CN102590235B - 放射线检查装置、放射线检查方法及拍摄条件计算装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种放射线检查装置,放射线检查方法及拍摄条件计算装置,该放射线检查装置包括控制单元,该控制单元设定为了求出检查对象范围中的、除了第一区域以外的第二区域的断层图像信息而所需的多种拍摄条件,该第一区域是指,根据表示构成被检对象的各部件的配置的部件配置信息能够推定断层图像信息的区域。所述控制单元一边改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,一边以所设定的所述多种拍摄条件中的每种拍摄条件拍摄所述被检对象的透射图像,并根据该拍摄结果求出所述第二区域的断层图像信息,并且根据所述被检对象的所述部件配置信息推定所述第一区域的断层图像信息,从而求出所述检测对象范围的断层图像信息。
Description
技术领域
本发明涉及通过改变放射线源与被检对象的位置关系来改变拍摄条件,并检测从放射线源射出后穿过被检对象的放射线,拍摄被检对象的透射图像的放射线检查装置、放射线检查方法及拍摄条件计算装置。
背景技术
在日本特开2010-145359号公报中,公开了以下内容:为了对焊接有电子元件的印刷电路板检查焊接状态的优劣,使用放射线检查装置。该放射线检查装置具有在射出X射线的X射线源和检测X射线的X射线检测器之间配置有支承作为被检对象的印刷电路板的工作台的结构,并且通过X射线检测器检测从X射线源射出后穿过了被检对象的放射线来拍摄透射图像。然后,基于根据该透射图像求出的被检对象的断层图像,检查焊接状态的优劣。
另外,在上述放射线检查装置中,支承被检对象的工作台为可动结构,改变X射线源与被检对象的位置关系,能够改变被检对象的透射图像的拍摄条件。也就是说,为了求出被检对象的断层图像,需要从互不相同的方向拍摄被检对象而得到的多幅透射图像。对此,在上述的放射线检查装置中,通过改变X射线源与被检对象的位置关系来改变拍摄条件,并以各拍摄条件分别拍摄被检对象的透射图像,从而求得从互不相同的方向拍摄被检对象而得到的多幅透射图像。
然而,在如上所述的元件检查装置中,每当改变拍摄条件并拍摄透射图像,被检对象就会受到放射线辐射。因此,若拍摄条件的数目较多,则存在以各拍摄条件实施的拍摄的次数变多,被检对象的辐射负荷过大的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种放射线检查装置,放射线检查方法及拍摄条件计算装置,抑制为了求出被检对象的断层图像而所需的拍摄条件的数目从而减少拍摄次数,并减轻被检对象的辐射负荷。
本发明所涉及的放射线检查装置包括:工作台,载置包括多个部件的被检对象;放射线源,对所述被检对象射出放射线;驱动部,驱动所述工作台来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系;放射线拍摄装置,具有像素数为Np个的感知面,该放射线拍摄装置通过检测从所述放射线源射出后穿过所述被检对象的放射线,拍摄所述被检对象的透射图像;以及控制器,通过控制所述驱动部来改变被检对象与所述放射线源的位置关系,从而改变拍摄所述被检对象的透射图像时的拍摄条件,并基于以各拍摄条件得到的透射图像求出断层图像信息,该断层图像信息表示包含所述被检对象的检查对象范围的断层图像,所述控制器包括:存储部,存储表示所述被检对象的各部件的配置的部件配置信息;设定部,所述检查对象范围由第一区域和除了所述第一区域之外的第二区域构成,该第一区域是指根据所述部件配置信息能够推定断层图像信息的区域,该设定部进行求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息的处理,设定为了求出所述第二区域的断层图像信息所需的多种拍摄条件;驱动控制部,控制所述驱动部来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系;以及图像处理部,通过驱动控制部来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,并且基于以所述设定部所设定的所述多种拍摄条件中的每种条件进行拍摄而得到的所述被检对象的透射图像,求出所述第二区域的断层图像信息,并根据所述部件配置信息推定所述第一区域的断层图像信息,从而求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息;所述控制器基于放射线衰减率求出所述断层图像信息,所述放射线拍摄装置通过Nf次改变放射线向所述被检对象的入射角度来拍摄Nf枚透射图像,所述设定部在将所述检查对象范围虚拟分割成多个微小立方体并通过求解由Np×Nf个与放射线衰减率相关的一次方程式构成的联立方程式而求出各微小立方体的放射线衰减率时,将特定区域作为所述第一区域进行处理,该特定区域是指,根据所述部件配置信息,所述放射线衰减率减去所述放射线按照距离的平方进行衰减的量而被推定为零的所述微小立方体所占的区域,将关于作为该第一区域进行处理的微小立方体的所述一次方程式排除而构成所述联立方程式,并基于由该联立方程式导出的放射线的入射角度来设定所述拍摄条件。
