Ｘ線検査装置
【課題】Ｘ線検査装置において、検査対象領域を広くしつつ、対象物を確実に保持できるようにする。
【解決手段】Ｘ線検査装置において、クランプ５０は上方から基板１０を支持する。クランプ５０の上記端面は傾斜を有する。これにより、クランプ５０に確実に基板１０を支持させつつ、Ｘ線源２から放射されるＸ線（符号ＸＲで示されている）の基板１０による透過光がクランプ５０によって遮蔽されることを極力回避できる。
【解決手段】Ｘ線検査装置において、クランプ５０は上方から基板１０を支持する。クランプ５０の上記端面は傾斜を有する。これにより、クランプ５０に確実に基板１０を支持させつつ、Ｘ線源２から放射されるＸ線（符号ＸＲで示されている）の基板１０による透過光がクランプ５０によって遮蔽されることを極力回避できる。
【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、特に、Ｘ線断層画像を生成することにより検査対象物に関する検査を行なうＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板などの工業製品をＸ線を用いて検査をする検査装置が知られている。
たとえば、特許文献１（特開２０１０−１６００７０号公報）には、焦点固定型のＸ線源と、検出器と、対象物移動機構とを備えたＸ線検査装置が開示されている。当該Ｘ線検査装置では、Ｘ線源に対して、対象物と検出器の位置が変更される。これにより、検出器は、対象物を複数の照射角度で透過したＸ線を受光する。そして、検出器が受光した、複数の照射角度での画像を再構成することにより、対象物のＸ線ＣＴ（Computed Tomography）画像が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６００７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような検査装置では、上記のように検査の際に対象物の位置を変更する必要があり、このため、検査対象物をより確実に保持する必要がある。したがって、対象物を保持するための領域をより大きく確保する必要が生じる。
【０００５】
その一方で、このような検査装置において、検査対象領域をより広くすることが求められている。特に、装置の小型化が進む現代では、基板上の、より広範囲に部品が実装されることが想定される。このため、基板における検査対象領域を広くすることについての要求も高まっている。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、Ｘ線検査装置において、検査対象領域を広くしつつ、対象物を確実に保持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従ったＸ線検査装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出部と、検査対象物を保持する保持機構とを備え、保持機構によって保持された検査対象物に対して複数方向から照射されたＸ線によって撮像するＸ線検査装置であって、保持機構は、検査対象物に対して第１の方向の一方側からＸ線源によりＸ線が照射され、他方側からＸ線検出部により検査対象物のＸ線透視画像を撮像させるように、検査対象物を保持し、一方側から検査対象物を支持する第１の部材と、他方側から検査対象物を支持する第２の部材とを含み、第１の方向と交わる第２の方向についての第１の部材および第２の部材の検査対象物側の端面は、第１の方向について検査対象物から離れるほど、第２の方向について検査対象物から離れるような傾斜を有する。
【０００８】
好ましくは、第２の部材は、第２の方向に交わる第３の方向について、連続してまたは複数の箇所で、検査対象物を支持し、第３の方向において少なくとも一部が検査対象物を支持する領域が少なくなるように切り欠きを設けられている。
【０００９】
好ましくは、第２の部材は、第２の方向に交わる第３の方向に延設される支持用部材と、支持用部材に対して、第３の方向について位置を変更可能に固定され、検査対象物を押圧することにより支持するための押圧用部材とを含み、押圧用部材は、第１の方向の他方側に位置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検査対象物に対して、第１の方向の一方側からＸ線が照射し他方側からＸ線を検出するＸ線検査装置において、検査対象物を支持する部材の検査対象物側の端面の形状が工夫されている。具体的には、当該端面は、第１の方向について検査対象物から離れるほど、第２の方向について検査対象物から離れるように傾斜している。
【００１１】
これにより、第２の方向について上記支持する部材によって長い距離にわたって検査対象物を支持しながら、Ｘ線検出部において、より検査対象物の端部側を透過したＸ線を、支持する部材の上記端面によって遮られることなく、検出することができる。したがって、Ｘ線検査装置において、検査対象領域を広くしつつ、検査対象物を確実に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるＸ線検査装置を含む、基板の製造ラインの一部の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１のＸ線検査装置の概略構成を説明するための図である。
【図３】図１のＸ線検査装置の概略構成を説明するための図である。
【図４】基板ステージにおいて基板を支持する部材の構造を説明するための図である。
【図５】基板ステージにおいて基板を支持する部材の構造を説明するための図である。
【図６】図５のクランプとベースプレートの構造の特徴を説明するための図である。
【図７】図５のクランプとベースプレートの構造の特徴を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のＸ線検査装置におけるクランプの形状を説明するための図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のＸ線検査装置におけるクランプの形状を説明するための図である。
【図１０】図９の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の検査装置の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
［第１の実施の形態］
＜製造ラインの概略構成＞
図１は、本実施の形態の検査装置を含む、基板の製造ラインの一部の構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、検査対象物の一例として、図１に示される製造ラインで製造される基板が挙げられる。
【００１５】
図１を参照して、製造ラインは、本発明の一実施の形態であるＸ線検査装置１００と、Ｘ線検査装置１００に対して製造ライン中の上流側に隣接して設置された装置（上流側装置１０００）と、下流側に隣接して設置された装置（下流側装置２０００）とを含む。
【００１６】
Ｘ線検査装置１００は、基板（後述する基板１０等）をＸ線検査装置１００内で搬送するためのコンベアベース９０、および、コンベアベース９０上に載置されているベースプレート９１を含む。ベースプレート９１は、基板を送るためのベルト９２を含む。また、Ｘ線検査装置１００は、ベルト９２上の基板を上方から支持するクランプ５０を含む。
【００１７】
Ｘ線検査装置１００では、コンベアベース９０が移動することにより、当該コンベアベース９０上に搬送された基板が、Ｘ線検査装置１００内を移動する。図１では、コンベアベース９０の３つの異なる位置が、コンベアベース９０、コンベアベース９０Ａ、および、コンベアベース９０Ｂとして示されている。コンベアベース９０の移動に伴い、ベースプレート９１、ベルト９２、および、クランプ５０も移動する。図１では、コンベアベース９０，９０Ａ，９０Ｂのそれぞれに位置に対応させて、ベースプレート９１，９１Ａ，９１Ｂ、ベルト９２，９２Ａ，９２Ｂ、および、クランプ５０，５０Ａ，５０Ｂが示されている。
【００１８】
Ｘ線検査装置１００では、コンベアベースは、起動時にはコンベアベース９０で示す位置に配置され、上流側装置１０００から搬送される基板を受ける時にはコンベアベース９０Ａで示す位置に配置され、受け取った基板を検査する時にはコンベアベース９０Ｂで示す位置に配置され、検査後の基板を下流側装置２０００に受け渡す時にはコンベアベース９０Ｂで示す位置に配置され、そして、次の基板を上流側装置１０００から受ける時には再度コンベアベース９０Ａで示す位置に配置され、以降、同様の配置の変更が繰り返される。
【００１９】
製造ラインは、上流側装置１０００と、符号９０Ａで示された位置にあるコンベアベース９０Ａとの間に設けられた、基板を搬送するための搬送レール１００１を含む。また、製造ラインは、符号９０Ｂで示された位置にあるコンベアベース９０Ｂと、下流側装置２０００との間に設けられた、基板を搬送するための搬送レール２００１を含む。また、図１では、基板１０Ａは、上流側装置１０００から矢印Ｒ１１の向きにコンベアベース９０Ａへと送られる基板を示し、基板１０Ｂは、ベルト９２Ａ上に配置されクランプ５０Ａに上方から支持される基板を示し、そして、基板１０Ｃは、ベルト９２Ｂから、矢印Ｒ１２の向きに、搬送レール２００１を通って下流側装置２０００へと送られる基板を示している。
【００２０】
＜検査装置の構成＞
