JP5125423B2 - Ｘ線断層画像によるはんだ電極の検査方法およびこの方法を用いた基板検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、両面実装基板を検査対象として、この基板に実装される電子部品と基板側電極（ランドまたはパッドと呼ばれるもの）とを接続するはんだ電極の状態を、Ｘ線による断層画像を用いて検査する方法、およびこの方法を用いた基板検査装置に関する。

この種の検査は、部品本体の裏面に設けられたボール状のはんだ電極の集合体（一般にＢＧＡ（Ball Grid Aray）と呼ばれる。）のような、外観検査が困難なはんだ電極を対象に、形状の適否や、「ボイド」と呼ばれる空洞部の有無などを判別する用途に適している。はんだ電極の断層画像を再構成する具体的な手法としては、Ｘ線ＣＴを用いた方法（特許文献１参照。）、およびトモシンセシスの原理を用いた方法（特許文献２参照。）が知られている。

特許第３６９４８３３号公報 特表２００４−５１５７６２号公報

トモシンセシスによる画像再構成では、Ｘ線源およびＸ線検出器を対象物を挟むように配置し、両者間の関係を変更しながら複数回の投影処理を実行し、生成された画像をディジタル処理により平均化する。この場合の投影処理は、断層画像の生成対象とする複数の断面（以下、「目標断面」という。）の中の１つを基準にして、この基準断面内の任意の点が常にＸ線検出器の同一座標に投影されるように、毎時の投影におけるＸ線源およびＸ線検出器の位置を調整して行われるので、基準断面内の点は画像の平均化によって強調されるが、その他の断面の点は種々の位置にばらついて投影され、平均化された画像ではボケた状態になる。また基準断面以外の各目標断面についても、その断面内の各点の座標が同一になるように基準断面につき生成された画像を補正して平均化処理を行うので、同様に、目標断面内の各点が強調され、その他の断面の点がぼけた状態の画像を得ることができる。よって、いずれの目標断面についても、多少のノイズは残るが、目的断面が明瞭化された画像を得ることができる。

一方、Ｘ線ＣＴによる画像再構成では、目標断面毎に、対向配備されたＸ線源およびＸ線検出器の間に、両者を結ぶ軸線が目標断面の法線に直交する関係になるようにして対象物を配備し、この対象物に対するＸ線源およびＸ線検出器の方位を微小角度単位で変更しながら投影を繰り返す。そして、生成された多数のＸ線透視画像を用いて、目標断面の各点のＸ線吸収係数を求める演算を実行する。

ただし、特許文献１に開示された方法では、厚みの薄い基板を対象に、その厚み方向に直交する断面を生成する点や、一部領域の拡大断面を生成する点などを考慮して、上記の一般的手法とは若干異なる処理を行っている。簡単に説明すると、基板を回転テーブルにより回転させるとともに、この回転軸に対して斜めに交わる方向に、Ｘ線源およびＸ線検出器を対向配備して撮影を行い、生成された各Ｘ線透視画像を、回転軸に対して垂直になる方向から透過を行った画像に変換し、変換後の画像を用いて吸収係数の算出のための演算を実行する。

トモシンセシスによる処理とＸ線ＣＴによる処理とを比較すると、生成される断層画像の精度の面では、Ｘ線ＣＴの方が圧倒的に優れている。しかし、Ｘ線ＣＴでは、多数の投影処理が必要である上に、演算が複雑になるため、断層画像を再構成するのにかなりの時間が必要になる。これに対し、トモシンセシスによれば、投影処理の回数は、Ｘ線ＣＴに比べるとはるかに少なく、また演算も簡単であるので、短い時間で処理を完了することができる。

このような点から、多数の基板の製造および検査を行う事業所では、検査の効率を上げるために、できる限りトモシンセシス方式の断層撮影による検査を実行することを、希望している。ただし、あくまでも、検査の精度を確保できることが前提となる。

トモシンセシス方式による画像再構成では、目標断面以外の面の比較的大きな範囲にＸ線の吸収率が高い構成物があると、断層画像の画質が低下して、検査の精度を確保できなくなる可能性がある。断層画像の再構成に使用される複数の画像においては、上記の構成物の各点はそれぞれ画像毎に異なる位置に投影されるが、投影される対象が異なっても、毎時同じ座標にＸ線の吸収率が高い点が投影されると、これらの投影結果が平均化処理によって強調され、明瞭な画像として現れるからである。
検査対象のはんだ電極が投影される範囲内に、上記のような検査対象外の投影像によるノイズが生じると、検査の精度を確保するのは困難になる。したがって、このような場合には、トモシンセシスを適用するのをあきらめて、Ｘ線ＣＴによる断層画像を生成する必要がある。

発明者は、上記のようなノイズの具体例として、両面実装基板におけるはんだ電極の検査を行う場合に、検査対象のはんだ電極の裏側に実装されている部品により生じるノイズに着目した。はんだ電極の裏側に部品が存在しても、この部品の投影範囲が画像間で重なり合わない場合には、顕著なノイズが生じるおそれはない。しかし、裏側の部品のサイズや実装位置によっては、各方位からのＸ線に対して部品が投影される範囲が重複する場合があり、この重複部分の投影像が重畳されて、顕著なノイズが生じる可能性がある。

この発明は、上記の実情を考慮して、両面実装基板を対象にはんだ電極の検査を行う場合に、裏側の部品に起因したノイズが生じるか否かによって、Ｘ線ＣＴによる画像再構成とトモシンセシス手法による画像再構成とを自動的に切り替えて実行することによって、検査の精度を確保しつつ、処理効率を可能な限り向上できるようにすることを、第１の課題とする。

さらにこの発明では、各被検査部位に適した画像再構成の手法を決定する処理を、部品の配置状態を示すデータを用いて自動で実施できるようにすることを、第２の課題とする。

この発明による検査方法では、それぞれ異なる高さ位置に配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板に対するＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を調整して基板のＸ線透視画像を生成する制御処理部とを具備し、目標断面に対するＸ線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが１組以上生じるように、前記相対位置の調整を行って複数のＸ線透視画像を生成し、各Ｘ線透視画像を目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成と、トモシンセシスより多くのＸ線透視画像を生成して、これらの画像を用いて目標断面のＸ線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するＸ線ＣＴによる画像再構成とを、切り替えて実行できるようにした検査装置を準備する。

さらに、この方法では、検査対象の両面実装基板の構成を示すデータを、検査に先立ち制御処理部に入力し、データ入力後の制御処理部において、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、前記２種類の画像再構成のいずれを実行するかを入力データを用いて決定して、その決定結果を登録した後、検査対象の基板の各撮影対象領域に対し、それぞれ登録された画像再構成により断層画像を自動生成して検査を実行する。

上記の制御処理部により行われる一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理では、この撮影対象領域に対しトモシンセシスによる画像再構成を実行すると仮定して、複数のＸ線透視画像を、画像生成時の目標断面に対するＸ線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、その組み合わせに係るＸ線透過画像を目標断面の投影範囲を基準に位置合わせしたときに撮影対象領域の裏側の部品の投影範囲に重複する部分が生じるか否かを、前記入力データから求めた裏側の部品のサイズと、各画像生成時の目標断面に対するＸ線が撮影対象領域の裏側の基板面を通過する範囲の大きさとの関係に基づき判別する。そして、所定数の組み合わせについて裏側の部品の投影範囲に重複が生じるという判別結果が得られたときはＸ線ＣＴによる画像再構成を実行する旨を決定し、投影範囲の重複が生じると判別された組み合わせが所定数に満たないときは、トモシンセシスによる画像再構成を実行する旨を決定する。

