JP2009236490A - 放射線検査装置、それを用いる放射線検査方法およびそれを制御する放射線検査プログラム - Google Patents
放射線検査装置、それを用いる放射線検査方法およびそれを制御する放射線検査プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】被検査対象に応じた撮影方法の選択を可能とし、もって検査時間を短縮することができる放射線検査装置、それを用いる放射線検査方法およびそれを制御する放射線検査プログラムを提供する。
【解決手段】本放射線検査装置10は、所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力手段(放射線発生器)11と、被検査対象を移動させる被検査対象平面移動手段(X−Yステージ)12と、被検査対象の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段(放射線取得機構)13と、を備え、放射線透過画像取得手段は、透過放射線を検出する放射線検出器、この放射線検出器を回転移動させる検出器回転移動部および直線移動させる検出器直線移動部を具備し、検出器回転移動部による放射線検出器の回転移動および検出器直線移動部による放射線検出器の直線移動のそれぞれによって被検査対象の三次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得可能である。
【選択図】図1
【解決手段】本放射線検査装置10は、所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力手段(放射線発生器)11と、被検査対象を移動させる被検査対象平面移動手段(X−Yステージ)12と、被検査対象の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段(放射線取得機構)13と、を備え、放射線透過画像取得手段は、透過放射線を検出する放射線検出器、この放射線検出器を回転移動させる検出器回転移動部および直線移動させる検出器直線移動部を具備し、検出器回転移動部による放射線検出器の回転移動および検出器直線移動部による放射線検出器の直線移動のそれぞれによって被検査対象の三次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得可能である。
【選択図】図1
Description
本発明は、放射線の透過画像を再構成した3次元画像により印刷回路基板や電子部品などを検査する放射線検査装置、それを用いる放射線検査方法およびそれを制御する放射線検査プログラムに関する。
従来、X線等の放射線を照射して撮影した複数の透過画像を再構成して3次元画像を生成し、これに基づいた検査を行うことが知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、固定したX線発生器に対してその上部に検査試料を載置したテーブルとX線検出器とを配置し、上記X線発生器を中心として上記検査試料とX線検出器とを同期させて回転してX線検出器により検査試料の複数の透過画像を撮影するとともに、撮影した画像を再構成することにより3次元画像を生成することが開示されている。
しかし、上記特許文献1では、多層基板の各層の回路パターンなどを精細に観測する場合において、360度の回転ピッチを細かく設定し多数の透過画像を撮影することが必要となる。この場合に、上記のテーブルを回転させる方式がX−Yの2軸の直動アクチュエータからなる直線移動の組み合わせからなるため、検査試料を細かいピッチ(角度)で回転させるのに長いタクト時間が必要になり、そのため、1枚の基板を検査するための全検査時間が非常に長くなるといった問題があった。
上記特許文献1には、固定したX線発生器に対してその上部に検査試料を載置したテーブルとX線検出器とを配置し、上記X線発生器を中心として上記検査試料とX線検出器とを同期させて回転してX線検出器により検査試料の複数の透過画像を撮影するとともに、撮影した画像を再構成することにより3次元画像を生成することが開示されている。
しかし、上記特許文献1では、多層基板の各層の回路パターンなどを精細に観測する場合において、360度の回転ピッチを細かく設定し多数の透過画像を撮影することが必要となる。この場合に、上記のテーブルを回転させる方式がX−Yの2軸の直動アクチュエータからなる直線移動の組み合わせからなるため、検査試料を細かいピッチ(角度)で回転させるのに長いタクト時間が必要になり、そのため、1枚の基板を検査するための全検査時間が非常に長くなるといった問題があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、タクト時間の掛かる回転式の撮影に対して、タクト時間の短い直線式の撮影も行えるようにして、被検査対象に応じた撮影方法の選択を可能とし、もって検査時間を短縮することができる放射線検査装置、それを用いる放射線検査方法およびそれを制御する放射線検査プログラムを提供することを目的とする。
本発明は、以下の通りである。
1.固定的に配置されかつ所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力源を備える放射線出力手段と、
上記放射線出力手段の上方に設けられかつ被検査対象を載置して上記放射線の出力範囲内で該被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動手段と、
上記被検査対象平面移動手段の上方に設けられかつ上記被検査対象の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段と、を備え、
上記放射線透過画像取得手段は、上記被検査対象を透過した透過放射線を検出する放射線検出器、上記放射線出力源の焦点を通りかつ該被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として該放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動部、該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動部、を具備し、
上記放射線透過画像は、上記検出器回転移動部による上記放射線検出器の回転移動および上記検出器直線移動部による該放射線検出器の直線移動のそれぞれによって取得可能な上記被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像であることを特徴とする放射線検査装置。
2.上記1.において、上記放射線透過画像取得手段は、上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として上記放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転部をさらに備え、
上記放射線透過画像は、上記検出器回転移動部による上記放射線検出器の回転移動および上記検出器自転回転部による該放射線検出器の自転回転ならびに上記検出器直線移動部による該放射線検出器の直線移動のそれぞれによってさらに取得可能な上記被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像であることを特徴とする。
3.上記1.または2.において、上記放射線透過画像取得手段は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能であることを特徴とする。
4.上記1.〜3.において、上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであることを特徴とする。
5.上記1.記載の放射線検査装置を用いる放射線検査方法であって、
固定的に配置された放射線出力源から所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力工程と、
上記放射線の出力範囲内で被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動工程と、
上記放射線出力源の焦点を通りかつ上記被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動、または、該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動を実行して該被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得工程と、を備えることを特徴とする放射線検査方法。
6.上記5.において、上記放射線透過画像取得工程は、
上記検出器回転移動、もしくは、上記検出器直線移動を実行して上記3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する、または、
上記検出器回転移動とともに上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として該放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転、もしくは、上記検出器直線移動を実行して該被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像を取得することを特徴とする。
7.上記5.または6.において、上記放射線透過画像取得工程は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能であることを特徴とする。
8.上記5.〜7.において、上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであり、