本実施の形態のＸ線検査装置１００は、ＩＣ（Integrated Circuit）のリードに形成されたパックフィレットや、ＢＧＡ（Ball Grid Array）を構成するはんだ電極など、外観検査が困難な箇所を対象に、Ｘ線による断層画像を再構成し、生成された断層画像を用いて検査を行なうものである。また、本実施の形態の検査装置は、断層画像として、Ｘ線ＣＴ画像を生成する機能とトモシンセシスによる断層画像を生成する機能を具備する。
【００２１】
図２および図３は、Ｘ線検査装置１００の概略構成を説明するための図である。
図２を参照して、Ｘ線検査装置１００は、検査対象物である基板１０を支持する基板ステージ１と、その下方に配置されたＸ線源２と、基板ステージ１の上方に設けられたディテクタステージ４と、当該検査装置の動作を全体的に制御する制御装置７とを含む。
【００２２】
図２では、基板１０に部品１１が実装された状態が示されている。なお、図２では、基板１０の搬送機構の構成要素の一部が省略されて記載されている。一方、図３では、制御装置７が省略されている。
【００２３】
基板ステージ１は、基板１０を長さ方向（図２中の左右方向。以下、これをＸ方向とする）に沿う各端縁部で支持する１対のコンベア１５Ａ，１５Ｂ、各コンベア１５Ａ，１５Ｂを固定支持する１対のコンベア支持部１６Ａ，１６Ｂを具備する。コンベア１５Ａ，１５Ｂは、図示しない上流機構から基板１０の搬入を受付けて、この基板１０をコンベア１５Ａまたはコンベア１５Ｂに設けられたストッパ（クランプ５０）によって支持される位置まで搬入して停止する。コンベア１５Ａ，１５Ｂは、ストッパによる支持の終了後、基板１０を外部（下流側装置２０００）に搬出する。
【００２４】
コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂは、各コンベア１５Ａ，１５Ｂを支持した状態で、基板制御機構７８によって駆動制御されることにより、図２中のＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持されている。コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂの動きによって、基板１０が水平移動する（水平な仮想平面上を移動する）ことになる。
【００２５】
Ｘ線検査装置１００では、クランプ５０は、基板制御機構７８によって変位されることにより、基板２０を支持する状態と、支持を解除する状態とをとる。
【００２６】
Ｘ線検査装置１００には、コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂを図２のＸ方向およびＹ方向に移動させる機構として、Ｘ軸方向に沿うスライドレール６１、および、Ｙ軸方向に沿うスライドレール６６が設けられている。
【００２７】
スライドレール６１は、スライダ６２を介してコンベア支持部１６Ａ，１６Ｂに連結されている。なお、Ｘ線検査装置１００には、スライドレール６１と対をなすＸ軸方向に沿うスライドレール（図示略）が設けられている。当該スライドレールは、スライダ６３を介して、コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂに連結されている。
【００２８】
スライドレール６６は、スライダ６７を介して支持部６４，６５に連結されている。支持部６４，６５は、スライダ６２，６３に連結されている。これにより、スライドレール６６は、スライダ６７、支持部６４，６５、スライダ６２，６３を介して、コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂに連結されている。また、Ｘ線検査装置１００には、スライドレール６６と対をなすＹ軸方向に沿うスライドレール（図示略）および当該スライドレールを支持部６４，６５に連結させる支持部が設けられている。
【００２９】
Ｘ線検査装置１００では、コンベア支持部１６Ａ，１６ＢをＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動させるために、基板制御機構７８によって、スライダ６２、スライダ６３、スライダ６７、および、スライダ６７と対をなすスライダ（図示略）が駆動制御される。
【００３０】
図２のコンベア支持部１６Ａ，１６Ｂおよび支持部６４，６５は、図１のコンベアベース９０に対応する。また、図２のコンベア１５Ａ，１５Ｂは、図１のベースプレート９１に対応する。図１と図２では、対応する部材の形状が異なっているが、これらの機能としては同様である。
【００３１】
ディテクタステージ４には、Ｙ軸方向に沿う１対のスライドレール４１Ａ，４１Ｂ（以下、「Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂ」という。）と、Ｘ軸方向に沿うスライドレール４２（以下、「Ｘ軸レール４２」という。）とが設けられる。各Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂには、１対のスライダ４３が設けられる。Ｘ軸レール４２は、各Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂのスライダ４３，４３により両端部が連結されて支持される。
【００３２】
Ｘ軸レール４２には、大型のスライダ４５が設けられる。スライダ４５には、接続部材４６を介して、二次元Ｘ線検出器としてフラットパネルディテクタ３（以下、「ＦＰＤ３」と略す。）が取付けられている。
【００３３】
Ｘ線検査装置１００では、大型スライダ４５は矢印Ｒ３および矢印Ｒ４の向きに移動され、また、スライダ４３は、矢印Ｒ１および矢印Ｒ２の向きに移動される。
【００３４】
Ｘ線検査装置１００には、さらに、基板１０のＸＹ平面内の位置およびこの平面に垂直な高さ方向の位置を検出するためのＣＣＤカメラ５および変位センサ６が設けられている。ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ５の検出出力は、画像処理機構７７Ｂによって処理され、また、変位センサ６の検出出力は、変位計制御機構７７Ａによって処理される。
【００３５】
スライダ４３，４５は、図示しない駆動モータをディテクタ制御機構７５によって駆動制御されることにより、ＦＰＤ３を移動させる。具体的には、ＦＰＤ３は、スライダ４５の動きに従ってＸ軸方向に沿って移動するとともに、Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂのスライダ４３の動きに従ってＹ軸方向に沿って移動する。
【００３６】
ＦＰＤ３は、図示せぬケーブルを介して、制御装置７に接続される。また、Ｘ線源２、ＣＣＤカメラ５、変位センサ６、および各ステージ１，４の駆動部も同様に、制御装置７にケーブル接続される。
【００３７】
ＣＣＤカメラ５および変位センサ６は、検査前に基板１０の状態をチェックする目的で使用される。具体的には、ＣＣＤカメラ５は、基板１０を正確な位置に位置合わせするために基板１０のフィデューシャルマーク１９を撮像する。この撮像により生成された画像は、制御装置７の画像処理機構７７Ｂに入力されて、基板１０の位置ずれ量の計測に用いられ、その計測値に基づき各ステージ１，４の位置関係が調整される。
【００３８】
変位センサ６は、基板１０の上面までの距離を測定する。測定された距離データは、制御装置７の変位計制御機構７７Ａに入力され、Ｘ線透視撮影の際に、後述する基準平面Ｔの高さを調整する目的に使用される。
【００３９】
図２には、また、本実施の形態のＸ線検査装置１００の制御装置７の主要部分のブロック図が示されている。
【００４０】
制御装置７は、Ｘ線透視撮影に関する制御を実行し、また、断層画像の再構成処理や検査を実行する。制御装置７は、たとえば、専用のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータにより構成される。当該プログラムは、その出荷時に、制御装置７の主記憶部７１にインストールされていてもよいし、制御装置７に対して着脱可能な記録媒体に記録されていて適宜制御装置７にインストールされてもよいし、ネットワーク上のサーバからネットワークを通じて制御装置７にダウンロードされてもよい。
【００４１】
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む演算部７０、補助記憶装置からなる補助記憶部７２、キーボードや操作ボタンなどからなり外部からの情報の入力を受付ける入力部７３、画像情報や音声などを出力する出力部７４、およびＸ線源２のＸ線出力動作などを制御するＸ線源制御機構７９を含む。
【００４２】
演算部７０は、ディテクタ制御機構７５等の各機構の動作を制御することにより、Ｘ線源２およびＦＰＤ３ならびに基板１０の位置関係を種々に変更しながら基板１０に対するＸ線透視撮影（プロジェクション）を実行する。また、演算部７０は、ＣＣＤカメラ５、変位センサ６、コンベア１５Ａ，１５Ｂの動作を制御する機能や、ＣＣＤカメラ５からの入力に基づき上記した基板１０の位置調整を行なう機能や、変位センサ６からの入力に基づいて撮影時の基準平面Ｔの高さの設定値を変更し、その変更に併せて基板１０やＦＰＤ３の移動量を調整する機能も有する。
【００４３】
Ｘ線検査装置１００では、後述するように、基板１０の複数の検査領域について、検査領域ごとに、ＦＰＤ３の位置を変えて、複数回のＸ線透視撮影が行なわれる。毎時のＸ線透視撮影により生成されたＸ線透視画像は、補助記憶部７２に蓄積される。演算部７０は、これらの画像に付加情報として、対応する検査領域や撮影時のＦＰＤ３の位置を識別する情報を設定し、これらの付加情報を画像に対応付けて補助記憶部７２に保存する。演算部７０は、再構成によって得られたデータに基づいて、基板１０の被検査部位の適否を判定する。判定結果は、たとえばモニタなどの出力部７４や外部機器などに出力される。
