JP4755005B2 - Ｘ線管および非破壊検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線をＸ線出射窓から取り出すＸ線管及び非破壊検査装置に関するものである。

Ｘ線は物体に対して透過性の良い電磁波であり、物体の内部構造の非破壊・非接触観察に多用されている。Ｘ線管は、電子銃から出射された電子をターゲットに入射させてＸ線を発生するのが、通例である。Ｘ線管は、特許文献１に記載のように電子銃が、陽極となるターゲットを収容する管状部材に取り付けられている。電子銃から出射された電子は、ターゲットに入射し、ターゲットからＸ線が発生する。Ｘ線は、ターゲットを収容する管状部材の管軸線上に設けられたＸ線出射窓を透過し、外部の試料に照射される。試料を透過したＸ線は、拡大透視画像として各種Ｘ線画像撮像装置で撮像される

米国特許第５，０７７，７７１号明細書

ところで、Ｘ線の拡大透視画像を用いた非破壊検査は、各種電子回路基板に実装される部品の接合状態を確認する手法として有効である。そして、回路基板の小型化に伴い、実装される部品が高密度化しているため、より拡大率の高い拡大透視画像の撮像が望まれている。また、このような回路基板に実装される半田ボールの接合状態を確認するには、半田ボールに対して所定の角度傾いた位置から撮像した拡大透視画像の方が、半田ボールを立体的に見ることができて適している。このような斜めの位置から撮像する拡大透視画像は、Ｘ線管に対して相対的に回路基板を傾けて撮像するか、Ｘ線画像撮像装置をＸ線管の真上からずらして撮像することによって得られるが、拡大透視画像の拡大率を高めるには後者の方が適している。

しかしながら、Ｘ線画像撮像装置をＸ線管の真上からずらして撮像するためには、Ｘ線管から照射するＸ線の照射角度を大きくしなければならず、従来のＸ線管でＸ線の照射角度を大きくするためには、Ｘ線出射窓の径を大きくする必要があり、Ｘ線出射窓の径が大きくなると、必要以上のＸ線がＸ線管から照射されてしまう。すると、不必要なＸ線の漏洩を防止する設備がさらに必要になってコストの上昇につながり易かった。

本発明は、試料に対してＸ線を斜めから照射して得られる拡大透視画像の拡大率を高めると共に不必要なＸ線の漏洩を防止できるＸ線管及び非破壊検査装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明は、管状の陽極収容部内に配置された陽極のターゲットに、電子銃から出射された電子を入射させてＸ線を発生させ、そのＸ線をＸ線出射窓から取り出すＸ線管において、陽極は、陽極収容部の管軸線に沿って配置され、陽極収容部の端部に設けられた封塞部には、一のＸ線出射窓が設けられており、一のＸ線出射窓は、陽極収容部の管軸線に交わるように配置されると共に、陽極収容部の管軸線に対して偏心して設けられていることを特徴とする。

このＸ線管では、陽極収容部の管軸線に対して偏心して設けられているＸ線出射窓からＸ線が取り出される。そのため、試料となる回路基板などを傾けなくても、試料に対してＸ線を斜めから照射でき、試料に対して斜めから撮像した拡大透視画像の拡大率を高めることができる。また、このＸ線管では、陽極収容部の管軸線に対してＸ線出射窓を偏心させることで、Ｘ線カメラ等のＸ線画像撮像装置による斜め観察を最適化し、Ｘ線出射窓を斜め観察に必要十分な大きさにすればよいので、Ｘ線出射窓は小さくてもすみ、必要以上のＸ線の漏洩を防止できる。さらに、Ｘ線出射窓が小さくなると、Ｘ線出射窓の強度を上げる必要が少なくなってＸ線出射窓を薄くでき、Ｘ線の透過効率を向上させることができるので、鮮明な拡大透視画像の撮像が可能になる。さらに、Ｘ線出射窓が小さくて薄いと、Ｘ線出射窓の窓材に異物が混入する割合が低くなり、歩留まりが良くなって製造コストを軽減できる。

また、電子銃は、陽極収容部の管軸線の周囲に設けられた周壁に取り付けられ、Ｘ線出射窓は、管軸線に対して電子銃側に偏心していると好適である。このように、Ｘ線出射窓を電子銃側に偏心させると、照射線量の大きなＸ線をＸ線出射窓から取り出すことができ、鮮明な拡大透視画像の撮像が容易になる。

また、電子銃は、陽極収容部に固定された管状の電子銃収容部に収容され、電子銃収容部の管軸線は、陽極収容部の管軸線に直交し、Ｘ線出射窓は、陽極収容部の管軸線と電子銃収容部の管軸線とを含む面からずれた位置に中心を有すると好適である。このように、陽極収容部の管軸線と電子銃収容部の管軸線とを含む面からずれた位置にＸ線出射窓の中心があると、例えば、試料となる回路基板をＸ線出射窓に近づけるように傾けても、電子銃収容部が邪魔になり難い。そのため、試料となる回路基板をＸ線出射窓に近づけ易くなり、拡大透視画像の拡大率を向上させることが容易になる。

