JP2011237179A - 透視検査システム及び透視検査システム用判別手段 - Google Patents

Abstract

【課題】装置自身により良品か不良品かの自動判定が可能で、かつ、検査のスピードが十分に早く、さらに、判定機能を持たない透視検査装置を用いて構成することができる透視検査システムを提供する。
【解決手段】透過検査装置１ａ，１ｂと、透過検査装置１ａ，１ｂを制御するとともに被検体１０１の識別子データを取得する制御手段２ａ，２ｂと、制御手段２ａ，２ｂに通信回線３を介して接続された判別手段４とを備え、透過検査装置１ａ，１ｂは、被検体１０１を透過した放射線量の二次元分布、または、三次元分布を画像データ化して記憶し、制御手段２ａ，２ｂは、透過検査装置１ａ，１ｂに記憶された画像データに被検体１０１の識別子データを対応付けて判別手段４に送り、判別手段４は、画像データに基づいて被検体１０１について良否を判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体である半導体素子等を透過した放射線（Ｘ線、γ線、中性子線等）を検出し、半導体素子の実装状態の良否を判定する透視検査システム及び透視検査システム用判別手段に関する。

従来、半導体素子や電子部品が実装された電子基板等の被検体に放射線（Ｘ線、ガンマ線などを含む）を透過させ、被検体を透過した放射線を検出することにより、被検体における放射線透過画像により異常箇所を検出する透視検査装置が提案されている。このような透視検査装置は、例えば、半導体素子の実装（半田付け）状態の良否、例えば、ボンディングワイヤの切断の有無や、多層配線基板等の内部の層のパターンの非破壊検査を行うために使用されている。特に、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）素子では、基板とＢＧＡとの実装部（半田付け部）が外部からは見えないため、透視検査システムによる非破壊検査が有用である。

この透視検査装置は、基本的には医療用として普及している透視装置と同様の構成を有している。しかし、従来のＸ線透視装置がＸ線用フィルムを用いて透過像を得るのに対して、最近の透視検査装置では、センサ出力をディジタル画像化し、画像処理で透過像を作成する点が異なっている。

このような透視検査装置は、半導体やその他の電子部品等の製造工程において、不具合品の「不良解析用」として使用される。

従来、特許文献１に記載されているように、放射状に拡散する放射線（Ｘ線）を被検体に透過させ、線状に配列された複数の感知部を有する放射線検出器によって、被検体を透過した放射線を検出するようにした透視検査装置が提案されている。

特開２００１−１３０９１公報

ところで、近年においては、半導体実装、電子部品実装において高密度化が進み、立体的に実装する３次元実装も行われるようになり、外部から見えない箇所が多くあるため、製造工程でのＸ線による全数検査も必要とされるようになった。

しかし、従来の透視検査装置においては、検査作業者がＸ線画像を見て、良品か不良品かを判定している。このような透視検査装置では、自動検査ができないため、製造工程での全数検査を行おうとすると、極めて煩雑である。

また、検査から検査結果のデータ作成までに要する時間が長いため、製品の製造スピードに検査のスピードが追いつかず、全数検査を行うには、製造スピードを遅くしなければならない。

また、製造段階において自動検査が可能な透視検査システムの導入を欲しているが、従来から使用してきた透視検査装置も有効利用して自動検査を行いたいという要望も生まれている。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、装置自身により良品か不良品かの自動判定が可能で、かつ、検査のスピードが十分に早く、さらに、判定機能を持たない透視検査装置を用いて構成することができる透視検査システムを提供することを目的とする。

本発明に係る透視検査システムは、前記課題を解決するため、以下の構成のいずれか一を有するものである。

〔構成１〕
少なくとも１台の透過検査装置と、透過検査装置に対応して透過検査装置を制御するとともに被検体の識別子データを取得する手段を有する制御手段と、制御手段に対して通信回線を介して接続された判別手段とを備え、透過検査装置は、放射線を発生し被検体に向けて放出する放射線源と被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と放射線検出器により検出された放射線量の二次元分布、または、三次元分布を画像データ化する信号処理手段と画像データを記憶する記憶手段とを有し、制御手段は、透過検査装置の記憶手段に記憶された画像データに画像データに対応する被検体の識別子データを対応付けてこれら画像データ及び識別子データを判別手段に送り、判別手段は、制御手段より送られた画像データに基づいて該画像データに対応する識別子データが示す被検体について良否を判別することを特徴とするものである。

〔構成２〕
判別手段は、被検体の識別子データと検査画像及び検査結果とを時系列的に１枚の画像にタイル状に貼り付け表示したトレーサビリティマップを作成することを特徴とするものである。

