JP5275377B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線検査装置に関し、特に、リフロー処理後の部品とプリント基板の接合を検査するのに好適なＸ線検査装置に関する。

今日、Ｘ線検査は、広範な工業製品に使用されている。種々の電子機器を構成するプリント基板においても、Ｘ線検査が使用されてきた。他方、情報処理の高度化、高速化の要請が高まるにつれ、多数の電子部品を搭載したプリント基板においても、電子部品が密集した状態で実装されるようになってきた。そのため、リフロー処理後のプリント基板と電子部品の接合の良否等についても、単純なＸ線装置で検査することに限界が生じてきた。

そこで、特許文献１、２等に示されるように、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）が基板検査に用いられるようになってきた。Ｘ線ＣＴでは、検査対象品がその全方位からＸ線を受ける。照射されたＸ線は、検査対象品を通過し、対象に一部吸収されて減衰した後、Ｘ線源の反対側に位置するＸ線検出装置に到達し記録される。それぞれの方向でＸ線がどの程度検査対象品の検査要部に吸収されたかを記録したのち、コンピュータは、フーリエ変換で記録された画像を再構成する。

特開２０１０−１４５３５９号公報 特開２００９−１３６６６５号公報

しかしながら、Ｘ線ＣＴでは、検査対象品（プリント基板やプリント基板に搭載される電子部品）がＸ線を全方位から受けるので、当該検査対象品の被爆量が多くなる。そのため、検査対象品がプリント基板である場合、種々の電子部品、とりわけメモリ等に悪影響を与えるおそれがあった。そのようなＸ線の悪影響は、Ｘ線ＣＴ装置自体に及ぶ場合もある。そのため、Ｘ線ＣＴ装置の寿命も短くなり、検査コストが嵩むことになる。加えて、画像の再構成は、極めて膨大な行列演算（１断面を格子状に分割し、各部位の吸収率を未知数とし、その合計が実際の吸収量と等しくなるように連立方程式を立てて解くこと）を要する。そのため、演算処理に時間がかかり、高速化のためにコストがかかるという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、リフロー処理後の部品とプリント基板の接合を検査するに当たり、比較的低廉な方法で精度の高い検査画像を得ることのできるＸ線検査装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、検査対象品の検査要部にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線が透過した前記検査要部のＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとによる前記検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部と、設定された前記透過方向に基づいて、当該透過方向毎に前記Ｘ線撮像を前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとに実行させる撮像制御部と、撮像された複数のＸ線画像を所定の条件で重ね合わせて合成画像を生成する画像合成処理部とを備えているＸ線画像処理装置と、前記画像合成処理部が生成した合成画像に基づいて、前記検査要部の良否を判定する良否判定処理部とを備え、前記透過方向設定部は、前記検査要部を通る垂直線回りの角度と、前記垂直線と直交する線分回りの角度とを組み合わせた前記透過方向を設定するものであり、前記撮像制御部は、前記垂直線と直交して前記検査要部を通る中心線に関して透過方向が対称となる組のＸ線画像を撮像するものであり、前記画像合成処理部は、検査要部に設定される共通の基準座標を原点として、前記透過方向が対称となる組のＸ線画像を当該検査要部に予め設定される正規のフィレット高さに応じたシフト量だけ所定の方向にシフトさせることにより、各Ｘ線画像の当該検査要部の断面に相当するエリアが重複するように、各Ｘ線画像の影を重複させた合成画像を生成するものであるとともに、共通の座標面上で中心を揃えて各Ｘ線画像を重複させるとともに、重複された各Ｘ線画像の輝度値を同一の座標毎に比較し、最も輝度値の高いものを選択して前記合成画像を二値化するものであり、且つ撮像された複数のＸ線画像の座標毎に各輝度値の最大値を演算値として演算し、この演算値にしきい値を設定して二値化された前記合成画像を得るものであり、前記良否判定処理部は、前記エリアと連続して重複する前記影の重複部の面積に基づいて当該検査要部の良否を判定するものであることを特徴とするＸ線検査装置である。この態様では、Ｘ線ＣＴでの撮像よりも少なく選別された複数の透過方向の数だけＸ線を照射するので、検査対象品はもちろんのこと、Ｘ線撮像に用いられる機器の被爆量を低減することができる。従って、Ｘ線検査による製品の劣化を防止することができる。またＸ線撮像に用いられる機器の長寿命化を図ることができ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、全方位から撮像された画像を再構成するのではなく、少なく選別された透過方向に基づいて撮像されたＸ線画像を合成処理して良否判定を実行することができるので、演算処理を迅速化することも可能となる。さらに、限られた枚数でありながら、検査要部をＸ線が斜めに透過する透過方向が選別されてＸ線画像が取得されるので、それらＸ線画像が合成されて障害物を除去したり、不明瞭な輪郭を鮮明に検出したり、特定の方位からの撮像では検出が困難であった高さを割り出したりすることができる。このため従来の技術では、Ｘ線ＣＴでなければ検出できなかった検査要部の高さや面積等の検査要素を演算して評価することが可能となり、高性能な良否判定を廉価に実行することが可能となる。

