JP4507362B2

JP4507362B2 - X-ray inspection equipment

Info

Publication number: JP4507362B2
Application number: JP2000212384A
Authority: JP
Inventors: 英男本郷; 広門鳥羽; 博夫内山; 勲宇田川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002022674A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線を用いて非破壊検査を行うＸ線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線検査装置としては、検査対象物の一方側からＸ線を照射し反対側に配置した像検出器により透視画像を撮影するものが一般的である。しかし、このＸ線検査装置では、検査対象物の所望検査面の像を正確に撮影することができない。この所望検査面から離れた異なる面の像が重なってしまうからである。例えば、プリント基板の両面に電子部品が実装されている場合、プリント基板の上面に装着した部品の接合状態を撮影しようとしても、下面に装着した部品の像が重なってしまう。
【０００３】
そこで、検査対象物の所望検査面での断層像を検出する技術として、ラミノグラフィが開発されている。この技術は、Ｘ線源、検査対象物、像検出器の３つの要素のうち、２つの要素を同期させて動かすことにより、複数の異なる透視画像を得、この複数の透視画像に基づき、検査対象物における所望検査面以外の像を排除し、所望検査面での像だけを選別して検出するものである。
【０００４】
従来のこの種検査装置として特開昭５９−１１６０４０号公報に開示した検査装置について説明する。この検査装置は、水平をなす仮想基準線に沿ってＸ線源，検査対象物，像検出器が配置されている。検査対象物および像検出器は、それぞれ支持部材に支持されており、これら支持部材はそれぞれモータにより同期して回動されるようになっている。前記支持部材がモータにより同期して回動すると、前記像検出器の受像面と、検査対象物の所望検査面が互いに平行を維持しながら、これら面と仮想基準線の交点を中心として仮想基準線に対して傾動するようになっている。そして、これら面の複数の傾斜姿勢での透視画像情報から、前記所望検査面での画像を得るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載の装置は、検査対象物と像検出器の両者を別々のモータ（傾動機構）で傾動するので、装置が大型となる。前記装置は、単一軸で検査対象物，像検出器を傾動させているが、より多くの透視画像情報を得るために、複数の軸での傾動を行おうとすると、検査対象物と像検出器の双方に複雑かつ大型の傾動機構を用いる必要があり、装置の大型化がより一層顕著となる。また、２つの傾動機構を高精度に同期制御するのは、困難が伴う。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線検査装置は、仮想基準線上に配置されたＸ線源と、前記仮想基準線上において前記Ｘ線源から離れた位置で検査対象物を支持するとともに、第１基準面を有し、この第１基準面上に位置する検査対象物の断層面を所望検査面として提供する第１支持部材と、前記仮想基準線上において前記検査対象物を挟んで前記Ｘ線源と対峙して配置されるとともに、前記検査対象物を透過したＸ線を受ける受像面を有し、この受像面に現れたＸ線像を画像情報となる電気信号に変換する像検出手段と、前記像検出手段を支持するとともに、第２基準面を有し、この第２基準面に前記受像面を位置させる第２支持部材と、前記第１，第２支持部材のうちの一方の支持部材を前記仮想基準線に対して傾動させることにより、前記第１，第２基準面のうちの一方の基準面を、当該一方の基準面と仮想基準線との交差点を中心として、仮想基準線の周りの全方向にわたって傾動させ、これにより当該一方の基準面に複数の姿勢を与える傾動機構と、前記第１，第２支持部材を、前記第１，第２基準面の平行関係を維持するように連結し、前記一方の支持部材の傾動と同期して他方の支持部材を傾動させ、ひいては、前記第１，第２基準面のうちの他方の基準面を、当該他方の基準面と前記仮想基準線との交差点を中心として傾動させる連動機構と、を備えている。
【０００７】
前記構成により、連動機構を用いて検査対象物と像検出手段を機械的に同期傾動させるようにしたので、傾動機構の構成を簡略化でき、装置の小型化を図ることができる。また、同期傾動を確実に行うことができる。
【０００８】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記連動機構が、前記第１，第２支持部材間に配置された平行リンク機構を含んでいる。これにより、連動機構を簡単な構造とすることができる。
【０００９】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記平行リンク機構が、前記仮想基準線の周りに間隔をおいて配置された３本以上の同一長さのリンクを含み、これらリンクの一端は、前記第１支持部材において前記第１基準面上の点を中心として全方向に回動可能に連結され、これらリンクの他端は、前記第２支持部材において前記第２基準面上の点を中心として全方向に回動可能に連結されている。
【００１０】
前記構成では、平行リンクとして３本以上のリンクを用いることにより、検査対象物及び像検出手段を複数の軸を中心に傾動させる場合でも同期傾動を行うことができる。
【００１１】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記傾動機構が、第１支持部材に連結されてこの第１支持部材を傾動させるようになっており、
前記連動機構は、さらに、前記第２支持部材を挟んで前記第１支持部材と対峙する第３支持部材と、この第３支持部材を支持する第４支持部材と、第３支持部材と第２支持部材を連結する他の平行リンク機構を有し、
前記第３支持部材は、第３基準面を有するとともに、この第３基準面と仮想基準線との交点を中心に全方向回動可能にして第４支持部材に支持され、
前記他の平行リンク機構は、前記仮想基準線の周りに間隔をおいて配置された３本以上の同一長さのリンクを含み、これらリンクの一端は、前記第２支持部材において前記第２基準面上の点を中心として全方向に回動可能に連結され、これらリンクの他端は、前記第３支持部材において前記第３基準面上の点を中心として全方向に回動可能に連結されている。
【００１２】
前記構成では、平行リンクとして３本以上のリンクを用いることにより、検査対象物及び像検出手段を複数の軸を中心に傾動させる場合でも同期傾動を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記傾動機構は、前記仮想基準線の周りに配置されて前記一方の支持部材に回動可能に連結された３つ以上の伸縮可能な調節部材を有する。この構成では、３本以上の長尺部材からなる傾動機構を用いることにより、検査対象物及び像検出手段を複数の軸を中心に傾動させることができる。
【００１４】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記傾動機構は、前記仮想基準線を中心にして回転可能に配置された回転台と、この回転台に設けられ前記一方の支持部材を前記一方の基準面上の傾動軸を中心に傾動可能に支持する支持機構と、この支持機構を介して前記一方の支持部材を傾動させる第１駆動部と、前記回転台を回転させる第２駆動部とを有する。これにより、検査対象物及び像検出手段を複数の軸を中心に傾動させることができる。
【００１５】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記第１支持部材が、検査対象物を仮想基準線方向に位置調節可能なテーブルからなることを特徴とする。これにより、検査対象物において所望検査面を任意に選択することができる。
【００１６】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記第１，第２支持部材間に配置されたリンクが、長さ調節可能である。この構成では、長さ調節可能なリンクを用いて検査対象物の所望検査面と像検出手段の受像面との間の距離を調節することにより、画像倍率を調節することができる。
【００１７】
また、本発明のＸ線検査装置は、さらに、Ｘ線源を仮想基準線に沿って位置調節することによりＸ線源と第１支持部材との間の距離を調節する調節機構を備えている。この構成では、Ｘ線源の位置を調節して、Ｘ線源と検査対象物の所望検査面との間の距離を調節することにより、画像倍率を調節することができる。
【００１８】
また、本発明のＸ線検査装置では、前記像検出手段は、前記受像面となる蛍光体面を有しこの蛍光体面上のＸ線像を光学像に変換する像変換部と、この光学像を画像情報となる電気信号に変換する光電変換部とを備えている。この構成では、蛍光体面を有する像変換部と光電変換部により、軽量小型の像検出手段を提供でき、傾動機構や連動機構の負担を軽くすることができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明のＸ線検査装置では、さらに、前記光電変換部に接続された画像処理手段を備え、前記傾動機構は、前記一方の支持部材を所定の姿勢から他の所定の姿勢まで連続的に傾動し、前記光電変換部は、この連続傾動期間において露光状態を維持することにより、前記蛍光体面上で連続的に変化するＸ線像を実質的に重ね合わせた画像を表す電気信号を得、前記画像処理手段は、前記光電変換部からの電気信号に基づき画像処理を行って所望検査面での画像を検出する。この構成では、連続傾動とその期間での光電変換部の露光により、比較的短時間で所望検査面の画像を得ることができる。
【００２０】
また、本発明のＸ線検査装置では、さらに、前記光電変換部に接続された画像処理手段を備え、前記傾動機構は、前記一方の支持部材を所定の複数の姿勢で一時停止するようにして傾動し、前記光電変換部は、各姿勢での画像を表す電気信号を出力し、前記画像処理手段は、前記姿勢の情報と、前記光電変換部から各姿勢毎の画像情報に基づき、画像処理を行って所望検査面での画像を検出する。これにより、各姿勢での画像に基づき、所望検査面の明瞭な画像を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図６は、本発明の第１の実施の形態に係わるＸ線検査装置を示す。この装置は、垂直をなす仮想基準線Ｌに沿って構成要素を配置してなる。詳述すると、この仮想基準線Ｌに沿ってＸ線源１，傾動機構１０、第１テーブル２１（第１支持部材）、第２テーブル２２（第２支持部材）、第３テーブル２３（第３支持部材）が、下から上に向かって順に配置されている。Ｘ線源１は、所定の広がり角度を持って上方にＸ線を照射する。本実施の形態では、仮想基準線Ｌを中心にＸ線が広がっている。
【００２２】
第１テーブル２１は、詳細な構造を省略するが、基準テーブルと、この基準テーブルに搭載されたＸＹＺ軸移動テーブルより構成されている。基準テーブルは、仮想の第１基準面２１ａを有している。ＸＹＺ軸テーブルのうち最上位のテーブルに検査対象物１００が支持される。ＸＹ軸テーブルの移動により検査対象物１００の水平位置を調節してその任意領域を検査領域として選択することができる。また、Ｚ軸テーブルの移動により、検査対象物１００の高さを調節する。検査対象物１００において、第１基準面２１ａ上の断層面が所望検査面となるので、高さ調節により検査対象面を選択することができる。
【００２３】
第２テーブル２２は、仮想の第２基準面２２ａを有している。第２テーブル２２には、像検出器３０（像検出手段）が搭載されている。この像検出器３０は、蛍光体面３１ａ（受像面）を有する板形状の像変換部３１と、光電変換部３２とを重ね合わせることにより、構成されている。蛍光体面３１ａは、第２基準面２２ａ上にある。像変換部３１は、検査対象物１００を透過したＸ線の像を蛍光体面３１ａで受け、このＸ線像を光学像に変換する。光電変換部３２は、この光学像を画像情報を表す電気信号に変換する。光電変換部３２は、固体撮像素子または小型軽量の撮像カメラからなる。
【００２４】
傾動機構１０は、第１テーブル２１を傾動させるものであり、図３に示すように、図示しない固定台の上面に固定された下部リング１１と、この下部リング１１の上方に配置された上部リング１２と、両リング１１，１２間に配置された伸縮可能な６本（３本以上）の長尺部材１３（調節部材）とを備えている。上部リング１２は下部リング１１より小径であり、両リング１１，１２の中心は仮想基準線Ｌ上にある。第１テーブル２１は、この上部リング１２の上に固定されている。
【００２５】
長尺部材１３は、２つの筒からなり、パルスモータ等により伸縮するようになっている。長尺部材１３の下端が図示しない自在継手により下部リング１１に全方向回動可能に連結され、その上端が図示しない自在継手により上部リング１１に全方向回動可能に連結されている。下部リング１１において、１２０°の角度間隔で分割された各位置に、２本の長尺部材１３の下端が隣接して連結されている。また、上部リング１２において、１２０°の角度間隔で分割されるとともに下部リング１１での連結位置から６０°ずれた各位置に、２本の長尺部材１３の上端が隣接して連結されている。
【００２６】
傾動機構１０の６本の長尺部材１３は、制御装置５０により伸縮制御され、これにより、第１テーブル２１を仮想基準線Ｌに対して任意の角度でしかも仮想基準線Ｌの周りの全方向にわたって傾斜させることができる。第１基準面２１ａの傾動中心は、第１基準面２１ａと仮想基準線Ｌとの交点Ｏ１である。なお、図３の水平なＸ軸を中心として第１基準面２１ａを傾動させることもできるし、これと直交する水平なＹ軸を中心として傾斜させることもできるし、他の任意の水平軸（仮想基準線Ｌと直交する軸）を中心として傾斜させることもできる。傾斜中心軸となるＸ軸，Ｙ軸は、交点Ｏ１を通る。
【００２７】
Ｘ線検査装置は、さらに、第１テーブル２１の傾動に伴い第２支持部材２２を同期して傾動させる連動機構４０を備えている。この連動機構４０は、第３テーブル２３を含み、さらに、第１テーブル２１と第２テーブル２２とを連結する第１平行リンク機構４１と、第２テーブル２２と第３テーブル２３とを連結する第２平行リンク機構４２と、第３支持部材２３を吊り下げ支持する垂直ロッド４３（第４支持部材）とを有している。
【００２８】
第１平行リンク機構４１は、４本（３本以上）の同一長さのリンク４１ａを含んでいる。これらリンク４１ａの下端は、球面軸受からなる自在継手４１ｂにより全方向に回動可能にして第１テーブル２１の四隅に連結されている（図２参照）。このリンク４１ａの下端の回動中心は、第１基準面２１ａ上にある。これらリンク４１ａの上端は、自在継手４１ｃにより全方向に回動可能にして第２テーブル２２の四隅に連結されている。このリンク４１ａの上端の回動中心は、第２基準面２２ａ上にある。
【００２９】
第２平行リンク機構４２も、４本（３本以上）の同一長さのリンク４２ａを含んでいる。これらリンク４２ａの下端は、自在継手４２ｂにより全方向に回動可能にして第２テーブル２２の四隅に連結されている。このリンク４２ａの下端の回動中心は、第２基準面２２ａ上にある。なお、自在継手４２ｂは、第１平行リンク機構４１の自在継手４１ｃより内側に位置している（図２参照）。また、リンク４２ａの上端は、自在継手４２ｃにより全方向に回動可能にして第３テーブル２３の四隅に連結されている。このリンク４２ａの上端の回転中心は、第３テーブル２３における第３基準面２３ａ上にある。
【００３０】
垂直ロッド４３は、仮想基準線Ｌと同軸をなし、その下端には、自在継手４３ａにより第３テーブル２３の中央部が全方向に傾動可能にして連結されている。これにより、第３テーブル２３は、垂直ロッド４３により吊り下げ支持されている。この第３テーブル２３の垂直ロッド４３に対する傾動中心Ｏ３は、第３基準面２３ａと仮想基準線Ｌの交点と一致する。この垂直ロッド４３は、前述した固定台と一体をなすフレーム４４に固定されている。
【００３１】
図４に示すように、傾動機構１０の作動により第１テーブル２１が傾動された時、この第１テーブル２１に第１平行リンク機構４１を介して連結された第２テーブル２２が、第１テーブル２１と平行を維持したまま傾動される。同様に、第２テーブル２２に第２平行リンク機構４２を介して連結された第３テーブル２３も、第１，第２テーブル２１，２２と平行を維持したまま傾動される。
【００３２】
同期傾動を、基準面２１ａ，２２ａ，２３ａに着目して説明する。第１基準面２１ａが仮想基準線Ｌとの交点Ｏ１を中心として傾動されると、第２基準面２２ａが、第１平行リンク機構４１により第１基準面２１ａと平行になるように、傾動する。この際、第２基準面２２ａは、仮想基準線Ｌとの交点Ｏ３（固定点）を中心として傾動される第３基準面２３ａと第２平行リンク機構４２により、水平方向の変位を規制されるため、仮想基準線Ｌとの交点Ｏ２を中心として傾動することになる。その結果、第１基準面２１ａ上の検査対象物１００の所望検査面と、第２基準面２２ａ上にある蛍光体面３１ａとが、平行を維持したまま仮想基準線Ｌとの交点Ｏ１，Ｏ２を中心に同期傾動することになる。
【００３３】
