JP3643722B2 - Ｘ線検査方法及びその装置 - Google Patents
Ｘ線検査方法及びその装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3643722B2 JP3643722B2 JP08250199A JP8250199A JP3643722B2 JP 3643722 B2 JP3643722 B2 JP 3643722B2 JP 08250199 A JP08250199 A JP 08250199A JP 8250199 A JP8250199 A JP 8250199A JP 3643722 B2 JP3643722 B2 JP 3643722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- sample
- cross
- section
- detection unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
- G01R31/309—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of printed or hybrid circuits or circuit substrates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/304—Contactless testing of printed or hybrid circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
- G01R31/70—Testing of connections between components and printed circuit boards
- G01R31/71—Testing of solder joints
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線検査方法及びその装置に関し、より詳細には、小型・高密度化するＢＧＡ（Ball Grid Array ）やＣＳＰ（Chip Scale Package）等の電子部品の基板への実装状態（接合状態）等をＸ線を用いて検査するためのＸ線検査方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、パーソナルコンピュータ、映像・音声機器等における、その高性能化には目覚ましいものがある。それを可能にしているのは、その核となるＩＣ実装技術であり、ＩＣチップを搭載するためのパッケージの高密度化・信号処理の高速化が進んでいる。
特に、昨今、革新的な手法として登場した、多端子化に有効なＢＧＡやＣＳＰ等のアレイパッケージが注目を集めている。
【０００３】
しかしながら、ＢＧＡ等のアレイパッケージは多端子化には優れているが、その構造上、プリント基板に実装した場合に、パッケージ本体によりパッケージとプリント基板との接合部が隠れてしまうので、光学式／レーザ式等の外観検査ではプリント基板との接合状態の良否を判断することが難しいといった問題がある。また、ファインピッチ化されたパッケージにおいては、電気検査によっても、不良箇所の部位を特定することは困難である。
【０００４】
図１１はＢＧＡ１の一例を模式的に示した斜視図であり、図１２は図１１に示したＢＧＡ１が実装された状態のプリント基板２を模式的に示した斜視図である。図１２より明らかなように、最外周以外の部分に配設されている半田ボール１ａとプリント基板２との接合状態の良否を、外観から判断することは難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、ＢＧＡ等のアレイパッケージとプリント基板との接合状態を検査する技術としては、接合箇所に対して、所定の方向からの２次元、３次元の多様で明確な透視画像を得る方式（Ｘ線透過方式）や、前記接合箇所に対して、プリント基板の主面に対して平行な面でスライスしたような断層画像（いわゆる、横断層画像）を得る方式（Ｘ線断層撮影方式）がある。
Ｘ線透過方式を採用した装置として、Ｘ線三次元検査装置がある。図１３は透過式Ｘ線三次元検査装置を用いて前記接合箇所を撮影したＸ線写真である。
【０００６】
図１３から明らかなように、Ｘ線三次元検査装置を利用することで、外側からでは観察することのできない内部形状を透視画像として観察することができるので、内部形状が複雑であったとしても、かなり明確に内部状態の良否を判断することができるようになる。
【０００７】
しかしながら、昨今の高密度実装の中核をなしている、ＢＧＡやＣＳＰ等のアレイパッケージの実装に対しては、使用者が最も検査したい端子部（半田ボール）の浮き上り（オープン）不良を明確に検出することは難しいといった問題がある。図１４に半田ボールの浮き上がり不良の状態を模式的に示す。
【０００８】
また、Ｘ線断層撮影方式を用いることによって、前記接合箇所の２つ以上の高さで横断層（水平スライス）画像を取得し、陰影の度合いを測定することで、内部の形状をある程度は検査することができる。
【０００９】
しかしながら、横断層画像におけるスライス状の断層画像から、ＢＧＡやＣＳＰ等のアレイパッケージの実装における、端子部（半田ボール）の浮き上がり不良を明確に検出することは、実際には非常に困難を伴う。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、小型・高密度化するＢＧＡやＣＳＰ等の電子部品の基板への実装状態、特に端子部の浮き上がり不良等、電子機器の状態を明確に判断することのできるＸ線検査方法及びその装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記したように、従来、パッケージ本体により隠れてしまうＢＧＡ等のアレイパッケージとプリント基板との接合部を、平面や斜め方向からの透視画像（図１３参照）や、横断層画像を用いて検査していたが、端子部（半田ボール）の浮き上がり不良までは明確に検出することはできなかった。
【００１２】
そこで、本発明者は、半田ボールの浮き上がり不良（図１４参照）が、ＢＧＡ１やプリント基板２の主面に対する平行方向に関して生じる問題というよりは、垂直方向に関して生じる問題であることに着目し、従来のように、プリント基板２の主面に対して平行にスライスしたような断層画像（横断層画像）ではなく、プリント基板２の主面に対して垂直方向となる断層画像（いわゆる、縦断層画像）を取得することによって、半田ボール１ａの浮き上がり不良の検出がし易くなることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
図１は前記接合箇所の縦断層画像を示した模式図であり、（ａ）は接合不良箇所がない場合を示しており、（ｂ）は半田ボール１ａの浮き上がり不良がある場合を示している。
【００１４】
すなわち、本発明に係るＸ線検査方法（１）は、Ｘ線を用いて試料の断面を撮影して検査するＸ線検査方法において、被検対象となる断面を、前記試料を載置する載置台の載置面に対して垂直方向に関する断面とし、前記載置面を挟んで、Ｘ線を照射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線検出部とを対向させて配置し、前記Ｘ線検出部のＸ線入射面と前記断面とを平行にして、前記Ｘ線入射面と前記断面との平行関係を維持させたまま、前記Ｘ線検出部を、前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な直線を中心軸として、揺動させる一方、前記Ｘ線源を、前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な前記直線を回転軸として、前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、前記Ｘ線源からＸ線を前記試料に照射し、前記試料を透過したＸ線を前記Ｘ線検出部にて検出することを特徴としている。
【００１５】
上記Ｘ線検査方法（１）によれば、被検対象となる断面を、前記試料を載置する載置台の載置面に対して垂直方向に関する断面とし、被検対象となる前記試料を載置する前記載置台の載置面を挟んで、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを対向させて配置し、前記Ｘ線入射面と前記断面とを平行にして、前記Ｘ線検出部と前記断面との平行関係を維持させたまま、前記Ｘ線検出部を前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な直線を中心軸として揺動させる一方、前記Ｘ線源を前記直線を回転軸として前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、前記Ｘ線源からＸ線を前記試料に照射し、前記試料を透過したＸ線を前記Ｘ線検出部にて検出する。
【００１６】