附图说明
图1是表示搭载有本发明所涉及的放射线拍摄装置的元件检查装置的概略结构的示意图。
图2是表示图1的元件检查装置所具有的电气结构的框图。
图3是示意性地例示出被检对象与检查对象范围的关系的局部剖视图。
图4是表示X射线拍摄装置所执行的X射线拍摄动作的一个例子的示意图。
图5是对于根据透射图像求出X射线衰减率的分布的方法的说明图。
图6是示意性地表示拍摄以X射线入射角度θ入射到被检对象的X射线的透射图像的X射线检测部的感知面的情况的图。
图7是用于说明在求出X射线拍摄条件的组合时,建模运算处理部执行的运算的说明图。
图8是表示X射线拍摄装置及控制器进行的动作的流程图。
具体实施方式
图1是表示搭载有本发明所涉及的放射线拍摄装置的元件检查装置的概略结构的示意图。图2是表示图1的元件检查装置所具有的电气结构的框图。此外,在图1及后面说明的附图中,为了明确各图的方向关系,适当地示出XYZ直角坐标轴。另外,设各坐标轴的箭头方向为正方向,与箭头相反的方向为负方向。
元件检查装置1主要检查将电子元件连接在基板W(工件)上的焊料的状态。该元件检查装置1具有壳体11,该壳体11收容执行元件检查的各功能部并屏蔽X射线,各功能部协同对从壳体11的搬入口111搬入的基板W进行检查,并将检查结束后的基板W从搬出口112搬出到外部。
如图1所示,在壳体11内的下方配置有XY驱动工作台3。该XY驱动工作台3在其表面上支承基板W,并且受到来自XY驱动机构31的驱动力从而能够在XY面内移动。因此,XY驱动工作台3能够进行以下动作:移动至壳体11的Y轴方向正侧(图1右侧)的搬入口111以拾取基板W,或为了进行元件检查而将基板W定位在壳体11的大致中央(图1所示的状态),或将检查完毕基板W运送至壳体11的Y轴方向负侧(图1左侧)的搬出口112。
元件检查装置1具备:光学拍摄装置5(图2;光学拍摄单元),进行基于光学拍摄的检查;X射线拍摄装置7(图2;放射线拍摄单元),进行基于X射线(放射线)拍摄的检查。如图1所示,光学拍摄装置5包括照明设备51、镜面53及光学照相机55。
照明设备51具有上部开口的穹顶形状,从Z轴方向正侧(图1上侧)包围配置于壳体11的大致中央的基板W,并对该基板W照射光。镜面53配置于照明设备51的开口511的上方,映照出由照明设备51照亮的基板W的形态。光学照相机55对映照在镜面53上的像进行拍摄,并将该拍摄结果输出至控制器100(图2;控制单元)。控制器100基于光学拍摄装置5拍摄到的影像,确认存在于电子元件的端子的前面侧的焊料(所谓的前焊脚(front fillet))的状态。
X射线拍摄装置7包括X射线照射部71及X射线检测部73(X射线照相机)。X射线照射部71包含X射线源711(放射线源),配置于位于壳体11的大致中央的基板W的Z轴方向正侧(图1上侧)上,将X射线源711产生的X射线照射向Z轴方向负侧(图1下侧)。另一方面,X射线检测部73配置于基板W的Z方向负侧。该X射线检测部73具有由X射线CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)等构成的感知面,检测入射到该感知面上的X射线。这样,X射线照射部71和X射线检测部73以隔着元件检查位置的基板W的方式配置,从X射线照射部71射出的X射线穿过元件检查位置的基板W后入射到X射线检测部73中。
X射线检测部73将检测X射线得到的结果输出至控制器100(图2)。这样,通过X射线检测部73拍摄被检对象(包括基板W、电子元件EP及将电子元件EP连接在基板W上的焊料SL这多个部件的(图3))的透射图像,并输出至控制器100。控制器100根据该透射图像重建被检对象的断层图像,并且基于该断层图像,确认存在于电子元件的端子的背面侧的焊料(所谓的跟焊脚(heel fillet))的状态。
另外,为了重建被检对象的断层图像,需要从互不相同的方向拍摄被检对象而得到的多幅透射图像。对此,X射线拍摄装置7改变X射线源711和被检对象的位置关系,来改变X射线向被检对象的入射角度,并以各入射角度拍摄被检对象的透射图像。具体而言,通过XY驱动工作台3,在XY面内不仅使基板W在Y方向上移动,还使其在X方向上移动,从而改变X射线照射部的X射线源711和基板W的相对位置,据此改变从X射线源711射向基板W的X射线与基板W之间的角度。然后,将基板W定位在X射线以期望的角度入射的位置,并在各入射角度下执行进行X射线拍摄的动作。此时,为了通过X射线检测部73可靠地检测穿过基板W的X射线,需要使X射线检测部73随着基板W的移动而移动。对此,在该X射线拍摄装置7中,包括使X射线检测部73在XY面内移动的XY驱动机构77。
