JP2009115462A - Inspection method of solder electrode by x-ray tomographic image, and substrate inspecting device using this method - Google Patents

Inspection method of solder electrode by x-ray tomographic image, and substrate inspecting device using this method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve processing efficiency as much as possible, while securing inspection accuracy of a solder electrode. <P>SOLUTION: When inspecting the solder electrode 10 of a BGA (ball grid array) component 11 by an inspection device having a function executing both image reconstitution by tomosynthesis and image reconstitution by X-ray CT, in the case of executing image reconstitution by tomosynthesis, in each inspection region which is a photographing object at each time, it is discriminated by using CAD data of a substrate 1 whether duplication is generated in a projection range of a component 12, on the rear side of the solder electrode 10 in a plurality of fluoroscopic images used for reconstitution. In this case, the image reconstitution by X-ray CT is determined to be executed in an inspection region where it is discriminated that duplication is generated and the image reconstitution by tomosynthesis is determined to be executed in an inspection region where it is discriminated that duplication is not generated, and the determination results are registered. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、両面実装基板を検査対象として、この基板に実装される電子部品と基板側電極(ランドまたはパッドと呼ばれるもの)とを接続するはんだ電極の状態を、X線による断層画像を用いて検査する方法、およびこの方法を用いた基板検査装置に関する。   The present invention uses a tomographic image of X-rays to indicate the state of a solder electrode that connects an electronic component mounted on this board and a board-side electrode (called a land or pad) using a double-sided mounting board as an inspection target. The present invention relates to an inspection method and a substrate inspection apparatus using the method.

この種の検査は、部品本体の裏面に設けられたボール状のはんだ電極の集合体(一般にBGA(Ball Grid Aray)と呼ばれる。)のような、外観検査が困難なはんだ電極を対象に、形状の適否や、「ボイド」と呼ばれる空洞部の有無などを判別する用途に適している。はんだ電極の断層画像を再構成する具体的な手法としては、X線CTを用いた方法(特許文献1参照。)、およびトモシンセシスの原理を用いた方法(特許文献2参照。)が知られている。   This type of inspection is intended for solder electrodes that are difficult to inspect, such as ball-shaped solder electrode assemblies (generally called BGA (Ball Grid Aray)) provided on the back of the component body. It is suitable for use in determining whether or not there is a hollow portion called “void”. As a specific method for reconstructing a tomographic image of a solder electrode, a method using X-ray CT (see Patent Document 1) and a method using the principle of tomosynthesis (see Patent Document 2) are known. Yes.

特許第3694833号公報Japanese Patent No. 3694833 特表2004−515762号公報JP-T-2004-515762

トモシンセシスによる画像再構成では、X線源およびX線検出器を対象物を挟むように配置し、両者間の関係を変更しながら複数回の投影処理を実行し、生成された画像をディジタル処理により平均化する。この場合の投影処理は、断層画像の生成対象とする複数の断面(以下、「目標断面」という。)の中の1つを基準にして、この基準断面内の任意の点が常にX線検出器の同一座標に投影されるように、毎時の投影におけるX線源およびX線検出器の位置を調整して行われるので、基準断面内の点は画像の平均化によって強調されるが、その他の断面の点は種々の位置にばらついて投影され、平均化された画像ではボケた状態になる。また基準断面以外の各目標断面についても、その断面内の各点の座標が同一になるように基準断面につき生成された画像を補正して平均化処理を行うので、同様に、目標断面内の各点が強調され、その他の断面の点がぼけた状態の画像を得ることができる。よって、いずれの目標断面についても、多少のノイズは残るが、目的断面が明瞭化された画像を得ることができる。   In image reconstruction by tomosynthesis, an X-ray source and an X-ray detector are arranged so as to sandwich an object, a plurality of projection processes are executed while changing the relationship between the two, and the generated image is digitally processed. Average. In this case, the projection processing is based on one of a plurality of cross-sections (hereinafter referred to as “target cross-sections”) to be generated as tomographic images, and an arbitrary point in the reference cross-section is always detected by X-rays. Since the positions of the X-ray source and the X-ray detector in the hourly projection are adjusted so that they are projected onto the same coordinates of the instrument, the points in the reference section are emphasized by averaging the images, The points of the cross-section are projected at various positions and are blurred in the averaged image. Also, for each target cross section other than the reference cross section, the averaging process is performed by correcting the image generated for the reference cross section so that the coordinates of each point in the cross section are the same. It is possible to obtain an image in which each point is emphasized and other cross-sectional points are blurred. Therefore, although any noise remains in any target cross section, an image in which the target cross section is clarified can be obtained.

一方、X線CTによる画像再構成では、目標断面毎に、対向配備されたX線源およびX線検出器の間に、両者を結ぶ軸線が目標断面の法線に直交する関係になるようにして対象物を配備し、この対象物に対するX線源およびX線検出器の方位を微小角度単位で変更しながら投影を繰り返す。そして、生成された多数のX線透視画像を用いて、目標断面の各点のX線吸収係数を求める演算を実行する。   On the other hand, in image reconstruction by X-ray CT, for each target section, the axis line connecting the X-ray source and X-ray detector arranged opposite each other is orthogonal to the normal of the target section. The object is deployed, and the projection is repeated while changing the orientation of the X-ray source and the X-ray detector with respect to the object in units of minute angles. And the calculation which calculates | requires the X-ray absorption coefficient of each point of a target cross section is performed using many produced | generated X-ray fluoroscopic images.

ただし、特許文献1に開示された方法では、厚みの薄い基板を対象に、その厚み方向に直交する断面を生成する点や、一部領域の拡大断面を生成する点などを考慮して、上記の一般的手法とは若干異なる処理を行っている。簡単に説明すると、基板を回転テーブルにより回転させるとともに、この回転軸に対して斜めに交わる方向に、X線源およびX線検出器を対向配備して撮影を行い、生成された各X線透視画像を、回転軸に対して垂直になる方向から透過を行った画像に変換し、変換後の画像を用いて吸収係数の算出のための演算を実行する。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, in consideration of the point of generating a cross section orthogonal to the thickness direction for a thin substrate, the point of generating an enlarged cross section of a partial region, etc. The processing is slightly different from the general method. Briefly, the X-ray source and the X-ray detector are arranged to face each other in a direction obliquely intersecting with the rotation axis while rotating the substrate by a rotary table, and each generated X-ray fluoroscope is photographed. The image is converted into an image that has been transmitted from a direction perpendicular to the rotation axis, and an operation for calculating an absorption coefficient is executed using the converted image.

トモシンセシスによる処理とX線CTによる処理とを比較すると、生成される断層画像の精度の面では、X線CTの方が圧倒的に優れている。しかし、X線CTでは、多数の投影処理が必要である上に、演算が複雑になるため、断層画像を再構成するのにかなりの時間が必要になる。これに対し、トモシンセシスによれば、投影処理の回数は、X線CTに比べるとはるかに少なく、また演算も簡単であるので、短い時間で処理を完了することができる。   Comparing the processing by tomosynthesis and the processing by X-ray CT, X-ray CT is overwhelmingly superior in terms of the accuracy of the generated tomographic image. However, in X-ray CT, a large number of projection processes are required and the calculation is complicated, so that it takes a considerable time to reconstruct a tomographic image. On the other hand, according to tomosynthesis, the number of times of projection processing is much smaller than that of X-ray CT and the calculation is simple, so that the processing can be completed in a short time.

このような点から、多数の基板の製造および検査を行う事業所では、検査の効率を上げるために、できる限りトモシンセシス方式の断層撮影による検査を実行することを、希望している。ただし、あくまでも、検査の精度を確保できることが前提となる。   From this point of view, establishments that manufacture and inspect a large number of substrates desire to perform inspection by tomosynthesis tomography as much as possible in order to increase inspection efficiency. However, it is assumed that the accuracy of inspection can be ensured.

トモシンセシス方式による画像再構成では、目標断面以外の面の比較的大きな範囲にX線の吸収率が高い構成物があると、断層画像の画質が低下して、検査の精度を確保できなくなる可能性がある。断層画像の再構成に使用される複数の画像においては、上記の構成物の各点はそれぞれ画像毎に異なる位置に投影されるが、投影される対象が異なっても、毎時同じ座標にX線の吸収率が高い点が投影されると、これらの投影結果が平均化処理によって強調され、明瞭な画像として現れるからである。
検査対象のはんだ電極が投影される範囲内に、上記のような検査対象外の投影像によるノイズが生じると、検査の精度を確保するのは困難になる。したがって、このような場合には、トモシンセシスを適用するのをあきらめて、X線CTによる断層画像を生成する必要がある。
In image reconstruction using the tomosynthesis method, if there is a composition with a high X-ray absorption rate in a relatively large area other than the target cross section, the image quality of the tomographic image may be degraded, and the accuracy of the inspection may not be ensured. There is. In a plurality of images used for reconstruction of tomographic images, each point of the above-described component is projected at a different position for each image. This is because when a point having a high absorption rate is projected, these projection results are emphasized by the averaging process and appear as a clear image.
If noise due to a projected image outside the inspection target as described above is generated within the range in which the solder electrode to be inspected is projected, it is difficult to ensure the accuracy of the inspection. Therefore, in such a case, it is necessary to give up applying tomosynthesis and generate a tomographic image by X-ray CT.

発明者は、上記のようなノイズの具体例として、両面実装基板におけるはんだ電極の検査を行う場合に、検査対象のはんだ電極の裏側に実装されている部品により生じるノイズに着目した。はんだ電極の裏側に部品が存在しても、この部品の投影範囲が画像間で重なり合わない場合には、顕著なノイズが生じるおそれはない。しかし、裏側の部品のサイズや実装位置によっては、各方位からのX線に対して部品が投影される範囲が重複する場合があり、この重複部分の投影像が重畳されて、顕著なノイズが生じる可能性がある。   As a specific example of the noise as described above, the inventor focused attention on noise generated by a component mounted on the back side of the solder electrode to be inspected when the solder electrode on the double-sided mounting board is inspected. Even if there is a component on the back side of the solder electrode, there is no possibility that significant noise will occur if the projection range of this component does not overlap between images. However, depending on the size and mounting position of the component on the back side, the range in which the component is projected on the X-rays from each direction may overlap, and the projected image of this overlapping portion is superimposed, causing significant noise. It can happen.

この発明は、上記の実情を考慮して、両面実装基板を対象にはんだ電極の検査を行う場合に、裏側の部品に起因したノイズが生じるか否かによって、X線CTによる画像再構成とトモシンセシス手法による画像再構成とを自動的に切り替えて実行することによって、検査の精度を確保しつつ、処理効率を可能な限り向上できるようにすることを、第1の課題とする。   In consideration of the above situation, the present invention is based on X-ray CT image reconstruction and tomosynthesis depending on whether or not noise caused by components on the back side occurs when inspecting solder electrodes on a double-sided mounting board. The first problem is to improve the processing efficiency as much as possible while ensuring the accuracy of the inspection by automatically switching and executing the image reconstruction by the technique.

さらにこの発明では、各被検査部位に適した画像再構成の手法を決定する処理を、部品の配置状態を示すデータを用いて自動で実施できるようにすることを、第2の課題とする。   Furthermore, a second object of the present invention is to enable automatic execution of processing for determining an image reconstruction method suitable for each region to be examined using data indicating the arrangement state of components.

この発明による検査方法では、それぞれ異なる高さ位置に配置されたX線源およびX線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板に対するX線源およびX線検出器の相対位置を調整して基板のX線透視画像を生成する制御処理部とを具備し、目標断面に対するX線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが1組以上生じるように、前記相対位置の調整を行って複数のX線透視画像を生成し、各X線透視画像を目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成と、トモシンセシスより多くのX線透視画像を生成して、これらの画像を用いて目標断面のX線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するX線CTによる画像再構成とを、切り替えて実行できるようにした検査装置を準備する。   In the inspection method according to the present invention, an X-ray source and an X-ray detector arranged at different height positions, a substrate support part for horizontally supporting the substrate to be inspected therebetween, and X for the substrate to be inspected A control processing unit that adjusts the relative positions of the X-ray detector and the X-ray detector to generate an X-ray fluoroscopic image of the substrate, and a combination of a pair of orientations that are in conflict with each other as the X-ray source orientation relative to the target cross section A plurality of fluoroscopic images are generated by adjusting the relative positions so that one or more sets of images are generated, and each tomographic image is integrated based on the projection range of the target cross section to generate a tomographic image of the target cross section. Image reconstruction by tomosynthesis and X-ray CT that generates tomographic images by generating more X-ray fluoroscopic images than tomosynthesis and obtaining the X-ray absorption coefficient distribution of the target cross section using these images. And an image reconstruction, to prepare a test apparatus that can perform switching.

さらに、この方法では、検査対象の両面実装基板の構成を示すデータを、検査に先立ち制御処理部に入力し、データ入力後の制御処理部において、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、前記2種類の画像再構成のいずれを実行するかを入力データを用いて決定して、その決定結果を登録した後、検査対象の基板の各撮影対象領域に対し、それぞれ登録された画像再構成により断層画像を自動生成して検査を実行する。   Further, in this method, data indicating the configuration of the double-sided mounting substrate to be inspected is input to the control processing unit prior to the inspection, and the control processing unit after the data input uses the above two types for each predetermined imaging target region. The image to be reconstructed is determined using input data, and the determination result is registered, and then the tomographic image is obtained by the registered image reconstruction for each imaging target region of the substrate to be inspected. Is automatically generated and the inspection is executed.

