JP2000162160A - X線基板検査装置 - Google Patents
X線基板検査装置Info
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Abstract
て、X線発生器の動作状態を監視し、監視結果に基づい
て照射時間を制御することによりX線照射線量を一定に
し、間歇照射毎のX線透過像の撮像画質を安定させるこ
とを目的とする。 【解決手段】 X線発生器1を制御するX線制御部2と
X線照射量と相関のあるX線発生器1の電流値を測定
し、予め定めた設定値と比較し、比較結果に応じてX線
発生器1の動作制御を行う比較制御部3とX線発生器1
から検査対象物5へ照射されたX線透過像を撮像するX
線撮像部7とを備え、撮像画質を安定させる。
Description
用しプリント基板の検査・計測時にX線の間歇照射を継
続的に行った場合のX線照射量を制御してX線撮像画質
を安定させるX線基板検査装置に関するものである。
査装置は、X線発生器のヒートアップ状態等の条件よ
り、X線管の管電流の立ち上がり等の差異が発生し、照
射開始時は照射線量が不安定である。そこで、照射線量
が安定した状態になるまで一定時間経過させた後、検査
対象物のX線透過像の撮像を始めることにより、照射線
量を一定化させ、X線撮像画質を安定させている。
おいて、X線撮像画質を安定させる手段として、特開平
6−331571号公報に記載された発明がある。図1
1を用いて従来のX線基板検査装置の構成と動作を説明
する。X線基板検査装置は、X線撮像画質を安定させる
手段として、被検査物33へX線を照射するX線源34
からのX線照射領域内にX線の線量を測定する線量計3
5を設け、線量計の出力信号をもとにX線撮像部36の
利得を調整し、表示器37に表示する画像の濃淡を常に
一定とする手段38と、画像濃度校正用の試料39を設
け、試料に対応する画像の濃度が一定となるよう補償す
ることでX線撮像画質を安定させている。
ような従来の技術においては、X線の間歇照射を利用し
た基板検査装置にみられる、照射線量が安定した状態に
なるまで時間経過させた後、検査対象物のX線透過像の
撮像を始めるという手段は、検査タクトが長くなること
になり、また、検査に不要なX線を発生させているた
め、X線撮像部の劣化を早めることにもなる。また、線
量計や画像濃度校正用の試料を設ける必要や、X線照射
線量をX線カメラコントローラで監視・制御する必要が
あり、設備コストを増大させることにもなる。また、X
線撮像部の利得やガンマ値を調整するのみで、試料に対
するX線照射線量を一定にする手段は備えていない。本
発明は、上記従来の問題を解決するもので、X線発生器
及びX線制御部のX線発生装置側のみで、X線照射線量
の定量化制御を実現し、X線撮像部のコントローラにお
いて監視・制御する必要もなく、設備の簡素化が実現で
きる。また、照射線量が安定した状態になるまで時間経
過させ、検査対象物のX線透過像の撮像開始を待たせる
必要もなく、検査タクトを短縮でき、また、検査に不要
なX線の発生を抑制でき、焼き付きなどによるX線撮像
部の劣化を防ぎ、X線撮像部の寿命を伸ばすことができ
る。また、検査対象物に照射するX線線量を一定にする
ことができ、安定なX線透過撮像画像を得ることができ
るX線基板検査装置を提供することを目的とする。
に、請求項1の発明に係るX線基板検査装置は、動作状
態に相関してX線を発生するX線発生器と、前記動作状
態を測定した測定値と、予め設定した設定値とを比較す
る比較制御部と、前記比較制御部による比較の結果に応
じて前記X線発生器からX線照射をする時間を制御し、
一定量のX線を照射させるX線制御部とを設けたもので
ある。
は、請求項1のX線発生器の動作状態を管電流値とし、
予め設定した管電流設定値と前記管電流値を比較する比
較制御部と、前記管電流設定値と前記管電流値が近接し
た時刻から予め設定した時間が経過した後、前記X線発
生器への電源供給を制御するX線制御部とを設けたもの
である。
は、請求項1および請求項2の構成に加えて予め設定し