また、本発明に係る透視検査システム用判別手段は、以下の構成のいずれか一を有するものである。

〔構成３〕
透過検査装置に対応して該透過検査装置を制御するとともに被検体の識別子データを取得する手段を有する少なくとも１台の制御手段に対して通信回線を介して接続された判別手段であって、透過検査装置は、放射線を発生し被検体に向けて放出する放射線源と被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と放射線検出器により検出された放射線量の二次元分布、または、三次元分布を画像データ化する信号処理手段と画像データを記憶する記憶手段とを有し、制御手段は、透過検査装置の記憶手段に記憶された画像データに画像データに対応する被検体の識別子データを対応付け、制御手段より画像データ及び識別子データを送られ、この画像データに基づいて、該画像データに対応する識別子データが示す被検体について良否を判別することを特徴とするものである。

〔構成４〕
構成３を有する透視検査システム用判別手段において、被検体の識別子データと検査画像及び検査結果とを時系列的に１枚の画像にタイル状に貼り付け表示したトレーサビリティマップを作成することを特徴とするものである。

本発明に係る透視検査システムにおいては、制御手段は、透過検査装置の記憶手段に記憶された画像データに画像データに対応する被検体の識別子データを対応付けてこれら画像データ及び識別子データを本発明に係る透視検査システム用判別手段に送り、判別手段は、制御手段より送られた画像データに基づいて該画像データに対応する識別子データが示す被検体について良否を判別するので、良否の判定が自動的に行われ、定量的な検査が可能となり、判定結果が安定し、製品の品質の向上を図ることができる。

また、本発明に係る透視検査システム用判別手段は、被検体の識別子データと検査画像及び検査結果とを時系列的に１枚の画像にタイル状に貼り付け表示したトレーサビリティマップを作成するので、検査結果を数値データ及び画像データで残すことが可能となり、トレーサビリティが可能となる。

すなわち、本発明は、装置自身により良品か不良品かの自動判定が可能で、かつ、検査のスピードが十分に早く、さらに、判定機能を持たない透視検査装置を用いて構成することができる透視検査システム及び透視検査システム用判別手段を提供することができるものである。

本発明に係る透視検査システムの構成を示すブロック図である。 本発明に係る透視検査システムの動作の概要を示すブロック図である。 本発明に係る透視検査システムにおける判別動作を示すブロック図である。 本発明に係る透視検査システムにおいて得られる画像を示す平面図である。 本発明に係る透視検査システムにおいて得られるトレーサビリティマップを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

〔透視検査システムの構成〕
図１は、本発明に係る透視検査システムの構成を示すブロック図である。

この透視検査システムは、図１に示すように、少なくとも１台の透過検査装置１ａ，１ｂと、各透過検査装置１ａ，１ｂに対応して各透過検査装置１ａ，１ｂを制御する制御手段となるサブコンピュータ装置２ａ，２ｂと、各サブコンピュータ装置２ａ，２ｂに対して通信回線３を介して接続された判別手段となるメインコンピュータ装置４とを備えて構成される。

透過検査装置１ａ，１ｂは、放射線、例えば、Ｘ線ビームを発生し被検体である半導体素子等に向けて放出する放射線源と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と、放射線検出器により検出された放射線量の二次元分布を画像データ化する信号処理手段と、画像データを記憶する記憶手段６ａ，６ｂとを有して構成されている。これら透過検査装置１ａ，１ｂの各部は、サブコンピュータ装置２ａ，２ｂにより制御される。

なお、被検体を透過した放射線の検出は、コンピュータ断層撮影（Computed Tomography）を行えば、三次元分布を検出することができる。

サブコンピュータ装置２ａ，２ｂは、被検体の識別子データ（ＩＤデータ）を取得する手段となるバーコードリーダ５ａ，５ｂを有している。

〔透視検査システムの動作〕
（１）撮影動作（動作の概要）
図２は、本発明に係る透視検査システムの動作の概要を示すブロック図である。

この透視検査システムにおいては、図２に示すように、各透過検査装置１ａ，１ｂにおいて、被検体の所定の位置の透視映像を順次撮影し、記憶手段６ａ，６ｂに順次記憶してゆく。被検体の撮影は、検査したい所定の位置のみを撮影することとしてもよいし、被検体全体を等間隔にステップ撮影してもよい。

このとき、各サブコンピュータ装置２ａ，２ｂにおいては、バーコードリーダ５ａ，５ｂにより撮影する被検体の識別子データを取得しておき、取得された識別子データを含む管理ファイルを、撮影により得られた画像データからなる画像ファイルに対応付ける。また、サブコンピュータ装置２ａ，２ｂは、互いに対応付けられた管理ファイル及び画像ファイルをメインコンピュータ装置４に送る。