【００４４】
Ｘ線検査装置１００において、ディテクタ制御機構７５、画像取得機構７６、変位計制御機構７７Ａ、画像処理機構７７Ｂ、基板制御機構７８、および、Ｘ線源制御機構７９のすべてまたは少なくとも一部は、専用のハードウェア資源（ＬＳＩ（Large Scale Integration）等）によって実現されても良いし、演算部７０が主記憶部７１に記憶されるプログラムを実行することによってソフトウェア的に実現されても良い。
【００４５】
図３では、トモシンセシス用の撮影を行なう場合のＸ線源２、ＦＰＤ３、および、基板１０の位置関係が模式的に示されている。
【００４６】
図３では、画像取得機構７６が、ＦＰＤ３を、当該ＦＰＤ３が存在するＸＹ平面上で矢印Ｒ０方向に旋回させたときの、Ｘ線画像の撮影が行なわれるＦＰＤ３の複数の位置が示されている。当該複数の位置は、ＦＰＤ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃを含む。基板１０のＸ線画像の撮影の際には、ＦＰＤ３の位置は、Ｘ線源２の光軸を中心とする仮想円に沿って順に移動する。図３のＦＰＤ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれの内部に示された球形状は、基板１０上に実装された部材の画像を模式的に示している。なお、ＦＰＤ３の旋回は、大型スライダ４５が矢印Ｒ３，Ｒ４の向きに適宜移動され、また、スライダ４３が矢印Ｒ１，Ｒ２の向きに適宜移動されることにより、実現される。
【００４７】
Ｘ線検査装置１００では、ＦＰＤ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃを含む複数の位置で撮影された画像が適宜再構成されて、基板１０の検査（実装されるべき部品が実装されているか否か、等）が行なわれる。なお、撮影されたＸ線画像の再構成や当該再構成画像を用いた基板１０の検査については、公知の技術（たとえば、特許文献１（特開２０１０−１６００７０号公報））を採用することができるため、ここでは説明を繰り返さない。
【００４８】
＜保持機構の構成＞
上記したように、Ｘ線検査装置１００では、基板ステージ１上の基板１０は、クランプ５０によって上方から支持され、また、ベースプレート９１によって下方から支持されている。以下、図４および図５を参照して、基板ステージ１における、基板１０を支持する部材の構造を説明する。
【００４９】
まず、図４を参照して、ベースプレート９１の、基板１０と当接する側の端部には、ベルト９２が設けられている。ベルト９２は、基板１０の搬送方向（図４の左右方向）に回転することにより基板１０を搬送する。
【００５０】
クランプ５０は、ガイド５１に連結されている。ガイド５１は、スプリング用シャフト５３によって軸支されている。ガイド５１の上方にはローラ５２が位置している。ローラ５２には、シャフト８２を介して、エアスライドテーブル８１が連結されている。ローラ５２は、エアスライドテーブル８１に供給される空気量に応じて、シャフト８２を軸とした回転位置が変化し、これにより、ローラ５２の、図４における、矢印Ｒ２１，Ｒ２２で示される方向の位置が変化する。
【００５１】
スプリング用シャフト５３には、スプリング用シャフト８３が連結されている。スプリング用シャフト８３には、スプリング８４が固定されている。スプリング用シャフト８３は、スプリング８４によって、後述するように所定の回動方向に付勢され、また、スプリング用シャフト８３に連結されるスプリング用シャフト５３、および、スプリング用シャフト５３に連結されたガイド５１も同様に付勢される。そして、ガイド５１は、その上方からローラ５２によって押圧されることにより、基板１０を上方から下方に向けて押圧するように支持する位置に固定される。
【００５２】
図５は、図４に示された各要素を側方から見た状態を示す図である。
図５において、矢印Ｒ２４は、スプリング用シャフト５３に対する、上記したような付勢方向を示している。図５において実線で示された状態から、エアスライドテーブル８１に供給される空気量が変更されることにより、ローラ５２が矢印Ｒ２２の向きに回転してローラ５２Ｘで示される位置まで移動すると、スプリング用シャフト５３に対する矢印Ｒ２４の向きの付勢によって、クランプ５０およびガイド５１が矢印Ｒ２３の向きに回転する。クランプ５０Ｘおよびガイド５１Ｘは、ローラ５２Ｘに対応するクランプとガイドの位置を示している。
【００５３】
なお、エアスライドテーブル８１に対する供給量が調整されることにより、ローラ５２Ｘが矢印Ｒ２１の向きに回転移動されて、ローラ５２で示される位置に移動すると、ローラ５２に押圧されることにより、ガイド５１Ｘで示される位置からガイド５１で示される位置に、シャフトが移動する。また、シャフトに固定されているクランプも、同様に、クランプ５０Ｘで示される位置からクランプ５０で示される位置に、移動する。これにより、クランプ５０は、基板１０を、上方から押圧するように固定する。本実施の形態では、ガイド５１の上面が、水平ではなく、水平方向に対して傾斜を有するように構成されている。これにより、ローラ５２の回転による変位によって、ガイド５１は図５を参照して説明したように回転移動し、これにより、クランプ５０が上下に移動する。
【００５４】
なお、クランプ５０を上下移動させる方法としては、エアスライドテーブル８１に供給される空気量を変更されるような、エアシリンジを用いたものに限定されない。たとえば、モータで、直接的に、上下方向に移動されても良い。ただし、本実施の形態のように、モータではなくエアシリンジによって上下方向に移動されることにより、モータの駆動により生じると考えられるノイズの発生を抑制（回避）でき、これにより、撮影されるＸ線画像が当該ノイズの影響を受けることを極力回避できる。
【００５５】
Ｘ線検査装置１００では、基板１０が基板ステージ１に固定される場合、上方からクランプ５０によって押圧されるうように支持され、また、下方からは、ベースプレート９１によって指示される。なお、ベースプレート９１では、主にベルト９２が、基板１０に当接している。そして、基板ステージ１に基板１０が固定された状態で、図１を参照して説明したようにコンベアベース９０が旋回等することにより、コンベアベース９０に固定された状態で、基板１０がＸ線検査装置１００内を旋回等する。
【００５６】
図６は、クランプ５０とベースプレート９１の構造の特徴を説明するための図である。
図６には、クランプ５０とベースプレート９１によって基板１０が固定されている状態が示されている。
【００５７】
本実施の形態では、基板１０（検査対象物）に対して、上下方向の下側から、Ｘ線源２によりＸ線が照射される。そして、上側からＦＰＤ３（Ｘ線検出部）により検査対象物のＸ線透視画像が撮像される。そして、検査対象物は、上方からはクランプ５０により支持され、下方からはベースプレート９１（ベルト９２）により支持されることにより、保持される。本実施の形態では、ベースプレート９１（ベルト９２）により、一方側から検査対象物を支持する第１の部材が構成され、そして、クランプ５０により、他方側から検査対象物を支持する第２の部材が構成される。
【００５８】
そして、ベースプレート９１とクランプ５０の水平方向の端面は、それぞれ、垂直方向に対して傾斜を有している。具体的には、図６に主に示されるように、ベースプレート９１の上記端面は、垂直方向に対してθ２の角度を有し、また、クランプ５０の上記端面は、垂直方向に対してθ１の角度を有する。このような傾斜を有することにより、ベースプレート９１の上記端面は、下側ほど、左右方向について検査対象物から離れるような形状となっている。また、クランプ５０の上記端面は、上側ほど、左右方向について検査対象物から離れるような形状となっている。
【００５９】
クランプ５０の上記端面が上記したような傾斜を有することにより、クランプ５０に確実に基板１０を支持させつつ、Ｘ線源２から放射されるＸ線（符号ＸＲで示されている）の基板１０による透過光がクランプ５０によって遮蔽されることを極力回避できる。なお、図６中の角度θ３は、Ｘ線源２のＸ線の照射角度である。
【００６０】
また、図７に示されるように、ベースプレート９１の上記端面が上記したような傾斜を有することにより、ベースプレート９１を左右方向により遠くまで基板１０側に延在させつつ、Ｘ線源２から放射されるＸ線がベースプレート９１によって遮蔽されることを極力回避できる。
【００６１】
クランプ５０の端面の傾斜角度θ１は、大きくなるほど、より基板１０のクランプ５０側の端部を通過した透過光をＦＰＤ３へ送ることができ、基板１０において検査対象領域となる領域を広くすることができる。なお、傾斜角度θ１は、たとえばθ３の半分の角度以上であることが好ましい。上限としては特に制限されないものと考えられるが、クランプ５０が基板１０を十分に支持（押圧）できる程度の強度が保証される程度にとどめられることが好ましい。
【００６２】
また、ベースプレート９１に端面の傾斜角度θ２についても、同様に、大きくなるほど、より基板１０のベースプレート９１側の端部までＸ線を透過させることができ、基板１０において検査対象領域となる領域を広くすることができる。なお、傾斜角度θ２は、たとえばθ３の半分の角度以上であることが好ましい。上限としては特に制限されないものと考えられるが、基板１０を十分に支持できる程度の強度が保証される程度にとどめられることが好ましい。
【００６３】
［第２の実施の形態］