接下来,利用图2说明控制器100的动作的详细情况。控制器100为了集中管理控制器100所执行的控制动作,具有由CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)等构成的装置控制运算处理部101。另外,控制器100具有对作为XY驱动机构31、77(图1)的驱动源的各马达进行控制的马达控制部102(相当于权利要求中的驱动控制部)。也就是说,XY驱动机构31、77按照来自马达控制部102的指令,移动XY驱动工作台3或X射线检测部73而定位。
控制器100还具有:未图示的拍摄装置控制部,分别对光学拍摄装置5及X射线拍摄装置7进行拍摄控制;图像处理部103及检查判定处理部104,用以对光学拍摄装置5及X射线拍摄装置7的拍摄结果进行处理。图像处理部103接收光学拍摄装置5及X射线拍摄装置7的拍摄结果,并对该拍摄结果实施例如X射线拍摄结果的重建等所需的运算处理。然后,检查判定处理部104基于经图像处理部103处理后的拍摄结果,判定焊料状态的优劣。
如上所述,X射线拍摄装置7通过改变XY驱动工作台3的位置,来改变向被检对象入射的X射线的入射角度,并以各入射角度拍摄被检对象的透射图像。换言之,X射线拍摄装置7使拍摄条件在多种X射线拍摄条件(X射线入射角度)之间变化,以各X射线拍摄条件拍摄被检对象的透射图像。控制器100根据以这些X射线拍摄条件拍摄到的多幅透射图像,重建被检对象的断层图像。对此,控制器100具有建模运算处理部105(相当于权利要求中的设定部),该建模运算处理部105通过运算求出被检对象的断层图像的重建所需的多种X射线拍摄条件。此外,如上所述,X射线向被检对象的入射角度通过移动并定位对被检对象进行支承的XY驱动工作台3而实现调整,并且该X射线入射角度下的X射线拍摄通过使X射线检测部73根据被检对象的位置来移动而进行。对此,建模运算处理部105求出X射线向被检对象的入射角度以及与该入射角度相对应的XY驱动工作台3的位置和X射线检测部73的位置,作为X射线拍摄条件。
另外,控制器100还具有配置信息存储部106,其对表示构成被检对象的各部件(基板W、电子元件EP等(图3))的配置的部件配置信息进行存储。该部件配置信息是表示构成被检对象的各部件的配置,更具体而言为形状、尺寸及位置关系的信息,该部件配置信息能够根据被检对象的设计信息等而获得。并且,建模运算处理部105基于该部件配置信息求出多种X射线拍摄条件。该动作的细节将在后阐述。
以上是元件检查装置1的概略结构。接下来,说明元件检查装置1执行的X射线拍摄的细节。为了求出包含被检对象的检查对象范围TR的断层图像而执行该X射线拍摄。图3是示意性地例示出被检对象与检查对象范围的关系的局部剖视图。如图3所示,被检对象具有利用焊料SL在基板W的上表面上安装有多个电子元件EP的结构。另外,检查对象范围TR具有外切于被检对象W、EP、SL的长方体形状,在XY面内,具有与基板W相同的宽度及进深,并且在Z方向上,具有从基板W的底面到高度最高的电子元件EP的上表面的厚度。如上所述,X射线拍摄装置7通过改变X射线源711和基板W的相对位置,来改变从X射线源711穿过基板W的被检对象W、EP、SL的X射线与基板W所成的角度(与Z轴所成的角度的相对于XZ平面的Y方向投影角θx,与Z轴所成的角度相对于YZ平面的X方向投影角θy),执行X射线拍摄(图4)。
图4是表示X射线拍摄装置所执行的X射线拍摄动作的一个例子的示意图。在图4中,示出了四个基板W(检查对象范围TR)和四个X射线检测部73,但这并不表示基板W及X射线检测部73各为四个,而是表示基板W及X射线检测部73至少能够移动到图4所示的各位置。另外,在图4中,对于基板W的位置Pw及X射线检测部73的位置Pc,合记为坐标(θx,θy)。这里,位置Pw(θx,θy)表示X射线以在X轴方向为角度θx且在Y轴方向为角度θy的入射角入射到基板W(的中心)上的基板W的位置。另外,位置Pc(θx,θy)表示检测穿过处于位置Pc(θx,θy)的基板W的X射线的X射线检测部73的位置,处于位置Pc(θx,θy)的X射线检测部73与处于位置Pw(θx,θy)的基板W和X射线源711排列成大致一条直线。此外,在图4中,示出了将Y轴方向的角度固定为0°而使X轴方向的角度发生变化的情况。
若对这些X射线源711、基板W及X射线检测部73所满足的位置关系的细节进行说明,则如下所述。设从位置Pw(θx,0°)的基板W的底面的中央到X射线源711为止的X方向上的距离为dw,从位置Pw(θx,0°)的基板W的底面到X射线源711为止的Z方向上的距离为H。另外,设从位置Pc(θx,0°)的X射线检测部73(的感知面)的中央到X射线源711为止的X方向上的距离为dc,从位置Pc(θx,0°)的X射线检测部73(的感知面)到X射线源711为止的Z方向上的距离为D。
然后,使X射线以入射角度θx入射到被检对象(基板W)上,为了拍摄被检对象W、EP、SL的透射图像,基板W及X射线检测部73满足下式。
tan(θx)=dw/H=dc/D…式(1)
也就是说,通过以满足式(1)的方式使基板W及X射线检测部73在XY面内移动,来改变入射角度θx,并拍摄被检对象(基板W及电子元件EP)的透射图像。此外,这里,说明了在X轴方向上改变X射线入射角度θx的情况,但X射线拍摄装置7也可以在Y轴方向上同样地改变X射线入射角度θy,并拍摄被检对象的透射图像。