た管電圧設定値と管電圧値とを比較し、比較の結果に応
じて予め設定した管電流設定値と管電流値との比較を行
う比較制御部とを設けたものである。
は、請求項1、2および請求項3の構成に加えてX線発
生器の管電圧値に応じたX線照射時間を設定する照射時
間電圧補正部とを設けたものである。
は、請求項1、2、3および請求項4の構成に加えてX
線発生器を冷却させる冷却媒質と、前記冷却媒質の温度
に応じたX線照射時間を設定する照射時間温度補正部と
を設けたものである。
は、管電流値を時間経過に伴って累積加算し、予め設定
した累積管電流設定値と前記累積加算した管電流値とを
比較する比較制御部と、前記累積管電流設定値と前記累
積加算した管電流値との近接を検出して前記X線発生器
への電源供給を制御するX線制御部とを設けたものであ
る。
は、請求項1の構成に加えて比較制御部による比較の結
果に応じてX線発生器からX線照射をする時間を制御
し、一定量のX線量を照射させる制御を行うX線制御部
と、X線照射対象物に照射されたX線による撮像を行う
X線撮像部とを設けたものである。
は、請求項2の構成に加えて管電流設定値と管電流値と
が近接した時刻から予め設定した期間、X線照射対象物
に照射されたX線による撮像を行うX線撮像部とを設け
たものである。
は、請求項3の構成に加えて予め設定した管電圧設定値
と管電圧値とを比較し、比較の結果に応じて予め設定し
た管電流設定値と管電流値との比較を行い、前記管電流
設定値と前記管電流値とが近接した時刻から予め設定し
た期間、X線照射対象物に照射されたX線による撮像を
行うX線撮像部とを設けたものである。
は、請求項4の構成に加えてX線発生器の管電圧値に応
じたX線照射時間を設定する照射時間電圧補正部と、管
電流設定値と管電流値とが近接した時刻から予め設定し
た期間、X線照射対象物に照射されたX線による撮像を
行うX線撮像部とを設けたものである。
は、請求項5の構成に加えてX線発生器を冷却させる冷
却媒質と、前記冷却媒質の温度に応じたX線照射時間を
設定する照射時間温度補正部と、管電流設定値と管電流
値とが近接した時刻から予め設定した期間、X線照射対
象物に照射されたX線による撮像を行うX線撮像部とを
設けたものである。
は、請求項6の構成に加えて管電流値を時間経過に伴っ
て累積加算し、予め設定した累積管電流設定値と前記累
積加算した管電流値とを比較する比較制御部と、前記累
積管電流設定値と前記累積加算した管電流値との近接を
検出してX線照射対象物に照射されたX線による撮像を
停止するX線撮像部とを設けたものである。
は、動作状態に相関してX線を発生するX線発生器と、
この動作状態を測定した測定値と、予め設定した設定値
とを比較する比較制御部と、比較制御部による比較の結
果に応じてX線発生器からX線照射をする時間を制御
し、一定量のX線を照射させる制御を行うX線制御部と
を備えたものであり、検査試料に対するX線照射線量を
一定にすることができるという作用を有する。
器の管電流値と予め設定した管電流設定値とを比較する
比較制御部と、管電流設定値と管電流値とが近接した時
刻から予め設定した時間が経過した後、X線発生器への
電源供給を制御するX線制御部とを備えたものであり、
X線発生器の管電流値を測定することで検査試料に対す
るX線照射線量を一定にすることができるという作用を
有する。
した管電圧設定値と管電圧値とを比較し、比較の結果に
応じて予め設定した管電流設定値と管電流値との比較を
行う比較制御部とを備えたものであり、X線発生器の電
源投入直後における管電流値のオーバーシュートの影響
を除去できるという作用を有する。
器の管電圧値に応じたX線照射時間を設定する照射時間
電圧補正部を備えたものであり、管電圧値の違いによる
X線照射の時間を調整することができるという作用を有
する。
器を冷却させる冷却媒質と、冷却媒質の温度に応じたX
線照射時間を設定する照射時間温度補正部とを備えたも
のであり、冷却媒質の温度の違いによるX線照射の時間
を調整することができるという作用を有する。
を時間経過に伴って累積加算し、予め設定した累積管電
流設定値と累積加算した管電流値とを比較する比較制御
