JP4728092B2 - X-ray image output apparatus, X-ray image output method, and X-ray image output program - Google Patents
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Description
本発明は、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に関する。 The present invention relates to an X-ray image output apparatus, an X-ray image output method, and an X-ray image output program.
従来より、検査対象品にＸ線を照射し、得られた透過像を分析することによって当該検査対象品の良否判定等が行われていた（例えば、特許文献１参照。）。この文献においては、ある平面に配置された複数のバンプの透過像に基づいてその平面に平行な断面像（水平断面）を表示する。さらに、この断面像で直線上に並んでいる複数のバンプを選択し、選択したバンプの断面像（垂直断面）を表示する。
上述した従来のＸ線検査装置においては、良否判定を行う際に選択すべき項目が多く、簡易かつ高速に良否判定を行うことが困難であった。
すなわち、上記従来のＸ線検査装置においては、上述の水平断面に基づいて不良品の候補を抽出した後、さらに上述の垂直断面を参照して不良品であるか否かを判別する。しかし、ＢＧＡ（Ball Grid Array）のバンプなど、検査対象品が多数である場合には、異なる複数の位置に不良品の候補が存在し得る。この場合、不良品の候補を選択し、垂直断面に切り替え、良否を判定した後、さらに水平断面の表示に戻り、再度候補の選択を繰り返すという作業を逐一行うのは非常に煩雑である。また、上記ＢＧＡのバンプのように検査対象品が多数であると、水平断面で抽出した不良品の候補と垂直断面における検査対象品の像とを一致させることが困難であり、誤認の原因となってしまう。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、多数の検査対象品が存在する場合であっても簡単かつ確実に良否判定を実行可能な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の提供を目的とする。
In the above-described conventional X-ray inspection apparatus, there are many items to be selected when determining pass / fail, and it is difficult to determine pass / fail simply and at high speed.
That is, in the conventional X-ray inspection apparatus, after extracting a defective product candidate based on the above-mentioned horizontal section, it is further determined whether or not it is a defective product by referring to the above-described vertical section. However, when there are a large number of products to be inspected, such as BGA (Ball Grid Array) bumps, defective product candidates may exist at a plurality of different positions. In this case, it is very cumbersome to select a defective product candidate, switch to a vertical cross section, determine pass / fail, then return to the horizontal cross section display, and repeat selection of candidates again. In addition, when there are a large number of products to be inspected like the BGA bumps described above, it is difficult to match the defective product candidate extracted in the horizontal section with the image of the inspected product in the vertical section, which is a cause of misidentification. turn into.
The present invention has been made in view of the above-described problems. An X-ray image output apparatus, an X-ray image output method, and an X-ray image output apparatus capable of easily and reliably performing pass / fail determination even when there are a large number of inspection target products. The purpose is to provide a line image output program.
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明では、複数の方向から複数の検査対象品を撮影して複数のＸ線画像を取得する。この結果、各Ｘ線画像においては、複数の検査対象の像が記録されているので、各Ｘ線画像を利用して再構成演算を行えば複数の検査対象品の３次元画像を取得することができる。この３次元画像を利用すれば複数の検査対象品のそれぞれについて断面画像を取得することができるので、本発明では、各検査対象品について複数の断面画像を取得し、所定の出力部に出力する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of X-ray images are acquired by photographing a plurality of inspection objects from a plurality of directions. As a result, in each X-ray image, a plurality of images to be inspected are recorded. Therefore, if a reconstruction operation is performed using each X-ray image, a three-dimensional image of the plurality of inspection objects can be acquired. Can do. If this three-dimensional image is used, a cross-sectional image can be acquired for each of a plurality of inspection target products. Therefore, in the present invention, a plurality of cross-sectional images are acquired for each inspection target product and output to a predetermined output unit. .
このとき、各検査対象品の配置に対応した位置に断面画像を出力する。すなわち、検査対象品をある方向へ切断した状態の断面画像と他の方向へ切断した状態の断面画像とを各検査対象品の配置に対応した位置に出力する。従って、各断面画像とその検査対象品との対応関係を確実に把握しながら多数の検査対象品について複数の断面画像を確認可能であり、多数の検査対象品が存在する場合であっても簡単かつ確実に良否判定を行うことができる。 At this time, a cross-sectional image is output at a position corresponding to the arrangement of each inspection target product. In other words, a cross-sectional image in a state where the inspection target product is cut in a certain direction and a cross-sectional image in a state where the inspection target product is cut in the other direction are output to positions corresponding to the arrangement of each inspection target product. Therefore, it is possible to confirm a plurality of cross-sectional images for a large number of inspection target products while reliably grasping the correspondence between each cross-sectional image and the inspection target product, and it is easy even when there are a large number of inspection target products. And quality determination can be performed reliably.
Ｘ線画像取得手段においては、Ｘ線の出力範囲内に複数の検査対象品を配置し、透過したＸ線を検出器によって撮影したＸ線画像を取得する。ここで、Ｘ線画像を取得するためには、Ｘ線源からのＸ線を検査対象品に対して照射することができればよい。Ｘ線検査装置の構造を簡易な構造とし、可動部を少なくして検査の高速化を図るためには、所定の立体角の範囲にＸ線を出力することができるＸ線源を採用するのが好ましい。このようなＸ線源としては、例えば、透過型開放管を採用可能である。すなわち、透過型開放管においては、薄いターゲットに衝突した電子によってＸ線が発生し、Ｘ線が当該ターゲットを透過して外部に出力される際にほぼ全方位（立体角２π）が出力範囲になる。 In the X-ray image acquisition means, a plurality of inspection objects are arranged within an X-ray output range, and an X-ray image obtained by photographing the transmitted X-rays with a detector is acquired. Here, in order to acquire an X-ray image, it suffices if X-rays from an X-ray source can be irradiated to an inspection target product. In order to make the structure of the X-ray inspection apparatus simple and increase the speed of inspection by reducing the number of movable parts, an X-ray source capable of outputting X-rays within a predetermined solid angle range is adopted. Is preferred. As such an X-ray source, for example, a transmissive open tube can be employed. That is, in a transmissive open tube, X-rays are generated by electrons colliding with a thin target, and almost all directions (solid angle 2π) are within the output range when the X-rays pass through the target and are output to the outside. Become.
むろん、ほとんどの場合、検査対象について撮像するための照射範囲として立体角２πは必要なく、少なくとも複数の撮影位置に配設された検出面を含む立体角でＸ線を照射するＸ線源を採用すればよい。また、Ｘ線画像取得手段においては、複数の方向から検査対象品を撮影することができればよいので、単一または複数の検出器を回転させてもよいし、複数の位置に検出器を配置してもよい。 Of course, in most cases, a solid angle 2π is not necessary as an irradiation range for imaging an inspection object, and an X-ray source that irradiates X-rays with a solid angle including detection surfaces arranged at least at a plurality of imaging positions is adopted. do it. In addition, the X-ray image acquisition means only needs to be able to image the inspection object from a plurality of directions, so that a single or a plurality of detectors may be rotated, and detectors are arranged at a plurality of positions. May be.
検出器としては、２次元的に配置したＣＣＤによってＸ線の強度を計測するセンサ等を採用可能である。むろん、３次元画像を取得するための構成は以上の構成に限定されない。例えば、ｘ−ｙ平面に垂直なｚ方向に移動可能なステージやｘ軸，ｙ軸，ｚ軸を中心に回転可能なステージによって、検出器を固定しながら複数の方向から検査対象品を撮影してもよい。また、３次元画像取得手段においては、複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行することができればよく、例えば、フィルタ補正逆投影法などを採用可能である。 As the detector, a sensor or the like that measures the intensity of X-rays by a two-dimensionally arranged CCD can be used. Of course, the configuration for acquiring a three-dimensional image is not limited to the above configuration. For example, the inspection object is photographed from a plurality of directions while fixing the detector by a stage movable in the z direction perpendicular to the xy plane and a stage rotatable around the x, y, and z axes. May be. The three-dimensional image acquisition unit only needs to be able to execute reconstruction calculation based on a plurality of X-ray images. For example, a filter-corrected back projection method or the like can be employed.