这样,根据一边改变X射线入射角度θ(=θx,θy)一边通过X射线检测部73拍摄到的多幅透射图像,能够求出检查对象范围TR的断层图像。具体而言,该断层图像根据从X射线源711射出后到被X射线检测部73检测到为止、X射线衰减的比例而求出。即,通过X射线检测部73拍摄到的透射图像是检测从X射线源711射出之后衰减了的X射线而得到的图像。此时,作为X射线衰减的原因,包括从X射线源711到X射线检测部73为止的距离,和穿过被检对象所引起的衰减。具体而言,如下所述。
X射线按距离的平方而衰减,因此即使从X射线源711到X射线检测部73之间没有被检对象,X射线检测部73也将检测到以衰减率γ(=1/R2)衰减了的X射线。这里,距离R是从X射线源711到X射线检测部73为止的距离,通过R=D/cos(θ)而得出。并且,当在X射线源711和X射线检测部73之间存在被检对象W、EP、SL的情况下,X射线检测部73检测因穿过被检对象W、EP、SL而进一步衰减了的X射线。对此,图像处理部103根据X射线检测部73拍摄到的透射图像求出包含被检对象W、EP、SL的检查对象范围TR中的X射线衰减率μ(放射线衰减率)的分布(图5),并重建检查对象范围TR的断层图像。
图5是对于根据透射图像求出X射线衰减率的分布的方法的说明图。该方法将检查对象范围TR虚拟分割成多个微小立方体C(k),并求出各微小立方体C(k)的X射线衰减率。在图5所示的例子中,以入射角度θ入射到检查对象范围TR中的X射线在已穿过微小立方体C(115)、C(k+1)、C(225)之后,由X射线检测部73检测出来。此时,设X射线检测部73的检测值(亮度值)为M(θx),则下式
M(θx)=γ·exp{-μ(115)×t-μ(k+1)×t-μ(225)×t}…式(2)
成立。这里,t是各微小立方体C(k)在X射线的入射方向上的厚度,通过运算预先求出,并存储在图像处理部103中。
若对式(2)的两边取自然对数,则得到如下式
ln{M(θx)}=ln(γ)-μ(115)×t-μ(k+1)×t-μ(225)×t…式(3)
的与各微小立方体C(k)的X射线衰减率μ(k)有关的一次方程式。然后,通过在例如-45°≤θ≤45°的范围内改变X射线的入射角度θ,同时以各X射线入射角度θ拍摄被检对象W、EP、SL的透射图像,从而在每一次拍摄中依次能够得到与式(3)相同的一次方程式。
此外,在图5中,例示出对入射到X射线检测部73的感知面的中心的X射线(图5中的虚线箭头)进行检测,并根据该检测值M(θ)的得到一次方程式的情况。但是,由于从X射线源711散射状地射出X射线,因此在X射线检测部73的感知面的中心以外也会入射穿过了被检对象W、EP、SL的X射线。并且,X射线检测部73的感知面731在XY面内具有二维排列的多个像素,因此即使在其中心以外也能够检测到穿过了被检对象W、EP、SL的X射线(图6)。
图6是示意性地表示拍摄以X射线入射角度θ入射到被检对象的X射线的透射图像的X射线检测部的感知面731的情况的图。如图6所示,感知面731在其中心位置(0,0)检测出检测值M(θ,0,0)(相当于图5的M(θ)),并且在中心以外的位置(α,β)也检测出检测值M(θ,α,β)。因此,对于多个像素中的每个像素,每当拍摄一次被检对象W、EP、SL的透射图像时,都能够得到与式(3)相同的一次方程式。此外,以下,在使X射线以X射线入射角度θ入射并拍摄被检对象W、EP、SL的透射图像时,将在感知面731的位置(α,β)的像素处检测到的检测值表示为M(θ,α,β)。
若归纳与图5及图6相关的上述说明,设感知面731的像素数为Np个,则通过一次拍摄能够得到Np个与式(3)相同的一次方程式。并且,通过Nf次改变X射线入射角度θ来拍摄Nf枚透射图像,能够得到Np×Nf个与式(3)相同的一次方程式。然后,通过求解由Np×Nf个一次方程式构成的联立方程式,能够求出各微小立方体C(k)的X射线衰减率,并能够求出检查对象范围TR中的X射线衰减率μ(k)的分布以作为断层图像。
另外,如利用图2进行的以上叙述,在控制器100具有的配置信息存储部106中,存储有表示构成被检对象W、EP、SL的各部件的形状、尺寸、位置的部件配置信息。而且,通过参照该部件配置信息,对于多个微小立方体C(k)中的一部分微小立方体,即使不拍摄透射图像,也能够求出该X射线衰减率μ(k)。
也就是说,由图3可知,在检查对象范围TR中,存在未配置电子元件EP或基板W的范围即仅存在空气的范围TRa。可以推定,这样的范围TRa的X射线衰减率μ如去掉以距离的平方衰减的量(衰减率γ)则为零。此外可以推定,配置有基板W(印刷电路板)的区域TRw的X射线衰减率μ也为零。并且,能够根据部件配置信息求出这样能够推定出X射线衰减率μ(断层图像信息)的范围TRa、TRw存在于检查对象范围TR中的何处。
