JP2017020879A - Ｘ線検査方法及びｘ線検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】非関心領域からの散乱Ｘ線をより低減し、コントラストの高い透過Ｘ線像が得られるＸ線検査方法を提供する。【解決手段】Ｘ線源１と、関心領域４１と非関心領域４２とを有する被検体３を透過したＸ線を検出するＸ線検出器９と、検出した透過Ｘ線像に基づき関心領域を検査するＸ線検査装置において、被検体のＸ線源側に、被検体の非関心領域に対応するＸ線遮蔽領域４を有するパターンマスク２を配置し、被検体の非関心領域に入射する放射Ｘ線１２を遮蔽する。【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線源とＸ線検出器とを備えたＸ線検査装置により、被検体を非破壊で検査するＸ線検査方法と、該Ｘ線検査方法に用いられるＸ線検査治具に関する。

Ｘ線源から放出されたＸ線を被検体に照射し、被検体を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器により検出して被検体内部の検査を非破壊で行うＸ線検査方法が多種多様な分野で広く用いられている。

特許文献１には、マウス等の小動物から摘出した骨を複数個、同じトレイ上に並べて検査する際に、トレイの上にＸ線遮蔽材からなる仕切部材を配置することで、隣接する試料同士を識別する方法が開示されている。

特開２００９−２８１７６４号公報

近年、電子部品実装基板（以下、「実装基板」と記す）の高密度実装化が進み、ＬＳＩ等の集積回路にはＢａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ（以下、「ＢＧＡ」と記す）接合部や多層配線を備えた構成が多く用いられている。実装基板におけるＢＧＡ接合部においては、接続位置のアライメント不良、はんだ未溶融、過加熱、濡れ不良、はんだボール内のボイド、クラック、剥離などの接続不良を生じる場合がある。よって、実装基板を製品へ搭載する前に上記接続不良を検出する必要があり、実装基板の非破壊検査方法として、透過Ｘ線を用いたＸ線検査が行われている。

従来のＸ線を用いた実装基板の検査方法について図１０を用いて説明する。被検体３としての実装基板には、関心領域４１と非関心領域４２とが混在する。関心領域４１とは、外部から目視検査が不可能な検査対象であるＢＧＡ接合部等のサブ検体要素５１を有するデバイス５が配置されている領域であり、非関心領域４２は、係る関心領域４１以外の領域である。

Ｘ線源１からの放射Ｘ線１２を被検体３に照射すると、放射Ｘ線１２は関心領域４１と非関心領域４２の両方に照射される。特に、Ｘ線１２が拡散Ｘ線光である場合には、放射Ｘ線１２は進行するに従って広がり、広い領域に照射される。放射Ｘ線１２は、被検体３内で各部分の素材に応じて透過・吸収されて、最終的に被検体３を透過した透過Ｘ線１１がマルチ画素を有するＸ線検出器９に入射して、画素毎にＸ線強度が計測され、一次元又は二次元の透過Ｘ線像が得られる。そしてＸ線検出器９で得られた透過Ｘ線像に基づき、サブ検体要素５１の欠陥・不良が検査部（不図示）で検出される。

Ｘ線が物質中を通過する過程においては、Ｘ線の透過と吸収以外に、物質によって散乱されて進行方向が変わる現象も生じる。この現象により生じたＸ線は散乱Ｘ線と呼ばれる。

近年は、実装基板において高密度化が進み、配線材料として１０μｍ乃至１００μｍ程度の厚さのＣｕやＡｌ等の配線パターンが複数層積層されている多層基板が出現している。このような多層基板のＸ線検査には、観察に適した８０ｋＶ乃至１００ｋＶ程度のエネルギーのＸ線が多く用いられている。しかしながらＣｕやＡｌなどは、比較的原子番号が小さい元素であるため、８０ｋＶ乃至１００ｋＶ前後のエネルギーのＸ線に対しては吸収率が小さい反面、Ｘ線を散乱させる作用が比較的大きい。