また、電子銃は、陽極収容部に固定された管状の電子銃収容部に収容され、電子銃収容部の管軸線と陽極収容部の管軸線とは交差し、且つ電子銃収容部の管軸線と陽極収容部の管軸線とで形成された陽極側の挟角は鋭角であり、Ｘ線出射窓は、陽極収容部の管軸線と電子銃収容部の管軸線とを含む面上に中心を有すると好適である。このように、陽極収容部の管軸線と電子銃収容部の管軸線との間の挟角が鋭角になるようにすると、例えば、試料となる回路基板をＸ線出射窓に近づけるように傾けても、電子銃収容部が陽極収容部に対して傾いているために邪魔になり難い。そのため、試料となる回路基板をＸ線出射窓に近づけ易くなり、拡大透視画像の拡大率を向上させることが容易になる。

また、上記封塞部には、陽極収容部の管軸線に対して偏心して設けられたＸ線出射窓と、陽極収容部の管軸線上に中心を有するＸ線中央出射窓とが設けられていると好適である。このようにすると、試料に対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線中央出射窓によって真上からの撮像も可能になる。そして、真上から撮像した拡大透視画像に基づいて再検査を要すると推察される試料に対してのみ斜めから撮像するような検査方法に適用することも容易になり、検査方法のバリエーションが広がり、より効果的な検査方法を選択することができる。

また、本発明は、管状の陽極収容部内に配置された陽極のターゲットに、電子銃から出射された電子を入射させてＸ線を発生させ、そのＸ線をＸ線出射窓から取り出すＸ線管と、Ｘ線管から取り出されて試料を透過したＸ線を撮像するＸ線画像撮像装置とを有する非破壊検査装置において、ターゲットは、陽極収容部の管軸線上に配置され、陽極収容部の端部に設けられた封塞部には、一のＸ線出射窓が設けられており、一のＸ線出射窓は、陽極収容部の管軸線に交わるように配置されると共に、陽極収容部の管軸線に対して偏心して設けられていることを特徴とする。

この非破壊検査装置では、陽極収容部の管軸線に対して偏心して設けられているＸ線出射窓からＸ線が取り出され、試料を透過したＸ線がＸ線画像撮像装置で撮像される。そのため、試料となる回路基板などを傾けなくても、試料に対してＸ線を斜めから照射でき、試料に対して斜めから撮像した拡大透視画像の拡大率を高めることができる。また、この非破壊検査装置では、陽極収容部の管軸線に対してＸ線出射窓を偏心させることでＸ線の照射角度を大きくしているため、Ｘ線出射窓は小さくてもすみ、試料を斜めから撮像する際に必要となる以上のＸ線の漏洩を防止できる。さらに、Ｘ線出射窓が小さくなると、Ｘ線出射窓の強度を補う必要が少なくなってＸ線出射窓を薄くすることができ、Ｘ線の透過効率を向上させることができて鮮明な拡大透視画像の撮像が可能になる。さらに、Ｘ線出射窓が小さくて薄いと、Ｘ線出射窓の窓材に異物混入する割合が低くなり、歩留まりが良くなって製造コストを軽減できる。

試料に対してＸ線を斜めから照射して得られる拡大透視画像の拡大率を高めると共に不必要なＸ線の漏洩を防止する。

以下、図面を参照して本発明に係るＸ線管の実施の形態について説明をする。

図１〜図４に示すように、Ｘ線管１Ａは、密封型のＸ線管である。Ｘ線管１Ａは、ガラスからなる略円筒状のバルブ２を有する。バルブ２の管軸線Ｃ１方向における一端は、開口を閉鎖するように縮径され、管軸線Ｃ１上に延在する円柱状の銅製陽極本体部３の基端部３ａは、その一部をバルブ２から露出させた状態でバルブ２の一端に固定されている。バルブ２の他端には、金属製のリング部材４が融着されている。以下、バルブ２の管軸線Ｃ１方向における一端側を「下」、他端側を「上」として説明する。

リング部材４の上端にはフランジ４ａが形成され、フランジ４ａは略円筒状のヘッド部５の下端に当接されて溶接される。ヘッド部５はステンレス製であり、ヘッド部５の下端には、リング部材４のフランジ４ａが溶接される環状の平坦部５ａが設けられている。平坦部５ａの内側には、リング部材４に嵌め合わされる環状の凸状部５ｂが設けられ、凸状部５ｂの内側には、バルブ２内に差し込まれる円筒部５ｃが設けられている。リング部材４がヘッド部５に溶接されて、ヘッド部５にバルブ２が固定されると、共通の管軸線Ｃ１を有する管状の真空外囲器本体６となる。