本実施の形態のX線検査装置は、さらに、画像処理装置５１（画像処理手段）と表示装置５２（表示手段）とを備えている。画像処理装置５１は、制御装置５０から傾斜姿勢情報を受けるとともに、像検出器３０の光電変換部３２から画像情報を受け、両情報に基づいて画像解析を行い、その解析結果を表示装置５２で表示する。
【００３４】
次に、前記装置の作用を説明する。検査対象物となるプリント基板１００は、一方の面１００ａにマトリックス状に配置された１６個の断面円形の半田接合部１０１を介在して扁平な部品１０２（ボールグリッドアレイ部品）を装着し、他方の面１００ｂに１個の矩形の部品１０３をその両側の半田接合部１０４を介して装着することにより構成されている。
【００３５】
プリント基板１００は、部品１０２を装着した面１００ａを下にして、第１テーブル２１における最上位のテーブルに設置される。制御装置５０が第１テーブル２１におけるＸＹテーブルを制御することにより、プリント基板１００において半田接合部１０１が装着された領域を検査領域に選択する。また、Ｚテーブルを制御することにより、プリント基板１００の高さを調節し、その下面１００ａを第１基準面２１ａ上に位置させる。これにより、下面１００ａを所望検査面として選択することができる。
【００３６】
次に、傾動機構１０を作動させる。理解を容易にするために、傾動機構１０が図３のＹ軸（図１において紙面と直交する方向に延びる軸）を中心に第１テーブル２１を傾動させた時の作用について説明する。なお、Ｘ線源１からのＸ線は所定角度の広がりをもつが、Ｘ線源１と所望検査面１００ａとの間の距離が所望検査面１００ａと蛍光体面３１ａとの間の距離に比べて十分長いので、図５〜図７に基づく説明では、仮想基準線Ｌと平行な光線に擬して説明する。
【００３７】
傾動機構１０により、プリント基板１００および像検出器３０は、３つの姿勢で一時停止され、各姿勢で像検出器３０がＸ線透過像を検出し、その画像情報を画像処理装置５１に送る。図５（Ａ）に示すように、プリント基板１００を水平にした姿勢では、Ｘ線透過像は、図５（Ｂ）に示すように、１６個数の半田接合部１０１の画像と部品１０３等の画像（部品１０３および半田接合部１０４を含む画像）を有し、ここで、２個の半田接合部１０１が部品１０３等の画像と重なっている。画像処置装置５１は、制御装置５０から姿勢情報を受け、この姿勢において２個の半田接合部１０１の像が部品１０３等の像と重なることを予め認識する。そして、この２個の半田接合部１０１を除いた１４個の半田接合部１０１の画像と基準画像とを比較して、これら１４個の半田接合部１０１の接合状態を検出する。なお、画像処理装置５１は、制御装置５０からの姿勢情報の代わりに、第１支持テーブル２１の姿勢を検出する検出手段からの情報を用いてもよい。
【００３８】
次に、制御装置５０は、傾動機構１０を制御して、図６（Ａ）に示すように、プリント基板１００を右肩下がりの約４５°傾斜の姿勢にし、この姿勢で、像検出器３０でＸ線透過像に基づく画像情報を得る。このＸ線透過像では、図６（Ｂ）に示すように、１個の半田接合部１０１の画像と部品１０３等の画像が重なっている。画像処理装置５１は、制御装置５０から姿勢情報を受け、この姿勢において１個の半田接合部１０１が部品１０３等の像と重なることを予め認識する。そして、この１個の半田接合部１０１を除いた１５個の半田接合部１０１の画像と基準画像とを比較して、これら１５個の半田接合部１０１の接合状態を検出する。
【００３９】
次に、制御装置５０は、傾動機構１０を制御して、図７（Ａ）に示すように、プリント基板１００を左肩下がりの約４５°傾斜の姿勢にし、この姿勢で、像検出器３０でＸ線透過像に基づく画像情報を得る。このＸ線透過像は、図７（Ｂ）に示すように、２個の半田接合部１０１の画像と部品１０３等の画像が重なっている。画像処理装置５１は、制御装置５０から姿勢情報を受け、この姿勢において２個の半田接合部１０１が部品１０３等の像と重なることを予め認識する。そして、この２個の半田接合部１０１を除いた１４個の半田接合部１０１の画像と基準画像とを比較して、これら半田接合部１０１の接合状態を検出する。
【００４０】
前述したように、プリント基板１００の所望検査面１００ａは、仮想基準線Ｌとの交点Ｏ１を中心として傾動し、像検出器３０の蛍光体面３１ａも仮想基準線Ｌとの交点Ｏ２を中心として傾斜し、しかも所望検査面１００ａと蛍光体面３１ａとが平行をなしているので、所望検査面１００ａの断層像（半田接合部１０１の像）は、蛍光体面３１ａにおいて、実質的に同じ位置に現れる。これに対して、プリント基板１００の他の面１００ｂは、プリント基板１００の厚み分だけ傾斜中心Ｏ１から偏倚しているので、この面１００ｂの断層像は前記姿勢の変化に応じて変化する。具体的には、部品１０３等の像が姿勢変化に伴って蛍光体面３１ａ上の異なる位置に現れ、異なる半田接合部１０１の像と重なり合う。そのため、前述したように、各姿勢において部品１０３等の画像とこれと重なる半田接合部１０１の画像を排除して、残りの半田接合部１０１の画像を選択すれば、検査所望面１００ａに装着された全ての半田接合部１０１の画像の情報を得ることができ、その接合状態を検出することができる。画像処理装置５１は、最終的に、この接合された全ての半田接合部１０１の画像を表示装置５２に表示する。一部の半田接合部１０１が製造上のミスによって装着されていない時には、検査者は表示装置５２に表示された像から、これを判別でき、プリント基板１００が不良品であることを判断することができる。なお、画像処理装置５１で半田接合部１０１の接合状態を判断して、プリント基板１００の良否を判断し、その判断結果を、図示しない報知手段で報知させてもよい。
【００４１】
前記説明では、Ｙ軸を中心とした傾動について説明したが、部品１０３等が傾斜方向に長い場合には、この傾動だけでは、所望検査面１００ａでの半田接合部１０１の接合状態を正確に検出できない場合がある。この場合には、傾動機構１０は、所望検査面１００ａをＸ軸方向にも傾動させ、画像処理を行う。これにより、部品１０３等の像の影響を排除することができる。
【００４２】
前記作用では、プリント基板１００および像検出器３０を傾動させて、３つので姿勢で一時停止し、各姿勢での画像情報を得たが、その代わりに、プリント基板１００および像検出器３０を連続的に傾動させ、この連続傾動の期間において、光電変換部３２の露光状態を維持するようにしてもよい。この場合、光電変換部３２の画素には、前記露光期間における画像に対応した電荷が蓄えられる。したがって、連続傾動後に光電変換部３２から出力される画像情報は、蛍光体面３１ａ上で連続的に変化するＸ線透過像を実質的に重ね合わせた画像を表している。所望検査面１００ａの半田接合部１０１の画像は、蛍光体面３１ａにおいて、実質的に同じ位置に現れるので、強いコントラストを有する。これに基板１００の他の面１００ｂの部品１０３等の像は、蛍光体面３１ａにおいて現れる位置が変化するので、図８に示すように、弱いコントラストで細長く現れる。画像処理装置５１は、コントラストの閾値を用いて、中間コントラストを排除し、２値論理レベルで画像を処理する。これにより、部品１０３等の画像を排除して半田接合部１０１のみの画像を得ることができる。なお、この連続傾斜では、蛍光体面３１ａが所望検査面１００ａと同期して傾動し、常に平行関係を維持する必要があるが、連動機構４０によりこの同期傾動を確実に得ることができる。
【００４３】
前記実施の形態において、プリント基板１００の他方の面１００ｂを第１テーブル２１の第１基準面２１ａに一致させれば、この面１００ｂを所望検査面とすることができ、部品１０３の接合状態を検査することができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態をなすＸ線検査装置について、図９を参照しながら説明する。本実施の形態において、第１の実施の形態に対応する構成部には、同番号を付してその説明を省略する。図９において、傾動機構は第１の実施の形態と同様であり、図示を省略している。本実施の形態では、連動機構４０’の第１平行リンク機構４１’の４本のリンク４１ａ’を長さ調節可能にしている。すなわち、このリンク４１ａ’は、筒部４１ｍとこの筒部４１ｍにスライド可能に嵌め込まれたロッド部４１ｎと、筒部４１ｍとロッド４１ｎとをロックするロック手段（図示しない）とを有している。なお、本実施の形態では、垂直ロッド４３’もリンク４１ａ’と同様の構成により長さ調節可能となっている。仮想基準線Ｌと第１基準面２１ａの交点Ｏ１が予め決められた位置にあるため、前記リンク４１ａ’の長さ調節に対応して、交点Ｏ３の高さを変える必要があるからである。また、本実施の形態では、Ｘ線源１を仮想基準線Ｌに沿って位置調節する調節機構６０を備えている。
【００４５】
前記第２の実施の形態において、位置調節機構６０でＸ線源１を第１テーブル２１から遠ざけるほど、また、リンク４１ａ’を短くするほど、像検出器３０で検出される画像の倍率を小さくすることができる。これとは逆に、位置調節機構６０でＸ線源１を第１テーブル２１から近づけるほど、また、リンク４１ａ’を長くするほど、像検出器３０で検出される画像の倍率を大きくすることができる。前記第２の実施の形態において、長さ調節可能なリンク４１ａ’と位置調節機構６０のうち、いずれか一方を備えていても画像の倍率を調節することができる。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１０を参照しながら説明する。この実施の形態では、傾動機構７０が第１の実施の形態と大きく異なる。また、第１テーブル２１’は吸着ユニット８０を備えており、搬送機構９０から送られた検査対象物としてのプリント基板１００を吸着して保持するようになっている。他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図中同番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４７】
傾動機構７０は、フレーム４４に対して設置されたリング形状の回転台７１を備えている。この回転台７１はフレーム４４に設けられた図示しない円形軌道に沿って仮想基準線Ｌを中心にして回動可能となっている。この回転台７１には、仮想基準線Ｌを挟んで対峙する一対のチャック機構７２（支持機構）が設置されている。これらチャック機構７２は、第１基準面２１ａ’と仮想基準線Ｌの交点Ｏ１を通る傾動軸Ｓを中心に回動可能なシャフト７２ａと、このシャフト７２ａの先端に設けられて第１テーブル２１’の周面を把持するチャック部７２ｂと、このチャック部７２ｂを第１テーブル２１’に対して進退させる進退駆動部７２ｃとを有している。なお、一方のチャック機構７２は、シャフト７２ａを回動させて、一対のチャック部７２ｂに把持された第１テーブル２１’を傾動させる第１駆動部７３を内蔵している。また、フレーム４４には、回転台７１を回転させる第２駆動部７４が設けられている。
【００４８】
前記構成において、検査対象物としてのプリント基板１００を第１テーブル２１’にセットし、このプリント基板１００の面１００ｂを第１基準面２１ａ’と一致させる。また、チャック機構７２により第１テーブル２１’をチャックする。この状態で、図示しない制御装置が第１駆動部７３を駆動することにより、第１基準面２１ａ’を、この基準面２１ａ’上の傾動軸Ｓを中心にして、傾動させる。これにより、第１の実施の形態と同様の作用により、所望検査面１００ｂに装着された部品１０２の接合状態を検出することができる。なお、本実施の形態では、第２駆動部７４を駆動して回転台７１を回動させることにより、傾動軸Ｓの方向を変えることができる。これにより、実質的に複数の傾動軸を中心にした傾動を行うことができ、部品１０２の接合状態を表すより一層正確な画像を得ることができる。
【００４９】
前記第１〜第３の実施の形態で用いられる球面受座を有する自在継手の代わりに、図１１，図１２に示す十字形の連結エレメント９５ａ，９６ａを備えた自在継手９５，９６を用いてもよく、自在継手は全方向に回動可能であればその形状を問わない。
【００５０】
本発明は前記の実施の形態に制約されず、種々の態様が可能である。例えば、の実施の形態では、傾動機構１０，７０が検査対象物を支持する第１テーブル２１を傾動させたが、像検出器３０を支持する第２テーブル２２を傾動させてもよい。この場合、第２テーブル２２が傾動機構により支持され、第１テーブル２１が第１平行リンク機構４１により吊り下げ支持されることになるので、第３テーブル２３、第２平行リンク機構４２を省いてもよい。なお、この場合、第１テーブル２１を前記基準面は、この基準面上の傾斜中心が不動になるように規制してもよい。
【００５１】
また、本発明の装置は、第１，第２基準面を、これら基準面と仮想基準線との交差点を通る単一の傾動軸を中心としてそれぞれ傾動するようにしてもよい。この場合には、傾動機構の構成が簡単になる。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、連動機構を用いて検査対象物と像検出手段を機械的に同期傾動させるようにしたので、傾動機構の構成を簡略化でき、装置の小型化を図ることができる。また、同期傾動を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるＸ線検査装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における３つのテーブルでの自在継手の配置状態を示す分解平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における傾動機構の詳細な構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態において３つのテーブルを傾斜させた状態を示す要部概略図である。
【図５】（Ａ）は同傾動機構によりプリント基板と像検出器を水平にした状態を示す説明図であり、（Ｂ）は、この水平姿勢でのＸ線透過像を示す説明図である。
【図６】（Ａ）は同傾動機構によりプリント基板と像検出器を右肩下がりに傾斜させた状態を示す説明図であり、（Ｂ）は、この傾斜姿勢でのＸ線透過像を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は同傾動機構によりプリント基板と像検出器を左肩下がりに傾斜させた状態を示す説明図であり、（Ｂ）は、この傾斜姿勢でのＸ線透過像を示す説明図である。
【図８】同傾動機構により、プリント基板と像検出器を連続傾動させるとともに露光状態を継続させた時のＸ線透過像を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わるＸ線検査装置の概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係わるＸ線検査装置の概略図である。
【図１１】本発明のＸ線検査装置で用いられる自在継手の他の態様を示す概略図である。
【図１２】本発明のＸ線検査装置で用いられる自在継手のさらに他の態様を示す概略図である。
【符号の説明】
Ｌ仮想基準線
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３傾斜中心（基準面と仮想基準線の交点）
１Ｘ線源
１０傾動機構
１３長尺部材（調節部材）
２１，２１’ 第１テーブル（第１支持部材）
２１ａ，２１ａ’ 第１基準面
２２第２テーブル（第２支持部材）
２２ａ第２基準面
２３第３テーブル（第３支持部材）
２３ａ第３基準面
３０像検出器（像検出手段）
３１像変換部
３１ａ蛍光体面（受像面）
３２光電変換部
４０，４０’ 連動機構
４１，４１’ 第１平行リンク機構
４１ａ，４１ａ’ リンク
４２第２平行リンク機構
４２ａリンク
４３、４３’ 垂直ロッド（第４支持部材）
５１画像処理装置（画像処理手段）
６０位置調節機構
７０傾動機構
７１回転台
７２チャック機構（支持機構）
７３第１回転駆動部
７４第２回転駆動部
１００プリント基板（検査対象物）
１００ａ所望検査面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that performs nondestructive inspection using X-rays.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an X-ray inspection apparatus, an apparatus that irradiates X-rays from one side of an inspection object and captures a fluoroscopic image with an image detector disposed on the opposite side is generally used. However, this X-ray inspection apparatus cannot accurately capture an image of a desired inspection surface of an inspection object. This is because images of different surfaces apart from the desired inspection surface overlap. For example, when electronic components are mounted on both sides of a printed circuit board, even if an attempt is made to photograph the bonding state of the components mounted on the upper surface of the printed circuit board, the images of the components mounted on the lower surface will overlap.