断面画像出力手段は、複数の断面画像を作成し、当該複数の断面画像を各検査対象品の配置に対応した位置に出力することができればよい。この出力を行う所定の出力部は、画像の出力を行うことができればよく、各種ディスプレイを採用可能であるが、むろん印刷等の出力を行ってもよい。なお、複数の断面画像は、予め決められた複数の平面によって検査対象品を切断した場合の断面画像であればよいが、この平面内に複数の検査対象品が含まれるように平面の切断位置を決定することが好ましい。 The cross-sectional image output means only needs to be able to create a plurality of cross-sectional images and output the plurality of cross-sectional images to positions corresponding to the arrangement of each inspection target product. The predetermined output unit that performs this output only needs to be able to output an image, and various displays can be adopted, but of course, output such as printing may be performed. The plurality of cross-sectional images may be cross-sectional images obtained by cutting the inspection target product by a plurality of predetermined planes, but the plane cutting position so that the plurality of inspection target products are included in this plane. Is preferably determined.
また、断面画像は複数であればよく、２つ、すなわち、２つの平面で検査対象品を切断した場合の画像であってもよいし、３つ以上の平面で検査対象品を切断した場合の画像であってもよい。なお、前者であれば、互いに直交する平面を切断面として採用することが好ましい。 Moreover, the cross-sectional image may be plural, and may be an image when the inspection target product is cut by two planes, that is, two planes, or when the inspection target product is cut by three or more planes. It may be an image. In addition, if it is the former, it is preferable to employ | adopt as a cut surface the plane orthogonal to each other.
本発明においては、複数の検査対象品について３次元画像を作成することができればよいので、複数の検査対象品が配置されている限りにおいて種々の配置に本発明を適用することができる。例えば、検査対象品が３次元的に配置、すなわち、ある平面上に複数の検査対象品が配置され、他の平面上に複数の検査対象品が配置されて複数の層に検査対象品であるバンプが配置されているパッケージに適用可能である。 In the present invention, it is only necessary that a three-dimensional image can be generated for a plurality of inspection target products. Therefore, the present invention can be applied to various arrangements as long as a plurality of inspection target products are arranged. For example, the inspection target products are arranged in a three-dimensional manner, that is, a plurality of inspection target products are arranged on a certain plane, and a plurality of inspection target products are arranged on another plane, which are inspection target products on a plurality of layers. It can be applied to a package in which bumps are arranged.
検査対象品の好ましい配置例としては、複数の検査対象品が所定の平面上に配置されている例が挙げられる。例えば、チップの下面に複数の半田バンプが形成されているＢＧＡがこの例に相当する。この例において、当該所定の平面における検査対象品の配置と上記所定の出力部における出力位置とを対応させて上記複数の断面画像を出力すると、実際の検査対象品とその断面とが直感的に対応付けられるので、非常にわかりやすい出力を行うことが可能である。 Preferred arrangement of object of inspection, those exemplified in several of object of inspection is placed on a predetermined plane. For example, a BGA in which a plurality of solder bumps are formed on the lower surface of the chip corresponds to this example. In this example, when the plurality of cross-sectional images are output in correspondence with the arrangement of the inspection target product on the predetermined plane and the output position in the predetermined output unit, the actual inspection target product and its cross section are intuitively determined. Since they are associated with each other, it is possible to perform output that is very easy to understand.
さらに、各位置において複数の断面画像を出力するので、複数の断面画像を出力したとしても、各断面画像がいずれの検査対象品の断面画像であるのかが極めて明快に示されることとなり、非常に簡単に検査対象品の良否を判定することが可能になる。また、検査対象品と断面画像との対応を誤認することもなくなり、各検査対象品について確実に良否判定を行うことが可能である。 Furthermore, since a plurality of cross-sectional images are output at each position, even if a plurality of cross-sectional images are output, it is very clearly shown which cross-sectional image of each inspection object is a cross-sectional image. It is possible to easily determine whether the product to be inspected is good or bad. In addition, the correspondence between the inspection target product and the cross-sectional image is not misidentified, and it is possible to reliably determine the quality of each inspection target product.
さらに、複数の検査対象品が所定の平面上に配置されている構成において、当該所定の平面に略平行な第１断面と当該第１断面に略垂直な第２断面とについて断面画像を作成し、出力する構成を採用することが好ましい。すなわち、第１断面は、複数の検査対象品が配置される平面に略平行であるため、この断面であれば、全ての検査対象を共通の平面で切断した断面となり、複数の検査対象品について出力する断面として好適である。さらに、検査対象品の良否を判定するために第１断面と異なる第２断面を出力するので、第２断面では第１断面で得られなかった情報をできるだけ多く示すことが好ましく、第１断面に略垂直な第２断面であれば、第１断面で得られなかった情報をできるだけ多く示すことができる。 Furthermore, creating the structure in which a plurality of object of inspection is placed on a predetermined plane, the cross-sectional image for the substantially perpendicular second cross section substantially parallel first section and the first section to the person the predetermined plane However, it is preferable to adopt a configuration for outputting. That is, since the first cross section is substantially parallel to a plane on which a plurality of inspection objects are arranged, this cross section is a cross section in which all inspection objects are cut along a common plane. It is suitable as an output cross section. Furthermore, since the second cross section different from the first cross section is output in order to determine the quality of the inspection target product, it is preferable that the second cross section shows as much information as could be obtained in the first cross section as much as possible. If the second cross section is substantially vertical, as much information as can be obtained from the first cross section can be shown as much as possible.
さらに、上記第１断面を出力した後に上記第２断面を出力する構成としてもよい。この構成においては、まず第１断面に基づいて良否判定を行い、全て良品であれば、第２断面を出力することなく良否判定を終了することができる。また、第１断面に基づく良否判定によって不良品の候補が抽出された場合には、さらに第２断面に基づく良否判定を行うことで、より確実に良否判定を行うことが可能である。 Furthermore, it may be configured to output the second section after outputting the upper Symbol first section. In this configuration, first, the pass / fail determination is performed based on the first cross section, and if all the products are non-defective, the pass / fail determination can be ended without outputting the second cross section. In addition, when a defective product candidate is extracted by the quality determination based on the first cross section, the quality determination can be performed more reliably by performing quality determination based on the second cross section.
さらに、良否判定を行う際によりわかりやすい出力を行うために、第１断面を出力しているときに不良品の候補となる検査対象品の指示を受け付け、第２断面を出力しているときに当該指示された検査対象品が不良品の候補であることを示す出力を行う構成を採用してもよい。この構成によれば、不良品の候補がより明確に出力され、確実に誤認を防止することができる。 Furthermore, in order to perform a meaningful output by making the quality determination, it receives instructions object of inspection to be defective candidate When outputting first section, the When outputting second section You may employ | adopt the structure which performs the output which shows that the instruct | inspected target product is a defect candidate. According to this configuration, defective product candidates are more clearly output, and erroneous recognition can be reliably prevented.
なお、不良品の候補となる検査対象品の指示を受け付ける際には、種々の態様を採用可能である。例えば、目視によって良否判定を行うのであれば、操作入力機器によって不良品の候補を指定するように構成し、当該指定された検査対象品を示すデータ（例えば、検査対象品の位置を示す座標や検査対象品に予め付与した番号など）を取得すればよい。また、不良品の候補であることを示す出力としては、種々の出力を採用可能であり、例えば、検査対象品を囲む線や検査対象品を示す矢印など、所定のマーカを設定してもよいし、不良品の候補については着色したり、輝度を明るくすることなどが可能である。むろん、このとき、不良の候補以外の検査対象品について、少なくとも検査対象品が存在することを示す簡易出力とする構成、例えば、輝度を低下させたり、検査対象品が存在する位置のみを示すなどの構成を採用してもよい。 It should be noted that various modes can be adopted when receiving an instruction for an inspection target product that is a candidate for a defective product. For example, if the pass / fail judgment is made visually, the operation input device is configured to designate a defective product candidate, and data indicating the designated inspection target product (for example, coordinates indicating the position of the inspection target product, What is necessary is just to acquire the number etc. which were previously given to the goods for inspection. Various outputs can be adopted as the output indicating that the product is a defective product candidate. For example, a predetermined marker such as a line surrounding the product to be inspected or an arrow indicating the product to be inspected may be set. However, the defective product candidates can be colored, or the brightness can be increased. Of course, at this time, for the inspection target product other than the defective candidate, at least a configuration that is a simple output indicating that the inspection target product exists, for example, the brightness is reduced or only the position where the inspection target product exists is indicated. The configuration may be adopted.
