JP2001241932A - 接合検査装置、方法、及び接合検査方法を実行するプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像系による画像の濃度のダイナミックレン
ジと分解能の制限を克服し、又、両面実装回路基板に対
しても検査可能な、接合検査装置、接合検査方法、及び
該接合検査方法を実行するプログラムを記録した記録媒
体を提供する。 【解決手段】 Ｘ線発生器１１１及び撮像装置１２０を
用いて、複数の撮像条件において、制御装置１２１に
て、濃度と厚さの関係の対数グラフを予め求めておく。
制御装置にて、この対数グラフを使って検査対象物の蓄
積時間の異なる複数のＸ線透視画像から複数の厚さ画像
を求め、この画像を加算合成することにより接合部の高
さ方向を含む３次元の合成画像を生成し、高精度な検査
を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路実装の分
野におけるフリップチップ、ＢＧＡ（ボールグリッドア
レイ）、ＣＳＰ（チップスケールパッケージ）などのよ
うに電子部品の裏面に電極がある電子部品を含む表面実
装部品の電極と回路基板の電極との間のろう接状態を、
Ｘ線透視画像で検査する、接合検査装置及び方法、並び
に上記接合検査方法を実行するプログラムを記録した記
録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、透過型Ｘ線検査機を用いた、部品
実装済の回路基板における電子部品の電極と当該基板の
電極との接合の良否を検査する方法としては、部品実装
後の上記回路基板にＸ線を垂直に照射するように配置し
たＸ線発生器と、当該回路基板を透過したＸ線を検出す
るＸ線検出器とにより、回路基板及び回路基板上の電子
部品を透過したＸ線を画像に変換して、目視、又は画像
認識装置による自動検査により、接合部分の位置ずれ、
電極間のショート、半田等の接合材の過不足やボイド、
半田ボールの飛散や異物の混入等を検査していた。

【０００３】上記電子部品と上記回路基板との接合材
は、一般にＸ線の吸収率が高い鉛や錫等の重金属材料が
使われているので、Ｘ線透視画像では上記接合材が黒く
写り、該接合材の周辺部と区別することが出来る。特
に、半田等の上記接合材の過不足を検出するためには、
上記接合材の厚さを３次元的に求める必要があり、物質
を透過するＸ線量は物質の厚さ対して指数関数的に減衰
するため、検査対象物の厚さとＸ線透視画像の濃度の関
係を求める工夫が必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、物質を透過するＸ線量は物質の厚さ対して指数関数
的に減衰するという性質と、撮像系による画像の濃度の
ダイナミックレンジ及び分解能の制限により、図１２に
示すように、厚い対象物に合わせてＸ線の蓄積時間を長
く取ると、薄い対象物のＸ線画像は画像の濃度のダイナ
ミックレンジを超えて飽和してしまう。逆に、薄い対象
物に合わせてＸ線の蓄積時間を短くすると、厚い対象物
のＸ線画像は画像の最低濃度信号以下となり、計測出来
ないという問題点があった。又、上記透過型Ｘ線装置に
よる両面実装回路基板の検査では、回路基板の表面の部
品と裏面の部品とが重なって写るため、通常の撮像方法
及び認識方法で検査することが困難であるという問題点
があった。本発明はこのような問題点を解決するために
なされたもので、撮像系による画像の濃度のダイナミッ
クレンジと分解能の制限を克服し、即ち検査対象物の
厚、薄にかかわらず接合材の高さを測定でき、又、両面
実装回路基板に対しても検査可能な、接合検査装置、接
合検査方法、及び該接合検査方法を実行するプログラム
を記録した記録媒体を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様におけ
る接合検査装置は、部材間の接合部分に照射条件を不変
として放射線を照射する照射部と、上記接合部分を透過
した上記放射線を可視光に変換するシンチレータと、上
記シンチレータから発した上記接合部分の透視画像につ
いて蓄積時間を異ならせて複数回の撮像を行う撮像装置
と、上記撮像装置から供給される、上記蓄積時間の互い
に異なる複数の上記透視画像について、上記透視画像に
おける明るさの濃度と上記接合部分の厚みとの関係に基
づいてそれぞれの上記蓄積時間におけるそれぞれの上記
透視画像に対応して副厚さ画像を作成する副厚さ画像生
成装置と、複数の上記副厚さ画像を加算して上記接合部
分の厚さ合成画像を作成する合成画像生成装置と、を備
え、上記接合部分の接合検査を行うことを特徴とする。

【０００６】又、上記合成画像生成装置は、上記複数の
副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出し該有効部
分を集めて厚さ合成画像を作成することもできる。

【０００７】又、上記画像生成装置は、上記接合部分が
上記放射線の照射方向に沿って一つ存在するとき、それ
ぞれの上記蓄積時間におけるそれぞれの上記透視画像に
対応して第１副厚さ画像を作成するとともに、さらに上
記接合部分が上記放射線の照射方向に沿って重なり合っ
て複数存在するとき、上記接合部分が重なり合った状態
における、それぞれの上記蓄積時間の異なるそれぞれの
上記透視画像に対応して第２副厚さ画像を作成し、上記
合成画像生成装置は、複数の上記第１副厚さ画像を加算
して第１厚さ合成画像を作成するとともに、複数の上記
第２副厚さ画像を加算して第２厚さ合成画像を作成し、
上記第２厚さ合成画像から上記第１厚さ合成画像を差し
引いて上記厚さ合成画像を作成することもできる。