ヘッド部５の内部には、陽極本体部３の先端部３ｂが配置される。この先端部３ｂには、後述する電子銃１７の側に対面するように、陽極本体部３を斜めにカットした傾斜面３ｃが形成されている。傾斜面３ｃには、タングステンからなる円板状のターゲット９が埋設されている。ターゲット９の電子入射面は、傾斜面３ｃと略平行になっている。陽極本体部３とターゲット９とからなる陽極８は、陽極収容部としての真空外囲器本体６に収容されている。

管軸線Ｃ１を中心としてヘッド部５には周壁が設けられ、この周壁にはフランジ部５ｄが設けられている。フランジ部５ｄよりも上端側において、周壁には、管軸線Ｃ１方向に延在する平面部５ｅが形成され、平面部５ｅには円形の貫通孔５ｆが形成されている。平面部５ｅには、管状の電子銃収容部１０の一方の端部が溶接される。この一方の端部には、縮径して突き出た円筒状の嵌合部１０ａが設けられており、この嵌合部１０ａがヘッド部５の貫通孔５ｆに嵌め込まれ、電子銃収容部１０はヘッド部５に位置決めされる。ヘッド部５内の陽極８側の嵌合部１０ａの先端には、円形のアパーチャ１０ｂが形成されている。アパーチャ１０ｂの中心は電子銃収容部１０の管軸線Ｃ２上にあり、電子銃収容部１０の管軸線Ｃ２は真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１に直交する。真空外囲器本体６のヘッド部５に電子銃収容部１０が溶接され、真空外囲器本体６と電子銃収容部１０とで真空外囲器１１が構成される。なお、ヘッド部５の周壁には、真空外囲器１１内を真空にするための排気孔５ｈが形成され、排気管５ｊは、排気孔５ｈに差し込まれて周壁に固定されている。

電子銃収容部１０の他方の端部に設けられた開口を塞ぐように、電子銃収容部１０には、ステム基板１０ｃが固定されている。ステム基板１０ｃには複数のステムピン１２が固定され、電子銃収容部１０内において、ステムピン１２には電子銃１７が通電可能に固定されている。つまり、電子銃１７は、ステムピン１２を介して電子銃収容部１０に固定され、その電子銃収容部１０は、ヘッド部５の周壁に固定されている。電子銃１７のヒータ（図示せず）が加熱されると電子が発生し、その電子がアパーチャ１０ｂを通過してヘッド部５内に出射される。

ヘッド部５内では、陽極８のターゲット９が管軸線Ｃ１上となるように配置され、ターゲット９が埋設された傾斜面３ｃがアパーチャ１０ｂに対向するように配置されているので、アパーチャ１０ｂから出射された電子は、ターゲット９に入射し、ターゲット９からＸ線が発生する。

さらに、ヘッド部５の上端部には、封塞部５ｇが一体成形されており、この封塞部５ｇには、ターゲット９の電子入射面に対面し、且つ管軸線Ｃ１と交わるようにして、Ｂｅ材からなる円形のＸ線出射窓１８が設けられている。Ｘ線出射窓１８の厚みは、０．１５ｍｍ程度である。ターゲット９で発生したＸ線は、Ｘ線出射窓１６を透過して外部に取り出される。

図３及び図４に示すように、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１と電子銃収容部１０の管軸線Ｃ２とを含む基準面Ａ１上に、Ｘ線出射窓１８の中心１８ａが配置されている。また、Ｘ線出射窓１８の中心１８ａは、管軸線Ｃ１に対して電子銃１７側に偏心している。なお、「管軸線に対して電子銃側」とは、管軸線Ｃ１を通って基準面Ａ１に直交する面Ａ２よりも電子銃１７側を意味する。

次に、Ｘ線管１Ａが組み込まれた非破壊検査装置１９について図５を参照して説明する。非破壊検査装置１９はＸ線撮像装置であるＸ線カメラ２０を備えている。このＸ線カメラ２０とＸ線管１ＡのＸ線出射窓１８との間には、試料となる回路基板Ｂが配置され、回路基板Ｂは、試料用マニピュレータ２１によって水平方向に移動可能に保持されている。試料用マニピュレータ２１は試料移動用駆動回路２２に接続され、試料移動用駆動回路２２はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成される制御ユニット２３に接続されている。試料移動用駆動回路２２は、制御ユニット２３から入力される信号に応じて試料用マニピュレータ２１を駆動制御し、Ｘ線管１Ａから出射されるＸ線が透過可能な位置に回路基板Ｂを移動させる。

Ｘ線カメラ２０は、回路基板Ｂに対して所定距離離間して配置され、Ｘ線カメラ用マニピュレータ２４によってＸ線管の移動に追従する。Ｘ線カメラ用マニピュレータ２４は、Ｘ線カメラ移動用駆動回路２５に接続され、Ｘ線カメラ移動用駆動回路２５は制御ユニット２３に接続されている。Ｘ線カメラ移動用駆動回路２５は、制御ユニット２３から入力される信号に応じてＸ線カメラ用マニピュレータ２４を駆動制御し、回路基板Ｂの拡大透視画像が撮像可能な位置となるようにＸ線カメラ２０を移動させる。