被検体３である実装基板の非関心領域４２には、関心領域４１と同様に、ＣｕやＡｌからなる電気配線（不図示）が検体の表面、裏面、内部に設けられている。非関心領域４２内の部材構成は一様ではないため、領域内の位置によって生じる散乱Ｘ線１４の強度が異なる。従って、非関心領域４２で生じた散乱Ｘ線１４は、Ｘ線検出器９で得られる関心領域４１の透過Ｘ線像に対して不均一に影響を及ぼしてしまう。そのため、散乱Ｘ線１４は、関心領域４１の透過Ｘ線像において一定のノイズとして補償することができず、透過Ｘ線像のコントラストを低下させる悪影響をもたらしている。

そこで、特許文献１に開示されているＸ線遮蔽材からなる仕切部材を応用して、図１０に示すように、パターンマスク２を配置し、非関心領域４２からの散乱Ｘ線１４を遮蔽することで、Ｘ線検出器９に入射する散乱Ｘ線１４を低減することができる。しかしながら、この場合でも、非関心領域４２には放射Ｘ線１２が照射されるため、非関心領域４２で生じた散乱Ｘ線１４の一部はパターンマスク２の開口部７を通過してＸ線検出器９で検出されてしまう。

本発明の課題は、上記問題に鑑み、非関心領域からの散乱Ｘ線をより低減し、コントラストの高い透過Ｘ線像が得られるＸ線検査方法を提供することにある。

本発明の第一は、Ｘ線を放出するＸ線源と、
前記Ｘ線源から放出され、関心領域と非関心領域とを有する被検体を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が取得した透過Ｘ線像に基づき前記関心領域を検査する検査部と、
を備えたＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法であって、
前記非関心領域に対応するＸ線遮蔽領域と前記関心領域に対応するＸ線透過領域とを備えたパターンマスクを、前記Ｘ線源と前記被検体との間に配置して、前記被検体にＸ線を照射して検査することを特徴とする。

本発明の第二は、Ｘ線を放出するＸ線源と、
前記Ｘ線源から放出され、関心領域と非関心領域とを有する被検体を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が取得した透過Ｘ線像に基づき前記関心領域を検査する検査部と、
を備えたＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法において用いられる、前記被検体を載置する支持板を備えたＸ線検査治具であって、
前記非関心領域に対応するＸ線遮蔽領域と前記関心領域に対応するＸ線透過領域とを備えたパターンマスクを有し、
前記支持板が、前記被検体を載置する側に、前記パターンマスクのＸ線透過領域が前記被検体の関心領域に対応するように、前記被検体の位置を規定するための案内部を有し、 前記パターンマスクが、前記支持板のＸ線源側に配置されていることを特徴とする。

本発明においては、Ｘ線源から放射されたＸ線を関心領域に限定して照射することにより、非関心領域で発生する散乱Ｘ線を最大限に低減し、関心領域の透過Ｘ線像を高いコントラストで得ることが可能となる。よって、本発明によれば、電子部品実装基板において、接続不良個所の検出感度を向上させることができる。

本発明のＸ線検査方法の検査工程の様子を模式的に示す斜視図である。 図１中のＡ−Ａ’断面模式図である。 本発明の検査方法で用いられるパターンマスクの他の形態を示す断面模式図である。 本発明の検査方法においてパターンマスクを被検体に取り付けた状態の他の形態を示す断面模式図である。 本発明の検査方法に用いられるパターンマスクの他の形態を示す断面模式図である。 本発明の検査方法に用いられるパターンマスクの他の形態を示す断面模式図である。 本発明のＸ線検査治具の一実施形態の構成を模式的に示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸ線検査治具に被検体を搭載する様子を示す断面図であり、（ａ）中のＡ−Ａ’に相当する断面図、（ｃ）はＸ線検査治具に被検体を搭載した状態の断面図である。 本発明のＸ線検査治具の他の実施形態の断面模式図である。 本発明のＸ線検査治具の他の実施形態の上面模式図である。 従来の仕切部材を応用した電子部品実装基板のＸ線検査工程の一例を示す断面模式図である。

以下、本発明のＸ線検査方法及びＸ線検査治具について好適な実施形態を挙げて説明する。但し、本発明は係る実施形態に限定されるものではない。また、係る実施形態に記載されていない事項については、従来の技術が好ましく適用される。