[0003]
Therefore, laminography has been developed as a technique for detecting a tomographic image on a desired inspection surface of an inspection object. This technology obtains a plurality of different fluoroscopic images by moving two of the three elements of the X-ray source, the inspection object, and the image detector in synchronization, and based on the plurality of fluoroscopic images, The image of the object other than the desired inspection surface is excluded, and only the image on the desired inspection surface is selected and detected.
[0004]
An inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1116040 will be described as this conventional inspection apparatus. In this inspection apparatus, an X-ray source, an inspection object, and an image detector are arranged along a horizontal virtual reference line. The inspection object and the image detector are each supported by a support member, and each of these support members is rotated by a motor in synchronization. When the support member is rotated synchronously by the motor, the image receiving surface of the image detector and the desired inspection surface of the inspection object are maintained parallel to each other, and the virtual reference is centered on the intersection of these surfaces and the virtual reference line. It tilts with respect to the line. And the image in the said desired test | inspection surface is acquired from the perspective image information in the some inclination attitude | position of these surfaces.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the apparatus described in the publication tilts both the inspection object and the image detector by separate motors (tilting mechanisms), the apparatus becomes large. The apparatus tilts the inspection object and the image detector on a single axis, but in order to obtain more perspective image information, if the tilting on a plurality of axes is performed, the inspection object and the image detector are tilted. It is necessary to use a complicated and large tilting mechanism for both of them, and the enlargement of the apparatus becomes even more remarkable. In addition, it is difficult to synchronously control the two tilting mechanisms with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The X-ray inspection apparatus of the present invention has an X-ray source disposed on a virtual reference line, supports an inspection object at a position away from the X-ray source on the virtual reference line, and has a first reference plane. A first support member that provides a tomographic plane of the inspection object positioned on the first reference plane as a desired inspection plane, and is disposed on the virtual reference line so as to face the X-ray source with the inspection object interposed therebetween. And an image detecting means for receiving an X-ray transmitted through the inspection object, and converting the X-ray image appearing on the image receiving face into an electrical signal serving as image information, and the image detecting means. A second reference member that supports the second reference surface and positions the image receiving surface on the second reference surface; and one of the first and second support members is the virtual reference line. By tilting with respect to the first and second reference planes One of the reference surface of the inner, around the intersection of the virtual reference line and said one reference surface , All directions around the virtual reference line The tilt mechanism that tilts and thereby gives a plurality of postures to the one reference surface, and the first and second support members are connected to the first and second reference members. Plane It connects so that a parallel relationship may be maintained, the other support member may be tilted in synchronization with the tilt of the one support member, and the other reference surface of the first and second reference surfaces An interlocking mechanism that tilts about the intersection of the reference plane and the virtual reference line.
[0007]
With the above configuration, the inspection object and the image detecting means are mechanically tilted synchronously using the interlocking mechanism, so that the configuration of the tilting mechanism can be simplified and the apparatus can be downsized. Moreover, synchronous tilting can be performed reliably.
[0008]
In the X-ray inspection apparatus according to the present invention, the interlocking mechanism includes a parallel link mechanism disposed between the first and second support members. Thereby, an interlocking mechanism can be made into a simple structure.
[0009]
Moreover, in the X-ray inspection apparatus of the present invention, the parallel link mechanism includes three or more links having the same length arranged at intervals around the virtual reference line. The first support member is pivotably connected in all directions around a point on the first reference plane, and the other ends of these links are centered on a point on the second reference plane in the second support member. It is connected so as to be rotatable in all directions.
[0010]
In the above configuration, by using three or more links as the parallel links, the synchronous tilt can be performed even when the inspection object and the image detection means are tilted about a plurality of axes.
[0011]
In the X-ray inspection apparatus of the present invention, the tilt mechanism is connected to the first support member to tilt the first support member.
The interlock mechanism further includes a third support member that faces the first support member across the second support member, a fourth support member that supports the third support member, a third support member, and a second support member. Having another parallel link mechanism for connecting the support members;
The third support member has a third reference surface and is supported by the fourth support member so as to be rotatable in all directions around the intersection of the third reference surface and the virtual reference line.
The other parallel link mechanism includes three or more links having the same length and spaced around the virtual reference line, and one end of these links is connected to the second reference member in the second support member. The other ends of these links are connected to the third support member so as to be rotatable in all directions around a point on the third reference plane. ing.
[0012]
In the above configuration, by using three or more links as the parallel links, the synchronous tilt can be performed even when the inspection object and the image detection means are tilted about a plurality of axes.
[0013]
In the X-ray inspection apparatus of the present invention, the tilting mechanism includes three or more extendable adjustment members that are arranged around the virtual reference line and are rotatably connected to the one support member. . In this configuration, the inspection object and the image detection means can be tilted about a plurality of axes by using a tilting mechanism including three or more long members.
[0014]