上記方法の好ましい態様では、一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理において、仮定のトモシンセシスによる毎時の透視撮影を、目標断面に対するＸ線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、この組み合わせにつきＸ線源の方位の相反が生じている方向について、目標断面の所定位置に照射される各方位からのＸ線の照射角度と当該目標断面の高さとに基づき、撮影対象領域の裏側の基板面を通過するＸ線の通過範囲の大きさを求め、求められた大きさと入力データから求めた裏側の部品のサイズとを比較する。そして、所定数の組み合わせにおいて、Ｘ線の通過範囲より部品の方が大きくなる場合には裏側の部品の投影範囲の重複が生じると判別して、Ｘ線ＣＴによる画像再構成を実行する旨を決定する。

上記の方法によれば、検査に先立ち、裏側の部品に起因するノイズが顕著になる可能性が高い撮影対象領域に対しては、Ｘ線ＣＴによる画像再構成を実行するように登録がなされ、それ以外の撮影対象領域に対しては、トモシンセシスによる画像再構成を実行するように、設定を行うことができる。よって検査の際には、設定されたデータに基づき、撮影対象領域毎に適切な画像生成処理を自動的に選択して実行するので、どの被検査部位についても、検査に支障のない断層画像を生成でき、検査の精度を確保することができる。また、裏側の部品によるノイズが顕著になるおそれのない被検査部位に対しては、トモシンセシスによる画像再構成が行われるので、検査の効率を向上することができる。

またこの方法では、検査対象の両面実装基板の構成を示すデータ（基板の厚み、各部品の位置および大きさなど）を制御処理部に入力することによって、トモシンセシスによる検査が可能であるかどうかを、テスト撮影を行うことなく、簡単に判別することができる。

なお、上記方法では、個々のはんだ電極をそれぞれ個別に撮影してもよいが、ＢＧＡを構成するはんだ電極など、微小なものを検査対象とする場合には、複数のはんだ電極を含む領域を１つの撮影対象領域としてもよい。この場合には、部品単位で撮影対象領域を定めることもできる。

上記の方法が適用された基板検査装置は、それぞれ異なる高さ位置に配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板にはんだ電極を介して実装された電子部品が撮影されるように、基板に対するＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を調整して複数回の透視撮影を実行し、生成された複数のＸ線透視画像からはんだ電極の断層画像を生成する制御処理部と、制御処理部が生成した断層画像を用いてはんだ電極の状態を検査する検査部とを具備する。

制御処理部には、目標断面に対するＸ線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが１組以上生じるように、相対位置の調整を行って複数のＸ線透視画像を生成し、各Ｘ線透視画像を目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成を実行する第１処理部と、トモシンセシスよりも多くのＸ線透視画像を生成して、これらの画像を用いて目標断面のＸ線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するＸ線ＣＴによる画像再構成を実行する第２処理部と、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、第１および第２のいずれの処理部による画像再構成を実行するかを決定して、その決定結果を示す情報を登録する登録手段と、登録された情報に基づき、撮影対象領域毎にその領域に対して決定した処理部に画像再構成処理を実行させる制御手段とが含まれる。

上記の登録手段は、両面実装基板のはんだ電極が検査対象となるとき、その両面実装基板の構成を示すデータの入力を受け付けて、撮影対象領域毎に、前出の画像再構成の内容を決定する処理を実行する。

この発明によれば、両面実装基板に実装された電子部品のはんだ電極を対象に、Ｘ線による断層画像を用いた検査を行う場合に、裏側の面に実装される部品に起因するノイズにより検査の精度を確保するのが困難な撮影対象領域に対しては、Ｘ線ＣＴによる画像生成処理への切替を自動的に行って、高精度の断層画像を生成する一方で、このようなノイズが生じない撮影対象領域に対しては、トモシンセシスにより簡単かつ高速に断層画像を生成するようにしたので、検査の精度を確保しつつ、検査効率を向上することができる。また各撮影対象領域に適用する画像再構成の手法を、基板の構成データを用いて自動的に決定することができるので、ユーザに負担をかけることなく、短時間で設定を完了することができる。

図１は、この発明が適用されたＸ線利用の基板検査装置の概略構成を示す。
この基板検査装置は、外観検査が困難な箇所を対象に、Ｘ線による断層画像を生成し、生成された画像を用いて検査を行うもので、検査対象の基板１を支持する基板支持テーブル２、Ｘ線管３、フラットパネルディテクタ４（以下、「ＦＰＤ４」と略す。）、ＣＣＤカメラ５、変位センサ６、および図２に示すコントローラ２０などにより構成される。

なお、図中の１０は、具体的な検査対象の例としてのはんだ電極を示し、１１は、はんだ電極１０により基板１に接続される部品（以下、「ＢＧＡ部品１１」という。）を示す。図１では、便宜上、各はんだ電極１０を誇張して描いているが、実際のはんだ電極１０は微小なもので、ＢＧＡ部品１１の裏面に多数配備される。

また、この実施例の基板１は、両面実装基板であって、各面とも、種々の部品が実装され、ＢＧＡ部品１１も、双方の面に実装される場合がある。したがって、下面側のＢＧＡ部品１１のはんだ電極１０に対する断層画像が生成される場合もあるが、この実施例では、便宜上、上面側のはんだ電極１０を検査対象とする場合に限定して説明する。また、以下では、検査対象のＢＧＡ部品１１が実装される面を表面といい、他方を裏面という。

基板支持テーブル２は、基板１を、水平な姿勢にして支持する。なお。この支持は、基板裏面の部品が実装されていない端縁部に対して行われ、裏面の部品は、基板支持テーブル２の図示しない収容空間に収容される。Ｘ線管３は、円錐状のＸ線ビーム（コーンビーム）を出射するタイプのもので、基板支持テーブル２の上方に配備される。ＦＰＤ４は、基板１を透過したＸ線を受けて２次元のＸ線透視画像を生成するもので、図示しない支持ホルダにより、通常は、検出面４Ａが真上を向くように、水平な姿勢で支持されている。ただし、Ｘ線ＣＴ用の撮影を行う場合には、図中の一点鎖線で示すように、ＦＰＤ４は、検出面４ＡがＸ線管３の方を向くように傾いた姿勢で支持される。

基板支持テーブル２およびＦＰＤ４は、それぞれ図２に示すＸＹステージ８，９により、Ｘ軸方向（図１の左右方向とする。）およびＹ軸方向（図１の紙面に直交する方向とする。）に移動可能に支持される。一方、Ｘ線管３は、所定高さ位置に、Ｘ線の出射面を真下に向けて固定配備される。

ＣＣＤカメラ５および変位センサ６は、ＦＰＤ４より下方の所定位置に、それぞれ受光面を基板１に向けて配置される。ＣＣＤカメラ５は、基板１の下面の所定範囲を撮像する。変位センサ６は、レーザーダイオードやフォトダイオードが組み込まれた光学式のセンサであって、受光面から基板１の裏面までの距離（計測対象位置に部品がある場合には、その部品までの距離となる。）を計測する。ＣＣＤカメラ５により生成された画像は、基板１の位置決め処理に使用され、変位センサ６による検出信号は、目標断面の高さ位置の調整に使用される。