すなわち、被検対象となる前記試料の断面を基準とし、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを一定の幾何学的関係を維持させたまま互いに運動させると、該運動の基準部分となる前記断面部分は不動と看做し得る状態となり、それ以外の部分は前記運動の基準部分から遠くなるほど、像の変形が大きくなり、結果的には像がボケてしまって、視認の対象とならなくなる。
【００１７】
かかる原理を、上記Ｘ線検査方法（１）を説明するために示した図２〜図４の模式図を使って説明する。図２は平面図を示し、図３は正面図を示し、図４は側面図を示している。また、図５は試料を模式的に示した斜視図である。
【００１８】
図中１３は試料を示しており、試料１３は載置台１４に載置され、斜線部１３ａは被検対象となる試料１３の断面を示している。点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆは断面１３ａ上にあり、点Ｂ、Ａ、Ｄは同一直線Ｌ1 上にあり、点Ｅ、Ａ、Ｆは同一直線Ｌ2 上にあり、直線Ｌ1 と直線Ｌ2 とは直交している。また、試料１３内の点Ｋは、断面１３ａ上にはなく、断面１３ａ上の点Ｂから距離ｍのところに位置している。
【００１９】
また、試料１３を挟んで、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とを対向させて配置し、Ｘ線源１１からＸ線を照射し、試料１３を透過したＸ線をＸ線検出部１２にて検出している。
【００２０】
イ）Ｘ線検出部１２のＸ線入射面１２ａと試料１３の断面１３ａとを平行にすることによって、断面１３ａ上の点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、Ｈに位置するＸ線検出部１２のＸ線入射面１２ａに対し、それぞれ点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆに入射される。なお、ここでは点ａがＸ線入射面１２ａの中心となっているものとする。
【００２１】
ロ）Ｘ線入射面１２ａと断面１３ａとの平行関係を維持させたまま、直線Ｌ1を中心軸として、Ｘ線検出部１２を揺動させる一方、Ｘ線源１１を直線Ｌ1 を回転軸として、Ｘ線検出部１２に同期させて回転させる。これによって、Ｘ線源１１はＧからｇへ移動し、Ｘ線検出部１２はＨからｈへ平行移動する。
【００２２】
ハ）断面１３ａ上の点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、ｈに位置するＸ線検出部１２のＸ線入射面１２ａに対し、それぞれ点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆに入射される。
【００２３】
図２から明らかなように、Ｘ線入射面１２ａから点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆまでの距離ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 、ｒ4 は、（ロ）の運動を行っても変化しておらず、また、Ｘ線入射面１２ａに対する断面１３ａ上の各点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆの幾何学的拡大率も一定で、次の関係が成立している。
【００２４】
幾何学的拡大率
＝Ｇａ／ＧＡ＝Ｇｂ／ＧＢ＝Ｇｄ／ＧＤ＝Ｇｅ／ＧＥ＝Ｇｆ／ＧＦ
＝ｇａ／ｇＡ＝ｇｂ／ｇＢ＝ｇｄ／ｇＤ＝ｇｅ／ｇＥ＝ｇｆ／ｇＦ
また、断面１３ａより距離ｍの位置にある点Ｋは、Ｈに位置するＸ線入射面１２ａに対し、点ｋH に入射され、ｈに位置するＸ線入射面１２ａに対し、点ｋhに入射される。点Ｋの入射される位置は、（ロ）の運動時に距離ｒ5 のズレが生じており、結果的には像がボケてしまい、映像が流れて固定されない。
【００２５】
すなわち、上記Ｘ線検査方法（１）によって、Ｘ線検出部１２から取得することのできる映像は、直線Ｌ1 を含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある断面１３ａの形状となる。換言すれば、Ｘ線源１１の回転軸であり、Ｘ線検出部１２の中心軸である直線Ｌ1 を含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある断面１３ａの断層画像を取得することができる。
【００２６】
従って、ＢＧＡ１が実装されたプリント基板２（図１２参照）を載置台１４に載置し、プリント基板２における実装状態を検査する場合、直線Ｌ1 を含み、かつＸ線入射面１２ａと平行な関係にある断層画像、いわゆる縦断層画像（図１参照）を取得することができる。これによって、端子部（半田ボール）の浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ本体に隠れてしまう接合部における接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００３４】
また、本発明に係るＸ線検査装置（１）は、試料を載置する載置台の載置面を挟んで、Ｘ線を照射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線検出部とが対向して配置され、前記Ｘ線源から照射され、前記試料を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部にて検出されるように構成されたＸ線検査装置において、前記Ｘ線検出部のＸ線入射面が前記載置面に対して垂直な直線に対し平行となるように配置されると共に、前記Ｘ線入射面を常に同方向に向かせたまま、前記Ｘ線検出部を、前記直線を中心軸として、揺動させる揺動手段と、前記Ｘ線源を、前記直線を回転軸として、前記Ｘ線検出部に同期させて回転させる回転手段とを備えていることを特徴としている。
【００３５】
上記Ｘ線検査装置（１）によれば、被検対象となる前記試料を載置する前記載置台の載置面を挟んで、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とが対向して配置され、前記Ｘ線入射面が前記載置面に対して垂直な前記直線に対して平行となるように配置され、前記Ｘ線入射面を常に同方向に向かせたまま、前記Ｘ線検出部を前記直線を中心軸として揺動させる一方、前記Ｘ線源を前記直線を回転軸として前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、前記Ｘ線源からＸ線が前記試料に照射され、前記試料を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部にて検出される。
【００３６】
すなわち、前記直線を含み、前記Ｘ線入射面と平行な関係にある面を基準とし、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とが一定の幾何学的関係を保ったまま互いに運動すると、該運動の基準部分となる面は不動と看做し得る状態となる。
【００３７】
よって、前記運動の基準部分となる面上にある前記試料の断面が視認の対象となり、それ以外の部分は前記運動の基準部分から遠くなるほど、像の変形が大きくなり、結果的には像がボケてしまって、視認の対象とならなくなる。
【００３８】
すなわち、前記載置面に対して垂直な前記直線を含み、前記Ｘ線入射面と平行な関係にある前記試料の断面の断層画像（縦断層画像）を取得することができる。
【００３９】
従って、ＢＧＡ１が実装されたプリント基板２（図１２参照）における実装状態を検査する場合、前記載置面に対して垂直な前記直線を含み、かつ前記Ｘ線入射面と平行な関係にあるプリント基板２の断層画像（縦断層画像）を取得することができる。これによって、半田ボールの浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ内部に隠れてしまう接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００４６】
また、本発明に係るＸ線検査装置（２）は、上記Ｘ線検査装置（１）において、前記Ｘ線源をスライドさせて前記載置台に近づけたり遠ざけるスライド機構を備えていること特徴としている。
【００４７】
上記Ｘ線検査装置（２）によれば、前記Ｘ線源をスライドさせて前記載置台に近づけたり遠ざけることができるので、前記断層画像の倍率の調整を行うことができる。
【００４８】
また、本発明に係るＸ線検査装置（３）は、上記Ｘ線検査装置（１）又は（２）において、前記載置台を２次元的に移動させるための載置台移動手段を備えていることを特徴としている。
【００４９】
上記Ｘ線検査装置（３）によれば、前記載置台を２次元的に移動させることができるので、所望する前記断層画像を容易に取得することができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線検査装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５５】