In the X-ray inspection apparatus of the present invention, the tilting mechanism includes a turntable arranged to be rotatable around the virtual reference line, and the one support member provided on the turntable to the one reference. A support mechanism that supports the tilting axis on the surface in a tiltable manner; a first drive unit that tilts the one support member via the support mechanism; and a second drive unit that rotates the turntable. . Thereby, the inspection object and the image detection means can be tilted about a plurality of axes.
[0015]
In the X-ray inspection apparatus of the present invention, the first support member includes a table capable of adjusting the position of the inspection object in the virtual reference line direction. Thereby, a desired inspection surface can be arbitrarily selected in the inspection object.
[0016]
In the X-ray inspection apparatus of the present invention, the length of the link disposed between the first and second support members can be adjusted. In this configuration, the image magnification can be adjusted by adjusting the distance between the desired inspection surface of the inspection object and the image receiving surface of the image detection means using the link whose length can be adjusted.
[0017]
The X-ray inspection apparatus of the present invention further includes an adjustment mechanism that adjusts the distance between the X-ray source and the first support member by adjusting the position of the X-ray source along the virtual reference line. . In this configuration, the image magnification can be adjusted by adjusting the position of the X-ray source and adjusting the distance between the X-ray source and the desired inspection surface of the inspection object.
[0018]
In the X-ray inspection apparatus of the present invention, the image detection means has a phosphor surface serving as the image receiving surface, an image conversion unit for converting an X-ray image on the phosphor surface into an optical image, and the optical image. And a photoelectric conversion unit for converting into an electrical signal serving as image information. In this configuration, the image conversion unit and the photoelectric conversion unit having the phosphor surface can provide a light and small image detection unit, and the burden on the tilting mechanism and the interlocking mechanism can be reduced, and the apparatus can be downsized. it can.
[0019]
The X-ray inspection apparatus of the present invention further includes an image processing unit connected to the photoelectric conversion unit, and the tilting mechanism continuously moves the one support member from a predetermined posture to another predetermined posture. The photoelectric conversion unit maintains an exposure state during the continuous tilt period, thereby obtaining an electric signal representing an image that is substantially superimposed on the X-ray image that continuously changes on the phosphor surface. The image processing means performs image processing based on an electrical signal from the photoelectric conversion unit to detect an image on a desired inspection surface. In this configuration, an image of a desired inspection surface can be obtained in a relatively short time by continuous tilting and exposure of the photoelectric conversion unit during that period.
[0020]
The X-ray inspection apparatus of the present invention further includes an image processing unit connected to the photoelectric conversion unit, and the tilt mechanism temporarily stops the one support member in a predetermined plurality of postures. The photoelectric conversion unit outputs an electrical signal representing an image in each posture, and the image processing unit performs image processing based on the posture information and the image information for each posture from the photoelectric conversion unit. To detect an image on a desired inspection surface. As a result, a clear image of the desired inspection surface can be obtained based on the image in each posture.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 6 show an X-ray inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. This apparatus is configured by arranging components along a virtual reference line L that is vertical. Specifically, along the virtual reference line L, the X-ray source 1, the tilting mechanism 10, the first table 21 (first support member), the second table 22 (second support member), and the third table 23 (third Support members) are arranged in order from bottom to top. The X-ray source 1 emits X-rays upward with a predetermined spread angle. In the present embodiment, X-rays spread around the virtual reference line L.
[0022]
Although the detailed structure is omitted, the first table 21 includes a reference table and an XYZ axis movement table mounted on the reference table. The reference table has a virtual first reference surface 21a. The inspection object 100 is supported by the uppermost table among the XYZ axis tables. By moving the XY axis table, the horizontal position of the inspection object 100 can be adjusted, and the arbitrary area can be selected as the inspection area. Further, the height of the inspection object 100 is adjusted by moving the Z-axis table. In the inspection object 100, the tomographic plane on the first reference plane 21a becomes the desired inspection plane, and therefore the inspection target plane can be selected by adjusting the height.
[0023]
The second table 22 has a virtual second reference surface 22a. An image detector 30 (image detection means) is mounted on the second table 22. This image detector 30 is configured by superposing a photoelectric conversion unit 32 and a plate-shaped image conversion unit 31 having a phosphor surface 31a (image receiving surface). The phosphor surface 31a is on the second reference surface 22a. The image conversion unit 31 receives an X-ray image transmitted through the inspection object 100 at the phosphor surface 31a, and converts the X-ray image into an optical image. The photoelectric conversion unit 32 converts this optical image into an electrical signal representing image information. The photoelectric conversion unit 32 includes a solid-state imaging device or a small and lightweight imaging camera.
[0024]
The tilting mechanism 10 tilts the first table 21. As shown in FIG. 3, the tilting mechanism 10 has a lower ring 11 fixed to the upper surface of a fixed base (not shown) and an upper ring arranged above the lower ring 11. 12 and six (three or more) elongate members 13 (adjustment members) that can be expanded and contracted are disposed between the rings 11 and 12. The upper ring 12 is smaller in diameter than the lower ring 11, and the centers of both rings 11 and 12 are on the virtual reference line L. The first table 21 is fixed on the upper ring 12.
[0025]
The long member 13 consists of two cylinders, and is extended and contracted by a pulse motor or the like. The lower end of the elongate member 13 is connected to the lower ring 11 by a universal joint (not shown) so as to be rotatable in all directions, and the upper end thereof is connected to the upper ring 11 by a universal joint (not shown) so as to be rotatable in all directions. In the lower ring 11, the lower ends of the two long members 13 are adjacently connected to each position divided at an angular interval of 120 °. In the upper ring 12, the upper ends of the two long members 13 are adjacently connected to each position which is divided at an angular interval of 120 ° and is shifted by 60 ° from the connecting position in the lower ring 11. .
[0026]