上記放射線画像取得工程は、上記複数のラインセンサにより透過放射線を検出し、該複数のラインセンサから並列に出力される該透過放射線データを上記放射線透過画像として取得することを特徴とする。
9.上記1.記載の放射線検査装置を制御する放射線検査プログラムであって、
固定的に配置された放射線出力源から所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力機能と、
上記放射線の出力範囲内で被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動機能と、
上記放射線出力源の焦点を通りかつ上記被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動または該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動を実行して該被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする放射線検査プログラム。
10.上記9.において、上記放射線透過画像取得機能は、
上記検出器回転移動、もしくは、上記検出器直線移動を実行して上記3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する、または
上記検出器回転移動とともに上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として該放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転、もしくは、上記検出器直線移動を実行して該被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像を取得することを特徴とする。
11.上記9.または10.において、上記放射線透過画像取得機能は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能であることを特徴とする。
12.上記9.〜11.において、上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであり、
上記放射線画像取得機能は、上記複数のラインセンサにより透過放射線を検出し、該複数のラインセンサから並列に出力される該透過放射線データを上記放射線透過画像として取得することを特徴とする。
1.固定的に配置されかつ所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力源を備える放射線出力手段と、
上記放射線出力手段の上方に設けられかつ被検査対象を載置して上記放射線の出力範囲内で該被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動手段と、
上記被検査対象平面移動手段の上方に設けられかつ上記被検査対象の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段と、を備え、
上記放射線透過画像取得手段は、上記被検査対象を透過した透過放射線を検出する放射線検出器、上記放射線出力源の焦点を通りかつ該被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として該放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動部、該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動部、を具備し、
上記放射線透過画像は、上記検出器回転移動部による上記放射線検出器の回転移動および上記検出器直線移動部による該放射線検出器の直線移動のそれぞれによって取得可能な上記被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像であることを特徴とする放射線検査装置。
2.上記1.において、上記放射線透過画像取得手段は、上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として上記放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転部をさらに備え、
上記放射線透過画像は、上記検出器回転移動部による上記放射線検出器の回転移動および上記検出器自転回転部による該放射線検出器の自転回転ならびに上記検出器直線移動部による該放射線検出器の直線移動のそれぞれによってさらに取得可能な上記被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像であることを特徴とする。
3.上記1.または2.において、上記放射線透過画像取得手段は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能であることを特徴とする。
4.上記1.〜3.において、上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであることを特徴とする。
5.上記1.記載の放射線検査装置を用いる放射線検査方法であって、
固定的に配置された放射線出力源から所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力工程と、
上記放射線の出力範囲内で被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動工程と、
上記放射線出力源の焦点を通りかつ上記被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動、または、該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動を実行して該被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得工程と、を備えることを特徴とする放射線検査方法。
6.上記5.において、上記放射線透過画像取得工程は、
上記検出器回転移動、もしくは、上記検出器直線移動を実行して上記3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する、または、
上記検出器回転移動とともに上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として該放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転、もしくは、上記検出器直線移動を実行して該被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像を取得することを特徴とする。
7.上記5.または6.において、上記放射線透過画像取得工程は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能であることを特徴とする。
8.上記5.〜7.において、上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであり、
上記放射線画像取得工程は、上記複数のラインセンサにより透過放射線を検出し、該複数のラインセンサから並列に出力される該透過放射線データを上記放射線透過画像として取得することを特徴とする。
9.上記1.記載の放射線検査装置を制御する放射線検査プログラムであって、
固定的に配置された放射線出力源から所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力機能と、
上記放射線の出力範囲内で被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動機能と、
上記放射線出力源の焦点を通りかつ上記被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動または該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動を実行して該被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする放射線検査プログラム。
10.上記9.において、上記放射線透過画像取得機能は、
上記検出器回転移動、もしくは、上記検出器直線移動を実行して上記3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する、または
上記検出器回転移動とともに上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として該放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転、もしくは、上記検出器直線移動を実行して該被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像を取得することを特徴とする。
11.上記9.または10.において、上記放射線透過画像取得機能は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能であることを特徴とする。
12.上記9.〜11.において、上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであり、
上記放射線画像取得機能は、上記複数のラインセンサにより透過放射線を検出し、該複数のラインセンサから並列に出力される該透過放射線データを上記放射線透過画像として取得することを特徴とする。