以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法においても本発明を適用可能である。その一例として、請求項１に対応した方法を実現する構成としてもよい。むろん、その実質的な動作については上述した装置の場合と同様である。以上のようなＸ線画像出力装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。 Although the case where the present invention is realized as an apparatus has been described above, the present invention can also be applied to a method for realizing such an apparatus. As an example may be configured to implement the method corresponding to 請 Motomeko 1. Of course, the substantial operation is the same as that of the apparatus described above . It is an X-ray image output apparatus, such as on or more may also be implemented alone, is applied to a method, or a similar method may also be utilized in a state of being incorporated into other devices, the invention The idea is not limited to this and includes various aspects. Therefore, it can be changed as appropriate, such as software or hardware.
発明の思想の具現化例として上記方法を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアあるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用される。その一例として、請求項１に対応した機能をソフトウェアで実現する構成としてもよい。
In the case of software for controlling the above method as an embodiment of the idea of the invention, it naturally exists and is used also on the recording medium on which the software or software is recorded. As an example may be configured to implement the function corresponding to the 請 Motomeko 1 by software.
また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階についても同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。 The software recording medium may be a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, or any recording medium that will be developed in the future. The same is true for the replication stage of primary replicas and secondary replicas. In addition, even when the communication apparatus is used as the supply device, the present invention is not used. Further, even when a part is software and a part is realized by hardware, the idea of the invention is not completely different, and a part is stored on a recording medium and is appropriately changed as necessary. It may be in a form that is read.
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（２−１）断面出力処理：
（３）他の実施形態：
Here, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Configuration of the present invention:
(2) X-ray inspection process:
(2-1) Section output processing:
(3) Other embodiments:
（１）本発明の構成：
図１は本発明にかかるＸ線画像出力装置を備えたＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線検出器１３ａと搬送装置１４とを備えており、各部をＣＰＵ２５によって制御する。すなわち、Ｘ線検査装置１０はＣＰＵ２５を含む制御系としてＸ線制御機構２１とステージ制御機構２２と画像取得機構２３と搬送機構２４とＣＰＵ２５と入力部２６と出力部２７とメモリ２８とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２５は、メモリ２８に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。
(1) Configuration of the present invention:
FIG. 1 is a schematic block diagram of an X-ray inspection apparatus 10 provided with an X-ray image output apparatus according to the present invention. In this figure, the X-ray inspection apparatus 10 includes an X-ray generator 11, an XY stage 12, an X-ray detector 13 a, and a transfer device 14, and each part is controlled by a CPU 25. That is, the X-ray inspection apparatus 10 includes an X-ray control mechanism 21, a stage control mechanism 22, an image acquisition mechanism 23, a transport mechanism 24, a CPU 25, an input unit 26, an output unit 27, and a memory 28 as a control system including a CPU 25. Yes. In this configuration, the CPU 25 can execute a program (not shown) recorded in the memory 28, control each unit, and perform predetermined arithmetic processing.
メモリ２８はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め検査位置データ２８ａと撮像条件データ２８ｂとが記録されている。検査位置データ２８ａは、検査対象品の位置を示すデータであり、本実施形態においては、基板上に配設された検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野に配設するためのデータである。すなわち、本実施形態においては、基板上に規則的に並べられたバンプを検査対象品としている。撮像条件データ２８ｂは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。 The memory 28 is a storage medium capable of storing data, and inspection position data 28a and imaging condition data 28b are recorded in advance. The inspection position data 28a is data indicating the position of the inspection target product. In the present embodiment, the inspection position data 28a is data for disposing the inspection target bumps disposed on the substrate in the field of view of the X-ray detector 13a. is there. That is, in this embodiment, bumps regularly arranged on the substrate are used as inspection objects. The imaging condition data 28b is data indicating conditions when X-rays are generated by the X-ray generator 11, and includes an applied voltage to the X-ray tube, imaging time, and the like.
また、メモリ２８には、ＣＰＵ２５の処理過程で生成される各種データを記憶することが可能である。例えば、上記Ｘ線検出器１３ａによって取得したＸ線画像を示すＸ線画像データ２８ｃや、当該Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて再構成演算を行った３次元画像データ２８ｄを記憶することができる。なお、メモリ２８はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。 The memory 28 can store various data generated in the process of the CPU 25. For example, it is possible to store X-ray image data 28c indicating an X-ray image acquired by the X-ray detector 13a, and three-dimensional image data 28d obtained by performing a reconstruction operation based on the X-ray image data 28c. The memory 28 only needs to be able to store data, and various storage media such as RAM and HDD can be adopted.
Ｘ線制御機構２１は、上記撮像条件データ２８ｂを参照し、Ｘ線発生器１１を制御して所定のＸ線を発生させることができる。Ｘ線発生器１１は、いわゆる透過型開放管であり、Ｘ線の出力位置である焦点Ｆからほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。 The X-ray control mechanism 21 can generate predetermined X-rays by referring to the imaging condition data 28b and controlling the X-ray generator 11. The X-ray generator 11 is a so-called transmissive open tube, and outputs X-rays from the focal point F, which is the output position of the X-rays, in almost all directions, that is, in the range of the solid angle 2π.
ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２と接続されており、上記検査位置データ２８ａに基づいて同Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に搬送する。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板１２ａを搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上のバンプを検査し、搬送装置１４にて検査後の基板１２ａを搬送する処理を連続的に実施できるように構成されている。 The stage control mechanism 22 is connected to the XY stage 12, and controls the XY stage 12 based on the inspection position data 28a. The transport mechanism 24 controls the transport device 14 to transport the substrate 12 a to the XY stage 12. That is, the substrate 12a can be conveyed in one direction by the conveying device 14, the bumps on the substrate 12a can be inspected by the XY stage 12, and the substrate 12a after the inspection can be conveyed by the conveying device 14 continuously. It is configured as follows.
本実施形態において、検査対象品はバンプであり、バンプが配設された基板をＸ−Ｙステージ１２上に載置して良否判定を行う。なお、上述のように検査位置データ２８ａは検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野に配設するためのデータであり、ステージ制御機構２２は、バンプの検査に際してバンプがＸ線検出器１３ａの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。 In this embodiment, the product to be inspected is a bump, and a substrate on which the bump is disposed is placed on the XY stage 12 to make a pass / fail judgment. As described above, the inspection position data 28a is data for arranging the bump to be inspected in the field of view of the X-ray detector 13a, and the stage control mechanism 22 uses the X-ray detector 13a to detect the bump when inspecting the bump. The XY stage 12 is controlled so as to be included in the visual field.
画像取得機構２３はＸ線検出器１３ａに接続されており、同Ｘ線検出器１３ａが出力する検出値によって検査対象品のＸ線画像を取得する。取得したＸ線画像は、Ｘ線画像データ２８ｃとしてメモリ２８に記憶される。本実施形態におけるＸ線検出器１３ａは、２次元的に分布したセンサを備えており、検出したＸ線からＸ線の２次元分布を示すＸ線画像データを生成することができる。 The image acquisition mechanism 23 is connected to the X-ray detector 13a, and acquires an X-ray image of a product to be inspected based on a detection value output from the X-ray detector 13a. The acquired X-ray image is stored in the memory 28 as X-ray image data 28c. The X-ray detector 13a according to the present embodiment includes a two-dimensionally distributed sensor, and can generate X-ray image data indicating a two-dimensional X-ray distribution from the detected X-rays.