上記のＣＣＤカメラ５および変位センサ６は、上面が開口された収容部（図示せず。）内に配備されている。収容部の開口部は、通常はシャッタ７により閉じられており、カメラ５による撮像や変位センサ６による距離計測を実行するときのみ開放される。これによりＸ線透過撮影時に、ＣＣＤカメラ５や変位センサ６にＸ線の影響が及ぶのを防止することができる。

なお、この実施例では、Ｘ線検出器としてＦＰＤ４を使用しているが、これに限らず、イメージインテンシファイヤ（ＩＩ）やＣＣＤ等を使用してもよい。

図２は、上記の基板検査装置の全体構成を示すブロック図である。
この基板検査装置のコントローラ２０は、汎用のパーソナルコンピュータを利用して製作されるもので、ＣＰＵを含む制御部２１、メモリ２２、演算処理装置２３、モニタ２４、操作部２５などを具備する。このコントローラ２０には、図１に示したＸ線管３およびＦＰＤ４のほか、ＣＣＤカメラ５、基板１の移動用のＸＹステージ８、ＦＰＤ４の移動用のＸＹステージ９、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）２６などが接続される。

ＰＬＣ２６は、制御部２１からの指令に応じて、ＣＣＤカメラ５、変位センサ６、シャッタ７を駆動し、撮像や距離計測を行わせる。また、変位センサ６からの検出信号を取り込んで、これを距離データに換算し、制御部２１に出力する。一方、ＣＣＤカメラ５からの画像信号は、ＰＬＣ２６を経由せずに、コントローラ２０内の図示しない画像用インターフェースを介して制御部２１に入力される。

メモリ２２は、ハードディスク等の大容量メモリであって、制御や検査に関するプログラム、検査対象の基板のＣＡＤデータ、および検査の実行に必要な各種設定データが格納される。また、検査に用いられた断層画像を保存するための画像データベースもメモリ２２内に設けられる。

演算処理装置２３は、Ｘ線ＣＴによる断層画像の再構成に係る演算を実行するためのもので、高性能のＣＰＵを含む演算回路が搭載された基板として構成される。

上記構成において、検査対象の基板１は、図示しない上流の搬送機構から基板支持テーブル２に搬入される。制御部２１は、ＸＹステージ８を用いてこの基板１を初期位置に合わせた後、基板１のあらかじめ定められた複数の検査領域に対する透視撮影を開始する。

上記の基板１を初期位置に合わせる処理では、ＣＣＤカメラ５により基板１の一角部に形成された基準マークを撮像し、画像中の基準マークがあらかじめ定めた基準位置に合致するように、Ｘ，Ｙの各軸方向における基板１の位置を調整する。

各検査領域に対する透視撮影の前にも、一旦、対象とする検査領域の中心がＸ線管３の光軸Ｌに合うように基板１を位置決めした後に、透視撮影に応じた位置に基板１を移動させる。この透視撮影前の位置合わせでも、ＣＣＤカメラ５により基板１の裏面の画像を生成し、この画像があらかじめ登録されたモデルの画像に合致するように、Ｘ，Ｙの各軸方向における基板１の位置を調整する。

また制御部２１は、上記の位置合わせが終了すると、透視撮影のための移動を開始する前に、変位センサ６により計測された距離データに基づき、あらかじめ定めた基準断面の高さを修正し、この修正に合わせて、透視撮影時のＸＹステージ８，９の移動量などの制御パラメータを調整する。検査すべき断面の高さは基板１やはんだ電極１０等の厚みに応じて定められるが、基板の反りなどによって、この断面が本来の高さ位置からずれる可能性があるからである。

なお、基準断面以外の各目標断面の高さは、それぞれ基準断面からの距離により表されるので、基準断面の高さが修正されることによって、すべての目標断面の高さを調整することができる。このように、検査領域毎に、基板１の位置合わせおよび基準断面の高さ調整を行ってから透視撮影を開始することにより、目的とする断層画像を精度良く生成することができる。

この実施例でいう検査領域は、はんだ電極１０を包含する仮想の３次元領域（部品１１と基板１とに挟まれた領域）であり、透視撮影の対象とされる。実際のはんだ電極１０は微小であるので、１つの検査領域には複数のはんだ電極１０が含まれるが、この実施例では、はんだ電極１０を誇張しているので、１つ１つのはんだ電極１０に個別に検査領域が設定されるものとする。

この実施例の基板検査装置では、Ｘ線ＣＴによる画像再構成と、トモシンセシスによる画像再構成とを実行することが可能であって、検査領域毎にいずれか一方の画像再構成処理を実行するようにしている。
いずれの方法でも、高さの異なる複数の目標断面を設定して、Ｘ線源３およびＦＰＤ４の各中心点を結ぶ直線が検査領域を斜めに横切るように調整し、基板１に対するＸ線管３およびＦＰＤ４の関係を変更して複数回の透視撮影を行う。ただし、撮影回数、および画像再構成のための演算処理は、トモシンセシスとＸ線ＣＴとでは、全く異なる。

図３は、トモシンセシスを実行する場合の投影処理の具体例を示す。
この図は、Ｘ線源３、ＦＰＤ４、および基準断面Ｔを真上から俯瞰したと想定して、三者間の関係の変化を表したものである。なお、基準断面Ｔとして、複数の目標断面の中から任意の断面を選択することができる。

この実施例では、基準断面Ｔ内の一点Ｏ（この実施例では中心点とするが、これに限定されるものではない。）を基準点に設定し、Ｘ，Ｙの各軸方向において、それぞれＸ線管３の光軸Ｌに対する距離が等しい関係にある４点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に基準点Ｏが順に移動するように基板１の位置を変更する。また、これらの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に基準点Ｏが合わせられたときに、この点Ｏが投影される位置（点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）にＦＰＤ４の中心点Ｒが置かれるように、基板１の移動に合わせてＦＰＤ４を移動させ、移動毎に透視撮影を行う。具体的には、基準点Ｏが点Ｐ１に移動したときには中心点Ｒは点Ｑ１に移動し、基準点Ｏが点Ｐ２に移動したときには中心点Ｒは点Ｑ２に移動し、基準点Ｏが点Ｐ３に移動したときには中心点Ｒは点Ｑ３に移動し、基準点Ｏが点Ｐ４に移動したときには中心点Ｒは点Ｑ４に移動する。

この実施例のＸ線管３からは、円錐状のビームが出射されているので、各方位に対するＸ線の照射角度は均一になる。また、光軸Ｌに対する点Ｐ１〜Ｐ４の距離が等しいので、点Ｑ１〜Ｑ４の光軸Ｌに対する距離も等しくなる。

なお、基板１やＦＰＤ４を位置決めする場所は、Ｘ，Ｙ軸の正負が示す４方位に限定されるものではない。たとえば、上記の４方位のほかに、Ｘ，Ｙの各軸に対しそれぞれ４５度傾いた方位をあわせた計８方位において、光軸Ｌに対する距離が等しい関係にある各点を、それぞれ基準点Ｏの位置決め点として設定し、これらの点に対応させて、ＦＰＤ４の位置決め点を設定してもよい。

また上記の例のように、光軸Ｌに対する基準点Ｏの距離が一定になるように基板１を移動させる場合には、基準点Ｏは、光軸Ｌを中心にした円の円周に沿って移動していると考えられるが、基準点Ｏの軌道は円軌道に限定されるものではない。たとえば基準点Ｏの位置が楕円または矩形状の軌道をもって変化するように、毎時の基板１の位置を定めてもよい。