また、透過方向が検査要部の中心を通る垂直線回りの角度（或いは方位）と、前記垂直線と直交する線分回りの角度（或いは傾斜角度）とを要素とする二次元配列の変数であることから、方位と傾斜角度の何れか一方を同一の値とし、他方を変化させて、演算を簡素化することが可能となる。

また、障害物を回避可能な可能性の高い透過方向を設定することが可能になるとともに、撮像されたＸ線画像を合成する処理や、合成画像の評価処理が容易になる。

加えて、例えば、リードの背面に形成されるフィレットの高さ等、従来の撮像方法では、検査が困難であった検査要部の高さの良否を判定することができる。

さらに、厚肉の検査対称品を透過することによって検査要部でのＸ線の透過量が低減しているＸ線画像であっても、検査要部の輪郭を明瞭にすることができる。また、障害物によって一部のＸ線画像の検査要部に影ができている場合でも、何れかのＸ線画像に検査要部が写っていれば、その輝度値が優先されて二値化されるので、障害物を除去した合成画像を得ることができる。

本発明の別の好ましい態様は、検査対象品の検査要部にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線が透過した前記検査要部のＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとによる前記検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部と、設定された前記透過方向に基づいて、当該透過方向毎に前記Ｘ線撮像を前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとに実行させる撮像制御部と、撮像された複数のＸ線画像を所定の条件で重ね合わせて合成画像を生成する画像合成処理部とを備えているＸ線画像処理装置と、前記画像合成処理部が生成した合成画像に基づいて、前記検査要部の良否を判定する良否判定処理部とを備え、前記透過方向設定部は、前記検査要部を通る垂直線回りの角度と、前記垂直線と直交する線分回りの角度とを組み合わせた前記透過方向を設定するものであり、前記撮像制御部は、前記垂直線と直交して前記検査要部を通る中心線に関して透過方向が対称となる組のＸ線画像を撮像するものであり、前記画像合成処理部は、検査要部に設定される共通の基準座標を原点として、前記透過方向が対称となる組のＸ線画像を当該検査要部に予め設定される正規のフィレット高さに応じたシフト量だけ所定の方向にシフトさせることにより、各Ｘ線画像の当該検査要部の断面に相当するエリアが重複するように、各Ｘ線画像の影を重複させた合成画像を生成するものであるとともに、撮像された複数のＸ線画像の座標毎に各輝度値の二乗の和を演算値として演算し、この演算値にしきい値を設定して二値化された前記合成画像を得るものであり、前記良否判定処理部は、前記エリアと連続して重複する前記影の重複部の面積に基づいて当該検査要部の良否を判定するものである。
本発明のさらに別の好ましい態様は、検査対象品の検査要部にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線が透過した前記検査要部のＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとによる前記検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部と、設定された前記透過方向に基づいて、当該透過方向毎に前記Ｘ線撮像を前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとに実行させる撮像制御部と、撮像された複数のＸ線画像を所定の条件で重ね合わせて合成画像を生成する画像合成処理部とを備えているＸ線画像処理装置と、前記画像合成処理部が生成した合成画像に基づいて、前記検査要部の良否を判定する良否判定処理部とを備え、前記透過方向設定部は、前記検査要部を通る垂直線回りの角度と、前記垂直線と直交する線分回りの角度とを組み合わせた前記透過方向を設定するものであり、前記撮像制御部は、前記垂直線と直交して前記検査要部を通る中心線に関して透過方向が対称となる組のＸ線画像を撮像するものであり、前記画像合成処理部は、検査要部に設定される共通の基準座標を原点として、前記透過方向が対称となる組のＸ線画像を当該検査要部に予め設定される正規のフィレット高さに応じたシフト量だけ所定の方向にシフトさせることにより、各Ｘ線画像の当該検査要部の断面に相当するエリアが重複するように、各Ｘ線画像の影を重複させた合成画像を生成するものであるとともに、撮像された複数のＸ線画像の座標毎に各輝度値の差の絶対値を演算値として演算し、この演算値にしきい値を設定して二値化された前記合成画像を得るものであり、前記良否判定処理部は、前記エリアと連続して重複する前記影の重複部の面積に基づいて当該検査要部の良否を判定するものである。