部と、累積管電流設定値と累積加算した管電流値との近
接を検出してX線発生器への電源供給を制御するX線制
御部とを備えたものであり、X線発生器の累積加算した
管電流値を測定することで検査試料に対するX線照射線
量を一定にすることができるという作用を有する。
部による比較の結果に応じてX線発生器からX線照射を
する時間を制御し、一定量のX線量を照射させる制御を
行うX線制御部と、X線照射対象物に照射されたX線に
よる撮像を行うX線撮像部とを備えたものであり、X線
間歇照射時のX線透過撮像画像を安定させるという作用
を有する。
定値と管電流値とが近接した時刻から予め設定した期
間、X線照射対象物に照射されたX線による撮像を行う
X線撮像部とを備えたものであり、X管電流値を測定す
ることによってX線間歇照射時のX線透過撮像画像を安
定させるという作用を有する。
した管電圧設定値と管電圧値とを比較し、比較の結果に
応じて予め設定した管電流設定値と管電流値との比較を
行い、管電流設定値と管電流値とが近接した時刻から予
め設定した期間、X線照射対象物に照射されたX線によ
る撮像を行うX線撮像部とを備えたものであり、X線発
生器の電源投入直後における管電流値のオーバーシュー
トの影響を除去し、X線間歇照射時のX線透過撮像画像
を安定させるという作用を有する。
生器の管電圧値に応じたX線照射時間を設定する照射時
間電圧補正部と、管電流設定値と管電流値とが近接した
時刻から予め設定した期間、X線照射対象物に照射され
たX線による撮像を行うX線撮像部とを備えたものであ
り、管電圧値の違いによるX線照射の時間を調整し、X
線間歇照射時のX線透過撮像画像を安定させるという作
用を有する。
生器を冷却させる冷却媒質と、前記冷却媒質の温度に応
じたX線照射時間を設定する照射時間温度補正部と、管
電流設定値と管電流値とが近接した時刻から予め設定し
た期間、X線照射対象物に照射されたX線による撮像を
行うX線撮像部とを備えたものであり、冷却媒質の温度
の違いによるX線照射の時間を調整し、X線間歇照射時
のX線透過撮像画像を安定させるという作用を有する。
値を時間経過に伴って累積加算し、予め設定した累積管
電流設定値と累積加算した管電流値とを比較する比較制
御部と、累積管電流設定値と累積加算した管電流値との
近接を検出してX線照射対象物に照射されたX線による
撮像を停止するX線撮像部とを備えたものであり、検査
試料に対するX線照射線量を一定にし、X線間歇照射時
のX線透過撮像画像を安定させるという作用を有する。
態1の構成を示すブロック図である。
り、X線制御部2はX線発生器1への電源供給を制御す
る。比較制御部3はX線発生器1によって発生させるX
線の照射量と相関のあるX線発生器1の動作状態、たと
えばX線発生器1を流れる電流値である管電流値を測定
し、予め定めた基準電流値と比較し、比較結果に応じて
X線発生器1の電源供給制御の指示をX線制御部2に対
して行う。また、X線撮像をする構成としては、X線発
生器1から基板位置決めテーブル4上に配置された検査
対象物5へ照射されたX線透過量を撮像するCCDカメ
ラであるX線撮像部6と、X線撮像部6からの取り込み
画像を撮像された1フレーム毎の画像を蓄積・合成処理
するコントローラ7と、撮像された画像を表示するモニ
タ8とで構成される。
を制御する動作フロー図を図2に示す。
線の発生と相関関係のあるX線発生器1の動作状態の1
つである管電流を測定し(S2)、測定した管電流値を
予め定めた管電流設定値と比較する(S3)。管電流と
管電流設定値が等しくなった場合にはX線撮像部7にお
ける撮像を開始する(S4)。また、この時から照射時
間の監視を開始する(S5)。予め定めた照射時間が経
過した後(S6のYes)、X線照射を停止させる(S
7)。予め定めた照射時間に達していない場合は再度、
撮像と照射時間監視を継続する(S6のNo)。そして
X線撮像部7での最後の画像フレームの取り込みが終了
した時点で撮像を停止する(S8)。なお、ここで示す
管電流設定値および照射時間の設定値は、比較制御部3
でもまたコントローラ9からでも設定可能であり、この