以下、本実施の形態のＸ線検査装置１００における、第１の実施のＸ線検査装置１００に対する変更点について、主に説明する。
【００６４】
図８は、本実施の形態のＸ線検査装置１００におけるクランプの形状を説明するための図である。
【００６５】
上記したように、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００では、クランプ５０およびベースプレート９１は、基板１０の搬送方向に寸法を有し、そして、当該搬送方向を含む面、つまり、当該搬送方向に交わる方向についての端面に、図６および図７を参照して説明したような傾斜が設けられている。そして、上記傾斜が設けられることにより、より確実に基板１０が保持（支持）されるとともに検査対象領域が広げられている。
【００６６】
本実施の形態のＸ線検査装置１００では、図８に示されるように、クランプ５０には、基板１０の搬送方向において一部切り欠き５０１が形成されている。なお、図８のＸ方向およびＹ方向は、図２のＸ方向と同様である。つまり、Ｘ方向は、基板１０の搬送方向を示し、Ｙ方向は、当該搬送方向に直行する方向を示している。そして、本実施の形態のクランプ５０において、切り欠き５０１が形成された部分は、搬送方向（Ｘ方向）の他の部分と比較して、Ｙ方向について、基板１０を支持する領域が少なくなる。これにより、Ｘ線源２から照射され、基板１０を透過した光を遮る領域がより少なくなる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態のクランプ５０のように、一部が切り欠かれることにより、より基板１０の検査対象領域を広げることができる。
【００６８】
なお、クランプ５０において切り欠きを形成する割合としては、クランプ５０が基板１０を十分な強度で支持できる範囲内で適宜決定することができる。
【００６９】
［第３の実施の形態］
以下、本実施の形態のＸ線検査装置１００における、第１の実施のＸ線検査装置１００に対する変更点について、主に説明する。
【００７０】
図９は、本実施の形態のＸ線検査装置１００におけるクランプの形状を説明するための図である。図９では、矢印Ｘは、図２のＸ方向と同様に、基板１０の搬送方向を示している。図１０は、図９の側面図である。
【００７１】
本実施の形態のクランプは、第１の実施の形態のクランプ５０の代わりに、レール部５１０、爪部５１１〜５１３、および、固定部材５１１Ａ〜５１３Ａを含む。レール部５１０は、Ｘ方向に延設される、上下一対の長細い部材を含む。固定部材５１１Ａ〜５１３Ａを当該部材にねじ止めされることにより、爪部５１１〜５１３は、それぞれ、レール部５１０に固定される。本実施の形態では、爪部５１１〜５１３が、基板１０を上方から支持する。
【００７２】
爪部５１１〜５１３のＸ方向における固定位置は、変更可能である。つまり、固定部材５１１Ａ〜５１３Ａのそれぞれのレール部５１０における固定位置を変更することにより、Ｘ方向における爪部５１１〜５１３の固定位置を変更することができる。
【００７３】
Ｘ方向における爪部５１１〜５１３の固定位置を変更することにより、基板１０上に実装される部品の配置に応じて、基板１０の上方からの固定位置を変更することができる。
【００７４】
近年、市場変化に対応できる柔軟性のある多品種少量生産を実現するためには、検査対象物の多様化が想定される。本実施の形態のＸ線検査装置１００では、検査対象物の種類に応じて、爪部５１１〜５１３の固定位置を変更できる。これにより、本実施の形態のＸ線検査装置１００は、多様な検査対象物に対応できる。
【００７５】
本実施の形態では、爪部５１１〜５１３により押圧用部材が構成され、レール部５１０により支持用部材が構成されている。
【００７６】
なお、図９では、基板１０を上方から支持する爪部の数が「３」とされているが、これは例示である。基板１０を十分な力で支持できる範囲であれば、その本数は、適宜変更される。
【００７７】
また、各爪部の寸法（特に、基板１０の搬送方向であるＸ方向についての寸法）についても、基板１０を十分な力で支持できる寸法であれば、適宜設定される。
【００７８】
［その他の変形例等］
以上説明した各実施の形態では、Ｘ線検査装置の一例として、製造ライン中で検査対象物（基板１０）の検査を行なう、いわゆるインライン検査に利用される検査装置が例示された。したがって、当該検査の際の、検査対象物の搬送を、安全にかつ高速に行なうことが求められる。各実施の形態のＸ線検査装置では、検査対象物においてより広い被検査領域を確保しつつ、より安定して検査対象物を固定することができる。ただし、本発明に従うＸ線検査装置は、インライン検査に用いられるものに限定されない。本発明は、製造ラインに対して独立して利用されるＸ線検査装置においても、実施されることが意図される。
【００７９】
また、以上説明した各実施の形態では、基板１０の保持／解除の変更が、図５を参照して説明したように、基板１０を上方から支持するクランプ５０を移動させることによって行なわれる。基板１０は、クランプ５０に上方から下方に押圧されることにより、クランプ５０とベースプレート９１（ベルト９２）の間で保持される。
【００８０】
なお、本発明に従った検査装置における検査対象物の保持態様は、このような態様に限定されない。つまり、たとえば、下方から上方に検査対象物を押圧して保持されても良い。ただし、下方から上方に検査対象物を押圧し、別途設けられている部材の下面に検査対象物を押し当てて検査対象物を保持する場合、当該部材が定常的に下方から突き上げられることにより破損するおそれが予測される。本実施の形態では、検査対象物を下方に向けて押圧して保持することにより、上記のような部材の破損のおそれを極力回避できる。
【００８１】
また、以上説明した各実施の形態では、基板１０の保持／解除を変更する機構（エアスライドテーブル８１、ローラ５２等）が基板１０の上方側に設けられ、基板１０に対してＸ線を照射する装置（Ｘ線源２）が基板１０の下方側に設けられている。つまり、保持／解除を変更する機構とＸ線照射装置が、基板１０を挟んで反対側に設けられている。このように配置されることにより、両者が基板１０に対して同じ側に設けられる場合と比較して、Ｘ線照射装置をより基板１０に近い位置まで接近させることができる。これにより、Ｘ線検査装置１００では、基板１０について、より拡大倍率の高い画像を撮影できる。また、上記機構がＸ線照射装置と基板１０を挟んで、つまり、両者が極力離されて、設置されることにより、上記機構がＸ線照射装置によって出力されるＸ線の干渉材料となることを寄り確実に回避することができる。
【００８２】
なお、各実施の形態において、第１の方向は上下方向に対応し、第２の方向はＹ方向、第３の方向はＸ方向に対応するが、これは単なる一例である。第１〜第３の方向が互いに交わっていれば、Ｘ線の照射は、たとえば上方から下方に向けて行なわれても良いし、また、水平方向に行なわれても良い。
【００８３】
今回開示された各実施の形態およびその変形例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。
【００８４】
また、各実施の形態およびその変形例は、単独でも、また必要に応じて適宜組み合わされて、実施されることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１ 基板ステージ、２ Ｘ線源、３ フラットパネルディテクタ、４ ディテクタステージ、５ カメラ、６ 変位センサ、７ 制御装置、１０ 基板、５０ クランプ、７０ 演算部、７１ 主記憶部、７２ 補助記憶部、７３ 入力部、７４ 出力部、７５ ディテクタ制御機構、７６ 画像取得機構、７７Ａ 制御機構、７７Ｂ 画像処理機構、７８ 基板制御機構、７９ 線源制御機構、８１ エアスライドテーブル、８２ シャフト、８４ スプリング、９０ コンベアベース、９２ ベルト、１００ Ｘ線検査装置、５１０ レール部、５１１〜５１３ 爪部、５１１Ａ〜５１３Ａ 固定部材、１０００ 上流側装置、２０００ 下流側装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置に関し、特に、Ｘ線断層画像を生成することにより検査対象物に関する検査を行なうＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板などの工業製品をＸ線を用いて検査をする検査装置が知られている。
たとえば、特許文献１（特開２０１０−１６００７０号公報）には、焦点固定型のＸ線源と、検出器と、対象物移動機構とを備えたＸ線検査装置が開示されている。当該Ｘ線検査装置では、Ｘ線源に対して、対象物と検出器の位置が変更される。これにより、検出器は、対象物を複数の照射角度で透過したＸ線を受光する。そして、検出器が受光した、複数の照射角度での画像を再構成することにより、対象物のＸ線ＣＴ（Computed Tomography）画像が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６００７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような検査装置では、上記のように検査の際に対象物の位置を変更する必要があり、このため、検査対象物をより確実に保持する必要がある。したがって、対象物を保持するための領域をより大きく確保する必要が生じる。
【０００５】