以上説明したように、Ｘ線ＣＴと異なり、予めＸ線ＣＴでの撮像よりも少なく選別された複数の透過方向の数だけＸ線を照射するので、検査対象品や、Ｘ線撮像に用いられる機器の長寿命化を図ることができ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、少なく選別された画像を合成処理して良否判定を実行することができるので、演算処理を迅速化することも可能となる。さらに、検査要部をＸ線が斜めに透過する透過方向が選別されてＸ線画像が取得されるので、従来は、Ｘ線ＣＴでなければ検出できなかった検査要部の高さや面積等の検査要素を演算して評価することが可能となり、高性能な良否判定を廉価に実行することが可能となる。従って、本発明によれば、リフロー処理後の部品とプリント基板の接合を検査するに当たり、比較的低廉な方法で精度の高い検査画像を得ることができるという顕著な効果を奏する。

本発明の実施の一形態に係るＸ線検査装置の概略断面図である。 図１のＸ線検査装置の概略構成図である。 第１実施形態に係る検査対象品としての電子部品の平面略図である。 図３の電子部品の検査要部としての半田ボールを示す側面略図であり（Ａ）は処理前の良品を示す例、（Ｂ）はリフロー処理後の良品を示す例、（Ｃ）は、リフロー処理後の不良品の例である。 本発明に係る透過方向の説明図である。 本発明に係る検査例を示すフローチャートである。 本発明に係る検査例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る図面の合成例を示す説明図である。 第２実施形態に係る電子部品の平面略図である。 図９の電子部品に係るリードのはんだ状態を示す図であり、（Ａ）ははんだ量の少ない良品の例、（Ｂ）ははんだ量の多い良品の例、（Ｃ）ははんだ不良の例である。 第２実施形態に係る画像合成の原理を説明するための斜視図である。 第２実施形態に係る画像合成手順を示す平面略図である。 第２実施形態に係る合成画像の評価例を示す平面略図である。 第２実施形態に係る合成画像の評価例を示す平面略図である。 第２実施形態に係る合成画像の評価例を示す平面略図である。 第２実施形態に係る合成画像の評価例を示す平面略図である。 本発明に好適なＸ線放射装置を示す断面略図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、実質的に同等の箇所には同一の符号を付し、重複する説明を省略している。
［第１実施形態］
図１および図２を参照して、第１実施形態に係るＸ線検査装置Ａは、リフロー処理後のＢＧＡ（検査対象品としての電子部品の一例）１００とプリント基板Ｗの接合を検査するものとして具体化されている。まず、第１実施形態に係る検査要部の一例として、ＢＧＡ１００について説明する。

図３を参照して、ＢＧＡ１００は、多数の半田ボール１０３を下面に備えている。各半田ボール１０３は、ＢＧＡ１００の周囲に所定の配列で設けられ、いわゆるリフロー処理で溶融されて硬化した後、半田部１０１として、ＢＧＡ１００とプリント基板Ｗとを物理的並びに電気的に接続する。図示の例では、ＢＧＡ１００は、例えば４１６極に設定され、そのうちの接続要部を半田部１０１が接続する。半田ボール１０３は、必ずしもＢＧＡ１００に設けられた全ての極に設けられているのではなく、電子部品自身やその接続態様によって、選択的に（例えば、３００極）ＢＧＡ１００をプリント基板Ｗに接続する。

図４を参照して、半田部１０１は、プリント処理と実装処理とリフロー処理とを経てプリント基板Ｗに形成される。プリント処理では、プリント基板Ｗに設けられたランドＷ１上に半田１０２（クリーム半田）を印刷する工程が含まれる。また、実装処理では、プリントされた半田１０２の上にＢＧＡ１００を実装する工程が含まれる。また、リフロー処理では、ＢＧＡ１００が実装されたプリント基板Ｗを溶融炉内で加熱する工程が含まれる。図４（Ｂ）に示すように、印刷された半田１０２と半田ボール１０３とが加熱されて融合し、一体的に硬化する。この硬化した半田が半田部１０１となる。半田部１０１は、プリント基板ＷのランドＷ１とＢＧＡ１００の電極Ｗ２とを電気的並びに物理的に接続する。

ここで、図４（Ｂ）に示すように、半田部１０１とランドＷ１との接合面１０４は、良品であれば、ランド幅Ｄと同じ接合幅ｄで仕上がっている。しかしながら、中には、接合幅ｄがランド幅Ｄよりも短くなっている不良品も少なくない。例えば図４（Ｃ）に示すように、接合幅ｄが狭くなっている場合や、全く接合していない場合等も存在し得る。いうまでもなく、それらの場合には、強度不足や接続不良が生じ得ることになる。そこで、個々の半田部１０１の良否、特に、接合面１０４の接合幅ｄを検査要部として精緻に判定するため、本実施形態のＸ線検査装置Ａが使用される。