図１乃至図６を用いて本発明のＸ線検査方法を説明する。図１は、本発明のＸ線検査方法の検査工程を模式的に示す斜視図であり、図中のＡ−Ａ’断面図を図２に示す。

本発明の検査方法は、Ｘ線を放出するＸ線源１と、Ｘ線を検出するＸ線検出器９と、検査部３０とを有するＸ線検査装置を用いて行う。被検体３は、Ｘ線源１とＸ線検出器９との間に配置され、Ｘ線源１から放出され被検体３を透過した透過Ｘ線１１をＸ線検出器９で検出し、Ｘ線検出器９が取得した透過Ｘ線像に基づき検査部３０が被検体３を検査する。

本実施形態において被検体３は電子部品実装基板であり、複数の関心領域４１と非関心領域４２とを含んでいる。関心領域４１内に含まれるデバイス５はサブ検体要素５１として、ＢＧＡ接合部等の外部から目視検査が不可能な部分を備えている。被検体３上にはデバイス５が複数個、一次元状又は二次元状に配置されたパターンで実装されている。被検体３上には更に、非関心領域４２内に検査対象ではない電子部品６が多数実装されており、被検体３の全域において、銅やアルミニウムからなる電気配線（不図示）が表面、裏面、内部に設けられている。従って、非関心領域４２にＸ線が照射されると、該非関心領域内において不均一なＸ線散乱を生じる。本例では、検査部３０において、Ｘ線検出器９で取得された透過Ｘ線像に基づいてサブ検体要素５１の欠陥・不良を検査する。

本発明の特徴は、被検体３のＸ線源１側にパターンマスク２を配置したことにある。図２のパターンマスク２は、被検体３の関心領域４１に対応するＸ線透過領域７として開口部を有しており、開口部７以外は、被検体３の非関心領域４２に対応するＸ線遮蔽領域４である。尚、Ｘ線透過領域７の端部は、関心領域４１の端部よりも０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度内側に位置し、Ｘ線透過領域７が関心領域４１よりも若干狭くなっていることが好ましい。

図２のパターンマスク２は、Ｘ線遮蔽材料からなる遮蔽シートに、Ｘ線透過領域７として開口部を設け、開口部以外をＸ線遮蔽領域４とした構成である。本発明では、パターンマスク２として、図３に示すように、Ｘ線を透過する樹脂材料からなるキャリアフィルム８を用い、該キャリアフィルム上に、Ｘ線遮蔽材料からなるＸ線遮蔽領域４を設けても良い。特に、図３の構成では、キャリアフィルム８上に周囲が他のＸ線遮蔽領域４と繋がっていないアイランド状のＸ線遮蔽領域４を形成することができる。また、キャリアフィルム８を用いることで、パターンマスク２の強度が向上し、ハンドリング性が向上する。

本発明において、パターンマスク２は、検査工程に先だって被検体３のＸ線源側に近接して配置され、デバイス５とＸ線透過領域７とが互いに重なるようにアライメントされる。パターンマスク２と被検体３との相対位置関係は、検査工程が終了するまで固定される。

被検体３とパターンマスク２を直接固定する手段としては、両者を剥離可能な粘着材等で一時的に固定する方法、両者をクランプ等によって挟んで固定する方法、位置決めピンによる固定方法、磁石による吸着方法などを適宜用いることができる。或いは、図４に示すように、被検体３の周縁部を支持部材１０で支持し、該支持部材１０にパターンマスク２を固定することで、パターンマスク２を間接的に被検体３にアライメント固定することも可能である。図４の固定方法では、被検体３とパターンマスク２とが直接接触しないため、両面に電子部品が実装されている実装基板が被検体３である場合に有効な手法である。

図２に示すように、本例のＸ線源１から出射される放射Ｘ線１２は、拡散Ｘ線光であるが、非関心領域４２に対してはパターンマスク２のＸ線遮蔽領域４により大部分が遮蔽され、Ｘ線透過領域７を透過したＸ線のみが被検体３の関心領域４１へ入射する。そして関心領域４１のデバイス５を通過した後、透過Ｘ線１１となってＸ線検出器９へ入射し、透過Ｘ線像が得られる。この透過Ｘ線像を検査部３０により解析して、サブ検体要素５１の欠陥の有無と種類、不良箇所の特定を行う。