その一方で、このような検査装置において、検査対象領域をより広くすることが求められている。特に、装置の小型化が進む現代では、基板上の、より広範囲に部品が実装されることが想定される。このため、基板における検査対象領域を広くすることについての要求も高まっている。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、Ｘ線検査装置において、検査対象領域を広くしつつ、対象物を確実に保持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従ったＸ線検査装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出部と、検査対象物を保持する保持機構とを備え、保持機構によって保持された検査対象物に対して複数方向から照射されたＸ線によって撮像するＸ線検査装置であって、保持機構は、検査対象物に対して第１の方向の一方側からＸ線源によりＸ線が照射され、他方側からＸ線検出部により検査対象物のＸ線透視画像を撮像させるように、検査対象物を保持し、一方側から検査対象物を支持する第１の部材と、他方側から検査対象物を支持する第２の部材とを含み、第１の方向と交わる第２の方向についての第１の部材および第２の部材の検査対象物側の端面は、第１の方向について検査対象物から離れるほど、第２の方向について検査対象物から離れるような傾斜を有する。
【０００８】
好ましくは、第２の部材は、第２の方向に交わる第３の方向について、連続してまたは複数の箇所で、検査対象物を支持し、第３の方向において少なくとも一部が検査対象物を支持する領域が少なくなるように切り欠きを設けられている。
【０００９】
好ましくは、第２の部材は、第２の方向に交わる第３の方向に延設される支持用部材と、支持用部材に対して、第３の方向について位置を変更可能に固定され、検査対象物を押圧することにより支持するための押圧用部材とを含み、押圧用部材は、第１の方向の他方側に位置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検査対象物に対して、第１の方向の一方側からＸ線が照射し他方側からＸ線を検出するＸ線検査装置において、検査対象物を支持する部材の検査対象物側の端面の形状が工夫されている。具体的には、当該端面は、第１の方向について検査対象物から離れるほど、第２の方向について検査対象物から離れるように傾斜している。
【００１１】
これにより、第２の方向について上記支持する部材によって長い距離にわたって検査対象物を支持しながら、Ｘ線検出部において、より検査対象物の端部側を透過したＸ線を、支持する部材の上記端面によって遮られることなく、検出することができる。したがって、Ｘ線検査装置において、検査対象領域を広くしつつ、検査対象物を確実に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるＸ線検査装置を含む、基板の製造ラインの一部の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１のＸ線検査装置の概略構成を説明するための図である。
【図３】図１のＸ線検査装置の概略構成を説明するための図である。
【図４】基板ステージにおいて基板を支持する部材の構造を説明するための図である。
【図５】基板ステージにおいて基板を支持する部材の構造を説明するための図である。
【図６】図５のクランプとベースプレートの構造の特徴を説明するための図である。
【図７】図５のクランプとベースプレートの構造の特徴を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のＸ線検査装置におけるクランプの形状を説明するための図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のＸ線検査装置におけるクランプの形状を説明するための図である。
【図１０】図９の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の検査装置の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
［第１の実施の形態］
＜製造ラインの概略構成＞
図１は、本実施の形態の検査装置を含む、基板の製造ラインの一部の構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、検査対象物の一例として、図１に示される製造ラインで製造される基板が挙げられる。
【００１５】
図１を参照して、製造ラインは、本発明の一実施の形態であるＸ線検査装置１００と、Ｘ線検査装置１００に対して製造ライン中の上流側に隣接して設置された装置（上流側装置１０００）と、下流側に隣接して設置された装置（下流側装置２０００）とを含む。
【００１６】
Ｘ線検査装置１００は、基板（後述する基板１０等）をＸ線検査装置１００内で搬送するためのコンベアベース９０、および、コンベアベース９０上に載置されているベースプレート９１を含む。ベースプレート９１は、基板を送るためのベルト９２を含む。また、Ｘ線検査装置１００は、ベルト９２上の基板を上方から支持するクランプ５０を含む。
【００１７】
Ｘ線検査装置１００では、コンベアベース９０が移動することにより、当該コンベアベース９０上に搬送された基板が、Ｘ線検査装置１００内を移動する。図１では、コンベアベース９０の３つの異なる位置が、コンベアベース９０、コンベアベース９０Ａ、および、コンベアベース９０Ｂとして示されている。コンベアベース９０の移動に伴い、ベースプレート９１、ベルト９２、および、クランプ５０も移動する。図１では、コンベアベース９０，９０Ａ，９０Ｂのそれぞれに位置に対応させて、ベースプレート９１，９１Ａ，９１Ｂ、ベルト９２，９２Ａ，９２Ｂ、および、クランプ５０，５０Ａ，５０Ｂが示されている。
【００１８】
Ｘ線検査装置１００では、コンベアベースは、起動時にはコンベアベース９０で示す位置に配置され、上流側装置１０００から搬送される基板を受ける時にはコンベアベース９０Ａで示す位置に配置され、受け取った基板を検査する時にはコンベアベース９０Ｂで示す位置に配置され、検査後の基板を下流側装置２０００に受け渡す時にはコンベアベース９０Ｂで示す位置に配置され、そして、次の基板を上流側装置１０００から受ける時には再度コンベアベース９０Ａで示す位置に配置され、以降、同様の配置の変更が繰り返される。
【００１９】
製造ラインは、上流側装置１０００と、符号９０Ａで示された位置にあるコンベアベース９０Ａとの間に設けられた、基板を搬送するための搬送レール１００１を含む。また、製造ラインは、符号９０Ｂで示された位置にあるコンベアベース９０Ｂと、下流側装置２０００との間に設けられた、基板を搬送するための搬送レール２００１を含む。また、図１では、基板１０Ａは、上流側装置１０００から矢印Ｒ１１の向きにコンベアベース９０Ａへと送られる基板を示し、基板１０Ｂは、ベルト９２Ａ上に配置されクランプ５０Ａに上方から支持される基板を示し、そして、基板１０Ｃは、ベルト９２Ｂから、矢印Ｒ１２の向きに、搬送レール２００１を通って下流側装置２０００へと送られる基板を示している。
【００２０】
＜検査装置の構成＞
本実施の形態のＸ線検査装置１００は、ＩＣ（Integrated Circuit）のリードに形成されたパックフィレットや、ＢＧＡ（Ball Grid Array）を構成するはんだ電極など、外観検査が困難な箇所を対象に、Ｘ線による断層画像を再構成し、生成された断層画像を用いて検査を行なうものである。また、本実施の形態の検査装置は、断層画像として、Ｘ線ＣＴ画像を生成する機能とトモシンセシスによる断層画像を生成する機能を具備する。
【００２１】
図２および図３は、Ｘ線検査装置１００の概略構成を説明するための図である。
図２を参照して、Ｘ線検査装置１００は、検査対象物である基板１０を支持する基板ステージ１と、その下方に配置されたＸ線源２と、基板ステージ１の上方に設けられたディテクタステージ４と、当該検査装置の動作を全体的に制御する制御装置７とを含む。
【００２２】
図２では、基板１０に部品１１が実装された状態が示されている。なお、図２では、基板１０の搬送機構の構成要素の一部が省略されて記載されている。一方、図３では、制御装置７が省略されている。
【００２３】
基板ステージ１は、基板１０を長さ方向（図２中の左右方向。以下、これをＸ方向とする）に沿う各端縁部で支持する１対のコンベア１５Ａ，１５Ｂ、各コンベア１５Ａ，１５Ｂを固定支持する１対のコンベア支持部１６Ａ，１６Ｂを具備する。コンベア１５Ａ，１５Ｂは、図示しない上流機構から基板１０の搬入を受付けて、この基板１０をコンベア１５Ａまたはコンベア１５Ｂに設けられたストッパ（クランプ５０）によって支持される位置まで搬入して停止する。コンベア１５Ａ，１５Ｂは、ストッパによる支持の終了後、基板１０を外部（下流側装置２０００）に搬出する。
【００２４】
コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂは、各コンベア１５Ａ，１５Ｂを支持した状態で、基板制御機構７８によって駆動制御されることにより、図２中のＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持されている。コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂの動きによって、基板１０が水平移動する（水平な仮想平面上を移動する）ことになる。
【００２５】
Ｘ線検査装置１００では、クランプ５０は、基板制御機構７８によって変位されることにより、基板２０を支持する状態と、支持を解除する状態とをとる。
【００２６】