図１および図２を参照して、このＸ線検査装置Ａは、ハウジング１０と、このハウジング１０内にプリント基板Ｗを載置するステージ１１とを備えている。ステージ１１は、コンベア機構で具体化されており、ステージ駆動ユニット１１ａによって、所定の水平方向に沿う搬送方向と、この搬送方向と直交する水平方向とに移動可能になっている。以下の説明では、ステージ１１の搬送方向に沿う方向をＸ方向、これと直角な水平方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向という。ステージ１１は、所定の検査位置でプリント基板Ｗを停止させて保持することが可能なように構成されている。また、ステージ１１は、検査が終了したプリント基板Ｗを所定の検査位置からＸ方向に搬送して、ハウジング１０からプリント基板Ｗを搬出することが可能なように構成されている。ステージ１１は、ステージ駆動ユニット１１ａによって、Ｘ方向およびＹ方向に沿って駆動され得るように構成されている。

ステージ１１のＸ方向上流側には、プリント基板Ｗをハウジング１０内のステージ１１に搬入する搬入コンベア１２が設けられている。また、ステージ１１のＸ方向下流側には、プリント基板Ｗをステージ１１からハウジング１０の外側に搬出する搬出コンベア１４が設けられている。搬入コンベア１２は、所定の工程を終了した後、プリント基板Ｗを一枚ずつステージ１１上に搬入する。搬出コンベア１４は、Ｘ線検査装置Ａで検査処理が終了したプリント基板Ｗをステージ１１から搬出する。これらコンベア１２、１４は、コンベア駆動ユニット１２ａ、１４ａにより、所定タイミングでプリント基板Ｗを搬送できるように構成されている。

ハウジング１０内には、ステージ１１上のプリント基板Ｗに対してＸ線を照射するＸ線源としてのＸ線放射装置２０と、Ｘ線放射装置２０からＸ線が照射されたプリント基板ＷのＸ線画像を撮影するＸ線カメラ２１と、これらＸ線放射装置２０とＸ線カメラ２１とによるＸ線撮像を制御する制御ユニット３０と、制御ユニット３０によって処理されたＸ線画像を表示する表示ユニット４０とを備えている。このうち、Ｘ線放射装置２０、Ｘ線カメラ２１、並びに制御ユニット３０は、本発明に係るＸ線画像処理装置の具体例でもある。

Ｘ線放射装置２０は、筒状のコリメータ本体に対して発光器と、発光器から放射されるＸ線を透過させる細管とを装着し、細管を透過したＸ線をコリメータ本体から放射する構成のものである。Ｘ線放射装置２０は、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａによって、ハウジング１０内の略中央部に上下にのみ移動可能に担持され、ステージ１１の上方からＸ線をステージ１１上のプリント基板Ｗに放射するものである。Ｘ線放射装置２０から放射されたＸ線は、一部がプリント基板Ｗ等に吸収されて減衰した状態でプリント基板Ｗを透過する。

Ｘ線カメラ２１は、ステージ１１上のプリント基板Ｗを透過したＸ線を受けることにより、当該プリント基板ＷのＸ線画像を撮影するものである。Ｘ線カメラ２１は、例えば、５０ｍｍ角の大きさのパネルを使用することができる。その場合、Ｘ線カメラ２１は、ステージ１１の１５ｃｍほど下方に配置される。Ｘ線カメラ２１は、Ｘ線カメラ駆動ユニット２１ａによってハウジング１０内に移動可能に担持され、ステージ１１の下方でプリント基板Ｗを透過したＸ線を受けるものである。本実施形態において、Ｘ線カメラ駆動ユニット２１ａは、Ｘ線放射装置２０によるＸ線の放射方向に対応して、Ｘ線カメラ２１をＸ方向並びにＹ方向に沿って変位することができるようになっている。Ｘ線カメラ２１は、撮像したＸ線画像のデータを制御ユニット３０に出力するように構成されている。

表示ユニット２３は、液晶ディスプレイ等で具体化され、制御ユニット３０の制御に基づいて、必要な画面を表示するものである。

制御ユニット３０は、論理演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、並びに入出力インターフェース等を備え、ステージ制御部３１、コンベア制御部３２、撮像制御部３３、画像処理部３４、良否判定処理部３５、並びに表示制御部３６を論理的に構成している。また、図示の例において、制御ユニット３０の入出力インターフェースには、プログラムや種々のデータ（パラメータ）を記憶する補助記憶装置などで構成される補助記憶装置５０が接続されている。

ステージ制御部３１は、単独でまたは他の制御部と連動して、後述するフローチャートに従い、ステージ駆動ユニット１１ａを介して、ステージ１１の動作を制御するモジュールである。

コンベア制御部３２は、単独でまたは他の制御部と連動して、後述するフローチャートに従い、コンベア駆動ユニット１２ａ、１４ａを介して、搬入コンベア１２や搬出コンベア１４の動作を制御するモジュールである。