以下では、図３に示した方法で基板１およびＦＰＤ４を移動させることを前提に、基準断面Ｔの位置を、基準点Ｏが合わせられる点Ｐ１〜Ｐ４を用いて示し、ＦＰＤ４の位置を点Ｑ１〜Ｑ４を用いて示すことにする。
図４では、基準断面Ｔが点Ｐ１の位置に置かれたときの投影状態と、点Ｐ２の位置に置かれたときの投影状態とを、対比させて示す。また各位置で生成されるＸ線透視画像Ａ１，Ａ２の模式図を、それぞれの位置に対応づけて示している。

図４中、１２は、基板１を挟んで検査領域に対向する位置に実装されている部品である（以下、「裏面部品１２」という。）。この例では、説明を簡単にするために、基準断面Ｔ内にあるはんだ電極１０の構成点、および裏面部品１２の上面（基板１に接する面）について、それぞれＦＰＤ４の検出面４Ａおよび各Ｘ線透視画像Ａ１，Ａ２における投影範囲を、傾斜方向が異なる斜線パターンにより示す。なお、対応関係を明確にするため、検出面４Ａの投影範囲と画像Ａ１，Ａ２中の投影範囲には、それぞれ同一の符号（Ｓ１，Ｕ１、またはＳ２，Ｕ２）を付す。また、画像Ａ１，Ａ２の背景部分（各投影範囲の外側部分）は、一般には黒色で表されるが、この例では、各投影範囲を確認しやすいように、紙面の地の色（白色）とする。

また以下では、Ｓ１，Ｓ２を「はんだ電極１０の投影範囲」といい、Ｕ１，Ｕ２を「裏面部品１２の投影範囲」というが、Ｓ１，Ｓ２は、あくまでも基準断面Ｔ内のはんだ部分の投影範囲であり、はんだ電極１０全体の投影像を表すものではない。Ｕ１，Ｕ２も、裏面部品１２の基板１に接する底面（図示上は上側の面となる。）の投影範囲であり、裏面部品１２の全体の投影像を表すものではない。

この実施例のＸ線管３からは、各方位に均一に広がる円錐状のビームが照射され、また基準断面Ｔの基準点Ｏが常にＦＰＤ４の中心点Ｒに投影されるように、基板１とＦＰＤ４との位置が調整されている。したがって、基板１が移動して基準点Ｏの位置が変わっても、この基準点Ｏを含む基準断面Ｔ内の各点は、常に検出面４Ａの同一座標に投影される。これに対し、裏面部品１２の構成点は、基準断面Ｔとは異なる高さにあるため、毎回異なる座標に投影される。よって、毎時の透視撮影におけるはんだ電極１０の投影範囲Ｓ１，Ｓ２は同一になるが、裏面部品１２の投影範囲Ｕ１，Ｕ２は、異なるものになる。

基準断面Ｔが点Ｐ３の位置にあるときと、点Ｐ４の位置にあるときとの関係も、図４の例と同様になり、それぞれ図５中に符号Ａ３，Ａ４で示すようなＸ線透視画像が得られる。

この実施例によるトモシンセシス方式の画像再構成処理では、基準断面Ｔを点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に位置合わせして生成した４枚のＸ線透視画像Ａ１〜Ａ４の各画素を、座標が対応する関係にあるもの毎に組み合わせ、これらの組み合わせ毎に、それぞれその組に属する４つの画素中で濃度が最も低い画素のデータ（すなわち４画素の中でＸ線透過率が一番高いことを示すデータ）の画像データを選択する。そして、各組に共通する座標に選択された画像データをあてはめることによって、基準断面Ｔの断層画像を生成する。

さらに、基準断面Ｔ以外の目標断面については、その断面と基準断面Ｔとの距離に基づき、上記の画像Ａ１〜Ａ４が当該目標断面を基準断面とした場合の画像になるように、各画素の座標を変更する（すなわち、目標断面内の各点の投影点の座標が一致するように画像Ａ１〜Ａ４を補正する。）。そして、補正後の４枚の画像を用いて、基準断面Ｔの場合と同様に、座標が対応する関係にある画素の組み合わせ毎に、濃度が最も低い画素の画像データを選択する方法によって、目標断面の断層画像を生成する。

なお、基準断面Ｔについても、必ずしもその断面Ｔ内の各点が同一座標に投影されるように基板１やＦＰＤ４の位置を定める必要はない。ただし、その場合には、基準断面Ｔについても、画像Ａ１〜Ａ４を上記と同様に補正する必要がある。

つぎに図５〜７を用いて、断層画像の再構成の具体例と裏面部品１２が及ぼす影響について説明する。なお、この例では、図３の方法により撮影された基準断面ＴのＸ線透視画像Ａ１〜Ａ４を用いた画像再構成を示すが、これらの画像を補正して再構成処理を行う場合にも、画像再構成に及ぼす裏面部品１２の影響は、図５〜７に示すのと同様になる。

図５〜７では、基準断面Ｔを点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に位置合わせして生成したＸ線透視画像Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を、図３に示した４点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置関係に合わせて配置するとともに、これらの画像の中央に、各画像により再構成された断層画像Ｂを配置している。

各画像Ａ１〜Ａ４中のＳ１〜Ｓ４は、はんだ電極１０の投影範囲であり、Ｕ１〜Ｕ４は裏面部品１２の投影範囲である。図４を用いて説明したように、基準断面Ｔにおけるはんだ電極１０の構成点は、いずれのＸ線透視画像Ａ１〜Ａ４でもそれぞれ同一の座標に投影されるが、裏面部品１２の構成点が投影される座標は、画像によって変動する。

図５の例では、いずれの画像Ａ１〜Ａ４でも、裏面部品１２は、はんだ電極１０の投影範囲Ｓ１〜Ｓ４の外側（背景部分）に投影される。また、各画像Ａ１〜Ａ４における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４は、いずれも他の範囲に重複していない。

したがって、対応関係にある４画素のうち濃度が最小の画素のデータを選択する方法によれば、画像間で一致するはんだ電極１０の投影範囲Ｓ１〜Ｓ４については、いずれの画像のデータが選択されたとしても、はんだ電極１０を表すデータが選択される。これに対し、背景部分については、いずれかの画像で部品１２が投影されたために濃度が高くなった箇所があっても、他の部品１２が投影されていない画像における同一箇所の濃度の方が低いため、部品１２の投影状態を表すデータが選択されることはない。よって、断層画像Ｂには、はんだ電極１０の画像Ｓが明瞭に現れるが、裏面部品１２の画像が現れることはない。

なお、図５では、断層画像Ｂ中の部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４に対応する部分を点線枠で示す。一般的な画像の平均化処理による画像再構成を行った場合には、これら点線枠の範囲に、うっすらとした画像が現れる可能性がある。