【０００８】又、上記接合部分が板状体において対向す
る一方及び他方の面に存在するとき、上記第１厚さ合成
画像は上記一方の面における上記接合部分に対応し、上
記第２厚さ合成画像は上記一方及び他方の両面における
上記接合部分に対応し、上記第２厚さ合成画像から上記
第１厚さ合成画像を差し引くことで上記他方の面におけ
る上記接合部分における厚さ合成画像が求まるように構
成することもできる。

【０００９】又、上記合成画像生成装置は、複数の上記
第１副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出し該有
効部分を集めて上記第１厚さ合成画像を作成し、かつ複
数の上記第２副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽
出し該有効部分を集めて上記第２厚さ合成画像を作成す
ることもできる。

【００１０】又、上記透視画像における上記明るさの濃
度と上記接合部分の厚みとの上記関係は、上記放射線の
上記接合部分と同じ透過率を有する材料にて製作した予
め厚さの分かっている教示治具を用いて得られるように
構成することもできる。

【００１１】又、本発明の第２態様における接合検査方
法は、部材間の接合部分に照射条件を不変として放射線
を照射して、上記接合部分を透過した上記放射線を可視
光に変換し、上記可視光が表す上記接合部分の透視画像
について蓄積時間を異ならせて複数回の撮像を行い、上
記蓄積時間の互いに異なる複数の上記透視画像につい
て、上記透視画像における明るさの濃度と上記接合部分
の厚みとの関係に基づいてそれぞれの上記蓄積時間にお
けるそれぞれの上記透視画像に対応して複数の副厚さ画
像を作成し、上記複数の副厚さ画像を加算して厚さ合成
画像を作成し、上記接合部分の接合検査を行う、ことを
特徴とする。

【００１２】又、本発明の第３態様における、上記第２
態様の接合検査方法を実行するプログラムを記録した記
録媒体は、部材間の接合部分に照射条件を不変として放
射線を照射して、上記接合部分を透過した上記放射線を
可視光に変換する処理、上記可視光が表す上記接合部分
の透視画像について蓄積時間を異ならせて複数回の撮像
を行う処理、上記蓄積時間の互いに異なる複数の上記透
視画像について、上記透視画像における明るさの濃度と
上記接合部分の厚みとの関係に基づいてそれぞれの上記
蓄積時間におけるそれぞれの上記透視画像に対応して複
数の副厚さ画像を作成する処理、上記複数の副厚さ画像
を加算して厚さ合成画像を作成する処理、を記録したこ
とを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態である、接合検
査装置、接合検査方法、及び接合検査方法を実行するプ
ログラムを記録した記録媒体について、図を参照しなが
ら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分につ
いては同じ符号を付している。又、上述の「課題を解決
するための手段」欄に記載した「放射線」の一例として
本実施形態ではＸ線を例に採るが、これに限定されるも
のではなくガンマ線等であってもよい。又、上述の「課
題を解決するための手段」欄に記載した「副厚さ画像生
成装置」及び「合成画像生成装置」の機能を果たす一例
として本実施形態では制御装置１２１が相当する。又、
上述の「課題を解決するための手段」欄に記載した「部
材間の接合部分」として、本実施形態では、回路基板上
に実装された電子部品において上記回路基板の電極と上
記電子部品の電極との接合部分を例に採るが、これに限
定されるものではなく、例えば複数の電子部品同士の接
合部分等も含む概念である。

【００１４】第１実施形態；図１に示すように、本実施
形態の接合検査装置１０１は、大別して、照射部の機能
を果たす一例としてのＸ線発生器１１１と、Ｘ線シンチ
レータ１１５と、撮像装置１２０と、制御装置１２１と
を備える。又、上記撮像装置１２０は、カメラ１１７、
及び該カメラ１１７が送出する撮像情報が供給される画
像処理装置１１８から構成される。上記Ｘ線発生器１１
１は、電子部品１０４の裏面に形成された部品側電極
と、該電子部品１０４が装着される回路基板１０３に形
成された被装着体側電極との接合により回路基板１０３
上に電子部品１０４が装着された装着部分１５１に照射
するＸ線１５２を発生する。尚、本実施形態では、Ｘ線
１５２は上記装着部分１５１の範囲に照射されるが、少
なくとも、上記部品側電極と上記被装着体側電極との接
合部分の範囲に照射されれば良い。又、本実施形態で
は、Ｘ線発生器１１１は５０ｋＶ〜２００ｋＶ程度、例
えば９０ｋＶ、０．５ｍＡ程度の出力にてＸ線１５２を
発生する。上記Ｘ線シンチレータ１１５は、上記装着部
分１５１を透過したＸ線を、該Ｘ線のＸ線強度に比例し
た光量を有する可視光に変換する。このとき、Ｘ線１５
２は、透過した少なくとも一つの物質の厚みと、該物質
におけるＸ線吸収係数に応じて減衰されるので、回路基
板１０３及び電子部品１０４の上記装着部分１１５にお
ける各部分のＸ線減衰量に応じたＸ線透視画像がＸ線シ
ンチレータ１１５に映し出される。よってＸ線シンチレ
ータ１１５は、上記Ｘ線透視画像に対応して可視光を発
生する。