撮像制御部３３は、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａ並びにＸ線カメラ駆動ユニット２１ａを介してＸ線放射装置２０並びにＸ線カメラ２１を駆動することにより、Ｘ線放射装置２０とＸ線カメラ２１とによるＸ線画像の撮影（Ｘ線撮像）を制御するモジュールである。撮像制御部３３は、Ｘ線放射装置２０によって放射されるＸ線の焦点位置やＸ線放射量の他、撮像回数、撮像タイミング、透過方向ψ（Ｒ，θ）を予め定められた手順に従って、設定したり、変更したりすることができるようになっている。特に、本実施形態において、撮像制御部３３は、透過方向設定部３３１を備えている。詳しくは後述するように、透過方向設定部３３１は、プリント基板Ｗを撮像するに当たり、Ｘ線撮像時のＸ線の傾斜角度θを複数個設定するものである。本実施形態では、透過方向設定部３３１によって設定された傾斜角度θ毎に、Ｘ線撮像を繰り返すように撮像制御部３３が構成されている。

画像処理部３４は、Ｘ線カメラ２１が撮像したＸ線画像のデータを処理し、所定の画像フォーマットに変換したり、変換されたデータを取り扱うプログラムの利用に供したりするためのモジュールである。本実施形態では、画像処理部３４に画像合成処理部３４１が含まれている。画像合成処理部３４１は、詳しくは後述する手順に従って、Ｘ線カメラ２１が撮像したＸ線画像を合成した合成画像を生成し、この合成画像を良否判定処理部３５に供するためのモジュールである。

良否判定処理部３５は、画像処理部３４の画像合成処理部３４１が生成した合成画像に基づいて、当該合成画像に係る検査要部としての接合面１０４（の接合幅ｄ）の良否を判定するためのモジュールである。

表示制御部３６は、制御ユニット３０が取り扱うデータをプログラムに基づいて、ＧＵＩ（Graphical User Interface）により、表示ユニット４０に表示するためのモジュールである。

表示ユニット４０は、例えば、液晶ディスプレイで具体化され、制御ユニット３０の処理内容を表示するものである。

また、制御ユニット３０には、図略のポインティングディバイス等、入力装置が接続されており、オペレータが適宜、記憶装置５０に記憶されたプログラムに従って、必要な設定やデータを入力することができるようになっている。

記憶装置５０には、後述するフローチャートに基づいて各部を制御するために必要なプログラムやデータが保存されている。特に、本実施形態では、撮像した画像を処理するために、プリント基板Ｗやプリント基板Ｗに実装されるＢＧＡ１００の種類、形状、寸法等の部品データや、ＢＧＡ１００を特定するための各種座標データをマスターデータとして記憶している。後述する検査の際、制御ユニット３０は、記憶装置５０に記憶されているデータ並びにプログラムに基づいて、プリント基板Ｗに実装されたＢＧＡ１００毎にＸ方向、Ｙ方向、並びに鉛直軸回りの位相を特定し、当該ＢＧＡ１００の半田部１０１毎に接合面１０４やその中心Ｏを特定することが可能になっている。

次に、本実施形態のＸ線検査による撮像態様について説明する。本実施形態では、接合面１０４を精緻に検査するために、接合面１０４と斜めに交差する透過方向ψ（Ｒ，θ）を設定することとしている。具体的には、予め２〜４方向に選別された複数の方位Ｒと一定の傾斜角度θとによって透過方向ψ（Ｒ，θ）を設定し、設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）に基づいて、当該透過方向ψ（Ｒ，θ）毎にＸ線撮像を実行し、撮像された複数のＸ線画像ＧＩを合成して合成画像ＣＩを生成するようにしている。

図５に示すように、方位Ｒは、接合面１０４の中心Ｏを通る垂直軸Ｖ回りの角度であり、平面でみて反時計回りに角度をとっている。この中心ＯをＸ方向に通る線をＸ方向の座標軸Ｘａとし、中心Ｏを境にして（原点として）搬送方向上流側を（−）、下流側を（＋）とした場合、方位Ｒの範囲は、座標軸Ｘａの上流側から下流側へ平面で見て反時計回りに０°≦Ｒ＜３６０°に設定される。また傾斜角度θは、接合面１０４の中心Ｏを通るＹ方向の座標軸Ｙａ回りの角度であり、搬送方向の上流側（−）を左側にしてみたときに、時計回りに角度をとっている。傾斜角度θの範囲は、垂直軸Ｖから接合面１０４へ０°≦θ≦９０°に設定される。傾斜角度θは、全方位Ｒにわたって、＋方向として処理される。以下の説明では、θ＝０°のときの撮像を特に「直視撮像」といい、θ≠０°のときの撮像を「斜視撮像」という。