図６は、実施の形態（１）に係るＸ線検査装置の要部を示した概略図である。図中１３は試料を示しており、試料１３は載置台１４に載置されるようになっている。なお、図６において、載置台１４の載置面に垂直な方向をＺ方向とし、このＺ方向に垂直な２方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、載置台１４は、Ｘ線を透過するＸＹテーブルであり、その下方に設けた載置台移動手段（図示せず）によってＸ方向、Ｙ方向への移動が可能となっている。このように載置台１４の下方に前記載置台移動手段を設けることにより、実装基板のように面積が大きいものであっても、その検査に支障を生じない。
【００５６】
載置台１４を挟んで、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とが対向して配置され、Ｘ線源１１からＸ線が照射され、試料１３を透過したＸ線がＸ線検出部１２にて検出されるようになっている。
【００５７】
ここではＸ線源１１として、焦点寸法が７μｍ程度であり、出射角が４０度程度である密封管型のマイクロフォーカスＸ線源を採用し、微小Ｘ線焦点を実現することによって、撮像された画像を拡大しても鮮明な画像を得ることができるようにしている。
【００５８】
Ｘ線検出部１２は、Ｘ線検出部１２のＸ線入射面１２ａが載置台１４に対して垂直方向（Ｚ方向）を向いている軸Ｓに対し平行となるように配置されている。また、Ｘ線検出部１２は揺動手段１６に連結され、揺動手段１６の動きに合わせて、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、軸Ｓを中心軸として、矢印Ｍの方向へ揺動するようになっている。
【００５９】
Ｘ線源１１は、回転手段１５に連結され、回転手段１５の動きに合わせて、軸Ｓを回転軸として、Ｘ線検出部１２に同期させて矢印Ｎの方向へ回転移動するようになっている。なお、回転手段１５及び揺動手段１７は、移動プログラムを格納した制御手段１７からの制御によって、ＸＹ方向の動作が制御されるようになっている。
【００６０】
軸Ｓを回転軸として回転するＸ線源１１と、軸Ｓを中心軸として揺動するＸ線検出部１２との運動状態を図７〜図９の模式図を使って説明する。図中１１ａはＸ線源１１のＸ線焦点を示している。図７は運動スタート時の状態であり、図９は運動ストップ時の状態である。
【００６１】
図７〜図９に示したように、Ｘ線焦点１１ａ（Ｘ線源１１）とＸ線検出部１２とを一定の幾何学的関係を維持させたまま互いに運動させると、軸Ｓを含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある試料１３の断面１３ａは不動と看做し得る状態となる。詳細については、「課題を解決するための手段及びその効果」の項目で説明した通りである。
【００６２】
また、Ｘ線検出部１２は、画像処理手段１８に接続されており、検出したＸ線に応じた画像データ（映像信号）が画像処理手段１８へ出力されるようになっている。
【００６３】
画像処理手段１８は、運動スタートと同時に画像積分処理を開始し、運動ストップまでに所定回（例えば、２５６回）、積分処理を行い、画質を改善し、処理画像（静止画像）をモニタ１９に表示させるようになっている。この処理画像は、上記したように試料１３の断面１３ａにおける断層画像である。
【００６４】
上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置によれば、被検対象となる試料１３を挟んで、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とが対向して配置され、Ｘ線入射面１２ａが載置台１４に対して垂直方向に向いている軸Ｓに対して平行となるように配置され、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、Ｘ線検出部１２を軸Ｓを中心軸として揺動させる一方、Ｘ線源１１を軸Ｓを回転軸としてＸ線検出部１２に同期させて回転させながら、Ｘ線源１１からＸ線が試料１３に照射され、試料１３を透過したＸ線がＸ線検出部１４にて検出される。
【００６５】
すなわち、上記したように、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とを一定の幾何学的関係を維持させたまま互いに運動させると、該運動の基準部分となる断面１３ａは不動と看做し得る状態となり、それ以外の部分は前記運動の基準部分から遠くなるほど、像の変形が大きくなり、結果的には像がボケてしまって、視認の対象とならなくなる。
【００６６】
よって、Ｘ線源１１の回転軸であり、Ｘ線検出部１２の中心軸である軸Ｓを含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある断面１３ａの断層画像を取得することができる。
【００６７】
従って、ＢＧＡ１が実装された状態のプリント基板２（図１２参照）を載置台１４に載置し、プリント基板２におけるＢＧＡ１の実装状態を検査する場合、軸Ｓを含み、かつＸ線入射面１２ａと平行な関係にある縦断層画像（図１参照）を取得することができる。これによって、半田ボールの浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ本体により隠れてしまう接合部の接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００６８】
また、画像処理手段１８にて断層画像を取得するための処理を行わせず、単なる画像改善処理だけを行わせるようにすれば、図６に示したＸ線検査装置を用いて、斜め方向から見た試料１３の透視画像（図１３参照）を観察することができる。
【００６９】
従って、プリント基板２における電子部品の実装状態を検査する場合には、まずプリント基板２の主面に対する斜め透視画像を観察することによって、ある程度の当たりを予め付けておくことができるので、縦断層画像による観察は、当たりを付けた箇所だけで良くなり、検査効率を非常に優れたものとすることができる。
【００７０】
上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置では、軸Ｓは載置台１４に対して垂直方向に設定されているが、軸Ｓを載置台１４に対して垂直方向以外（斜め方向、水平方向）に設定することもできる。
【００７１】
例えば、Ｘ線入射面１２ａを、載置台１４に対して斜め方向を向いている軸Ｓに対し、平行となるように配置し、Ｘ線検出部１２を、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、軸Ｓを中心軸として揺動させる一方、Ｘ線源１１を軸Ｓを回転軸として回転させながら、Ｘ線源１１からＸ線を試料１３に照射し、試料１３を透過したＸ線をＸ線検出部１２にて検出すると、垂直方向に対して傾斜した面に関する断層画像を取得することができる。
また、軸Ｓが載置台１４面と同一面上にある場合には、試料１３を水平方向にスライスした断面の断層画像（横断層画像）を取得することができる。
【００７２】
また、上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置では、Ｘ線検出部１２を、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、軸Ｓを中心軸として揺動させる一方（Ｘ線検出部１２が、図７〜図９に示したように揺動する）、Ｘ線源１１を軸Ｓを回転軸として回転させながら、Ｘ線源１１からＸ線を試料１３に照射し、試料１３を透過したＸ線をＸ線検出部１２にて検出するようになっているが、Ｘ線検出部１２を揺動させるのでなく、例えば、図７〜図９に示したような位置にＸ線検出部１２をそれぞれ配置し、固定された複数のＸ線検出部１２から画像データを取得するように構成したとしても、上記と同様に、所望の断層画像を得ることができる。
【００７３】
【実施例】
図１０は、実施例１に係るＸ線検査装置の要部を模式的に示した側面図である。ここでは、Ｘ線源１１として、管電圧が１００ｋＶであり、焦点寸法が７μｍであり、出射角が４０度であり、筐体からＸ線焦点１１ａまでの距離αが９．５ｍｍである密封管型のマイクロフォーカスを採用している。
また、Ｘ線検出部１２としては、高解像度、高コントラスト、低ノイズであるイメージインテンシファイアを採用している。
【００７４】
Ｘ線源１１には、矢印Ｗ1 の方向にスライドさせるスライド機構（図示せず）が連結され、前記スライド機構を用いることによって、取得画像の大きさを調整することができる。例えば、Ｘ線源１１を試料１３に近づけると、幾何学的拡大率がアップするので、取得画像を大きくすることができる。
【００７５】
Ｘ線検出部１２には、矢印Ｗ2 の方向にスライドさせるスライド機構（図示せず）が連結され、前記スライド機構を用いることによって、取得画像を微量調整することができる。例えば、Ｘ線検出部１２を軸Ｓに近づけると、試料１３の断面１３ａの上部がカットされた断層画像を取得することができる。
【００７６】
載置台１４に試料１３として、ＢＧＡ１が実装されたプリント基板（図１２参照）を載置することによって、縦断層画像（図１参照）を取得することができる。これによって、半田ボールの浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ本体により隠れてしまう接合部の接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００７７】