【００１５】Ｘ線シンチレータ１１５から発した上記可
視光は、ミラー１１６にて反射させてカメラ１１７に入
射させる。このようにミラー１１６を設けるのは、Ｘ線
の照射範囲外にカメラ１１７を配置しＸ線の直射による
カメラ１１６のダメージを避けるためである。カメラ１
１７にて撮像された上記装着部分１５１の画像は、画像
処理装置１１８にて画像処理される。電子部品１０４の
上記部品側電極と、回路基板１０３の上記被装着体側電
極との接合部分には、一般的にＸ線の吸収率が高い鉛や
錫等の重金属材料が使われることから、Ｘ線による透視
画像に対応する上記可視光を画像処理することで、上記
接合部分は、上記装着部分１５１内での上記接合部分の
周辺部に比べて黒く表示される。よって、上記接合部分
とその周辺部とを区別することができる。画像処理後の
画像は、制御装置１２１及び表示装置の一例としてのモ
ニタテレビ１１９に送出される。制御装置１２１は、上
記Ｘ線発生器１１１、カメラ１１７、及び画像処理装置
１１８に接続され、これらの動作制御を行うとともに、
後述するように装着部分１５１内の上記接合部分におけ
る厚さ情報を生成する。

【００１６】このように構成される接合検査装置１０１
における動作を以下に説明する。尚、該動作の制御は、
上記制御装置１２１にて実行される。図６のステップ
（図内では「Ｓ」にて示す）１では、回路基板と電子部
品との上記接合部分の本検査に先立って、図２に示すよ
うに、予め接合前の回路基板１０３−１と電子部品１０
４−１を準備し、回路基板１０３−１と電子部品１０４
−１との間に階段状の教示治具１２５を配置して検査準
備動作を行う。該教示治具１２５は、図３に示すよう
な、上記部品側電極と上記被装着体側電極との上記接合
部分に同じ材質にてなり例えば階段状やくさび状等の形
状にてなり複数の測定点１２５１−１、１２５１−２、
…を有し、その厚み方向である上記Ｘ線の透過方向１２
５２に沿った厚みが互いに異なりかつ各厚みが既知であ
る治具である。尚、本実施形態では、教示治具１２５は
９つの測定点１２５１−１〜１２５１−９を有するが、
厚みの異なる測定点の数はこれに限定されるものではな
い。又、上記教示治具１２５について、上記接合部分と
同じ材質とは、上記Ｘ線の透過率が上記接合部分と同一
であることであり、具体的には上記接合部分の構成成分
と、該構成部分の含有量とが同一であることをいう。

【００１７】上述の配置状態において、Ｘ線発生器１１
１の管電圧や管電流等のＸ線照射条件、及びカメラ１１
７における上記可視光による透過画像の蓄積時間を一定
にしてＸ線撮影を行う。該Ｘ線撮影によるＸ線透視画像
は、図４に示すように、教示治具１２５の厚さに対応し
て階段状に濃度差のある画像になる。ここで、教示治具
１２５の厚さの分かっている各測定点１２５１−１〜１
２５１−９の画像濃度を画像処理装置１１８で測定し、
横軸がＸ線透過物質の厚さ、縦軸が画像濃度を表すグラ
フに各測定点の濃度値をプロットして各点を結ぶ近似曲
線を作成すれば、図５に示すような対数グラフを作成す
ることができる。

【００１８】ステップ２では、上記接合部分における検
査対象となる厚みの範囲が上記教示部材１２５にてカバ
ーできているか否かが判断され、カバーできているとき
には後述の本検査動作へ移行し、カバーできていないと
きには次のステップ３へ進む。即ち、検査対象としてい
る接合部分の厚み範囲が例えば１００μｍから１５００
μｍまであり、これに対して、ある教示部材では１００
μｍから５００μｍまでの範囲しかカバーできないとき
には、さらに例えば５００μｍから１０００μｍ、１０
００μｍから１５００μｍのそれぞれの範囲をカバーす
る第２、第３の教示部材が必要となる。このように複数
の教示部材が必要なときには上記ステップ３へ移行する
ことになる。