Ｘ線検査装置１００には、コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂを図２のＸ方向およびＹ方向に移動させる機構として、Ｘ軸方向に沿うスライドレール６１、および、Ｙ軸方向に沿うスライドレール６６が設けられている。
【００２７】
スライドレール６１は、スライダ６２を介してコンベア支持部１６Ａ，１６Ｂに連結されている。なお、Ｘ線検査装置１００には、スライドレール６１と対をなすＸ軸方向に沿うスライドレール（図示略）が設けられている。当該スライドレールは、スライダ６３を介して、コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂに連結されている。
【００２８】
スライドレール６６は、スライダ６７を介して支持部６４，６５に連結されている。支持部６４，６５は、スライダ６２，６３に連結されている。これにより、スライドレール６６は、スライダ６７、支持部６４，６５、スライダ６２，６３を介して、コンベア支持部１６Ａ，１６Ｂに連結されている。また、Ｘ線検査装置１００には、スライドレール６６と対をなすＹ軸方向に沿うスライドレール（図示略）および当該スライドレールを支持部６４，６５に連結させる支持部が設けられている。
【００２９】
Ｘ線検査装置１００では、コンベア支持部１６Ａ，１６ＢをＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動させるために、基板制御機構７８によって、スライダ６２、スライダ６３、スライダ６７、および、スライダ６７と対をなすスライダ（図示略）が駆動制御される。
【００３０】
図２のコンベア支持部１６Ａ，１６Ｂおよび支持部６４，６５は、図１のコンベアベース９０に対応する。また、図２のコンベア１５Ａ，１５Ｂは、図１のベースプレート９１に対応する。図１と図２では、対応する部材の形状が異なっているが、これらの機能としては同様である。
【００３１】
ディテクタステージ４には、Ｙ軸方向に沿う１対のスライドレール４１Ａ，４１Ｂ（以下、「Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂ」という。）と、Ｘ軸方向に沿うスライドレール４２（以下、「Ｘ軸レール４２」という。）とが設けられる。各Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂには、１対のスライダ４３が設けられる。Ｘ軸レール４２は、各Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂのスライダ４３，４３により両端部が連結されて支持される。
【００３２】
Ｘ軸レール４２には、大型のスライダ４５が設けられる。スライダ４５には、接続部材４６を介して、二次元Ｘ線検出器としてフラットパネルディテクタ３（以下、「ＦＰＤ３」と略す。）が取付けられている。
【００３３】
Ｘ線検査装置１００では、大型スライダ４５は矢印Ｒ３および矢印Ｒ４の向きに移動され、また、スライダ４３は、矢印Ｒ１および矢印Ｒ２の向きに移動される。
【００３４】
Ｘ線検査装置１００には、さらに、基板１０のＸＹ平面内の位置およびこの平面に垂直な高さ方向の位置を検出するためのＣＣＤカメラ５および変位センサ６が設けられている。ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ５の検出出力は、画像処理機構７７Ｂによって処理され、また、変位センサ６の検出出力は、変位計制御機構７７Ａによって処理される。
【００３５】
スライダ４３，４５は、図示しない駆動モータをディテクタ制御機構７５によって駆動制御されることにより、ＦＰＤ３を移動させる。具体的には、ＦＰＤ３は、スライダ４５の動きに従ってＸ軸方向に沿って移動するとともに、Ｙ軸レール４１Ａ，４１Ｂのスライダ４３の動きに従ってＹ軸方向に沿って移動する。
【００３６】
ＦＰＤ３は、図示せぬケーブルを介して、制御装置７に接続される。また、Ｘ線源２、ＣＣＤカメラ５、変位センサ６、および各ステージ１，４の駆動部も同様に、制御装置７にケーブル接続される。
【００３７】
ＣＣＤカメラ５および変位センサ６は、検査前に基板１０の状態をチェックする目的で使用される。具体的には、ＣＣＤカメラ５は、基板１０を正確な位置に位置合わせするために基板１０のフィデューシャルマーク１９を撮像する。この撮像により生成された画像は、制御装置７の画像処理機構７７Ｂに入力されて、基板１０の位置ずれ量の計測に用いられ、その計測値に基づき各ステージ１，４の位置関係が調整される。
【００３８】
変位センサ６は、基板１０の上面までの距離を測定する。測定された距離データは、制御装置７の変位計制御機構７７Ａに入力され、Ｘ線透視撮影の際に、後述する基準平面Ｔの高さを調整する目的に使用される。
【００３９】
図２には、また、本実施の形態のＸ線検査装置１００の制御装置７の主要部分のブロック図が示されている。
【００４０】
制御装置７は、Ｘ線透視撮影に関する制御を実行し、また、断層画像の再構成処理や検査を実行する。制御装置７は、たとえば、専用のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータにより構成される。当該プログラムは、その出荷時に、制御装置７の主記憶部７１にインストールされていてもよいし、制御装置７に対して着脱可能な記録媒体に記録されていて適宜制御装置７にインストールされてもよいし、ネットワーク上のサーバからネットワークを通じて制御装置７にダウンロードされてもよい。
【００４１】
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む演算部７０、補助記憶装置からなる補助記憶部７２、キーボードや操作ボタンなどからなり外部からの情報の入力を受付ける入力部７３、画像情報や音声などを出力する出力部７４、およびＸ線源２のＸ線出力動作などを制御するＸ線源制御機構７９を含む。
【００４２】
演算部７０は、ディテクタ制御機構７５等の各機構の動作を制御することにより、Ｘ線源２およびＦＰＤ３ならびに基板１０の位置関係を種々に変更しながら基板１０に対するＸ線透視撮影（プロジェクション）を実行する。また、演算部７０は、ＣＣＤカメラ５、変位センサ６、コンベア１５Ａ，１５Ｂの動作を制御する機能や、ＣＣＤカメラ５からの入力に基づき上記した基板１０の位置調整を行なう機能や、変位センサ６からの入力に基づいて撮影時の基準平面Ｔの高さの設定値を変更し、その変更に併せて基板１０やＦＰＤ３の移動量を調整する機能も有する。
【００４３】
Ｘ線検査装置１００では、後述するように、基板１０の複数の検査領域について、検査領域ごとに、ＦＰＤ３の位置を変えて、複数回のＸ線透視撮影が行なわれる。毎時のＸ線透視撮影により生成されたＸ線透視画像は、補助記憶部７２に蓄積される。演算部７０は、これらの画像に付加情報として、対応する検査領域や撮影時のＦＰＤ３の位置を識別する情報を設定し、これらの付加情報を画像に対応付けて補助記憶部７２に保存する。演算部７０は、再構成によって得られたデータに基づいて、基板１０の被検査部位の適否を判定する。判定結果は、たとえばモニタなどの出力部７４や外部機器などに出力される。
【００４４】
Ｘ線検査装置１００において、ディテクタ制御機構７５、画像取得機構７６、変位計制御機構７７Ａ、画像処理機構７７Ｂ、基板制御機構７８、および、Ｘ線源制御機構７９のすべてまたは少なくとも一部は、専用のハードウェア資源（ＬＳＩ（Large Scale Integration）等）によって実現されても良いし、演算部７０が主記憶部７１に記憶されるプログラムを実行することによってソフトウェア的に実現されても良い。
【００４５】
図３では、トモシンセシス用の撮影を行なう場合のＸ線源２、ＦＰＤ３、および、基板１０の位置関係が模式的に示されている。
【００４６】
図３では、画像取得機構７６が、ＦＰＤ３を、当該ＦＰＤ３が存在するＸＹ平面上で矢印Ｒ０方向に旋回させたときの、Ｘ線画像の撮影が行なわれるＦＰＤ３の複数の位置が示されている。当該複数の位置は、ＦＰＤ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃを含む。基板１０のＸ線画像の撮影の際には、ＦＰＤ３の位置は、Ｘ線源２の光軸を中心とする仮想円に沿って順に移動する。図３のＦＰＤ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれの内部に示された球形状は、基板１０上に実装された部材の画像を模式的に示している。なお、ＦＰＤ３の旋回は、大型スライダ４５が矢印Ｒ３，Ｒ４の向きに適宜移動され、また、スライダ４３が矢印Ｒ１，Ｒ２の向きに適宜移動されることにより、実現される。
【００４７】
Ｘ線検査装置１００では、ＦＰＤ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃを含む複数の位置で撮影された画像が適宜再構成されて、基板１０の検査（実装されるべき部品が実装されているか否か、等）が行なわれる。なお、撮影されたＸ線画像の再構成や当該再構成画像を用いた基板１０の検査については、公知の技術（たとえば、特許文献１（特開２０１０−１６００７０号公報））を採用することができるため、ここでは説明を繰り返さない。
【００４８】
＜保持機構の構成＞
上記したように、Ｘ線検査装置１００では、基板ステージ１上の基板１０は、クランプ５０によって上方から支持され、また、ベースプレート９１によって下方から支持されている。以下、図４および図５を参照して、基板ステージ１における、基板１０を支持する部材の構造を説明する。
【００４９】