複数の透過方向ψ（Ｒ，θ）毎にＸ線画像ＧＩを撮像するために、記憶装置５０には、いくつかの撮像パターンが登録されている。撮像パターンの具体例を表１に示す。

本実施形態では、プリント基板Ｗに実装されるＢＧＡ１００毎の必要写真枚数Ｎｊが事前に決定されており、記憶装置５０に登録されている。従って、オペレータがプリント基板Ｗの品番を入力することによって、検査対象となるＢＧＡ１００や、ＢＧＡ１００毎の必要写真枚数Ｎｊ、並びにＢＧＡ１００に対応する撮像パターンを自動的に指定することができるように、データベースが構築され、補助記憶装置５０に記憶されている。

次に、図６および図７のフローチャートに基づいて、検査方法の一例を説明する。

まず、本実施形態に係る検査プログラムが実行されると、図略のメニュー画面から必要な設定事項を入力する入力画面が表示される（ステップＳ２０）。

入力画面には、プリント基板Ｗの品番と、基板処理枚数Ｎｉとを入力するＧＵＩが表示ユニット４０に表示される。作業者は、ポインティングディバイスを用いて、必要項目を入力する。オペレータが品番を入力することにより、データベースの中に含まれている設定情報に基づき、制御ユニット３０は、撮像パターンを記憶領域から読み取り、必要写真枚数Ｎｊや、撮像パターン、並びに撮像パターンに応じた斜視撮像回数Ｎｋを表示する。また、基板処理枚数ＮｉをＧＵＩに入力することにより、制御ユニット３０は、入力された枚数のプリント基板Ｗを検査する。なお、表示画面には、プログラムを実行するための実行ボタンと、設定をキャンセルして図略のメニュー画面に遷移するためのメニューボタンとが設けられている。

制御ユニット３０は、ステップＳ２０の入力画面を表示した後、全ての入力が終了するのを待機する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の判定は、実行ボタンが操作されたことをトリガーとして判定される。図６では省略されているが、入力に不備がある状態（入力漏れ、または誤入力）で実行ボタンが操作された場合には、エラー表示を行い、エラーの内容を表示して、オペレータに再入力を促すように構成されている。また、このタイミングでメニューボタンが操作されると、設定をキャンセルして、図略のメニュー画面に遷移する。

入力が完了したと判定した場合、制御ユニット３０は、設定された内容に基づいて、基板処理枚数Ｎｉ、必要写真枚数Ｎｊ、斜視撮像回数Ｎｋを設定する（ステップＳ２２）。次いで、制御ユニット３０は、カウント変数Ｉを１に設定し（ステップＳ２３）、Ｉ枚目のプリント基板Ｗを搬入する（ステップＳ２４）。次いで、このプリント基板ＷのＢＧＡ１００について、記憶装置５０に記憶されたプリント基板Ｗの各種データに基づき、撮像対象となるＢＧＡ１００の接合部１０４毎に座標を特定して直視撮像を実行する（ステップＳ２５）。次いで、カウント変数Ｋを１に設定し（ステップＳ２６）、Ｋ枚目の斜視撮像を実行する。例えば、Ｋ＝１の場合、表１の撮像パターンＡの１回目に示したように、方位Ｒ＝０°、傾斜角度θ＝４５°になるように、ステージ１１、Ｘ線放射装置２０、Ｘ線カメラ２１が、それぞれステージ駆動ユニット１１ａ、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａ、Ｘ線カメラ駆動ユニット２１ａによって駆動され、その設定で、必要写真枚数Ｎｊに応じて、各半田部１０１が斜視撮像される（ステップＳ２７）。次いで、カウント変数Ｋがインクリメントされ（ステップＳ２８）、カウント変数ＫがステップＳ２２で設定された斜視撮像回数Ｎｋに達したか否かが判定される（ステップＳ２９）。仮にカウント変数Ｋが斜視撮像回数Ｎｋに達していない場合、ステップＳ２７に復帰して上記処理を繰り返す。他方、全ての斜視撮像が終了した場合、制御ユニット３０は、画像処理部３４の画像合成処理部３４１による画像合成処理ルーチンを実行する（ステップＳ３０）。

図７および図８を参照して、画像合成処理ルーチンでは、画像合成処理部３４１は、同一の半田部１０１について撮像された複数のＸ線画像ＧＩを重ね合わせ、合否判定のために合成された合成画像ＣＩを生成する。この際、図示の実施形態では、障害物をＸ線画像ＧＩから除去するとともに、接合面１０４の輪郭を鮮明にするために、各Ｘ線画像ＧＩの各画素の輝度値を同一座標毎に比較して、一枚でも明るいところがあれば、明るい画素であると判定するようにしている。