本発明の放射線検査装置によると、所定平面上で被検査対象を移動できるように構成し、当該被検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得するにあたり、放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸として上記放射線検出器を回転させる検出器回転移動部と、上記所定平面に平行な直線に沿って放射線検出器を直線移動させる検出器直線移動部と、を具備する放射線透過画像取得手段を備えるようにしている。これにより、上記放射線透過画像取得手段は、検出器回転移動部により上記回転軸を中心とした回転軌道上で放射線検出器を回転移動させることが可能であるので、放射線検出器の回転移動と被検査対象の移動とを同期させて異なる回転角における放射線透過画像を取得、すなわち、回転式CT用画像を取得することにより、被検査対象の3次元再構成画像を生成し、それに基づいた被検査対象の解析を実施することができる。また、上記放射線透過画像取得手段は、検出器直線移動部により放射線検出器を直線的に移動させることが可能であるので、放射線検出器の直線移動と被検査対象の移動とを同期させて異なる角度における放射線透過画像を取得、すなわち、直線式CT用画像を取得することにより、被検査対象の3次元再構成画像を生成し、それに基づいた被検査対象の解析を実施することができる。
また、回転式CTは、直線式CTと比較して、被検査対象のより精細な3次元構造を示す情報を取得することが可能である。そして、直線式CTは、回転式CTと比較して、解析を行うために必要な放射線透過画像の撮影やデータ処理の負荷が小さく、短時間で解析を行うことができる。本発明の放射線検査装置によれば、一つの装置にて回転式CTによる解析と直線式CTによる解析との双方を実施することが可能である。従って、詳細な解析が必要な被検査対象であれば回転式CTを実施し、詳細な解析を実施しなくても検査をすることができる被検査対象であれば直線式CTを実施することで、必要以上に時間をかけることによって実装された部品に放射線によるダメージを与えることなく、必要十分な検査を行うことが可能である。
すなわち、回転式CTのみを備える検査装置であれば、被検査対象を詳細に解析することが可能であるものの、簡易な検査によって十分に良否検査を実施可能な被検査対象について検査する際に必要以上の時間がかかってしまう。一方、直線式CTのみを備える検査装置であれば、被検査対象を詳細に解析することができない。しかし、本発明の放射線検査装置によれば、被検査対象に必要とされる解析の程度に応じて回転式CTと直線式CTとを適宜選択することができるので、無駄な検査時間の発生を抑え、高速に検査を実施することができる。
また、上記放射線透過画像取得手段が、被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として上記放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転部をさらに備える場合は、放射線検出器を回転移動させるとともに自転回転させ、被検査対象の移動と同期させて異なる角度における放射線透過画像を取得、すなわち、回転式ラミノグラフィ方式用透過画像を取得することにより、被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像を生成し、それに基づいた被検査対象の解析を実施することができる。さらに、放射線検出器の直線移動と被検査対象の移動とを同期させて異なる角度における放射線透過画像を取得、すなわち、直線式ラミノグラフィ方式用透過画像を取得することにより、被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像を生成し、それに基づいた被検査対象の解析を実施することができる。
また、ラミノグラフィ(断層撮影)方式による解析は、CT方式による解析と比較して、解析を行うために必要な放射線透過画像の撮影やデータ処理の負荷がより小さく、さらに、直線式ラミノグラフィは、回転式ラミノグラフィ方式と比較して、解析を行うために必要な放射線透過画像の撮影やデータ処理の負荷がより小さく、短時間で解析を行うことができる。
すなわち、本発明の放射線検査装置によれば、任意な方向から撮影した放射線透過画像による解析の他に、一つの装置にて回転式および直線式の各CT方式(以下、CTと呼ぶ。)により生成した3次元断層画像による解析ならびに回転式および直線式の各ラミノグラフィ方式(以下、ラミノグラフィと呼ぶ。)により生成した断層画像による解析の4種類の解析を実施することが可能である。従って、被検査対象に必要とされる解析の程度に応じて、回転式CT、直線式CT、回転式ラミノグラフィおよび直線式ラミノグラフィのいずれかを適宜選択することができるので、無駄な検査時間の発生をさらに抑え、より高速に検査を実施することができる。
また、上記放射線透過画像取得手段が、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能である場合は、予めどの解析方法を用いるかを被検査対象ごとに設定しておくことにより、この設定に従って取得する放射線透過画像をコンピュータ等により間接的に選択する、または、オペレータにより、取得する放射線透過画像をその都度入力手段等により直接的に選択することによって、被検査対象に応じた最適な解析方法を選択して実施することができる。
また、上記放射線検出器が、面状に並列配置された複数のラインセンサである場合は、撮影したデータを各ラインセンサから並列出力することによりデータ転送時間を大幅に短縮し、検査時間をより短くすることができる。
以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法やプログラム、当該プログラムを記録した媒体としても発明は実現可能である。また、以上のような放射線検査装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、上記に示す放射線検査装置および放射線検査方法に限らず、各種の態様を含むものである。従って、本発明思想は、プログラム、ソフトウェアであったり、ハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。
発明の思想の具現化例として上記装置を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるプログラム、ソフトウェア、あるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても存在し、利用される。
発明の思想の具現化例として上記装置を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるプログラム、ソフトウェア、あるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても存在し、利用される。
また、プログラム、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階についても同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明において如何様にも適用できる。
(1)本実施形態の構成:
(2)放射線検査処理:
(3)他の実施形態:
(1)本実施形態の構成:
(2)放射線検査処理:
(3)他の実施形態:
(1)本実施形態の構成:
図1は本発明の1実施形態である放射線検査装置10の概略ブロック図である。同図1に示すように、放射線検査装置10は、放射線発生器(本発明にかかる放射線出力手段として例示する。)11とX−Yステージ(本発明にかかる被検査対象平面移動手段として例示する。)12と放射線取得機構(本発明にかかる放射線透過画像取得手段として例示する。)13と搬送装置14とを備えており、各部をCPU25によって制御する。すなわち、放射線検査装置10はCPU25を含む制御系として放射線制御機構21とステージ制御機構22と画像取得機構23と搬送機構24とCPU25と入力部26と出力部27とメモリ28とを備えている。この構成において、CPU25は、メモリ28に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。
図1は本発明の1実施形態である放射線検査装置10の概略ブロック図である。同図1に示すように、放射線検査装置10は、放射線発生器(本発明にかかる放射線出力手段として例示する。)11とX−Yステージ(本発明にかかる被検査対象平面移動手段として例示する。)12と放射線取得機構(本発明にかかる放射線透過画像取得手段として例示する。)13と搬送装置14とを備えており、各部をCPU25によって制御する。すなわち、放射線検査装置10はCPU25を含む制御系として放射線制御機構21とステージ制御機構22と画像取得機構23と搬送機構24とCPU25と入力部26と出力部27とメモリ28とを備えている。この構成において、CPU25は、メモリ28に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。
メモリ28はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め検査対象データ28aと撮像条件データ28bとが記録されている。検査対象データ28aは、被検査対象の位置およびその被検査対象を検査する際に実施すべき解析(本実施形態においては回転式CTまたは直線式CT)を示すデータである。本実施形態においては、基板上に配設されたバンプやリード等を示すデータであり、被検査対象ごとに基板上の位置と実施すべき解析とが対応付けられている。