まず、図４を参照して、ベースプレート９１の、基板１０と当接する側の端部には、ベルト９２が設けられている。ベルト９２は、基板１０の搬送方向（図４の左右方向）に回転することにより基板１０を搬送する。
【００５０】
クランプ５０は、ガイド５１に連結されている。ガイド５１は、スプリング用シャフト５３によって軸支されている。ガイド５１の上方にはローラ５２が位置している。ローラ５２には、シャフト８２を介して、エアスライドテーブル８１が連結されている。ローラ５２は、エアスライドテーブル８１に供給される空気量に応じて、シャフト８２を軸とした回転位置が変化し、これにより、ローラ５２の、図４における、矢印Ｒ２１，Ｒ２２で示される方向の位置が変化する。
【００５１】
スプリング用シャフト５３には、スプリング用シャフト８３が連結されている。スプリング用シャフト８３には、スプリング８４が固定されている。スプリング用シャフト８３は、スプリング８４によって、後述するように所定の回動方向に付勢され、また、スプリング用シャフト８３に連結されるスプリング用シャフト５３、および、スプリング用シャフト５３に連結されたガイド５１も同様に付勢される。そして、ガイド５１は、その上方からローラ５２によって押圧されることにより、基板１０を上方から下方に向けて押圧するように支持する位置に固定される。
【００５２】
図５は、図４に示された各要素を側方から見た状態を示す図である。
図５において、矢印Ｒ２４は、スプリング用シャフト５３に対する、上記したような付勢方向を示している。図５において実線で示された状態から、エアスライドテーブル８１に供給される空気量が変更されることにより、ローラ５２が矢印Ｒ２２の向きに回転してローラ５２Ｘで示される位置まで移動すると、スプリング用シャフト５３に対する矢印Ｒ２４の向きの付勢によって、クランプ５０およびガイド５１が矢印Ｒ２３の向きに回転する。クランプ５０Ｘおよびガイド５１Ｘは、ローラ５２Ｘに対応するクランプとガイドの位置を示している。
【００５３】
なお、エアスライドテーブル８１に対する供給量が調整されることにより、ローラ５２Ｘが矢印Ｒ２１の向きに回転移動されて、ローラ５２で示される位置に移動すると、ローラ５２に押圧されることにより、ガイド５１Ｘで示される位置からガイド５１で示される位置に、シャフトが移動する。また、シャフトに固定されているクランプも、同様に、クランプ５０Ｘで示される位置からクランプ５０で示される位置に、移動する。これにより、クランプ５０は、基板１０を、上方から押圧するように固定する。本実施の形態では、ガイド５１の上面が、水平ではなく、水平方向に対して傾斜を有するように構成されている。これにより、ローラ５２の回転による変位によって、ガイド５１は図５を参照して説明したように回転移動し、これにより、クランプ５０が上下に移動する。
【００５４】
なお、クランプ５０を上下移動させる方法としては、エアスライドテーブル８１に供給される空気量を変更されるような、エアシリンジを用いたものに限定されない。たとえば、モータで、直接的に、上下方向に移動されても良い。ただし、本実施の形態のように、モータではなくエアシリンジによって上下方向に移動されることにより、モータの駆動により生じると考えられるノイズの発生を抑制（回避）でき、これにより、撮影されるＸ線画像が当該ノイズの影響を受けることを極力回避できる。
【００５５】
Ｘ線検査装置１００では、基板１０が基板ステージ１に固定される場合、上方からクランプ５０によって押圧されるうように支持され、また、下方からは、ベースプレート９１によって指示される。なお、ベースプレート９１では、主にベルト９２が、基板１０に当接している。そして、基板ステージ１に基板１０が固定された状態で、図１を参照して説明したようにコンベアベース９０が旋回等することにより、コンベアベース９０に固定された状態で、基板１０がＸ線検査装置１００内を旋回等する。
【００５６】
図６は、クランプ５０とベースプレート９１の構造の特徴を説明するための図である。
図６には、クランプ５０とベースプレート９１によって基板１０が固定されている状態が示されている。
【００５７】
本実施の形態では、基板１０（検査対象物）に対して、上下方向の下側から、Ｘ線源２によりＸ線が照射される。そして、上側からＦＰＤ３（Ｘ線検出部）により検査対象物のＸ線透視画像が撮像される。そして、検査対象物は、上方からはクランプ５０により支持され、下方からはベースプレート９１（ベルト９２）により支持されることにより、保持される。本実施の形態では、ベースプレート９１（ベルト９２）により、一方側から検査対象物を支持する第１の部材が構成され、そして、クランプ５０により、他方側から検査対象物を支持する第２の部材が構成される。
【００５８】
そして、ベースプレート９１とクランプ５０の水平方向の端面は、それぞれ、垂直方向に対して傾斜を有している。具体的には、図６に主に示されるように、ベースプレート９１の上記端面は、垂直方向に対してθ２の角度を有し、また、クランプ５０の上記端面は、垂直方向に対してθ１の角度を有する。このような傾斜を有することにより、ベースプレート９１の上記端面は、下側ほど、左右方向について検査対象物から離れるような形状となっている。また、クランプ５０の上記端面は、上側ほど、左右方向について検査対象物から離れるような形状となっている。
【００５９】
クランプ５０の上記端面が上記したような傾斜を有することにより、クランプ５０に確実に基板１０を支持させつつ、Ｘ線源２から放射されるＸ線（符号ＸＲで示されている）の基板１０による透過光がクランプ５０によって遮蔽されることを極力回避できる。なお、図６中の角度θ３は、Ｘ線源２のＸ線の照射角度である。
【００６０】
また、図７に示されるように、ベースプレート９１の上記端面が上記したような傾斜を有することにより、ベースプレート９１を左右方向により遠くまで基板１０側に延在させつつ、Ｘ線源２から放射されるＸ線がベースプレート９１によって遮蔽されることを極力回避できる。
【００６１】
クランプ５０の端面の傾斜角度θ１は、大きくなるほど、より基板１０のクランプ５０側の端部を通過した透過光をＦＰＤ３へ送ることができ、基板１０において検査対象領域となる領域を広くすることができる。なお、傾斜角度θ１は、たとえばθ３の半分の角度以上であることが好ましい。上限としては特に制限されないものと考えられるが、クランプ５０が基板１０を十分に支持（押圧）できる程度の強度が保証される程度にとどめられることが好ましい。
【００６２】
また、ベースプレート９１に端面の傾斜角度θ２についても、同様に、大きくなるほど、より基板１０のベースプレート９１側の端部までＸ線を透過させることができ、基板１０において検査対象領域となる領域を広くすることができる。なお、傾斜角度θ２は、たとえばθ３の半分の角度以上であることが好ましい。上限としては特に制限されないものと考えられるが、基板１０を十分に支持できる程度の強度が保証される程度にとどめられることが好ましい。
【００６３】
［第２の実施の形態］
以下、本実施の形態のＸ線検査装置１００における、第１の実施のＸ線検査装置１００に対する変更点について、主に説明する。
【００６４】
図８は、本実施の形態のＸ線検査装置１００におけるクランプの形状を説明するための図である。
【００６５】
上記したように、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００では、クランプ５０およびベースプレート９１は、基板１０の搬送方向に寸法を有し、そして、当該搬送方向を含む面、つまり、当該搬送方向に交わる方向についての端面に、図６および図７を参照して説明したような傾斜が設けられている。そして、上記傾斜が設けられることにより、より確実に基板１０が保持（支持）されるとともに検査対象領域が広げられている。
【００６６】
本実施の形態のＸ線検査装置１００では、図８に示されるように、クランプ５０には、基板１０の搬送方向において一部切り欠き５０１が形成されている。なお、図８のＸ方向およびＹ方向は、図２のＸ方向と同様である。つまり、Ｘ方向は、基板１０の搬送方向を示し、Ｙ方向は、当該搬送方向に直行する方向を示している。そして、本実施の形態のクランプ５０において、切り欠き５０１が形成された部分は、搬送方向（Ｘ方向）の他の部分と比較して、Ｙ方向について、基板１０を支持する領域が少なくなる。これにより、Ｘ線源２から照射され、基板１０を透過した光を遮る領域がより少なくなる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態のクランプ５０のように、一部が切り欠かれることにより、より基板１０の検査対象領域を広げることができる。
【００６８】
なお、クランプ５０において切り欠きを形成する割合としては、クランプ５０が基板１０を十分な強度で支持できる範囲内で適宜決定することができる。
【００６９】
［第３の実施の形態］
以下、本実施の形態のＸ線検査装置１００における、第１の実施のＸ線検査装置１００に対する変更点について、主に説明する。
【００７０】
図９は、本実施の形態のＸ線検査装置１００におけるクランプの形状を説明するための図である。図９では、矢印Ｘは、図２のＸ方向と同様に、基板１０の搬送方向を示している。図１０は、図９の側面図である。
【００７１】
本実施の形態のクランプは、第１の実施の形態のクランプ５０の代わりに、レール部５１０、爪部５１１〜５１３、および、固定部材５１１Ａ〜５１３Ａを含む。レール部５１０は、Ｘ方向に延設される、上下一対の長細い部材を含む。固定部材５１１Ａ〜５１３Ａを当該部材にねじ止めされることにより、爪部５１１〜５１３は、それぞれ、レール部５１０に固定される。本実施の形態では、爪部５１１〜５１３が、基板１０を上方から支持する。