前記密封管型のマイクロフォーカスは、出射角が４０度であるため、Ｘ線源１１から照射されたＸ線がＸ線検出部１２のＸ線入射面１２ａに入射されるように、Ｘ線源１１が傾けられている。Ｘ線源１１が傾けられると、Ｘ線焦点１１ａと試料１３との距離が離れるので、幾何学的拡大率は低下してしまうが、通常の産業用としては特に問題はない。
【００７８】
また、密封管型ではなく開放管型であれば、焦点寸法が２μｍであり、出射角が１２０度であり、筐体からＸ線焦点までの距離が１ｍｍのマイクロフォーカスを実現することができるので、それをＸ線源１１に採用すれば、Ｘ線源１１を傾けなくとも良く、また筐体からＸ線焦点までの距離も密封管型に比べて、１０倍近く短くなっているので、拡大率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＧＡとプリント基板との接合箇所の縦断層画像を示した模式図である。
【図２】本発明のＸ線検査方法を説明するために示した模式的平面図である。
【図３】本発明のＸ線検査方法を説明するために示した模式的正面図である。
【図４】本発明のＸ線検査方法を説明するために示した模式的側面図である。
【図５】試料を模式的に示した斜視図である。
【図６】本発明における実施の形態（１）に係るＸ線検査装置の要部を示した概略図である。
【図７】Ｘ線源とＸ線検出部との運動状態を示した模式図である。
【図８】Ｘ線源とＸ線検出部との運動状態を示した模式図である。
【図９】Ｘ線源とＸ線検出部との運動状態を示した模式図である。
【図１０】実施例１に係るＸ線検査装置の要部を模式的に示した側面図である。
【図１１】ＢＧＡの一例を模式的に示した斜視図である。
【図１２】ＢＧＡが実装された状態のプリント基板を模式的に示した斜視図である。
【図１３】ＢＧＡとプリント基板との接合箇所を撮影したＸ線写真である。
【図１４】半田ボールの浮き上がり不良の状態を示した模式図である。
【符号の説明】
１１ Ｘ線源
１１ａ Ｘ線焦点
１２ Ｘ線検出部
１２ａ Ｘ線入射面
１３ 試料
１４ 載置台
１５ 回転手段
１６ 揺動手段
１８ 画像処理手段
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線検査方法及びその装置に関し、より詳細には、小型・高密度化するＢＧＡ（Ball Grid Array ）やＣＳＰ（Chip Scale Package）等の電子部品の基板への実装状態（接合状態）等をＸ線を用いて検査するためのＸ線検査方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、パーソナルコンピュータ、映像・音声機器等における、その高性能化には目覚ましいものがある。それを可能にしているのは、その核となるＩＣ実装技術であり、ＩＣチップを搭載するためのパッケージの高密度化・信号処理の高速化が進んでいる。
特に、昨今、革新的な手法として登場した、多端子化に有効なＢＧＡやＣＳＰ等のアレイパッケージが注目を集めている。
【０００３】
しかしながら、ＢＧＡ等のアレイパッケージは多端子化には優れているが、その構造上、プリント基板に実装した場合に、パッケージ本体によりパッケージとプリント基板との接合部が隠れてしまうので、光学式／レーザ式等の外観検査ではプリント基板との接合状態の良否を判断することが難しいといった問題がある。また、ファインピッチ化されたパッケージにおいては、電気検査によっても、不良箇所の部位を特定することは困難である。
【０００４】
図１１はＢＧＡ１の一例を模式的に示した斜視図であり、図１２は図１１に示したＢＧＡ１が実装された状態のプリント基板２を模式的に示した斜視図である。図１２より明らかなように、最外周以外の部分に配設されている半田ボール１ａとプリント基板２との接合状態の良否を、外観から判断することは難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、ＢＧＡ等のアレイパッケージとプリント基板との接合状態を検査する技術としては、接合箇所に対して、所定の方向からの２次元、３次元の多様で明確な透視画像を得る方式（Ｘ線透過方式）や、前記接合箇所に対して、プリント基板の主面に対して平行な面でスライスしたような断層画像（いわゆる、横断層画像）を得る方式（Ｘ線断層撮影方式）がある。
Ｘ線透過方式を採用した装置として、Ｘ線三次元検査装置がある。図１３は透過式Ｘ線三次元検査装置を用いて前記接合箇所を撮影したＸ線写真である。
【０００６】
図１３から明らかなように、Ｘ線三次元検査装置を利用することで、外側からでは観察することのできない内部形状を透視画像として観察することができるので、内部形状が複雑であったとしても、かなり明確に内部状態の良否を判断することができるようになる。
【０００７】
しかしながら、昨今の高密度実装の中核をなしている、ＢＧＡやＣＳＰ等のアレイパッケージの実装に対しては、使用者が最も検査したい端子部（半田ボール）の浮き上り（オープン）不良を明確に検出することは難しいといった問題がある。図１４に半田ボールの浮き上がり不良の状態を模式的に示す。
【０００８】
また、Ｘ線断層撮影方式を用いることによって、前記接合箇所の２つ以上の高さで横断層（水平スライス）画像を取得し、陰影の度合いを測定することで、内部の形状をある程度は検査することができる。
【０００９】
しかしながら、横断層画像におけるスライス状の断層画像から、ＢＧＡやＣＳＰ等のアレイパッケージの実装における、端子部（半田ボール）の浮き上がり不良を明確に検出することは、実際には非常に困難を伴う。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、小型・高密度化するＢＧＡやＣＳＰ等の電子部品の基板への実装状態、特に端子部の浮き上がり不良等、電子機器の状態を明確に判断することのできるＸ線検査方法及びその装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記したように、従来、パッケージ本体により隠れてしまうＢＧＡ等のアレイパッケージとプリント基板との接合部を、平面や斜め方向からの透視画像（図１３参照）や、横断層画像を用いて検査していたが、端子部（半田ボール）の浮き上がり不良までは明確に検出することはできなかった。
【００１２】
そこで、本発明者は、半田ボールの浮き上がり不良（図１４参照）が、ＢＧＡ１やプリント基板２の主面に対する平行方向に関して生じる問題というよりは、垂直方向に関して生じる問題であることに着目し、従来のように、プリント基板２の主面に対して平行にスライスしたような断層画像（横断層画像）ではなく、プリント基板２の主面に対して垂直方向となる断層画像（いわゆる、縦断層画像）を取得することによって、半田ボール１ａの浮き上がり不良の検出がし易くなることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
図１は前記接合箇所の縦断層画像を示した模式図であり、（ａ）は接合不良箇所がない場合を示しており、（ｂ）は半田ボール１ａの浮き上がり不良がある場合を示している。
【００１４】
すなわち、本発明に係るＸ線検査方法（１）は、Ｘ線を用いて試料の断面を撮影して検査するＸ線検査方法において、被検対象となる断面を、前記試料を載置する載置台の載置面に対して垂直方向に関する断面とし、前記載置面を挟んで、Ｘ線を照射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線検出部とを対向させて配置し、前記Ｘ線検出部のＸ線入射面と前記断面とを平行にして、前記Ｘ線入射面と前記断面との平行関係を維持させたまま、前記Ｘ線検出部を、前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な直線を中心軸として、揺動させる一方、前記Ｘ線源を、前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な前記直線を回転軸として、前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、前記Ｘ線源からＸ線を前記試料に照射し、前記試料を透過したＸ線を前記Ｘ線検出部にて検出することを特徴としている。
【００１５】
上記Ｘ線検査方法（１）によれば、被検対象となる断面を、前記試料を載置する載置台の載置面に対して垂直方向に関する断面とし、被検対象となる前記試料を載置する前記載置台の載置面を挟んで、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを対向させて配置し、前記Ｘ線入射面と前記断面とを平行にして、前記Ｘ線検出部と前記断面との平行関係を維持させたまま、前記Ｘ線検出部を前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な直線を中心軸として揺動させる一方、前記Ｘ線源を前記直線を回転軸として前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、前記Ｘ線源からＸ線を前記試料に照射し、前記試料を透過したＸ線を前記Ｘ線検出部にて検出する。