撮像条件データ28bは、放射線発生器11にて放射線を発生させる際の条件を示すデータであり、放射線管に対する印加電圧、照射時間、撮像倍率等を含む。メモリ28には、CPU25の処理過程で生成される各種データを記憶することが可能である。例えば、透過放射線の強度に対応した放射線画像データ28cを記憶することができる。なお、メモリ28はデータを蓄積可能であればよく、RAMやHDD等種々の記憶媒体を採用可能である。
放射線制御機構21は、上記撮像条件データ28bを参照し、放射線発生器11をZ軸方向に駆動して撮像倍率を変更すると共に、放射線発生器11を制御して所定の放射線を発生させることができる。放射線発生器11は、図示しない上昇/下降機構を介してZ軸方向に移動可能であり、また、放射線の出力位置である焦点Fから出力側のほぼ全方位、すなわち、立体角2πの範囲に放射線を出力する。なお、本実施形態では、放射線発生器11より出力される放射線としてX線を採用しているが、利用できる放射線としてはX線に限られず、γ線等、被検査対象を透過する種々の放射線を採用可能である。
ステージ制御機構22はX−Yステージ12と接続されており、上記検査対象データ28aに基づいて同X−Yステージ12を制御する。
ステージ制御機構22はX−Yステージ12と接続されており、上記検査対象データ28aに基づいて同X−Yステージ12を制御する。
搬送機構24は、搬送装置14を制御して基板12aをX−Yステージ12に搬入する。すなわち、搬送装置14によって一方向に基板12aを搬送し、X−Yステージ12において基板12a上の被検査対象を検査し、搬送装置14にて検査後の基板12aを搬出する処理を連続的に実施できるように構成されている。
画像取得機構23は放射線取得機構13に接続されており、放射線取得機構13に設けられた放射線検出器13a(図2参照)が出力する検出値によって被検査対象の放射線透過画像を取得する。取得した放射線透過画像は、放射線画像データ28cとしてメモリ28に記憶される。なお、放射線検出器13aとしては、被検査対象を透過した透過放射線を検出し、透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することができる。本実施形態における放射線検出器13aは、2次元的に分布したセンサを備え、撮影したデータをシリアル出力するフラットパネルセンサを採用しており、検出した透過放射線から放射線の2次元分布を示す放射線画像データ28cを生成することができる。
本実施形態において、放射線取得機構13は、所定の回転軸から半径rの範囲を回転させることで放射線検出器13aを当該回転軸周りの回転軌道上で回転移動させる検出器回転移動部13bと、X−Yステージ12により基板12aが移動する平面に対して平行な方向に直線移動させる検出器直線移動部13cとを備えており、画像取得機構23が検出器回転移動部13bおよび検出器直線移動部13cに対して制御信号を出力することにより、放射線検出器13aの位置を制御することができる。
図2は、当該放射線取得機構13の構造をY軸方向に沿った方向から眺めた状態を示す模式図であり、放射線発生器11およびX−Yステージ12の上方に位置する検出器回転移動部13bと検出器直線移動部13cとを模式的に示している。検出器回転移動部13bは円柱状の部位を備えており、この円柱の軸AはX−Yステージ12による被検査対象の移動平面であるX−Y平面に対して垂直である。また、軸Aは放射線発生器11の焦点を通る直線である。検出器回転移動部13bは、図示しない動力源等によって、前記軸Aを回転軸とし、当該軸Aから半径rの範囲を回転させる機構である。この検出器回転移動部13bは、放射線検出器13aを回転軸に対して常に同じ方向を向く状態で回転させることができればよく、ボールベアリング等による回転機構によって放射線検出器を回転させるなど、種々の構成を採用可能である。
一方、検出器直線移動部13cは、X−Y平面に対して平行に配置された直線上の部材を備えており、放射線検出器13aは当該直線状の部材に取り付けられている。
また、放射線検出器13aは図示しない動力源等によって当該直線状の部材に保持された状態で移動することができる。従って、検出器回転移動部13bが軸Aを回転軸として回転すると、放射線検出器13aは軸Aを中心とした半径Rの円周(回転軌道)上を回転する。
また、放射線検出器13aは図示しない動力源等によって当該直線状の部材に保持された状態で移動することができる。従って、検出器回転移動部13bが軸Aを回転軸として回転すると、放射線検出器13aは軸Aを中心とした半径Rの円周(回転軌道)上を回転する。
さらに、放射線検出器13aは、その回転した任意の位置において、検出器直線移動部13cにより直線移動をすることができる。従って、放射線検出器13aは、被検査対象のX−Yステージ12によるX方向の直線移動および/またはY方向の直線移動に同期させた直線移動をすることができ、さらに、半導体のリードなど被検査対象の形状の対称性が低い被検査対象等の場合には、放射線検出器13aを直線移動させる方向として好ましい方向を被検査対象ごとに設定することもできる。
また、被検査対象を所定の角度範囲から観察するために放射線検出器13aを上記回転軌道上で回転させるための時間と直線移動を行うための時間とでは一般に後者の方が短く、回転を行う検査と比較して高速に検査を実施することができる。さらに、本実施形態においては、検出器直線移動部13cによって放射線検出器13aを移動させることにより、上記回転軌道の半径を増減することが可能であり、必要な検査の精度、時間に応じて適宜半径を調整することが可能である。
ここで、検出器直線移動部13cは、放射線検出器13aを直線的に移動させることができればよい。すなわち、被検査対象の透過放射線が放射線検出器13aに到達するように直線的に移動させることができればよい。なお、放射線検出器13aの移動方向は、被検査対象が移動する所定平面に対して平行な直線に沿った方向であればよく、ボールねじなど、種々の機構によって放射線検出器を移動させる構成を採用可能である。
出力部27は上記放射線透過画像等を表示するディスプレイであり、入力部26は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部26を介して種々の入力を実行可能であるし、CPU25の処理によって得られる種々の演算結果や放射線透過画像、被検査対象の良否判定結果等を出力部27に表示することができる。
CPU25は、メモリ28に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、被検査対象の検査を行うために、図1に示す搬送制御部25aと放射線制御部25bとステージ制御部25cと画像取得部25dと回転移動制御部25eと直線移動制御部25fと良否判定部25gとによる演算を実行する。搬送制御部25aは、搬送機構24を制御して、適切なタイミングで基板をX−Yステージ12に供給し、また、適切なタイミングで搬送装置14を駆動して検査済みの基板をX−Yステージ12から取り除く。
放射線制御部25bは、上記撮像条件データ28bを取得し、上記放射線制御機構21を制御して所定の放射線を放射線発生器11から出力させる。ステージ制御部25cは、上記検査対象データ28aを取得し、被検査対象を放射線発生器11の焦点と放射線検出器13aの視野中心とを結ぶ直線上に配置するための制御信号をステージ制御機構22に供給する。この結果、ステージ制御機構22は、被検査対象が放射線検出器13aの視野中心に含まれるようにX−Yステージ12を移動させる。
画像取得部25dは、画像取得機構23に指示を行い、放射線検出器13aが出力する放射線画像データ28cを取得する。回転移動制御部25eは検査対象データ28aを参照し、被検査対象に対して回転式CTによる解析が設定されているときに検出器回転移動部13bを制御して放射線検出器13aを回転させる。直線移動制御部25fは検査対象データ28aを参照し、被検査対象に対して直線式CTによる解析が設定されているときに検出器直線移動部13cを制御して放射線検出器13aを直線移動させる。
良否判定部25gは、回転式CTまたは直線式CTの放射線透過画像により生成した3次元再構成画像を任意にスライスした断層画像による解析を行って被検査対象の良否を判定する。すなわち、各CTによる解析を実施する際には、取得した放射線透過画像データ28cに基づいて再構成演算を行い、当該再構成演算によって求めた3次元再構成画像に基づいて被検査対象が良品であるか否かを判定する。なお、各解析において良否を判定するための条件は予め設定されている。
なお、以上の構成は、工場内の検査ラインなど、連続的に検査を行う放射線検査装置に適用することが好ましい。すなわち、検査ラインにおいてライン上を搬送される製品において被検査対象が複数個存在する場合、全ての被検査対象において詳細な解析が必要とされることはまれである。また、複数種類の製品がライン上を搬送される場合、各製品における被検査対象にて必要とされる解析の程度は異なることが多い。従って、このような製品において、必要な検査精度に応じて回転式CTと直線式CTとを切り替えて検査を行うことで、1種類の検査のみが実施できる検査装置と比較して必要な検査を高速に実施することが可能になる。
(2)放射線検査処理:
本実施形態においては、上述の構成において図3〜5に示すフローチャートに従って被検査対象の良否判定を行う。本実施形態においては、予め撮像条件データ28cによって放射線発生器11の撮像条件が設定された状態において多数の基板を搬送装置14によって搬送し、逐次X−Yステージ12上で基板上の被検査対象を検査する。このため、検査に際しては、図3に示すように、まずステップS100にて搬送制御部25aが搬送機構24に指示を出し、搬送装置14によって被検査対象基板をX−Yステージ12上に搬送する。そして、変数qを"1"に初期化する(ステップS105)。この変数qは最大値をQとする整数であり、Qは予め設定されている基板12a上の検査位置の数(被検査対象の数)である。
