台を上下に挟んで、Ｘ線焦点を含んで構成
されたＸ線発生器とＸ線検出器とが対向して配置され、前記Ｘ線焦点から放射され、前記
試料を透過したＸ線が前記Ｘ線検出器にて検出されるように構成されたＸ線検査装置にお
いて、
前記Ｘ線焦点が、前記試料台の載置面と直交する軸を中心に回転するように、前記Ｘ線
発生器を円弧を描いて移動させる発生器移動手段と、
前記軸を中心に前記Ｘ線検出器を回転させる検出器回転手段とを備えると共に、
前記Ｘ線発生器の円弧移動と前記Ｘ線検出器の回転とが同期して行われるように構成さ
れていることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
ある回転角度毎に、前記Ｘ線検出器で検出された透視データを蓄積する蓄積手段と、
蓄積した透視データに基づいて、画像を作成する作成手段とを備えていることを特徴と
する請求項１記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記Ｘ線焦点及び前記Ｘ線検出器の最大回転数がほぼ１回転となるように構成されてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記Ｘ線焦点と前記Ｘ線検出器とを結ぶ直線に平行に、前記Ｘ線発生器を移動させる平
行移動手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のＸ線検査
装置。

【図１】