【００１６】
すなわち、被検対象となる前記試料の断面を基準とし、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを一定の幾何学的関係を維持させたまま互いに運動させると、該運動の基準部分となる前記断面部分は不動と看做し得る状態となり、それ以外の部分は前記運動の基準部分から遠くなるほど、像の変形が大きくなり、結果的には像がボケてしまって、視認の対象とならなくなる。
【００１７】
かかる原理を、上記Ｘ線検査方法（１）を説明するために示した図２〜図４の模式図を使って説明する。図２は平面図を示し、図３は正面図を示し、図４は側面図を示している。また、図５は試料を模式的に示した斜視図である。
【００１８】
図中１３は試料を示しており、試料１３は載置台１４に載置され、斜線部１３ａは被検対象となる試料１３の断面を示している。点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆは断面１３ａ上にあり、点Ｂ、Ａ、Ｄは同一直線Ｌ1 上にあり、点Ｅ、Ａ、Ｆは同一直線Ｌ2 上にあり、直線Ｌ1 と直線Ｌ2 とは直交している。また、試料１３内の点Ｋは、断面１３ａ上にはなく、断面１３ａ上の点Ｂから距離ｍのところに位置している。
【００１９】
また、試料１３を挟んで、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とを対向させて配置し、Ｘ線源１１からＸ線を照射し、試料１３を透過したＸ線をＸ線検出部１２にて検出している。
【００２０】
イ）Ｘ線検出部１２のＸ線入射面１２ａと試料１３の断面１３ａとを平行にすることによって、断面１３ａ上の点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、Ｈに位置するＸ線検出部１２のＸ線入射面１２ａに対し、それぞれ点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆに入射される。なお、ここでは点ａがＸ線入射面１２ａの中心となっているものとする。
【００２１】
ロ）Ｘ線入射面１２ａと断面１３ａとの平行関係を維持させたまま、直線Ｌ1を中心軸として、Ｘ線検出部１２を揺動させる一方、Ｘ線源１１を直線Ｌ1 を回転軸として、Ｘ線検出部１２に同期させて回転させる。これによって、Ｘ線源１１はＧからｇへ移動し、Ｘ線検出部１２はＨからｈへ平行移動する。
【００２２】
ハ）断面１３ａ上の点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、ｈに位置するＸ線検出部１２のＸ線入射面１２ａに対し、それぞれ点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆに入射される。
【００２３】
図２から明らかなように、Ｘ線入射面１２ａから点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆまでの距離ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 、ｒ4 は、（ロ）の運動を行っても変化しておらず、また、Ｘ線入射面１２ａに対する断面１３ａ上の各点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆの幾何学的拡大率も一定で、次の関係が成立している。
【００２４】
幾何学的拡大率
＝Ｇａ／ＧＡ＝Ｇｂ／ＧＢ＝Ｇｄ／ＧＤ＝Ｇｅ／ＧＥ＝Ｇｆ／ＧＦ
＝ｇａ／ｇＡ＝ｇｂ／ｇＢ＝ｇｄ／ｇＤ＝ｇｅ／ｇＥ＝ｇｆ／ｇＦ
また、断面１３ａより距離ｍの位置にある点Ｋは、Ｈに位置するＸ線入射面１２ａに対し、点ｋH に入射され、ｈに位置するＸ線入射面１２ａに対し、点ｋhに入射される。点Ｋの入射される位置は、（ロ）の運動時に距離ｒ5 のズレが生じており、結果的には像がボケてしまい、映像が流れて固定されない。
【００２５】
すなわち、上記Ｘ線検査方法（１）によって、Ｘ線検出部１２から取得することのできる映像は、直線Ｌ1 を含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある断面１３ａの形状となる。換言すれば、Ｘ線源１１の回転軸であり、Ｘ線検出部１２の中心軸である直線Ｌ1 を含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある断面１３ａの断層画像を取得することができる。
【００２６】
従って、ＢＧＡ１が実装されたプリント基板２（図１２参照）を載置台１４に載置し、プリント基板２における実装状態を検査する場合、直線Ｌ1 を含み、かつＸ線入射面１２ａと平行な関係にある断層画像、いわゆる縦断層画像（図１参照）を取得することができる。これによって、端子部（半田ボール）の浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ本体に隠れてしまう接合部における接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００３４】
また、本発明に係るＸ線検査装置（１）は、試料を載置する載置台の載置面を挟んで、Ｘ線を照射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線検出部とが対向して配置され、前記Ｘ線源から照射され、前記試料を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部にて検出されるように構成されたＸ線検査装置において、前記Ｘ線検出部のＸ線入射面が前記載置面に対して垂直な直線に対し平行となるように配置されると共に、前記Ｘ線入射面を常に同方向に向かせたまま、前記Ｘ線検出部を、前記直線を中心軸として、揺動させる揺動手段と、前記Ｘ線源を、前記直線を回転軸として、前記Ｘ線検出部に同期させて回転させる回転手段とを備えていることを特徴としている。
【００３５】
上記Ｘ線検査装置（１）によれば、被検対象となる前記試料を載置する前記載置台の載置面を挟んで、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とが対向して配置され、前記Ｘ線入射面が前記載置面に対して垂直な前記直線に対して平行となるように配置され、前記Ｘ線入射面を常に同方向に向かせたまま、前記Ｘ線検出部を前記直線を中心軸として揺動させる一方、前記Ｘ線源を前記直線を回転軸として前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、前記Ｘ線源からＸ線が前記試料に照射され、前記試料を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部にて検出される。
【００３６】
すなわち、前記直線を含み、前記Ｘ線入射面と平行な関係にある面を基準とし、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とが一定の幾何学的関係を保ったまま互いに運動すると、該運動の基準部分となる面は不動と看做し得る状態となる。
【００３７】
よって、前記運動の基準部分となる面上にある前記試料の断面が視認の対象となり、それ以外の部分は前記運動の基準部分から遠くなるほど、像の変形が大きくなり、結果的には像がボケてしまって、視認の対象とならなくなる。
【００３８】
すなわち、前記載置面に対して垂直な前記直線を含み、前記Ｘ線入射面と平行な関係にある前記試料の断面の断層画像（縦断層画像）を取得することができる。
【００３９】
従って、ＢＧＡ１が実装されたプリント基板２（図１２参照）における実装状態を検査する場合、前記載置面に対して垂直な前記直線を含み、かつ前記Ｘ線入射面と平行な関係にあるプリント基板２の断層画像（縦断層画像）を取得することができる。これによって、半田ボールの浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ内部に隠れてしまう接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００４６】
また、本発明に係るＸ線検査装置（２）は、上記Ｘ線検査装置（１）において、前記Ｘ線源をスライドさせて前記載置台に近づけたり遠ざけるスライド機構を備えていること特徴としている。
【００４７】
上記Ｘ線検査装置（２）によれば、前記Ｘ線源をスライドさせて前記載置台に近づけたり遠ざけることができるので、前記断層画像の倍率の調整を行うことができる。
【００４８】
また、本発明に係るＸ線検査装置（３）は、上記Ｘ線検査装置（１）又は（２）において、前記載置台を２次元的に移動させるための載置台移動手段を備えていることを特徴としている。
【００４９】
上記Ｘ線検査装置（３）によれば、前記載置台を２次元的に移動させることができるので、所望する前記断層画像を容易に取得することができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線検査装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５５】