【００１９】ステップ３では、上記教示治具１２５にて
カバーできていない厚み範囲の全部又は一部をカバーす
るような厚み範囲を有する階段状やくさび状の第２の教
示治具１２５−１を、教示治具１２５に代えて回路基板
１０３−１と電子部品１０４−１の間に配置する。そし
て、Ｘ線発生器１１１の管電圧や管電流等のＸ線照射条
件は変更せずに、カメラ１１７における上記蓄積時間を
教示治具１２５−１の厚さ変化にあわせて調整してＸ線
撮影を行う。該教示治具１２５−１を使用したときも、
Ｘ線透視画像は、図４に類似した画像であって、教示治
具１２５−１の厚さに対応して階段状に濃度差のある画
像になる。ここで、教示治具１２５−１の厚さの分かっ
ている各測定点の画像濃度を画像処理装置１１８で測定
し、横軸がＸ線透過物質の厚さ、縦軸が画像濃度を表す
グラフに各測定点の濃度値をプロットして各点を結ぶ近
似曲線を作成すれば、図５に示すグラフと同様に、Ｘ線
透過物質の厚さと画像濃度の関係を示す対数グラフを作
成することができる。このようにして、上記接合部分の
全厚さ範囲を網羅するまで、厚み範囲がそれぞれ異なる
教示治具を順次使用して、上記対数グラフを作成してい
く。例えば同じ回路基板上に同じ電子部品が装着された
複数の製品を検査する場合のように、同一のそれぞれの
接合部分を検査するときには、実際には、予め求めた上
記対数グラフのデータを制御装置１２１の記憶装置１２
２に格納しておき、該データを読み出して使用する形態
を採ることになる。尚、上記対数グラフデータの格納方
法は、例えばフロッピー（登録商標）ディスク等の記録
媒体から供給してもよいし、又、通信回線を使用して供
給する方法等、公知の方法を採ることができる。

【００２０】以上の準備段階を経て、実際に回路基板と
電子部品との上記接合部分の本検査を行う場合について
説明する。尚、一つの接合部分について複数の教示治具
１２５を使用して撮像が行われた場合を例に採る。図７
のステップ５にて、上述の教示治具１２５、１２５−１
等を使用して測定したそれぞれの場合と、同じＸ線照射
条件及びカメラ１１７の蓄積時間条件にて、上記接合部
分についてＸ線撮影を複数回行う。次のステップ６で
は、ステップ５にて得た、それぞれの教示治具１２５等
に対応したそれぞれのＸ線透視画像について、上述のよ
うにして予め求めた上記対数グラフと、各対数グラフに
対応する上記接合部分における上記Ｘ線透視画像の画像
濃度とに基づいて、上記それぞれのＸ線透視画像をそれ
ぞれの副厚さ画像に変換する。次のステップ７では、こ
れら複数の副厚さ画像を、最も広い測定範囲の厚さをカ
バーする副厚さ画像を基準として、画像毎の測定範囲に
合わせて、上記複数の副厚さ画像からそれぞれ有効部分
のみを抽出し該有効部分を集めて厚さ合成画像を作成す
る。この合成画像より求めた検査個所の厚さを良品の厚
さとを比較することにより良品と不良品を判定すること
ができる。尚、上記良品の厚さ情報は、本実施形態で
は、予め制御装置１２１の記憶装置１２２に格納してお
く。

【００２１】上記ステップ７の動作について、例を用い
て具体的に説明すると、上記蓄積時間がＴ１にて得られ
たＸ線透視画像から求めた上記副厚さ画像を図８に示
し、上記蓄積時間がＴ１より長いＴ２にて得られたＸ線
透視画像から求めた上記副厚さ画像を図９に示す。図８
では、領域１６４の画像濃度が最低レベル以下で使え
ず、一方、図９では領域１６５の画像濃度がダイナミッ
クレンジを超えて飽和している状態を示している。この
場合に、最も広い測定範囲の厚さをカバーする副厚さ画
像を基準として、領域１６４については図９に示す厚さ
画像を上記有効部分として抽出し、領域１６５について
は図８に示す厚さ画像を上記有効部分として抽出する。
そして、それぞれの抽出部分を集めて厚さ合成画像が作
成される。

【００２２】このように第１実施形態によれば、蓄積時
間のそれぞれ異なるそれぞれのＸ線透過画像に対応して
それぞれの副厚さ画像を作成し、これらの副厚さ画像の
それぞれから有効部分のみを抽出して合成して厚さ合成
画像を生成する。即ち、厚い対象物に合わせてＸ線の蓄
積時間を長く取った画像では、薄い対象物のＸ線画像は
画像の濃度のダイナミックレンジを超えて飽和してしま
っており、逆に、薄い対象物に合わせてＸ線の蓄積時間
を短くした画像では、厚い対象物のＸ線画像は画像の最
低濃度信号以下となってしまっているが、それぞれの副
厚さ画像から、上記飽和せずかつ上記最低濃度信号以下
となっていない有効画像のみを抽出して抽出画像を合成
して厚さ合成画像を生成する。したがって、撮像系によ
る画像の濃度のダイナミックレンジと分解能との制限を
克服して接合部分の厚みを高精度で検査することが出来
る。

【００２３】本実施形態では上述のように、複数の副厚
さ画像についてそれぞれ有効部分を抽出し、抽出した有
効部分を集めて厚さ合成画像を作成した。しかしながら
該動さに限定されるものではない。即ち、例えば、接合
部分の検査すべき部分の厚みの最小値と最大値との差が
例えば２倍程度内に収まっているのであれば、それぞれ
の上記副厚さ画像間においても大きく相違することな
い。よって、このような場合には、上記有効部分の抽出
動作を行わずに各副厚さ画像を単に加算して厚さ合成画
像を作成することもできる。よって、上述の有効部分を
抽出する方法に比べて、簡易な方法にて、撮像系による
画像の濃度のダイナミックレンジ制限を超えて接合部分
の厚みを高精度で検査することが出来る。