Ｘ線検出器１３ａはアームを介して回転機構１３ｂに接続されており、Ｘ線検出器１３ａは、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に延ばした軸Ａを中心に半径Ｒの円周上を回転可能である。この回転機構１３ｂは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａによって制御される。また、Ｘ線発生器１１の焦点ＦからＸ線検出器１３ａにおける検出面の中心に対して延ばした直線と、当該検出面とが直交するように検出面が配向されている。 The X-ray detector 13a is connected to a rotating mechanism 13b via an arm. The X-ray detector 13a has a circumference of a radius R around an axis A extending vertically upward from the focal point F of the X-ray generator 11. The top can be rotated. The rotation mechanism 13b is controlled by the θ control unit 23a of the image acquisition mechanism 23. The detection surface is oriented so that a straight line extending from the focal point F of the X-ray generator 11 to the center of the detection surface of the X-ray detector 13a is orthogonal to the detection surface.
出力部２７は上記Ｘ線画像や３次元画像から生成した断面画像等を出力するディスプレイであり、入力部２６は利用者の入力を受け付ける操作入力機器（例えば、キーボードやマウス等）である。すなわち、利用者は入力部２６を介して種々の入力を実行し、ＣＰＵ２５の処理によって得られる種々の演算結果やＸ線画像、３次元画像から生成した断面画像を適宜切り替えて出力部２７に出力することができる。本実施形態においては、利用者が当該出力部２７に出力された３次元画像を視認して良否判定を行う構成を採用しているが、むろん、３次元画像に基づいて自動で良否判定を行ってもよい。 The output unit 27 is a display that outputs a cross-sectional image generated from the X-ray image or the three-dimensional image, and the input unit 26 is an operation input device (for example, a keyboard or a mouse) that receives user input. That is, the user executes various inputs via the input unit 26, and appropriately switches various calculation results obtained by the processing of the CPU 25, X-ray images, and cross-sectional images generated from the three-dimensional image, and outputs them to the output unit 27. can do. In the present embodiment, a configuration is adopted in which the user visually recognizes the three-dimensional image output to the output unit 27 and makes a pass / fail judgment, but of course, the pass / fail judgment is automatically made based on the three-dimensional image. May be.
ＣＰＵ２５は、メモリ２８に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、検査対象品の検査を行うために、図１に示す搬送制御部２５ａとＸ線制御部２５ｂとステージ制御部２５ｃと画像取得部２５ｄとＸ線画像出力部２５ｅとにおける演算を実行する。搬送制御部２５ａは、搬送機構２４を制御して、適切なタイミングで基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に供給し、また、適切なタイミングで搬送装置１４を駆動して検査済みの基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２から取り除く。 The CPU 25 can execute predetermined arithmetic processing according to various control programs stored in the memory 28, and in order to inspect the inspection target product, the transport control unit 25a, the X-ray control unit 25b, and the stage control shown in FIG. Calculations in the unit 25c, the image acquisition unit 25d, and the X-ray image output unit 25e are executed. The transport control unit 25a controls the transport mechanism 24 to supply the substrate 12a to the XY stage 12 at an appropriate timing, and also drives the transport device 14 at an appropriate timing to transfer the inspected substrate 12a to the X-Y stage 12. -Remove from Y stage 12.
Ｘ線制御部２５ｂは、上記撮像条件データ２８ｂを取得し、上記Ｘ線制御機構２１を制御して所定のＸ線をＸ線発生器１１から出力させる。ステージ制御部２５ｃは、上記検査位置データ２８ａを取得し、バンプを逐次Ｘ線検出器１３ａの視野内に配置するための座標値を算出し、ステージ制御機構２２に供給する。この結果、ステージ制御機構２２は、この座標値がＸ線検出器１３ａのいずれかの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。 The X-ray control unit 25 b acquires the imaging condition data 28 b and controls the X-ray control mechanism 21 to output predetermined X-rays from the X-ray generator 11. The stage control unit 25c acquires the inspection position data 28a, calculates coordinate values for sequentially arranging the bumps in the visual field of the X-ray detector 13a, and supplies the coordinate values to the stage control mechanism 22. As a result, the stage control mechanism 22 moves the XY stage 12 so that this coordinate value is included in any field of view of the X-ray detector 13a.
画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａに指示を行い、Ｘ線検出器１３ａを回転させる。また、画像取得機構２３が取得するＸ線画像データ２８ｃをメモリ２８に記録する。上記Ｘ線画像データ２８ｃは、複数の角度によってバンプを撮影して得られるデータである。なお、画像取得部２５ｄにおいては、上記複数の角度のピッチを適宜調整可能であり、高精度の良否判定に十分な撮影回数となるようにピッチを狭くしてもよいし、代表的な複数の角度で撮影し、間の角度におけるＸ線画像は補間で取得してもよい。Ｘ線画像出力部２５ｅは、当該Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて所定の演算処理を行い、３次元画像データ２８ｄを生成し、当該３次元画像データ２８ｄに基づいて検査対象品の断面画像を出力部２７に出力する。 The image acquisition unit 25d instructs the θ control unit 23a of the image acquisition mechanism 23 to rotate the X-ray detector 13a. Further, X-ray image data 28 c acquired by the image acquisition mechanism 23 is recorded in the memory 28. The X-ray image data 28c is data obtained by photographing bumps at a plurality of angles. Note that in the image acquisition unit 25d, the pitch of the plurality of angles can be adjusted as appropriate, and the pitch may be narrowed so that the number of shootings is sufficient for high-accuracy determination. Images may be taken at an angle, and an X-ray image at an angle between them may be acquired by interpolation. The X-ray image output unit 25e performs predetermined calculation processing based on the X-ray image data 28c, generates three-dimensional image data 28d, and outputs a cross-sectional image of the inspection target product based on the three-dimensional image data 28d. To the unit 27.
（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図２に示すフローチャートに従って検査対象品の良否判定を行う。本実施形態においては、多数の基板１２ａを搬送装置１４によって搬送し、逐次Ｘ−Ｙステージ１２上で基板１２ａ上のバンプを検査する。このため、検査に際しては、まずステップＳ１００にて搬送制御部２５ａが搬送機構２４に指示を出し、搬送装置１４によって検査対象の基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２上に搬送する。
(2) X-ray inspection process:
In the present embodiment, the quality of the inspection target product is determined according to the flowchart shown in FIG. In the present embodiment, a large number of substrates 12 a are transported by the transport device 14, and the bumps on the substrate 12 a are sequentially inspected on the XY stage 12. For this reason, at the time of inspection, first, at step S100, the transfer control unit 25a issues an instruction to the transfer mechanism 24, and the transfer device 14 transfers the substrate 12a to be inspected onto the XY stage 12.
次に、検査対象となるバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させてＸ線画像を取得するため、変数ｎを"０"に初期化する（ステップＳ１０５）。続いて、画像取得部２５ｄはθ制御部２３ａに指示を行い、回転機構１３ｂを駆動して予め決められた回転位置にＸ線検出器１３ａを移動させる（ステップＳ１１０）。本実施形態においては、回転角θｎをθｎ＝（ｎ／Ｎ）×３６０°と定義しており、θ＝０°におけるＸ線検出器１３ａの配置は予め決めてある。 Next, in order to move the bump to be inspected into the field of view of the X-ray detector 13a and acquire an X-ray image, the variable n is initialized to “0” (step S105). Subsequently, the image acquisition unit 25d instructs the θ control unit 23a to drive the rotation mechanism 13b to move the X-ray detector 13a to a predetermined rotation position (step S110). In the present embodiment, the rotation angle θ n is defined as θ n = (n / N) × 360 °, and the arrangement of the X-ray detectors 13a at θ = 0 ° is predetermined.