なお、ここで、記憶手段６ａ，６ｂは、各透過検査装置１ａ，１ｂ、各サブコンピュータ装置２ａ，２ｂ及びメインコンピュータ装置４に、通信回線３を介して共有されるドライブ（記憶装置）であればよく、各透過検査装置１ａ，１ｂに内蔵された記憶手段に限定されるものではない。

また、このとき、各サブコンピュータ装置２ａ，２ｂは、各透過検査装置１ａ，１ｂにおけるＸ線管の電圧、電流、ズーム倍率等の撮影条件、撮影座標を決定し、これらの情報を管理ファイルに含める。

メインコンピュータ装置４は、後述するように、サブコンピュータ装置２ａ，２ｂより送られた管理ファイル及び画像ファイル（画像データ）に基づいて、その画像ファイル（画像データ）に対応する管理ファイル（識別子データ）が示す被検体について良否を判別する。

（２）データ教示について
この透視検査システムにおいては、各サブコンピュータ装置２ａ，２ｂより送られる画像データについて、ＲＯＩ（Region of Interest：関心領域）を作成し、メインコンピュータ装置４に対して検査データの教示を行っておくことができる。

すなわち、被検体の全体を撮影した画像データについて、検査対象部の面積、長さ、角度、厚さ、ボイド率（空隙率）など、検査内容を示すＲＯＩを設定し、メインコンピュータ装置４に教示しておく。メインコンピュータ装置４は、サブコンピュータ装置２ａ，２ｂより被検体の全体を撮影した画像データを送られると、この画像データから、ＲＯＩに基づいて、所定の位置についての検査を行う。

なお、ＲＯＩのデータは、画像ごとの管理となり、被検体全体に対する相対位置の情報は必要ではない。被検体によって撮影位置がずれた場合には、画像処理によるパターンマッチングによって、ＲＯＩが示す箇所を追従することができる。

（３）判別動作
図３は、本発明に係る透視検査システムにおける判別動作を示すブロック図である。

この透視検査システムにおいては、図３に示すように、例えば、供給ラック１０２により搬入された被検体１０１について、以下の手順により、透視検査及び判別を行う。

(1)まず、サブコンピュータ装置２ａ，２ｂのバーコードリーダ５ａ，５ｂにより被検体１０１の識別子データを取得し、管理ファイルを作成しておく。

(2)透過検査装置１ａ，１ｂは、被検体１０１の撮影を行い、画像データを取得し、画像ファイルを作成する。そして、これら管理ファイル及び画像ファイルは、サブコンピュータ装置２ａ，２ｂの制御により、記憶手段６ａ，６ｂに記憶される。これら管理ファイル及び画像ファイルは、通信回線３を介して、メインコンピュータ装置４に送られる。

(3)撮影が終了した被検体１０１は、供給ラック１０２により、メインコンピュータ装置４の近傍に搬送しておく。

(4)メインコンピュータ装置４は、バーコードリーダ５ｃにより、搬送されてきた被検体１０１の識別子データを取得する。メインコンピュータ装置４は、取得した識別子データを、通信回線３を介して送られた管理ファイルと照合し、識別子データが一致する管理ファイルに対応する画像ファイルについて、判別を実行する。

なお、メインコンピュータ装置４において、バーコードリーダ５ｃにより識別子データを取得するのは、被検体１０１に対するトレーサビリティをより確実なものとするためのものであり、これを行わずに、画像ファイルについての判別を実行してもよい。

図４は、本発明に係る透視検査システムにおいて得られる画像を示す平面図である。

メインコンピュータ装置４における判別は、予め教示されているＲＯＩに基づいて行われる。例えば、図４中の（ａ）に示すように、所定箇所の透視画像について、図４中の（ｂ）に示す良品の画像と比較して、面積が小さいことなどにより、不良と判別される。

メインコンピュータ装置４が不良と判別した場合には、メインコンピュータ装置４のディスプレイ上に、不良個所が表示される。不良個所は透視画像上に表示され、また、判定値がメニュー画面されるので、何の検査項目で不良と判別されたのかが判るようになっている。

検査履歴としては、透視画像及び検査結果出力を残す。透視画像は、「良品のみ」、「不良品のみ」、または、「全て」のいずれにも選択できる。検査結果出力は、「検査日」、「ロットナンバー（LOT）」、「シリアルナンバー（S/N）」、「測定個所」、「検査内容（例えば、面積過小）」、「判定値（例えば、５０ｍｍ^２以上）」、「測定値（例えば、２３ｍｍ^２）及び結果（「OK」か「NG」）」などの項目からなる。

（４）トレーサビリティマップの作成
また、メインコンピュータ装置４は、被検体１０１の識別子データと検査画像及び検査結果とを時系列的に１枚の画像にタイル状に貼り付け表示したトレーサビリティマップを作成し保存することができる。