図６は、裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４が、図５の例より大きくなった場合のＸ線透視画像Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４、およびこれらの画像Ａ１〜Ａ４により再構成された断層画像Ｂを示す。
この例では、いずれの画像Ａ１〜Ａ４でも、はんだ電極１０の投影範囲Ｓ１〜Ｓ４と裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ２との間に重なりが生じている。投影範囲が重なる部分では、他の部分より濃度が高くなるため、画像の白みが強くなる。しかし、各画像Ａ１〜Ａ４における重なり部分の出現範囲を比較すると、撮影時のＸ線管３の方位が直交する関係にある画像間には共通に含まれる箇所はあるものの、撮影時のＸ線管３の方位が相反する関係にある画像間に共通に含まれる箇所はない。したがって、画像Ａ１〜Ａ４の裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４のすべてに共通する箇所は存在しないから、はんだ電極１０の投影範囲Ｓ１〜Ｓ４については、常に裏面部品１２の投影範囲に重なっていない画像のデータが選択される。また背景部分についても、図５の例と同様に、常に背景を表すデータが選択されるから、断層画像Ｂ中に裏面部品１２による画像が現れることはない。

図７は、裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４がさらに大きくなった場合のＸ線透視画像Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４、およびこれらの画像Ａ１〜Ａ４により再構成された断層画像Ｂを示す。

この例では、各Ｘ線透視画像Ａ１〜Ａ４における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４が、はんだ電極１０の投影範囲Ｓ１〜Ｓ４の半分以上の範囲に重複し、その結果、画像の中心部分が裏面部品１２の４つの投影範囲Ｕ１〜Ｕ４に共通に含まれている。投影範囲Ｕ１〜Ｕ４に共通に含まれる箇所では、裏面部品１２による濃度が加味された画像データが選択されるため、再構成された断層画像Ｂの対応箇所に、周囲より濃度の高いノイズＮが現れる。

つぎに、Ｘ線ＣＴによる画像再構成では、ＦＰＤ４を、図１に一点鎖線で示したように傾けて、基板１およびＦＰＤ４の位置を種々に変化させる。位置が変化しても、ＦＰＤ４およびＸ線管３の各中心点を結ぶ軸線は、目標断面を特定の基準点の位置で斜めに横切る状態に維持される。また、基板１、Ｘ線管３、およびＦＰＤ４の関係が、Ｘ線源３およびＦＰＤ４を固定して、基準点を軸に目標断面を所定の角度単位ずつ回転させた場合と同様に変化するように、基板１およびＦＰＤ４の位置を変更し、位置変更の都度、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を駆動して透視撮影を行わせる。

毎時の撮影により生成されたＸ線透視画像は、演算処理装置２３に入力され、前出の特許文献１に開示されたのと同様の方法、すなわち各入力画像を、基板１の法線方向に直交する方向から透視を行った状態を表す画像に変換し、変換後の各画像を用いて、目標断面Ｒ内の複数点のＸ線吸収係数を算出する方法により、目標断面の断層画像が生成される。

なお、Ｘ線ＣＴでは、上記の手法による複数回の透視撮影および画像再構成を、目標断面毎に実行する必要がある。

Ｘ線ＣＴによる画像再構成では処理に時間がかかるが、複雑な演算によって、基準断面Ｔ以外の構成物を除去するので、高精度の断層画像を得ることができる。
これに対し、トモシンセシスによる画像再構成では、ノイズＮが生じる場合があるが、Ｘ線ＣＴに比べると、透視撮影の回数がはるかに少ないため、短時間で撮影を完了することができる。また画像再構成のための演算も簡単で、制御部２１のみで実行することができる。さらに、複数の面の断層画像が必要な場合でも、いずれか１つの面を対象に透視撮影を行えば、その撮影により得たＸ線透視画像を他の高さの面のＸ線透視画像に変換し、その高さにおける断層画像を再構成することができる。

このように、トモシンセシスによる画像再構成を行えば、処理時間を大幅に短縮することができるので、現場のユーザは、できるだけトモシンセシスによる画像再構成を行うことを希望している。しかし、図７に示したようなノイズＮが生じる場合には、はんだ電極１０に欠陥があるという誤判別が生じる可能性があるので、トモシンセシスによる検査をあきらめて、Ｘ線ＣＴによる精度の高い断層画像を用いた検査を行う必要がある。

そこで、この実施例では、検査前のティーチングにおいて、検査領域毎に、この領域に対しトモシンセシスによる画像再構成を行った場合に、裏面部品１２に起因するノイズＮが生じるかどうかを判別し、その判別結果に応じて、２種類の画像再構成方法のいずれかを実行するかを決定するようにしている。この判別処理は、制御部２１により、基板１のＣＡＤデータを用いて自動的に実施される。以下、この判別処理の原理について、図８〜１１を用いて説明する。

図８は、図３，４に示した撮影処理を、基板１を静止させ、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を相対的に移動させるものに置き換えて、基準断面Ｔ内の基準点Ｏに対する方位が相反する２方向からのＸ線と、基準断面Ｔおよび裏面部品１２との関係を示したものである。図中の直線ｍ１は、基準点Ｏを点Ｐ１に合わせて透視撮影を行ったとき（図４の左手の撮影状態）の点Ｏに対するＸ線の進行方向に相当し、直線ｍ２は、基準点Ｏを点Ｐ２に合わせて透視撮影を行ったとき（図４の右手の撮影状態）の点Ｏに対するＸ線の進行方向に相当する。以下、直線ｍ１に対応する方位からのＸ線による透過撮影を「第１撮影」といい、直線ｍ２に対応する方位からのＸ線による透過撮影を「第２撮影」という。

直線ｍ１，ｍ２が示す方向からのＸ線は、それぞれ基板１の裏面を、点ｎ１，ｎ２の位置で通過し、ＦＰＤ４の検出面４Ａの中心点Ｒに達する。したがって、点ｎ１，ｎ２は、基準点Ｏと同じ位置、すなわち点Ｒに投影される。

図８において、基準点Ｏを通る鉛直方向の軸Ｇを基準に、基板１の裏面より下にある各点のＦＰＤ４の検出面４Ａに対する投影状態を説明すると、点ｎ１から点ｎ２までの範囲（以下、「ｎ１−ｎ２間」という。）にある各点は、第１撮影、第２撮影のいずれにおいても、軸Ｇから見て、中心点Ｒより手前の位置に投影される。これに対し、点ｎ１より左側に位置する点は、第１撮影において、中心点Ｒより外側に投影される。また、点ｎ２間より右側に位置する点は、第２撮影において、中心点Ｒより外側に投影される。

図８では、実装範囲がｎ１−ｎ２間に含まれる裏面部品１２を実線で示すとともに、実装範囲がｎ１−ｎ２より大きい裏面部品１２を、一点鎖線で示している。

図９は、図８に示した２種類の部品１２について、第１および第２の撮影における投影範囲Ｕ１，Ｕ２を、ＦＰＤ４の断面内にそれぞれ方向の異なる斜線パターンとして示したものである。また、図中のａ，ｂは、基板１に接する裏面部品１２の底面の端縁の位置を示し、ａ１，ｂ１は第１撮影における点ａ，ｂの投影位置を、ａ２，ｂ２は第２撮影における点ａ，ｂの投影位置を、それぞれ示す。

図９（１）は、図８に実線で示した裏面部品１２の投影状態を示す。この部品１２では、点ａ，ｂがともにｎ１−ｎ２間にあるので、第１撮影、第２撮影とも、これらの点ａ，ｂは、軸Ｇから見て中心点Ｒより手前位置に投影される。したがって、この場合には、投影範囲Ｕ１，Ｕ２間に重複が生じることはない。