このＸ線照射と観察は、一箇所の関心領域４１において必要に応じて複数回行う。Ｘ線源１とＸ線検出器９とデバイス５の相対位置をずらしながら複数回観察することで、関心領域４１を複数の異なる視野方向から観察した透過Ｘ線像を取得することができる。これら視野の異なる複数の透過Ｘ線像から関心領域４１を立体的に解析することが可能である。

本例において、被検体３とパターンマスク２は一体化されたままＸＹ方向で移動可能である。またＸ線源１とＸ線検出器９をＺ方向で移動させることにより、Ｘ線源１のＸ線焦点、被検体３、Ｘ線検出器９の間の距離の比を変えることができ、関心領域４１を様々な倍率で観察することができる。一般的な設定として、Ｘ線源１のＸ線焦点と被検体３の下面までの距離は２ｍｍ、Ｘ線検出器９までの距離は２００ｍｍである。

被検体３とパターンマスク２とを一体で所定位置に搬送し、デバイス５の検査を終了した後、他のデバイス５の位置へ移動して同様の検査を実行する。この操作を被検体３上の関心領域４１の数に応じて複数回行ってＸ線検査工程は完了する。上記一連の工程における被検体３の搬送方法としては、搬送マガジン、搬送ジャケット、搬送グレーチング、コンベアベルトなどの一般的な搬送手段を用いることが可能である。

本発明では、パターンマスク２を被検体３よりもＸ線源１側に設けることにより、関心領域４１以外へ入射する放射Ｘ線量を低減させることができる。従って非関心領域４２から発生する散乱Ｘ線１４が大幅に低減され、Ｘ線検出器９へ入射する散乱Ｘ線の総量が低減し、透過Ｘ線像のコントラストを向上させることができる。この透過Ｘ線像のコントラスト改善の効果により、検査部３０における欠陥検出の精度をより高めることができる。

本発明では、パターンマスク２が被検体３よりもＸ線源１側に位置することで、Ｘ線検出器９側に設けた場合よりも、非関心領域４２に入射する放射Ｘ線量を低減することができる。特に放射Ｘ線１２の拡散角が大きい場合に、その効果が大きい。

被検体３が実装基板の場合、配線材料のＣｕやＡｌは、軽元素であるため８０ｋＶ乃至１００ｋＶのエネルギーのＸ線に対して遮蔽能力が低いため、パターンマスク２として用いるためには数ｍｍ程度の厚さが必要となる。パターンマスク２のＸ線遮蔽領域４を構成するＸ線遮蔽材料としては、原子番号３９以上の元素を主原料とすることが望ましい。具体的には、タングステンや鉛、ビスマスなどの重金属や、これらの金属をポリカーボネートなどの樹脂に含有させたものが好ましい。具体的には、厚さ０．１ｍｍ乃至１ｍｍ程度の上記金属からなるシートや、上記金属を含有する樹脂シートが好ましい。

また、本発明に用いられるパターンマスク２としては、図５に示すように、Ｘ線透過領域７の開口面積が、Ｘ線源１側において被検体側よりも狭くなるように形成することが好ましい。Ｘ線透過領域７の開口面積を、Ｘ線源１側と被検体３側とで同じにすると、放射Ｘ線１２の拡散角が広く、斜め方向からＸ線遮蔽領域４の側面に放射Ｘ線１２が入射した場合に、Ｘ線を十分に遮蔽するための厚さが足りずに、被検体３側に透過してしまう。特に、Ｘ線遮蔽性の低いＸ線遮蔽材でＸ線遮蔽領域４を形成した場合にその影響が大きい。図５のように、拡散する放射Ｘ線１２に対応してＸ線透過領域７の開口面積を被検体３側で広げておくことで、Ｘ線遮蔽領域４の側面から入射する放射Ｘ線１２を低減することができ、同時に、必要な透過Ｘ線１１の透過を妨げるおそれがない。