図６は、実施の形態（１）に係るＸ線検査装置の要部を示した概略図である。図中１３は試料を示しており、試料１３は載置台１４に載置されるようになっている。なお、図６において、載置台１４の載置面に垂直な方向をＺ方向とし、このＺ方向に垂直な２方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、載置台１４は、Ｘ線を透過するＸＹテーブルであり、その下方に設けた載置台移動手段（図示せず）によってＸ方向、Ｙ方向への移動が可能となっている。このように載置台１４の下方に前記載置台移動手段を設けることにより、実装基板のように面積が大きいものであっても、その検査に支障を生じない。
【００５６】
載置台１４を挟んで、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とが対向して配置され、Ｘ線源１１からＸ線が照射され、試料１３を透過したＸ線がＸ線検出部１２にて検出されるようになっている。
【００５７】
ここではＸ線源１１として、焦点寸法が７μｍ程度であり、出射角が４０度程度である密封管型のマイクロフォーカスＸ線源を採用し、微小Ｘ線焦点を実現することによって、撮像された画像を拡大しても鮮明な画像を得ることができるようにしている。
【００５８】
Ｘ線検出部１２は、Ｘ線検出部１２のＸ線入射面１２ａが載置台１４に対して垂直方向（Ｚ方向）を向いている軸Ｓに対し平行となるように配置されている。また、Ｘ線検出部１２は揺動手段１６に連結され、揺動手段１６の動きに合わせて、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、軸Ｓを中心軸として、矢印Ｍの方向へ揺動するようになっている。
【００５９】
Ｘ線源１１は、回転手段１５に連結され、回転手段１５の動きに合わせて、軸Ｓを回転軸として、Ｘ線検出部１２に同期させて矢印Ｎの方向へ回転移動するようになっている。なお、回転手段１５及び揺動手段１７は、移動プログラムを格納した制御手段１７からの制御によって、ＸＹ方向の動作が制御されるようになっている。
【００６０】
軸Ｓを回転軸として回転するＸ線源１１と、軸Ｓを中心軸として揺動するＸ線検出部１２との運動状態を図７〜図９の模式図を使って説明する。図中１１ａはＸ線源１１のＸ線焦点を示している。図７は運動スタート時の状態であり、図９は運動ストップ時の状態である。
【００６１】
図７〜図９に示したように、Ｘ線焦点１１ａ（Ｘ線源１１）とＸ線検出部１２とを一定の幾何学的関係を維持させたまま互いに運動させると、軸Ｓを含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある試料１３の断面１３ａは不動と看做し得る状態となる。詳細については、「課題を解決するための手段及びその効果」の項目で説明した通りである。
【００６２】
また、Ｘ線検出部１２は、画像処理手段１８に接続されており、検出したＸ線に応じた画像データ（映像信号）が画像処理手段１８へ出力されるようになっている。
【００６３】
画像処理手段１８は、運動スタートと同時に画像積分処理を開始し、運動ストップまでに所定回（例えば、２５６回）、積分処理を行い、画質を改善し、処理画像（静止画像）をモニタ１９に表示させるようになっている。この処理画像は、上記したように試料１３の断面１３ａにおける断層画像である。
【００６４】
上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置によれば、被検対象となる試料１３を挟んで、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とが対向して配置され、Ｘ線入射面１２ａが載置台１４に対して垂直方向に向いている軸Ｓに対して平行となるように配置され、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、Ｘ線検出部１２を軸Ｓを中心軸として揺動させる一方、Ｘ線源１１を軸Ｓを回転軸としてＸ線検出部１２に同期させて回転させながら、Ｘ線源１１からＸ線が試料１３に照射され、試料１３を透過したＸ線がＸ線検出部１４にて検出される。
【００６５】
すなわち、上記したように、Ｘ線源１１とＸ線検出部１２とを一定の幾何学的関係を維持させたまま互いに運動させると、該運動の基準部分となる断面１３ａは不動と看做し得る状態となり、それ以外の部分は前記運動の基準部分から遠くなるほど、像の変形が大きくなり、結果的には像がボケてしまって、視認の対象とならなくなる。
【００６６】
よって、Ｘ線源１１の回転軸であり、Ｘ線検出部１２の中心軸である軸Ｓを含み、Ｘ線入射面１２ａと平行な関係にある断面１３ａの断層画像を取得することができる。
【００６７】
従って、ＢＧＡ１が実装された状態のプリント基板２（図１２参照）を載置台１４に載置し、プリント基板２におけるＢＧＡ１の実装状態を検査する場合、軸Ｓを含み、かつＸ線入射面１２ａと平行な関係にある縦断層画像（図１参照）を取得することができる。これによって、半田ボールの浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ本体により隠れてしまう接合部の接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００６８】
また、画像処理手段１８にて断層画像を取得するための処理を行わせず、単なる画像改善処理だけを行わせるようにすれば、図６に示したＸ線検査装置を用いて、斜め方向から見た試料１３の透視画像（図１３参照）を観察することができる。
【００６９】
従って、プリント基板２における電子部品の実装状態を検査する場合には、まずプリント基板２の主面に対する斜め透視画像を観察することによって、ある程度の当たりを予め付けておくことができるので、縦断層画像による観察は、当たりを付けた箇所だけで良くなり、検査効率を非常に優れたものとすることができる。
【００７０】
上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置では、軸Ｓは載置台１４に対して垂直方向に設定されているが、軸Ｓを載置台１４に対して垂直方向以外（斜め方向、水平方向）に設定することもできる。
【００７１】
例えば、Ｘ線入射面１２ａを、載置台１４に対して斜め方向を向いている軸Ｓに対し、平行となるように配置し、Ｘ線検出部１２を、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、軸Ｓを中心軸として揺動させる一方、Ｘ線源１１を軸Ｓを回転軸として回転させながら、Ｘ線源１１からＸ線を試料１３に照射し、試料１３を透過したＸ線をＸ線検出部１２にて検出すると、垂直方向に対して傾斜した面に関する断層画像を取得することができる。
また、軸Ｓが載置台１４面と同一面上にある場合には、試料１３を水平方向にスライスした断面の断層画像（横断層画像）を取得することができる。
【００７２】
また、上記実施の形態（１）に係るＸ線検査装置では、Ｘ線検出部１２を、Ｘ線入射面１２ａを常に同方向に向かせたまま、軸Ｓを中心軸として揺動させる一方（Ｘ線検出部１２が、図７〜図９に示したように揺動する）、Ｘ線源１１を軸Ｓを回転軸として回転させながら、Ｘ線源１１からＸ線を試料１３に照射し、試料１３を透過したＸ線をＸ線検出部１２にて検出するようになっているが、Ｘ線検出部１２を揺動させるのでなく、例えば、図７〜図９に示したような位置にＸ線検出部１２をそれぞれ配置し、固定された複数のＸ線検出部１２から画像データを取得するように構成したとしても、上記と同様に、所望の断層画像を得ることができる。
【００７３】
【実施例】
図１０は、実施例１に係るＸ線検査装置の要部を模式的に示した側面図である。ここでは、Ｘ線源１１として、管電圧が１００ｋＶであり、焦点寸法が７μｍであり、出射角が４０度であり、筐体からＸ線焦点１１ａまでの距離αが９．５ｍｍである密封管型のマイクロフォーカスを採用している。
また、Ｘ線検出部１２としては、高解像度、高コントラスト、低ノイズであるイメージインテンシファイアを採用している。
【００７４】
Ｘ線源１１には、矢印Ｗ1 の方向にスライドさせるスライド機構（図示せず）が連結され、前記スライド機構を用いることによって、取得画像の大きさを調整することができる。例えば、Ｘ線源１１を試料１３に近づけると、幾何学的拡大率がアップするので、取得画像を大きくすることができる。
【００７５】
Ｘ線検出部１２には、矢印Ｗ2 の方向にスライドさせるスライド機構（図示せず）が連結され、前記スライド機構を用いることによって、取得画像を微量調整することができる。例えば、Ｘ線検出部１２を軸Ｓに近づけると、試料１３の断面１３ａの上部がカットされた断層画像を取得することができる。
【００７６】
載置台１４に試料１３として、ＢＧＡ１が実装されたプリント基板（図１２参照）を載置することによって、縦断層画像（図１参照）を取得することができる。これによって、半田ボールの浮き上がり不良の検出がし易くなり、パッケージ本体により隠れてしまう接合部の接合状態の良否を明確に判断することができるようになる。