The six long members 13 of the tilting mechanism 10 are controlled to expand and contract by the control device 50, whereby the first table 21 is omnidirectional with respect to the virtual reference line L at an arbitrary angle and around the virtual reference line L. Can be tilted over. The tilt center of the first reference surface 21a is an intersection O1 between the first reference surface 21a and the virtual reference line L. Note that the first reference plane 21a can be tilted around the horizontal X axis in FIG. 3, or can be tilted around the horizontal Y axis perpendicular thereto, or any other horizontal axis ( It is also possible to incline around the axis perpendicular to the virtual reference line L. The X-axis and Y-axis serving as the tilt center axis pass through the intersection point O1.
[0027]
The X-ray inspection apparatus further includes an interlocking mechanism 40 that tilts the second support member 22 in synchronization with the tilting of the first table 21. The interlocking mechanism 40 includes a third table 23, and further includes a first parallel link mechanism 41 that connects the first table 21 and the second table 22, and a second table 22 that connects the second table 22 and the third table 23. It has two parallel link mechanisms 42 and a vertical rod 43 (fourth support member) that suspends and supports the third support member 23.
[0028]
The first parallel link mechanism 41 includes four (three or more) links 41a having the same length. The lower ends of these links 41a are connected to the four corners of the first table 21 so as to be rotatable in all directions by a universal joint 41b made of a spherical bearing (see FIG. 2). The center of rotation of the lower end of the link 41a is on the first reference plane 21a. The upper ends of these links 41a are connected to the four corners of the second table 22 so as to be rotatable in all directions by a universal joint 41c. The center of rotation of the upper end of the link 41a is on the second reference plane 22a.
[0029]
The second parallel link mechanism 42 also includes four (three or more) links 42a having the same length. The lower ends of these links 42a are connected to the four corners of the second table 22 so as to be rotatable in all directions by a universal joint 42b. The center of rotation of the lower end of the link 42a is on the second reference plane 22a. The universal joint 42b is located inside the universal joint 41c of the first parallel link mechanism 41 (see FIG. 2). The upper ends of the links 42a are connected to the four corners of the third table 23 so as to be rotatable in all directions by a universal joint 42c. The center of rotation of the upper end of the link 42 a is on the third reference surface 23 a in the third table 23.
[0030]
The vertical rod 43 is coaxial with the virtual reference line L, and the lower end of the vertical rod 43 is connected by a universal joint 43a so that the central portion of the third table 23 can tilt in all directions. Accordingly, the third table 23 is supported by being suspended by the vertical rod 43. The tilt center O3 of the third table 23 with respect to the vertical rod 43 coincides with the intersection of the third reference plane 23a and the virtual reference line L. The vertical rod 43 is fixed to a frame 44 that is integrated with the above-described fixing base.
[0031]
As shown in FIG. 4, when the first table 21 is tilted by the operation of the tilting mechanism 10, the second table 22 connected to the first table 21 via the first parallel link mechanism 41 is the first table. It is tilted while maintaining parallel with 21. Similarly, the third table 23 connected to the second table 22 via the second parallel link mechanism 42 is also tilted while maintaining parallel to the first and second tables 21 and 22.
[0032]
The synchronous tilt will be described by focusing on the reference surfaces 21a, 22a, and 23a. When the first reference surface 21a is tilted about the intersection point O1 with the virtual reference line L, the second reference surface 22a is tilted by the first parallel link mechanism 41 so as to be parallel to the first reference surface 21a. . At this time, the horizontal displacement of the second reference surface 22a is restricted by the third reference surface 23a and the second parallel link mechanism 42 that are tilted about the intersection O3 (fixed point) with the virtual reference line L. Therefore, it tilts about the intersection O2 with the virtual reference line L. As a result, the desired inspection surface of the inspection object 100 on the first reference surface 21a and the phosphor surface 31a on the second reference surface 22a satisfy the intersections O1, O2 with the virtual reference line L while maintaining parallelism. It will tilt synchronously to the center.
[0033]
The X-ray inspection apparatus according to the present embodiment further includes an image processing device 51 (image processing means) and a display device 52 (display means). The image processing device 51 receives the tilt posture information from the control device 50, receives the image information from the photoelectric conversion unit 32 of the image detector 30, performs image analysis based on both information, and displays the analysis result on the display device 52. indicate.
[0034]
Next, the operation of the apparatus will be described. A printed circuit board 100 to be inspected has a flat component 102 (ball grid array component) mounted on one surface 100a with 16 solder joints 101 having a circular cross section arranged in a matrix. The rectangular part 103 is mounted on the surface 100b via the solder joints 104 on both sides thereof.
[0035]
The printed circuit board 100 is placed on the uppermost table in the first table 21 with the surface 100a on which the component 102 is mounted facing down. The control device 50 controls the XY table in the first table 21 to select an area where the solder joint portion 101 is mounted on the printed circuit board 100 as an inspection area. Further, the height of the printed circuit board 100 is adjusted by controlling the Z table, and the lower surface 100a thereof is positioned on the first reference surface 21a. Thereby, the lower surface 100a can be selected as a desired inspection surface.
[0036]
Next, the tilting mechanism 10 is operated. In order to facilitate understanding, the operation when the tilting mechanism 10 tilts the first table 21 around the Y axis in FIG. 3 (the axis extending in the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1) will be described. The X-ray from the X-ray source 1 has a predetermined angle spread, but the distance between the X-ray source 1 and the desired inspection surface 100a is larger than the distance between the desired inspection surface 100a and the phosphor surface 31a. Since it is sufficiently long, the description based on FIGS. 5 to 7 will be described by simulating light rays parallel to the virtual reference line L.
[0037]
By the tilting mechanism 10, the printed circuit board 100 and the image detector 30 are temporarily stopped in three postures, and the image detector 30 detects an X-ray transmission image in each posture and sends the image information to the image processing device 51. As shown in FIG. 5A, in the posture in which the printed circuit board 100 is leveled, the X-ray transmission image shows images of 16 solder joints 101 and parts 103 and the like as shown in FIG. An image (an image including the component 103 and the solder joint portion 104) is included, and two solder joint portions 101 overlap the image of the component 103 and the like. The image processing device 51 receives posture information from the control device 50, and recognizes in advance that the images of the two solder joints 101 overlap the images of the component 103 and the like in this posture. Then, the images of the 14 solder joints 101 excluding the two solder joints 101 are compared with the reference image, and the joining state of these 14 solder joints 101 is detected. Note that the image processing device 51 may use information from a detection unit that detects the posture of the first support table 21 instead of the posture information from the control device 50.