この処理を実行することにより、従来、困難であった半田部１０１の接合面１０４を精緻に良否判定することが可能になる。

すなわち、接合面１０４は、半田部１０１の直下に形成されるものであり、しかも、接合面１０４の輪郭に比べて、半田部１０１の径は、相当大きい。そのため、半田部１０１を透過したＸ線は、接合面１０４のところで大幅に低減してしまい、従来、良否判定が極めて困難になっていたのである。

例えば、図８の例の場合、直視撮像を実行しただけでは、（１）の列に示すように、（Ａ）の良品も（Ｂ）の不良品も同じような影に像ＧＩが現れてしまう。このため、直視撮像だけでは、接合面１０４について、その良否が全く判定できなかった。

他方、単に、半田部１０１を斜視撮像を実行しただけでは、（２）の列または（３）の列に示したように、良品にできる暗い影Ｇｓと不良品にできる比較的明るい影Ｇｓとの区別が困難となり、結果的に良否判定が困難になっていた。

また、プリント基板Ｗの裏面にＢＧＡ１００と上下に重なる他の電子部品が存在する場合、この電子部品がさらに障害物となって、Ｘ線画像が不明瞭なものになっていた。

これに対して本実施形態では、合成画像ＣＩを得ることにより、上記困難を克服している。具体的には、共通の中心Ｏを基準にして共通の座標面上で各Ｘ線画像ＧＩを重ね合わせ、同一座標の画素毎に輝度値を比較して値の大きな画素を採用し、合成画像ＣＩを生成する。例えば、ある座標（ｘ，ｙ）の各Ｘ線画像ＧＩの輝度値をＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とした場合、下記のような種々の方法で二値化された合成画像ＣＩを得ることができる。

第１の方法は、しきい値Ｔｓを設定し、このしきい値Ｔｓで暗部とされる輝度値Ｂ１〜Ｂ４の論理和を求めることにより、二値化された合成画像ＣＩを得る方法である。例えば、しきい値Ｔｓが１００で、輝度値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４がそれぞれ９０、１０５、７０、８０だった場合、しきい値Ｔｓよりも高い輝度値Ｂ２（＝１０５）が存在するので、当該座標の真理値Ｔは、１となる（すなわち、当該座標は、明部として処理される）。他方、輝度値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４がそれぞれ４１、４５、４４、４２だった場合、これらは、何れもしきい値Ｔｓ以下であるので、真理値Ｔは、０となる（すなわち、当該座標は、暗部として処理される）。このように論理和を求めることによって、二値化された合成画像ＣＩを得ることが可能となる。

第２の方法は、各輝度値の最大値を演算値ＺＶ（即ち、ＺＶ＝ＭＡＸ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４））として座標毎に演算し、この演算値ＺＶにしきい値Ｔｓを設定して、二値化された合成画像ＣＩを得る方法である。

第３の方法は、各輝度値の和を演算値ＺＶ（即ち、ＺＶ＝ＳＵＭ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４））として座標毎に演算し、この演算値ＺＶにしきい値Ｔｓを設定して、二値化された合成画像ＣＩを得る方法である。

第４の方法は、各輝度値の二乗の和を演算値ＺＶ（即ち、ＺＶ＝ＳＵＭ（Ｂ１＾２、Ｂ２＾２、Ｂ３＾２、Ｂ４＾２））として座標毎に演算し、この演算値ＺＶにしきい値Ｔｓを設定して、二値化された合成画像ＣＩを得る方法である。この場合には、明部が強調される。また、さらに明部を強調する方法として、２を基数とし、輝度値を根とする演算値ＺＶ（即ち、ＺＶ＝ＳＵＭ（２＾Ｂ１、２＾Ｂ２、２＾Ｂ３、２＾Ｂ４））の和を座標毎に演算してもよい。明部が一層、強調される。

第５の方法は、各輝度値の差の絶対値を演算値ＺＶ（即ちＺＶ＝ＡＢＳ（Ｂ１−Ｂ２））として座標毎に演算し、この演算値ＺＶにしきい値Ｔｓを設定して、二値化された合成画像ＣＩを得る方法である。２枚のＸ線画像ＧＩを合成する場合に、暗部は何れの方向から撮像しても輝度値が低い、という前提に立てば、このような方法も有効である。

また、上述した第２〜第５の方法では、何れも演算値ＺＶが連続値をとるので、それぞれの演算値ＺＶに適合したしきい値Ｔｓが設定される。

図７のステップＳ３０で生成された合成画像ＣＩは、何れの角度から撮像しても輝度が低い部位だけが暗部として判定され、何れかの角度から撮像した場合の輝度が高い部位については、明部として判定される。この結果、ある角度から撮像した一部のＸ線画像ＧＩに障害物（例えば、プリント基板ＷのＢＧＡ１００付近の裏面にある部品等）が写って、画素の輝度値が低くなっていたとしても、別の角度から撮像したＸ線画像ＧＩの何れか一つでも輝度値の明るい画素があれば、輝度値が高いと判定されるので、その障害物による影をＸ線画像ＧＩから除去することができる。また、接合面１０４のＸ線画像ＧＩを解析する場合に、撮像された複数のＸ線画像ＧＩにおける同一座標の画素のうち、僅かでも輝度値の高いものが明度の高い画素として評価されることになるので、当該接合面１０４の輪郭を鮮明にすることが可能になる。

