JP2001201464A - エックス線可変斜視角透視装置 - Google Patents

エックス線可変斜視角透視装置

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哲昭 深町
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エックス線透視観察装置において、拡大倍率
を固定したまま、視角を変更し、透視方向を所望の方向
に変更できる。更に、反対に、透視方向を固定した状態
で、所望に拡大倍率に変更可能で、しかも大きな拡大倍
率を得ること。またこれを小形、低コストで実現するこ
とを目的とする。 【解決手段】 透過形エックス線源と、このエックス線
源の下部に被測定物を水平方向に位置決めするXYステ
ージと、このXYステージを倍率方向である鉛直方向に
位置決めするZステージを設け、このXYステージの下
部にエックス線撮像部とこの撮像部を水平方向に直線移
動させる撮像部直線移動ステージと、この直線移動ステ
ージの動作に伴ってエックス線検出面が常にエックス線
出射点に向かせる撮像部傾斜機構と、撮像部を回転させ
る撮像部回転機構とでエックス線可変斜視角透視装置を
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエックス線による透
視撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近電子回路の小形、高密度化に伴っ
て、電子部品、LSIチップの接合部の不良解析等に不
良と思われる特定点を方向を変えて透視観察したいとい
う要求が高まっている。特定点を多方向から透視するに
は従来例えば図8に示すようにエックス線源1とエック
ス線撮像部7とを一体のC形フレーム30に取付けC形
フレーム30を測定点Pを通る軸21を中心にして参照
符号Eの方向に傾斜回転させる方法が知られてい。とこ
ろが、この方法では斜視角が大きくなるとエックス線源
1の下端角部31が被測定物2と干渉(接触)する為、
エックス線出射点と被測定部を近づけることができず、
高倍率観察ができない(倍率はエックス線射出点と被測
定物とエックス線撮像部との比で決まる)という重大な
欠点がある。また、装置が大がかりになるという問題も
あった。従来の他の方法として図9に示すようにエック
ス線源1にエックス線出射角の大きい透過形エックス線
を用い、エックス線撮像部7のみをエックス線出射点を
中心とする半径上を移動(エックス線撮像部7の移動状
態は点線で示す)させ、被測定点Pをエックス線出射点
40とエックス線撮像部7とを結ぶ線上に位置決めし
て、所望の傾斜方向から観察する方法があった。この方
法は、エックス線源1と被測定物2とを近づけ、高倍率
が得られる特長があるが、一方エックス線撮像部の傾斜
角を変えることにより、エックス線倍率が変ってしまう
という重大な欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術には、被測定点を斜視角を変えて透視観察する場合に
大きな拡大率が得られないか、または、一定の拡大倍率
を保ったまま斜視角を変えることができない欠点があ
る。本発明はこれらの欠点を除去し、大きな拡大倍率が
得られ、しかも、斜視角を変えても倍率が変わらず、更
に、これを簡素な機構で実施しようとすることを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成する為に、透過形エックス線源と、このエックス線源
の下部に被測定物を水平方向に位置決めするXYステー
ジと、XYステージを倍率方向である鉛直方向に位置決
めするZステージを設け、このXYステージの下部にエ
ックス線撮像部と、この撮像部を水平方向に直線移動さ
せる撮像部直線移動ステージと、この直線移動ステージ
の動作に伴ってエックス線検出面が常にエックス線出射
点を向くよう、エックス線撮像部を傾斜させる撮像部傾
斜機構と、エックス線出射点を通る鉛直線を中心に撮像
部を回転させる撮像部回転機構で可変斜視角透視撮像装
置を構成したものである。より具体的にこの動作を図
1、図2を用い説明する。両図において、1はエックス線
源、2は被検査対象物(例えば高密度実装プリント基
板)、7はエックス線撮像部である。鉛直線(Z軸)に