[0038]
Next, the control device 50 controls the tilting mechanism 10 so that the printed circuit board 100 is inclined to the right side by about 45 ° as shown in FIG. To obtain image information based on the X-ray transmission image. In this X-ray transmission image, as shown in FIG. 6B, the image of one solder joint 101 and the image of the component 103 overlap. The image processing device 51 receives posture information from the control device 50 and recognizes in advance that one solder joint 101 overlaps an image of the component 103 or the like in this posture. Then, the image of the 15 solder joints 101 excluding the one solder joint 101 is compared with the reference image, and the joining state of these 15 solder joints 101 is detected.
[0039]
Next, the control device 50 controls the tilting mechanism 10 so that the printed circuit board 100 is placed in a posture inclined about 45 ° downwardly to the left as shown in FIG. Image information based on an X-ray transmission image is obtained. In this X-ray transmission image, as shown in FIG. 7B, the image of the two solder joints 101 and the image of the component 103 overlap. The image processing device 51 receives posture information from the control device 50 and recognizes in advance that the two solder joints 101 overlap the image of the component 103 and the like in this posture. Then, the images of the 14 solder joints 101 excluding the two solder joints 101 are compared with the reference image, and the joining state of these solder joints 101 is detected.
[0040]
As described above, the desired inspection surface 100a of the printed circuit board 100 tilts about the intersection point O1 with the virtual reference line L, and the phosphor surface 31a of the image detector 30 also tilts about the intersection point O2 with the virtual reference line L. Moreover, since the desired inspection surface 100a and the phosphor surface 31a are parallel, the tomographic image of the desired inspection surface 100a (image of the solder joint portion 101) appears at substantially the same position on the phosphor surface 31a. On the other hand, since the other surface 100b of the printed circuit board 100 is deviated from the inclination center O1 by the thickness of the printed circuit board 100, the tomographic image of the surface 100b changes according to the change in the posture. Specifically, the image of the component 103 or the like appears at a different position on the phosphor surface 31a as the posture changes, and overlaps with the image of the different solder joints 101. Therefore, as described above, if the image of the component 103 and the image of the solder joint portion 101 that overlaps the image of each part in each posture are excluded and the image of the remaining solder joint portion 101 is selected, the image is mounted on the desired inspection surface 100a. In addition, image information of all the solder joint portions 101 can be obtained, and the joint state can be detected. The image processing apparatus 51 finally displays images of all the joined solder joints 101 on the display device 52. When some of the solder joints 101 are not mounted due to a manufacturing error, the inspector can determine this from the image displayed on the display device 52 and determine that the printed circuit board 100 is defective. Can do. Note that the image processing device 51 may determine the bonding state of the solder bonding portion 101 to determine whether the printed circuit board 100 is good or bad, and notify the determination result by a not-shown notification means.
[0041]
In the above description, the tilt about the Y axis has been described. However, when the component 103 or the like is long in the tilt direction, only the tilt can accurately detect the joining state of the solder joint portion 101 on the desired inspection surface 100a. It may not be possible. In this case, the tilt mechanism 10 tilts the desired inspection surface 100a in the X-axis direction to perform image processing. As a result, the influence of the image of the component 103 or the like can be eliminated.
[0042]
In the above operation, the printed circuit board 100 and the image detector 30 are tilted to temporarily stop at three positions, and image information in each position is obtained. Instead, the printed circuit board 100 and the image detector 30 are The exposure state of the photoelectric conversion unit 32 may be maintained during the continuous tilting period. In this case, charges corresponding to the image in the exposure period are stored in the pixels of the photoelectric conversion unit 32. Therefore, the image information output from the photoelectric conversion unit 32 after continuous tilting represents an image obtained by substantially superimposing X-ray transmission images that continuously change on the phosphor surface 31a. Since the image of the solder joint portion 101 on the desired inspection surface 100a appears at substantially the same position on the phosphor surface 31a, it has a strong contrast. On the other hand, the image of the component 103 etc. on the other surface 100b of the substrate 100 changes in the position where it appears on the phosphor surface 31a, so that it appears elongated with a weak contrast as shown in FIG. The image processing device 51 uses the contrast threshold to eliminate intermediate contrast and process the image at a binary logic level. Thereby, an image of only the solder joint portion 101 can be obtained by eliminating the image of the component 103 and the like. In this continuous tilting, the phosphor surface 31a tilts in synchronization with the desired inspection surface 100a, and it is necessary to always maintain a parallel relationship. However, the interlocking mechanism 40 can reliably obtain this synchronized tilting.
[0043]
In the embodiment, if the other surface 100b of the printed circuit board 100 is made to coincide with the first reference surface 21a of the first table 21, this surface 100b can be used as a desired inspection surface, and the joining state of the components 103 can be changed. Can be inspected.
[0044]
Next, an X-ray inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, constituent parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 9, the tilting mechanism is the same as in the first embodiment, and is not shown. In the present embodiment, the lengths of the four links 41a ′ of the first parallel link mechanism 41 ′ of the interlocking mechanism 40 ′ can be adjusted. That is, this link 41a 'has a cylinder part 41m, a rod part 41n slidably fitted in the cylinder part 41m, and a locking means (not shown) for locking the cylinder part 41m and the rod 41n. . In the present embodiment, the length of the vertical rod 43 ′ can be adjusted by the same configuration as that of the link 41a ′. This is because the intersection point O1 between the virtual reference line L and the first reference plane 21a is at a predetermined position, so that it is necessary to change the height of the intersection point O3 corresponding to the length adjustment of the link 41a ′. In the present embodiment, an adjustment mechanism 60 that adjusts the position of the X-ray source 1 along the virtual reference line L is provided.