本実施形態においては、上述の構成において図3〜5に示すフローチャートに従って被検査対象の良否判定を行う。本実施形態においては、予め撮像条件データ28cによって放射線発生器11の撮像条件が設定された状態において多数の基板を搬送装置14によって搬送し、逐次X−Yステージ12上で基板上の被検査対象を検査する。このため、検査に際しては、図3に示すように、まずステップS100にて搬送制御部25aが搬送機構24に指示を出し、搬送装置14によって被検査対象基板をX−Yステージ12上に搬送する。そして、変数qを"1"に初期化する(ステップS105)。この変数qは最大値をQとする整数であり、Qは予め設定されている基板12a上の検査位置の数(被検査対象の数)である。
次に、CPU25は検査対象データ28aを参照し、現在の被検査対象に対して実施すべき解析が回転式CTによる解析と直線式CTによる解析とのいずれであるのかを判別する(ステップS110)。回転式CTであると判別された場合には、ステップS115へ移行し、図4に示す回転式CT検査処理を、直線式CTであると判別された場合には、ステップS120へ移行し、図5に示す直線式CT検査処理をそれぞれ実行する。
ステップS110において、現在の被検査対象に対して実施すべき解析が回転式CTであると判別されたときには、図4に示す回転式CT検査処理に移行し、最初に、回転軌道上の異なる回転角度で放射線透過画像を取得するため、変数nを"1"に初期化する(ステップS200)。
ステップS110において、現在の被検査対象に対して実施すべき解析が回転式CTであると判別されたときには、図4に示す回転式CT検査処理に移行し、最初に、回転軌道上の異なる回転角度で放射線透過画像を取得するため、変数nを"1"に初期化する(ステップS200)。
続いて、X−Yステージ12を駆動して、予め設定されたn番目の撮影位置に被検査対象を配置させる(ステップS205)。すなわち、ステージ制御部25cは検査対象データ28aを参照して基板上での被検査対象の位置を特定し、当該被検査対象が回転後の放射線検出器13aの視野中心と放射線発生器11の焦点とを結ぶ直線上に位置するようにステージ制御機構22に指示を行う。この結果、ステージ制御機構22はX−Yステージ12を移動させ、被検査対象を放射線検出器13aの視野中心に配置する。次いで、回転移動制御部25eは画像取得機構23に指示を行い、検出器回転移動部13bを駆動して予め決められたn番目の撮影位置に放射線検出器13aを回転移動させる(ステップS210)。
本実施形態においては、回転角θnをθn=(n/N)×360°と定義しており、θ=0°の位置は予め決めてある。また、上記変数nは最大値をNとする整数である。従って、放射線検出器13aは360°/Nずつ回転することになる。Nは、放射線透過画像を撮影する回転位置の数であり、要求される検査速度と検査精度、アーチファクトの程度および被検査対象の外形(軸対称性)から決定すればよい。高精度な検査を実施する場合には、例えば、N=120(撮影回数120)等を採用して撮影回数を多くすることも可能であり、また、より少ない撮影回数(例えば、N=12,撮影回数12)で放射線透過画像を取得し、補間演算によって擬似的に放射線透過画像の枚数を増加する構成を採用することも可能である。
図6は、理解を容易とするため、撮影回数N=4の場合における放射線検出器13aの位置を示す模式図である。同図6においては、Z軸に垂直な方向に沿って検出器回転移動部13bを下から眺めた状態を示しており、各回転角における放射線検出器13aの位置を一点鎖線によって示している。なお、同図4においては、回転軸AからY軸と平行かつ逆向きに延ばした直線に対する反時計回り方向の角度を放射線検出器13aの回転角θnとして定義している。また、放射線検出器13aにおける一つの長辺の脇には検出器の向きを示す三角形の目印を記してあり、図6に示すように放射線検出器13aが矢印に示す回転軌道上を回転すると、検出器の長辺を指す前記三角形の頂点が常に回転軸Aの方向を向きながら放射線検出器13aが回転する。
ステップS205およびステップS210にて被検査対象を撮影位置に配置し、放射線検出器13aを撮影位置に回転移動させたら、放射線制御部25bおよび画像取得部25dの制御により、放射線検出器13aにて回転角θnの放射線透過画像Pθnを撮影する(ステップS215)。すなわち、放射線制御部25bは、上記撮像条件データ28bを取得し、当該撮像条件データ28bに示される条件で放射線を出力するように放射線制御機構21に対して指示を行う。この結果、放射線発生器11が立体角2πの範囲で放射線を出力するので、画像取得部25dは放射線検出器13aが検出した放射線透過画像を取得する。撮影した画像は、放射線画像データ28cとしてメモリ28に記録される。
ステップS215にて回転角θnの放射線透過画像Pθnを撮影すると、変数nが最大値Nに達しているか否かを判別し(ステップS220)、最大値Nに達していると判別されなければ変数nをインクリメントして(ステップS225)、ステップS205以降の処理を繰り返す。ステップS220にて変数nが最大値Nに達していると判別されたときには、必要な回数の撮影が終了しているので、以降の処理にて良否判定を行う。このため、本実施形態においては、良否判定部25gが放射線透過画像Pθ1〜PθNを用いて3次元画像の再構成演算を行う(ステップS230)。
すなわち、以上の処理においては図6に示すように放射線検出器13aが予め決められた位置を回転移動するので、放射線検出器13aの検出面の各位置と放射線発生器11の焦点との位置関係は既定されている。そこで、両者の関係を把握した上でフィルタ補正逆投影法、逐次近似法等により再構成演算を行う。再構成演算が終了すると、良否判定部25gは、予め決められた基準に基づいて再構成演算結果(3次元再構成画像)から任意断層面の画像を取得して被検査対象の良否を判定し(ステップS235)、図3の処理フローへ戻る。
一方、ステップS110にて、現在の被検査対象に対して実施すべき解析が直線式CTであると判別されたときには、図5に示す直線式CT検査処理に移行し、最初に、X−Yステージ12および検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動して、被検査対象および放射線検出器13aを予め設定された初期位置に配置させる(ステップS300)。すなわち、回転移動制御部25eおよび直線移動制御部25fが画像取得機構23に指示を行い検出器回転移動部13bおよび検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動させて放射線検出器13aを撮影の初期位置に配置するとともに、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行いX−Yステージ12を駆動して被検査対象を撮影の初期位置に配置する。
続いて、変数mを"1"に初期化する(ステップS305)。この変数mは最大値をMとする整数であり、Mは予め設定されている被検査対象および放射線検出器13aをそれぞれ直線移動させながら取得する放射線透過画像の撮影回数である。
次いで、被検査対象および放射線検出器13aそれぞれの直線移動を開始する(ステップS310)。すなわち、直線移動制御部25fが画像取得機構23に指示を行って検出器直線移動部13cを駆動して放射線検出器13aを直線移動させるとともに、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行ってX−Yステージ12を駆動して被検査対象を直線移動させる。
次いで、被検査対象および放射線検出器13aそれぞれの直線移動を開始する(ステップS310)。すなわち、直線移動制御部25fが画像取得機構23に指示を行って検出器直線移動部13cを駆動して放射線検出器13aを直線移動させるとともに、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行ってX−Yステージ12を駆動して被検査対象を直線移動させる。
このとき、被検査対象および放射線検出器13aは、不等速にてそれぞれ同期直線移動する。これは、本実施形態の直線式CTにおいて放射線透過画像の連続的な撮影をする場合、各撮影のタクト時間を一定間隔(例えば、約0.143秒等)とし、各撮影位置間の距離を同期直線移動する被検査対象と放射線検出器13aとの距離に応じて不等間隔としているためである。但し、同期直線移動による連続撮影の方法はこの方法に限られず、被検査対象の特定部位の解像度を高める等のために、不等タクト時間および不等距離にて連続撮影する、または、駆動制御の簡略化等のために、一定タクト時間および一定距離にて連続撮影する等、種々の方法を採用可能である。また、例えば、不等間隔の層間ピッチを有する多層基板の各層間を撮影する場合には、その各層間のピッチに応じた不等距離による連続撮影の方法を採用することもできる。
また、本実施形態では、この直線移動方向を、駆動制御の簡略化のために、X−Yステージ12のX方向またはY方向のみの駆動により直線移動可能な方向としているが、これに限定されず、X方向およびY方向の各駆動を組み合わせて直線移動する方向であってもよい。
また、本実施形態では、この直線移動方向を、駆動制御の簡略化のために、X−Yステージ12のX方向またはY方向のみの駆動により直線移動可能な方向としているが、これに限定されず、X方向およびY方向の各駆動を組み合わせて直線移動する方向であってもよい。
ステップS310にて被検査対象および放射線検出器13aがそれぞれ同期直線移動を開始すると、画像取得部25dは画像取得機構23に指示を行って、放射線透過画像の連続的な取得を開始し、各撮影位置において、放射線透過画像Plmを撮影する(ステップS315)。すなわち、放射線制御部25bは、上記撮像条件データ28bを取得し、当該撮像条件データ28bに示される条件において放射線を出力するように放射線制御機構21に対して指示を行う。この結果、放射線発生器11が立体角2πの範囲で放射線を出力するので、画像取得部25dは放射線検出器13aにより放射線を検出し、放射線透過画像を取得する。取得した画像は、放射線画像データ28cとしてメモリ28に記録される。