係る作用は、Ｘ線透過領域７の開口面積が異なる複数のパターンマスク２を積層して用いても同様に得られる。図６は、それぞれＸ線透過領域７ａ，７ｂとＸ線遮蔽領域４ａ，４ｂとを有する２枚のパターンマスク２ａ，２ｂを重ねて用いた構成であるが、積層するパターンマスクは３枚以上としてもかまない。

次に、図７乃至図９を用いて本発明のＸ線検査治具について説明する。図７は、本発明のＸ線検査治具２０の一実施形態の断面模式図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＡ−Ａ’に相当する位置の断面模式図であり、被検体３を載置する様子を示す断面図である。また、図７（ｃ）は本例のＸ線検査治具２０に被検体３を搭載した状態を示す断面図である。

本発明のＸ線検査治具は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、被検体３を載置する支持板２２と、支持板２２のＸ線源側に配置されたパターンマスク２と、後述する案内部を備えていることを特徴とする。パターンマスク２としては、前記図２乃至図４に例示したパターンマスク２のいずれもが好ましく用いられる。また、本例では、Ｘ線検査治具２０が支持枠２１を備えており、支持板２２は周縁部において係る支持枠２１に固定されている。

本発明のＸ線検査治具２０に用いられる支持板２２としては、Ｘ線を透過し、被検体３を載置できるものであれば、材料は限定されない。よって、厚さ０．０５ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度のＰＥＴなどの樹脂からなるシートやフィルムが用いられる。

さらに、本発明では、支持板２２の、被検体３を載置する側に、被検体３の位置を規定する案内部を備えている。係る案内部に従って、被検体３を支持板２２上に載置することで、被検体３の非関心領域４２が、Ｘ線検査治具２０に取り付けられたパターンマスク２のＸ線遮蔽領域４によって遮蔽される。同時に、パターンマスク２のＸ線透過領域７が、被検体３の関心領域４１に対応し、Ｘ線源１からの放出Ｘ線１２が関心領域４１に照射されるようになる。

図７の例では、支持板２２上に案内部として凸部２３を複数有している。よって、図７（ｂ）に示すように、被検体３の裏面に係る凸部２３に対応する凹部２４を設けておくことにより、支持板２と被検体３とのアライメントを容易に行い、図７（ｃ）に示すように被検体３を所定の位置でＸ線検査治具２０に搭載することができる。案内部の構成としては、図８に示すように支持板２上に複数のピン２５を設けてもよい。この場合、被検体３の対応する位置に貫通する貫通孔２６を設ける。また、図９に示すように、支持板２上に複数の基準線２７を設け、被検体３の該基準線２７に対応する位置にマーク２８を設けた構成としても良い。図９の案内部は、構造が単純であり安価に作製することが可能であり、好ましい。尚、図９において、被検体３の上面に実装された電子部品やデバイス、配線などの構成部材は図示を省略する。

また、案内部としては、被検体３の複数の角部の位置を示すマークを支持板２２上に記載したものや、被検体３の外周のうち異なる２方向の辺の位置を示すマークを支持板２２に記載したものでも良い。

さらには、案内部として支持板２２上に縦横に基準線を記載したものでもよい。この場合、被検体３の複数の角部の位置が基準線のどの交点に対応するかを予め取得しておき、該交点を基準として被検体３を載置すればよい。或いは、被検体３の外周のうち異なる２方向の辺がどの基準線に対応するかを予め取得しておき、該基準線を基準として被検体３を載置すればよい。この場合、被検体３の種類が変わってパターンマスク２を取り替えた場合でも、新たに支持板２２に案内部を設ける必要がない。

本発明のＸ線検査治具は、同じ構成の被検体３を多数枚検査する際に有効である。即ち、本発明のＸ線検査治具２０を複数用意し、任意の被検体のＸ線検査を行っている間に次の被検体３をＸ線検査治具に搭載しておけば、Ｘ線検査工程を間隔を開けることなく連続して行うことができる。

上記実施形態においては、被検体３が実装基板である場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されない。実装基板と同様に、非関心領域４２内の構造が不均一でＸ線が照射された際に生じる散乱Ｘ線が均一ではなく、関心領域４１の透過Ｘ線像に対して不均一な影響を及ぼす被検体であれば、実装基板と同様に透過Ｘ線像のコントラスト向上を図ることができる。