对此,在本实施方式中,这些区域TRa、TRw(第一区域)的X射线衰减率μ以推定值(零)来进行处理,不通过X射线拍摄求出该区域TRa、TRw的X射线衰减率μ。并且,仅仅对于区域TRa、TRw以外的区域(第二区域)的X射线衰减率μ是通过X射线拍摄而求出的,由此抑制X射线拍摄的张数Nf。具体而言,建模运算处理部105计算为了求出区域TRa、TRw以外的区域的X射线衰减率μ而所需的多种X射线拍摄条件(图7)。
图7是用于说明在求出X射线拍摄条件的组合时建模运算处理部执行的运算的说明图,具体而言,示出了该运算中使用的公式。首先,建模运算处理部105求出与X射线衰减率μ相关的一次方程式,该一次方程式是在使X射线入射角度θ例如以一度为单位发生变化并且以各X射线入射角度θ拍摄被检对象W、EP、SL的透射图像的情况下得到的。若更具体地说明,在将检查对象范围TR分割成m个微小立方体C(k),并与这些m个微小立方体C(k)的X射线衰减率μ(k)相关地求出n个一次方程式。这样得到的联立方程式能够如图7的式(4)所示那样,通过矩阵来表示。这里,图7的A(n,m)表示n行m列的矩阵。接下来,建模运算处理部105对根据部件配置信息能够推定值为零的各X射线衰减率μ代入零,并且将包含该X射线衰减率μ的行集中在联立方程式的上侧(式(5))。这里,对μ(221)、μ(222)、μ(223)等代入零,并且这些包含μ(221)、μ(222)、μ(223)等的行集中于方程式的上侧。
这里,在式(5)的联立方程式有解的情况下,通过从n行中提取m行,能够得到一个或一个以上的m×m的正则矩阵。对此,建模运算处理部105如下这样从构成式5的联立方程式的n个一次方程式中提取构成正则矩阵的m个一次方程式。首先,建模运算处理部105求出从n个一次方程式中提取m个一次方程式的全部组合。这里,从n个式子中提取m个式子的组合通过
nCm{=n×(n-1)×…×(n-m+1)/m×(m-1)×…×1}
来得出。因此,得到nCm种由m个一次方程式构成的联立方程式(式(6))。此外,对于图7的式(6),带有箭头的m×m、m×1分别表示各个箭头的指向处的矩阵的尺寸。
然后,建模运算处理部105分别对于nCm种的联立方程式,计算表示该联立方程式的矩阵A(m,m)的行列式|A(m,m)|,并且将满足|A(m,m)|<δ的联立方程式除外。这里,δ是接近零的整数。也就是说,行列式接近零的联立方程式没有解(非正则),建模运算处理部105将这种联立方程式排除在外。接下来,建模运算处理部105对于剩余的各个联立方程式,调查在式(6)的右边存在多少互不相同的入射角度θ。也就是说,不同的入射角度θ越多,需要以这些入射角度θ中的每个入射角度θ拍摄被检对象的透射图像,其结果,透射图像的拍摄张数Nf变得越多。对此,建模运算处理部105求出在右边不同的入射角度θ的数目最小的联立方程式。
然后,建模运算处理部105求取如此求出的联立方程式的右边存在的各入射角度θ、与该入射角度θ相对应的XY驱动工作台3的位置及X射线检测部73的位置以作为X射线拍摄条件,并进行设定。这样,设定出Nf种的X射线拍摄条件。然后,X射线拍摄装置7以这样设定的Nf种的X射线拍摄条件拍摄被检对象W、EP、SL的透射图像(图8)。
图8是表示X射线拍摄装置7及控制器100进行的动作的流程图。建模运算处理部105读取用于计算X射线拍摄条件的程序(步骤S101),基于存储于配置信息存储部106的部件配置信息,计算并设定Nf种的X射线拍摄条件(步骤S102)。此外,该计算动作如使用图7说明的那样。
然后,为了以所设定的多种X射线拍摄条件进行X射线拍摄,元件检查装置1执行从步骤S103到步骤S108的动作。首先,在步骤S103中,被检对象W、EP、SL(工件)被搬入元件检查装置1,并且在步骤S104中,将1代入拍摄张数J。然后,控制器100使支承被检对象W、EP、SL的XY驱动工作台3及X射线检测部73移动到与Nf种的X射线拍摄条件中的第J张(这里为第一张)的拍摄相对应的X射线拍摄条件所示的位置,并进行X射线拍摄(步骤S106)。该X射线拍摄结束后,在步骤S107中使拍摄张数J增加1(J=J+1),在接着的步骤S108中,判断拍摄张数J是否大于Nf。
当在步骤S108中判断为“否”时,返回到步骤S105。然后,反复执行使支承被检对象W、EP、SL的XY驱动工作台3及X射线检测部73移动到与第(J+1)张的拍摄相对应的X射线拍摄条件所示的位置后进行X射线拍摄(步骤S106),并增大拍摄张数J(步骤S107)的动作。
当在步骤S108中判断为“是”时,认为以Nf种的X射线拍摄条件的每一种拍摄条件都完成了X射线拍摄,进入到步骤S109。在步骤S109中,通过图像处理部103来重建检查对象范围TR的断层图像。具体而言,对于能够推定X射线衰减率μ的区域TRa、TRw,求出该推定值作为X射线衰减率μ,对于检查对象范围TR中的区域TRa、TRw以外的区域,根据Nf张透射图像求出X射线衰减率μ。这样,求出检查对象范围TR整个范围中的X射线衰减率μ的分布,并重建检查对象范围TR的断层图像。然后,在步骤S110中,检查判定处理部104基于该断层图像,判定焊接状态的优劣,在接着的步骤S111中,被检对象W、EP、SL被搬出到元件检查装置1的外部。