図7は、放射線検出器13aの移動方向がX軸と平行な場合の放射線検出器13aの移動方向を示す模式図である。同図7においても、Z軸に垂直な方向に沿って検出器回転移動部13bを下から眺めた状態を示している。放射線検出器13aは、図7に示すX軸と平行な左右の矢印方向へ直線移動し、所定の各位置において放射線透過画像を撮影する。
ステップS315にて撮影位置mの放射線透過画像Plmを撮影すると、変数mが最大値Mに達しているか否かを判別し(ステップS320)、最大値Mに達していると判別されなければ変数mをインクリメントして(ステップS325)、ステップS315以降の処理を繰り返す。ステップS320にて変数mが最大値Mに達していると判別されたときには、今度は、最初に撮影を行った直線移動方向と直交する方向の撮影を行う設定がなされているか否かを判別する(ステップS330)。すなわち、本実施形態における直線式CT検査処理では、1方向のみの直線移動撮影による画像から生成された3次元再構成画像よりも詳細な3次元再構成画像が必要な場合等において、予め異なる方向からの直線移動撮影をさらに実行する設定をし、より詳細な3次元再構成画像を生成できるように、さらなる画像を取得するようにしている。この場合、最初に撮影を行った直線移動方向がX軸と平行である場合には、図7に示すY軸方向の撮影を行う。
但し、このような追加画像データを取得するための直線移動撮影方向は、本実施形態のような直交方向に限られず、30°、45°または60°方向等、被検査対象の形状、配設方向、周囲の配設状態等により適宜選択すればよい。また、これらのような最初の直線移動撮影方向に交差する方向に限られず、被検査対象の位置を直交方向にオフセットした状態において、最初の直線移動撮影方向に平行な方向としてもよい。さらに、このような追加画像データを取得するための直線移動撮影は、1回のみならず、2回以上行うようにしてもよい。
ステップS330にて、直交方向の撮影を行う設定がなされていると判別されたときには、上述と略同様に、最初に、X−Yステージ12および検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動して、被検査対象および放射線検出器13aを予め設定された初期位置に配置させる(ステップS335)。
続いて、変数kを"1"に初期化する(ステップS340)。この変数kは最大値をKとする整数であり、Kは予め設定されている上記撮影における移動方向と直交する方向において被検査対象および放射線検出器13aをそれぞれ直線移動させながら取得する放射線透過画像の撮影回数である。次いで、被検査対象および放射線検出器13aそれぞれの直線移動を開始する(ステップS345)。このとき、上述の撮影と同様に、被検査対象および放射線検出器13aは、不等速にてそれぞれ同期直線移動する。
続いて、変数kを"1"に初期化する(ステップS340)。この変数kは最大値をKとする整数であり、Kは予め設定されている上記撮影における移動方向と直交する方向において被検査対象および放射線検出器13aをそれぞれ直線移動させながら取得する放射線透過画像の撮影回数である。次いで、被検査対象および放射線検出器13aそれぞれの直線移動を開始する(ステップS345)。このとき、上述の撮影と同様に、被検査対象および放射線検出器13aは、不等速にてそれぞれ同期直線移動する。
ステップS345にて被検査対象および放射線検出器13aがそれぞれ同期直線移動を開始すると、画像取得部25dは画像取得機構23に指示を行って、放射線透過画像の連続的な取得を開始し、各撮影位置において、放射線透過画像Plkを取得する(ステップS350)。取得した画像は、放射線画像データ28cとしてメモリ28に記録される。
次いで、撮影位置kの放射線透過画像Plkを撮影すると、変数kが最大値Kに達しているか否かを判別し(ステップS355)、最大値Kに達していると判別されなければ変数kをインクリメントして(ステップS360)、ステップS350以降の処理を繰り返す。ステップS355にて変数kが最大値Kに達していると判別されたときには、必要な回数の撮影が終了しているので、以降の処理にて良否判定を行う。
ステップS355にて、変数kが最大値Kに達していると判別されたときには、良否判定部25gが放射線透過画像Pl1〜PlMおよびPl1〜PlKを用いて3次元画像の再構成演算を行う(ステップS365)。
一方、ステップS330にて、直交方向の撮影を行う設定がなされていないと判別されたときには、良否判定部25gが放射線透過画像Pl1〜PlMのみを用いて3次元画像の再構成演算を行う(ステップS370)。
一方、ステップS330にて、直交方向の撮影を行う設定がなされていないと判別されたときには、良否判定部25gが放射線透過画像Pl1〜PlMのみを用いて3次元画像の再構成演算を行う(ステップS370)。
すなわち、以上の処理においては、図7に示すように、放射線検出器13aのX方向および/またはY方向の直線移動において、予め決められた位置にて放射線透過画像を撮影するので、放射線検出器13aの検出面の各位置と放射線発生器11の焦点との位置関係は既定されている。そこで、両者の関係を把握した上で再構成演算を行う。この再構成演算は、上述の回転式CT検査処理の場合と同様に、3次元再構成画像を生成しうる限り特に限定されない。
再構成演算が終了すると、良否判定部25gは、予め決められた基準に基づいて再構成演算結果から被検査対象の良否を判定し(ステップS375)、図3の処理フローへ戻る。
再構成演算が終了すると、良否判定部25gは、予め決められた基準に基づいて再構成演算結果から被検査対象の良否を判定し(ステップS375)、図3の処理フローへ戻る。
ステップS235またはステップS375において良否判定を実施すると、図3のステップS125において変数qが最大値Qに達しているか否かを判別し、最大値Qに達していると判別されなければ変数nをインクリメントして(ステップS130)、ステップS110以降の処理を繰り返す。ステップS125にて変数qが最大値Qに達していると判別されたときには、予め設定されている基板上のすべての検査位置についての検査が終了しているので、さらに次の基板について検査を行うため、ステップS100に戻って放射線検査処理を繰り返す。
以上の処理によれば、被検査対象に応じて回転式CTによる解析と直線式CTによる解析とのいずれかから適切な解析を選択して検査を実施することができる。すなわち、被検査対象によって必要とされる検査の精度に応じて、時間がかかるが詳細な解析を実施することができる回転式CTによる解析と、比較的短時間で実施可能な直線式CTによる解析と、のいずれかを選択することが可能である。従って、詳細な検査が不要な被検査対象について過大に時間を費やして検査することはなく、高速に検査を行うことができる。
(3)他の実施形態:
上記実施形態では、回転式CTによる解析と直線式CTによる解析とを簡易な構成によって実施できる形態を例示したが、これに限定されず、例えば、上述の実施形態の構成に加えて、放射線検出器13aを自転回転させる構成を採用し、単層または複層の直線式ラミノグラフィによる解析および回転式ラミノグラフィによる解析を、それぞれさらに実施可能な構成としても良い。
上記実施形態では、回転式CTによる解析と直線式CTによる解析とを簡易な構成によって実施できる形態を例示したが、これに限定されず、例えば、上述の実施形態の構成に加えて、放射線検出器13aを自転回転させる構成を採用し、単層または複層の直線式ラミノグラフィによる解析および回転式ラミノグラフィによる解析を、それぞれさらに実施可能な構成としても良い。
図8は、放射線検出器13aを回転軌道上で回転させ、また直線移動させ、さらに自転回転させることが可能な構成をY軸方向から眺めた状態で示す模式図であり、上述の図1,図2と同様の構成をこれらの図と同じ符号にて示している。本実施形態では、上述の実施形態と同様に放射線発生器11、X−Yステージ12、検出器回転移動部13bを備えている。ただし、放射線検出器13aは検出器自転回転部13dを介して検出器直線移動部13cに取り付けられており、当該放射線検出器13aは軸Bを回転軸として回転可能である。
このような構成においては、上述の図3に示す処理フローのステップS110において、回転式CTによる解析と直線式CTによる解析と回転式ラミノグラフィによる解析と直線式ラミノグラフィによる解析とを選択して実施することができる。
このような構成においては、上述の図3に示す処理フローのステップS110において、回転式CTによる解析と直線式CTによる解析と回転式ラミノグラフィによる解析と直線式ラミノグラフィによる解析とを選択して実施することができる。
回転式ラミノグラフィによる解析は、図9に示す処理フローに従って実施される。現在の被検査対象に対して実施すべき解析が回転式ラミノグラフィであると判別されたときには、最初に、X−Yステージ12、検出器回転移動部13bおよび検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動して、被検査対象および放射線検出器13aを予め設定された初期位置に配置させる(ステップS400)。すなわち、回転移動制御部25eおよび直線移動制御部25fが画像取得機構23に指示を行い検出器回転移動部13bおよび検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動させて放射線検出器13aを撮影の初期位置に配置するとともに、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行いX−Yステージ12を駆動して被検査対象を撮影の初期位置に配置する。さらに、検出器自転回転部13dを駆動して、予め設定された方向に放射線検出器13aを自転回転させる。