（実施例１）
図２に示すパターンマスク２を用いて、図１に示したＸ線検査を行った。各種条件は以下の通りである。

Ｘ線源１は、加速電圧１００ｋＶの透過型Ｘ線発生装置であり、駆動機構（不図示）によりＸＹＺ方向へ移動可能な構成となっている。Ｘ線検出器９は、複数のＸ線検出素子が２次元に配列されたＸ線エリアセンサーである。ここで得られた透過Ｘ線像が、コンピュータシステムからなる検査部３０により解析され、立体像の再構成と欠陥検出が行われる。

パターンマスク２は、被検体３と接する側に弱い粘着材が形成された厚さ０．３ｍｍの鉛シートであり、被検体３である実装基板のＸ線源１側の面にアライメント後、前記粘着材を介して被検体３へ押し付けることによって固定される。この粘着材は、パターンマスク２と被検体３の両者のせん断方向のズレに対して十分な保持力を有しているため、検査工程終了まで両者の位置関係を保持することができる。そして、検査工程後に容易に剥離される。

被検体３は厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ製の実装基板であり、デバイス５は、サブ検体要素５１であるＢＧＡにより基板上の銅箔配線（不図示）に接続された３個のＬＳＩである。デバイス５は、それぞれＸＹ方向のサイズが７ｍｍ×７ｍｍ、９ｍｍ×９ｍｍ、８ｍｍ×８ｍｍである。パターンマスク２には、上記デバイス５の直下にＸ線透過領域７として、それぞれ６．５ｍｍ×６．５ｍｍ、８．５ｍｍ×８．５ｍｍ、７．５ｍｍ×７．５ｍｍの開口が設けられている。また、一つのＸ線透過領域７は、パターンマスク２の端部に接して形成されており、閉じた開口となってはいない。

また、被検体３の実装基板上には、非関心領域４２に主にチップコンデンサや抵抗素子、ダイオード等の電子部品６が多数実装されている。被検体３とパターンマスク２は、搬送マガジン（不図示）に固定して所定位置に搬送した。また、Ｘ線源１のＸ線焦点と被検体３の下面までの距離は２ｍｍ、Ｘ線検出器９までの距離は２００ｍｍである。

同一の検査条件において、本実施例と、比較例１としてパターンマスク２を用いなかった場合でＸ線検査を行い、透過Ｘ線像を比較した。その結果、本実施例では、比較例１に比べて散乱Ｘ線の低減効果により透過Ｘ線像のコントラストを高めることができた。これにより検査部３０におけるＢＧＡの欠陥検出精度が向上した。

（実施例２）
図３に例示したキャリアフィルム８上にＸ線透過領域７としての開口部とＸ線遮蔽領域４とを有するパターンマスク２を用いた以外は、実施例１と同様にして実装基板のＸ線検査を行った。キャリアフィルム８は０．１ｍｍのＰＥＴ樹脂フィルムであり、実装基板の１．５ｍ×１．５ｍｍの非関心領域４２に対応する２ｍｍ×２ｍｍのアイランド状の遮蔽領域４を含むパターンマスク２とした。

本例でも、実施例１と同様のコントラストの高い透過Ｘ線像を得ることができ、また、キャリアフィルム８を導入することによりパターンマスク２を正確に短時間でアライメント配置することができた。

（実施例３）
図４に示すように、被検体３である実装基板とパターンマスク２を直接接触させずに、ポリカーボネート樹脂からなる支持部材１０により被検体３の周辺部を支持し、該支持部材１０にパターンマスク２を固定した以外は実施例１と同様にしてＸ線検査を行った。