如以上所述,在上述实施方式中,求出表示包含被检对象W、EP、SL的检查对象范围TR的断层图像的断层图像信息(X射线衰减率μ)。此时,对于检查对象范围TR的一部分区域TRa、TRw(第一区域),根据表示构成被检对象W、EP、SL的各部件(基板W及电子元件EP)的配置的部件配置信息,例如能够判断只存在空气等,其结果是,能够推定该区域TRa、TRw的断层图像信息。对此,本实施方式对于区域TRa、TRw的断层图像信息,并不是根据透射图像的拍摄结果求出,而是根据部件配置信息推定,将根据透射图像的拍摄结果求出断层图像信息的区域限定为区域TRa、TRw以外的区域。也就是说,对为了求出检查对象范围TR中的除了区域TRa、TRw以外的区域(第二区域)的断层图像信息而所需的对象设定X射线拍摄条件,并以如此设定的各X射线拍摄条件拍摄透射图像。这样,在本实施方式中,通过对为了求出除了区域TRa、TRw以外的区域(第二区域)的断层图像信息而所需的对象限定X射线拍摄条件,能够抑制X射线拍摄条件的数目Nf,并能够减轻被检对象W、EP、SL的辐射负荷。
如以上所述,在本实施方式中,元件检查装置1相当于本发明的“放射线检查装置”以及“拍摄条件计算装置”,X射线拍摄装置7相当于本发明的“放射线拍摄装置”,X射线相当于本发明的“放射线”,X射线源711相当于本发明的“放射线源”,基板W及焊接在该基板W上的电子元件EP相当于本发明的“被检对象”,XY驱动工作台3相当于本发明的“支承单元”,X射线检测部73相当于本发明的“放射线拍摄单元”,X射线拍摄条件相当于本发明的“拍摄条件”,检查对象范围TR相当于本发明的“检查对象范围”,区域TRa、TRw相当于本发明的“第一区域”,从检查对象范围TR除去区域TRa、TRw之后的区域相当于本发明的“第二区域”,控制器100相当于本发明的“控制单元”或“拍摄条件计算装置”。
此外,本发明并不限定于上述的实施方式,只要不脱离其宗旨,在上述实施方式以外能够进行各种变更。例如,在上述实施方式中,X射线拍摄装置7使控制器100中内置作为计算X射线拍摄条件的拍摄条件计算装置的功能。但是,也可以通过与X射线拍摄装置7不同的外部装置来实现作为拍摄条件计算装置的功能。此时,X射线拍摄条件的计算也可以事先通过外部装置另行进行,X射线拍摄装置7只要具有为了拍摄透射图像而对例如控制器100等设定通过外部装置计算的X射线拍摄条件的功能即可。
另外,在上述实施方式中,根据被检对象W、EP的设计信息等得到部件配置信息。但是,也可以构成为控制器100根据元件检查装置1具备的光学拍摄装置5对被检对象W、EP进行拍摄而得到光学照片,求出部件配置信息。这样构成的元件检查装置1能够根据自身具备的光学拍摄装置5的拍摄结果求出部件配置信息。因此,从元件检查装置1的用户来看,例如不再需要对元件检查装置1设定部件配置信息的手续,能够实现元件检查所需的作业的高效化。此时,存储部106临时存储根据光学拍摄装置5的拍摄结果求出的部件配置信息。
另外,分割检查对象范围TR的多个微小立方体C(k)的形状、尺寸等也能够适当变更。即,例如微小立方体C(k)的尺寸可以根据断层图像要求的分辨率适当变更。具体而言,为了确切地判断焊接状态的优劣,对于基板W和电子元件EP的连接部分(即焊料SL的部分),最好以高分辨率求出断层图像,因此可以将微小立方体C(k)的尺寸设定得较小,另一方面,对于不存在电子元件EP的部分,不需要那么高的分辨率,因此可以将微小立方体C(k)的尺寸设定得较大。
另外,在上述实施方式中,根据部件配置信息推定空气、基板W所存在的区域TRa、TRw的X射线衰减率μ。但是,对于其他区域,有时也能够根据部件配置信息推定X射线衰减率μ。此时,也可以根据部件配置信息推定区域TRa、TRw的X射线衰减率μ。
此外,上述的具体实施方式主要包括具有以下结构的发明。
本发明所涉及的放射线检查装置包括:放射线源,射出放射线;支承单元,支承包括多个部件的被检对象;以及放射线拍摄单元,检测从所述放射线源射出后穿过所述被检对象的放射线并拍摄所述被检对象的透射图像,通过改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,能够改变拍摄所述被检对象的透射图像时的拍摄条件,并且根据拍摄所述被检对象的透射图像而得到的结果,求出断层图像信息,该断层图像信息表示包含所述被检对象的检查对象范围的断层图像,其特征在于还包括:控制单元,所述检查对象范围由第一区域和除了所述第一区域之外的第二区域构成,该第一区域是指根据表示构成所述被检对象的各部件的配置的部件配置信息能够推定断层图像信息的区域,该控制单元进行求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息的处理,设定为了求出所述第二区域的断层图像信息所需的多种拍摄条件,所述控制单元改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,同时以设定的所述多种拍摄条件中的每种拍摄条件,拍摄所述被检对象的透射图像,根据该拍摄结果求出所述第二区域的断层图像信息,并且根据所述被检对象的所述部件配置信息推定所述第一区域的断层图像信息,从而求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息。