構成を限定しない。
イミングについては電源投入直後とする構成も可能であ
り、これを限定しない。
3)の条件としては一致した場合だけでなく、例えば管
電流設定値に範囲を設け、その範囲内に管電流値が入っ
た場合、あるいは管電流値が管電流設定値以上になった
場合を一致の条件とする構成も可能であり、これを限定
しない。
電流値と時間の関係を示している。電源投入時刻から比
較制御部3において管電流値9の測定を開始し、管電流
値9が管電流設定値10に近接した時刻11から照射時
間を測定し、予め設定した時間を経過した後、X線発生
器1への電源供給を停止する(点12)。また、X線撮
像部7での画像取り込みのタイミングについては、管電
流値9が管電流設定値10に近接した時刻11から第1
の撮像フレーム13の取り込みを開始し、順次第2の撮
像フレーム14、第3の撮像フレーム15と撮像を行っ
ていく。ここで第3の撮像フレーム15の画像の取り込
み期間中にX線発生器1への電源供給を停止(点12)
した場合には、第3の撮像フレーム15の取り込み終了
まで撮像は続けるものとする。
ブル4上に配置され搬送されてくる検査対象物5である
基板に対してX線を間歇照射したとき、1回目の電流値
16、50回目の電流値17および200回目の電流値
18のX線照射時の管電流値の時間変化を示す。
合であり、X線照射開始(X線発生器1の管電圧ON)
から一定時間で照射線量を決定している。また図4
(b)は上記実施例を施した場合の例で、管電流設定値
10に達してからの照射時間を一定に制御することによ
り照射線量を決定するよう施したものである。
照射線量と相関関係にある管電流の立ち上がり状態にば
らつきが生じ、照射停止時間は同一であるため、X線照
射開始よりX線透過像をX線撮像部7で積算取り込みを
すると、X線開始から停止までの時間は一定であるにも
関わらず、照射線量の総量の違いが発生し、間歇照射毎
にX線撮像画質の濃淡のばらつきが起こることとなり検
査が不安定となる。しかし、図4(b)の波形に示され
る様に、本実施例を施した場合おいては、管電流の立ち
上がり状態にばらつきが生じた場合においても、管電流
設定値10に達してからの照射時間を一定に制御するこ
とにより、X線開始から停止までの時間を可変し、照射
線量の総量の違いを抑制し、常に対象検査物内の一定の
はんだ量を持った部分のX線撮像画質の濃淡を一定にで
き、検査の安定化が図れる。
る管電流が安定するまで十分な時間を経過させ、その間
検査対象物のX線透過像の撮像開始を待つ必要もなく、
X線の発生を最小限に抑制でき、X線撮像部の劣化を防
ぎ、X線撮像部の寿命を延ばすことができる。
ントローラ7に与え、この時点よりX線撮像部6による
X線透過像の撮像開始の同期をとれば、対象検査物内の
一定はんだ量を持った部分のX線撮像画質の濃淡をより
一定にでき検査の安定化を図ることができる。
態2の動作を示す特性図である。
いて、管電流値に加え管電圧をも測定し、予め定めた管
電圧設定値と管電圧の測定値を比較し、測定の結果、管
電圧設定値の方が電圧値が高い場合には管電流の管電流
設定値との比較を行わない構成としている。図5に示す
ように管電流設定値10を0.5[mA]とした場合、
X線発生器1への電源供給直後においては電流値9がオ
ーバーシュートを起こし、管電流設定値10を超えるこ
とがある。そこで管電圧19を比較制御部3で測定し、
予め設定した管電圧設定値20を管電圧が超えた後(点
21)、管電流値9を監視する構成とする。
のオーバーシュートの影響を除去することができる。
態3の構成を示すブロック図である。
態1で説明したものと同様の動作をするので説明は省略
する。管電圧が変化するとX線発生器1から発生するX
線照射量は変化する。そこで管電圧が変化した時にはX
線照射時間を変更する必要がある。そこで管電圧補正部
22を設ける。管電圧補正部22は内部に(表1)に示
す、管電圧の変化の前後の電圧値から導かれる、管電圧
の変化に応じたX線照射時間を補正する数値を設定した
マトリックスを保持している。
変化後の管電圧が80[keV]の場合、補正値は0.