本例においても、実施例１と同様のコントラストの高い透過Ｘ線像を得ることができた。

（実施例４）
図５に示すように、Ｘ線透過領域４１であるパターンマスク２の開口部の断面を階段状に形成した。本例では、厚さ０．３ｍｍの鉛含有樹脂シート２ａ，２ｂを用い、一方２ａはＸ線透過領域７ａが７．０ｍｍ×７．０ｍｍ、他方２ｂはＸ線透過領域７ｂが６．８ｍｍ×６．８ｍｍとなるようにそれぞれ開口部を形成した。そして、互いに開口部が重なるように、一方２ａを他方２ｂの上に積層し、パターンマスク２とした。被検体３は７．５ｍｍ×７．５ｍｍのデバイス５が実装された実装基板である。

上記の変更点以外は実施例１と同様にしてＸ線検査を行った。その結果、実施例１と同様のコントラストの高い透過Ｘ線像が得られた。また、開口部が７．０ｍｍ×７．０ｍｍの２枚の厚さ０．３ｍｍの鉛含有樹脂シートを重ねてパターンマスク２としてＸ線検査を行ったところ、開口部の断面を階段状とした方が散乱Ｘ線が低減されていることがわかった。

（実施例５）
図７に示すＸ線検査治具２０を作製し、Ｘ線検査を行った。被検体３は、厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ製の実装基板であり、上面が９ｍｍ×９ｍｍ、８ｍｍ×８ｍｍの２個のＬＳＩがデバイス５としてＢＧＡにより基板上の銅箔配線(不図示)に接続されている。また、被検体３の非関心領域４２には、チップコンデンサや抵抗素子、ダイオード等の電子部品６が多数実装され、基板の裏面には、開口部が直径２ｍｍの円形で、深さが０．５ｍｍの円錐状の凹部２４が二箇所に形成されている。

本例のＸ線検査治具２０は、支持枠２１の外周が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、内周が１３０ｍｍ×１３０ｍｍ、厚さが５ｍｍのポリカーボネート製であり、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムが支持板２２として上記支持枠２１の下面に取り付けられている。そして、支持板２２の上面には、底面の直径が２ｍｍ、高さが０．４ｍｍの円錐状のステンレス製凸部２３が案内部として設けられている。係る凸部２３が被検体３の基板の裏面の凹部２４に嵌合した場合に、被検体３の非関心領域４２がパターンマスク２のＸ線遮蔽領域４によって遮蔽される。

パターンマスク２は、厚さ０．３ｍｍの鉛シートであり、支持板２２のＸ線源１側に接着されている。また、パターンマスク２には、被検体３のデバイス５に対応する位置に、８．５ｍｍ×８．５ｍｍ、７．５ｍｍ×７．５ｍｍの開口部がＸ線透過領域７として形成されている。

支持板２２の上面には弱い粘着材が配置されており、支持板２２に被検体３を載せて押しつけることにより、一時的に固定することができる。この粘着材は、せん断方向のズレに対して十分な保持力を有するが、検査終了後に垂直方向に引き剥がすことにより、容易に被検体３を剥離可能である。

本例においては、Ｘ線検査治具２０の支持板２２に設けた凸部２３と被検体３の凹部２４とで容易にアライメントすることができ、実施例１と同様に、コントラストの高い透過Ｘ線像が得られた。

（実施例６）
支持板２２の上面に直径２ｍｍで高さ３ｍｍのポリカーボネート製ピン２５を２本備えた、図８に示すＸ線検査治具２０を作製した。また被検体３については、実装基板の上記ピン２５に対応する位置に直径２．２ｍｍの貫通孔２６を２箇所設けた。

上記の変更点以外は実施例５と同様にしてＸ線検査を行った。その結果、Ｘ線検査治具２０の支持板２２に設けたピン２５と被検体３の貫通孔２６とで容易にアライメントすることができ、実施例５と同様に、コントラストの高い透過Ｘ線像が得られた。

（実施例７）
支持板２２の上面に、外周の各辺の中央部を対向する辺同士で結ぶ幅０．２ｍｍの基準線２７を配置し、被検体３の実装基板上面の外周の各辺に、上記基準線２７に対応する位置にマーク２８を配置した。その他の条件は、実施例５と同様にして図９に示すＸ線検査治具２０を形成した。

その結果、Ｘ線検査治具２０の支持板２２に設けた基準線２７と被検体３のマーク２８とで容易にアライメントすることができ、実施例５、６と同様に、コントラストの高い透過Ｘ線像が得られた。