本发明所涉及的放射线检查装置包括:工作台,载包括多个部件的被检对象;放射线源,对所述被检对象射出放射线;驱动部,驱动所述工作台来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系;放射线拍摄装置,通过检测从所述放射线源射出后穿过所述被检对象的放射线,拍摄所述被检对象的透射图像;以及控制器,通过控制所述驱动部来改变被检对象与所述放射线源的位置关系,从而改变拍摄所述被检对象的透射图像时的拍摄条件,并基于以各拍摄条件得到的透射图像求出断层图像信息,该断层图像信息表示包含所述被检对象的检查对象范围的断层图像,所述控制器包括:存储部,存储表示所述被检对象的各部件的配置的部件配置信息;设定部,所述检查对象范围由第一区域和除了所述第一区域之外的第二区域构成,该第一区域是指根据所述部件配置信息能够推定断层图像信息的区域,该设定部进行求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息的处理,设定为了求出所述第二区域的断层图像信息所需的多种拍摄条件;驱动控制部,控制所述驱动部来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系;以及图像处理部,通过驱动控制部来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,并且基于以所述设定部所设定的所述多种拍摄条件中的每种条件进行拍摄而得到的所述被检对象的透射图像,求出所述第二区域的断层图像信息,并根据所述部件配置信息推定所述第一区域的断层图像信息,从而求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息。
本发明所涉及的放射线检查方法能够通过改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,从而改变检测从放射线源射出后穿过由多个部件构成的被检对象的放射线并拍摄所述被检对象的透射图像时的拍摄条件,并且根据拍摄所述被检对象的透射图像而得到的结果,求出断层图像信息,该断层图像信息表示包含所述被检对象的检查对象范围的断层图像,其特征在于包括:第一工序,所述检查对象范围由第一区域和除了所述第一区域之外的第二区域构成,该第一区域是指根据表示构成所述被检对象的各部件的配置的部件配置信息能够推定断层图像信息的区域,该第一工序中,在进行求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息的处理时,设定为了求出所述第二区域的断层图像信息而所需的多种拍摄条件;以及第二工序,一边改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,一边以在所述第一工序中设定的所述多种拍摄条件中的每种拍摄条件,拍摄所述被检对象的透射图像,根据该拍摄结果求出所述第二区域的断层图像信息,并且根据所述被检对象的所述部件配置信息推定所述第一区域的断层图像信息,从而求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息。
在这样构成的发明(放射线检查装置、放射线检查方法)中,求出表示包含被检对象的检查对象范围的断层图像的断层图像信息。此时,对于检查对象范围的局部区域(第一区域),根据表示构成被检对象的各部件的配置的部件配置信息,能够判断例如仅存在空气等,其结果是,能够推定该第一区域的断层图像信息。对此,本发明对于第一区域的断层图像信息,并不是根据透射图像的拍摄结果求出,而是根据部件配置信息推定,将根据透射图像的拍摄结果求出断层图像信息的区域限定为第一区域以外的区域。也就是说,对为了求出检查对象范围中的除了第一区域以外的第二区域的断层图像信息而所需的对象设定拍摄条件,并以如此设定的各拍摄条件拍摄透射图像。这样,在本发明中,通过对为了求出上述第二区域的断层图像信息而所需的对象限定拍摄条件,能够抑制拍摄条件的数目从而减少拍摄次数,能够减轻被检对象的辐射负荷。
此时,放射线检查装置及放射线检查方法也可以计算为了求出第二区域的断层图像信息而所需的上述拍摄条件。但是,关于拍摄条件的计算,也可以事先通过例如拍摄条件计算装置等外部装置来另行进行,放射线检查装置及放射线检查方法只需设定通过外部装置计算出的拍摄条件,以便拍摄透射图像。
另外,在被检对象通过基板和焊接于该基板上的电子元件构成的情况下,能够利用表示电子元件及基板的配置的信息作为部件配置信息。
另外,也可以是,还包括拍摄被检对象的光学照片的光学拍摄单元,控制单元根据光学拍摄单元拍摄到的光学照片,求出表示电子元件及基板的配置的信息作为部件配置信息,并且根据该部件配置信息求出多种拍摄条件。这样构成的放射线检查装置能够根据自身具备的光学拍摄单元的拍摄结果求出部件配置信息。因此,从放射线检查装置的用户来看,例如不再需要对放射线检查装置设定部件配置信息的手续,能够实现元件检查所需的作业的高效化。