また、上記変数ｎは最大値をＮとする整数である。従って、Ｘ線検出器１３ａは３６０°／Ｎずつ回転することになる。Ｎ＋１は、Ｘ線画像を撮影する回転位置の数であり、要求される検査速度と検査精度および検査対象品の外形（軸対称性）から決定すればよい。例えば、バンプのように軸対称の外形を有する検査対象品については、Ｎ＝３程度（９０°ピッチ、４カ所で撮影）でも充分であり、Ｎ＝３程度にすることによって検査を非常に高速に実施可能である。 The variable n is an integer whose maximum value is N. Therefore, the X-ray detector 13a rotates by 360 ° / N. N + 1 is the number of rotational positions at which an X-ray image is taken, and may be determined from the required inspection speed and inspection accuracy and the outer shape (axial symmetry) of the inspection target product. For example, N = 3 (90 ° pitch, photographed at 4 positions) is sufficient for the inspection target product having an axially symmetric outer shape such as a bump. By setting N = 3, the inspection is very fast. Can be implemented.
Ｘ線検出器１３ａの回転動作を行うと、当該回転後の検出器の視野内に検査対象であるバンプが含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる（ステップＳ１１５）。このとき、ステージ制御部２５ｃは上記検査位置データ２８ａを参照し、座標（ｘi，ｙi）がＸ線検出器１３ａの視野中心となるようにステージ制御機構２２に指示する。この結果、ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２を移動させ、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置する。 When the rotation operation of the X-ray detector 13a is performed, the XY stage 12 is moved so that the inspection target bump is included in the field of view of the rotated detector (step S115). At this time, the stage control unit 25c refers to the inspection position data 28a and instructs the stage control mechanism 22 so that the coordinates (x i , y i ) are the center of the visual field of the X-ray detector 13a. As a result, the stage control mechanism 22 moves the XY stage 12 and arranges the coordinates (x i , y i ) at the center of the visual field of the X-ray detector 13a.
すなわち、座標（ｘi，ｙi）は、バンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させるために予め基板１２ａ上に設定された座標であり、Ｘ線検出器１３ａが上記回転角θｎに配設されているときの視野中心は、Ｘ線検出器１３ａとＸ線発生器１１の焦点Ｆとの相対関係から取得することができる。そこで、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野内に移動させることで、バンプの透過像がＸ線検出器１３ａで取得されるように基板１２ａの位置を制御することができる。 That is, the coordinates (x i , y i ) are coordinates set in advance on the substrate 12a in order to move the bump into the field of view of the X-ray detector 13a, and the X-ray detector 13a has the rotation angle θ n. Can be obtained from the relative relationship between the X-ray detector 13 a and the focal point F of the X-ray generator 11. Therefore, by moving the coordinates (x i , y i ) into the field of view of the X-ray detector 13a, the position of the substrate 12a can be controlled so that a transmitted image of the bump is acquired by the X-ray detector 13a. it can.
図３，図４は、この例を説明するための図であり、座標系およびＸ線検出器１３ａ、Ｘ線発生器１１の位置関係を示す図である。これらの図においては、Ｘ−Ｙステージ１２による移動平面をｘ−ｙ平面とし、この平面に垂直な方向をｚ方向としている。図３は、ｚ−ｘ平面を眺めた図であり、図４はｘ−ｙ平面を眺めた図である。 3 and 4 are diagrams for explaining this example, and are diagrams showing the positional relationship between the coordinate system and the X-ray detector 13a and the X-ray generator 11. FIG. In these figures, the plane of movement by the XY stage 12 is the xy plane, and the direction perpendicular to this plane is the z direction. 3 is a view of the z-x plane, and FIG. 4 is a view of the xy plane.
図３に示すように、Ｘ線検出器１３ａの検出面は、その中心と焦点Ｆとを結ぶ直線ｌに対して垂直になるように配向されている。すなわち、軸Ａに対して傾斜され、ｘ−ｙ平面と検出面とに対して所定の角度（傾斜角）αが与えられている。上記直線ｌは、Ｘ線検出器１３ａの視野中心に相当するので、Ｘ線検出器１３ａの回転角θｎから図４に示すように視野領域ＦＯＶを特定することができる。 As shown in FIG. 3, the detection surface of the X-ray detector 13 a is oriented so as to be perpendicular to a straight line l connecting the center and the focal point F. That is, it is inclined with respect to the axis A, and a predetermined angle (inclination angle) α is given to the xy plane and the detection surface. The straight line l, so corresponds to the center of the visual field of the X-ray detector 13a, it is possible to specify a field of view region FOV as shown in FIG. 4 from the rotation angle theta n of the X-ray detector 13a.
すなわち、上記直線ｌと上記ｘ−ｙ平面との交点を含む所定の領域がＸ線検出器１３ａの視野領域ＦＯＶとなるので、図４に示す例のように変数ｎが０〜３であることを想定すれば、図４に破線の矩形で示すように、視野領域ＦＯＶ１〜４を特定することができる。そこで、上記ステージ制御機構２２は図４の各矩形における中心と座標（ｘi，ｙi）とが一致するように、Ｘ−Ｙステージ１２を移動させることになる。 That is, since the predetermined area including the intersection of the straight line l and the xy plane becomes the visual field area FOV of the X-ray detector 13a, the variable n is 0-3 as in the example shown in FIG. As shown in FIG. 4, the visual field areas FOV <b> 1 to FOV <b> 4 can be specified as indicated by broken-line rectangles. Accordingly, the stage control mechanism 22 moves the XY stage 12 so that the center and coordinates (x i , y i ) in each rectangle in FIG. 4 coincide.
なお、図４においては、中心Ｏから−ｙ方向に延ばした直線をθ＝０とし、時計回りの回転角がθｎであり、θｎ＝０°，９０°，１８０°，２７０°の視野領域をそれぞれＦＯＶ１〜ＦＯＶ４としている。むろん、ステップＳ１１５においては、Ｘ線検出器１３ａの視野内に検査対象となるバンプを配設することができる限りにおいて種々の制御手法を採用可能である。 In FIG. 4, a straight line extending from the center O in the −y direction is θ = 0, the clockwise rotation angle is θ n , and the field of view is θ n = 0 °, 90 °, 180 °, 270 °. The areas are FOV1 to FOV4, respectively. Of course, in step S115, various control methods can be employed as long as the bumps to be inspected can be arranged in the field of view of the X-ray detector 13a.
ステップＳ１１５にて、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置したら、Ｘ線制御部２５ｂおよび画像取得部２５ｄの制御により、Ｘ線検出器１３ａにて回転角θｎのＸ線画像Ｐθｎを撮影する（ステップＳ１２０）。すなわち、Ｘ線制御部２５ｂは、上記撮像条件データ２８ｂを取得し、当該撮像条件データ２８ｂに示される条件でＸ線を出力するようにＸ線制御機構２１に対して指示を行う。この結果、Ｘ線発生器１１が立体角２πの範囲でＸ線を出力するので、画像取得部２５ｄはＸ線検出器１３ａが検出したＸ線画像を取得する。 When the coordinates (x i , y i ) are arranged at the center of the visual field of the X-ray detector 13a in step S115, the rotation angle θ is controlled by the X-ray detector 13a under the control of the X-ray control unit 25b and the image acquisition unit 25d. An X-ray image P θn of n is taken (step S120). That is, the X-ray control unit 25b acquires the imaging condition data 28b and instructs the X-ray control mechanism 21 to output X-rays under the conditions indicated by the imaging condition data 28b. As a result, the X-ray generator 11 outputs X-rays in the range of the solid angle 2π, so the image acquisition unit 25d acquires the X-ray image detected by the X-ray detector 13a.