[0045]
In the second embodiment, the magnification of the image detected by the image detector 30 decreases as the X-ray source 1 is moved away from the first table 21 by the position adjusting mechanism 60 and the link 41a ′ is shortened. can do. On the contrary, the magnification of the image detected by the image detector 30 can be increased as the X-ray source 1 is moved closer to the first table 21 by the position adjustment mechanism 60 and the link 41a ′ is lengthened. it can. In the second embodiment, the magnification of the image can be adjusted even if either the length-adjustable link 41a ′ or the position adjustment mechanism 60 is provided.
[0046]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the tilting mechanism 70 is greatly different from that of the first embodiment. The first table 21 ′ includes a suction unit 80, and sucks and holds the printed circuit board 100 as an inspection object sent from the transport mechanism 90. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given in the drawing and the detailed description thereof is omitted.
[0047]
The tilting mechanism 70 includes a ring-shaped turntable 71 installed with respect to the frame 44. The turntable 71 is rotatable around a virtual reference line L along a circular track (not shown) provided on the frame 44. The turntable 71 is provided with a pair of chuck mechanisms 72 (support mechanisms) that face each other across the virtual reference line L. The chuck mechanism 72 is provided at the tip of the shaft 72a and the shaft 72a that is rotatable about the tilting axis S passing through the intersection point O1 of the first reference surface 21a ′ and the virtual reference line L, and the first table 21 ′. A chuck portion 72b that grips the peripheral surface of the first and second chuck portions 72b, and an advance / retreat drive portion 72c that advances and retracts the chuck portion 72b relative to the first table 21 '. One chuck mechanism 72 incorporates a first drive unit 73 that rotates the shaft 72a to tilt the first table 21 'held by the pair of chuck units 72b. The frame 44 is provided with a second drive unit 74 that rotates the turntable 71.
[0048]
In the above configuration, the printed circuit board 100 as the inspection object is set on the first table 21 ′, and the surface 100b of the printed circuit board 100 is made to coincide with the first reference surface 21a ′. Further, the first table 21 ′ is chucked by the chuck mechanism 72. In this state, a control device (not shown) drives the first drive unit 73 to tilt the first reference surface 21a ′ about the tilt axis S on the reference surface 21a ′. Thereby, the joining state of the component 102 mounted on the desired inspection surface 100b can be detected by the same operation as that of the first embodiment. In the present embodiment, the direction of the tilt axis S can be changed by driving the second drive unit 74 and rotating the turntable 71. Thereby, it is possible to perform tilting substantially around a plurality of tilting axes, and it is possible to obtain a more accurate image representing the joining state of the component 102.
[0049]
Instead of the universal joint having a spherical seat used in the first to third embodiments, universal joints 95 and 96 having cross-shaped connecting elements 95a and 96a shown in FIGS. 11 and 12 are used. The shape of the universal joint is not limited as long as it can be rotated in all directions.
[0050]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various aspects are possible. For example, in the embodiment, the tilting mechanisms 10 and 70 tilt the first table 21 that supports the inspection object. However, the second table 22 that supports the image detector 30 may tilt. In this case, since the second table 22 is supported by the tilting mechanism and the first table 21 is supported by the first parallel link mechanism 41, the third table 23 and the second parallel link mechanism 42 are omitted. Also good. In this case, the first table 21 may be regulated so that the reference surface of the first table 21 does not move at the center of inclination on the reference surface.
[0051]
The apparatus of the present invention may tilt the first and second reference planes around a single tilt axis passing through the intersection of these reference planes and the virtual reference line. In this case, the configuration of the tilt mechanism is simplified.
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, since the inspection object and the image detection means are mechanically tilted synchronously using the interlocking mechanism, the configuration of the tilting mechanism can be simplified, Miniaturization can be achieved. Moreover, synchronous tilting can be performed reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an X-ray inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded plan view showing an arrangement state of universal joints on three tables according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a detailed structure of a tilting mechanism in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a main part schematic diagram showing a state in which three tables are inclined in the first embodiment of the present invention;
5A is an explanatory view showing a state in which the printed circuit board and the image detector are leveled by the tilt mechanism, and FIG. 5B is an explanatory view showing an X-ray transmission image in this horizontal posture. .
FIG. 6A is an explanatory view showing a state where the printed circuit board and the image detector are inclined downwardly by the tilt mechanism, and FIG. 6B shows an X-ray transmission image in this inclined posture. It is explanatory drawing.
FIG. 7A is an explanatory view showing a state in which the printed circuit board and the image detector are inclined downwardly by the tilt mechanism, and FIG. 7B is an explanatory view showing an X-ray transmission image in this inclined posture. FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an X-ray transmission image when the printed circuit board and the image detector are continuously tilted and the exposure state is continued by the tilt mechanism.
FIG. 9 is a schematic view of an X-ray inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view of an X-ray inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view showing another aspect of a universal joint used in the X-ray inspection apparatus of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing still another aspect of the universal joint used in the X-ray inspection apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
L Virtual reference line
O1, O2, O3 tilt center (intersection of reference plane and virtual reference line)
1 X-ray source
10 Tilt mechanism
13 Long member (adjustment member)
21,21 ′ first table (first support member)
21a, 21a 'first reference plane
22 Second table (second support member)
22a Second reference plane
23 Third table (third support member)
23a Third reference plane
30 Image detector (image detection means)
31 Image converter
31a Phosphor surface (image receiving surface)
32 Photoelectric converter
40, 40 'interlocking mechanism
41, 41 ′ first parallel link mechanism
41a, 41a 'link
42 Second parallel link mechanism
42a link
43, 43 'Vertical rod (fourth support member)
51 Image processing apparatus (image processing means)
60 Position adjustment mechanism
70 Tilt mechanism
71 turntable
72 Chuck mechanism (support mechanism)
73 1st rotation drive part
74 Second Rotation Drive Unit
100 Printed circuit board (inspection object)
100a Desired inspection surface