上記の制御処理部により行われる一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理では、この撮影対象領域に対しトモシンセシスによる画像再構成を実行すると仮定して、複数のX線透視画像を、画像生成時の目標断面に対するX線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、その組み合わせに係るX線透過画像を目標断面の投影範囲を基準に位置合わせしたときに撮影対象領域内の被検査部位の裏側の部品の投影範囲に重複する部分が生じるか否かを、前記入力データから求めた裏側の部品のサイズと、各画像生成時の目標断面に対するX線が撮影対象領域の裏側の基板面を通過する範囲の大きさとの関係に基づき判別する。そして、所定数の組み合わせについて裏側の部品の投影範囲に重複が生じるという判別結果が得られたときはX線CTによる画像再構成を実行する旨を決定し、投影範囲の重複が生じると判別された組み合わせが所定数に満たないときは、トモシンセシスによる画像再構成を実行する旨を決定する。   In the process of determining the content of image reconstruction for one imaging target area performed by the control processing unit described above, assuming that image reconstruction by tomosynthesis is performed on the imaging target area, a plurality of fluoroscopic images are obtained. Photographed when the X-ray source orientation with respect to the target section at the time of image generation is combined with each other and the X-ray transmission image related to the combination is aligned with respect to the projection range of the target section for each combination. Whether or not there is an overlapping part in the projection range of the back part of the part to be inspected in the target area is photographed by the size of the back part obtained from the input data and the X-ray for the target cross section when each image is generated The determination is made based on the relationship with the size of the range passing through the substrate surface on the back side of the target area. Then, when a determination result is obtained that the projection range of the back part is overlapped for the predetermined number of combinations, it is determined that the image reconstruction by the X-ray CT is executed, and it is determined that the projection range overlap occurs. When the number of combinations is less than the predetermined number, it is determined that image reconstruction by tomosynthesis is executed.

上記方法の好ましい態様では、一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理において、仮定のトモシンセシスによる毎時の透視撮影を、目標断面に対するX線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、この組み合わせにつきX線源の方位の相反が生じている方向について、目標断面の所定位置に照射される各方位からのX線の照射角度と当該目標断面の高さとに基づき、撮像対象領域の裏側の基板面を通過するX線の通過範囲の大きさを求め、求められた大きさと入力データから求めた裏側の部品のサイズとを比較する。そして、所定数の組み合わせにおいて、X線の通過範囲より部品の方が大きくなる場合には裏側の部品の投影範囲の重複が生じると判別して、X線CTによる画像再構成を実行する旨を決定する。   In a preferred aspect of the above method, in the process of determining the content of image reconstruction for one imaging target region, hourly fluoroscopic imaging by hypothetical tomosynthesis is performed for each of the cases where the X-ray source orientation with respect to the target cross section is in a contradictory relationship. Based on the X-ray irradiation angle and the height of the target cross section from each direction irradiated to a predetermined position of the target cross section for each combination and the direction in which the reciprocity of the X-ray source direction occurs for each combination. Then, the size of the X-ray passing range passing through the substrate surface on the back side of the imaging target region is obtained, and the obtained size is compared with the size of the back side component obtained from the input data. Then, in a predetermined number of combinations, if the part becomes larger than the X-ray passage range, it is determined that the projection range of the back part overlaps, and the image reconstruction by the X-ray CT is executed. decide.

上記の方法によれば、検査に先立ち、裏側の部品に起因するノイズが顕著になる可能性が高い撮影対象領域に対しては、X線CTによる画像再構成を実行するように登録がなされ、それ以外の撮影対象領域に対しては、トモシンセシスによる画像再構成を実行するように、設定を行うことができる。よって検査の際には、設定されたデータに基づき、撮影対象領域毎に適切な画像生成処理を自動的に選択して実行するので、どの被検査部位についても、検査に支障のない断層画像を生成でき、検査の精度を確保することができる。また、裏側の部品によるノイズが顕著になるおそれのない被検査部位に対しては、トモシンセシスによる画像再構成が行われるので、検査の効率を向上することができる。   According to the above method, prior to the inspection, registration is performed so that image reconstruction by X-ray CT is performed on an imaging target region where there is a high possibility that noise caused by components on the back side becomes significant. Settings can be made so that image reconstruction by tomosynthesis is executed for other imaging target regions. Therefore, since an appropriate image generation process is automatically selected and executed for each imaging target region based on the set data at the time of inspection, a tomographic image that does not interfere with the inspection is obtained for any region to be inspected. The accuracy of inspection can be ensured. In addition, since the image reconstruction by tomosynthesis is performed on a region to be inspected where there is no possibility that noise due to the components on the back side becomes noticeable, the efficiency of the inspection can be improved.

またこの方法では、検査対象の両面実装基板の構成を示すデータ(基板の厚み、各部品の位置および大きさなど)を制御処理部に入力することによって、トモシンセシスによる検査が可能であるかどうかを、テスト撮影を行うことなく、簡単に判別することができる。   In this method, data indicating the configuration of the double-sided mounting board to be inspected (board thickness, position and size of each component, etc.) is input to the control processing unit to determine whether inspection by tomosynthesis is possible. It is possible to easily determine without performing test shooting.

なお、上記方法では、個々のはんだ電極をそれぞれ個別に撮影してもよいが、BGAを構成するはんだ電極など、微小なものを検査対象とする場合には、複数のはんだ電極を含む領域を1つの撮影対象領域としてもよい。この場合には、部品単位で撮影対象領域を定めることもできる。   In the above method, each solder electrode may be individually photographed. However, when a minute object such as a solder electrode constituting a BGA is to be inspected, an area including a plurality of solder electrodes is defined as 1. One imaging target area may be used. In this case, the imaging target area can be determined in units of parts.

上記の方法が適用された基板検査装置は、それぞれ異なる高さ位置に配置されたX線源およびX線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板にはんだ電極を介して実装された電子部品が撮影されるように、基板に対するX線源およびX線検出器の相対位置を調整して複数回の透視撮影を実行し、生成された複数のX線透視画像からはんだ電極の断層画像を生成する制御処理部と、制御処理部が生成した断層画像を用いてはんだ電極の状態を検査する検査部とを具備する。   A substrate inspection apparatus to which the above method is applied includes an X-ray source and an X-ray detector arranged at different height positions, a substrate support unit that horizontally supports the substrate to be inspected therebetween, and an inspection A plurality of fluoroscopic imaging was performed by adjusting the relative positions of the X-ray source and the X-ray detector with respect to the board so that the electronic component mounted on the target board via the solder electrode was shot. A control processing unit that generates a tomographic image of a solder electrode from a plurality of fluoroscopic images, and an inspection unit that inspects the state of the solder electrode using the tomographic image generated by the control processing unit.

制御処理部には、目標断面に対するX線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが1組以上生じるように、相対位置の調整を行って複数のX線透視画像を生成し、各X線透視画像を目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成を実行する第1処理部と、トモシンセシスよりも多くのX線透視画像を生成して、これらの画像を用いて目標断面のX線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するX線CTによる画像再構成を実行する第2処理部と、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、第1および第2のいずれの処理部による画像再構成を実行するかを決定して、その決定結果を示す情報を登録する登録手段と、登録された情報に基づき、撮影対象領域毎にその領域に対して決定した処理部に画像再構成処理を実行させる制御手段とが含まれる。   In the control processing unit, a plurality of fluoroscopic images are generated by adjusting the relative positions so that one or more pairs of azimuths having a contradictory relationship as the azimuths of the X-ray source with respect to the target cross section are generated, A first processing unit that performs image reconstruction by tomosynthesis that generates a tomographic image of a target cross-section by integrating each X-ray fluoroscopic image based on the projection range of the target cross-section, and generates more fluoroscopic images than tomosynthesis Then, a second processing unit that executes image reconstruction by X-ray CT that generates a tomographic image by obtaining an X-ray absorption coefficient distribution of a target cross section using these images, and a predetermined imaging target region , Which determines whether image reconstruction by the first or second processing unit is to be executed, registration means for registering information indicating the determination result, and for each imaging target region based on the registered information It includes control means for the processing unit determined for the region to perform the image reconstruction processing.

上記の登録手段は、両面実装基板のはんだ電極が検査対象となるとき、その両面実装基板の構成を示すデータの入力を受け付けて、撮影対象領域毎に、前出の画像再構成の内容を決定する処理を実行する。   The above registration means accepts input of data indicating the configuration of the double-sided mounting board when the solder electrode of the double-sided mounting board is to be inspected, and determines the contents of the above-described image reconstruction for each imaging target area Execute the process.

この発明によれば、両面実装基板に実装された電子部品のはんだ電極を対象に、X線による断層画像を用いた検査を行う場合に、裏側の面に実装される部品に起因するノイズにより検査の精度を確保するのが困難な撮影対象領域に対しては、X線CTによる画像生成処理への切替を自動的に行って、高精度の断層画像を生成する一方で、このようなノイズが生じない撮影対象領域に対しては、トモシンセシスにより簡単かつ高速に断層画像を生成するようにしたので、検査の精度を確保しつつ、検査効率を向上することができる。また各撮影対象領域に適用する画像再構成の手法を、基板の構成データを用いて自動的に決定することができるので、ユーザに負担をかけることなく、短時間で設定を完了することができる。   According to the present invention, when an inspection using a tomographic image by X-ray is performed on a solder electrode of an electronic component mounted on a double-sided mounting substrate, the inspection is performed due to noise caused by the component mounted on the back side surface. For a region to be imaged for which it is difficult to ensure the accuracy of X-ray CT, switching to image generation processing by X-ray CT is automatically performed to generate a high-accuracy tomographic image. Since the tomographic image is easily and quickly generated by tomosynthesis for the imaging target region that does not occur, the inspection efficiency can be improved while ensuring the accuracy of the inspection. In addition, since the image reconstruction method to be applied to each imaging target region can be automatically determined using the board configuration data, the setting can be completed in a short time without imposing a burden on the user. .

図1は、この発明が適用されたX線利用の基板検査装置の概略構成を示す。
この基板検査装置は、外観検査が困難な箇所を対象に、X線による断層画像を生成し、生成された画像を用いて検査を行うもので、検査対象の基板1を支持する基板支持テーブル2、X線管3、フラットパネルディテクタ4(以下、「FPD4」と略す。)、CCDカメラ5、変位センサ6、および図2に示すコントローラ20などにより構成される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a substrate inspection apparatus using X-rays to which the present invention is applied.
This substrate inspection apparatus generates a tomographic image by X-rays for a portion where appearance inspection is difficult, and performs inspection using the generated image. A substrate support table 2 that supports a substrate 1 to be inspected. , An X-ray tube 3, a flat panel detector 4 (hereinafter abbreviated as “FPD4”), a CCD camera 5, a displacement sensor 6, and a controller 20 shown in FIG.

なお、図中の10は、具体的な検査対象の例としてのはんだ電極を示し、11は、はんだ電極10により基板1に接続される部品(以下、「BGA部品11」という。)を示す。図1では、便宜上、各はんだ電極10を誇張して描いているが、実際のはんだ電極10は微小なもので、BGA部品11の裏面に多数配備される。   In the figure, 10 indicates a solder electrode as an example of a specific inspection object, and 11 indicates a component connected to the substrate 1 by the solder electrode 10 (hereinafter referred to as “BGA component 11”). In FIG. 1, the solder electrodes 10 are exaggerated for the sake of convenience, but the actual solder electrodes 10 are very small and many are provided on the back surface of the BGA component 11.

また、この実施例の基板1は、両面実装基板であって、各面とも、種々の部品が実装され、BGA部品11も、双方の面に実装される場合がある。したがって、下面側のBGA部品11のはんだ電極10に対する断層画像が生成される場合もあるが、この実施例では、便宜上、上面側のはんだ電極10を検査対象とする場合に限定して説明する。また、以下では、検査対象のBGA部品11が実装される面を表面といい、他方を裏面という。   Moreover, the board | substrate 1 of this Example is a double-sided mounting board | substrate, Comprising: Various components are mounted in each surface and the BGA component 11 may be mounted in both surfaces. Therefore, although a tomographic image for the solder electrode 10 of the BGA component 11 on the lower surface side may be generated, in this embodiment, the description will be given only for the case where the solder electrode 10 on the upper surface side is an inspection target. In the following, the surface on which the BGA component 11 to be inspected is mounted is referred to as the front surface, and the other is referred to as the back surface.

基板支持テーブル2は、基板1を、水平な姿勢にして支持する。なお。この支持は、基板裏面の部品が実装されていない端縁部に対して行われ、裏面の部品は、基板支持テーブル2の図示しない収容空間に収容される。X線管3は、円錐状のX線ビーム(コーンビーム)を出射するタイプのもので、基板支持テーブル2の上方に配備される。FPD4は、基板1を透過したX線を受けて2次元のX線透視画像を生成するもので、図示しない支持ホルダにより、通常は、検出面4Aが真上を向くように、水平な姿勢で支持されている。ただし、X線CT用の撮影を行う場合には、図中の一点鎖線で示すように、FPD4は、検出面4AがX線管3の方を向くように傾いた姿勢で支持される。   The substrate support table 2 supports the substrate 1 in a horizontal posture. Note that. This support is performed on the edge portion on which the component on the back surface of the substrate is not mounted, and the component on the back surface is accommodated in an accommodation space (not shown) of the substrate support table 2. The X-ray tube 3 is of a type that emits a conical X-ray beam (cone beam), and is disposed above the substrate support table 2. The FPD 4 receives X-rays that have passed through the substrate 1 and generates a two-dimensional X-ray fluoroscopic image. Usually, the FPD 4 is held in a horizontal posture so that the detection surface 4A faces directly above by a support holder (not shown). It is supported. However, when X-ray CT imaging is performed, the FPD 4 is supported in an inclined posture so that the detection surface 4A faces the X-ray tube 3 as indicated by a one-dot chain line in the figure.