対して傾斜角αを変えて観察する場合(つまり、X軸−
Z軸またはY軸−Z軸平面内での視角の変更)について
図1を参照して説明する。被測定対象物2の被測定点P
をXYステージでエックス線源1のエックス線出射点か
ら所望の傾斜α方向に対応した位置に位置決めし、この
出射方向にエックス線撮像部7を位置決めする。更にこ
の位置に応じてエックス線撮像部7のエックス線検出面
19をエックス線が垂直に入射するように傾斜(角度
β)させる。このようにして、透視観察を行う。次に図
2を用いて、X軸に対する角度θを変えて観察する場合
について説明する。この場合にはXYステージで被測定
物2の被測定点PをX軸に対して所望の位置(x1、y
1)に位置決めし、この位置と、エックス線出射点Oを
結ぶ直線上にエックス線撮像部7の直線移動機構と撮像
部回転機構(共に図示せず)でエックス線撮像部7を位
置決めし、この位置に応じて撮像部傾斜機構でエックス
線検出19を傾斜させ、所望の角度から透視観察を行う
ようにしたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図1〜図
7によって説明する。図3は本発明の実施例の正面図、
図4は同じく側面図、図5はエックス線撮像部7と撮像
部直線移動ステージ13の平面図である。両図におい
て、点線で示した撮像部は夫々移動したときの状態を示
している。1は透過形エックス線源であり、130度の
照射角を有する。このエックス線源1の下部にはXYス
テージがあり、被測定物2である高密度実装基板がこの
XYステージ3に固定されている。このXYステージ3
は鉛直(Z軸)方向に位置決めするZステージ4に組付
けられている。このZ軸ステージはXYステージの四隅
に配置される。このZ軸の作用により、エックス線源1
と被測定物が2最も接近したときはその間隔は0.5m
m、最も離れたときで、150mmとなる。最も近づけ
たときに拡大倍率は最大となり、最も離したときに最小
となる。現状のエックス線源の場合、拡大倍率としては
数倍から1000倍まで可能である。41はエックス線防護
キャビネットである。図6、図7は各ステージの動きを
模式的に示したものである。両図においては本実施例の
装置のうちの稼動部分のみを示しており、他の構造物は
省略している。
【0006】以下図1から図7を用い詳細に説明する。
XYステージ3の下方にはエックス線像を光の画像に変
換するエックス線イメージインテンシファイア(以下I
I管と称する)5及びそれを電気信号に変換するテレビ
カメラ6とで構成されるエックス線撮像部7が配設され
ている。エックス線撮像部7は回転支持部9によって枠
10に回転自在(回転方向を図6と図7の参照符号Dと
して示す)に組付けられており、図4に示すように、回
転支持部9はモータ11に駆動されるウォーム歯車12
に固定されている。図5に示すように、枠10は撮像部
直線移動ステージ13のテーブル14に取付けられ、参
照符号Bの方向に移動する。図4に示すように、撮像部
直線移動ステージ13は、モータ15に駆動されるウォ
ーム歯車16が組付けられた回転軸17に固定されてい
る。図6、図7に示すように、撮像部直線移動ステージ
13はこの回転軸17を中心に参照符号Cの方向に回転
する。次にエックス線出射点Oと被測定点Pとエックス
線II5と傾斜角αと回転角θの関係を主要部の縦断面
である図1と主要部の平面である図2によって説明す
る。被測定点Pを倍率Aでα,θの方向から観察する場
合には、先ず被測定点PがA=L/ZとなるTを含む面
上に来るようZステージ4(図6、図7参照)で位置決
めする。次に被測定点Pがエックス線出射点Oを通る垂
線に対して角度αの方向を成し、かつX軸に対しθの角
を成す点(x1y1)に来るようXYステージで位置決
めする。 このとき、 r=√x12+y12 …(1) A=L/Z …(2) tanα=r/Z=A√x12+y12/L …(3) tanθ=y1/x1 …(4) を満足させる。次に、 r/Z=R/L …(5) 及θを満足する点Qにエックス線II5を位置決めし、
この位置に応じてウォーム歯車12とモータ11、回転
支持部9で構成されるII管傾斜機構18によってII
管5のエックス線検出面19がエックス線出射点Oを向
くよう位置決めする。
【0007】以上の説明では拡大倍率Aを決めた後、傾