【００２４】第２実施形態；上述の第１実施形態では、
回路基板１０３の片面に電子部品１０４を実装している
場合を対象としている。この第２実施形態では、回路基
板１０３の両面に電子部品１０４が実装されている場合
を対象とする。図１０は、当該第２実施形態における接
合検査装置２０１を示している。図１０に示すように、
上述した接合検査装置１０１からなら２台の接合検査装
置１０１Ａと接合検査装置１０１Ｂとについて、上記接
合検査装置１０１Ａに備わり、上記制御装置１２１に相
当する制御装置１２１Ａと、上記接合検査装置１０１Ｂ
に備わり、上記制御装置１２１に相当する制御装置１２
１Ｂとを接続する。このように構成される接合検査装置
２０１は、回路基板１０３の両面に電子部品１０４を装
着したものに対して上記接合部分の接合検査を可能とす
る。該接合検査装置２０１は、概略、以下のように動作
する。

【００２５】電子部品１０４の両面実装工程において、
回路基板１０３の対向する一方の面をＡ面、他方の面を
Ｂ面としたとき、上記Ａ面に電子部品１０４を実装する
Ａ面実装工程では、回路基板１０３の片面のみに電子部
品１０４が実装されている。よって、この状態では上述
の第１実施形態にて説明したＸ線検査方法にて、接合部
分の検査が可能である。しかし、回路基板１０３を反転
して上記Ｂ面に電子部品１０４を実装すると、回路基板
１０３のＡ面には既に電子部品１０４が存在するので、
上記Ｘ線の照射方向に沿って上記接合部分が二つ存在す
る。よって、Ｘ線透視画像ではＡ面における接合部分と
Ｂ面における接合部分とが重なった画像となり、このま
までは検査が困難になる。そのため、Ａ面のＸ線検査機
１０１ＡのＸ線透視画像を基板反転に合わせて画像を反
転し、Ｂ面のＸ線検査機１０１ＢのＸ線透視画像から前
記Ａ面の反転Ｘ線透視画像を減算することにより、Ｂ面
のみのＸ線透視画像を抽出して検査する。このとき、そ
れぞれのＸ線透視画像の濃度は透過物質の厚さの対数関
数で表されるので、これらを単純に減算してもＢ面だけ
の画像を抽出することは出来ない。

【００２６】そのため、上記減算動作は、それぞれのＸ
線透視画像を対数変換して作成した上記副厚さ画像によ
り行う。又、Ａ面画像とＢ面画像とを対応させる為に、
回路基板１０３にバーコード等で基板ＩＤを印刷してお
き、Ａ面検査機１０１Ａで読み取った基板ＩＤとＡ面の
副厚さ画像を一緒にしてＢ面検査機１０１Ｂに送信す
る。Ｂ面検査機１０１Ｂでは検査対象基板から読み取っ
た基板ＩＤとＡ面検査機１０１Ａから送られた基板ＩＤ
が一致した時、Ｂ面検査機１０１Ｂの副厚さ画像からＡ
面検査機１０１Ａの副厚さ画像を減算して検査を行う。

【００２７】図１１を用いて説明する。図１１のＡ面検
査機１０１Ａの工程において、ステップ１１でＡ面に電
子部品１０４が実装された後のＡ面実装回路基板１０３
１を搬入し、ステップ１２で教示治具１２５を用いたと
きの測定時と同じＸ線照射条件でＸ線を上記回路基板１
０３１に照射する。次に、ステップ１３で教示治具１２
５を用いたときの測定時と同じカメラ１１７の蓄積時間
条件で回路基板１０３１のＸ線撮影を行いＸ線透過画像
を入力する。次のステップ１４では、事前に求めた画像
濃度から厚さへの変換用対数グラフを用いて、上記Ｘ線
透過画像を副厚さ画像に変換する。ステップ１５では、
教示治具測定時に行った複数の撮像条件の全てについて
Ｘ線透過画像を得て、かつ副厚さ画像への変換が終了す
るまで、ステップ１２からステップ１４を繰り返し行
い、複数の副厚さ画像を得る。

【００２８】次にステップ１６では、第１実施形態にて
説明したように、これら複数の副厚さ画像を、最も広い
測定範囲の厚さをカバーする画像を基準として、画像毎
の測定範囲に合わせて、各副厚さ画像から有効部分のみ
を抽出して抽出した有効部分を集合させて一つのＡ面厚
さ合成画像を得る。このＡ面厚さ合成画像で得られた形
状と、これらそれぞれの形状の存在する位置情報とを、
予め求めている良品における厚さ情報と比較すること
で、ステップ１７で接合検査を行う。次に、ステップ１
８にて、図１０に示すように、上記Ａ面厚さ合成画像及
び上記Ａ面実装回路基板１０３１の基板ＩＤの各データ
をＢ面検査機１０１Ｂに送信し、ステップ１９にてＸ線
照射を停止する。ステップ２０では、生産を続行するか
どうかの判断を行い、続行するときにはステップ１１に
戻ってステップ１１からステップ１９を繰り返す。