68となるので、変化前の管電圧が90[keV]のと
きに設定したX線照射時間が200[msec]であっ
た場合はこの時間を補正値で割り、約294[mse
c]を新たな照射時間とする。なお、対応する管電圧値
が表にない場合は最も近い値を採用したり、比例配分に
よって求めることができ、この手段を限定しない。
値が変化したときにも適切なX線照射時間を求めること
ができる。
施の形態4の構成を示すX線発生器1の断面図である。
X線管23はX線の照射源であり、陽極導線24はX線
管23の陽極へ接続され、陰極導線25はX線管23の
陰極へ接続される。冷却媒質である高圧油26はX線管
23を冷却する。温度センサー27は高圧油26の温度
を検出する。
を示すブロック図である。図1または図6と同様の符号
を付した部分は実施の形態1または実施の形態3で説明
したものと同様の動作をするので説明は省略する。照射
時間温度補正部28は温度センサー27で検出した高圧
油26の温度によって、X線発生器1のX線照射時間を
補正する。
の補正の関係を示す。高圧油26の温度が高いときの管
電流29は温度が低いときの管電流30に比べて立ち上
がりが早くなり、さらに定常状態になるまでの時間も短
くなる傾向がある。よって管電流設定値10の値が低い
場合は特にX線照射時間のばらつきが大きくなる。そこ
で照射時間温度補正部28内に温度に対する照射時間の
補正数値を設定し、高圧油26の温度を測定し、照射時
間を補正する。
の温度によるX線照射時間のばらつきを抑制することが
できる。
実施の形態1のX線制御部2において管電流値と管電流
設定値とを比較し、両者の値の近接を検出した時刻から
一定の期間、X線照射を行う構成に代えて、管電流値を
サンプリングし、累積加算した値と予め設定した累積管
電流設定値とを比較し、両者の値の近接を検出時にX線
照射を停止する構成としたものである。
を制御する動作フロー図を図9に示す。
線撮像部7における撮像を開始する(S10)。X線の
発生と相関関係のあるX線発生器1の動作状態の1つで
ある管電流を測定して累積加算する(S11)。測定し
た累積管電流値と予め定めた累積管電流設定値とを比較
する(S12)。累積管電流と累積管電流設定値が等し
くなった場合(S12のYes)、X線照射を停止させ
(S13)、X線撮像部7での最後の撮像フレームの取
り込みが終了した時点で撮像を停止する(S14)。累
積管電流と累積管電流設定値が等しない場合(S12の
No)、管電流の蓄積を継続する(S11)。なお、こ
こで示す累積管電流設定値および照射時間の設定値は、
比較制御部3でもまたコントローラ9からでも設定可能
であり、この構成を限定しない。
比較(S12)の条件としては一致した場合だけでな
く、例えば累積管電流設定値に範囲を設け、その範囲内
に累積管電流値が入った場合、あるいは累積管電流値が
累積管電流設定値以上になった場合を一致の条件とする
構成も可能であり、これを限定しない。
イミングについては電源投入直後の他、管電流値が予め
設定した値に近接した時、あるいは累積管電流値が予め
設定した値に近接した時とする構成も可能であり、これ
を限定しない。
管電流値と時間の関係を示している。電源投入時刻から
比較制御部3において管電流値9の測定と加算を周期T
で開始し(黒丸点31)、累積管電流値が累積管電流設
定値に近接した時刻(白丸店32)X線発生器1への電
源供給を停止する。
比較制御部3でもまたコントローラ9からでも設定可能
であり、この構成を限定しない。
サンプリング周期変更電流値を設定することによって、
例えば、サンプリング周期変更電流値以下の管電流値の
時にはサンプリング周期を大きくとり、サンプリング周
期変更電流値を越えた時にはサンプリング周期を小さく
とる構成も可能であり、この構成を限定しない。
流値の測定におけるノイズによる変動の影響を抑制する
ことができる。
るX線照射線量を一定にすることができる。また、X線
発生器の電源投入直後の管電流値のオーバーシュートの
影響を除去でき、X線照射時間の測定誤りを防ぐことが
できる。また、管電圧値の違いによるX線照射量の違い
を補正でき、管電圧変動時における適切な照射時間を得
ることができる。また、冷却媒質の温度の違いによるX