Ｘ線カメラ２０には、回路基板Ｂを透過したＸ線に対して所定の画像処理を施して映像信号として出力する画像処理装置２６が接続され、この画像処理装置２６はモニタ装置２７に接続されている。モニタ装置２７には、Ｘ線カメラ２０の出力としての回路基板Ｂの拡大透視画像を映し出すディスプレイ２７ａが設けられている。

さらに、モニタ装置２７に設けられた操作部２７ｂの操作に基づいて、試料用マニピュレータ２１を駆動させて回路基板Ｂを所望位置に移動させるための信号が、制御ユニット２３に出力され、さらに、Ｘ線カメラ用マニピュレータ２４を駆動させて回路基板Ｂの所望位置の拡大透視画像をＸ線カメラ２０に撮像させるための信号が、制御ユニット２３に出力される。

制御ユニット２３はＸ線管コントローラ２８に接続され、Ｘ線管コントローラ２８はＸ線管１Ａの電子銃１７に接続されている。また、Ｘ線管コントローラ２８は高圧電源７にも接続されており、高圧電源７に対し、Ｘ線管１Ａの陽極８に所望の電圧を印加する指令を与える。このようにＸ線管コントローラ２８は、制御ユニット２３からの制御信号に基づいて、Ｘ線管１Ａで発生するＸ線を制御している。

次に、非破壊検査装置１９の動作について説明する。操作部２７ｂを操作して非破壊検査を開始すると、制御ユニット２３からの制御信号に基づいて、Ｘ線カメラ用マニピュレータ２４及び試料用マニピュレータ２１を駆動制御してＸ線カメラ２０及び回路基板Ｂを所定位置に移動させる。また、非破壊検査を開始する前に、予め制御ユニット２３からの制御信号に基づいて、Ｘ線管コントローラ２８を作動させて、Ｘ線管１Ａの動作準備をしておく。そして、非破壊検査開始時には、制御ユニット２３からの制御信号に基づいて、Ｘ線管コントローラ２８を作動させて、電子銃１７から出射された電子が、ヘッド部５内の電界によってターゲット９に適切に入射することによりＸ線が発生する。このＸ線はＸ線出射窓１８から取り出され、回路基板Ｂに照射される。

図３に示すように、Ｘ線出射窓１８は、ターゲット９が配置された真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１に対し、電子銃１７側に偏心している。そのため、Ｘ線出射窓１８から取り出されるＸ線は、電子銃１７側で照射範囲が広くなる。例えば、電子銃１７側のＸ線照射角度αは、４５°〜７５°の範囲内が好ましい。

図６に示すように、回路基板Ｂ上に実装されたＩＣチップＴの半田ボール（ＢＧＡ）Ｓの接合状態は、Ｘ線カメラ２０で斜めから観察した方が、充分な確認ができることが一般的に知られている。このような斜めからの観察は、等間隔で並ぶ半田ボールＳが互いに重ならない角度で透視する必要がある。従って、回路基板Ｂを、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１に直交するように配置した場合、観察角度βは、半田ボールＳの間隔を考慮して、４５°〜７５°程度が好適である。

Ｘ線カメラ２０により半田ボールＳを斜めから観察した場合、図７（Ａ）に示すように、半田ボールＳが立体的に映し出される。この場合、濃淡のコントラストによって半田ボールＳの接合箇所Ｓａの半田漏れを鮮明に映し出す。なお、図７（Ａ）における半田ボールＳは正常な状態を示し、図７（Ｂ）における半田ボールＳ１は不良状態を示している。一方、図７（Ｃ）に示すように、Ｘ線カメラ２０を真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１上に配置した場合、半田ボールＳ，Ｓ１の接合箇所が、半田ボールＳ，Ｓ１の影になって見え難い。このように、Ｘ線カメラ２０による斜め観察は、半田漏れを確実に検出でき、検査精度を高めることができる。

本実施形態に係るＸ線管１Ａには、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１に対して偏心しているＸ線出射窓１８が設けられ、このような配置のＸ線出射窓１８からＸ線を取り出すようにしているため、Ｘ線カメラ２０による斜め観察が容易になる。その結果、回路基板ＢをＸ線出射窓１８に近づけることが容易になり、拡大透視画像の拡大率を容易に高めることができる。なお、従来のように、管軸線Ｃ１上にＸ線カメラ２０を配置すると、前述したように、立体画像が得られないので、回路基板Ｂを斜めにする必要があるが、この場合、回路基板ＢをＸ線出射窓に近づけ難く、拡大率を高めることが難しい。