図５は、本発明に係る透視検査システムにおいて得られるトレーサビリティマップを示す平面図である。

トレーサビリティマップにおいては、図５に示すように、１枚１枚の透視画像は、検査時に撮影された画像である。これを時系列的に配置し、不良箇所には色別の枠を表示したものである。このようなマップ表示により、検査対象のどこに不良箇所があったかを一目で判断することができる。画像ファイルは、圧縮処理して保存できるため、長期間、大量のデータの保存にも適している。

このトレーサビリティマップにより、検査結果のみを残す場合に比較して、検査時の状態を残すことができ、不良品と良品の境界上にあって不良品と判定しなかった部位なども残すことができる。

〔透視検査システムによる効果〕
この透視検査システムにおいては、検査終了、不良品修正までの時間を短くすることができる。すなわち、透視検査装置で連続撮影のみを実施し、この検査とリペアを同時進行することによって、検査から良品修正までの時間を短くできる。

また、この透視検査システムにおいては、透視検査装置の稼働率を高くできる。すなわち、検査データの作成、ＲＯＩの設定を透視検査装置を使用しないで行うことができる。従来の透視検査装置では、データ作成中は透視検査装置を使用できなかったが、本発明に係る透視検査システムにおいては、透視検査装置と分離しているため、透視検査装置の稼働率を下げずに検査データの作成が可能である。

この透視検査システムにおいては、撮像人員とデータ作成人員とを分離できる。すなわち、撮像しながらでもデータの作成ができる。また、データの作成後、シームレスに検査に移行できる。

この透視検査システムにおいては、複数台の透視検査装置に対応できる。撮像する透視検査装置が増えるほど、本発明に係る透視検査システムのメリットが高まる。

この透視検査システムにおいては、一体型の透視検査装置とするよりも、廉価に構成することができる。

なお、各透視検査装置、各サブコンピュータ装置及びメインコンピュータ装置４間の接続には、標準仕様のネットワーク接続を用いることができるので、透視検査装置としては、製造メーカなどを問わずに、種々の仕様の装置を使用することができる。

本発明は、被検体である半導体素子等を透過した放射線（Ｘ線、γ線、中性子線等）を検出し、半導体素子の実装状態の良否を判定する透視検査システム及び透視検査システム用判別手段に適用される。

１ａ，１ｂ 透過検査装置
２ａ，２ｂ サブコンピュータ装置
４ メインコンピュータ装置
３ 通信回線
５ａ，５ｂ バーコードリーダ
６ａ，６ｂ 記憶手段
１０１ 被検体
１０２ 供給ラック

Claims (4)

1. 少なくとも１台の透過検査装置と、
   前記透過検査装置に対応して、前記透過検査装置を制御するとともに、被検体の識別子データを取得する手段を有する制御手段と、
   前記制御手段に対して通信回線を介して接続された判別手段と
   を備え、
   前記透過検査装置は、放射線を発生し被検体に向けて放出する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器により検出された放射線量の二次元分布、または、三次元分布を画像データ化する信号処理手段と、前記画像データを記憶する記憶手段とを有し、
   前記制御手段は、前記透過検査装置の記憶手段に記憶された画像データに、この画像データに対応する被検体の識別子データを対応付けて、これら画像データ及び識別子データを前記判別手段に送り、
   前記判別手段は、前記制御手段より送られた画像データに基づいて、該画像データに対応する識別子データが示す被検体について良否を判別する
   ことを特徴とする透視検査システム。
2. 前記判別手段は、被検体の識別子データと検査画像及び検査結果とを時系列的に１枚の画像にタイル状に貼り付け表示したトレーサビリティマップを作成する
   ことを特徴とする請求項１記載の透視検査システム。
3. 透過検査装置に対応して該透過検査装置を制御するとともに被検体の識別子データを取得する手段を有する少なくとも１台の制御手段に対して、通信回線を介して接続された判別手段であって、
   前記透過検査装置は、放射線を発生し被検体に向けて放出する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器により検出された放射線量の二次元分布、または、三次元分布を画像データ化する信号処理手段と、前記画像データを記憶する記憶手段とを有し、
   前記制御手段は、前記透過検査装置の記憶手段に記憶された画像データに、この画像データに対応する被検体の識別子データを対応付け、
   前記制御手段より前記画像データ及び前記識別子データを送られ、この画像データに基づいて、該画像データに対応する識別子データが示す被検体について良否を判別する
   ことを特徴とする透視検査システム用判別手段。
4. 被検体の識別子データと検査画像及び検査結果とを時系列的に１枚の画像にタイル状に貼り付け表示したトレーサビリティマップを作成する
   ことを特徴とする請求項３記載の透視検査システム用判別手段。

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