【００７７】
前記密封管型のマイクロフォーカスは、出射角が４０度であるため、Ｘ線源１１から照射されたＸ線がＸ線検出部１２のＸ線入射面１２ａに入射されるように、Ｘ線源１１が傾けられている。Ｘ線源１１が傾けられると、Ｘ線焦点１１ａと試料１３との距離が離れるので、幾何学的拡大率は低下してしまうが、通常の産業用としては特に問題はない。
【００７８】
また、密封管型ではなく開放管型であれば、焦点寸法が２μｍであり、出射角が１２０度であり、筐体からＸ線焦点までの距離が１ｍｍのマイクロフォーカスを実現することができるので、それをＸ線源１１に採用すれば、Ｘ線源１１を傾けなくとも良く、また筐体からＸ線焦点までの距離も密封管型に比べて、１０倍近く短くなっているので、拡大率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＧＡとプリント基板との接合箇所の縦断層画像を示した模式図である。
【図２】本発明のＸ線検査方法を説明するために示した模式的平面図である。
【図３】本発明のＸ線検査方法を説明するために示した模式的正面図である。
【図４】本発明のＸ線検査方法を説明するために示した模式的側面図である。
【図５】試料を模式的に示した斜視図である。
【図６】本発明における実施の形態（１）に係るＸ線検査装置の要部を示した概略図である。
【図７】Ｘ線源とＸ線検出部との運動状態を示した模式図である。
【図８】Ｘ線源とＸ線検出部との運動状態を示した模式図である。
【図９】Ｘ線源とＸ線検出部との運動状態を示した模式図である。
【図１０】実施例１に係るＸ線検査装置の要部を模式的に示した側面図である。
【図１１】ＢＧＡの一例を模式的に示した斜視図である。
【図１２】ＢＧＡが実装された状態のプリント基板を模式的に示した斜視図である。
【図１３】ＢＧＡとプリント基板との接合箇所を撮影したＸ線写真である。
【図１４】半田ボールの浮き上がり不良の状態を示した模式図である。
【符号の説明】
１１ Ｘ線源
１１ａ Ｘ線焦点
１２ Ｘ線検出部
１２ａ Ｘ線入射面
１３ 試料
１４ 載置台
１５ 回転手段
１６ 揺動手段
１８ 画像処理手段
Claims (4)
- Ｘ線を用いて試料の断面を撮影して検査するＸ線検査方法において、
被検対象となる断面を、前記試料を載置する載置台の載置面に対して垂直方向に関する断面とし、
前記載置面を挟んで、Ｘ線を照射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線検出部とを対向させて配置し、
前記Ｘ線検出部のＸ線入射面と前記断面とを平行にして、
前記Ｘ線入射面と前記断面との平行関係を維持させたまま、
前記Ｘ線検出部を、前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な直線を中心軸として、揺動させる一方、前記Ｘ線源を、前記断面と同一面上にあり、かつ前記載置面に対して垂直な前記直線を回転軸として、前記Ｘ線検出部に同期させて回転させながら、
前記Ｘ線源からＸ線を前記試料に照射し、前記試料を透過したＸ線を前記Ｘ線検出部にて検出することを特徴とするＸ線検査方法。 - 試料を載置する載置台の載置面を挟んで、Ｘ線を照射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線検出部とが対向して配置され、
前記Ｘ線源から照射され、前記試料を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部にて検出されるように構成されたＸ線検査装置において、
前記Ｘ線検出部のＸ線入射面が前記載置面に対して垂直な直線に対し平行となるように配置されると共に、
前記Ｘ線入射面を常に同方向に向かせたまま、前記Ｘ線検出部を、前記直線を中心軸として、揺動させる揺動手段と、
前記Ｘ線源を、前記直線を回転軸として、前記Ｘ線検出部に同期させて回転させる回転手段とを備えていることを特徴とするＸ線検査装置。 - 前記Ｘ線源をスライドさせて前記載置台に近づけたり遠ざけるスライド機構を備えていること特徴とする請求項２記載のＸ線検査装置。
- 前記載置台を２次元的に移動させるための載置台移動手段を備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のＸ線検査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08250199A JP3643722B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Ｘ線検査方法及びその装置 |
| TW089103752A TW421730B (en) | 1999-03-25 | 2000-03-03 | Method of inspection with X-ray and an apparatus using such method |
| DE10014111A DE10014111A1 (de) | 1999-03-25 | 2000-03-22 | Verfahren und Vorrichtung zur Röntgenstrahlprüfung |
| US09/533,778 US6823040B1 (en) | 1999-03-25 | 2000-03-24 | X-ray inspection method and apparatus used for the same |
| KR1020000015228A KR20010014630A (ko) | 1999-03-25 | 2000-03-24 | 엑스선 검사방법 및 그 방법에 사용되는 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08250199A JP3643722B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Ｘ線検査方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275191A JP2000275191A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3643722B2 true JP3643722B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=13776258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08250199A Expired - Fee Related JP3643722B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Ｘ線検査方法及びその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6823040B1 (ja) |
| JP (1) | JP3643722B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010014630A (ja) |
| DE (1) | DE10014111A1 (ja) |
| TW (1) | TW421730B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3643722B2 (ja) * | 1999-03-25 | 2005-04-27 | 株式会社テクノエナミ | Ｘ線検査方法及びその装置 |
| JP4669134B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2011-04-13 | 住友精密工業株式会社 | オープンラック型気化装置の探傷方法 |
| KR100625641B1 (ko) * | 2004-04-30 | 2006-09-20 | (주)펨트론 | Ｘ선 검사장치와 이를 이용한 검사방법 |
| JP4910378B2 (ja) * | 2005-03-01 | 2012-04-04 | 株式会社デンソー | Ｘ線検査装置及びｘ線検査方法 |
| JP4728092B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-07-20 | 名古屋電機工業株式会社 | Ｘ線画像出力装置、ｘ線画像出力方法およびｘ線画像出力プログラム |
| US7529338B2 (en) * | 2006-02-22 | 2009-05-05 | Focalspot, Inc. | Method and apparatus for inspecting circuit boards |
| CN102539453B (zh) * | 2010-12-31 | 2013-11-20 | 清华大学 | 检查装置 |
| EP2778662B1 (en) * | 2011-11-09 | 2015-09-23 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | X-ray inspection method and device |