ステップＳ１２０にて回転角θｎのＸ線画像Ｐθｎを撮影すると、変数ｎが最大値Ｎに達しているか否かを判別し（ステップＳ１２５）、最大値Ｎに達していると判別されなければ変数ｎをインクリメントして（ステップＳ１３０）、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。ステップＳ１２５にて変数ｎが最大値Ｎに達していると判別されたときには必要な回数の撮影が終了しているので、Ｘ線画像出力部２５ｅは良否判定に使用する画像データを生成する。すなわち、Ｘ線画像Ｐθ０〜ＰθＮを用いて３次元画像の再構成演算を行い（ステップＳ１３５）、３次元画像データ２８ｄとしてメモリ２８に記録する。 When the X-ray image P θn of the rotation angle θ n is taken in step S120, it is determined whether or not the variable n has reached the maximum value N (step S125), and if it is not determined that the maximum value N has been reached. The variable n is incremented (step S130), and the processing after step S110 is repeated. When it is determined in step S125 that the variable n has reached the maximum value N, the required number of times of imaging has been completed, so the X-ray image output unit 25e generates image data used for pass / fail determination. In other words, a three-dimensional image reconstruction calculation is performed using the X-ray images P θ0 to P θN (step S135), and the three-dimensional image data 28d is recorded in the memory 28.
再構成演算は、バンプの３次元構造を再構成することができれば良く、種々の処理を採用可能である。例えば、フィルタ補正逆投影法を採用可能である。この処理においては、まず、Ｘ線画像Ｐθ０〜ＰθＮのいずれかに対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換で得られた結果に対して周波数空間でフィルタ補正関数を乗じる。さらに、この結果に対して逆フーリエ変換を実施することで、フィルタ補正を行った画像を取得する。なお、このフィルタ補正関数は、画像のエッジを強調するための関数等を採用可能である。 The reconstruction calculation only needs to reconstruct the three-dimensional structure of the bump, and various processes can be employed. For example, a filter-corrected back projection method can be employed. In this process, first, it carried out Fourier transform on one of the X-ray image P .theta.0 to P .theta.N, multiplied by the filter correction function in the frequency space relative results obtained by the Fourier transform. Furthermore, an image subjected to filter correction is obtained by performing inverse Fourier transform on this result. As the filter correction function, a function for enhancing the edge of the image can be adopted.
続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。すなわち、Ｘ線検出器１３ａの検出面におけるある位置の像に対応する軌跡は、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆとこの位置とを結ぶ直線であるので、この直線上に上記画像を逆投影する。以上の逆投影をＸ線画像Ｐθ０〜ＰθＮの全てについて行うと、３次元空間上でバンプが存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、バンプの３次元形状を示す３次元画像データ２８ｄが得られる。そこで、Ｘ線画像出力部２５ｅは、３次元画像データ２８ｄを参照し、良否判定のため、出力部２７にバンプの断面画像を出力する（ステップＳ１４０）。 Subsequently, the image after the filter correction is back-projected into a three-dimensional space along a locus on which the image is projected. That is, since the locus corresponding to the image at a certain position on the detection surface of the X-ray detector 13a is a straight line connecting the focal point F of the X-ray generator 11 and this position, the image is back-projected onto this straight line. . When carried out for all of the above backprojection an X-ray image P .theta.0 to P .theta.N, X-ray absorption coefficient distribution of a portion bumps are present in the three-dimensional space is emphasized, the three-dimensional image data showing a three-dimensional shape of the bump 28d is obtained. Therefore, the X-ray image output unit 25e refers to the three-dimensional image data 28d and outputs a cross-sectional image of the bump to the output unit 27 for quality determination (step S140).
（２−１）断面出力処理：
次に、上記ステップＳ１４０における断面出力処理の詳細な例を説明する。図５は、断面出力処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態においては、最初にバンプの水平断面画像（上記ｘ−ｙ平面に平行な断面の画像）を出力部２７に出力し、利用者の要求に応じて垂直断面画像を出力するように構成されている。このために、まず、Ｘ線画像出力部２５ｅは、上記ステップＳ１３５にて生成した３次元画像データ２８ｄに基づいて予め決められた位置（ｚ方向の位置）にて水平方向に切断した画像を生成し、複数のバンプの水平断面画像を一枚の画像として出力部２７に出力させる（ステップＳ２００）。
(2-1) Section output processing:
Next, a detailed example of the cross-section output process in step S140 will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the cross-section output process. In the present embodiment, first, a horizontal cross-sectional image of a bump (an image of a cross-section parallel to the xy plane) is output to the output unit 27, and a vertical cross-sectional image is output according to a user's request. Has been. For this purpose, first, the X-ray image output unit 25e generates an image cut in the horizontal direction at a predetermined position (position in the z direction) based on the three-dimensional image data 28d generated in step S135. Then, the horizontal section images of the plurality of bumps are output as a single image to the output unit 27 (step S200).
図６（Ａ）は、出力部２７にて出力される水平断面画像の例を示している。同図６（Ａ）に示すように、水平断面画像は各バンプの水平断面画像であるとともにバンプ毎の水平断面画像は水平面上に並んでおり、かつ、各位置はバンプの実際の配置に対応した位置となっている。すなわち、各バンプは半導体チップと基板との間に配置されるとともに、半導体チップの下部にてｘ−ｙ平面上でその中心位置が略直交格子を形成するように配置されている。そこで、出力部２７にて出力される水平断面画像においては、各バンプの水平画像が各バンプの配置に対応した位置に埋め込まれ、各バンプの配置のとおりに並べられる。 FIG. 6A shows an example of a horizontal cross-sectional image output from the output unit 27. As shown in FIG. 6A, the horizontal cross-sectional image is a horizontal cross-sectional image of each bump, the horizontal cross-sectional images for each bump are arranged on a horizontal plane, and each position corresponds to the actual arrangement of the bumps. It has become a position. That is, each bump is disposed between the semiconductor chip and the substrate, and is disposed such that the center position thereof forms a substantially orthogonal lattice on the xy plane below the semiconductor chip. Therefore, in the horizontal cross-sectional image output from the output unit 27, the horizontal image of each bump is embedded at a position corresponding to the arrangement of each bump, and arranged according to the arrangement of each bump.
この結果、出力部２７において出力された水平断面画像を視認する利用者は、極めて容易に各断面画像とバンプとの対応を把握することができる。本実施形態において、利用者は当該水平断面画像を視認して各バンプの良否判定を行う。従って、仮に不良品が発見されたときに、その不良がいずれのバンプであるのかを容易に特定することができる。 As a result, the user who views the horizontal cross-sectional image output from the output unit 27 can grasp the correspondence between each cross-sectional image and the bumps very easily. In the present embodiment, the user visually recognizes the horizontal cross-sectional image and determines the quality of each bump. Therefore, when a defective product is found, it is possible to easily identify which bump the defect is.
また、当該水平断面画像を視認することによって、良品あるいは不良品であることを判定しづらいバンプが存在したときには、さらに、垂直断面画像を出力することによって詳細な良否判定を行うことが可能である。このために、本実施形態においては、Ｘ線画像出力部２５ｅが上記水平断面画像を出力している画面において、垂直断面画像の出力を実行させるか否かを指示するＵＩ（User Interface）用のアイコンが表示されており、Ｘ線画像出力部２５ｅは、このＵＩにて垂直断面画像の出力を行う指示がなされたか否かを判別している（ステップＳ２１０）。 In addition, when there is a bump that is difficult to determine whether it is a non-defective product or a defective product by visually recognizing the horizontal cross-sectional image, it is possible to further determine the quality by outputting a vertical cross-sectional image. . For this reason, in the present embodiment, a UI (User Interface) for instructing whether or not to execute the output of the vertical slice image on the screen on which the X-ray image output unit 25e outputs the horizontal slice image is used. An icon is displayed, and the X-ray image output unit 25e determines whether or not an instruction to output a vertical cross-sectional image is given through this UI (step S210).
同ステップＳ２１０にて、垂直断面画像の出力を行う指示がなされたと判別されないときには、検査対象となっているバンプの良否判定を終了し、図２に示すフローに復帰して他の検査対象品の検査を行う。ステップＳ２１０にて垂直断面画像の出力を行う指示がなされたと判別されたとき、Ｘ線画像出力部２５ｅは、垂直断面を生成する際の切断角度の指定を受け付ける（ステップＳ２２０）。 If it is not determined in step S210 that an instruction to output a vertical cross-sectional image has been issued, the pass / fail determination of the bumps being inspected is terminated, and the flow returns to the flow shown in FIG. Perform an inspection. When it is determined in step S210 that an instruction to output a vertical cross-sectional image has been issued, the X-ray image output unit 25e accepts designation of a cutting angle for generating a vertical cross-section (step S220).