さらに、Ｘ線管１Ａでは、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１に対してＸ線出射窓１８を偏心させることでＸ線カメラ２０による斜め観察を最適化し、Ｘ線出射窓１８を斜め観察に必要十分な大きさにすればよいので、Ｘ線出射窓１８は小さくてもすみ、必要以上のＸ線の漏洩を防止できる。さらに、Ｘ線出射窓１８が小さくなると、Ｘ線出射窓１８の強度を補う必要が少なくなってＸ線出射窓１８を薄くでき、Ｘ線の透過効率を向上させることができて鮮明な拡大透視画像の撮像が可能になる。さらに、Ｘ線出射窓１８が小さくて薄いと、Ｘ線出射窓の窓材に異物が混入する割合が低くなり、歩留まりが良くなって製造コストを軽減できる。なお、Ｘ線管１Ａでは、Ｘ線出射窓１８が管軸線Ｃ１と交わるようにして配置されているため、回路基板Ｂに対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線出射窓１８から取り出されたＸ線によって回路基板Ｂを真上から撮像することも可能である。

また、Ｘ線が取り出されるＸ線出射窓１８は、電子銃１７側に偏心しているため、照射線量の大きなＸ線をＸ線出射窓１８から取り出すことができ、鮮明な拡大透視画像の撮像が容易になる。

［第２実施形態］
図８を参照し、第２実施形態であるＸ線管１Ｂについて説明するが、このＸ線管１Ｂは、回路基板Ｂを傾けて半田ボールＳの拡大立体画像を得るのに適した構成を有する。図８(Ａ)は、Ｘ線管をＸ線出射窓側から見た平面図であり、同図（Ｂ）は、Ｘ線管を電子銃収容部側から見た側面図である。なお、第２実施形態に係るＸ線管１Ｂにおいて、Ｘ線管１Ａと同一又は同等の構造については、同一符号を付してその説明を省略する。

図８（Ａ）に示すように、Ｘ線出射窓２９は円形であり、管軸線Ｃ１と交わっている。さらに、Ｘ線出射窓２９の中心２９ａは、基準面Ａ１上から外れるように横にずれ、且つ管軸線Ｃ１を通って基準面Ａ１に直交する面Ａ２上に配置されている。このようなＸ線出射窓２９を設けると、図８（Ｂ）に示すように、Ｘ線出射窓２９の中心２９ａが電子銃１７側から外れることになり、電子銃収容部１０が邪魔になることなく、回路基板ＢをＸ線出射窓２９に近づけるように傾けることができる。その結果、回路基板ＢをＸ線出射窓２９に、より近づけることができ、拡大透視画像の拡大率を向上させることができる。なお、Ｘ線管１Ｂでは、Ｘ線出射窓２９が管軸線Ｃ１と交わるようにして配置されているため、回路基板Ｂに対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線出射窓２９から取り出されたＸ線によって回路基板Ｂを真上から撮像することも可能である。

［第３実施形態］
図９〜図１１を参照し、第３実施形態であるＸ線管１Ｃについて説明するが、このＸ線管１Ｃは、回路基板Ｂを傾けて半田ボールＳの拡大立体画像を得るのに適した構成を有する。図９はＸ線管の断面図であり、図１０はＸ線管をＸ線出射窓側から見た平面図であり、図１１は電子銃収容部近傍を示す側面図である。なお、第３実施形態に係るＸ線管１Ｃにおいて、Ｘ線管１Ａと同一又は同等の構造については、同一符号を付してその説明を省略する。

真空外囲器本体３０のヘッド部３１は、略円筒状であり、下端部にリング部材４を介してバルブ２が固定されている。バルブ２の下端部は、陽極本体部３の基端部３ａを保持している。陽極本体部３の先端部３ｂはヘッド部３１内に配置され、先端部３ｂに形成された傾斜面３ｃには、ターゲット９が埋設されている。

ヘッド部３１の上端部には封塞部３１ａが一体形成され、封塞部３１ａには、管軸線Ｃ４と交わるように円形のＸ線出射窓３２が設けられている。図１０に示すように、Ｘ線出射窓３２の中心３２ａは、真空外囲器本体３０の管軸線Ｃ４と電子銃収容部１０の管軸線Ｃ５とを含む基準面Ａ３上にあり、管軸線Ｃ４に対して電子銃１７側に偏心して設けられている。

図９に示すように、ヘッド部３１の周壁には、内側から外側に向けて斜め下方に傾斜するような円形の貫通孔３１ｂが形成され、この貫通孔３１ｂに管状の電子銃収容部３３が嵌め込まれ、電子銃収容部３３はヘッド部３１に溶接されている。電子銃収容部３３の先端には、円形のアパーチャ３３ａが形成されている。アパーチャ３３ａの中心は、電子銃収容部３３の管軸線Ｃ５上にあり、電子銃収容部３３の管軸線Ｃ５は、真空外囲器本体３０の管軸線Ｃ４と交差する。そして、電子銃収容部３３の管軸線Ｃ５と真空外囲器本体３０の管軸線Ｃ４とで形成される陽極８側の挟角θは鋭角になり（つまり、Ｘ線出射窓３２側の挟角(１８０°−θ）は鈍角となる)、電子銃収容部３３のステム基板３３ｂ側がバルブ２側に逃がされている。