線照射時間を補正することによって、冷却媒質の温度の
違いによるX線照射量の誤差を抑制することができる。
また、累積加算した管電流値によって照射時間監視の開
始を検出することによって、管電流値の測定におけるノ
イズによる変動の影響を抑制することができる。
置のブロック図
置の動作フロー図
電流の時間変化の特性と撮像フレーム制御の説明図
管電流の時間変化の特性図 (b)本発明の実施の形態1のX線基板検査装置の間歇
照射時の管電流の時間変化の特性図
置の管電流および管電圧の時間変化の特性図
置のブロック図
検査装置のX線発生器の断面図 (b)本発明の実施の形態4におけるX線基板検査装置
のブロック図
置の管電流値の温度特性図
置の動作フロー図
装置の管電流の時間変化の特性図
Claims (12)
- 【請求項1】 動作状態に相関してX線を発生するX線
発生器と、前記動作状態を測定した測定値と、予め設定
した設定値とを比較する比較制御部と、前記比較制御部
による比較の結果に応じて前記X線発生器からX線照射
をする時間を制御し、一定量のX線を照射させるX線制
御部とを備えたX線基板検査装置。 - 【請求項2】 X線発生器の動作状態を管電流値とし、
予め設定した管電流設定値と前記管電流値を比較する比
較制御部と、前記管電流設定値と前記管電流値が近接し
た時刻から予め設定した時間が経過した後、前記X線発
生器への電源供給を制御するX線制御部とを備えた請求
項1記載のX線基板検査装置。 - 【請求項3】 予め設定した管電圧設定値と管電圧値と
を比較し、比較の結果に応じて予め設定した管電流設定
値と管電流値との比較を行う比較制御部を備えた請求項
1または請求項2記載のX線基板検査装置。 - 【請求項4】 X線発生器の管電圧値に応じたX線照射
時間を設定する照射時間電圧補正部を備えた請求項1、
2または請求項3記載のX線基板検査装置。 - 【請求項5】 X線発生器を冷却させる冷却媒質と、前
記冷却媒質の温度に応じたX線照射時間を設定する照射
時間温度補正部とを備えた請求項1、2、3または請求
項4記載のX線基板検査装置。 - 【請求項6】 管電流値を時間経過に伴って累積加算
し、予め設定した累積管電流設定値と前記累積加算した
管電流値とを比較する比較制御部と、前記累積管電流設
定値と前記累積加算した管電流値との近接を検出して前
記X線発生器への電源供給を制御するX線制御部とを備
えたX線基板検査装置。 - 【請求項7】 比較制御部による比較の結果に応じてX
線発生器からX線照射をする時間を制御し、一定量のX
線量を照射させる制御を行うX線制御部と、X線照射対
象物に照射されたX線による撮像を行うX線撮像部とを
備えた請求項1記載のX線基板検査装置。 - 【請求項8】 管電流設定値と管電流値とが近接した時
刻から予め設定した期間、X線照射対象物に照射された
X線による撮像を行うX線撮像部を備えた請求項2記載
のX線基板検査装置。 - 【請求項9】 予め設定した管電圧設定値と管電圧値と
を比較し、比較の結果に応じて予め設定した管電流設定
値と管電流値との比較を行い、前記管電流設定値と前記
管電流値が近接した時刻から予め設定した期間、X線照
射対象物に照射されたX線による撮像を行うX線撮像部
とを備えた請求項3記載のX線基板検査装置。 - 【請求項10】 X線発生器の管電圧値に応じたX線照
射時間を設定する照射時間電圧補正部と、管電流設定値
と管電流値とが近接した時刻から予め設定した期間、X
線照射対象物に照射されたX線による撮像を行うX線撮
像部とを備えた請求項4記載のX線基板検査装置。 - 【請求項11】 X線発生器を冷却させる冷却媒質と、
前記冷却媒質の温度に応じたX線照射時間を設定する照
射時間温度補正部と、管電流設定値と管電流値とが近接
した時刻から予め設定した期間、X線照射対象物に照射
されたX線による撮像を行うX線撮像部とを備えた請求
項5記載のX線基板検査装置。 - 【請求項12】 累積管電流設定値と累積加算した管電
流値との近接を検出してX線照射対象物に照射されたX
線による撮像を停止するX線撮像部とを備えた請求項6
記載のX線基板検査装置。
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