基板支持テーブル2およびFPD4は、それぞれ図2に示すXYステージ8,9により、X軸方向(図1の左右方向とする。)およびY軸方向(図1の紙面に直交する方向とする。)に移動可能に支持される。一方、X線管3は、所定高さ位置に、X線の出射面を真下に向けて固定配備される。   The substrate support table 2 and the FPD 4 are respectively in the X-axis direction (the left-right direction in FIG. 1) and Y-axis direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1) by XY stages 8 and 9 shown in FIG. Is supported so as to be movable. On the other hand, the X-ray tube 3 is fixedly disposed at a predetermined height position with the X-ray emission surface facing downward.

CCDカメラ5および変位センサ6は、FPD4より下方の所定位置に、それぞれ受光面を基板1に向けて配置される。CCDカメラ5は、基板1の下面の所定範囲を撮像する。変位センサ6は、レーザーダイオードやフォトダイオードが組み込まれた光学式のセンサであって、受光面から基板1の裏面までの距離(計測対象位置に部品がある場合には、その部品までの距離となる。)を計測する。CCDカメラ5により生成された画像は、基板1の位置決め処理に使用され、変位センサ6による検出信号は、目標断面の高さ位置の調整に使用される。   The CCD camera 5 and the displacement sensor 6 are arranged at predetermined positions below the FPD 4 with their light receiving surfaces facing the substrate 1. The CCD camera 5 images a predetermined range on the lower surface of the substrate 1. The displacement sensor 6 is an optical sensor in which a laser diode or a photodiode is incorporated. The distance from the light receiving surface to the back surface of the substrate 1 (if there is a component at the measurement target position, the distance to the component is Measure). The image generated by the CCD camera 5 is used for the positioning process of the substrate 1, and the detection signal from the displacement sensor 6 is used for adjusting the height position of the target cross section.

上記のCCDカメラ5および変位センサ6は、上面が開口された収容部(図示せず。)内に配備されている。収容部の開口部は、通常はシャッタ7により閉じられており、カメラ5による撮像や変位センサ6による距離計測を実行するときのみ開放される。これによりX線透過撮影時に、CCDカメラ5や変位センサ6にX線の影響が及ぶのを防止することができる。   The CCD camera 5 and the displacement sensor 6 are arranged in a housing part (not shown) whose upper surface is opened. The opening of the housing is normally closed by the shutter 7 and is opened only when imaging by the camera 5 or distance measurement by the displacement sensor 6 is executed. Thereby, it is possible to prevent the CCD camera 5 and the displacement sensor 6 from being affected by X-rays during X-ray transmission imaging.

なお、この実施例では、X線検出器としてFPD4を使用しているが、これに限らず、イメージインテンシファイヤ(II)やCCD等を使用してもよい。   In this embodiment, the FPD 4 is used as the X-ray detector. However, the present invention is not limited to this, and an image intensifier (II), a CCD, or the like may be used.

図2は、上記の基板検査装置の全体構成を示すブロック図である。
この基板検査装置のコントローラ20は、汎用のパーソナルコンピュータを利用して製作されるもので、CPUを含む制御部21、メモリ22、演算処理装置23、モニタ24、操作部25などを具備する。このコントローラ20には、図1に示したX線管3およびFPD4のほか、CCDカメラ5、基板1の移動用のXYステージ8、FPD4の移動用のXYステージ9、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)26などが接続される。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the substrate inspection apparatus.
The controller 20 of this board inspection apparatus is manufactured using a general-purpose personal computer, and includes a control unit 21 including a CPU, a memory 22, an arithmetic processing unit 23, a monitor 24, an operation unit 25, and the like. In addition to the X-ray tube 3 and the FPD 4 shown in FIG. 1, the controller 20 includes a CCD camera 5, an XY stage 8 for moving the substrate 1, an XY stage 9 for moving the FPD 4, and a PLC (programmable logic controller). ) 26 and the like are connected.

PLC26は、制御部21からの指令に応じて、CCDカメラ5、変位センサ6、シャッタ7を駆動し、撮像や距離計測を行わせる。また、変位センサ6からの検出信号を取り込んで、これを距離データに換算し、制御部21に出力する。一方、CCDカメラ5からの画像信号は、PLC26を経由せずに、コントローラ20内の図示しない画像用インターフェースを介して制御部21に入力される。   The PLC 26 drives the CCD camera 5, the displacement sensor 6, and the shutter 7 in response to a command from the control unit 21 to perform imaging and distance measurement. Further, the detection signal from the displacement sensor 6 is taken in, converted into distance data, and output to the control unit 21. On the other hand, the image signal from the CCD camera 5 is input to the control unit 21 via an image interface (not shown) in the controller 20 without passing through the PLC 26.

メモリ22は、ハードディスク等の大容量メモリであって、制御や検査に関するプログラム、検査対象の基板のCADデータ、および検査の実行に必要な各種設定データが格納される。また、検査に用いられた断層画像を保存するための画像データベースもメモリ22内に設けられる。   The memory 22 is a large-capacity memory such as a hard disk, and stores a program related to control and inspection, CAD data of a substrate to be inspected, and various setting data necessary for execution of the inspection. An image database for storing the tomographic image used for the examination is also provided in the memory 22.

演算処理装置23は、X線CTによる断層画像の再構成に係る演算を実行するためのもので、高性能のCPUを含む演算回路が搭載された基板として構成される。   The arithmetic processing unit 23 is for executing calculations related to the reconstruction of tomographic images by X-ray CT, and is configured as a substrate on which an arithmetic circuit including a high-performance CPU is mounted.

上記構成において、検査対象の基板1は、図示しない上流の搬送機構から基板支持テーブル2に搬入される。制御部21は、XYステージ8を用いてこの基板1を初期位置に合わせた後、基板1のあらかじめ定められた複数の検査領域に対する透視撮影を開始する。   In the above configuration, the substrate 1 to be inspected is carried into the substrate support table 2 from an upstream transport mechanism (not shown). The control unit 21 uses the XY stage 8 to align the substrate 1 to the initial position, and then starts fluoroscopic imaging for a plurality of predetermined inspection areas on the substrate 1.

上記の基板1を初期位置に合わせる処理では、CCDカメラ5により基板1の一角部に形成された基準マークを撮像し、画像中の基準マークがあらかじめ定めた基準位置に合致するように、X,Yの各軸方向における基板1の位置を調整する。   In the process of aligning the substrate 1 to the initial position, a reference mark formed at one corner of the substrate 1 is imaged by the CCD camera 5 and X, X, and so on so that the reference mark in the image matches a predetermined reference position. The position of the substrate 1 in each Y-axis direction is adjusted.

各検査領域に対する透視撮影の前にも、一旦、対象とする検査領域の中心がX線管3の光軸Lに合うように基板1を位置決めした後に、透視撮影に応じた位置に基板1を移動させる。この透視撮影前の位置合わせでも、CCDカメラ5により基板1の裏面の画像を生成し、この画像があらかじめ登録されたモデルの画像に合致するように、X,Yの各軸方向における基板1の位置を調整する。   Prior to fluoroscopic imaging for each inspection region, the substrate 1 is once positioned so that the center of the target inspection region is aligned with the optical axis L of the X-ray tube 3, and then the substrate 1 is placed at a position corresponding to fluoroscopic imaging. Move. Even in this alignment before fluoroscopic imaging, an image of the back surface of the substrate 1 is generated by the CCD camera 5, and the substrate 1 in each of the X and Y axes is aligned so that this image matches the image of the model registered in advance. Adjust the position.

また制御部21は、上記の位置合わせが終了すると、透視撮影のための移動を開始する前に、変位センサ6により計測された距離データに基づき、あらかじめ定めた基準断面の高さを修正し、この修正に合わせて、透視撮影時のXYステージ8,9の移動量などの制御パラメータを調整する。検査すべき断面の高さは基板1やはんだ電極10等の厚みに応じて定められるが、基板の反りなどによって、この断面が本来の高さ位置からずれる可能性があるからである。   Further, the control unit 21 corrects the height of the predetermined reference cross section based on the distance data measured by the displacement sensor 6 before starting the movement for fluoroscopic imaging after the above alignment is completed. In accordance with this correction, control parameters such as the amount of movement of the XY stages 8 and 9 during fluoroscopic imaging are adjusted. This is because the height of the cross section to be inspected is determined according to the thickness of the substrate 1, the solder electrode 10, etc., but this cross section may be displaced from the original height position due to the warp of the substrate or the like.

なお、基準断面以外の各目標断面の高さは、それぞれ基準断面からの距離により表されるので、基準断面の高さが修正されることによって、すべての目標断面の高さを調整することができる。このように、検査領域毎に、基板1の位置合わせおよび基準断面の高さ調整を行ってから透視撮影を開始することにより、目的とする断層画像を精度良く生成することができる。   Note that the height of each target cross section other than the reference cross section is represented by the distance from the reference cross section, so that the height of all target cross sections can be adjusted by correcting the height of the reference cross section. it can. Thus, by starting fluoroscopic imaging after performing the alignment of the substrate 1 and the height adjustment of the reference cross section for each inspection region, a target tomographic image can be generated with high accuracy.

この実施例でいう検査領域は、はんだ電極10を包含する仮想の3次元領域(部品11と基板1とに挟まれた領域)であり、透視撮影の対象とされる。実際のはんだ電極10は微小であるので、1つの検査領域には複数のはんだ電極10が含まれるが、この実施例では、はんだ電極10を誇張しているので、1つ1つのはんだ電極10に個別に検査領域が設定されるものとする。   The inspection area referred to in this embodiment is a virtual three-dimensional area including the solder electrode 10 (an area sandwiched between the component 11 and the substrate 1), and is an object of fluoroscopic imaging. Since the actual solder electrode 10 is very small, a plurality of solder electrodes 10 are included in one inspection region. In this embodiment, the solder electrodes 10 are exaggerated. Assume that the inspection area is set individually.

この実施例の基板検査装置では、X線CTによる画像再構成と、トモシンセシスによる画像再構成とを実行することが可能であって、検査領域毎にいずれか一方の画像再構成処理を実行するようにしている。
いずれの方法でも、高さの異なる複数の目標断面を設定して、X線源3およびFPD4の各中心点を結ぶ直線が検査領域を斜めに横切るように調整し、基板1に対するX線管3およびFPD4の関係を変更して複数回の透視撮影を行う。ただし、撮影回数、および画像再構成のための演算処理は、トモシンセシスとX線CTとでは、全く異なる。
In the substrate inspection apparatus of this embodiment, it is possible to perform image reconstruction by X-ray CT and image reconstruction by tomosynthesis, and execute either one of the image reconstruction processes for each inspection region. I have to.
In any method, a plurality of target cross sections having different heights are set, and the X-ray tube 3 with respect to the substrate 1 is adjusted so that a straight line connecting the center points of the X-ray source 3 and the FPD 4 obliquely crosses the inspection region. Further, the fluoroscopic imaging is performed a plurality of times by changing the relationship of the FPD 4. However, the number of imaging times and the arithmetic processing for image reconstruction are completely different between tomosynthesis and X-ray CT.

図3は、トモシンセシスを実行する場合の投影処理の具体例を示す。
この図は、X線源3、FPD4、および基準断面Tを真上から俯瞰したと想定して、三者間の関係の変化を表したものである。なお、基準断面Tとして、複数の目標断面の中から任意の断面を選択することができる。
FIG. 3 shows a specific example of projection processing when tomosynthesis is executed.
This figure shows a change in the relationship between the three parties assuming that the X-ray source 3, the FPD 4, and the reference cross section T are seen from directly above. As the reference cross section T, an arbitrary cross section can be selected from a plurality of target cross sections.

この実施例では、基準断面T内の一点O(この実施例では中心点とするが、これに限定されるものではない。)を基準点に設定し、X,Yの各軸方向において、それぞれX線管3の光軸Lに対する距離が等しい関係にある4点P1,P2,P3,P4に基準点Oが順に移動するように基板1の位置を変更する。また、これらの点P1,P2,P3,P4に基準点Oが合わせられたときに、この点Oが投影される位置(点Q1,Q2,Q3,Q4)にFPD4の中心点Rが置かれるように、基板1の移動に合わせてFPD4を移動させ、移動毎に透視撮影を行う。具体的には、基準点Oが点P1に移動したときには中心点Rは点Q1に移動し、基準点Oが点P2に移動したときには中心点Rは点Q2に移動し、基準点Oが点P3に移動したときには中心点Rは点Q3に移動し、基準点Oが点P4に移動したときには中心点Rは点Q4に移動する。   In this embodiment, one point O in the reference cross section T (which is a central point in this embodiment, but is not limited to this) is set as a reference point, and in each of the X and Y axial directions, respectively. The position of the substrate 1 is changed so that the reference point O sequentially moves to the four points P1, P2, P3, and P4 having the same distance from the optical axis L of the X-ray tube 3. Further, when the reference point O is aligned with these points P1, P2, P3, P4, the center point R of the FPD 4 is placed at a position (points Q1, Q2, Q3, Q4) where this point O is projected. As described above, the FPD 4 is moved in accordance with the movement of the substrate 1, and fluoroscopic imaging is performed for each movement. Specifically, when the reference point O moves to the point P1, the center point R moves to the point Q1, and when the reference point O moves to the point P2, the center point R moves to the point Q2, and the reference point O When moved to P3, the center point R moves to the point Q3, and when the reference point O moves to the point P4, the center point R moves to the point Q4.