切断角度は、ｚ軸に平行な回転軸に対して定義されており、例えば、各バンプの中心位置を通り、ｚ軸に平行な回転軸を定義するとともにｙ軸に平行な方向を０度として切断角度として定義すればよい。すなわち、本実施形態においては、ステップＳ２２０にて切断角度の指定を受け付けることにより、任意の切断角度における垂直断面画像を出力できるように構成している。
なお、切断角度に関しては、検査時の指定と予め設定記憶した切断角度による指定の選択が行えるものとする。
また、切断角度の指定は、１つの切断角度だけではなく、例えば４５度ごとの切断角度のように複数の切断角度による設定が行えるものとする。
The cutting angle is defined with respect to the rotation axis parallel to the z axis. For example, the rotation axis that passes through the center position of each bump and that is parallel to the z axis is defined and the direction parallel to the y axis is 0 degree. What is necessary is just to define as a cutting angle. That is, in this embodiment, it is configured such that a vertical cross-sectional image at an arbitrary cutting angle can be output by accepting designation of a cutting angle in step S220.
As for the cutting angle, it is assumed that designation at the time of inspection and designation based on a preset cutting angle can be selected.
In addition, the designation of the cutting angle is not limited to one cutting angle, but can be set by a plurality of cutting angles such as cutting angles every 45 degrees.
切断角度の指定を受け付けると、各バンプの回転中心を定義するため、上記水平断面画像において各バンプの中心位置を算出する（ステップＳ２３０）。すなわち、各バンプの水平断面は、図６（Ａ）に示すように略円形であり、この円形における中心位置を算出する。例えば、水平断面画像において各バンプの重心位置（面積重心やバンプの画像の周縁部からの距離の和が最小となる点など）を算出する。
なお、上記において、個々のバンプの面積が総パンプ面積の平均値に満たないバンプの中心位置については、バンプ間の平均値を基準として隣接するバンプから中心位置を算出するものとする。
When the designation of the cutting angle is accepted, the center position of each bump is calculated in the horizontal sectional image in order to define the rotation center of each bump (step S230). That is, the horizontal cross section of each bump is substantially circular as shown in FIG. 6A, and the center position in this circle is calculated. For example, the center-of-gravity position of each bump (the point where the sum of the area center-of-gravity and the distance from the peripheral portion of the bump image is minimum) in the horizontal cross-sectional image is calculated.
In the above description, for the bump center position where the area of each bump is less than the average value of the total bump area, the center position is calculated from adjacent bumps based on the average value between the bumps.
バンプの中心位置を定義できれば、当該中心位置と上記切断角度とに基づいて各バンプの切断面を定義することができるので、上記３次元画像データ２８ｄに基づいて各切断面における垂直断面画像を生成する（ステップＳ２４０）。なお、生成する垂直断面画像は、バンプ間の最大表示画素数の８０％にバンプの縮尺を変換した画像を生成する。このようにして各バンプにおける垂直断面画像を生成したら、Ｘ線画像出力部２５ｅは、当該垂直断面画像を各バンプにおける中心位置に埋め込んだ一枚の画像を生成し、上記出力部２７にて出力させる（ステップＳ２５０）。なお、この時、複数の切断角度がステップＳ２２０で指定された場合には、複数の切断角度による垂直断面画像が順次出力される。 If the center position of the bump can be defined, the cut surface of each bump can be defined based on the center position and the cutting angle. Therefore, a vertical sectional image on each cutting surface is generated based on the three-dimensional image data 28d. (Step S240). The generated vertical cross-sectional image is an image obtained by converting the scale of the bumps to 80% of the maximum number of display pixels between the bumps. When the vertical cross-sectional image for each bump is generated in this way, the X-ray image output unit 25e generates a single image in which the vertical cross-sectional image is embedded at the center position of each bump, and the output unit 27 outputs the image. (Step S250). At this time, when a plurality of cutting angles are designated in step S220, vertical cross-sectional images with a plurality of cutting angles are sequentially output.
図６（Ｂ）は、出力部２７にて出力される垂直断面画像の例を示している。同図６（Ｂ）に示すように、垂直断面画像は各バンプの垂直断面画像であるとともにバンプ毎の垂直断面画像は各バンプが並ぶｘ−ｙ平面上の位置に対応した位置に配置されている。また、ここでは、ある直線上に並ぶバンプのみならず、ｘ方向，ｙ方向の双方に並ぶバンプの位置に対応させてその断面画像を出力している。従って、出力部２７において出力された垂直断面画像を視認する利用者は、極めて容易に各断面画像とバンプとの対応を把握することができる。 FIG. 6B shows an example of a vertical cross-sectional image output from the output unit 27. As shown in FIG. 6B, the vertical cross-sectional image is a vertical cross-sectional image of each bump, and the vertical cross-sectional image for each bump is arranged at a position corresponding to the position on the xy plane where the bumps are arranged. Yes. Here, not only the bumps arranged on a certain straight line, but also the cross-sectional images are outputted in correspondence with the positions of the bumps arranged in both the x direction and the y direction. Therefore, the user who visually recognizes the vertical cross-sectional image output from the output unit 27 can grasp the correspondence between each cross-sectional image and the bump very easily.
そこで、この出力を視認して各バンプの良否判定を行えば、仮に不良品が発見されたときに、その不良がいずれのバンプであるのかを容易に特定することができる。従って、多数の検査対象品が存在する場合であっても簡単かつ確実に良否判定を行うことができる。さらに、特定の位置におけるバンプの良否を上記水平断面画像と合わせて総合的に判断することができ、高精度に良否判定を行うことができる。
なお、バンプの中心位置を算出する方法としては、上記の他、設計上のバンプ位置情報を適用し、水平断面画像上の代表バンプの中心位置から全てのバンプの中心位置を算出するなど、種々の方法を採用することが可能である。
Therefore, by visually checking this output and determining whether each bump is good or bad, if a defective product is found, it is possible to easily identify which bump the defect is. Therefore, even if there are a large number of products to be inspected, it is possible to make a pass / fail judgment easily and reliably. Furthermore, the quality of the bump at a specific position can be comprehensively determined together with the horizontal cross-sectional image, and the quality can be determined with high accuracy.
In addition to the above, there are various methods for calculating the center position of the bump, such as calculating the center position of all the bumps from the center position of the representative bump on the horizontal cross-sectional image by applying design bump position information. It is possible to adopt this method.
（３）他の実施形態：
本発明においては、複数の検査対象品のそれぞれについて複数の断面画像を作成し、当該複数の検査対象品の配置に対応した位置に複数の断面画像を出力することによって簡単かつ確実に良否判定を行うことができる限りにおいて、種々の構成を採用可能である。例えば、水平断面画像と垂直断面画像とを切り替えて表示することが必須というわけではなく、出力部２７においてはじめから同じ画面上に水平断面画像と垂直断面画像とを出力する構成を採用してもよい。
(3) Other embodiments:
In the present invention, a plurality of cross-sectional images are created for each of a plurality of inspection target products, and a plurality of cross-sectional images are output at positions corresponding to the arrangement of the plurality of inspection target products, so that pass / fail judgment can be easily and reliably performed. Various configurations can be employed as long as they can be performed. For example, it is not essential to switch between the horizontal cross-sectional image and the vertical cross-sectional image, and the output unit 27 may be configured to output the horizontal cross-sectional image and the vertical cross-sectional image on the same screen from the beginning. Good.