１：Ｘ線源、２，２ａ，２ｂ：パターンマスク、３：被検体、４，４ａ，４ｂ：Ｘ線遮蔽領域、７，７ａ，７ｂ：Ｘ線透過領域、８：キャリアフィルム、９：Ｘ線検出器、１０：支持部材、１１：Ｘ線、２０：Ｘ線検査治具、２２：支持板、３０：検査部、４１：関心領域、４２：非関心領域

Claims (18)

1. Ｘ線を放出するＸ線源と、
   前記Ｘ線源から放出され、関心領域と非関心領域とを有する被検体を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線検出器が取得した透過Ｘ線像に基づき前記関心領域を検査する検査部と、
   を備えたＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法であって、
   前記非関心領域に対応するＸ線遮蔽領域と前記関心領域に対応するＸ線透過領域とを備えたパターンマスクを、前記Ｘ線源と前記被検体との間に配置して、前記被検体にＸ線を照射して検査することを特徴とするＸ線検査方法。
2. 前記パターンマスクは、Ｘ線遮蔽材料からなる遮蔽シートであって、前記Ｘ線透過領域に対応する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
3. 前記パターンマスクは、樹脂材料からなるキャリアフィルム上に、Ｘ線遮蔽材料からなるＸ線遮蔽領域を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査方法。
4. 前記Ｘ線遮蔽材料は、原子番号が３９以上の元素或いは、前記元素を主原料とする材料であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線検査方法。
5. 前記パターンマスクは、前記被検体に直接固定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線検査方法。
6. 前記パターンマスクは、前記被検体を周縁部にて支持する支持部材に固定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線検査方法。
7. 前記パターンマスクの前記Ｘ線透過領域の開口面積が、前記Ｘ線源側において前記被検体側よりも狭いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＸ線検査方法。
8. 前記Ｘ線は、拡散Ｘ線光であること特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＸ線検査方法。
9. 前記非関心領域が、前記Ｘ線が照射された際に前記非関心領域内において不均一なＸ線散乱を生じることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＸ線検査方法。
10. 前記被検体が、電子部品実装基板であることを特徴とする請求項９に記載のＸ線検査方法。
11. Ｘ線を放出するＸ線源と、
    前記Ｘ線源から放出され、関心領域と非関心領域とを有する被検体を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線検出器が取得した透過Ｘ線像に基づき前記関心領域を検査する検査部と、
    を備えたＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法において用いられる、前記被検体を載置する支持板を備えたＸ線検査治具であって、
    前記非関心領域に対応するＸ線遮蔽領域と前記関心領域に対応するＸ線透過領域とを備えたパターンマスクを有し、
    前記支持板が、前記被検体を載置する側に、前記パターンマスクのＸ線透過領域が前記被検体の関心領域に対応するように、前記被検体の位置を規定するための案内部を有し、
    前記パターンマスクが、前記支持板のＸ線源側に配置されていることを特徴とするＸ線検査治具。
12. 前記パターンマスクは、Ｘ線遮蔽材料からなる遮蔽シートであって、前記Ｘ線透過領域に対応する開口部を有することを特徴とする請求項１１に記載の検査治具。
13. 前記パターンマスクは、樹脂材料からなるキャリアフィルム上に、Ｘ線遮蔽材料からなるＸ線遮蔽領域を有することを特徴とする請求項１１に記載のＸ線検査治具。
14. 前記Ｘ線遮蔽材料は、原子番号が３９以上の元素或いは、前記元素を主原料とする材料であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のＸ線検査治具。
15. 前記パターンマスクの前記Ｘ線透過領域の開口面積が、前記Ｘ線源側において前記被検体側よりも狭いことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のＸ線検査治具。
16. 前記Ｘ線は、拡散Ｘ線光であること特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載のＸ線検査治具。
17. 前記非関心領域が、前記Ｘ線が照射された際に前記非関心領域内において不均一なＸ線散乱を生じることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のＸ線検査治具。
18. 前記被検体が、電子部品実装基板であることを特徴とする請求項１７に記載のＸ線検査治具。

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