この実施例のX線管3からは、円錐状のビームが出射されているので、各方位に対するX線の照射角度は均一になる。また、光軸Lに対する点P1〜P4の距離が等しいので、点Q1〜Q4の光軸Lに対する距離も等しくなる。   Since the conical beam is emitted from the X-ray tube 3 of this embodiment, the X-ray irradiation angle with respect to each direction becomes uniform. Further, since the distances of the points P1 to P4 with respect to the optical axis L are equal, the distances of the points Q1 to Q4 with respect to the optical axis L are also equal.

なお、基板1やFPD4を位置決めする場所は、X,Y軸の正負が示す4方位に限定されるものではない。たとえば、上記の4方位のほかに、X,Yの各軸に対しそれぞれ45度傾いた方位をあわせた計8方位において、光軸Lに対する距離が等しい関係にある各点を、それぞれ基準点Oの位置決め点として設定し、これらの点に対応させて、FPD4の位置決め点を設定してもよい。   Note that the positions where the substrate 1 and the FPD 4 are positioned are not limited to the four directions indicated by the positive and negative X and Y axes. For example, in addition to the above four azimuths, in a total of eight azimuths that are azimuthally inclined by 45 degrees with respect to the X and Y axes, each point having the same distance to the optical axis L is designated as the reference point O. The positioning points of the FPD 4 may be set in correspondence with these points.

また上記の例のように、光軸Lに対する基準点Oの距離が一定になるように基板1を移動させる場合には、基準点Oは、光軸Lを中心にした円の円周に沿って移動していると考えられるが、基準点Oの軌道は円軌道に限定されるものではない。たとえば基準点Oの位置が楕円または矩形状の軌道をもって変化するように、毎時の基板1の位置を定めてもよい。   When the substrate 1 is moved so that the distance of the reference point O with respect to the optical axis L is constant as in the above example, the reference point O is along the circumference of a circle centered on the optical axis L. However, the trajectory of the reference point O is not limited to a circular trajectory. For example, the position of the substrate 1 every hour may be determined so that the position of the reference point O changes with an elliptical or rectangular orbit.

以下では、図3に示した方法で基板1およびFPD4を移動させることを前提に、基準断面Tの位置を、基準点Oが合わせられる点P1〜P4を用いて示し、FPD4の位置を点Q1〜Q4を用いて示すことにする。
図4では、基準断面Tが点P1の位置に置かれたときの投影状態と、点P2の位置に置かれたときの投影状態とを、対比させて示す。また各位置で生成されるX線透視画像A1,A2の模式図を、それぞれの位置に対応づけて示している。
In the following, on the assumption that the substrate 1 and the FPD 4 are moved by the method shown in FIG. 3, the position of the reference cross section T is shown using points P1 to P4 at which the reference point O is aligned, and the position of the FPD 4 is indicated by the point Q1. It will be shown using ~ Q4.
In FIG. 4, the projection state when the reference cross section T is placed at the position of the point P1 and the projection state when placed at the position of the point P2 are shown in contrast. Moreover, the schematic diagram of X-ray fluoroscopic images A1 and A2 generated at each position is shown in association with each position.

図4中、12は、基板1を挟んで検査領域に対向する位置に実装されている部品である(以下、「裏面部品12」という。)。この例では、説明を簡単にするために、基準断面T内にあるはんだ電極10の構成点、および裏面部品12の上面(基板1に接する面)について、それぞれFPD4の検出面4Aおよび各X線透視画像A1,A2における投影範囲を、傾斜方向が異なる斜線パターンにより示す。なお、対応関係を明確にするため、検出面4Aの投影範囲と画像A1,A2中の投影範囲には、それぞれ同一の符号(S1,U1、またはS2,U2)を付す。また、画像A1,A2の背景部分(各投影範囲の外側部分)は、一般には黒色で表されるが、この例では、各投影範囲を確認しやすいように、紙面の地の色(白色)とする。   In FIG. 4, reference numeral 12 denotes a component mounted at a position facing the inspection region with the substrate 1 interposed therebetween (hereinafter referred to as “back surface component 12”). In this example, in order to simplify the description, the detection surface 4A of the FPD 4 and each X-ray of the constituent points of the solder electrode 10 in the reference cross section T and the upper surface of the back surface component 12 (surface in contact with the substrate 1), respectively. Projection ranges in the perspective images A1 and A2 are indicated by oblique line patterns having different inclination directions. In order to clarify the correspondence, the same range (S1, U1, or S2, U2) is assigned to the projection range of the detection surface 4A and the projection ranges in the images A1 and A2. In addition, although the background portions (outside portions of the projection ranges) of the images A1 and A2 are generally represented in black, in this example, the background color (white) of the paper surface is easy to confirm each projection range. And

また以下では、S1,S2を「はんだ電極10の投影範囲」といい、U1,U2を「裏面部品12の投影範囲」というが、S1,S2は、あくまでも基準断面T内のはんだ部分の投影範囲であり、はんだ電極10全体の投影像を表すものではない。U1,U2も、裏面部品12の基板1に接する底面(図示上は上側の面となる。)の投影範囲であり、裏面部品12の全体の投影像を表すものではない。   Hereinafter, S1 and S2 are referred to as “projection range of the solder electrode 10”, and U1 and U2 are referred to as “projection range of the back surface component 12,” but S1 and S2 are only the projection range of the solder portion in the reference cross section T. And does not represent a projected image of the entire solder electrode 10. U1 and U2 are also projection ranges of the bottom surface (in the drawing, the upper surface in the drawing) of the back surface component 12 that is in contact with the substrate 1, and do not represent the entire projected image of the back surface component 12.

この実施例のX線管3からは、各方位に均一に広がる円錐状のビームが照射され、また基準断面Tの基準点Oが常にFPD4の中心点Rに投影されるように、基板1とFPD4との位置が調整されている。したがって、基板1が移動して基準点Oの位置が変わっても、この基準点Oを含む基準断面T内の各点は、常に検出面4Aの同一座標に投影される。これに対し、裏面部品12の構成点は、基準断面Tとは異なる高さにあるため、毎回異なる座標に投影される。よって、毎時の透視撮影におけるはんだ電極10の投影範囲S1,S2は同一になるが、裏面部品12の投影範囲U1,U2は、異なるものになる。   The X-ray tube 3 of this embodiment is irradiated with a conical beam that uniformly spreads in each direction, and the reference point O of the reference section T is always projected onto the center point R of the FPD 4 with the substrate 1. The position with the FPD 4 is adjusted. Therefore, even if the substrate 1 moves and the position of the reference point O changes, each point in the reference cross section T including the reference point O is always projected on the same coordinate on the detection surface 4A. On the other hand, since the constituent point of the back surface part 12 is at a different height from the reference cross section T, it is projected to a different coordinate every time. Therefore, the projection ranges S1 and S2 of the solder electrode 10 in the hourly fluoroscopic imaging are the same, but the projection ranges U1 and U2 of the back surface component 12 are different.

基準断面Tが点P3の位置にあるときと、点P4の位置にあるときとの関係も、図4の例と同様になり、それぞれ図5中に符号A3,A4で示すようなX線透視画像が得られる。   The relationship between when the reference cross section T is at the position of the point P3 and when it is at the position of the point P4 is the same as in the example of FIG. 4, and X-ray fluoroscopy as indicated by reference numerals A3 and A4 in FIG. An image is obtained.

この実施例によるトモシンセシス方式の画像再構成処理では、基準断面Tを点P1,P2,P3,P4に位置合わせして生成した4枚のX線透視画像A1〜A4の各画素を、座標が対応する関係にあるもの毎に組み合わせ、これらの組み合わせ毎に、それぞれその組に属する4つの画素中で濃度が最も低い画素のデータ(すなわち4画素の中でX線透過率が一番高いことを示すデータ)の画像データを選択する。そして、各組に共通する座標に選択された画像データをあてはめることによって、基準断面Tの断層画像を生成する。   In the tomosynthesis image reconstruction process according to this embodiment, coordinates correspond to the pixels of the four fluoroscopic images A1 to A4 generated by aligning the reference section T with the points P1, P2, P3, and P4. Each of these combinations is combined, and for each of these combinations, data of the pixel having the lowest density among the four pixels belonging to the set (that is, the X-ray transmittance is the highest among the four pixels). Data) image data. Then, the tomographic image of the reference cross section T is generated by fitting the selected image data to the coordinates common to each set.

さらに、基準断面T以外の目標断面については、その断面と基準断面Tとの距離に基づき、上記の画像A1〜A4が当該目標断面を基準断面とした場合の画像になるように、各画素の座標を変更する(すなわち、目標断面内の各点の投影点の座標が一致するように画像A1〜A4を補正する。)。そして、補正後の4枚の画像を用いて、基準断面Tの場合と同様に、座標が対応する関係にある画素の組み合わせ毎に、濃度が最も低い画素の画像データを選択する方法によって、目標断面の断層画像を生成する。   Further, with respect to the target cross section other than the reference cross section T, based on the distance between the cross section and the reference cross section T, the above-described images A1 to A4 are images when the target cross section is the reference cross section. The coordinates are changed (that is, the images A1 to A4 are corrected so that the coordinates of the projection points of the respective points in the target cross section match). Then, using the four images after correction, as in the case of the reference cross section T, the target image is selected by a method of selecting image data of the pixel having the lowest density for each combination of pixels having coordinates corresponding to each other. A tomographic image of a cross section is generated.

なお、基準断面Tについても、必ずしもその断面T内の各点が同一座標に投影されるように基板1やFPD4の位置を定める必要はない。ただし、その場合には、基準断面Tについても、画像A1〜A4を上記と同様に補正する必要がある。   For the reference cross section T, it is not always necessary to determine the position of the substrate 1 or the FPD 4 so that each point in the cross section T is projected on the same coordinate. However, in that case, it is necessary to correct the images A1 to A4 in the same manner as described above for the reference cross section T.

つぎに図5〜7を用いて、断層画像の再構成の具体例と裏面部品12が及ぼす影響について説明する。なお、この例では、図3の方法により撮影された基準断面TのX線透視画像A1〜A4を用いた画像再構成を示すが、これらの画像を補正して再構成処理を行う場合にも、画像再構成に及ぼす裏面部品12の影響は、図5〜7に示すのと同様になる。   Next, specific examples of tomographic image reconstruction and the influence of the back part 12 will be described with reference to FIGS. In this example, image reconstruction using the X-ray fluoroscopic images A1 to A4 of the reference cross section T photographed by the method of FIG. 3 is shown. However, even when these images are corrected and reconstruction processing is performed. The influence of the back surface part 12 on the image reconstruction is the same as that shown in FIGS.

図5〜7では、基準断面Tを点P1,P2,P3,P4に位置合わせして生成したX線透視画像A1,A2,A3,A4を、図3に示した4点P1,P2,P3,P4の位置関係に合わせて配置するとともに、これらの画像の中央に、各画像により再構成された断層画像Bを配置している。   5 to 7, X-ray fluoroscopic images A1, A2, A3, and A4 generated by aligning the reference section T with the points P1, P2, P3, and P4 are the four points P1, P2, and P3 shown in FIG. , P4, and a tomographic image B reconstructed by each image is arranged at the center of these images.

各画像A1〜A4中のS1〜S4は、はんだ電極10の投影範囲であり、U1〜U4は裏面部品12の投影範囲である。図4を用いて説明したように、基準断面Tにおけるはんだ電極10の構成点は、いずれのX線透視画像A1〜A4でもそれぞれ同一の座標に投影されるが、裏面部品12の構成点が投影される座標は、画像によって変動する。   S1 to S4 in the images A1 to A4 are projection ranges of the solder electrode 10, and U1 to U4 are projection ranges of the back surface component 12. As described with reference to FIG. 4, the constituent points of the solder electrode 10 in the reference section T are projected on the same coordinates in any of the fluoroscopic images A1 to A4, but the constituent points of the back surface component 12 are projected. The coordinates to be changed vary depending on the image.

図5の例では、いずれの画像A1〜A4でも、裏面部品12は、はんだ電極10の投影範囲S1〜S4の外側(背景部分)に投影される。また、各画像A1〜A4における裏面部品12の投影範囲U1〜U4は、いずれも他の範囲に重複していない。   In the example of FIG. 5, the back surface component 12 is projected on the outside (background portion) of the projection range S1 to S4 of the solder electrode 10 in any of the images A1 to A4. In addition, the projection ranges U1 to U4 of the back surface part 12 in each of the images A1 to A4 do not overlap with other ranges.

したがって、対応関係にある4画素のうち濃度が最小の画素のデータを選択する方法によれば、画像間で一致するはんだ電極10の投影範囲S1〜S4については、いずれの画像のデータが選択されたとしても、はんだ電極10を表すデータが選択される。これに対し、背景部分については、いずれかの画像で部品12が投影されたために濃度が高くなった箇所があっても、他の部品12が投影されていない画像における同一箇所の濃度の方が低いため、部品12の投影状態を表すデータが選択されることはない。よって、断層画像Bには、はんだ電極10の画像Sが明瞭に現れるが、裏面部品12の画像が現れることはない。   Therefore, according to the method of selecting the data of the pixel having the lowest density among the four pixels having the corresponding relationship, any image data is selected for the projection ranges S1 to S4 of the solder electrodes 10 that match between the images. Even so, data representing the solder electrode 10 is selected. On the other hand, regarding the background portion, even if there is a portion where the density is high because the component 12 is projected in any image, the density of the same portion in the image where the other component 12 is not projected is more. Since it is low, data representing the projection state of the component 12 is not selected. Therefore, although the image S of the solder electrode 10 appears clearly in the tomographic image B, the image of the back surface component 12 does not appear.