Claims

An X-ray source located on a virtual reference line;
The inspection object is supported at a position away from the X-ray source on the virtual reference line, and has a first reference surface. A first support member to be provided;
An X-ray that is arranged on the virtual reference line so as to face the X-ray source with the inspection object interposed therebetween and receives an X-ray that has passed through the inspection object, and appears on the image receiving surface Image detecting means for converting an image into an electrical signal as image information;
A second support member that supports the image detection means, has a second reference surface, and positions the image receiving surface on the second reference surface;
By tilting one of the first and second support members with respect to the virtual reference line, one reference surface of the first and second reference surfaces is changed to the one reference surface. And a tilt mechanism that tilts in all directions around the virtual reference line around the intersection of the virtual reference line and thereby gives a plurality of postures to the one reference plane,
The first and second support members are connected so as to maintain a parallel relationship between the first and second reference planes, and the other support member is tilted in synchronization with the tilt of the one support member. An interlocking mechanism that tilts the other reference surface of the first and second reference surfaces around an intersection of the other reference surface and the virtual reference line;
An X-ray inspection apparatus comprising:

The X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein the interlocking mechanism includes a parallel link mechanism disposed between the first and second support members.

The parallel link mechanism includes three or more links having the same length and spaced around the virtual reference line, and one end of each of the links is located on the first reference surface in the first support member. The other ends of these links are connected to the second support member so as to be rotatable in all directions around a point on the second reference plane. The X-ray inspection apparatus according to claim 2.

The tilt mechanism is connected to the first support member and tilts the first support member;
The interlock mechanism further includes a third support member that faces the first support member across the second support member, a fourth support member that supports the third support member, a third support member, and a second support member. Having another parallel link mechanism for connecting the support members;
The third support member has a third reference surface and is supported by the fourth support member so as to be rotatable in all directions around the intersection of the third reference surface and the virtual reference line.
The other parallel link mechanism includes three or more links having the same length and spaced around the virtual reference line, and one end of these links is connected to the second reference member in the second support member. The other ends of these links are connected to the third support member so as to be rotatable in all directions around a point on the third reference plane. The X-ray inspection apparatus according to claim 3, wherein:

The said tilting mechanism has three or more extendable adjustment members which are arrange | positioned around the said virtual reference line, and were connected with said one support member so that rotation was possible. X-ray inspection equipment.

The tilt mechanism includes a turntable arranged to be rotatable about the virtual reference line, and the one support member provided on the turntable can be tilted about a tilt axis on the one reference plane. 2. The support mechanism according to claim 1, further comprising: a first drive unit that tilts the one support member via the support mechanism; and a second drive unit that rotates the turntable. X-ray inspection equipment.

The X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein the first support member includes a table capable of adjusting the position of the inspection object in a virtual reference line direction.

The X-ray inspection apparatus according to claim 3, wherein a length of the link disposed between the first and second support members is adjustable.

The X-ray source according to claim 1, further comprising an adjustment mechanism that adjusts a distance between the X-ray source and the first support member by adjusting the position of the X-ray source along the virtual reference line. Line inspection device.

The image detecting means has a phosphor surface serving as the image receiving surface, an image converting unit that converts an X-ray image on the phosphor surface into an optical image, and photoelectric conversion that converts the optical image into an electrical signal serving as image information. The X-ray inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a section.

Furthermore, the image processing means connected to the photoelectric conversion unit, the tilt mechanism continuously tilts the one support member from a predetermined posture to another predetermined posture, the photoelectric conversion unit By maintaining the exposure state during the continuous tilting period, an electrical signal representing an image that is substantially superimposed on the X-ray image that continuously changes on the phosphor surface is obtained, and the image processing means receives the signal from the photoelectric conversion unit. The X-ray inspection apparatus according to claim 10, wherein an image on a desired inspection surface is detected by performing image processing based on an electrical signal.

Furthermore, the image processing means connected to the photoelectric conversion unit, the tilt mechanism tilts so that the one support member is temporarily stopped in a predetermined plurality of postures, the photoelectric conversion unit The image processing means outputs an electrical signal representing the image at the position, and the image processing means detects the image on the desired inspection surface by performing image processing based on the posture information and the image information for each posture from the photoelectric conversion unit. The X-ray inspection apparatus according to claim 10.