【００２９】一方、Ｂ面検査機１０１Ｂの検査工程で
は、図１１に示すように、ステップ２１にて、予めＡ面
検査機１０１Ａから供給された上記Ａ面厚さ合成画像及
び上記基板ＩＤの各データを受信して、Ｂ面検査機１０
１Ｂの制御装置１２１Ｂに備わる記憶装置１２２Ｂに記
憶しておく。次に、ステップ２２にて、上記Ｂ面にも電
子部品１０４を実装した両面実装基板１０３２をＢ面検
査機１０１Ｂに搬入し、ステップ２３にて、搬入された
両面実装基板１０３２に対して行われた教示治具１２５
を用いた測定時と同じＸ線照射条件で両面実装基板１０
３２に対してＸ線を照射する。次に、ステップ２４に
て、両面実装基板１０３２のＸ線透過画像を入力し、ス
テップ２５で当該Ｘ線透過画像を副厚さ画像に変換す
る。ステップ２６では、教示治具測定時に行った複数の
撮像条件の全てについてＸ線透過画像を得て、かつ副厚
さ画像への変換が終了するまでステップ２３からステッ
プ２５を繰り返し、複数の副厚さ画像を得る。

【００３０】次に、ステップ２７では、上述のステップ
１６と同様に、これら複数の副厚さ画像を、最も広い測
定範囲の厚さをカバーする画像を基準として、画像毎の
測定範囲に合わせて、各副厚さ画像から有効部分のみを
抽出して抽出した有効部分を集合させて一つの両面厚さ
合成画像を得る。ステップ２８では、この両面厚さ合成
画像から、Ａ面検査機１０１Ａから送られた同じ基板Ｉ
Ｄを有する上記Ａ面厚さ合成画像データを反転、即ちＡ
面厚さ合成画像の明暗を逆転させた画像を減算すること
によりＢ面における接合部分のみのＢ面厚さ合成画像を
生成する。

【００３１】次に、ステップ２９で、上記Ｂ面厚さ合成
画像より得られた形状と位置情報とを、予め求めている
良品における厚さ情報と比較することで、Ｂ面における
接合部分を検査した後、ステップ３０でＸ線照射を停止
する。ステップ３１では生産を続行するかどうかの判断
を行い、続行するときには、ステップ２２に戻ってステ
ップ２２からステップ３０を繰り返す。

【００３２】このように、上記第１実施形態の検査方法
を応用して、両面実装された回路基板についても、それ
ぞれの面における各接合部分について、撮像系による画
像の濃度のダイナミックレンジ制限を超えて高精度にて
それぞれ接合検査することができる。

【００３３】尚、第２実施形態では、回路基板を例に採
り、該回路基板の両面に電子部品が実装されている場合
を例に採ったが、例えば部品同士を接合した場合であっ
て、３以上の部品が放射線の照射方向に沿って重なって
存在するような形態においても上述の第２実施形態を適
用することができる。即ち、例えば接合部分が第１〜第
３の３つ存在した場合、まず、第１接合部分についての
み第１厚さ合成画像を得て、次に、第１及び第２接合部
分が重なり合った部分についての第２厚さ合成画像を得
る。ここで、第２厚さ合成画像から第１厚さ合成画像を
差し引くことで、第２接合部分についての厚さ合成画像
を得ることができる。さらに、第１、第２、第３の接合
部分が重なり合った部分についての第３厚さ合成画像を
得て、該第３厚さ合成画像から第２厚さ合成画像を差し
引くことで第３接合部分についての厚さ合成画像を得る
ことができる。このように、放射線の照射方向に沿って
複数の接合部分が重なって存在するときでも、上述の第
２実施形態を適用することができる。

【００３４】又、両面実装された回路基板に対しても、
上述したように、例えば、接合部分の検査すべき部分の
厚みの最小値と最大値との差が例えば２倍程度内に収ま
っているのであれば、上記有効部分の抽出動作を行わず
に各副厚さ画像を単に加算して厚さ合成画像を作成する
こともできる。この場合、図１１に示すステップ１４及
びステップ２５における動作が省略されることになる。

【００３５】上述の第１実施形態において、図６、図７
を参照して説明した動作、並びに第２実施形態において
図１１を参照して説明した動作の制御は、第１実施形態
及び第２実施形態では予め制御装置１２１等に格納され
たプログラムに従い実行しているが、これに限定される
ものではない。即ち、図６、図７を参照して説明した動
作、並びに図１１を参照して説明した動作を実行するプ
ログラムを記録した、例えばＣＤ−ＲＯＭ１２３−１や
フロッピーディスク１２３−２等のリムーバブルな記録
媒体１２３から制御装置１２１等が読み出し、読み出し
たプログラムに従い制御動作を実行するように構成する
こともできる。又、通信回線を利用して制御装置１２１
等に供給するようにすることもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の
接合検査装置、及び第２態様の接合検査方法によれば、
副厚さ画像生成装置及び合成画像生成装置を備え、蓄積
時間の互いに異なる複数の透視画像について、該透視画
像における明るさの濃度と接合部分の厚みとの関係に基
づいてそれぞれの上記蓄積時間におけるそれぞれの上記
透視画像に対応して副厚さ画像を作成し、複数の上記副
厚さ画像を加算して上記接合部分の厚さ合成画像を作成
するようにした。よって、それぞれの上記副厚さ画像に
おいては、画像濃度のダイナミックレンジを超えた部
分、及び画像の最低濃度信号以下となった部分は存在せ
ず、このような各副厚さ画像を加算することで、接合部
分の厚みを高精度で検査することが出来る。