次に、被検査対象および放射線検出器13aをそれぞれ回転移動させながら放射線透過画像を取得するため、放射線検出器13aによる露光を開始し(ステップS405)、さらに、被検査対象を回転移動させるとともに、それに同期するように、放射線検出器13aを回転移動および自転回転させる(ステップS410)。すなわち、回転移動制御部25eは、画像取得機構23に指示を行い、検出器回転移動部13bを駆動して予め決められた速度で放射線検出器13aを回転移動させ、さらに、検出器自転回転部13dが常にY軸に対して一定の方向を向くように自転回転を制御する。このとき、ステージ制御部25cは検査対象データ28aを参照して基板上での被検査対象の位置を特定し、回転移動および自転回転する当該被検査対象を透過する透過放射線が放射線検出器13aの検出面の特定の位置に到達するようにステージ制御機構22に指示を行う。この結果、ステージ制御機構22はX−Yステージ12を移動させ、被検査対象が放射線検出器13aの視野中心に位置するように同期を行う。
以上の回転移動および自転回転を所定の間実行すると、露光を停止する(ステップS415)。すなわち、検出器回転移動部13bが画像取得機構23に指示を行って放射線検出器13aを停止させ、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行って被検査対象を停止させ、画像取得部25dが画像取得機構23に指示を行って放射線透過画像の取得を停止する。以上の処理において画像取得部25dは、画像取得機構23から逐次転送される放射線透過画像を蓄積し続け、露光が終了した時点での画像を放射線透過画像として取得する(ステップS420)。取得した画像は、放射線画像データ28cとしてメモリ28に記録される。
図10は、上述の図6と同様に、Z軸に垂直な方向に沿って検出器回転移動部13bを下から眺めた状態を示しており、異なる回転角における放射線検出器13aの位置を一点鎖線によって示している。回転式ラミノグラフィによる解析を実施する際には、放射線検出器13aを回転軌道上で回転させながら図10に示す矢印C方向に自転回転を実施し、放射線検出器13aが常にY軸に対して一定の方向を向くように回転を制御する。なお、図10において、矢印C方向への自転回転を行わない場合、図6と同様に、放射線検出器13a’のような向きとなる。
すなわち、本実施形態におけるX−Yステージ12では、被検査対象をX−Y平面内で平行移動させるのみであるので、被検査対象の位置が変動してもY軸に対する向きは一定である。そこで、放射線検出器13aを回転軌道上で回転させるとともに自転回転を実施し、放射線検出器13aが常にY軸に対して一定の方向を向くようにする。この結果、被検査対象の像は放射線検出器13aの検出面上で一定の方向を向き、一定の大きさとなるので、放射線検出器13aの回転とともに露光を続けることで回転式ラミノグラフィによる解析を実施可能な放射線透過画像を取得することができる。
以上のようにして放射線検出器13aを回転移動させるとともに自転回転させて放射線透過画像を取得したら、良否判定部25gは、予め決められた基準に基づいて放射線透過画像に含まれる被検査対象の良否を特定する(ステップS425)。
直線式ラミノグラフィによる解析は、図11に示す処理フローに従って実施される。現在の被検査対象に対して実施すべき解析が直線式ラミノグラフィであると判別されたときには、最初に、X−Yステージ12、検出器回転移動部13bおよび検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動して、被検査対象および放射線検出器13aを予め設定された初期位置に配置させる(ステップS500)。すなわち、回転移動制御部25eおよび直線移動制御部25fが画像取得機構23に指示を行い検出器回転移動部13bおよび検出器直線移動部13cをそれぞれ駆動させて放射線検出器13aを撮影の初期位置に配置するとともに、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行いX−Yステージ12を駆動して被検査対象を撮影の初期位置に配置する。
次に、被検査対象および放射線検出器13aをそれぞれ直線移動させながら放射線透過画像を取得するため、放射線検出器13aによる露光を開始し(ステップS505)、さらに、放射線検出器13aと被検査対象とを同期させて直線移動させる(ステップS510)。すなわち、直線移動制御部25fは、画像取得機構23に指示を行い、検出器直線移動部13cを駆動して予め決められた速度で放射線検出器13aを直線移動させる。このとき、ステージ制御部25cは検査対象データ28aを参照して基板上での被検査対象の位置を特定し、直線移動する当該被検査対象を透過する透過放射線が放射線検出器13aの検出面の特定の位置に到達するようにステージ制御機構22に指示を行う。この結果、ステージ制御機構22はX−Yステージ12を移動させ、被検査対象が放射線検出器13aの視野中心に位置するように同期を行う。
以上の直線移動を所定の間実行すると、露光を停止する(ステップS515)。すなわち、検出器直線移動部13cが画像取得機構23に指示を行って放射線検出器13aを停止させ、ステージ制御部25cがステージ制御機構22に指示を行って被検査対象を停止させ、画像取得部25dが画像取得機構23に指示を行って放射線透過画像の取得を停止する。以上の処理において画像取得部25dは、画像取得機構23から逐次転送される放射線透過画像を蓄積し続け、露光が終了した時点での画像を放射線透過画像として取得する(ステップS520)。取得した画像は、放射線画像データ28cとしてメモリ28に記録される。
以上のようにして放射線検出器13aを直線移動させて放射線透過画像を取得したら、良否判定部25gは、放射線透過画像から蓄積された情報量の大きい被検査対象を抽出し予め決められた基準に基づいて被検査対象の良否を特定する(ステップS525)。
以上のようにして放射線検出器13aを直線移動させて放射線透過画像を取得したら、良否判定部25gは、放射線透過画像から蓄積された情報量の大きい被検査対象を抽出し予め決められた基準に基づいて被検査対象の良否を特定する(ステップS525)。
このように、本実施形態においては、放射線検出器13aの自転回転を制御するモジュールを備えるとともに、他の構成は図1に示す構成と同様の構成で実現可能である。ただし、回転式CTによる解析を実施する際に、前記検出器自転回転部13dによる自転回転は行わない。この結果、回転式CTによる解析を実施する際の回転は、上記図6に示す回転と同様の回転となる。
以上のように、放射線検出器13aを回転軌道上で回転移動させ、また直線移動させ、さらに自転回転させる構成において、回転式または直線式CTによる各解析と回転式または直線式ラミノグラフィによる各解析とを適宜選択することができる。従って、詳細な検査が不要な被検査対象について過大に時間を費やして検査することはなく、さらに高速に検査を行うことができる。
なお、上記実施形態におけるラミノグラフィ方式用透過画像の撮影では、被検査対象および放射線検出器13aの位置制御を実行しながら長時間露光を行って撮影したが、所定の各位置においてそれぞれ短時間露光による撮影を行うようにしてもよい。このようにして撮影した各短時間露光画像を重ね合わせることによっても、ラミノグラフィ方式断層画像を生成することができる。
なお、上記実施形態におけるラミノグラフィ方式用透過画像の撮影では、被検査対象および放射線検出器13aの位置制御を実行しながら長時間露光を行って撮影したが、所定の各位置においてそれぞれ短時間露光による撮影を行うようにしてもよい。このようにして撮影した各短時間露光画像を重ね合わせることによっても、ラミノグラフィ方式断層画像を生成することができる。
なお、本発明においては、上述のいずれの実施形態にも限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。
また、上述の実施形態においては、放射線検出器13aとして、撮影したデータをシリアル出力するフラットパネルセンサを提案したが、これに限定されず、例えば、より高速な検査を必要とする場合には、多数のラインセンサを面状に並列配置した放射線検出器13aとし、撮影したデータを各ラインセンサから並列出力するようにして撮影時間を短縮するようにしてもよい。すなわち、被検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器にて検出し、透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することが可能である。
また、上述の実施形態においては、被検査対象を平面移動させる手段として、X−Yステージ12を採用したが、放射線の照射範囲内の所定平面上で被検査対象を移動させることができる限り、この手段は特に限定されない。
また、上述の実施形態においては、放射線検出器13aを検出器回転移動部13bにより回転移動させて360°方向の放射線透過画像を撮影するようにしたが、これに限定されず、検出器回転移動部13bに換えて、検出器直線移動部13cの直線移動方向に直交する方向にさらに直線移動させる手段を用いるようにしてもよい。このように、放射線検出器13aをX方向およびY方向に自在に平面移動可能な構成にすることにより、例えば、放射線検出器13aを多角形の軌跡上を直線移動させて、被検査対象の360°方向の放射線透過画像を撮影することができる。また、このX−Y軸により、検出器自転回転部13dを備えた放射線検出器13aを回転移動させることも可能である。