【００７２】
爪部５１１〜５１３のＸ方向における固定位置は、変更可能である。つまり、固定部材５１１Ａ〜５１３Ａのそれぞれのレール部５１０における固定位置を変更することにより、Ｘ方向における爪部５１１〜５１３の固定位置を変更することができる。
【００７３】
Ｘ方向における爪部５１１〜５１３の固定位置を変更することにより、基板１０上に実装される部品の配置に応じて、基板１０の上方からの固定位置を変更することができる。
【００７４】
近年、市場変化に対応できる柔軟性のある多品種少量生産を実現するためには、検査対象物の多様化が想定される。本実施の形態のＸ線検査装置１００では、検査対象物の種類に応じて、爪部５１１〜５１３の固定位置を変更できる。これにより、本実施の形態のＸ線検査装置１００は、多様な検査対象物に対応できる。
【００７５】
本実施の形態では、爪部５１１〜５１３により押圧用部材が構成され、レール部５１０により支持用部材が構成されている。
【００７６】
なお、図９では、基板１０を上方から支持する爪部の数が「３」とされているが、これは例示である。基板１０を十分な力で支持できる範囲であれば、その本数は、適宜変更される。
【００７７】
また、各爪部の寸法（特に、基板１０の搬送方向であるＸ方向についての寸法）についても、基板１０を十分な力で支持できる寸法であれば、適宜設定される。
【００７８】
［その他の変形例等］
以上説明した各実施の形態では、Ｘ線検査装置の一例として、製造ライン中で検査対象物（基板１０）の検査を行なう、いわゆるインライン検査に利用される検査装置が例示された。したがって、当該検査の際の、検査対象物の搬送を、安全にかつ高速に行なうことが求められる。各実施の形態のＸ線検査装置では、検査対象物においてより広い被検査領域を確保しつつ、より安定して検査対象物を固定することができる。ただし、本発明に従うＸ線検査装置は、インライン検査に用いられるものに限定されない。本発明は、製造ラインに対して独立して利用されるＸ線検査装置においても、実施されることが意図される。
【００７９】
また、以上説明した各実施の形態では、基板１０の保持／解除の変更が、図５を参照して説明したように、基板１０を上方から支持するクランプ５０を移動させることによって行なわれる。基板１０は、クランプ５０に上方から下方に押圧されることにより、クランプ５０とベースプレート９１（ベルト９２）の間で保持される。
【００８０】
なお、本発明に従った検査装置における検査対象物の保持態様は、このような態様に限定されない。つまり、たとえば、下方から上方に検査対象物を押圧して保持されても良い。ただし、下方から上方に検査対象物を押圧し、別途設けられている部材の下面に検査対象物を押し当てて検査対象物を保持する場合、当該部材が定常的に下方から突き上げられることにより破損するおそれが予測される。本実施の形態では、検査対象物を下方に向けて押圧して保持することにより、上記のような部材の破損のおそれを極力回避できる。
【００８１】
また、以上説明した各実施の形態では、基板１０の保持／解除を変更する機構（エアスライドテーブル８１、ローラ５２等）が基板１０の上方側に設けられ、基板１０に対してＸ線を照射する装置（Ｘ線源２）が基板１０の下方側に設けられている。つまり、保持／解除を変更する機構とＸ線照射装置が、基板１０を挟んで反対側に設けられている。このように配置されることにより、両者が基板１０に対して同じ側に設けられる場合と比較して、Ｘ線照射装置をより基板１０に近い位置まで接近させることができる。これにより、Ｘ線検査装置１００では、基板１０について、より拡大倍率の高い画像を撮影できる。また、上記機構がＸ線照射装置と基板１０を挟んで、つまり、両者が極力離されて、設置されることにより、上記機構がＸ線照射装置によって出力されるＸ線の干渉材料となることを寄り確実に回避することができる。
【００８２】
なお、各実施の形態において、第１の方向は上下方向に対応し、第２の方向はＹ方向、第３の方向はＸ方向に対応するが、これは単なる一例である。第１〜第３の方向が互いに交わっていれば、Ｘ線の照射は、たとえば上方から下方に向けて行なわれても良いし、また、水平方向に行なわれても良い。
【００８３】
今回開示された各実施の形態およびその変形例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。
【００８４】
また、各実施の形態およびその変形例は、単独でも、また必要に応じて適宜組み合わされて、実施されることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１ 基板ステージ、２ Ｘ線源、３ フラットパネルディテクタ、４ ディテクタステージ、５ カメラ、６ 変位センサ、７ 制御装置、１０ 基板、５０ クランプ、７０ 演算部、７１ 主記憶部、７２ 補助記憶部、７３ 入力部、７４ 出力部、７５ ディテクタ制御機構、７６ 画像取得機構、７７Ａ 制御機構、７７Ｂ 画像処理機構、７８ 基板制御機構、７９ 線源制御機構、８１ エアスライドテーブル、８２ シャフト、８４ スプリング、９０ コンベアベース、９２ ベルト、１００ Ｘ線検査装置、５１０ レール部、５１１〜５１３ 爪部、５１１Ａ〜５１３Ａ 固定部材、１０００ 上流側装置、２０００ 下流側装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、Ｘ線検出部と、検査対象物を保持する保持機構とを備え、前記保持機構によって保持された検査対象物に対して複数方向から照射されたＸ線によって撮像するＸ線検査装置であって、
前記保持機構は、
検査対象物に対して第１の方向の一方側からＸ線源によりＸ線が照射され、他方側から前記Ｘ線検出部により前記検査対象物のＸ線透視画像を撮像させるように、検査対象物を保持し、
前記一方側から前記検査対象物を支持する第１の部材と、前記他方側から前記検査対象物を支持する第２の部材とを含み、
前記第１の方向と交わる第２の方向についての前記第１の部材および前記第２の部材の前記検査対象物側の端面は、前記第１の方向について前記検査対象物から離れるほど、前記第２の方向について前記検査対象物から離れるような傾斜を有する、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
前記第２の部材は、
前記第２の方向に交わる第３の方向について、連続してまたは複数の箇所で、前記検査対象物を支持し、
前記第３の方向において少なくとも一部が前記検査対象物を支持する領域が少なくなるように切り欠きを設けられている、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記第２の部材は、
前記第２の方向に交わる第３の方向に延設される支持用部材と、
前記支持用部材に対して、前記第３の方向について位置を変更可能に固定され、前記検査対象物を押圧することにより支持するための押圧用部材とを含み、
前記押圧用部材は、前記第１の方向の前記他方側に位置する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項１】
Ｘ線源と、Ｘ線検出部と、検査対象物を保持する保持機構とを備え、前記保持機構によって保持された検査対象物に対して複数方向から照射されたＸ線によって撮像するＸ線検査装置であって、
前記保持機構は、
検査対象物に対して第１の方向の一方側からＸ線源によりＸ線が照射され、他方側から前記Ｘ線検出部により前記検査対象物のＸ線透視画像を撮像させるように、検査対象物を保持し、
前記一方側から前記検査対象物を支持する第１の部材と、前記他方側から前記検査対象物を支持する第２の部材とを含み、
前記第１の方向と交わる第２の方向についての前記第１の部材および前記第２の部材の前記検査対象物側の端面は、前記第１の方向について前記検査対象物から離れるほど、前記第２の方向について前記検査対象物から離れるような傾斜を有する、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
前記第２の部材は、
前記第２の方向に交わる第３の方向について、連続してまたは複数の箇所で、前記検査対象物を支持し、
前記第３の方向において少なくとも一部が前記検査対象物を支持する領域が少なくなるように切り欠きを設けられている、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記第２の部材は、
前記第２の方向に交わる第３の方向に延設される支持用部材と、
前記支持用部材に対して、前記第３の方向について位置を変更可能に固定され、前記検査対象物を押圧することにより支持するための押圧用部材とを含み、
前記押圧用部材は、前記第１の方向の前記他方側に位置する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３７７０８（Ｐ２０１２−２３７７０８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８１６６（Ｐ２０１１−１０８１６６）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【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２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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