なお、図5では、断層画像B中の部品12の投影範囲U1〜U4に対応する部分を点線枠で示す。一般的な画像の平均化処理による画像再構成を行った場合には、これら点線枠の範囲に、うっすらとした画像が現れる可能性がある。   In FIG. 5, portions corresponding to the projection ranges U1 to U4 of the component 12 in the tomographic image B are indicated by dotted line frames. When image reconstruction is performed by a general image averaging process, a light image may appear in the range of the dotted frame.

図6は、裏面部品12の投影範囲U1〜U4が、図5の例より大きくなった場合のX線透視画像A1,A2,A3,A4、およびこれらの画像A1〜A4により再構成された断層画像Bを示す。
この例では、いずれの画像A1〜A4でも、はんだ電極10の投影範囲S1〜S4と裏面部品12の投影範囲U1〜U2との間に重なりが生じている。投影範囲が重なる部分では、他の部分より濃度が高くなるため、画像の白みが強くなる。しかし、各画像A1〜A4における重なり部分の出現範囲を比較すると、撮影時のX線管3の方位が直交する関係にある画像間には共通に含まれる箇所はあるものの、撮影時のX線管3の方位が相反する関係にある画像間に共通に含まれる箇所はない。したがって、画像A1〜A4の裏面部品12の投影範囲U1〜U4のすべてに共通する箇所は存在しないから、はんだ電極10の投影範囲S1〜S4については、常に裏面部品12の投影範囲に重なっていない画像のデータが選択される。また背景部分についても、図5の例と同様に、常に背景を表すデータが選択されるから、断層画像B中に裏面部品12による画像が現れることはない。
6 shows X-ray fluoroscopic images A1, A2, A3, and A4 when the projection ranges U1 to U4 of the back surface component 12 become larger than the example of FIG. 5, and the tomogram reconstructed by these images A1 to A4. Image B is shown.
In this example, in any of the images A1 to A4, there is an overlap between the projection ranges S1 to S4 of the solder electrode 10 and the projection ranges U1 to U2 of the back surface component 12. In the part where the projection ranges overlap, the density is higher than in the other parts, so the whiteness of the image becomes stronger. However, when the appearance ranges of overlapping portions in the images A1 to A4 are compared, X-rays at the time of photographing are present although there are portions that are commonly included between images in which the orientations of the X-ray tube 3 at the time of photographing are orthogonal to each other. There is no common location between images in which the orientations of the tubes 3 are in conflict. Therefore, since there is no place common to all the projection ranges U1 to U4 of the back surface component 12 in the images A1 to A4, the projection ranges S1 to S4 of the solder electrode 10 do not always overlap the projection range of the back surface component 12. Image data is selected. For the background portion, as in the example of FIG. 5, data representing the background is always selected, so that an image of the back surface component 12 does not appear in the tomographic image B.

図7は、裏面部品12の投影範囲U1〜U4がさらに大きくなった場合のX線透視画像A1,A2,A3,A4、およびこれらの画像A1〜A4により再構成された断層画像Bを示す。   FIG. 7 shows X-ray fluoroscopic images A1, A2, A3, A4 and a tomographic image B reconstructed from these images A1 to A4 when the projection ranges U1 to U4 of the back part 12 are further increased.

この例では、各X線透視画像A1〜A4における裏面部品12の投影範囲U1〜U4が、はんだ電極10の投影範囲S1〜S4の半分以上の範囲に重複し、その結果、画像の中心部分が裏面部品12の4つの投影範囲U1〜U4に共通に含まれている。投影範囲U1〜U4に共通に含まれる箇所では、裏面部品12による濃度が加味された画像データが選択されるため、再構成された断層画像Bの対応箇所に、周囲より濃度の高いノイズNが現れる。   In this example, the projection ranges U1 to U4 of the back surface component 12 in the X-ray fluoroscopic images A1 to A4 overlap with more than half of the projection ranges S1 to S4 of the solder electrode 10, and as a result, the central portion of the image is It is commonly included in the four projection ranges U1 to U4 of the back part 12. Since the image data in which the density of the back surface component 12 is taken into consideration is selected at the locations that are commonly included in the projection ranges U1 to U4, noise N having a higher density than the surroundings is present at the corresponding location of the reconstructed tomographic image B. appear.

つぎに、X線CTによる画像再構成では、FPD4を、図1に一点鎖線で示したように傾けて、基板1およびFPD4の位置を種々に変化させる。位置が変化しても、FPD4およびX線管3の各中心点を結ぶ軸線は、目標断面を特定の基準点の位置で斜めに横切る状態に維持される。また、基板1、X線管3、およびFPD4の関係が、X線源3およびFPD4を固定して、基準点を軸に目標断面を所定の角度単位ずつ回転させた場合と同様に変化するように、基板1およびFPD4の位置を変更し、位置変更の都度、X線管3およびFPD4を駆動して透視撮影を行わせる。   Next, in image reconstruction by X-ray CT, the position of the substrate 1 and the FPD 4 is changed variously by tilting the FPD 4 as shown by the one-dot chain line in FIG. Even if the position changes, the axis connecting the center points of the FPD 4 and the X-ray tube 3 is maintained in a state of crossing the target cross section obliquely at the position of the specific reference point. Further, the relationship between the substrate 1, the X-ray tube 3, and the FPD 4 changes in the same manner as when the X-ray source 3 and the FPD 4 are fixed and the target cross section is rotated by a predetermined angle unit around the reference point. Then, the positions of the substrate 1 and the FPD 4 are changed, and the X-ray tube 3 and the FPD 4 are driven each time the position is changed to perform fluoroscopic imaging.

毎時の撮影により生成されたX線透視画像は、演算処理装置23に入力され、前出の特許文献1に開示されたのと同様の方法、すなわち各入力画像を、基板1の法線方向に直交する方向から透視を行った状態を表す画像に変換し、変換後の各画像を用いて、目標断面R内の複数点のX線吸収係数を算出する方法により、目標断面の断層画像が生成される。   An X-ray fluoroscopic image generated by photographing every hour is input to the arithmetic processing unit 23, and the same method as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, that is, each input image is arranged in the normal direction of the substrate 1. A tomographic image of the target cross-section is generated by a method of converting to an image representing the state of fluoroscopy from the orthogonal direction and calculating the X-ray absorption coefficients of a plurality of points in the target cross-section R using each converted image. Is done.

なお、X線CTでは、上記の手法による複数回の透視撮影および画像再構成を、目標断面毎に実行する必要がある。   In X-ray CT, it is necessary to execute a plurality of fluoroscopic imaging and image reconstruction by the above method for each target section.

X線CTによる画像再構成では処理に時間がかかるが、複雑な演算によって、基準断面T以外の構成物を除去するので、高精度の断層画像を得ることができる。
これに対し、トモシンセシスによる画像再構成では、ノイズNが生じる場合があるが、X線CTに比べると、透視撮影の回数がはるかに少ないため、短時間で撮影を完了することができる。また画像再構成のための演算も簡単で、制御部21のみで実行することができる。さらに、複数の面の断層画像が必要な場合でも、いずれか1つの面を対象に透視撮影を行えば、その撮影により得たX線透視画像を他の高さの面のX線透視画像に変換し、その高さにおける断層画像を再構成することができる。
Although image reconstruction by X-ray CT takes time, processing other than the reference cross section T is removed by a complicated calculation, so that a highly accurate tomographic image can be obtained.
On the other hand, in the image reconstruction by tomosynthesis, noise N may occur. However, since the number of fluoroscopic imaging is much smaller than that of X-ray CT, imaging can be completed in a short time. The calculation for image reconstruction is also simple and can be executed only by the control unit 21. Furthermore, even when a tomographic image of a plurality of surfaces is required, if fluoroscopic imaging is performed on any one surface, the X-ray fluoroscopic image obtained by the imaging is converted into an X-ray fluoroscopic image of a surface of another height. Transform and tomographic images at that height can be reconstructed.

このように、トモシンセシスによる画像再構成を行えば、処理時間を大幅に短縮することができるので、現場のユーザは、できるだけトモシンセシスによる画像再構成を行うことを希望している。しかし、図7に示したようなノイズNが生じる場合には、はんだ電極10に欠陥があるという誤判別が生じる可能性があるので、トモシンセシスによる検査をあきらめて、X線CTによる精度の高い断層画像を用いた検査を行う必要がある。   As described above, if image reconstruction by tomosynthesis is performed, the processing time can be greatly shortened. Therefore, the user in the field desires to perform image reconstruction by tomosynthesis as much as possible. However, when noise N as shown in FIG. 7 occurs, there is a possibility that a misjudgment that the solder electrode 10 is defective may occur. Therefore, the inspection by tomosynthesis is given up, and a high-accuracy fault by X-ray CT is given. It is necessary to perform an inspection using an image.

そこで、この実施例では、検査前のティーチングにおいて、検査領域毎に、この領域に対しトモシンセシスによる画像再構成を行った場合に、裏面部品12に起因するノイズNが生じるかどうかを判別し、その判別結果に応じて、2種類の画像再構成方法のいずれかを実行するかを決定するようにしている。この判別処理は、制御部21により、基板1のCADデータを用いて自動的に実施される。以下、この判別処理の原理について、図8〜11を用いて説明する。   Therefore, in this embodiment, it is determined whether or not noise N caused by the back surface component 12 occurs when image reconstruction by tomosynthesis is performed on this area for each inspection area in teaching before inspection. According to the determination result, it is determined which of the two types of image reconstruction methods is to be executed. This determination process is automatically performed by the control unit 21 using the CAD data of the substrate 1. Hereinafter, the principle of this discrimination process will be described with reference to FIGS.

図8は、図3,4に示した撮影処理を、基板1を静止させ、X線管3およびFPD4を相対的に移動させるものに置き換えて、基準断面T内の基準点Oに対する方位が相反する2方向からのX線と、基準断面Tおよび裏面部品12との関係を示したものである。図中の直線m1は、基準点Oを点P1に合わせて透視撮影を行ったとき(図4の左手の撮影状態)の点Oに対するX線の進行方向に相当し、直線m2は、基準点Oを点P2に合わせて透視撮影を行ったとき(図4の右手の撮影状態)の点Oに対するX線の進行方向に相当する。以下、直線m1に対応する方位からのX線による透過撮影を「第1撮影」といい、直線m2に対応する方位からのX線による透過撮影を「第2撮影」という。   8 replaces the imaging processing shown in FIGS. 3 and 4 with the substrate 1 being stationary and the X-ray tube 3 and the FPD 4 being relatively moved, and the orientation with respect to the reference point O in the reference section T is contradictory. The relationship between the X-rays from the two directions and the reference cross section T and the back surface component 12 is shown. The straight line m1 in the figure corresponds to the X-ray traveling direction with respect to the point O when fluoroscopic imaging is performed with the reference point O aligned with the point P1 (the left hand imaging state in FIG. 4), and the straight line m2 is the reference point This corresponds to the advancing direction of the X-ray with respect to the point O when fluoroscopic imaging is performed by matching O with the point P2 (right-hand imaging state in FIG. 4). Hereinafter, transmission imaging using X-rays from the direction corresponding to the straight line m1 is referred to as “first imaging”, and transmission imaging using X-rays from the direction corresponding to the straight line m2 is referred to as “second imaging”.

直線m1,m2が示す方向からのX線は、それぞれ基板1の裏面を、点n1,n2の位置で通過し、FPD4の検出面4Aの中心点Rに達する。したがって、点n1,n2は、基準点Oと同じ位置、すなわち点Rに投影される。   X-rays from the directions indicated by the straight lines m1 and m2 pass through the back surface of the substrate 1 at the positions of points n1 and n2, respectively, and reach the center point R of the detection surface 4A of the FPD 4. Therefore, the points n1 and n2 are projected at the same position as the reference point O, that is, the point R.

図8において、基準点Oを通る鉛直方向の軸Gを基準に、基板1の裏面より下にある各点のFPD4の検出面4Aに対する投影状態を説明すると、点n1から点n2までの範囲(以下、「n1−n2間」という。)にある各点は、第1撮影、第2撮影のいずれにおいても、軸Gから見て、中心点Rより手前の位置に投影される。これに対し、点n1より左側に位置する点は、第1撮影において、中心点Rより外側に投影される。また、点n2間より右側に位置する点は、第2撮影において、中心点Rより外側に投影される。   In FIG. 8, the projection state of each point below the back surface of the substrate 1 on the detection surface 4A of the FPD 4 on the basis of the vertical axis G passing through the reference point O will be described as a range from a point n1 to a point n2 ( Hereinafter, each point in “between n1 and n2” is projected at a position before the center point R when viewed from the axis G in both the first and second imaging. On the other hand, the point located on the left side of the point n1 is projected outside the center point R in the first photographing. In addition, the point located on the right side between the points n2 is projected outside the center point R in the second imaging.

図8では、実装範囲がn1−n2間に含まれる裏面部品12を実線で示すとともに、実装範囲がn1−n2より大きい裏面部品12を、一点鎖線で示している。   In FIG. 8, the back surface component 12 whose mounting range is included between n1 and n2 is indicated by a solid line, and the back surface component 12 whose mounting range is greater than n1 and n2 is indicated by a dashed line.

図9は、図8に示した2種類の部品12について、第1および第2の撮影における投影範囲U1,U2を、FPD4の断面内にそれぞれ方向の異なる斜線パターンとして示したものである。また、図中のa,bは、基板1に接する裏面部品12の底面の端縁の位置を示し、a1,b1は第1撮影における点a,bの投影位置を、a2,b2は第2撮影における点a,bの投影位置を、それぞれ示す。   FIG. 9 shows the projection ranges U1 and U2 in the first and second imaging for the two types of parts 12 shown in FIG. 8 as hatched patterns having different directions in the cross section of the FPD 4 respectively. In addition, a and b in the figure indicate the positions of the edges of the bottom surface of the back surface component 12 in contact with the substrate 1, a1 and b1 are the projection positions of the points a and b in the first imaging, and a2 and b2 are the second. Projection positions of points a and b in photographing are shown respectively.