本実施形態に係るＸ線管１Ｃのように、電子銃収容部３３の管軸線Ｃ５と真空外囲器本体３０の管軸線Ｃ４とで形成される陽極８側の挟角βが鋭角になるようにすると、図１１に示すように、回路基板ＢをＸ線出射窓３２に近づけるように電子銃収容部３３側に傾けても、電子銃収容部３３が真空外囲器本体３０に対して傾いているために邪魔になり難い。その結果、回路基板ＢをＸ線出射窓３２に、より近づけることができ、拡大透視画像の拡大率を向上させることができる。なお、Ｘ線管１Ｃでは、Ｘ線出射窓３２が管軸線Ｃ４と交わるようにして配置されているため、回路基板Ｂに対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線出射窓３２から取り出されたＸ線によって回路基板Ｂを真上から撮像することも可能である。

図１２を参照し、第４実施形態に係るＸ線管１Ｄ及び第５実施形態に係るＸ線管１Ｅの説明をする。なお、Ｘ線管１Ｄ及びＸ線管１Ｅにおいて、Ｘ線管１Ａと同一又は同等の構造については、同一符号を付してその説明を省略する。

［第４実施形態］
Ｘ線管１Ｄは、Ｘ線管１Ａと異なり、Ｘ線出射窓３５の形状は楕円であり、Ｘ線出射窓３５の中心３５ａは、電子銃収容部１０に収容された電子銃１７側に偏心している。このＸ線管１Ｄも、Ｘ線管１Ａと同様に、回路基板Ｂに対してＸ線を斜めから照射して拡大透視画像を撮像でき、その拡大透視画像の拡大率を上げることができる。なお、Ｘ線管１ＤのＸ線出射窓３５は、管軸線Ｃ１と交わっており、回路基板Ｂを真上から撮像することも可能である。

［第５実施形態］
Ｘ線管１Ｅは、Ｘ線管１Ａと異なり、Ｘ線出射窓３６の形状は矩形であり、二本の対角線が交差する中心３６ａは、電子銃収容部１０に収容された電子銃１７側に偏心している。このＸ線管１Ｅも、Ｘ線管１Ａと同様に、回路基板Ｂに対してＸ線を斜めから照射して拡大透視画像を撮像でき、その拡大透視画像の拡大率を上げることができる。なお、Ｘ線管１ＥのＸ線出射窓３６は、管軸線Ｃ１と交わっており、回路基板Ｂを真上から撮像することも可能である。

続いて、図１３を参照し、第６〜第８実施形態に係るＸ線管１Ｆ〜１Ｈの説明をする。なお、Ｘ線管１Ｆ〜１Ｈにおいて、Ｘ線管１Ａと同一又は同等の構造については、同一符号を付してその説明を省略する。

[第６実施形態]
Ｘ線管１Ｆには、管軸線Ｃ１から電子銃１７側に偏心し、基準面Ａ1上に中心４１ａを有するＸ線出射窓４１と、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１上に中心を有するＸ線中央出射窓４５とが設けられている。このように、Ｘ線出射窓４１の他に、Ｘ線中央出射窓４５を設けると、Ｘ線カメラ２０を、管軸線Ｃ１に対して傾けた位置と、管軸線Ｃ１上の位置とにそれぞれ設置することができ、回路基板Ｂに対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線中央出射窓４５から取り出されたＸ線によって真上からの撮像も可能になる。例えば、真上から撮像した拡大透視画像に基づいて再検査を要すると推察される試料に対してのみを斜めから撮像するような検査方法が可能になり、検査方法のバリエーションを広げることができる。

[第７実施形態]
Ｘ線管１Ｇには、管軸線Ｃ１から電子銃１７側に偏心し、基準面Ａ1上から外れるように横にずれた中心４２ａを有するＸ線出射窓４２と、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１上に中心を有するＸ線中央出射窓４６とが設けられている。このように、Ｘ線出射窓４２の他に、Ｘ線中央出射窓４６を設けると、Ｘ線カメラ２０を、管軸線Ｃ１に対して傾けた位置と、管軸線Ｃ１上の位置とにそれぞれ設置することができ、回路基板Ｂに対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線中央出射窓４６から取り出されたＸ線によって真上からの撮像も可能になる。さらに、Ｘ線出射窓４６の中心４２ａが電子銃１７側から外れることになり、電子銃収容部１０が邪魔になることなく、回路基板ＢをＸ線出射窓４２に近づけるように傾けることができる。