また、上述の実施形態においては、放射線検査装置10は、工場内の検査ラインなどにおいて連続的に検査を行うインライン用の放射線検査装置として例示されているが、これに限定されず、試作基板単体の解析あるいは基板の抜き取り検査を行うためのオフライン用の放射線検査装置として用いてもよい。
また、上述の実施形態においては、被検査対象ごとに回転式CT、直線式CT、回転式ラミノグラフィ、直線式ラミノグラフィのいずれかにて解析することを、被検査対象に応じて、予め設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、被検査対象ごとにどの解析を実施するのかをその都度設定する入力ボタン等のインタフェースを設け、オペレータによって直接的に選択させる構成等を採用してもよい。
また、上述の実施形態においては、被検査対象ごとに回転式CT、直線式CT、回転式ラミノグラフィ、直線式ラミノグラフィのいずれか1つの解析方法を実行するようにしたが、これに限定されず、例えば、1つの被検査対象について2以上の解析方法を実施するようにしてもよい。すなわち、簡易な検査で十分な被検査対象に対しては、特定の位置(例えば、放射線発生器11の直上)に配置した放射線検出器13aにて被検査対象を撮影した放射線透過画像や直線式や回転式のラミノグラフィによって簡易な解析を最初に実施して、その良否判定結果に応じて、さらに詳細な解析を実施するようにしてもよい。
また、検出器回転移動部13bは、円形以外にも種々の形状を採用可能であり、矩形や十字形あるいは直線形の部材を回転させる構成であってもよい。さらに、放射線検出器13aまたは放射線取得機構13自体をZ軸方向に駆動させる上昇/下降機構を設けるようにしてもよい。これにより放射線検出器13aに対する過度な放射線照射を防止でき、かつ、被検査対象に応じた最適な撮像条件(放射線管に対する印加電圧、照射時間、撮像倍率等)による撮影が可能となる。
10;放射線検査装置、11;放射線発生器、12;X−Yステージ、13;放射線取得機構、13a;放射線検出器、13b;検出器回転移動部、13c;検出器直線移動部、14;搬送装置、21;放射線制御機構、22;ステージ制御機構、23;画像取得機構、24;搬送機構、25;CPU、25a;搬送制御部、25b、放射線制御部、25c、ステージ制御部、25d;画像取得部、25e;回転移動制御部、25f;直線移動制御部、25g;良否判定部、26;入力部、27;出力部、28;メモリ、28a;検査対象データ、28b;撮像条件データ、28c;放射線画像データ。
Claims (12)
- 固定的に配置されかつ所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力源を備える放射線出力手段と、
上記放射線出力手段の上方に設けられかつ被検査対象を載置して上記放射線の出力範囲内で該被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動手段と、
上記被検査対象平面移動手段の上方に設けられかつ上記被検査対象の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段と、を備え、
上記放射線透過画像取得手段は、上記被検査対象を透過した透過放射線を検出する放射線検出器、上記放射線出力源の焦点を通りかつ該被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として該放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動部、該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動部、を具備し、
上記放射線透過画像は、上記検出器回転移動部による上記放射線検出器の回転移動および上記検出器直線移動部による該放射線検出器の直線移動のそれぞれによって取得可能な上記被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像であることを特徴とする放射線検査装置。 - 上記放射線透過画像取得手段は、上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として上記放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転部をさらに備え、
上記放射線透過画像は、上記検出器回転移動部による上記放射線検出器の回転移動および上記検出器自転回転部による該放射線検出器の自転回転ならびに上記検出器直線移動部による該放射線検出器の直線移動のそれぞれによってさらに取得可能な上記被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像である請求項1記載の放射線検査装置。 - 上記放射線透過画像取得手段は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能である請求項1または2記載の放射線検査装置。
- 上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサである請求項1乃至3のいずれかに記載の放射線検査装置。
- 請求項1記載の放射線検査装置を用いる放射線検査方法であって、
固定的に配置された放射線出力源から所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力工程と、
上記放射線の出力範囲内で被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動工程と、
上記放射線出力源の焦点を通りかつ上記被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動、または、該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動を実行して該被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得工程と、を備えることを特徴とする放射線検査方法。 - 上記放射線透過画像取得工程は、
上記検出器回転移動、もしくは、上記検出器直線移動を実行して上記3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する、または、
上記検出器回転移動とともに上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として該放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転、もしくは、上記検出器直線移動を実行して該被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像を取得する請求項5記載の放射線検査方法。 - 上記放射線透過画像取得工程は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能である請求項5または6記載の放射線検査方法。
- 上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであり、
上記放射線画像取得工程は、上記複数のラインセンサにより透過放射線を検出し、該複数のラインセンサから並列に出力される該透過放射線データを上記放射線透過画像として取得する請求項5乃至7のいずれかに記載の放射線検査方法。 - 請求項1記載の放射線検査装置を制御する放射線検査プログラムであって、
固定的に配置された放射線出力源から所定の立体角の範囲に放射線を出力する放射線出力機能と、
上記放射線の出力範囲内で被検査対象を平面的に移動させる被検査対象平面移動機能と、
上記放射線出力源の焦点を通りかつ上記被検査対象の移動平面に対して垂直な直線を回転軸として放射線検出器を上記放射線の出力範囲内で回転移動させる検出器回転移動または該放射線検出器を該被検査対象の移動平面に平行な直線に沿って直線移動させる検出器直線移動を実行して該被検査対象の3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする放射線検査プログラム。 - 上記放射線透過画像取得機能は、
上記検出器回転移動、もしくは、上記検出器直線移動を実行して上記3次元再構成画像生成用の放射線透過画像を取得する、または
上記検出器回転移動とともに上記被検査対象の移動平面に対して垂直でありかつ上記放射線検出器を通る直線を回転軸として該放射線検出器を自転回転させる検出器自転回転、もしくは、上記検出器直線移動を実行して該被検査対象のラミノグラフィ方式断層画像生成用の放射線透過画像を取得する請求項9記載の放射線検査プログラム。 - 上記放射線透過画像取得機能は、取得する上記放射線透過画像を上記被検査対象に応じて直接的または間接的な設定により選択可能である請求項9または10記載の放射線検査プログラム。
- 上記放射線検出器は、面状に並列配置された複数のラインセンサであり、
上記放射線画像取得機能は、上記複数のラインセンサにより透過放射線を検出し、該複数のラインセンサから並列に出力される該透過放射線データを上記放射線透過画像として取得する請求項9乃至11のいずれかに記載の放射線検査プログラム。
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JP2008078982A JP2009236490A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 放射線検査装置、それを用いる放射線検査方法およびそれを制御する放射線検査プログラム |
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