図9(1)は、図8に実線で示した裏面部品12の投影状態を示す。この部品12では、点a,bがともにn1−n2間にあるので、第1撮影、第2撮影とも、これらの点a,bは、軸Gから見て中心点Rより手前位置に投影される。したがって、この場合には、投影範囲U1,U2間に重複が生じることはない。   FIG. 9 (1) shows the projection state of the back surface component 12 shown by the solid line in FIG. In this component 12, since the points a and b are both between n1 and n2, the points a and b are projected to a position before the center point R when viewed from the axis G in both the first and second imaging. The Therefore, in this case, there is no overlap between the projection ranges U1 and U2.

図9(2)は、図8に一点鎖線で示した裏面部品12の投影状態を示す。この部品12では、点a,bがそれぞれn1−n2間より外側に位置するため、第1撮影では点aが、第2撮影では点bが、それぞれ中心点Rより遠くに投影される。したがって、いずれの投影範囲U1,U2も中心点Rを超えてしまうから、投影範囲U1,U2間に重複が生じる。   FIG. 9 (2) shows a projected state of the back surface component 12 shown by the one-dot chain line in FIG. In this component 12, since the points a and b are located outside between n1 and n2, the point a is projected farther from the center point R in the first photographing and the point b in the second photographing. Therefore, since any projection range U1, U2 exceeds the center point R, overlap occurs between the projection ranges U1, U2.

すなわち、上記の例の場合には、裏面部品12の幅wがn1−n2間の距離より小さい場合には、第1撮影における裏面部品12の投影範囲U1と第2撮影における裏面部品12の投影範囲U2が重複することはないが、裏面部品12の幅wがn1−n2間の距離を超える場合には、投影範囲U1,U2に重複が生じる。   That is, in the case of the above example, when the width w of the back surface component 12 is smaller than the distance between n1 and n2, the projection range U1 of the back surface component 12 in the first shooting and the projection of the back surface component 12 in the second shooting. Although the range U2 does not overlap, when the width w of the back surface component 12 exceeds the distance between n1 and n2, the projection ranges U1 and U2 overlap.

ここで、図8に戻って、基準点Oに対する各方位からのX線の照射角度を、軸Gに対する直線m1,m2の角度θ1,θ2により表し、基準断面Tの高さをhとすると、n1−n2間の距離dfは、下記の(1)式により求められる。
df=h・(tanθ1+tanθ2) ・・・(1)
Here, returning to FIG. 8, the irradiation angle of X-rays from each direction with respect to the reference point O is represented by the angles θ1 and θ2 of the straight lines m1 and m2 with respect to the axis G, and the height of the reference section T is h. The distance df between n1 and n2 is obtained by the following equation (1).
df = h · (tan θ1 + tan θ2) (1)

上記において、角度θ1,θ2はあらかじめ定められており(この実施例では、θ1=θ2である。)、基準断面Tの高さhも、目標断面の設定において定められる。したがって、これらの値を(1)式にあてはめることにより、n1−n2間の距離dfを求めることができる。さらに、裏面部品12の幅wを、たとえば基板1のCADデータから求め、そのwの値をdfと比較すれば、この部品12の投影範囲U1,U2が重複するかどうかを判別することができる。   In the above, the angles θ1 and θ2 are predetermined (in this embodiment, θ1 = θ2), and the height h of the reference cross section T is also determined in setting the target cross section. Therefore, the distance df between n1 and n2 can be obtained by applying these values to the equation (1). Further, if the width w of the back surface component 12 is obtained from, for example, CAD data of the substrate 1, and the value of w is compared with df, it can be determined whether or not the projection ranges U1 and U2 of the component 12 overlap. .

なお、裏面部品12が直方体状である場合には、底面以外の各断面は、底面の投影範囲よりも手前側(X線管3に近い側)にずれた範囲に投影されるので、基板1に接する部品12の底面の投影範囲U1,U2に重複が生じていなければ、その他の断面の投影範囲に重複が生じることもない。   In addition, when the back surface part 12 is a rectangular parallelepiped shape, each cross section other than the bottom surface is projected in a range shifted to the near side (side closer to the X-ray tube 3) than the projection range of the bottom surface. If there is no overlap in the projection ranges U1 and U2 on the bottom surface of the part 12 that is in contact with, the projection ranges in other sections do not overlap.

ただし、裏面部品12の幅wがn1−n2間の距離dfより小さい場合でも、常に図8の例のように、部品12の底面全体がn1−n2間に含まれるように位置するとは限らない。この点に鑑み、裏面部品12の底面の一方の端部はn1−n2間にあるが、他端はn1−n2間の外にある場合にも、上記の部品12の幅wと距離dfとの比較による判別が可能であるかどうかについて、検討する必要がある。   However, even when the width w of the back surface component 12 is smaller than the distance df between n1 and n2, the entire bottom surface of the component 12 is not always located between n1 and n2, as in the example of FIG. . In view of this point, one end of the bottom surface of the back surface component 12 is between n1 and n2, but the other end is between n1 and n2, and the width w and distance df of the above component 12 It is necessary to consider whether it is possible to determine by comparing the two.

図10は、上記の検討の結果を示す図である。この図では、図8中に実線で示した部品12が、右方向に距離d1だけずれたものとして、直線m1に対応する方位からのX線による第1撮影で生成されたX線透視画像A1と、直線m2に対応する方位からのX線による第2撮影で生成されたX線透視画像A2とを示している。この場合、各画像A1,A2における裏面部品12の投影範囲U1,U2は、部品12が図8の位置にある場合の投影範囲U1´,U2´(一点鎖線で示す。)に対して、それぞれ一定距離d2だけ右方向にずれる。
このように、n1−n2に対する部品12の位置がずれても、各画像A1,A2における部品12の投影範囲U1,U2は、同じ方向に、実際の部品のずれに応じた一定量d2ずつずれるだけである。したがって、投影範囲U1´,U2´に重複が生じていないならば、投影範囲U1,U2に重複が生じることもない。
FIG. 10 is a diagram showing the results of the above examination. In this figure, it is assumed that the part 12 indicated by the solid line in FIG. 8 is shifted to the right by the distance d1, and the X-ray fluoroscopic image A1 generated by the first imaging with the X-ray from the direction corresponding to the straight line m1. And an X-ray fluoroscopic image A2 generated by the second imaging with X-rays from the direction corresponding to the straight line m2. In this case, the projection ranges U1 and U2 of the back surface component 12 in each of the images A1 and A2 are respectively relative to the projection ranges U1 ′ and U2 ′ (indicated by alternate long and short dash lines) when the component 12 is in the position of FIG. It shifts to the right by a certain distance d2.
Thus, even if the position of the component 12 with respect to n1-n2 shifts, the projection ranges U1, U2 of the component 12 in the images A1, A2 shift in the same direction by a certain amount d2 according to the actual component shift. Only. Therefore, if the projection ranges U1 ′ and U2 ′ do not overlap, the projection ranges U1 and U2 do not overlap.

したがって、裏面部品12の位置にかかわらず、前出の(1)式により求めたn1−n2間の距離dfと裏面部品12の幅wとを比較することによって、第1撮影および第2撮影における裏面部品12の投影範囲U1,U2に重複が生じるかどうかを容易に判別することができる。   Therefore, regardless of the position of the back surface part 12, by comparing the distance df between n1 and n2 obtained by the above equation (1) and the width w of the back surface part 12, the first image capturing and the second image capturing are performed. It is possible to easily determine whether or not the projection ranges U1 and U2 of the back part 12 are overlapped.

さらに基準断面Tを点P3に合わせ、FPD4を点Q3に合わせた状態での透視撮影(以下、「第3撮影」という。)と、基準断面Tを点P4に合わせ、FPD4を点Q3に合わせた状態での透視撮影(以下、「第4撮影」という。)についても、第1撮影および第2撮影の組み合わせにつき実施したのと同様の方法によって、裏面部品12の投影範囲U3,U4に重複が生じるかどうかを判別することができる。   Further, fluoroscopic imaging (hereinafter referred to as “third imaging”) in which the reference section T is aligned with the point P3 and the FPD4 is aligned with the point Q3, the reference section T is aligned with the point P4, and the FPD4 is aligned with the point Q3. In the case of fluoroscopic imaging (hereinafter referred to as “fourth imaging”) in the state of being in a state of being overlapped with the projection ranges U3 and U4 of the back surface component 12 in the same manner as that performed for the combination of the first imaging and the second imaging. Can be determined.

先の図5〜7に示したように、この実施例のトモシンセシスによる画像構成処理では、各透視撮影を、基準点Oに対するX線の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせた場合(すなわち第1撮影と第2撮影とを組み合わせ、第3撮影と第4撮影とを組み合わせる。)に、少なくともいずれか一方の組み合わせで裏面部品12の投影範囲に重複が生じていなければ、ノイズNは発生しない。   As shown in FIGS. 5 to 7 above, in the image construction processing by tomosynthesis of this embodiment, each fluoroscopic imaging is combined for each of the X-ray azimuths with respect to the reference point O that are in an opposite relationship (that is, If the first image capturing and the second image capturing are combined, and the third image capturing and the fourth image capturing are combined), and at least one of the combinations does not cause an overlap in the projection range of the back surface component 12, noise N is generated. do not do.

したがって、組み合わせ毎に、前出の裏面部品12の幅wと距離dfとを比較した結果、少なくとも一方の組み合わせにおいてw<dfとなれば、4枚のX線透視画像A1〜A4における裏面部品12の投影範囲U1〜U4のすべての間に重複箇所が生じることはなく、ノイズNは発生しない。よって、このような関係が成立する検査領域に対しては、トモシンセシスによる画像再構成を適用することができる。   Therefore, as a result of comparing the width w and distance df of the above-described back surface component 12 for each combination, if w <df in at least one of the combinations, the back surface component 12 in the four X-ray fluoroscopic images A1 to A4. No overlap occurs between all the projection ranges U1 to U4, and no noise N is generated. Therefore, image reconstruction by tomosynthesis can be applied to the examination region where such a relationship is established.

一方、いずれの組み合わせにおいても、w>dfとなる場合には、毎時の撮影における裏面部品12の投影範囲U1〜U4には、図7の例のような重複が生じ、ノイズNが発生する。したがって、このような関係が成立する検査領域に対しては、X線CTによる画像再構成を適用する必要がある。   On the other hand, in any combination, when w> df, the projection ranges U1 to U4 of the back surface part 12 in photographing every hour are overlapped as shown in the example of FIG. Therefore, it is necessary to apply image reconstruction by X-ray CT to the examination region where such a relationship is established.

透視撮影の回数が増えた場合も同様に、X線源の方位が対向する関係にある複数の撮影の組毎に、その組み合わせにつきX線源の方位の相反が生じている方向について、各方位から基準点Oに対するX線が基板1の裏面を通過する位置n1,n2間の距離と部品の幅wとを比較する。この場合にも、すべての組み合わせにおいて裏面部品12の投影範囲に重複が生じない限り、ノイズNが生じることはない。よって、撮影回数に関わらず、撮影時の目標断面に対するX線の方位が対向する関係にある撮影の組み合わせ毎に、上記のwとdfとを比較することによって、トモシンセシスによる画像再構成が可能であるかどうかを判断することができる。   Similarly, when the number of fluoroscopic imaging increases, for each of a plurality of imaging groups in which the X-ray source orientations are opposed to each other, the direction in which the X-ray source orientation conflict occurs for each combination The distance between the positions n1 and n2 where the X-ray with respect to the reference point O passes the back surface of the substrate 1 is compared with the width w of the component. In this case as well, noise N does not occur unless the projection range of the back surface component 12 overlaps in all combinations. Therefore, image reconstruction by tomosynthesis is possible by comparing the above w and df for each combination of imaging in which the X-ray orientation with respect to the target cross section at the time of imaging opposes regardless of the number of imaging. It can be determined whether there is.

なお、図8〜10では、説明の便宜のために、はんだボール10の中心を通る水平面を基準断面Tとして、裏面部品12によるノイズの有無を判別するための原理を説明したが、実際の判別処理では、複数の目標断面のうち最も基板1に近い位置にある断面(すなわちhの値が最も小さい断面)を対象に(1)式を実行する必要がある。(1)式によれば、hの値が小さいほど距離dfも小さくなるから、最も低い断面を演算の対象とすることにより、dfの最小値を求めることができる。裏面部品の幅wがこの最小のdfよりも小さい場合には、いずれの断面についても、裏面部品の投影範囲の重複によるノイズは生じない。反対に、幅wが最小のdf以上であれば、いずれの断面でも、裏面部品の投影範囲の重複によるノイズが生じることになる。
この距離dfの算出に用いる断面は、実際の撮影における基準断面Tとしてもよいが、算出に用いた断面以外の断面を基準断面Tとしても、特段の問題は生じない。
8 to 10, for convenience of description, the principle for determining the presence or absence of noise due to the back surface component 12 is described using the horizontal plane passing through the center of the solder ball 10 as the reference cross section T. In the processing, it is necessary to execute the expression (1) for a cross section closest to the substrate 1 among a plurality of target cross sections (that is, a cross section having the smallest value of h). According to equation (1), the smaller the value of h, the smaller the distance df. Therefore, the minimum value of df can be obtained by taking the lowest cross section as the object of calculation. When the width w of the back part is smaller than the minimum df, no noise is generated due to the overlap of the projection range of the back part in any cross section. On the other hand, if the width w is equal to or greater than the minimum df, noise occurs due to the overlap of the projection range of the back part in any cross section.
The cross section used for calculating the distance df may be the reference cross section T in actual photographing, but no particular problem occurs even if a cross section other than the cross section used for the calculation is used as the reference cross section T.