所述控制器可以是,基于放射线衰减率求出所述断层图像信息,所述设定部将所述检查对象范围虚拟分割成多个微小立方体,并将特定区域作为所述第一区域进行处理,该特定区域是指,根据所述部件配置信息,所述放射线衰减率减去所述放射线按照距离的平方进行衰减的量而被推定为零的所述微小立方体所占的区域。
另外,所述控制器也可以是,基于放射线衰减率求出所述断层图像信息,所述设定部将所述检查对象范围虚拟分割成多个微小立方体,并将特定区域作为所述第一区域进行处理,该特定区域是指,根据所述部件配置信息,所述放射线衰减率被推定为零的所述微小立方体所占的区域。根据该结构,能够确切地区分所述第一区域和所述第二区域。
本发明所涉及的拍摄条件计算装置计算元件检查装置在进行如下动作时所使用的拍摄条件,所述元件检查装置通过改变包括多个部件的被检对象和放射线源的位置关系来改变所述拍摄条件,并检测从所述放射线源射出后穿过所述被检对象的放射线并拍摄所述被检对象的透射图像,根据该拍摄结果求出表示包含所述被检对象的检查对象范围的断层图像的断层图像信息,所述拍摄条件计算装置的特征在于:所述检查对象范围由第一区域和除了所述第一区域之外的第二区域构成,该第一区域是指根据表示构成所述被检对象的各部件的配置的部件配置信息能够推定断层图像信息的区域,在进行求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息的处理时,所述拍摄条件计算装置计算为了求出所述第二区域的断层图像信息而所需的多种拍摄条件。
在这样构成的发明(拍摄条件计算装置)中,将能够根据表示构成被检对象的各部件的配置的部件配置信息推定断层图像信息的第一区域以外的第二区域作为对象,求出拍摄条件。也就是说,拍摄条件针对为了求出除了检查对象范围中的第一区域以外的第二区域的断层图像信息而所需的对象而求出。这样,在本发明中,通过对为了求出上述第二区域的断层图像信息而所需的对象限定拍摄条件,能够抑制拍摄条件的数目从而减少拍摄次数,能够减轻被检对象的辐射负荷。
通过以上说明的本发明,能够抑制为了求出被检对象的断层图像而所需的拍摄条件的数目从而减少拍摄次数,并能够减轻被检对象的辐射负荷。
Claims (2)
1.一种放射线检查装置,包括:
工作台,载置由多个部件构成的被检对象;
放射线源,对所述被检对象射出放射线;
驱动部,驱动所述工作台来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系;
放射线拍摄装置,具有像素数为Np个的感知面,该放射线拍摄装置通过检测从所述放射线源射出后穿过所述被检对象的放射线,拍摄所述被检对象的透射图像;以及
控制器,通过控制所述驱动部来改变被检对象与所述放射线源的位置关系从而变更拍摄所述被检对象的透射图像时的拍摄条件,并基于以各拍摄条件得到的透射图像求出表示包含所述被检对象的检查对象范围的断层图像的断层图像信息,
所述控制器包括:
存储部,存储表示所述被检对象的各部件的配置的部件配置信息;
设定部,所述检查对象范围由第一区域和除了所述第一区域之外的第二区域构成,该第一区域是指根据所述部件配置信息即可推定断层图像信息的区域,该设定部进行求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息的处理,设定为了求出所述第二区域的断层图像信息所需的多种拍摄条件;
驱动控制部,控制所述驱动部来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系;以及
图像处理部,通过驱动控制部来改变所述被检对象与所述放射线源的位置关系,基于以所述设定部所设定的所述多种拍摄条件中的每种条件进行拍摄而得到的所述被检对象的透射图像求出所述第二区域的断层图像信息,并根据所述部件配置信息推定所述第一区域的断层图像信息从而求出所述检查对象范围的整个范围的断层图像信息,
所述控制器基于放射线衰减率求出所述断层图像信息,
所述放射线拍摄装置通过Nf次改变放射线向所述被检对象的入射角度来拍摄Nf枚透射图像,
所述设定部在将所述检查对象范围虚拟分割成多个微小立方体并通过求解由Np×Nf个与放射线衰减率相关的一次方程式构成的联立方程式而求出各微小立方体的放射线衰减率时,将特定区域作为所述第一区域进行处理,该特定区域是指,根据所述部件配置信息,所述放射线衰减率减去所述放射线按照距离的平方进行衰减的量而被推定为零的所述微小立方体所占的区域,将关于作为该第一区域进行处理的微小立方体的所述一次方程式排除而构成所述联立方程式,并基于由该联立方程式导出的放射线的入射角度来设定所述拍摄条件。
2.根据权利要求1所述的放射线检查装置,其特征在于:
所述设定部将检查对象范围中的空气及基板存在的区域的放射线衰减率推定为零。
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