また、図７に示すように、水平断面画像に基づいて良否を確定することが困難な場合に、不良品の候補であることを示すマークを出力する構成を採用してもよい。例えば、マウス等のポインタによって不良品の候補を指示できるように構成し、この指示がなされた不良品にはマークを対応付けて出力する（図７（Ａ）では白い矩形によってマークを出力している）。 Further, as shown in FIG. 7, when it is difficult to determine pass / fail based on the horizontal cross-sectional image, a configuration that outputs a mark indicating a candidate for a defective product may be employed. For example, a defective product candidate can be instructed by a pointer such as a mouse, and the defective product for which the instruction is given is output in association with a mark (in FIG. 7A, a mark is output by a white rectangle). )
次に、図７（Ｂ）に示すように垂直断面画像を出力する際に、同じバンプに対してマークを対応付けて出力する（図７（Ｂ）においてもこのマークを白い矩形によって出力している）。この結果、不良品の候補となっているバンプの画像を極めて容易に特定することができ、詳細な良否判定を極めて容易に実施することが可能になる。むろん、このマークは図７に示す矩形に限定されないし、不良品の候補に対してマークを付して出力を行う他、不良品の候補以外を目立たなくする出力（輝度を低下させるなど）を行う構成や、マークしたバンプの垂直断面画像のみを回転させる方法等を採用してもよい。 Next, when a vertical cross-sectional image is output as shown in FIG. 7B, a mark is output in association with the same bump (in FIG. 7B, this mark is output as a white rectangle). ) As a result, it is possible to very easily identify an image of a bump that is a candidate for a defective product, and to perform detailed pass / fail judgments very easily. Of course, this mark is not limited to the rectangle shown in FIG. 7. In addition to performing output by attaching a mark to a candidate for a defective product, output (such as lowering the brightness) that makes the non-defective product candidate inconspicuous. A configuration to be performed, a method of rotating only the vertical sectional image of the marked bump, or the like may be employed.
さらに、上記図５に示すフローのように、水平断面画像を出力した後に垂直断面画像を出力することが必須というわけではなく、先に垂直断面画像を出力し、後に水平断面画像を出力する構成としてもよい。さらに、上記実施形態のように、利用者自身が画像に基づいて良否を判定する構成が必須というわけではなく、水平断面画像と垂直断面画像とのいずれかまたは双方に基づいて画像処理を行うことにより、自動で良否判定を行ってもよい。 Further, as in the flow shown in FIG. 5, it is not essential to output the vertical cross-sectional image after outputting the horizontal cross-sectional image, but the configuration in which the vertical cross-sectional image is output first and then the horizontal cross-sectional image is output later. It is good. Further, as in the above-described embodiment, a configuration in which the user himself / herself determines pass / fail based on an image is not essential, and image processing is performed based on one or both of a horizontal cross-sectional image and a vertical cross-sectional image. Therefore, the pass / fail determination may be performed automatically.
１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１２ａ…基板
１３ａ…Ｘ線検出器
１３ｂ…回転機構
１４…搬送装置
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２３ａ…θ制御部
２４…搬送機構
２５…ＣＰＵ
２５ａ…搬送制御部
２５ｂ…Ｘ線制御部
２５ｃ…ステージ制御部
２５ｄ…画像取得部
２５ｅ…Ｘ線画像出力部
２６…入力部
２７…出力部
２８…メモリ
２８ａ…検査位置データ
２８ｂ…撮像条件データ
２８ｃ…Ｘ線画像データ
２８ｄ…３次元画像データ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray inspection apparatus 11 ... X-ray generator 12 ... XY stage 12a ... Board | substrate 13a ... X-ray detector 13b ... Rotation mechanism 14 ... Conveyance apparatus 21 ... X-ray control mechanism 22 ... Stage control mechanism 23 ... Image acquisition Mechanism 23a ... θ control unit 24 ... Conveying mechanism 25 ... CPU
25a ... Transport control unit 25b ... X-ray control unit 25c ... Stage control unit 25d ... Image acquisition unit 25e ... X-ray image output unit 26 ... Input unit 27 ... Output unit 28 ... Memory 28a ... Inspection position data 28b ... Imaging condition data 28c ... X-ray image data 28d ... 3D image data
Claims (5)
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行して検査対象品の３次元画像を取得する３次元画像取得手段と、
上記３次元画像に基づいて上記複数の検査対象品のそれぞれについて複数の断面画像を作成し、所定の出力部において、上記所定の平面上に直交格子を形成するように配置された複数の検査対象品の配置に対応した位置に上記所定の平面と平行な水平断面画像と上記所定の平面と垂直な垂直断面画像とを出力する断面画像出力手段とを備えることを特徴とするＸ線画像出力装置。 X-ray image acquisition means for acquiring a plurality of X-ray images taken from a plurality of directions by irradiating a plurality of inspection objects arranged so as to form an orthogonal lattice on a predetermined plane;
3D image acquisition means for executing a reconstruction operation based on the plurality of X-ray images to acquire a 3D image of the inspection object;
A plurality of inspection objects arranged so as to form a plurality of cross-sectional images for each of the plurality of inspection objects on the basis of the three-dimensional image and to form orthogonal lattices on the predetermined plane in a predetermined output unit An X-ray image output device comprising: a cross-sectional image output means for outputting a horizontal cross-sectional image parallel to the predetermined plane and a vertical cross-sectional image perpendicular to the predetermined plane at a position corresponding to the arrangement of the product .
Ｘ線を所定の平面上に直交格子を形成するように配置された複数の検査対象品に照射して複数の方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得工程と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行して検査対象品の３次元画像を取得する３次元画像取得工程と、
上記３次元画像に基づいて上記複数の検査対象品のそれぞれについて複数の断面画像を作成し、所定の出力部において、上記所定の平面上に直交格子を形成するように配置された複数の検査対象品の配置に対応した位置に上記所定の平面と平行な水平断面画像と上記所定の平面と垂直な垂直断面画像とを出力する断面画像出力工程とを備えることを特徴とするＸ線画像出力方法。 An X-ray image output method for inspecting an inspection object with X-rays,
An X-ray image acquisition step of acquiring a plurality of X-ray images taken from a plurality of directions by irradiating a plurality of inspection objects arranged so as to form an orthogonal lattice on a predetermined plane;
A three-dimensional image acquisition step of executing a reconstruction operation based on the plurality of X-ray images to acquire a three-dimensional image of the product to be inspected;
A plurality of inspection objects arranged so as to form a plurality of cross-sectional images for each of the plurality of inspection objects on the basis of the three-dimensional image and to form orthogonal lattices on the predetermined plane in a predetermined output unit An X-ray image output method comprising: a cross-sectional image output step of outputting a horizontal cross-sectional image parallel to the predetermined plane and a vertical cross-sectional image perpendicular to the predetermined plane at a position corresponding to the arrangement of the product .
Ｘ線を所定の平面上に直交格子を形成するように配置された複数の検査対象品に照射して複数の方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得機能と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行して検査対象品の３次元画像を取得する３次元画像取得機能と、
上記３次元画像に基づいて上記複数の検査対象品のそれぞれについて複数の断面画像を作成し、所定の出力部において、上記所定の平面上に直交格子を形成するように配置された複数の検査対象品の配置に対応した位置に上記所定の平面と平行な水平断面画像と上記所定の平面と垂直な垂直断面画像とを出力する断面画像出力機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするＸ線画像出力プログラム。 An X-ray image output program for inspecting an inspection object with X-rays,
An X-ray image acquisition function for acquiring a plurality of X-ray images photographed from a plurality of directions by irradiating a plurality of inspection objects arranged so as to form an orthogonal lattice on a predetermined plane;
A three-dimensional image acquisition function for executing a reconstruction operation based on the plurality of X-ray images to acquire a three-dimensional image of the inspection object;
A plurality of inspection objects arranged so as to form a plurality of cross-sectional images for each of the plurality of inspection objects on the basis of the three-dimensional image and to form orthogonal lattices on the predetermined plane in a predetermined output unit X-ray characterized in that a computer realizes a cross-sectional image output function for outputting a horizontal cross-sectional image parallel to the predetermined plane and a vertical cross-sectional image perpendicular to the predetermined plane at a position corresponding to the arrangement of products. Image output program.
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