[第８実施形態]
また、Ｘ線管１Ｈの封塞部５ｇには、管軸線Ｃ１から電子銃１７側に偏心した一対のＸ線出射窓４３，４４が設けられている。このＸ線出射窓４３，４４は、管軸線Ｃ１と電子銃収容部の管軸線Ｃ２とを含む基準面Ａ１に対して対称となるように配置されている。さらに、Ｘ線管１Ｈには、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１上に中心を有するＸ線中央出射窓４７とが設けられている。このように、２個のＸ線出射窓４３，４４を設けると、回路基板Ｂに対して複数の異なる斜め方向からの拡大透視画像の撮像が可能になり、回路基板Ｂの検査を行う際に、より好ましい方向からの拡大透視画像の撮像が可能になる。なお、Ｘ線出射窓４３，４４の個数は２個に限定されず、３個以上であってもよい。

[第９実施形態]
図１４を参照し、第９実施形態であるＸ線管１Ｉについて説明する。このＸ線管１Ｉは、第２実施形態に係るＸ線管１Ｂとは、Ｘ線出射窓５０の配置において異なる。図１４(Ａ)は、Ｘ線管をＸ線出射窓側から見た平面図であり、同図（Ｂ）は、Ｘ線管を電子銃収容部側から見た側面図である。なお、第９実施形態に係るＸ線管１Ｉにおいて、Ｘ線管１Ａと同一又は同等の構造については、同一符号を付してその説明を省略する。

図１４（Ａ）に示すように、Ｘ線出射窓５０は円形であり、管軸線Ｃ１と交わっている。さらに、Ｘ線出射窓５０の中心５０ａは、真空外囲器本体６の管軸線Ｃ１を通り、且つ基準面Ａ１に直交する面Ａ２よりも電子銃１７側に偏心している。さらに、Ｘ線出射窓５０の中心５０ａは、面Ａ２に加え、基準面Ａ１上からも外れるように斜めにずれている。このようなＸ線出射窓５０を設けると、同図（Ｂ）に示すように、Ｘ線出射窓５０の中心５０ａが電子銃１７側から横に外れることになり、電子銃収容部１０が邪魔になることなく、回路基板ＢをＸ線出射窓５０に近づけるように傾けることができる。その結果として、第１実施形態に係るＸ線管１Ａと比較した場合に、回路基板Ｂを傾ける場合の自由度が高くなり、回路基板ＢをＸ線出射窓２９に近づけ易くなって、拡大透視画像の拡大率を向上させることができる。また、Ｘ線管１Ｉの陽極本体部３の先端部３ｂ（図３参照）には、電子銃１７の側に対面するように傾斜面３ｃが形成され、傾斜面３ｃには、ターゲット９が埋設されている。ターゲット９の電子入射面は傾斜面３ｃに略平行であり、電子入射面で発生するＸ線を管軸線Ｃ１に対して傾斜した方向に取り出す場合には、Ｘ線出射窓５０が電子銃１７側に偏っている方が取り出し易くなる。そして、Ｘ線管１Ｉは、第２実施形態に係るＸ線管１Ｂに比較して、Ｘ線出射窓５０の中心５０ａが、電子銃１７側に偏心しているため、Ｘ線管１Ｂに比較してＸ線を取り出し易くなっている。なお、Ｘ線管１Ｉでは、Ｘ線出射窓５０が管軸線Ｃ１と交わるようにして配置されているため、回路基板Ｂに対する斜めからの撮像に加え、Ｘ線出射窓５０から取り出されたＸ線によって回路基板Ｂを真上から撮像することも可能である。

本発明は、前述した実施形態に限定されない。例えば、ターゲット９の材質は、タングステンに限定されず、その他のＸ線発生用材料であってもよい。また、Ｘ線出射窓１８の材質もＢｅ材に限定されず、その他のＸ線が透過しやすい所望の材料であってもよい。また、ターゲット９を陽極８の一部に設ける場合に限定されず、陽極８の全体を所望のＸ線発生用材料で一体に形成し、陽極８自体がターゲットとなるようにしてもよい。さらに、真空外囲器本体（陽極収容部）６にターゲット９が収容される場合の「収容」とは、ターゲット９の全体を収容している場合に限定されず、例えば、陽極８自体がターゲットになる場合には、ターゲットの一部が真空外囲器本体（陽極収容部）６から露出している状態も含まれる。また、アパーチャ１０ｂ，３３ａの中心は電子銃収容部１０，３３の管軸線Ｃ２，Ｃ５上にある場合に限定されず、管軸線Ｃ２，Ｃ５上以外にあるような配置にしてもよい。また、管状の真空外囲器本体（陽極収容部）６とは、円形の管状に限定されず、矩形、その他の形状であってもよく、また、ストレートに伸びる管状に限定されず、カーブまたは屈曲した管状であってもよい。