つぎに、図8〜10の例では、基準断面Tに対応する裏面部品12を1つとしたが、裏面側の部品配置によっては、図11に示すように、方位が相反する2方向からのX線が透過する範囲に、複数の部品12が存在する可能性もある。このような場合も、部品12間の距離Dが所定のしきい値以内であれば、これらの部品を1つとみなし、各部品の幅および距離Dを加算した値をwとして、上記の判別処理を実行してもよい。   Next, in the example of FIGS. 8 to 10, there is one back surface component 12 corresponding to the reference cross section T. However, depending on the component arrangement on the back surface side, as shown in FIG. There may be a plurality of parts 12 in the range through which the line is transmitted. Also in such a case, if the distance D between the parts 12 is within a predetermined threshold value, these parts are regarded as one, and the value obtained by adding the width and the distance D of each part is set as w. May be executed.

また、上記の判別では、裏面部品12を直方体であると想定しているが、部品の底面より上面の方が面積が広くなるなど、裏面部品12の形状が直方体以外のものになる場合には、この部品に外接する直方体を想定し、その直方体の幅をwとするのが望ましい。また、X,Y以外の方向でX線源の方位の相反が生じている場合には、その方向に平行な辺を持つ直方体を部品に外接させて、幅wを求めるとよい。   In the above determination, the back surface component 12 is assumed to be a rectangular parallelepiped. However, when the shape of the back surface component 12 is other than a rectangular parallelepiped, such as the area of the upper surface is larger than the bottom surface of the component. Assuming a rectangular parallelepiped circumscribing this part, it is desirable that the width of the rectangular parallelepiped is w. Further, when there is a reciprocal orientation of the X-ray source in directions other than X and Y, the width w may be obtained by circumscribing a rectangular parallelepiped having sides parallel to that direction.

また上記の例では、基板支持ステージ2に支持された基板1の上面側のはんだ電極10を検査する場合について検討したが、基板1の下面側のはんだ電極10を検査する場合にも同様に、基板1に最も近い断面を対象に、その断面内の基準点に対する方位が相反する撮影の組み合わせ毎に、上記(1)式により求めた距離dfと上面側の部品の幅とを比較することによって、当該部品によるノイズが生じるか否かを判別することができる。ただし、この場合の(1)式では、基板の上面から演算対象の断面までの距離をhとする必要がある。   Further, in the above example, the case of inspecting the solder electrode 10 on the upper surface side of the substrate 1 supported by the substrate support stage 2 has been examined. Similarly, when the solder electrode 10 on the lower surface side of the substrate 1 is inspected, By comparing the distance df obtained by the above equation (1) with the width of the component on the upper surface side for each combination of photographing in which the orientation with respect to the reference point in the cross section is opposite for the cross section closest to the substrate 1 It is possible to determine whether or not noise is generated by the component. However, in the equation (1) in this case, the distance from the upper surface of the substrate to the cross section to be calculated needs to be h.

図12は、ティーチングの手順を示す。この実施例のティーチングでは、ユーザが簡単な指示を行うことにより、自動的に、はんだ電極10の検査の対象とする検査領域の割り付けと、断層画像の再構成の手法とが設定される。   FIG. 12 shows a teaching procedure. In the teaching of this embodiment, when a user gives a simple instruction, an inspection region to be inspected for the solder electrode 10 and a method for reconstructing a tomographic image are automatically set.

まずステップ1では、検査対象の基板1のCADデータを入力する。ステップ2では、基板1およびはんだ電極10の厚みに基づき、はんだ電極10の観測に適した目標断面の数および基準断面の高さを設定する。なお、目標断面間の間隔は固定されているものとするが、この間隔は適宜変更可能である。   First, in step 1, CAD data of a substrate 1 to be inspected is input. In step 2, based on the thickness of the substrate 1 and the solder electrode 10, the number of target cross sections suitable for observation of the solder electrode 10 and the height of the reference cross section are set. In addition, although the space | interval between target cross sections shall be fixed, this space | interval can be changed suitably.

この実施例では、検査領域の面積として、FPD4に投影可能な広さに相当する一定の値を設定しており、ステップ3では、CADデータからBGA部品11の情報を抽出し、この情報と上記の一定の面積とを用いて、検査領域の割り付けを行う。なお、BGA部品11の大きさによっては、1つの部品に複数の検査領域が割り付けられる。
この後は、設定された検査領域に順に着目し、領域毎にステップ4〜11を実行する。
In this embodiment, a constant value corresponding to the size that can be projected onto the FPD 4 is set as the area of the inspection region. In step 3, information on the BGA component 11 is extracted from the CAD data, The inspection area is allocated using a certain area. Depending on the size of the BGA component 11, a plurality of inspection areas are allocated to one component.
Thereafter, paying attention to the set inspection areas in order, Steps 4 to 11 are executed for each area.

まずステップ4では、ステップ2で設定した目標断面のうちの基板1に最も近い断面(最も低い位置にあるもの)を演算の対象に設定する。ステップ5では、この演算対象の断面の高さhと、X線の照射角度とを用いて、前出のn1−n2間の距離dfを算出し、算出されたdfの値を部品の幅wに対する判定基準値として設定する。なお、高さhは、基準断面Tの高さ、目標断面間の間隔、および基板1の厚みにより割り出すことができる。   First, in step 4, the cross section closest to the substrate 1 (the one at the lowest position) among the target cross sections set in step 2 is set as a calculation target. In step 5, the distance df between n1 and n2 is calculated using the height h of the cross section to be calculated and the X-ray irradiation angle, and the calculated df value is used as the component width w. Is set as the criterion value for. The height h can be determined by the height of the reference cross section T, the interval between the target cross sections, and the thickness of the substrate 1.

また、この例でも、図3に示した方法に基づき4回の撮影を行うものとして、X線管3の方位が相反する関係にある撮影の組み合わせ(第1撮影と第2撮影、および第3撮影と第4撮影)毎に、判定基準値dfを求める。   Also in this example, it is assumed that four times of imaging are performed based on the method shown in FIG. 3, and a combination of imaging (first imaging, second imaging, and third imaging) in which the orientations of the X-ray tube 3 are contradictory to each other. The determination reference value df is obtained every time shooting and fourth shooting).

ステップ6では、着目中の検査領域に対し、本体全体または本体の一部が基板1を挟んで対向する関係にある部品をCADデータに基づき特定し、その部品について、各撮影の組み合わせに対応する方向(X方向およびY方向)毎に、部品幅wを読み出す。なお、部品の形状等の問題から、部品に外接する直方体を設定する場合には、CADデータが示す部品の大きさや実装方向などに基づき、wの値を算出する必要がある。   In step 6, a part in which the entire body or a part of the body is opposed to the inspection area being focused on the substrate 1 is identified based on CAD data, and the part corresponds to each imaging combination. The component width w is read for each direction (X direction and Y direction). Note that when a rectangular parallelepiped circumscribing the component is set due to problems such as the shape of the component, it is necessary to calculate the value of w based on the component size and mounting direction indicated by the CAD data.

ステップ7では、ステップ5で求めた判定基準値dfとステップ6で特定した部品12の幅wとを比較することにより、各方位からのX線による裏面部品12の投影範囲U1〜U4に重複が生じるかどうかを判別する。具体的には、撮影時のX線管3の方位が相反する関係にある撮影の組み合わせ、すなわち第1撮影および第2撮影の組み合わせと、第3撮影および第4撮影の組み合わせとについて、それぞれ部品の幅wとdfとの大小関係をチェックし、少なくともいずれか一方の組み合わせでw<dfとなった場合には、投影範囲U1〜U4間に重複は生じないと判断する。一方、いずれの組み合わせでも、w≧dfとなった場合には、投影範囲U1〜U4間に重複が生じると判断する。   In Step 7, the judgment reference value df obtained in Step 5 is compared with the width w of the component 12 specified in Step 6, thereby overlapping the projection ranges U1 to U4 of the back surface component 12 by X-rays from each direction. Determine if it occurs. Specifically, each of the combinations of imaging in which the orientations of the X-ray tube 3 at the time of imaging are contradictory, that is, the combination of the first imaging and the second imaging, and the combination of the third imaging and the fourth imaging, respectively. The size relationship between the width w and df is checked, and if at least one of the combinations satisfies w <df, it is determined that there is no overlap between the projection ranges U1 to U4. On the other hand, in any combination, when w ≧ df, it is determined that overlap occurs between the projection ranges U1 to U4.

上記の処理において、4つの投影範囲U1〜U4に重複部分があると判断された場合(ステップ8が「YES」の場合)には、着目中の検査領域に対しX線CTを実行するように決定する(ステップ9)。他方、各投影範囲U1〜U4間に重複が生じないと判断された場合(ステップ8が「NO」の場合)には、着目中の検査領域に対しトモシンセシスを実行するように決定する(ステップ10)。   In the above processing, when it is determined that there are overlapping portions in the four projection ranges U1 to U4 (when step 8 is “YES”), the X-ray CT is performed on the examination region of interest. Determine (step 9). On the other hand, when it is determined that there is no overlap between the projection ranges U1 to U4 (when step 8 is “NO”), it is determined to perform tomosynthesis on the examination region under consideration (step 10). ).

以下、同様に、ステップ3で割り付けられた検査領域毎に、各画像A1〜A4における裏面部品12の投影範囲U1〜U4間に重複が生じるかどうかを判断し、その結果に応じて、画像再構成の方法を決定する。ここで決定された方法は、検査領域の位置や大きさ等の情報に対応づけられてメモリ22に登録される。   Hereinafter, similarly, for each inspection area assigned in step 3, it is determined whether or not there is an overlap between the projection ranges U1 to U4 of the back surface component 12 in each of the images A1 to A4. Decide how to configure. The method determined here is registered in the memory 22 in association with information such as the position and size of the inspection region.

すべての検査領域に対する処理が終了すると、ステップ11が「YES」となり、ティーチングを終了する。   When the processing for all the inspection areas is completed, step 11 becomes “YES” and the teaching is finished.

この後、検査モードに移行すると、検査対象の基板1が基板支持テーブル2に搬入され、初期の位置決めが行われる都度、上記の手順により登録された情報に基づき、各検査領域に対する透視撮影や断層画像の再構成が行われる。この場合には、たとえば、まずトモシンセシス方式の画像再構成を行うようにして、対象となる検査領域を順に処理した後に、X線CT方式の画像再構成に切り替えて、残りの検査領域に対する処理を実行することで、処理の効率化をはかることができる。   Thereafter, when the inspection mode is entered, each time the substrate 1 to be inspected is carried into the substrate support table 2 and the initial positioning is performed, fluoroscopic imaging or tomography for each inspection region is performed based on the information registered by the above procedure. Image reconstruction is performed. In this case, for example, first, the tomosynthesis image reconstruction is performed, the target inspection areas are sequentially processed, and then the X-ray CT method image reconstruction is switched to perform the processing on the remaining inspection areas. By executing this, the processing efficiency can be improved.

なお、上記の実施例では、裏面部品12の幅wをCADデータから導出したが、この種のデータを取得する方法は、CADデータからの読込に限定されるものではない。たとえば、検査の前に、CCDカメラ5により基板1を撮像し、ユーザが生成された画像を参照しながら、部品の位置や大きさを手入力で設定する場合には、その入力データを用いて部品の幅wを特定してもよい。たとえば、部品毎にその部品を包含する大きさのウィンドウを設定する場合であれば、このウィンドウの設定データが示すウィンドウ枠の幅を、部品幅wとして使用してもよい。   In the above embodiment, the width w of the back surface component 12 is derived from the CAD data. However, the method for acquiring this type of data is not limited to reading from the CAD data. For example, before the inspection, when the board 1 is imaged by the CCD camera 5 and the user manually sets the position and size of the part while referring to the generated image, the input data is used. The width w of the part may be specified. For example, if a window having a size including the part is set for each part, the width of the window frame indicated by the setting data of the window may be used as the part width w.

このように、上記の実施例では、トモシンセシス方式の画像再構成において、対応関係にある画素のうち最も濃度の低い画素のデータを選択するようにしたので、4枚のX線透視画像A1〜A4における裏面部品12の投影範囲U1〜U4に重複が生じることを、X線CTを実行する条件とした。しかし、一般的なトモシンセシスの手法に従って、各画像A1〜A4を平均化する場合には、第1撮影と第2撮影との組み合わせ、および第3撮影と第4撮影との組み合わせのいずれか一方において、裏面部品12の投影範囲が重複する状態(w≧dfとなる状態)になると判断したときに、X線CTを実行するようにしてもよい。   As described above, in the above-described embodiment, since the data of the pixel having the lowest density among the pixels in the correspondence relationship is selected in the tomosynthesis image reconstruction, the four X-ray fluoroscopic images A1 to A4 are selected. The occurrence of duplication in the projection ranges U1 to U4 of the back surface component 12 in FIG. However, when the images A1 to A4 are averaged according to a general tomosynthesis method, in any one of the combination of the first shooting and the second shooting and the combination of the third shooting and the fourth shooting X-ray CT may be executed when it is determined that the projection range of the back part 12 overlaps (a state where w ≧ df).