【００３７】又、上記それぞれの副厚さ画像から有効部
分のみを抽出して厚さ合成画像を作成することもでき
る。このように構成することで、さらに、撮像系による
画像の濃度のダイナミックレンジ制限を超えて接合部分
の厚みを高精度で検査することが出来る。

【００３８】又、上記動作の応用として、接合部分が放
射線の照射方向に沿って重なり合って複数存在するとき
であっても、まず第１厚さ画像を求め、次に第２厚さ画
像を求めて、第２厚さ画像から第１厚さ画像を差し引い
て厚さ合成画像を得るように構成することで、照射方向
に沿って重なり合って存在するそれぞれの接合部分につ
いて、その厚みを高精度にて検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態における接合検査装置の構
成を示す図である。

【図２】 図１に示す接合検査装置にて本検査を実行す
る前に、透視画像における明るさの濃度と接合部分の厚
みとの関係を得るための動作を説明するための図であ
る。

【図３】 図２に示す教示治具の斜視図である。

【図４】 図２に示す接合検査装置にて教示治具を撮像
したときのＸ線透視画像を示す図である。

【図５】 図１に示す接合検査装置にて作成した、画像
濃度と透過物質の厚さとの関係を示すグラフである。

【図６】 本発明の第１実施形態において、画像濃度と
透過物質の厚さとの関係を得るときの動作を示すフロー
チャートである。

【図７】 本発明の第１実施形態において、接合検査動
作を示すフローチャートである。

【図８】 図７に示す副厚さ画像を示す模式図である。

【図９】 図７に示す副厚さ画像を示す模式図である。

【図１０】 本発明の第２実施形態における接合検査装
置の構成を示す図である。

【図１１】 図１０に示す接合検査装置において実行さ
れる接合検査動作のフローチャートである。

【図１２】 従来のＸ線検査装置における問題点を説明
するための図である。

【符号の説明】

１０１…接合検査装置、１１１…Ｘ線発生器、１１５…
Ｘ線シンチレータ、１２０…撮像装置、１２１…制御装
置、２０１…接合検査装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 規之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 窪田 晴子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 奥村 一正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F067 AA27 AA67 CC14 EE04 GG04 GG07 HH04 JJ03 KK06 LL14 LL16 RR40 2G001 AA01 BA01 CA01 DA01 DA02 FA02 GA03 HA12 HA13 JA11 JA16 JA20 KA03 KA11 LA11 5E319 AA03 AB05 CD53