図９（２）は、図８に一点鎖線で示した裏面部品１２の投影状態を示す。この部品１２では、点ａ，ｂがそれぞれｎ１−ｎ２間より外側に位置するため、第１撮影では点ａが、第２撮影では点ｂが、それぞれ中心点Ｒより遠くに投影される。したがって、いずれの投影範囲Ｕ１，Ｕ２も中心点Ｒを超えてしまうから、投影範囲Ｕ１，Ｕ２間に重複が生じる。

すなわち、上記の例の場合には、裏面部品１２の幅ｗがｎ１−ｎ２間の距離より小さい場合には、第１撮影における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１と第２撮影における裏面部品１２の投影範囲Ｕ２が重複することはないが、裏面部品１２の幅ｗがｎ１−ｎ２間の距離を超える場合には、投影範囲Ｕ１，Ｕ２に重複が生じる。

ここで、図８に戻って、基準点Ｏに対する各方位からのＸ線の照射角度を、軸Ｇに対する直線ｍ１，ｍ２の角度θ１，θ２により表し、基準断面Ｔの高さをｈとすると、ｎ１−ｎ２間の距離ｄｆは、下記の（１）式により求められる。
ｄｆ＝ｈ・（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２） ・・・（１）

上記において、角度θ１，θ２はあらかじめ定められており（この実施例では、θ１＝θ２である。）、基準断面Ｔの高さｈも、目標断面の設定において定められる。したがって、これらの値を（１）式にあてはめることにより、ｎ１−ｎ２間の距離ｄｆを求めることができる。さらに、裏面部品１２の幅ｗを、たとえば基板１のＣＡＤデータから求め、そのｗの値をｄｆと比較すれば、この部品１２の投影範囲Ｕ１，Ｕ２が重複するかどうかを判別することができる。

なお、裏面部品１２が直方体状である場合には、底面以外の各断面は、底面の投影範囲よりも手前側（Ｘ線管３に近い側）にずれた範囲に投影されるので、基板１に接する部品１２の底面の投影範囲Ｕ１，Ｕ２に重複が生じていなければ、その他の断面の投影範囲に重複が生じることもない。

ただし、裏面部品１２の幅ｗがｎ１−ｎ２間の距離ｄｆより小さい場合でも、常に図８の例のように、部品１２の底面全体がｎ１−ｎ２間に含まれるように位置するとは限らない。この点に鑑み、裏面部品１２の底面の一方の端部はｎ１−ｎ２間にあるが、他端はｎ１−ｎ２間の外にある場合にも、上記の部品１２の幅ｗと距離ｄｆとの比較による判別が可能であるかどうかについて、検討する必要がある。

図１０は、上記の検討の結果を示す図である。この図では、図８中に実線で示した部品１２が、右方向に距離ｄ１だけずれたものとして、直線ｍ１に対応する方位からのＸ線による第１撮影で生成されたＸ線透視画像Ａ１と、直線ｍ２に対応する方位からのＸ線による第２撮影で生成されたＸ線透視画像Ａ２とを示している。この場合、各画像Ａ１，Ａ２における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１，Ｕ２は、部品１２が図８の位置にある場合の投影範囲Ｕ１´，Ｕ２´（一点鎖線で示す。）に対して、それぞれ一定距離ｄ２だけ右方向にずれる。
このように、ｎ１−ｎ２に対する部品１２の位置がずれても、各画像Ａ１，Ａ２における部品１２の投影範囲Ｕ１，Ｕ２は、同じ方向に、実際の部品のずれに応じた一定量ｄ２ずつずれるだけである。したがって、投影範囲Ｕ１´，Ｕ２´に重複が生じていないならば、投影範囲Ｕ１，Ｕ２に重複が生じることもない。

したがって、裏面部品１２の位置にかかわらず、前出の（１）式により求めたｎ１−ｎ２間の距離ｄｆと裏面部品１２の幅ｗとを比較することによって、第１撮影および第２撮影における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１，Ｕ２に重複が生じるかどうかを容易に判別することができる。

さらに基準断面Ｔを点Ｐ３に合わせ、ＦＰＤ４を点Ｑ３に合わせた状態での透視撮影（以下、「第３撮影」という。）と、基準断面Ｔを点Ｐ４に合わせ、ＦＰＤ４を点Ｑ３に合わせた状態での透視撮影（以下、「第４撮影」という。）についても、第１撮影および第２撮影の組み合わせにつき実施したのと同様の方法によって、裏面部品１２の投影範囲Ｕ３，Ｕ４に重複が生じるかどうかを判別することができる。

先の図５〜７に示したように、この実施例のトモシンセシスによる画像構成処理では、各透視撮影を、基準点Ｏに対するＸ線の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせた場合（すなわち第１撮影と第２撮影とを組み合わせ、第３撮影と第４撮影とを組み合わせる。）に、少なくともいずれか一方の組み合わせで裏面部品１２の投影範囲に重複が生じていなければ、ノイズＮは発生しない。

したがって、組み合わせ毎に、前出の裏面部品１２の幅ｗと距離ｄｆとを比較した結果、少なくとも一方の組み合わせにおいてｗ＜ｄｆとなれば、４枚のＸ線透視画像Ａ１〜Ａ４における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４のすべての間に重複箇所が生じることはなく、ノイズＮは発生しない。よって、このような関係が成立する検査領域に対しては、トモシンセシスによる画像再構成を適用することができる。

一方、いずれの組み合わせにおいても、ｗ＞ｄｆとなる場合には、毎時の撮影における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４には、図７の例のような重複が生じ、ノイズＮが発生する。したがって、このような関係が成立する検査領域に対しては、Ｘ線ＣＴによる画像再構成を適用する必要がある。

透視撮影の回数が増えた場合も同様に、Ｘ線源の方位が対向する関係にある複数の撮影の組毎に、その組み合わせにつきＸ線源の方位の相反が生じている方向について、各方位から基準点Ｏに対するＸ線が基板１の裏面を通過する位置ｎ１，ｎ２間の距離と部品の幅ｗとを比較する。この場合にも、すべての組み合わせにおいて裏面部品１２の投影範囲に重複が生じない限り、ノイズＮが生じることはない。よって、撮影回数に関わらず、撮影時の目標断面に対するＸ線の方位が対向する関係にある撮影の組み合わせ毎に、上記のｗとｄｆとを比較することによって、トモシンセシスによる画像再構成が可能であるかどうかを判断することができる。

なお、図８〜１０では、説明の便宜のために、はんだボール１０の中心を通る水平面を基準断面Ｔとして、裏面部品１２によるノイズの有無を判別するための原理を説明したが、実際の判別処理では、複数の目標断面のうち最も基板１に近い位置にある断面（すなわちｈの値が最も小さい断面）を対象に（１）式を実行する必要がある。（１）式によれば、ｈの値が小さいほど距離ｄｆも小さくなるから、最も低い断面を演算の対象とすることにより、ｄｆの最小値を求めることができる。裏面部品の幅ｗがこの最小のｄｆよりも小さい場合には、いずれの断面についても、裏面部品の投影範囲の重複によるノイズは生じない。反対に、幅ｗが最小のｄｆ以上であれば、いずれの断面でも、裏面部品の投影範囲の重複によるノイズが生じることになる。
この距離ｄｆの算出に用いる断面は、実際の撮影における基準断面Ｔとしてもよいが、算出に用いた断面以外の断面を基準断面Ｔとしても、特段の問題は生じない。

つぎに、図８〜１０の例では、基準断面Ｔに対応する裏面部品１２を１つとしたが、裏面側の部品配置によっては、図１１に示すように、方位が相反する２方向からのＸ線が透過する範囲に、複数の部品１２が存在する可能性もある。このような場合も、部品１２間の距離Ｄが所定のしきい値以内であれば、これらの部品を１つとみなし、各部品の幅および距離Ｄを加算した値をｗとして、上記の判別処理を実行してもよい。

また、上記の判別では、裏面部品１２を直方体であると想定しているが、部品の底面より上面の方が面積が広くなるなど、裏面部品１２の形状が直方体以外のものになる場合には、この部品に外接する直方体を想定し、その直方体の幅をｗとするのが望ましい。また、Ｘ，Ｙ以外の方向でＸ線源の方位の相反が生じている場合には、その方向に平行な辺を持つ直方体を部品に外接させて、幅ｗを求めるとよい。

また上記の例では、基板支持ステージ２に支持された基板１の上面側のはんだ電極１０を検査する場合について検討したが、基板１の下面側のはんだ電極１０を検査する場合にも同様に、基板１に最も近い断面を対象に、その断面内の基準点に対する方位が相反する撮影の組み合わせ毎に、上記（１）式により求めた距離ｄｆと上面側の部品の幅とを比較することによって、当該部品によるノイズが生じるか否かを判別することができる。ただし、この場合の（１）式では、基板の上面から演算対象の断面までの距離をｈとする必要がある。

図１２は、ティーチングの手順を示す。この実施例のティーチングでは、ユーザが簡単な指示を行うことにより、自動的に、はんだ電極１０の検査の対象とする検査領域の割り付けと、断層画像の再構成の手法とが設定される。

まずステップ１では、検査対象の基板１のＣＡＤデータを入力する。ステップ２では、基板１およびはんだ電極１０の厚みに基づき、はんだ電極１０の観測に適した目標断面の数および基準断面の高さを設定する。なお、目標断面間の間隔は固定されているものとするが、この間隔は適宜変更可能である。

この実施例では、検査領域の面積として、ＦＰＤ４に投影可能な広さに相当する一定の値を設定しており、ステップ３では、ＣＡＤデータからＢＧＡ部品１１の情報を抽出し、この情報と上記の一定の面積とを用いて、検査領域の割り付けを行う。なお、ＢＧＡ部品１１の大きさによっては、１つの部品に複数の検査領域が割り付けられる。
この後は、設定された検査領域に順に着目し、領域毎にステップ４〜１１を実行する。

まずステップ４では、ステップ２で設定した目標断面のうちの基板１に最も近い断面（最も低い位置にあるもの）を演算の対象に設定する。ステップ５では、この演算対象の断面の高さｈと、Ｘ線の照射角度とを用いて、前出のｎ１−ｎ２間の距離ｄｆを算出し、算出されたｄｆの値を部品の幅ｗに対する判定基準値として設定する。なお、高さｈは、基準断面Ｔの高さ、目標断面間の間隔、および基板１の厚みにより割り出すことができる。

また、この例でも、図３に示した方法に基づき４回の撮影を行うものとして、Ｘ線管３の方位が相反する関係にある撮影の組み合わせ（第１撮影と第２撮影、および第３撮影と第４撮影）毎に、判定基準値ｄｆを求める。

ステップ６では、着目中の検査領域に対し、本体全体または本体の一部が基板１を挟んで対向する関係にある部品をＣＡＤデータに基づき特定し、その部品について、各撮影の組み合わせに対応する方向（Ｘ方向およびＹ方向）毎に、部品幅ｗを読み出す。なお、部品の形状等の問題から、部品に外接する直方体を設定する場合には、ＣＡＤデータが示す部品の大きさや実装方向などに基づき、ｗの値を算出する必要がある。

ステップ７では、ステップ５で求めた判定基準値ｄｆとステップ６で特定した部品１２の幅ｗとを比較することにより、各方位からのＸ線による裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４に重複が生じるかどうかを判別する。具体的には、撮影時のＸ線管３の方位が相反する関係にある撮影の組み合わせ、すなわち第１撮影および第２撮影の組み合わせと、第３撮影および第４撮影の組み合わせとについて、それぞれ部品の幅ｗとｄｆとの大小関係をチェックし、少なくともいずれか一方の組み合わせでｗ＜ｄｆとなった場合には、投影範囲Ｕ１〜Ｕ４間に重複は生じないと判断する。一方、いずれの組み合わせでも、ｗ≧ｄｆとなった場合には、投影範囲Ｕ１〜Ｕ４間に重複が生じると判断する。

上記の処理において、４つの投影範囲Ｕ１〜Ｕ４に重複部分があると判断された場合（ステップ８が「ＹＥＳ」の場合）には、着目中の検査領域に対しＸ線ＣＴを実行するように決定する（ステップ９）。他方、各投影範囲Ｕ１〜Ｕ４間に重複が生じないと判断された場合（ステップ８が「ＮＯ」の場合）には、着目中の検査領域に対しトモシンセシスを実行するように決定する（ステップ１０）。

以下、同様に、ステップ３で割り付けられた検査領域毎に、各画像Ａ１〜Ａ４における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４間に重複が生じるかどうかを判断し、その結果に応じて、画像再構成の方法を決定する。ここで決定された方法は、検査領域の位置や大きさ等の情報に対応づけられてメモリ２２に登録される。

すべての検査領域に対する処理が終了すると、ステップ１１が「ＹＥＳ」となり、ティーチングを終了する。

この後、検査モードに移行すると、検査対象の基板１が基板支持テーブル２に搬入され、初期の位置決めが行われる都度、上記の手順により登録された情報に基づき、各検査領域に対する透視撮影や断層画像の再構成が行われる。この場合には、たとえば、まずトモシンセシス方式の画像再構成を行うようにして、対象となる検査領域を順に処理した後に、Ｘ線ＣＴ方式の画像再構成に切り替えて、残りの検査領域に対する処理を実行することで、処理の効率化をはかることができる。

なお、上記の実施例では、裏面部品１２の幅ｗをＣＡＤデータから導出したが、この種のデータを取得する方法は、ＣＡＤデータからの読込に限定されるものではない。たとえば、検査の前に、ＣＣＤカメラ５により基板１を撮像し、ユーザが生成された画像を参照しながら、部品の位置や大きさを手入力で設定する場合には、その入力データを用いて部品の幅ｗを特定してもよい。たとえば、部品毎にその部品を包含する大きさのウィンドウを設定する場合であれば、このウィンドウの設定データが示すウィンドウ枠の幅を、部品幅ｗとして使用してもよい。

このように、上記の実施例では、トモシンセシス方式の画像再構成において、対応関係にある画素のうち最も濃度の低い画素のデータを選択するようにしたので、４枚のＸ線透視画像Ａ１〜Ａ４における裏面部品１２の投影範囲Ｕ１〜Ｕ４に重複が生じることを、Ｘ線ＣＴを実行する条件とした。しかし、一般的なトモシンセシスの手法に従って、各画像Ａ１〜Ａ４を平均化する場合には、第１撮影と第２撮影との組み合わせ、および第３撮影と第４撮影との組み合わせのいずれか一方において、裏面部品１２の投影範囲が重複する状態（ｗ≧ｄｆとなる状態）になると判断したときに、Ｘ線ＣＴを実行するようにしてもよい。

また、撮影の回数を４回より多くする場合にも、基準断面Ｔに対する方位が相反する関係にある撮影の組み合わせ毎に、裏面部品１２の投影範囲の重複の有無を判別し、所定数以上の組み合わせにおいて重複するという判断がなされた場合に、Ｘ線ＣＴを実行するようにしてもよい。また、裏面部品１２の投影範囲が重複すると判断された組み合わせの数が上記の所定数に満たなくとも、ある程度の値に達している場合には、警報を出力するなどして、Ｘ線ＣＴ、トモシンセシスのいずれを実行するかをユーザに選択させるようにしてもよい。

Ｘ線断層撮影による基板検査装置の構成例を示す説明図である。 上記の基板検査装置のブロック図である。 トモシンセシスによる透視撮影を行う場合のＸ線管、ＦＰＤ、目標断面の位置関係を示す説明図である。 目標断面に対する方位が相反する関係にある透視撮影による投影状態と、生成されるＸ線透視画像とを、対応づけて示す説明図である。 ４回の撮影により生成されたＸ線透視画像と再構成された断層画像との関係を示す説明図である。 ４回の撮影により生成されたＸ線透視画像と再構成された断層画像との関係を示す説明図である。 ４回の撮影により生成されたＸ線透視画像と再構成された断層画像との関係を示す説明図である。 第１撮影および第２撮影におけるＸ線の通過位置と部品の端縁位置との関係を示す説明図である。 図８に示した２種類の部品を対象に、第１撮像および第２撮像における投影範囲の関係を示す説明図である。 裏面部品が図８の状態よりずれた場合の部品の投影範囲の変化を示す説明図である。 Ｘ線が透過する範囲に複数の部品が位置する例を示す説明図である。 ティーチングの手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板
３ Ｘ線管
４ フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）
８，９ ＸＹステージ
１０ はんだ電極
１２ 裏面部品
２０ 制御装置
２１ 制御部
２２ メモリ
Ｔ 目標断面
Ｏ 基準断面Ｔの中心点
Ｒ ＦＰＤ４の中心点
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４ 裏面部品１２の投影範囲

Claims (3)

1. 両面実装基板を対象に、この基板に実装される電子部品と基板側電極とを接続するはんだ電極の断層画像をＸ線を用いて生成し、この断層画像を用いて前記はんだ電極の状態を検査する方法であって、
   それぞれ異なる高さ位置に配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板に対するＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を調整して基板のＸ線透視画像を生成する制御処理部とを具備し、目標断面に対するＸ線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが１組以上生じるように、前記相対位置の調整を行って複数のＸ線透視画像を生成し、各Ｘ線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成と、前記トモシンセシスよりも多くのＸ線透視画像を生成して、これらの画像を用いて前記目標断面のＸ線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するＸ線ＣＴによる画像再構成とを、切り替えて実行できるようにした検査装置を準備し、
   検査対象の両面実装基板の構成を示すデータを、検査に先立ち前記制御処理部に入力し、
   前記データ入力後の制御処理部において、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、前記２種類の画像再構成のいずれを実行するかを前記入力データを用いて決定して、その決定結果を登録した後、検査対象の基板の各撮影対象領域に対し、それぞれ前記登録された画像再構成により断層画像を自動生成して検査を実行し、
   一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理では、
   この撮影対象領域に対し前記トモシンセシスによる画像再構成を実行すると仮定して、前記複数のＸ線透視画像を、画像生成時の目標断面に対するＸ線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、その組み合わせに係るＸ線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に位置合わせしたときに前記撮影対象領域の裏側の部品の投影範囲に重複する部分が生じるか否かを、前記入力データから求めた裏側の部品のサイズと、各画像生成時の目標断面に対するＸ線が前記撮影対象領域の裏側の基板面を通過する範囲の大きさとの関係に基づき判別し、所定数の組み合わせについて前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られたときは前記Ｘ線ＣＴによる画像再構成を実行する旨を決定し、前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られた組み合わせが所定数に満たないときは、前記トモシンセシスによる画像再構成を実行する旨を決定する、
   ことを特徴とするＸ線断層画像によるはんだ電極の検査方法。
2. 請求項１に記載された方法であって、
   前記一撮影対象領域に対する画像再構成の内容を決定する処理において、
   前記仮定のトモシンセシスによる毎時の透視撮影を、目標断面に対するＸ線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、この組み合わせにつき前記Ｘ線源の方位の相反が生じている方向について、前記目標断面の所定位置に照射される各方位からのＸ線の照射角度と当該目標断面の高さとに基づき、前記撮影対象領域の裏側の基板面に対するＸ線の通過範囲の大きさを求め、求められた大きさと前記入力データから求めた裏側の部品のサイズとを比較し、
   所定数の組み合わせにおいて、Ｘ線の通過範囲より部品の方が大きくなる場合には前記裏側の部品の投影範囲の重複が生じると判別して、Ｘ線ＣＴによる画像再構成を実行する旨を決定する、Ｘ線断層画像によるはんだ電極の検査方法。
3. それぞれ異なる高さ位置に配置されたＸ線源およびＸ線検出器と、これらの間で検査対象の基板を水平に支持する基板支持部と、検査対象の基板にはんだ電極を介して実装された電子部品が撮影されるように、前記基板に対するＸ線源およびＸ線検出器の相対位置を調整して複数回の透視撮影を実行し、生成された複数のＸ線透視画像から前記はんだ電極の断層画像を生成する制御処理部と、前記制御処理部が生成した断層画像を用いて前記はんだ電極の状態を検査する検査部とを具備し、
   前記制御処理部には、目標断面に対するＸ線源の方位として相反する関係にある一対の方位の組み合わせが１組以上生じるように、前記相対位置の調整を行って複数のＸ線透視画像を生成し、各Ｘ線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に統合して目標断面の断層画像を生成するトモシンセシスによる画像再構成を実行する第１処理部と、前記トモシンセシスよりも多くのＸ線透視画像を生成して、これらの画像を用いて前記目標断面のＸ線吸収係数分布を求めることによって断層画像を生成するＸ線ＣＴによる画像再構成を実行する第２処理部と、あらかじめ定めた撮影対象領域毎に、第１および第２のいずれの処理部による画像再構成を実行するかを決定して、その決定結果を示す情報を登録する登録手段と、前記登録手段により登録された情報に基づき、撮影対象領域毎にその領域に対して決定した処理部に画像再構成処理を実行させる制御手段とが含まれており、
   前記登録手段は、両面実装基板のはんだ電極が検査対象となるとき、その両面実装基板の構成を示すデータの入力を受け付けて、撮影対象領域毎に、この撮影対象領域に対し前記トモシンセシスによる画像再構成を実行すると仮定して、前記複数のＸ線透視画像を画像生成時の目標断面に対するＸ線源の方位が相反する関係にあるもの毎に組み合わせ、組み合わせ毎に、その組み合わせに係るＸ線透視画像を前記目標断面の投影範囲を基準に位置合わせしたときに前記撮影対象領域の裏側の部品の投影範囲に重複する部分が生じるか否かを、前記入力データから求めた裏側の部品のサイズと、各画像生成時の目標断面に対するＸ線が前記撮影対象領域の裏側の基板面を通過する範囲の大きさとの関係に基づき判別し、所定数の組み合わせについて前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られたときは前記Ｘ線ＣＴによる画像再構成を実行する旨を決定し、前記投影範囲の重複が生じるという判別結果が得られた組み合わせが所定数に満たないときは、前記トモシンセシスによる画像再構成を実行する旨を決定する、基板検査装置。

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