本発明に係るＸ線管の第１実施形態を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係るＸ線管の斜視図である。 第１実施形態に係るＸ線管の断面図である。 第１実施形態に係るＸ線管をＸ線出射窓側から見た平面図である。 第１実施形態に係るＸ線管が組み込まれた非破壊検査装置を示すブロック図である。 Ｘ線カメラとＸ線管との配置関係を示す図である。 拡大透視画像を示し、（Ａ）は、Ｘ線管の真上から撮像した拡大透視画像を示し、（Ｂ）は、Ｘ線管に対して斜め上方から撮像した拡大透視画像を示す。 本発明に係るＸ線管の第２実施形態を示し、（Ａ）は、Ｘ線出射窓側から見た平面図であり、（Ｂ）は、電子銃側から見た背面図である。 本発明に係るＸ線管の第３実施形態を示す断面図である。 第３実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓側から見た平面図である。 第３実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓近傍を示す側面図である。 本発明に係るＸ線管の第４、第５実施形態を示し、（Ａ）は第４実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓側から見た平面図、（Ｂ）は第５実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓側から見た平面図である。 本発明に係るＸ線管の第６〜第８実施形態を示し、（Ａ）は第６実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓側から見た平面図、（Ｂ）は第７実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓側から見た平面図、（Ｃ）は第８実施形態に係るＸ線管のＸ線出射窓側から見た平面図である。 本発明に係るＸ線管の第９実施形態を示し、（Ａ）は、Ｘ線出射窓側から見た平面図であり、（Ｂ）は、電子銃側から見た背面図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｉ…Ｘ線管、２…バルブ、５，３１…ヘッド部、５ｅ…平面部、５ｇ，３１ａ…封塞部、６，３０…真空外囲器本体、８…陽極、９…ターゲット、１０，３３…電子銃収容部、１７…電子銃、１８，２９，３２，３５，３６，４１〜４４，５０…Ｘ線出射窓、１９…非破壊検査装置、２０…Ｘ線カメラ、４５〜４７…Ｘ線中央出射窓、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５…管軸線、θ…挟角、Ａ１，Ａ３…基準面。

Claims (6)

1. 管状の陽極収容部内に配置された陽極のターゲットに、電子銃から出射された電子を入射させてＸ線を発生させ、そのＸ線をＸ線出射窓から取り出すＸ線管において、
   前記陽極は、前記陽極収容部の管軸線に沿って配置され、
   前記陽極収容部の端部に設けられた封塞部には、一の前記Ｘ線出射窓が設けられており、
   一の前記Ｘ線出射窓は、前記陽極収容部の前記管軸線に交わるように配置されると共に、前記陽極収容部の前記管軸線に対して偏心して設けられていることを特徴とするＸ線管。
2. 前記電子銃は、前記陽極収容部の前記管軸線の周囲に設けられた周壁に取り付けられ、前記Ｘ線出射窓は、前記管軸線に対して前記電子銃側に偏心していることを特徴とする請求項１記載のＸ線管。
3. 前記電子銃は、前記陽極収容部に固定された管状の電子銃収容部に収容され、
   前記電子銃収容部の管軸線は、前記陽極収容部の前記管軸線に直交し、
   前記Ｘ線出射窓は、前記陽極収容部の前記管軸線と前記電子銃収容部の前記管軸線とを含む面からずれた位置に中心を有することを特徴とする請求項２記載のＸ線管。
4. 前記電子銃は、前記陽極収容部に固定された管状の電子銃収容部に収容され、
   前記電子銃収容部の前記管軸線と前記陽極収容部の前記管軸線とは交差し、且つ前記電子銃収容部の前記管軸線と前記陽極収容部の前記管軸線とで形成された前記陽極側の挟角は鋭角であり、
   前記Ｘ線出射窓は、前記陽極収容部の前記管軸線と前記電子銃収容部の前記管軸線とを含む面上に中心を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線管。
5. 前記封塞部には、前記陽極収容部の前記管軸線に対して偏心して設けられた前記Ｘ線出射窓と、前記陽極収容部の前記管軸線上に中心を有するＸ線中央出射窓とが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のＸ線管。
6. 管状の陽極収容部内に配置された陽極のターゲットに、電子銃から出射された電子を入射させてＸ線を発生させ、そのＸ線をＸ線出射窓から取り出すＸ線管と、前記Ｘ線管から取り出されて試料を透過した前記Ｘ線を撮像するＸ線画像撮像装置とを有する非破壊検査装置において、
   前記ターゲットは、前記陽極収容部の管軸線上に配置され、
   前記陽極収容部の端部に設けられた封塞部には、一の前記Ｘ線出射窓が設けられており、
   一の前記Ｘ線出射窓は、前記陽極収容部の前記管軸線に交わるように配置されると共に、前記陽極収容部の前記管軸線に対して偏心して設けられていることを特徴とする非破壊検査装置。

Images