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部材間の接合部分に照射条件を不変とし
   て放射線を照射する照射部（１１１）と、 上記接合部分を透過した上記放射線を可視光に変換する
   シンチレータ（１１５）と、 上記シンチレータから発した上記接合部分の透視画像に
   ついて蓄積時間を異ならせて複数回の撮像を行う撮像装
   置（１２０）と、 上記撮像装置から供給される、上記蓄積時間の互いに異
   なる複数の上記透視画像について、上記透視画像におけ
   る明るさの濃度と上記接合部分の厚みとの関係に基づい
   てそれぞれの上記蓄積時間におけるそれぞれの上記透視
   画像に対応して副厚さ画像を作成する副厚さ画像生成装
   置（１２１）と、 複数の上記副厚さ画像を加算して上記接合部分の厚さ合
   成画像を作成する合成画像生成装置（１２１）と、を備
   え、上記接合部分の接合検査を行うことを特徴とする接
   合検査装置。
2. 【請求項２】 上記合成画像生成装置は、上記複数の副
   厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出し該有効部分
   を集めて厚さ合成画像を作成する、請求項１記載の接合
   検査装置。
3. 【請求項３】 上記画像生成装置は、上記接合部分が上
   記放射線の照射方向に沿って一つ存在するとき、それぞ
   れの上記蓄積時間におけるそれぞれの上記透視画像に対
   応して第１副厚さ画像を作成するとともに、さらに上記
   接合部分が上記放射線の照射方向に沿って重なり合って
   複数存在するとき、上記接合部分が重なり合った状態に
   おける、それぞれの上記蓄積時間の異なるそれぞれの上
   記透視画像に対応して第２副厚さ画像を作成し、 上記合成画像生成装置は、複数の上記第１副厚さ画像を
   加算して第１厚さ合成画像を作成するとともに、複数の
   上記第２副厚さ画像を加算して第２厚さ合成画像を作成
   し、上記第２厚さ合成画像から上記第１厚さ合成画像を
   差し引いて上記厚さ合成画像を作成する、請求項１記載
   の接合検査装置。
4. 【請求項４】 上記接合部分が板状体において対向する
   一方及び他方の面に存在するとき、上記第１厚さ合成画
   像は上記一方の面における上記接合部分に対応し、上記
   第２厚さ合成画像は上記一方及び他方の両面における上
   記接合部分に対応し、上記第２厚さ合成画像から上記第
   １厚さ合成画像を差し引くことで上記他方の面における
   上記接合部分における厚さ合成画像が求まる、請求項３
   記載の接合検査装置。
5. 【請求項５】 上記合成画像生成装置は、複数の上記第
   １副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出し該有効
   部分を集めて上記第１厚さ合成画像を作成し、かつ複数
   の上記第２副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出
   し該有効部分を集めて上記第２厚さ合成画像を作成す
   る、請求項３又は４記載の接合検査装置。
6. 【請求項６】 上記透視画像における上記明るさの濃度
   と上記接合部分の厚みとの上記関係は、上記放射線の上
   記接合部分と同じ透過率を有する材料にて製作した予め
   厚さの分かっている教示治具を用いて得られる、請求項
   １ないし５のいずれかに記載の接合検査装置。
7. 【請求項７】 部材間の接合部分に照射条件を不変とし
   て放射線を照射して、上記接合部分を透過した上記放射
   線を可視光に変換し、 上記可視光が表す上記接合部分の透視画像について蓄積
   時間を異ならせて複数回の撮像を行い、 上記蓄積時間の互いに異なる複数の上記透視画像につい
   て、上記透視画像における明るさの濃度と上記接合部分
   の厚みとの関係に基づいてそれぞれの上記蓄積時間にお
   けるそれぞれの上記透視画像に対応して複数の副厚さ画
   像を作成し、 上記複数の副厚さ画像を加算して厚さ合成画像を作成
   し、上記接合部分の接合検査を行う、ことを特徴とする
   接合検査方法。
8. 【請求項８】 上記厚さ合成画像を作成する際、上記複
   数の副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出し該有
   効部分を集めて上記厚さ合成画像を作成する、請求項７
   記載の接合検査方法。
9. 【請求項９】 上記接合部分が上記放射線の照射方向に
   沿って重なり合って複数存在するとき、 上記副厚さ画像の作成動作は、 まず、上記接合部分が上記放射線の照射方向に沿って一
   つ存在する状態において、上記複数の第１副厚さ画像を
   作成し、 次に、上記接合部分が上記放射線の照射方向に沿って重
   なり合って複数存在する状態において、上記蓄積時間の
   異なる複数の第２副厚さ画像を作成し、 上記厚さ合成画像の作成動作は、 次に、上記複数の第１副厚さ画像を加算して第１厚さ合
   成画像を作成するとともに、上記複数の第２副厚さ画像
   を加算して第２厚さ合成画像を作成し、 次に、上記第２厚さ合成画像から上記第１厚さ合成画像
   を差し引く、請求項７記載の接合検査方法。
10. 【請求項１０】 複数の上記第１副厚さ画像からそれぞ
    れ有効部分のみを抽出し該有効部分を集めて上記第１厚
    さ合成画像を作成し、 複数の上記第２副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを
    抽出し該有効部分を集めて上記第２厚さ合成画像を作成
    する、請求項９記載の接合検査方法。
11. 【請求項１１】 部材間の接合部分に照射条件を不変と
    して放射線を照射して、上記接合部分を透過した上記放
    射線を可視光に変換する処理、 上記可視光が表す上記接合部分の透視画像について蓄積
    時間を異ならせて複数回の撮像を行う処理、 上記蓄積時間の互いに異なる複数の上記透視画像につい
    て、上記透視画像における明るさの濃度と上記接合部分
    の厚みとの関係に基づいてそれぞれの上記蓄積時間にお
    けるそれぞれの上記透視画像に対応して複数の副厚さ画
    像を作成する処理、 上記複数の副厚さ画像を加算して厚さ合成画像を作成す
    る処理、をコンピュータに実行させるためのプログラム
    を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
12. 【請求項１２】 上記厚さ合成画像を作成する際、上記
    複数の副厚さ画像からそれぞれ有効部分のみを抽出し該
    有効部分を集めて上記厚さ合成画像を作成する処理をさ
    らにコンピュータに実行させるためのプログラムを記録
    した、請求項１１記載の記録媒体。
13. 【請求項１３】 上記接合部分が板状体において対向す
    る一方及び他方の面に存在するとき、 上記副厚さ画像を作成する処理は、 上記一方の面に存在する上記接合部分について、それぞ
    れの上記蓄積時間におけるそれぞれの上記透視画像に対
    応して第１副厚さ画像を作成する処理と、 上記放射線の照射方向に沿って重なり合って上記一方及
    び他方の両面に存在する上記接合部分について、上記接
    合部分が重なり合った状態における、それぞれの上記蓄
    積時間の異なるそれぞれの上記透視画像に対応して第２
    副厚さ画像を作成する処理とを備え、 上記厚さ合成画像を作成する処理は、 複数の上記第１副厚さ画像を加算して第１厚さ合成画像
    を作成する処理と、 複数の上記第２副厚さ画像を加算して第２厚さ合成画像
    を作成する処理と、 上記第２厚さ合成画像から上記第１厚さ合成画像を差し
    引いて上記他方の面に存在する上記接合部分の厚さ合成
    画像を作成する処理とを備え、これらの処理をさらにコ
    ンピュータに実行させるためのプログラムを記録した、
    請求項１１記載の記録媒体。