斜角αと回転角θとを同時に決定するよう各位置決め機
構を動作させる方法について述べたが、拡大倍率Aを決
めた後、回転角θを決め傾斜方向αを次々に変えて観察
し、この観察が終った後、傾斜角αを決め回転方向θを
次々に変えて観察することももちろん出来る。更に観察
方向α及びθを決定しておき、拡大倍率のみを変えて、
不良箇所をだんだん拡大して観察することによって不良
解析を行うことができる。この場合にも(1)〜(5)
式に示した各位置の関係を守れば良い。この各位置の計
算及動作指令は図示しないコンピュータ、制御装置によ
るが、これは衆知のパーソナルコンピュータ及数値制御
ボードで構成できる。
【0008】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、従来の
エックス線検査装置にエックス線撮像部を水平に移動さ
せ、これに伴ってエックス線検出面を傾斜させ、エック
ス線撮像部を水平移動機構ごと回転させる機構を付加す
るのみで被測定点を傾斜方向からも水平回転方向からも
拡大倍率の変化することなく所望の方向から被測定点の
検査ができ、高密度実装基板の接合不良解析に威力を発
する。またこの機能は従来のエックス線源、エックス線
撮像部、被測定物位置決めXYZステージにエックス線
撮像部直線移動機構、傾斜機構回転機構を追加し、それ
等を一定の幾何学的位置関係下に位置決めするのみであ
るから、比較的低小形で簡素低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の基本構成を示す正面図
【図2】 本発明の実施例の基本構成を示す側断面図
【図3】 本発明の一実施例を示す正面図
【図4】 本発明の一実施例を示す側断面図
【図5】 本発明の一実施例を示す平面図
【図6】 本発明の実施例の模式説明図
【図7】 本発明の実施例の模式説明図
【図8】 従来例の説明図
【図9】 従来例の説明図
【符号の説明】
1:エックス線源、2:被測定部、3:XYステージ、
4:Zステージ、5:エックス線イメージインテンシフ
ァイア、6:テレビカメラ、13:撮像部直線移動機
構、18:撮像部傾斜機構、19:撮像部回転機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA01 BA11 CA01 DA02 DA09 GA06 GA13 HA13 JA06 KA03 LA11 MA05 PA11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エックス線を発生するエックス線源と、
    該エックス線源の下部に被測定物を水平方向に位置決め
    するXYステージと、該XYステージを鉛直方向に位置
    決めするZステージと、前記XYステージの下部に設け
    たエックス線撮像部と、該撮像部を水平方向に直線移動
    させる撮像部直線移動ステージと、該直線移動ステージ
    の動作に伴って前記撮像部のエックス線検出面が常に前
    記エックス線源のエックス線出射点に向くように傾斜さ
    せる撮像部傾斜機構と、前記エックス線撮像部を前記エ
    ックス線源のエックス線放射中心軸上を中心に回転させ
    る撮像部回転機構とを有することを特徴とするエックス
    線可変斜視角透視装置。
  2. 【請求項2】エックス線を放射する透過形エックス線源
    と、このエックス線源の下方に配され、被測定物水平方
    向に位置決めするXY位置決め手段と、このXY位置決
    め手段を上下方向に位置決めするZ位置決め手段と、X
    Y位置決め手段の下方に配設されて、エックス線像を撮
    像するエックス線撮像手段と、このエックス線撮像手段
    を水平方向に直線移動させる撮像部直線移動手段と、こ
    の撮像部直線移動に伴って前記エックス線撮像手段のエ
    ックス線検出面をエックス線源の方向に向ける撮像部傾
    斜手段と、この撮像部直線移動手段、撮像部傾斜手段及
    エックス線撮像手段を前記エックス線源のエックス線出
    射点を通る鉛直線を中心に回転させる撮像部回転手段を
    備えたことを特徴とするエックス線可変斜視角透視撮像
    装置。
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