また、撮影の回数を4回より多くする場合にも、基準断面Tに対する方位が相反する関係にある撮影の組み合わせ毎に、裏面部品12の投影範囲の重複の有無を判別し、所定数以上の組み合わせにおいて重複するという判断がなされた場合に、X線CTを実行するようにしてもよい。また、裏面部品12の投影範囲が重複すると判断された組み合わせの数が上記の所定数に満たなくとも、ある程度の値に達している場合には、警報を出力するなどして、X線CT、トモシンセシスのいずれを実行するかをユーザに選択させるようにしてもよい。   In addition, when the number of times of photographing is more than four, it is determined whether or not the projection range of the back surface part 12 overlaps for each photographing combination in which the orientation with respect to the reference section T is contradictory. X-ray CT may be executed when it is determined that the combinations overlap. Further, if the number of combinations determined that the projection ranges of the rear surface parts 12 overlap does not reach the predetermined number, the X-ray CT, You may make it make a user select which tomosynthesis is performed.

X線断層撮影による基板検査装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the board | substrate inspection apparatus by X-ray tomography. 上記の基板検査装置のブロック図である。It is a block diagram of said board | substrate inspection apparatus. トモシンセシスによる透視撮影を行う場合のX線管、FPD、目標断面の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of a X-ray tube, FPD, and a target cross section in the case of performing fluoroscopic imaging by tomosynthesis. 目標断面に対する方位が相反する関係にある透視撮影による投影状態と、生成されるX線透視画像とを、対応づけて示す説明図である。It is explanatory drawing which matches and shows the projection state by the fluoroscopic imaging in which the azimuth | direction with respect to a target cross section has a contradictory relationship, and the produced | generated X-ray fluoroscope image. 4回の撮影により生成されたX線透視画像と再構成された断層画像との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the X-ray fluoroscopic image produced | generated by the imaging | photography of 4 times, and the reconstructed tomographic image. 4回の撮影により生成されたX線透視画像と再構成された断層画像との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the X-ray fluoroscopic image produced | generated by the imaging | photography of 4 times, and the reconstructed tomographic image. 4回の撮影により生成されたX線透視画像と再構成された断層画像との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the X-ray fluoroscopic image produced | generated by the imaging | photography of 4 times, and the reconstructed tomographic image. 第1撮影および第2撮影におけるX線の通過位置と部品の端縁位置との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the X-ray passage position and the edge position of components in 1st imaging | photography and 2nd imaging | photography. 図8に示した2種類の部品を対象に、第1撮像および第2撮像における投影範囲の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of the projection range in 1st imaging and 2nd imaging for 2 types of components shown in FIG. 裏面部品が図8の状態よりずれた場合の部品の投影範囲の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the projection range of components when a back surface component shift | deviates from the state of FIG. X線が透過する範囲に複数の部品が位置する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example where several components are located in the range which X-ray permeate | transmits. ティーチングの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of teaching.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
3 X線管
4 フラットパネルディテクタ(FPD)
8,9 XYステージ
10 はんだ電極
12 裏面部品
20 制御装置
21 制御部
22 メモリ
T 目標断面
O 基準断面Tの中心点
R FPD4の中心点
U1,U2,U3,U4 裏面部品12の投影範囲
1 Substrate 3 X-ray tube 4 Flat panel detector (FPD)
8, 9 XY stage 10 Solder electrode 12 Back part 20 Control device 21 Control unit 22 Memory T Target section O Center point of reference section T R Center point of FPD4 U1, U2, U3, U4 Projection range of back part 12

Claims (3)

両面実装基板を対象に、この基板に実装される電子部品と基板側電極とを接続するはんだ電極の断層画像をX線を用いて生成し、この断層画像を用いて前記はんだ電極の状態を検査する方法であって、
それぞれ異なる高さ位置に配置されたX線源およびX線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板に対するX線源およびX線検出器の相対位置を調整して基板のX線透視画像を生成する制御処理部とを具備し、目標断面に対するX線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが1組以上生じるように、前記相対位置の調整を行って複数のX線透視画像を生成し、各X線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成と、前記トモシンセシスよりも多くのX線透視画像を生成して、これらの画像を用いて前記目標断面のX線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するX線CTによる画像再構成とを、切り替えて実行できるようにした検査装置を準備し、
検査対象の両面実装基板の構成を示すデータを、検査に先立ち前記制御処理部に入力し、
前記データ入力後の制御処理部において、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、前記2種類の画像再構成のいずれを実行するかを前記入力データを用いて決定して、その決定結果を登録した後、検査対象の基板の各撮影対象領域に対し、それぞれ前記登録された画像再構成により断層画像を自動生成して検査を実行し、
一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理では、
この撮影対象領域に対し前記トモシンセシスによる画像再構成を実行すると仮定して、前記複数のX線透視画像を、画像生成時の目標断面に対するX線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、その組み合わせに係るX線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に位置合わせしたときに前記撮影対象領域内の被検査部位の裏側の部品の投影範囲に重複する部分が生じるか否かを、前記入力データから求めた裏側の部品のサイズと、各画像生成時の目標断面に対するX線が前記撮像対象領域の裏側の基板面を通過する範囲の大きさとの関係に基づき判別し、所定数の組み合わせについて前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られたときは前記X線CTによる画像再構成を実行する旨を決定し、前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られた組み合わせが所定数に満たないときは、前記トモシンセシスによる画像再構成を実行する旨を決定する、
ことを特徴とするX線断層画像によるはんだ電極の検査方法。
For a double-sided mounting board, a tomographic image of the solder electrode connecting the electronic component mounted on this board and the board side electrode is generated using X-rays, and the state of the solder electrode is inspected using this tomographic image A way to
An X-ray source and an X-ray detector arranged at different height positions, a substrate support portion for horizontally supporting the substrate to be inspected therebetween, and an X-ray source and an X-ray detector for the substrate to be inspected And a control processing unit that generates an X-ray fluoroscopic image of the substrate by adjusting the relative position of the X-ray source so that one or more pairs of azimuths having a contradictory relationship as the azimuth of the X-ray source with respect to the target cross section are generated. , Image reconstruction by tomosynthesis that generates a plurality of fluoroscopic images by adjusting the relative position, and generates a tomographic image of the target cross section by integrating each X-ray fluoroscopic image based on the projection range of the target cross section And X-ray CT image reconstruction that generates a tomographic image by generating more X-ray fluoroscopic images than the tomosynthesis and obtaining an X-ray absorption coefficient distribution of the target cross section using these images. To prepare a test apparatus that can perform switching,
Data indicating the configuration of the double-sided mounting board to be inspected is input to the control processing unit prior to inspection,
In the control processing unit after the data input, after determining, using the input data, which of the two types of image reconstruction is to be executed for each predetermined photographing target region, and registering the determination result , For each imaging target area of the substrate to be inspected, the tomographic image is automatically generated by the registered image reconstruction, and the inspection is executed.
In the process of determining the content of image reconstruction for one shooting target area,
Assuming that image reconstruction by the tomosynthesis is performed on the imaging target region, the plurality of X-ray fluoroscopic images are combined for each of the X-ray source orientations with respect to the target section at the time of image generation that are in a contradictory relationship. For each combination, when an X-ray fluoroscopic image related to the combination is aligned based on the projection range of the target cross section, an overlapping portion is generated in the projection range of the part behind the region to be inspected in the imaging target region. Is determined based on the relationship between the size of the back side component obtained from the input data and the size of the range in which the X-ray with respect to the target cross section at the time of each image generation passes through the back side substrate surface of the imaging target area. And determining that the image reconstruction by the X-ray CT is to be executed when the determination result that the overlapping of the projection ranges occurs for a predetermined number of combinations is obtained, When combinations determination result is obtained that overlap occurs the circumference is less than the predetermined number, it determines that it will perform the image reconstruction by the tomosynthesis,
A method for inspecting a solder electrode using an X-ray tomographic image.
請求項1に記載された方法であって、
前記一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理において、
前記仮定のトモシンセシスによる毎時の透視撮影を、目標断面に対するX線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、この組み合わせにつき前記X線源の方位の相反が生じている方向について、前記目標断面の所定位置に照射される各方位からのX線の照射角度と当該目標断面の高さとに基づき、前記撮像対象領域の裏側の基板面に対するX線の通過範囲の大きさを求め、求められた大きさと前記入力データから求めた裏側の部品のサイズとを比較し、
所定数の組み合わせにおいて、X線の通過範囲より部品の方が大きくなる場合には前記裏側の部品の投影範囲の重複が生じると判別して、X線CTによる画像再構成を実行する旨を決定する、X線断層画像によるはんだ電極の検査方法。
The method of claim 1, comprising:
In the process of determining the content of image reconstruction for the one shooting target area,
Hourly fluoroscopy based on the assumed tomosynthesis is combined for each of the X-ray source orientations that are in conflict with the target cross section, and for each combination, the direction in which the X-ray source orientation conflict occurs for each combination The X-ray passing range with respect to the substrate surface on the back side of the imaging target region is determined based on the X-ray irradiation angle from each direction irradiated on a predetermined position of the target cross section and the height of the target cross section. Find, compare the obtained size with the size of the back part obtained from the input data,
In a predetermined number of combinations, if the part is larger than the X-ray passage range, it is determined that the projection range of the back part overlaps, and it is determined to perform image reconstruction by X-ray CT. A method for inspecting a solder electrode using an X-ray tomographic image.
それぞれ異なる高さ位置に配置されたX線源およびX線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板にはんだ電極を介して実装された電子部品が撮影されるように、前記基板に対するX線源およびX線検出器の相対位置を調整して複数回の透視撮影を実行し、生成された複数のX線透視画像から前記はんだ電極の断層画像を生成する制御処理部と、前記制御処理部が生成した断層画像を用いて前記はんだ電極の状態を検査する検査部とを具備し、
前記制御処理部には、目標断面に対するX線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが1組以上生じるように、前記相対位置の調整を行って複数のX線透視画像を生成し、各X線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成を実行する第1処理部と、前記トモシンセシスよりも多くのX線透視画像を生成して、これらの画像を用いて前記目標断面のX線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するX線CTによる画像再構成を実行する第2処理部と、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、第1および第2のいずれの処理部による画像再構成を実行するかを決定して、その決定結果を示す情報を登録する登録手段と、前記登録手段により登録された情報に基づき、撮影対象領域毎にその領域に対して決定した処理部に画像再構成処理を実行させる制御手段とが含まれており、
前記登録手段は、両面実装基板のはんだ電極が検査対象となるとき、その両面実装基板の構成を示すデータの入力を受け付けて、撮影対象領域毎に、この撮影対象領域に対し前記トモシンセシスによる画像再構成を実行すると仮定して、前記複数のX線透視画像を画像生成時の目標断面に対するX線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、その組み合わせに係るX線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に位置合わせしたときに前記撮影対象領域の裏側の部品の投影範囲に重複する部分が生じるか否かを、前記入力データから求めた裏側の部品のサイズと、各画像生成時の目標断面に対するX線が前記被検査部位の裏側の基板面を通過する範囲の大きさとの関係に基づき判別し、所定数の組み合わせについて前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られたときは前記X線CTによる画像再構成を実行する旨を決定し、前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られた組み合わせが所定数に満たないときは、前記トモシンセシスによる画像再構成を実行する旨を決定する、基板検査装置。
An X-ray source and an X-ray detector arranged at different height positions, a substrate support unit for horizontally supporting the substrate to be inspected therebetween, and a solder electrode on the substrate to be inspected Adjusting the relative positions of the X-ray source and the X-ray detector with respect to the substrate so that the electronic component is imaged, performing a plurality of fluoroscopic imaging, and from the generated X-ray fluoroscopic images, A control processing unit that generates a tomographic image, and an inspection unit that inspects the state of the solder electrode using the tomographic image generated by the control processing unit,
The control processing unit generates a plurality of fluoroscopic images by adjusting the relative position so that one or more pairs of azimuths having a contradictory relationship with each other as the azimuths of the X-ray source with respect to the target cross section are generated. A first processing unit that performs image reconstruction by tomosynthesis that generates a tomographic image of the target cross-section by integrating each X-ray fluoroscopic image based on the projection range of the target cross-section, and more X-rays than the tomosynthesis A second processing unit configured to generate a fluoroscopic image and perform image reconstruction by X-ray CT to generate a tomographic image by obtaining an X-ray absorption coefficient distribution of the target cross section using these images; and a predetermined processing unit A registration unit for determining whether to perform image reconstruction by the first or second processing unit for each imaging target region, and registering information indicating the determination result, and a registration unit for registering the information. Based on the information, it includes a control unit for executing image reconstruction processing to the processing unit determined for that region for each imaging target region,
When the solder electrodes of the double-sided mounting board are to be inspected, the registration unit receives input of data indicating the configuration of the double-sided mounting board, and performs image reconstruction by the tomosynthesis for each imaging target area. Assuming that the configuration is executed, the plurality of X-ray fluoroscopic images are combined for each of the X-ray source orientations with respect to the target cross section at the time of image generation which are in a contradictory relationship, and for each combination, the X-ray fluoroscopy related to the combination Whether or not there is an overlapping portion in the projection range of the back side component of the imaging target area when the image is aligned with respect to the projection range of the target cross section, the size of the back side component obtained from the input data and The X-ray with respect to the target cross section at the time of each image generation is discriminated based on the relationship with the size of the range that passes through the substrate surface on the back side of the region to be inspected. When the determination result that the projection range overlaps is obtained, it is determined that the image reconstruction by the X-ray CT is performed, and a predetermined number of combinations obtained the determination result that the projection range overlap occurs. If not, a substrate inspection apparatus that determines to perform image reconstruction by the tomosynthesis.
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