| JP5732144B2 (ja) * | 2011-12-14 | 2015-06-10 | ヤマハ発動機株式会社 | Ｘ線検査装置およびｘ線検査方法 |
| JP6535755B2 (ja) * | 2015-04-15 | 2019-06-26 | エクスロン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＹｘｌｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｍｂｈ | 電子部品を試験する方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3129307A1 (de) * | 1981-07-24 | 1983-02-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Roentgenuntersuchungsgeraet |
| JPH0824673B2 (ja) * | 1985-06-05 | 1996-03-13 | 富士写真フイルム株式会社 | 放射線画像情報記録装置 |
| US4829547A (en) * | 1987-05-01 | 1989-05-09 | Liebel-Flarsheim | Method and apparatus for taking tomographic X-rays |
| US4852131A (en) * | 1988-05-13 | 1989-07-25 | Advanced Research & Applications Corporation | Computed tomography inspection of electronic devices |
| GB9214114D0 (en) * | 1992-07-03 | 1992-08-12 | Ibm | X-ray inspection apparatus for electronic circuits |
| CA2113752C (en) * | 1994-01-19 | 1999-03-02 | Stephen Michael Rooks | Inspection system for cross-sectional imaging |
| JP3318827B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2002-08-26 | 株式会社テクノエナミ | 透視像撮像装置及び物体検査装置 |
| US6134013A (en) * | 1997-09-15 | 2000-10-17 | Optimet, Optical Metrology Ltd. | Optical ball grid array inspection system |
| US6043876A (en) * | 1998-10-08 | 2000-03-28 | Lucent Technologies, Inc. | Method and apparatus for detecting a solder bridge in a ball grid array |
| US6177682B1 (en) * | 1998-10-21 | 2001-01-23 | Novacam Tyechnologies Inc. | Inspection of ball grid arrays (BGA) by using shadow images of the solder balls |
| JP3643722B2 (ja) * | 1999-03-25 | 2005-04-27 | 株式会社テクノエナミ | Ｘ線検査方法及びその装置 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08250199A patent/JP3643722B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-03 TW TW089103752A patent/TW421730B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-03-22 DE DE10014111A patent/DE10014111A1/de not_active Withdrawn
- 2000-03-24 KR KR1020000015228A patent/KR20010014630A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-03-24 US US09/533,778 patent/US6823040B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000275191A (ja) | 2000-10-06 |
| US6823040B1 (en) | 2004-11-23 |
| DE10014111A1 (de) | 2000-09-28 |
| TW421730B (en) | 2001-02-11 |
| KR20010014630A (ko) | 2001-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4619349B2 (ja) | 偏心断層合成 | |
| JP5444718B2 (ja) | 検査方法、検査装置および検査用プログラム | |
| US6373917B1 (en) | Z-axis elimination in an X-ray laminography system using image magnification for Z plane adjustment | |
| KR20050021936A (ko) | Ｘ선 검사 장치 및 ｘ선 검사 방법 | |
| JP5646769B2 (ja) | Ｘ線検査方法及び装置 | |
| JPH07221151A (ja) | 部品間の接合部を検査する方法および装置 | |
| JP3643722B2 (ja) | Ｘ線検査方法及びその装置 | |
| JPWO2009078415A1 (ja) | Ｘ線検査装置および方法 | |
| TW201300768A (zh) | 檢查區域設定方法及ｘ光檢查系統 | |
| JP2006292465A (ja) | Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法およびｘ線検査プログラム | |
| JP2003240736A (ja) | Ｘ線断層面検査方法、及びｘ線断層面検査装置 | |
| JP4072420B2 (ja) | Ｘ線透視検査装置の較正方法 | |
| JP2002162370A (ja) | 基板のｘ線検査方法及びそれに用いるｘ線検査装置 | |
| JP4590702B2 (ja) | Ｘ線検査装置 | |
| JP2011191217A (ja) | Ｘ線検査方法、ｘ線検査装置およびｘ線検査プログラム | |
| JP4449596B2 (ja) | 実装基板検査装置 | |
| Roth et al. | Non-destructive inspection of through mould vias in stacked embedded packages by micro-CT | |
| JPH0692944B2 (ja) | Ｘ線断層撮影装置 | |
| JP2005055274A (ja) | 半田接合状況検査装置 | |
| JP2021173575A (ja) | 検査装置 | |
| Moore et al. | Determination of BGA structural defects and solder joint defects by 3D X-ray laminography | |
| KR100625641B1 (ko) | Ｘ선 검사장치와 이를 이용한 검사방법 | |
| JP6719272B2 (ja) | Ｘ線検査装置 | |
| JP2004132931A (ja) | Ｘ線ｃｔ装置 | |
| Roth et al. | Inspection of miniaturised interconnections in IC packages with nanofocus® X-Ray tubes and nanoCT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040407 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040602 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050125 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050131 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |