JP5223876B2 - Ｘ線検査装置、ｘ線検査方法、ｘ線検査プログラムおよびｘ線検査システム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線を用いて検査対象を検査するＸ線検査装置、Ｘ線検査方法、Ｘ線検査プログラムおよびＸ線検査システムに関する。特に、本発明は、プリント基板と回路部品との間の接合の良否等を検査するのに用いられるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法、Ｘ線検査プログラムおよびＸ線検査システムに関する。

従来、実装部品がはんだ付けされるプリント基板（以下、単に「基板」ともいう）における、はんだ付け状態の良否等を検査するのに、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）がしばしば用いられている。Ｘ線ＣＴでは、対象物を様々な方向からＸ線により撮像し、Ｘ線が吸収された度合い（減衰量）の分布を示す複数枚の透視画像を取得する。さらに、複数枚の透視画像に基づく再構成処理を行ない、検査対象のＸ線吸収係数の分布の２次元データもしくは３次元データを得る。２次元空間の吸収係数分布を求めた画像は、特に断層画像と呼ばれる。

たとえば特開２００６−２９２４６５号公報（以下、特許文献１）は、基板に対して水平な方向からＸ線により撮像することで検査対象品の断面画像を取得してこの断層画像から得られる検査対象品の直径としきい値とを比較することで良否を判定する技術において、基板上の配線パターンを抽出し、そのパターンに基づいて検査位置を特定する方法を開示している。

特開２００６−２９２４６５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では良否判定に用いる断層画像が適切に特定されないと検査精度が低下するという問題があった。特に、検査対象がたとえばボールグリッドアレー（以下、ＢＧＡと略する）のはんだボールのような小さな部分である場合には検査位置の特定が重要となる。

特許文献１の方法では、基板上の配線パターンの位置から所定の高さの面についての配線パターンの領域を特定する必要があり、設定者による検査位置のばらつきや誤設定などのヒューマンエラーが生じうる可能性がある。

また、特許文献１の方法では、配線パターンからの高さのみに基づいてははんだとはんだボールとの境界を特定することができず、適切な検査位置が特定できないという問題がある。

一方で、このような検査は製造過程内で行なわれるものであるため、生産効率の妨げとならないよう、検査精度の向上のみならず検査速度の高速化も重要である、という課題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、高精度かつ高速に検査を行なうことのできるＸ線検査装置、Ｘ線検査方法、Ｘ線検査プログラムおよびＸ線検査システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、Ｘ線検査装置はＸ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、対象物は、基板と、基板に塗布されたはんだによって基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、対象物に向けてＸ線を出力するためのＸ線出力手段と、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するためのＸ線検出手段と、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板の、部品の搭載される面の法線を横切る、部品と基板との間の領域についての断層画像を再構成するための再構成手段と、基板に塗布されたはんだの厚みを取得するための取得手段と、はんだの厚みに基づいて、部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を対象物の検査位置として特定するための特定手段と、検査位置にある断層画像を用いて対象物のはんだによる結合の良否を判定するための検査手段とを備える。

好ましくは、特定手段は、少なくとも、部品の搭載される面から法線方向の、はんだの厚みに対応した距離で規定される位置を含み、基板と部品との間の距離よりも短い範囲を検査位置として特定する。

より好ましくは、特定手段は、基板の部品の搭載される面の表面からはんだの厚みに対応した部品の搭載される面の法線方向の位置までの範囲を検査位置として特定する。

好ましくは、取得手段は、基板に塗布されたはんだの厚みの入力を受付けるための入力手段を含む。

好ましくは、取得手段は、基板に塗布されたはんだの厚みを示すデータを他の装置から取得する。

より好ましくは、上記他の装置は、基板上のはんだの厚みを測定する装置における、基板上のはんだの厚みの測定結果を記憶する装置である。

好ましくは、Ｘ線検査装置は基板に塗布されたはんだの厚みを基板の識別情報と関連付けて記憶するための記憶手段と基板を識別するための識別手段とをさらに備え、特定手段は、対象物とする基板の識別情報に関連付けられたはんだの厚みを記憶手段から読み出して対象物の検査位置を特定する。

より好ましくは、識別情報は、基板に固有の識別情報である。
より好ましくは、識別情報は、基板の種類に固有の識別情報である。

好ましくは、検査手段は、検査位置にある断層画像に表れるはんだ部の面積、その真円度、およびその他の特徴量のうちのいずれか一つまたはこのうちでのいくつかの組み合わせを用いてはんだによる結合の良否を判定する。なお、上述のその他の特徴量としては、たとえば、はんだ部の長径または短径や、これらの組み合わせなどが挙げられる。

本発明の他の局面に従うと、Ｘ線検査方法はＸ線を用いて対象物を検査する方法であって、対象物は、基板と、基板に塗布されたはんだによって基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、対象物に含まれる基板に塗布されたはんだの厚みを取得するステップと、対象物に向けてＸ線を出力するステップと、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板の、部品の搭載される面の法線を横切る、部品と基板との間の領域についての断層画像を再構成するステップと、はんだの厚みに基づいて、部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を対象物の検査位置として特定するステップと、検査位置にある断層画像を用いて対象物のはんだによる結合の良否を判定するステップとを備える。

本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線検査プログラムは、Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるプログラムであって、対象物は、基板と、基板に塗布されたはんだによって基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、演算部が、対象物に含まれる基板に塗布されたはんだの厚みを取得するステップと、Ｘ線源が、対象物に向けてＸ線を出力するステップと、前記対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、Ｘ線検出器が、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板の、部品の搭載される面の法線を横切る、部品と基板との間の領域についての断層画像を再構成するステップと、演算部が、はんだの厚みに基づいて、部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を対象物の検査位置として特定するステップと、演算部が、検査位置にある断層画像を用いて対象物のはんだによる結合の良否を判定するステップとを実行させる。

本発明のさらに他の局面に従うと、Ｘ線検査システムははんだが塗布された基板の検査をする第１の検査装置とＸ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置とを含み、Ｘ線検査装置での検査の対象物は、基板と、基板に塗布されたはんだによって基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、第１の検査装置は、基板上の検査位置ごとに塗布されたはんだの量を測定し、その測定結果を当該基板を識別するための識別情報と関連付けた測定結果データを基板ごとに作成するための検査手段と、測定結果データを送信するための通信手段とを備え、Ｘ線検査装置は、対象物に向けてＸ線を出力するためのＸ線出力手段と、対象物に複数の方向から入射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するためのＸ線検出手段と、複数の方向からのＸ線の透視画像に基づいて、基板の、部品の搭載される面の法線を横切る、部品と基板との間の領域についての断層画像を再構成するための再構成手段と、基板を識別するための識別手段と、第１の検査装置から、識別された基板に塗布されたはんだの厚みを示す測定結果データを受信するための通信手段と、測定結果データに含まれる基板に塗布されたはんだの厚みに基づいて、部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を対象物の検査位置として特定するための特定手段と、検査位置にある断層画像を用いて対象物のはんだによる結合の良否を判定するための検査手段とを備える。

好ましくは、第１の検査装置の検査手段は、基板上の検査箇所ごとに塗布されたはんだの量を測定して検査箇所ごとの測定結果データを作成し、Ｘ線検査装置の特定手段は、基板上の検査箇所ごとに検査位置を特定する。

この発明によると、部品の接続状態を高精度かつ高速に検査することができる。

実施の形態に係るＸ線検査装置の概略ブロック図である。 実施の形態に係るＸ線検査装置の構成を説明するための図である。 検査対象およびその周辺の側面図である。 実施の形態に係るＸ線検査の流れを示すフローチャートである。 ティーチング動作の流れを示すフローチャートである。 検査ウィンドウを設定するための動作の流れを示すフローチャート（Ａ）および規定される座標系を示す図（Ｂ）である。 検査ウィンドウの具体例を示す図である。 ティーチング動作中のテスト動作の流れを示すフローチャートである。 ＢＧＡの基板への接続を説明する図である。 検査動作の流れを示すフローチャートである。 検査結果の出力例を示す図である。 ＢＧＡの基板への接続をシステムで行なう場合の、システムの構成例を示す図である。 はんだボールとクリームはんだとが完全に溶融せずに一体とはならない現象を表わす指標を説明する図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。

図１を用いて実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成について説明する。図１を参照して、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線１８を出力するためのＸ線源１０と、Ｘ線検出器２３と、画像取得制御機構３０と、検査対象１の位置を移動するための検査対象駆動機構１１０とを備える。さらに、Ｘ線検査装置１００は、入力部４０と、出力部５０と、電子ビームの出力を制御するためのＸ線源制御機構６０と、検査対象位置制御機構１２０と、演算部７０と、記憶部９０とを備える。

検査対象１は、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との間に配置される。本実施においては、検査対象１は、部品が実装された回路基板であるとする。なお、図１では、下から順にＸ線源１０、検査対象１、Ｘ線検出器２３が設置されているが、Ｘ線源の保守性の観点より、下から順に、Ｘ線検出器２３、検査対象１、Ｘ線源１０との並びでこれらを配置してもよい。

Ｘ線源１０は、Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象１に対して、Ｘ線１８を照射する。本実施の形態では、検査対象１は、回路部品を実装した基板であるものとする。

検査対象１は、検査対象駆動機構１１０により移動される。検査対象駆動機構１１０の具体的な構成については、後述する。検査対象位置制御機構１２０は、演算部７０からの指示に基づいて、検査対象駆動機構１１０の動作を制御する。

Ｘ線検出器２３は、Ｘ線源１０から出力され、検査対象１を透過したＸ線を検出して画像化するための２次元Ｘ線検出器である。Ｘ線検出器２３としては、Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）管や、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いることができる。設置スペースの観点からは、Ｘ線検出器２３には、ＦＰＤを用いることが望ましい。

画像取得制御機構３０は、検出器駆動制御機構３２と画像データ取得部３４とを含む。検出器駆動制御機構３２は、演算部７０からの指示に基づき、Ｘ線検出器駆動部２２の動作を制御し、Ｘ線検出器２３を移動する。画像データ取得部３４は、演算部７０から指定されたＸ線検出器２３の画像データを取得する。

入力部４０は、ユーザからの指示入力等を受け付けるための操作入力機器である。出力部５０は、測定結果等を外部に出力するための装置である。本実施の形態では、出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像等を表示するためのディスプレイである。

すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。

Ｘ線源制御機構６０は、演算部７０からＸ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定を受ける。指定されるＸ線エネルギーは、検査対象によって異なる。

演算部７０は、記憶部９０に格納されたプログラム９６を実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。演算部７０は、Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、再構成部７６と、良否判定部７８と、検査対象位置制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４とを含む。

Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。

画像取得制御部７４は、Ｘ線検出器２３が画像を取得するように、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御部７４は、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。

再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。

良否判定部７８は、入力部４０などからの情報に基づいて検査範囲とする基板表面からの高さの範囲を定め、当該範囲内の断層画像をもとに検査対象の接合の良否を判定する。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は検査対象の種類によって異なるため、良否判定部７８は、これらを後述する撮像条件情報９４から入手する。

検査対象位置制御部８０は、検査対象位置制御機構１２０を介し、検査対象駆動機構１１０を制御する。

Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象１のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。

撮像条件設定部８４は、検査対象１に応じて、Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件（たとえば、Ｘ線源に対する印加電圧、撮像時間等）を設定する。

記憶部９０は、Ｘ線焦点位置情報９２と、撮像条件情報９４と、上述した演算部７０が実行する各機能を実現するためのプログラム９６と、Ｘ線検出器２３が撮像した画像データ９８とを含む。Ｘ線焦点位置情報９２には、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置が含まれる。撮像条件情報９４は、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムに関する情報を含む。

なお、記憶部９０は、データを蓄積することができるものであればよい。記憶部９０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成される。

Ｘ線検査装置１００の具体的構成について、図２を参照して説明する。なお、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。また、図２では、図１に示した部分のうち、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係し、説明に必要な部分を抜き出して記載している。

Ｘ線源１０は、密閉型のＸ線源であり、Ｘ線検査装置１００の上部もしくは下部に据え付けられている。Ｘ線源１０は、本実施の形態では、Ｘ線を発生する位置（Ｘ線焦点位置）が固定な焦点固定型Ｘ線源である。Ｘ線源１０は、Ｘ線源制御機構６０を通した演算部７０からの命令に従って、Ｘ線を発生させる。なお、Ｘ線源１０のターゲットは透過型であってもよいし、反射型であってもよい。Ｘ線源１０は、稼動部（図示しない）に取り付けられており、垂直方向に移動可能であるものとする。

Ｘ線検出器２３は、検査対象１（基板）を挟むようにＸ線源１０と対向した位置に配置される。Ｘ線検出器２３は、Ｘ線源１０から照射されたＸ線を画像化する。また、Ｘ線検出器２３はＸ線検出器駆動部２２に取り付けられている。Ｘ線検出器駆動部２２は、３次元ステージであって、Ｘ線検出器２３を、水平方向および垂直方向に移動可能である。

検査対象駆動機構１１０は、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との間に設置される。検査対象駆動機構１１０は、ステージ１１１ａ，１１１ｂ、および、ステージ１１１ａ，１１１ｂに付属されている基板レール１１２ａ，１１２ｂを含む。ステージ１１１ａ，１１１ｂは、検査対象１を水平方向に平行移動可能である。基板レール１１２ａ，１１２ｂは、各々、検査対象１を上下からはさみこむことで基板を固定している。

ここで、図３を参照して、検査対象１の配置について詳しく説明する。図３を参照して、検査対象１に含まれるプリント基板は、一対のレール１１２により固定されている。各レール１１２は、検査対象１の左端または右端を上下から挟み、プリント基板を固定する。

レール１１２は、検査対象位置制御部８０からの命令によって検査対象を水平（Ｘ−Ｙ）および垂直（Ｚ）方向に移動可能である。本実施の形態では、検査対象駆動機構１１０は、検査対象１を、ほぼ水平面に平行な、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である搬送面に沿って搬送するものとする。ここで、「法線方向が実質的にＺ方向である」とは、搬送面が検査に支障のない範囲で（例えば、０〜５度）水平面から傾いていてもよいことを意味する。

演算部７０としては、一般的な中央演算装置（ＣＰＵ）を用いることができる。記憶部９０は、主記憶部９０ａと補助記憶部９０ｂとを含む。主記憶部９０ａとしてはメモリを、補助記憶部９０ｂとしてはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を、例えば用いることができる。つまり、演算部７０および記憶部９０としては、一般的な計算機を使用可能である。

以上の構成により、Ｘ線検査装置１００は、線源−基板間距離と線源−ディテクタ間の距離との比（拡大率）を変更することができる。その結果、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器２３で撮像される検査対象１の大きさ（したがって、分解能）を変更できる。

また、Ｘ線検査装置１００は、様々な方向から基板を撮像できるように、基板とＸ線検出器２３とを稼動できる。本実施の形態では、この様々な方向からの撮像結果を基に、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる３次元データ生成手法を用いて、検査対象１の３次元データを生成する。

また、本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、インライン検査に用いられる。インライン検査のために、検査対象駆動機構１１０は、基板を搬入出する機構をさらに含む。ただし、このような基板の搬入出機構は、図２には示していない。基板の搬入出機構としては、基板レール上に配置したベルトコンベアが用いられるのが一般的である。あるいは搬入出機構としてプッシャと呼ばれる棒を用いてもよい。プッシャにより基板をレール上で滑らせることにより、基板を移動させることができる。

図４を用いて実施の形態に係るＸ線検査全体の流れについて説明する。図４に示される動作は、演算部７０が記憶部９０に記憶されるプログラム９６を読み出して実行し、図１に示された各構成を制御することにより実現される。

図４を参照して、処理が開始されると、ステップＳ４０１でＸ線検査装置１００は、入力部４０において検査対象１とする基板の種類の選択を受付ける。記憶部９０の所定領域には、予め、後述するティーチング動作によって設定された検査条件および基準が検査対象１とする基板の種類ごとに記憶されている。そこで、ステップＳ４０３で良否判定部７８は、ステップＳ４０１で受付けた基板の種類に応じた検査条件および基準を記憶部９０の所定領域から読み出す。

ステップＳ４０５でＸ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００内部の規定位置に搬入する。規定位置は、通常、Ｘ線検査装置１００の中央、すなわち、Ｘ線照射範囲の中央に設定されていることが好ましい。ただし、規定位置は、Ｘ線検出器２３が基板のＸ線透視画像を撮像可能な位置であれば構わない。

好ましくは、検査対象１とする基板上には、それぞれ、当該基板自身に固有の情報（ＩＤ）または当該基板の種類を表わす情報（ＩＤ）が印刷されている。Ｘ線検査装置１００には図１および図２には表わされていない光学センサ等の読取装置が備えられて、ステップＳ４０７では、ステップＳ４０５で搬入された基板上の上記固有情報を読み取る。なお、ステップＳ４０７では光学的な読取に替えて入力部４０から固有情報の入力を受付けてもよいし、物理的な読取が行なわれてもよい。

ステップＳ４０９で良否判定部７８は、後述するティーチング動作によって予め基板の種類と対応付けて記憶部９０に記憶される、検査対象１とする基板の種類に応じた基板表面からのはんだ厚みを読み出し、その厚みに基づいて検査範囲を設定する。

ここでは、検査対象１を物理的および電気的にＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）が接続された基板であるものとし、Ｘ線検査装置１００はＢＧＡ基板へのはんだ付け状態を検査するものとする。基板へのはんだの塗布は、メタルマスクと呼ばれる、薄さが約１００〜３００ミクロン程度の金属板に基板のパターン（ＢＧＡ搭載予定位置）に合わせて穴を開けたマスクを用い、クリームはんだ印刷機のスキージを用いてクリームはんだを印刷することにより行なわれる。ステップＳ４０９では、クリームはんだ厚みの一例としてのそのメタルマスクの厚み（以下、マスク厚ともいう）を読み出す。なお、詳細は後述する。

ステップＳ４１１でＸ線検査装置１００は、検査対象１内で、１つの再構成領域（以下、視野ともいう）を複数の方向から撮像する。本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００は、基板とＸ線検出器２３とを水平方向に円軌道を描くように移動させて、視野を複数の方向から撮像する。撮像時の基板およびＸ線検出器２３の位置は、照射角度θＲ、線源−基板間距離（ＦＯＤ）、線源−検出器間距離（ＦＩＤ）により決定される。基板およびＸ線検出器２３は、Ｘ線検出器２３の中心に視野の中心が撮像されるように配置される。なお、基板およびＸ線検出器２３の軌道は円でなくてもよく、矩形や直線等であってもよい。

撮像枚数は、ユーザにより設定可能であるものとする。ユーザは、求められる再構成データの精度に基づいて撮像枚数を決定することが好ましい。撮像枚数は、通常は、４〜２５６枚程度である。しかしながら、撮像枚数はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、２５６枚を超える枚数の画像を撮像してももちろん構わない。

ステップＳ４１３において、Ｘ線検査装置１００は、複数方向の撮像画像から再構成データを生成する。再構成処理は、様々な方法が提案されており、たとえば、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いることができる。

ステップＳ４１５においてＸ線検査装置１００は、はんだ付け検査のための動作を実行する。具体的な検査動作については後述する。

ステップＳ４１７においてＸ線検査装置１００は、ステップＳ４１５の検査結果を出力部５０に出力する。ここでは、検査において不良と判定された検査対象１についての、不良と判定された検査位置（範囲）、その断層画像を表示してもよいし、実際の測定値や撮像を表示してもよいし、検査結果として「不良」である旨を表示してもよい。具体的な出力例は後述する。

ステップＳ４１９において、Ｘ線検査装置１００は、基板をＸ線検査装置１００から搬出する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、基板をＸ線検査装置１００の外に移動する。

以上で、Ｘ線検査装置１００は、１つの検査対象１についての検査を終了する。Ｘ線検査装置１００は、同一種類の複数の検査対象１についてのインライン検査を実行する場合には、当該種類の検査対象１についての検査がまだ終了していないときには（ステップＳ４２１ＮＯ）、ステップＳ４０５からステップＳ４１９までの一連の処理を繰り返す。そして、当該種類のすべての検査対象１についての検査が終了すると（ステップＳ４２１ＹＥＳ）、その種類についての一連の検査を終了する。

ここで、図５のフローチャートを用いて、上述の検査に先だって行なわれるティーチング動作について説明する。ティーチング動作とは、検査以前に、撮影領域や検査領域や検査項目等を入力し、記憶部９０に記憶させるための動作を指す。図５の動作は、たとえば入力部４０においてティーチング動作のための操作を行なう旨の入力を受付けることによって開始される。

図５を参照して、ティーチング動作が開始されると、ステップＳ５０１でＸ線検査装置１００は、検査対象駆動機構１１０により、ティーチングの対象とする基板をＸ線検査装置１００内部の規定位置に搬入する。

ステップＳ５０３においてＸ線検査装置１００は、入力部４０において検査分解能の設定入力を受付ける。

ステップＳ５０５においてＸ線検査装置１００は、検査対象１の視野内で、ＢＧＡの予めＩＣ側に形成されているボール状のはんだ（以下、はんだボールともいう）の１つ分に相当する領域である検査ウィンドウを設定する。検査ウィンドウの設定方法は様々あり、特定の方法には限定されない。一例として、図６（Ａ）に示されたような方法を用いることができる。なお、再構成処理により生成される３次元の再構成データはボクセルと呼ばれる立方体が複数並ぶデータ構造を有しており、再構成データの座標系を図６（Ｂ）のように定める。すなわち、高さ方向（基板のクリームはんだが塗布された面の法線方向）をＺ方向とする。最も基板に近い側の層をＺ＝０の断層画像とし、再構成データ中の基板側からＺ番目の層が、Ｚ＝Ｚの断層画像に対応する。断層画像は好ましくは基板表面に平行な面であるが、必ずしも基板表面に平行な面でなくてもよく、Ｚ方向の基板表面の法線を横切る面であればよい。なお、パラメータＺは、実際の高さを表しているわけではないが、以下では、簡単のため、パラメータＺで指定される実際の高さを、高さＺと呼ぶ。この座標系は、以降の説明でも同様とする。

図６（Ａ）を参照して、Ｘ線検査装置１００は、視野分割を開始すると、ステップＳ６０１からステップＳ６１３の処理を行ない、分散Ｖ（Ｚ）が最大となる高さＺの断層画像を取得する。すなわち、良否判定部７８は、対象物の水平断面の高さを指定するパラメータＺに０を代入し（ステップＳ６０１）、ステップＳ６０３において、Ｘ線検査装置１００は、再構成データ内から、高さＺの２次元データ（断層画像）を取得する。

ステップＳ６０５において、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６０３で取得された高さＺの断層画像の分散Ｖ（Ｚ）を算出する。ここで、断層画像の分散は下記の式で計算される：
Ｖ（Ｚ）＝ΣｘΣｙ（Ｉｘｙ−Ｉａｖｇ）、
ただし、Ｉｘｙは、断層画像内の画素ｐ（ｘ，ｙ）の輝度値、Ｉａｖｇは断層画像内の全画素の平均値を表わす。

ステップＳ６０７において、Ｘ線検査装置１００は、全ての高さの断層画像について、分散を求めたかどうか判断する。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、Ｚが、再構成データ内の断層数未満かどうかを判断する。Ｚが断層数未満であるとき（ステップＳ６０７においてＹＥＳ）、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６０９においてＺをインクリメントしたあと、ステップＳ６０５からの処理を繰り返す。一方、Ｚが断層数に達しているとき（ステップＳ６０７においてＮＯ）、Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ６１１の処理に進む。

ステップＳ６１１において、Ｘ線検査装置１００は各断層画像の分散Ｖ（Ｚ）を比較して分散Ｖ（Ｚ）が最大となるＺを求め、ステップＳ６１３においてそのときの断層画像を取得する。

ステップＳ６１５において良否判定部７８は、分散が最大となる断層画像をはんだに対応する部分（はんだ部）とそれ以外の部分とに分割するために、断層画像を２値化する。２値化のしきい値は予め設定してもよい。また、はんだとそれ以外の部分（空気や基板）との輝度差は十分に大きいため、良否判定部７８は、判別分析法等の公知のしきい値設定手法を用いて、２値化を行なうこともできる。これ以降の説明では、２値化画像において、良否判定部７８は、２値化処理により、しきい値以上の輝度値を１、しきい値未満の輝度値を０に変更したものとする。

ステップＳ６１７において、良否判定部７８は、連続する輝度値が１の部分からなる領域（明領域とよぶ）を、明領域が個々のはんだボールに対応付けて認識されるように、ラベリングする。ラベリングには、公知の手法を用いることが可能である。例えば、良否判定部７８は、ラスタスキャンおよびルックアップテーブルを用いた手法や輪郭追跡法等を用いればよい。また、ラベリングにおける近傍の画素は、ユーザにより設定できるものとする。ユーザ者は、精度や速度の観点から４近傍や８近傍といった設定をすればよい。

ステップＳ６１９において、良否判定部７８は、はんだ部がラベリングされた画像に基づいて、１つのはんだボールに対応した部分領域についてのラベルを与える。なお、以下では、部分領域を、「分割後の視野」、あるいは、分割前の視野との誤解を招かないと考えられる場合には、単に「視野」ともよぶ。これにより、図７に示されたような、はんだボールの１つに対応した領域７０１が検査ウィンドウに設定され、それぞれについて検査を行なうこととなる。

なお、この例では、検査ウィンドウとして１つのはんだボールに相当する領域を設定するものとしているが、複数のはんだボールに相当する領域を設定することもできる。この場合、ステップＳ６１９において良否判定部７８は、互いに近傍に位置する所定の個数のはんだ部に対し、部分領域についてのラベルを与える。これにより、１つのはんだ部は、はんだ部のラベルと部分領域のラベルとの異なる２つのラベルを持つことになる。このとき、良否判定部７８は、１つの検査ウィンドウに含めるはんだ部の個数を、予め設定しておいた設定値に基づいて決定する。複数のはんだボールに相当する検査ウィンドウを設定する場合、１つの検査ウィンドウに含めるはんだ部の個数は、通常、基板の設計仕様で決定されるため、予めユーザが設定してもよい。また、良否判定部７８は、断層画像中のはんだ部の分布に基づいて、同一視野のはんだ部の個数を自動的に設定してもよい。

なお、図６（Ａ）では、Ｘ線検査装置１００が、鉛直下の断層データから鉛直上の断層データに向けて順に、各断層データでの分散を求める例を示しているが、分散を求める手順はこれに限られるわけではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、鉛直上の断層データから鉛直下の断層データに向けて順に分散を求めてもよい。

再度、図４に戻って、ステップＳ５０７でＸ線検査装置１００は、入力部４０において、後述するマスク厚を基板からのクリームはんだの厚みとして、その入力を受付ける。入力されたクリームはんだの厚みに基づいて検査範囲が特定される。後述するように、ここでの検査には基板のＢＧＡが搭載される側の表面に平行な断層画像が用いられ、「検査範囲」とは、用いる断層画像を特定する、基板面からの高さ（Ｚ方向の距離）で表わされる検査位置または高さの範囲で表わされる検査範囲を指す。検査範囲の設定については後述する。ここでは、ステップＳ５０７で入力されたクリームはんだの厚みそのものが記憶されてもよいし、クリームはんだの厚みから特定される検査範囲が記憶されてもよい。検査範囲が記憶されている場合には、上記ステップＳ４０９ではクリームはんだの厚みに替えて検査範囲が読み出される。

検査対象１が複数の再構成領域（以下、視野ともいう）を含む場合は、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像を行なう前に、全ての視野について検査範囲を設定しておく。このように検査範囲を予め全て設定する方が、各視野のＣＴ撮像の都度検査範囲を設定するのに比べて全体の検査時間を短縮できる。

ステップＳ５０９でＸ線検査装置１００は、入力部４０において、検査基準とする値（以下、検査基準値とも言う）の設定を受付ける。上記ステップＳ４１５の検査では、後述するように、断層画像に表れるはんだ部からの測定値を検査基準値と比較することではんだ付け検査の良不良が判定される。従って、ここでは、検査基準として、後述する、面積の検査基準Ｓｔｈや真円度の検査基準Ｔｔｈの設定を受付ける。

Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ５１１で、搬入された検査対象１である基板に対して以上の入力および設定に基づいたテストを行なって入力および設定を検証した後に、ステップＳ５１３でＸ線検査装置１００は、基板をＸ線検査装置１００から搬出する。

上記ステップＳ５１１でのテストは、入力部４０に備えられるテストボタン（不図示）が押下されることによって開始される。詳しくは、図８を参照して、テストが開始されると、ステップＳ７０１でＸ線検査装置１００は、ティーチング動作によって入力、設定された値を出力部５０に出力する。また、以降のテストがすでに行なわれているときは、その結果を表示する。

ステップＳ７０３でＸ線検査装置１００は、入力部４０において検査範囲として設定されている検査高さまたは検査高さの範囲が妥当であるか否かの入力を受付ける。検査範囲が妥当でない場合（ステップＳ７０３でＮＯ）、引き続きステップＳ７０５で、入力部４０においてクリームはんだの厚みとして入力されたマスク厚の入力値の修正を受付ける。

同様にして、ステップＳ７０７でＸ線検査装置１００は、入力部４０において、検査分解能や検査ウィンドウや検査基準値などの設定、入力値についてそれが妥当であるか否かの入力を受付け、妥当でない場合（ステップＳ７０７でＮＯ）、ステップＳ７０９でそれら値の修正を受付ける。

以上のテストを終了し、ステップＳ５１３で基板が搬出されると、設定された基準値や入力されたマスク厚などがその基板の種類と対応付けて記憶部９０の所定領域に記憶される。上記ステップＳ４０９で良否判定部７８は、搬入された検査対象１とする基板上の情報（ＩＤ）を読取ることなどによって特定された当該基板の種類に対応した情報を記憶部９０から読み出す。なお、上の例では基板の種類ごとに基準値やマスク厚が記憶されているものとしているが、個々の基板ごとにこれらが記憶され、上記ステップＳ４０９で良否判定部７８は、搬入された検査対象１とする基板上の情報（ＩＤ）を読取ることなどによって特定された基板に対応した情報を記憶部９０から読み出してもよい。

ここで、ＢＧＡの基板への接続について説明する。ＢＧＡの基板への接続方法はリフロー方式（Reflow方式）と言われる、次のような方法で行なわれる。

すなわち、第１段階として、クリームはんだ印刷機を用いてはんだ粉末にフラックスを加えて適当な粘度にしたものであるクリームはんだを、基板上のパターン（ＢＧＡの搭載予定位置）に印刷する。クリームはんだ印刷機では、通常、穴の開いたステンレス製等の型紙（メタルマスク）上でスキージ（へら）を使ってクリームはんだをしごくことにより、穴の開いた箇所に対応した必要箇所にメタルマスクの厚さ分でクリームはんだが転写される。この厚みを「マスク厚」と称し、塗布されたクリームはんだの厚みに相当する。第２段階として、チップマウンタ（表面実装機、部品装着機）を用い、クリームはんだが塗布された基板のパターン上にＢＧＡを実装する。第３段階として、リフロー炉で加熱する。

上述の一連の工程によりＢＧＡの予めＩＣ側に形成されているはんだボールとクリームはんだとが溶融し、図９（Ａ），（Ｂ）に示されたように、基板９０１のパターン９０３とＢＧＡ９０２とがはんだ９０４によって物理的および電気的に接続される。

溶融温度やはんだの熱伝導が適切であり、十分にはんだが溶融した場合には、図９（Ａ）に示されるように、ＢＧＡの予めＩＣ側に形成されているはんだボールとクリームはんだとが一体となってたる状のはんだ９０４を形成する。

これに対して、溶融温度が不足していたり、ＢＧＡのはんだボールが先に酸化するなどしてクリームはんだへの熱伝導が不足していたりするとはんだの溶融が不足する。この場合には、図９（Ｂ）に示されるように、はんだボール９０４Ａとクリームはんだ９０４Ｂとが完全に溶融して一体とはならない。すなわち、図９（Ａ）の例でははんだ９０４が全体としてたる状を形成しているのに対して、図９（Ｂ）に示されるように、はんだボール９０４Ａとクリームはんだ９０４Ｂとの不連続が生じている。この状態は、物理的および電気的な完全な接続状態を形成しない。また、はんだ９０４内にボイドが生じたり、隣接したはんだボールが結合してブリッジが形成されたりする場合もある。これらの状態もまた、物理的および電気的な完全な接続状態を形成しない。

そこで、Ｘ線検査装置１００は検査対象１である基板へのＢＧＡの接続における、はんだのぬれ性、はんだのボイドおよびブリッジの有無、異物の有無などの、はんだでの接続状態を検査するためのはんだ付け検査をする。特に、はんだのぬれ性、つまり、ＢＧＡのはんだボールとクリームはんだとが完全に溶融して一体となっているか否かを検査する場合、はんだの形状が図９（Ｂ）を用いて説明された形状であるか否かを検査する。

この場合図９（Ｂ）に示されるように、基板表面からクリームはんだの厚みに相当する基板表面から高さＨｃの位置付近ではんだボール９０４Ａとクリームはんだ９０４Ｂとの不連続が生じる可能性が高い。なぜなら、部品間の接合不良は境界面で発生しやすいためである。そこでＸ線検査装置１００は、ステップＳ５０７でクリームはんだの厚みとして入力されたマスク厚から、検査範囲として少なくとも、図９（Ｂ）に示された、クリームはんだの厚み、すなわちマスク厚に相当する基板表面から高さＨｃである位置（Ｚ＝Ｈｃ）を設定する。好ましくは、当該位置（Ｚ＝Ｈｃ）を含み、基板９０１のパターン９０３の位置（基板表面）からＢＧＡ９０２までの距離Ｈよりも短い範囲を検査範囲として設定する。基板表面に部品を実装するにあたって部品に押し込まれることにより、クリームはんだとはんだボールとの境界はマスク厚に相当する基板表面から高さＨｃよりも基板表面側になると考えられる。したがって、より好ましくは、基板表面から高さＨｃまでの範囲（０≦Ｚ≦Ｈｃ）を検査範囲として設定する。このように検査範囲が設定されることによって、より効果的にぬれ性の検査が可能となると共に、基板表面からＢＧＡまでの全範囲（０≦Ｚ≦Ｈ）を検査する場合と比較して検査速度を速めることができ、生産性の向上を確保することができる。

図１０を用いて、上記ステップＳ４１７での検査動作について説明する。
図１０を参照して、まず、検査動作が開始するとステップＳ８０１で良否判定部７８は、ステップＳ４０９で読み出されたクリームはんだの厚みと予め規定されている断層画像を形成する高さ方向のボクセル数とから、検査に用いる断層画像の総数Ｎを特定する。また良否判定部７８は、検査対象１の再構成処理により生成される３次元の再構成データを取得する。

ステップＳ８０３で良否判定部７８は、検査に用いるＺ方向の断層画像の基板側からの順番を表わす変数ｉを０、断層画像のはんだ面積のうちの最小値を表わす引数Ｓｍｉｎを実装された検査対象１での取り得る最大値ＭＡＸ、および断層画像のはんだ部分の真円度の最小値を表わす引数Ｔｍｉｎを実装された検査対象１での取り得る最大値ＭＡＸに初期化する。

ここで、はんだボールとクリームはんだとが完全に溶融せずに一体とはならない現象が生じると、クリームはんだの塗布された位置とはんだボールの位置とがずれることにより、断層画像がひょうたん型になったり楕円となったりする。本実施の形態においてはこの点に着目し、一例として、断層画像のはんだ面積Ｓの、断層画像のはんだ部分の重心位置とはんだ部分の境界との距離ｄｐｍから求めた面積に対する比率を指標の一つとして用いる。なお、「真円度」とは幾何学的円形からのずれ度合いの指標であり、真円度が小さいほど幾何学的円形からのずれが大きく、真円度が大きいほど幾何学的円形からのずれが小さい、すなわち幾何学的円形に近い、ことを指す。

なお、はんだボールとクリームはんだとの溶融具合を知るための指標としては、断層画像のはんだ面積や断層画像のはんだ部分の真円度に限定されず、その他の指標が用いられてもよい。他の指標を示す特徴量Ｆ１，Ｆ２を算出するための式として、たとえば、以下の式（１）や式（２）が挙げられる：
Ｆ１＝ｄｐｍｉ²／ｄｐｍａ² …式（１）、
Ｆ２＝ｂ²／ａ² …式（２）、
ただし、ｄｐｍａは重心と境界との間の距離の最大値、ｄｐｍｉは重心と境界との間の距離の最小値、ａは楕円の長径、およびｂは楕円の短径を表わす。

式（１）は内接円と外接円との面積比を表わすものであり、図１３（Ａ）に表わされたように断層画像においてはんだ部分が一部欠落して現れるクリームはんだの塗布された位置とはんだボールの位置とのずれを特徴量として表わすものである。式（２）は楕円の長径と短径とをそれぞれ直径とする円の面積比を表わすものであり、図１３（Ｂ）に表わされたように断層画像においてはんだ部分が楕円形状で現れるクリームはんだの塗布された位置とはんだボールの位置とのずれを特徴量として表わすものである。いずれの特徴量も、はんだボールとクリームはんだとが完全に溶融して一体となっていると断層画像においてはんだ部分が円形で現れるところ、実際のはんだ部の円形からの乖離具合を数値化したものであり、はんだボールとクリームはんだとが完全に溶融せずに一体とはならない現象を表わす指標としたものである。

ステップＳ８０５で良否判定部７８は、ステップＳ８０１で取得した３次元データからＺ＝ｉの位置を切り出して断層画像を作成し、そのうちの上記ステップＳ５０５で設定された検査ウィンドウに該当する領域の断層画像を取得する。Ｘ線検査装置１００は、取得した断層画像を２値化し、画像をはんだとそれ以外とに分離した２値化画像を取得する。この２値化処理には、判別分析法等の一般的な２値化処理を用いることが可能である。検査装置は、２値化画像から白（もしくは１）の部分のラベリングを行ない、はんだとそれ以外とを区別したラベリング画像を取得する。このラベリング処理には、ラスタスキャンによって連結の有無を判定するような一般的なラベリング処理を用いることが可能である。

ステップＳ８０７で良否判定部７８は、ラベリング画像からそれぞれのはんだの面積（白もしくは１の画素の個数）を計数し、はんだの面積Ｓを求める。また、はんだの真円度Ｔを求める。そして良否判定部７８は、はんだの面積Ｓと真円度Ｔとを、それぞれ、それまでの検査で記憶されているはんだの面積の最小値Ｓｍｉｎおよび真円度の最小値Ｔｍｉｎと比較する。

ステップＳ８０７でＺ＝ｉの断面画像から求めたはんだの面積Ｓがそれまでの検査で記憶されているはんだの面積の最小値Ｓｍｉｎよりも小さい場合には（ステップＳ８０９でＹＥＳ）、ステップＳ８１１で最小値Ｓｍｉｎを求めたはんだの面積Ｓで更新する。そうでない場合には（ステップＳ８０９でＮＯ）、最小値Ｓｍｉｎを維持する。

同様に、ステップＳ８０７でＺ＝ｉの断面画像から求めたはんだの真円度Ｔがそれまでの検査で記憶されているはんだの真円度の最小値Ｔｍｉｎよりも小さい場合には（ステップＳ８１３でＹＥＳ）、ステップＳ８１５で最小値Ｔｍｉｎを求めたはんだの真円度Ｔで更新する。そうでない場合には（ステップＳ８１３でＮＯ）、最小値Ｔｍｉｎを維持する。

ステップＳ８１７で良否判定部７８は変数ｉをインクリメントして、変数ｉがステップＳ８０１で設定された検査に用いる断層画像の総数Ｎに達したかを確認する。その結果、変数ｉが断層画像の総数Ｎに達していないときには（ステップＳ８１９でＮＯ）、ステップＳ８０５からの処理を繰り返し、次の断層画像に同様の処理を行なう。

変数ｉが断層画像の総数Ｎに達すると（ステップＳ８１９でＹＥＳ）、良否判定部７８は、それまでの検査で記憶されているはんだの面積の最小値Ｓｍｉｎおよびはんだの真円度の最小値Ｔｍｉｎを、それぞれ、ティーチング動作で設定されて記憶部９０に記憶している面積の検査基準Ｓｔｈおよび真円度の検査基準Ｔｔｈと比較する。その結果、測定されたはんだの面積の最小値Ｓｍｉｎおよびはんだの真円度の最小値Ｔｍｉｎのいずれもが基準値以上である場合には（ステップＳ８２１でＹＥＳ）、ステップＳ８２３で良否判定部７８は、当該検査ウィンドウのはんだ付けの状態が良好と判定して、当該検査ウィンドウについて検査合格の判定結果を返す。

一方、測定されたはんだの面積の最小値Ｓｍｉｎおよびはんだの真円度の最小値Ｔｍｉｎのうちの少なくとも一方でも基準値未満である場合には（ステップＳ６２１でＮＯ）、ステップＳ６２５で良否判定部７８は、当該検査ウィンドウのはんだ付けの状態が不良と判定して、当該検査ウィンドウについて検査不合格の判定結果を返す。

Ｘ線検査装置１００は、上記ステップＳ４１５で検査対象１に設定されたすべての検査ウィンドウについて以上の検査を行なう。良否判定部７８は、すべての検査ウィンドウについて検査合格と判定した場合に、当該検査対象１のはんだ付けの状態を良好と判定して、当該検査対象１について検査合格の判定結果を返す。一方、少なくとも１つの検査ウィンドウについてでも検査不合格と判定した場合には、良否判定部７８は、当該検査対象１のはんだ付けの状態を不良と判定して、当該検査対象１について検査不合格の判定結果を返す。

上記ステップＳ４１７での出力例として、たとえば図１１（Ａ）に示すような画面を出力部５０に表示することが挙げられる。すなわち、図１１（Ａ）を参照して、ステップＳ４１５の検査で不良と判定されると、当該検査対象１のすべての検査ウィンドウ、または１つの視野について、Ｚ方向の断層画像（ＸＹ断層画像）１１０１を表示し、それぞれの検査ウィンドウについて、はんだとそれ以外とが区分可能なように表示する。このように表示することにより、ユーザは、どの検査ウィンドウ（ＸＹ平面上の位置）にどのような不良が発生したのかを一目で把握することができる。

好ましくは、断層画像１１０１内には検査ウィンドウ１１０１Ａも表示し、含まれる検査ウィンドウのうち、不良と判定された検査ウィンドウを他の検査ウィンドウとは異ならせて表示する。図１１（Ａ）の例では不良と判定された検査ウィンドウを他の検査ウィンドウよりも太く表示している。他の例として、表示する色を異ならせて表示してもよい。このように表示することにより、ユーザは、不良が発生した検査ウィンドウ（ＸＹ平面上の位置）を容易に把握することができる。

図１１（Ａ）の画面において、不良が発生した検査ウィンドウとして表示されている検査ウィンドウは、入力部４０で選択可能に表示される。Ｘ線検査装置１００は、入力部４０において不良が発生した検査ウィンドウの選択を受付けると、不良と判定した検査に用いた断層画像の、基板表面からの高さをさらに出力する。高さの出力の例としては、たとえば図１１（Ｂ）に示されるようなスライドバーで表示する例が挙げられる。スライドバーでの高さの表示に加えて、図１１（Ｂ）に示されるように、表示する断層画像のＺ方向の高さを表示してもよい。このように表示することにより、ユーザは、不良が発生した位置（基板表面からの高さ）を容易に把握することができる。

また好ましくは、出力画面には、Ｚ方向の断層画像（ＸＹ断層画像）１１０１に加えて図１１（Ａ）に示されるようにＹ方向の断層画像（ＸＺ断層画像）１１０２および／またはＸ方向の断層画像（ＹＺ断層画像）１１０３が含まれ、検査範囲であるマスク厚を示すウィンドウ１１０２Ａ，１１０３ＡがＹ方向の断層画像（ＸＺ断層画像）１１０２および／またはＸ方向の断層画像（ＹＺ断層画像）１１０３内に表示される。このように表示することにより、ユーザは、Ｚ方向の断層画像（ＸＹ断層画像）１１０１がＺ方向にどれくらいの高さのものであるかを容易に把握することができる。

なお、上の説明では、Ｘ線検査装置１００が、鉛直下の断層データから鉛直上の断層データに向けて順に、各断層データではんだの面積の最小値Ｓｍｉｎおよびはんだの真円度の最小値Ｔｍｉｎを求めて基準値と比較している例を示しているが、検査の手順はこれに限られるわけではない。例えば、Ｘ線検査装置１００は、鉛直上の断層データから鉛直下の断層データに向けて順に検査を行なってもよい。

また、上の説明では、各断層データではんだの面積の最小値Ｓｍｉｎおよびはんだの真円度の最小値Ｔｍｉｎを特徴量として求めて基準値と比較し、いずれもが基準を満たした場合にはんだ付けの状態を良と判定している例を示しているが、特徴量はこれらに限定されず、これらのうちの一方でもよいし、その他の特徴量でもよいし、また、これらの組み合わせであってもよい。たとえば、その他の特徴量としては、上の式（１），（２）で算出される特徴量を用いてもよい。

また、上の説明では、Ｘ線検査装置１００は、再構成した３次元データから複数の断層データを生成しているものの、Ｘ線検査装置１００は、検査基準内で上の検査動作が可能な間隔で、複数の断層データを生成することができればよい。Ｘ線検査装置１００は、視野内の全てのボクセルのデータを再構成しなくてもよい。

［その他の実施の形態１］
上記説明はＢＧＡが実装された基板の検査について行なったが、Ｘ線検査装置１００が検査できる対象物はＢＧＡが実装された基板に限定されず、他の部品の検査にも同様に活用することができる。なぜなら、部品間の接合不良は境界面で発生するものであるため、その境界面を予め検査範囲として特定できるからである。そのため、境界面から検査範囲を設定し、その範囲での検査で同様にして接合不良を判定することが可能となる。境界面としては、たとえば検査対象であるＢＧＡが実装された基板である場合には、ＢＧＡに設けられるはんだボールと基板に印刷されたクリームはんだとの境界面、基板表面とクリームはんだとの境界面、が挙げられる。検査対象が、チップやその他の部品、すなわち、ＢＧＡのようにはんだボールが設けられていない部品が実装された基板である場合、当該部品の電極と基板に印刷されたクリームはんだとの境界面が挙げられる。

［その他の実施の形態２］
上記説明はＢＧＡが実装された基板でのＢＧＡと基板とのはんだの接合状態の検査について行なったが、Ｘ線検査装置１００での検査の内容ははんだの接合状態に限定されず、他の検査にも同様に活用することができる。他の検査としては、たとえば、ＢＧＡと基板とを結合するはんだ内のボイドの有無の検査が挙げられる。なぜなら、ボイドは物質同士の境界面での化学反応により発生するため、ＢＧＡに設けられるはんだボールと基板に印刷されたクリームはんだとの境界面がボイドの発生しやすい高さとして特定できるからである。そのため、マスク厚として入力されたクリームはんだの厚みから同様にして検査範囲を設定し、その範囲での検査でボイドの有無を検査することが可能となる。

［その他の実施の形態３］
上記説明はティーチング動作にてユーザからマスク厚の入力を受付けることによってクリームはんだの厚みを得て検査範囲を設定する例について行なったが、クリームはんだの厚みの取得はユーザからの入力に限定されず、他の方法で取得することもできる。他の例として、先に、第１段階〜第３段階として説明したＢＧＡを基板へ接続する工程が、図１２のような、一連の装置群からなるシステムにて自動で行なわれる場合が考えられる。すなわち、図１２を参照して、当該システムには、基板上のパターンにクリームはんだを印刷するためのクリームはんだ印刷機２００と、はんだ印刷状態を検査するための検査機３００と、クリームはんだが塗布された基板のパターン上にＢＧＡを実装するためのチップマウンタ４００と、ＢＧＡの搭載状態を検査するための検査機５００と、リフロー炉６００と、はんだ付け状態を外観検査するための検査機７００と、Ｘ線検査装置１００とが含まれ、この順に基板が搬送されて、上述の第１段階〜第３段階の一連の工程によりＢＧＡが接続される。また、各工程の装置間には検査機３００，５００，７００，１００がこの順で含まれ、前工程を経た基板を測定することで、前工程の良否を判定する。図１２に示されるように、当該システムにはさらにサーバ８００が含まれてもよく、これらは、通信回線９００で接続されている。通信回線９００は、たとえば１Gbit程度のＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルであってもよいし、インターネット等の電話回線を利用したものであってもよいし、無線通信回線であってもよい。

印刷検査装置である検査機３００は、たとえばクリームはんだ印刷機２００で印刷工程が実行された後の基板を対象に、ステレオカメラを用いた３次元計測を行なって、基板上の各パッド（検査箇所）に印刷されたはんだの量（体積または高さ）を測定する。そして、各測定値を事前に登録された基準値と比較することにより、各パッドのはんだ量が適量、過多、過小のいずれであるかをパッド毎に判別する。検査機３００は、１枚の基板の検査が終了する都度、検査結果や、この検査のために実行した測定処理により得た測定データを送信する。送信される情報には、少なくとも、対応する基板の識別情報に関連付けられた測定データ（測定されたはんだの量）が含まれる。好ましくは、送信される情報の測定データは、対応する測定箇所の識別情報（たとえばパッドＩＤ）にも関連付けられている。

図１２のような装置において、Ｘ線検査装置１００はクリームはんだの厚みを、ティーチング動作でのユーザからの入力に替えて、検査機３００から通信回線９００を介して送信された上述の情報を受信することで取得してもよい。このようにしてクリームはんだ厚みを受信して取得することで、ユーザが入力する場合と比較してヒューマンエラーを回避することができ、検査精度を向上させることができる。また、事前のティーチング動作の工程を減らすことができ、検査効率を向上させることができる。

さらに、上述のように検査機３００から基板上の検査箇所（パッド）ごとの測定データが送信される場合、Ｘ線検査装置１００は検査箇所ごとにＺ方向の検査位置を特定し、該当する断層画像を用いて上述の検査を行なってもよい。印刷されるクリームはんだの厚みは、スキージの圧力の加減やマウンタによる部品の押し付け具合などによって、同一基板においても箇所によって異なる場合がある。このように、検査機３００から基板上の検査箇所ごとに測定されたクリームはんだの厚みがＸ線検査装置１００に入力されることによって検査箇所ごとに最適なＺ方向の検査位置を特定することができるため、より検査精度を向上させることができる。

この場合、搬入される基板の種類ごとにたとえば最初の１つの基板で検査機３００において測定されたクリームはんだの厚みを用いてもよいし、基板ごとに、検査機３００において測定されたクリームはんだの厚みを用いてもよい。後者のように基板ごとに測定されたクリームはんだの厚みを用いて検査範囲を定めることで、検査速度を確保しつつ検査精度を向上させることができる。なお、この場合、Ｘ線検査装置１００は、検査機３００において読取られた基板に固有のＩＤとクリームはんだの厚みとを関連付けて検査機３００から受信し、これらを記憶しておく。またはサーバ８００に記憶させてもよい。そして、Ｘ線検査装置１００に搬入された検査対象１からＩＤを読取り、当該ＩＤに関連付けられているクリームはんだの厚みを検査範囲を定めるのに用いる。

または、検査機３００からの受信に替えて、チップマウンタ４００でＢＧＡが実装された後の基板を測定した検査機５００からの測定結果を受信して、その測定結果からクリームはんだの厚みを取得してもよい。または、これらの測定結果に替えて、予めサーバ８００に記憶されている、クリームはんだ印刷機２００で用いるメタルマスクのＣＡＤ（Computer Aided Design）データに含まれるマスク厚を読出して用いてもよい。このようにしてクリームはんだの厚みを受信して取得することでも、ユーザが入力する場合と比較してヒューマンエラーを回避することができ、検査精度を向上させることができる。また、事前のティーチング動作の工程を減らすことができ、検査効率を向上させることができる。

さらに、検査機５００においても同様に基板上の検査箇所ごとに部品実装後の基板が測定され、対応する測定箇所の識別情報と関連付けて測定結果がＸ線検査装置１００に入力されてもよい。この場合もＸ線検査装置１００は、検査箇所ごとにＺ方向の検査位置を特定し、該当する断層画像を用いて上述の検査を行なってもよい。このようにすることでも検査箇所ごとに最適なＺ方向の検査位置を特定することができるため、より検査精度を向上させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 検査対象、１８ Ｘ線、１０ Ｘ線源、２３ Ｘ線検出器、３０ 画像取得制御機構、３２ 検出器駆動制御機構、３４ 画像データ取得部、４０ 入力部、５０ 出力部、６０ Ｘ線源制御機構、７０ 演算部、７２ Ｘ線源制御部、７４ 画像取得制御部、７６ 再構成部、７８ 良否判定部、８０ 検査対象位置制御部、８２ Ｘ線焦点位置計算部、８４ 撮像条件設定部、９０ 記憶部、９０ａ 主記憶部、９０ｂ 補助記憶部、９２ Ｘ線焦点位置情報、９４ 撮像条件情報、９６ プログラム、１１０ 検査対象駆動機構、１１１ａ，１１１ｂ ステージ、１１２，１１２ａ，１１２ｂ 基板レール、１２０ 検査対象位置制御機構、１００ Ｘ線検査装置、２００ クリームはんだ印刷機、３００ 検査機、４００ チップマウンタ、５００ 検査機、６００ リフロー炉、７００ 検査機、７０１ 領域、８００ サーバ、９００ 通信回線、９０１ 基板、９０２ ＢＧＡ、９０３ パターン、９０４ はんだ、９０４Ａ はんだボール、９０４Ｂ クリームはんだ、１１０１ Ｚ方向の断層画像、１１０１Ａ 検査ウィンドウ、１１０２ Ｙ方向の断層画像、１１０２Ａ ウィンドウ、１１０３ Ｘ方向の断層画像、１１０３Ａ ウィンドウ。

Claims (13)

1. Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
   前記対象物は、基板と、前記基板に塗布されたはんだによって前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、
   前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するためのＸ線出力手段と、
   前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するためのＸ線検出手段と、
   前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板の、前記部品の搭載される面の法線を横切る、前記部品と前記基板との間の領域についての断層画像を再構成するための再構成手段と、
   前記基板に塗布されたはんだの厚みを取得するための取得手段と、
   前記はんだの厚みに基づいて、前記部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を前記対象物の検査位置として特定するための特定手段と、
   前記検査位置にある断層画像を用いて前記対象物の前記はんだによる結合の良否を判定するための検査手段と、
   前記基板に塗布されたはんだの厚みを基板の識別情報と関連付けて記憶するための記憶手段と、
   前記基板を識別するための識別手段とを備え、
   前記特定手段は、前記対象物とする基板の前記識別情報に関連付けられたはんだの厚みを前記記憶手段から読み出して前記対象物の検査位置を特定する、Ｘ線検査装置。
2. 前記特定手段は、少なくとも、前記部品の搭載される面から法線方向の、前記はんだの厚みに対応した距離で規定される位置を含み、前記基板と前記部品との間の距離よりも短い範囲を前記検査位置として特定する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 前記特定手段は、前記基板の前記部品の搭載される面の表面から前記はんだの厚みに対応した前記部品の搭載される面の法線方向の位置までの範囲を前記検査位置として特定する、請求項２に記載のＸ線検査装置。
4. 前記取得手段は、前記基板に塗布されたはんだの厚みの入力を受付けるための入力手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線検査装置。
5. 前記取得手段は、前記基板に塗布されたはんだの厚みを示すデータを他の装置から取得する、請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線検査装置。
6. 前記他の装置は、基板上のはんだの厚みを測定する装置における、前記基板上のはんだの厚みの測定結果を記憶する装置である、請求項５に記載のＸ線検査装置。
7. 前記識別情報は、前記基板に固有の識別情報である、請求項１〜６のいずれかに記載のＸ線検査装置。
8. 前記識別情報は、前記基板の種類に固有の識別情報である、請求項１〜６のいずれかに記載のＸ線検査装置。
9. 前記検査手段は、前記検査位置にある断層画像に表れるはんだ部の面積、その真円度、およびその他の特徴量のうちのいずれか一つまたはこのうちでのいくつかの組み合わせを用いて前記はんだによる結合の良否を判定する、請求項１〜８のいずれかに記載のＸ線検査装置。
10. Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
    前記対象物は、基板と、前記基板に塗布されたはんだによって前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、
    前記対象物に含まれる前記基板を識別するステップと、
    前記対象物に含まれる前記基板に塗布されたはんだの厚みを取得するステップと、
    前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するステップと、
    前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、
    前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板の、前記部品の搭載される面の法線を横切る、前記部品と前記基板との間の領域についての断層画像を再構成するステップと、
    前記はんだの厚みに基づいて、前記部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を前記対象物の検査位置として特定するステップと、
    前記検査位置にある断層画像を用いて前記対象物の前記はんだによる結合の良否を判定するステップとを備え、
    前記特定するステップでは、基板の識別情報と関連付けて当該基板に塗布されたはんだの厚みを記憶する記憶装置から前記対象物とする基板の前記識別情報に関連付けられたはんだの厚みを読み出して前記対象物の検査位置を特定する、Ｘ線検査方法。
11. Ｘ線源とＸ線検出器と演算部とを有するＸ線検査装置に、Ｘ線を用いた対象物の検査を実行させるＸ線検査プログラムであって、
    前記対象物は、基板と、前記基板に塗布されたはんだによって前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、
    前記演算部が、前記対象物に含まれる前記基板を識別するステップと、
    前記演算部が、前記対象物に含まれる前記基板に塗布されたはんだの厚みを取得するステップと、
    前記Ｘ線源が、前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するステップと、
    前記前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するステップと、
    前記Ｘ線検出器が、前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板の、前記部品の搭載される面の法線を横切る、前記部品と前記基板との間の領域についての断層画像を再構成するステップと、
    前記演算部が、前記はんだの厚みに基づいて、前記部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を前記対象物の検査位置として特定するステップと、
    前記演算部が、前記検査位置にある断層画像を用いて前記対象物の前記はんだによる結合の良否を判定するステップとを実行させ、
    前記特定するステップでは、基板の識別情報と関連付けて当該基板に塗布されたはんだの厚みを記憶する記憶装置から前記対象物とする基板の前記識別情報に関連付けられたはんだの厚みを読み出して前記対象物の検査位置を特定する、Ｘ線検査プログラム。
12. はんだが塗布された基板の検査をする第１の検査装置と、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置とを含み、
    前記Ｘ線検査装置での検査の対象物は、前記基板と、前記基板に塗布されたはんだによって前記基板に電気的に結合して搭載される部品とを含み、
    前記第１の検査装置は、
    前記基板上の検査位置ごとに塗布されたはんだの量を測定し、その測定結果を当該基板を識別するための識別情報と関連付けた測定結果データを基板ごとに作成するための検査手段と、
    前記測定結果データを送信するための通信手段とを備え、
    前記Ｘ線検査装置は、
    前記対象物に向けて前記Ｘ線を出力するためのＸ線出力手段と、
    前記対象物に複数の方向から入射し、前記対象物を透過した前記Ｘ線の強度分布を表わす透視画像を撮像するためのＸ線検出手段と、
    前記複数の方向からの前記Ｘ線の前記透視画像に基づいて、前記基板の、前記部品の搭載される面の法線を横切る、前記部品と前記基板との間の領域についての断層画像を再構成するための再構成手段と、
    前記基板を識別するための識別手段と、
    前記第１の検査装置から、前記識別された基板に塗布されたはんだの厚みを示す前記測定結果データを受信するための通信手段と、
    前記測定結果データに含まれる前記基板に塗布されたはんだの厚みに基づいて、前記部品の搭載される面から法線方向の距離で規定される位置を前記対象物の検査位置として特定するための特定手段と、
    前記検査位置にある断層画像を用いて前記対象物の前記はんだによる結合の良否を判定するための検査手段とを備える、Ｘ線検査システム。
13. 前記第１の検査装置の前記検査手段は、前記基板上の検査箇所ごとに塗布されたはんだの量を測定して、前記検査箇所ごとの測定結果データを作成し、
    前記Ｘ線検査装置の前記特定手段は、前記基板上の検査箇所ごとに前記検査位置を特定する、請求項１２に記載のＸ線検査システム。

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