次に、制御ユニット３０の良否判定処理部３５は、生成された合成画像ＣＩに基づいて、当該半田部１０１に係る接合面１０４の良否を判定する（ステップＳ３１）。良品の接合面１０４の接合幅ｄや面積は、既知であるので、このルーチンでは、生成された合成画像ＣＩにおける接合面１０４の諸元（接合幅ｄや面積）を良品の諸元と比較し、両者の差が許容範囲であれば良品であると判定し、許容範囲外であれば、不良品であると判定する。

図８を参照して、同図の上段（Ａ）は、良品を検査した場合、下段（Ｂ）は、不良品を検査した場合を示している。各段の（１）は、直視撮像をした場合のＸ線画像ＧＩを示しており、（２）（３）は、それぞれ所定角度で斜視撮像をした場合のＸ線画像ＧＩを示している。また、（４）は、撮像パターンＤで得た２方向のＸ線画像ＧＩ（図示の例では、ψ（Ｒ，θ）＝ψ（０°，４５°）で撮像したＸ線画像ＧＩとψ（Ｒ，θ）＝ψ（１８０°，４５°）で撮像したＸ線画像ＧＩ）を合成した合成画像ＣＩの一例を示しており、（５）は、撮像パターンＢで得た４方向のＸ線画像ＧＩ（図示の例では、ψ（Ｒ，θ）＝ψ（０°，４５°）、ψ（Ｒ，θ）＝ψ（９０°，４５°）、ψ（Ｒ，θ）＝ψ（１８０°，４５°）、ψ（Ｒ，θ）＝ψ（２７０°，４５°）の条件でそれぞれ撮像したＸ線画像ＧＩ）を合成した合成画像ＣＩの一例を示している。

良品（Ａ）の場合、何れの合成画像ＣＩも、規定の接合幅ｄを維持している。これに対して、不良品（Ｂ）の場合には、直視撮像では、接合面１０４の良否が判定できないものの、Ｘ線画像ＧＩを重ね合わせて上述した手順で合成することにより、障害物が除去されるばかりでなく、明部と暗部とが明瞭となり、接合不良であると判定することが可能になる。接合面１０４の良否判定は、ランド幅Ｄに基づいてもよく、合成画像ＣＩの接合面の面積に基づいてもよい。

判定処理の結果は、メモリに記憶され、適宜、補助記憶装置５０に登録される。

検査判定処理の後、制御ユニット３０は、コンベア制御部３２によって、ステージ駆動ユニット１１ａを作動させ、ステージ１１を駆動して、プリント基板Ｗを搬出する（ステップＳ３２）。次いで、プリント基板Ｗのカウント変数Ｉをインクリメントし（ステップＳ３３）、全てのプリント基板Ｗの検査が終了したか否かを、処理枚数Ｎｉとカウント変数Ｉとを比較することによって判定する（ステップＳ３４）。仮に未処理のプリント基板Ｗが残っている場合には、ステップＳ２４に戻って上述した処理を繰り返す。また、全てのプリント基板Ｗの処理が終了していると判定した場合には、ステップＳ２０に移行する。

以上説明した第１実施形態では、Ｘ線ＣＴと異なり、予めＸ線ＣＴでの撮像よりも少なく選別された複数の透過方向ψ（Ｒ，θ）の数だけＸ線を照射するので、検査対象品や、Ｘ線撮像に用いられる機器の長寿命化を図ることができ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、少なく選別された画像を合成処理して良否判定を実行することができるので、演算処理を迅速化することも可能となる。さらに、検査要部をＸ線が斜めに透過する透過方向ψ（Ｒ，θ）が選別されてＸ線画像ＧＩが取得されるので、従来は、Ｘ線ＣＴでなければ検出できなかった接合面１０４の接合幅ｄを演算して評価することが可能となり、高性能な良否判定を廉価に実行することが可能となる。

また第１実施形態では、画像合成処理部３４１は、撮像制御部３３の制御によってＸ線カメラ２１が撮像した複数のＸ線画像ＧＩを重複させた合成画像ＣＩを生成するものである。この第１実施形態では、例えば、半田部１０１の接合面１０４を検査する場合に、ある透過方向ψ（Ｒ，θ）に対して接合面１０４を透過したＸ線を遮る障害物が存在する場合であっても、何れか別の透過方向ψ（Ｒ，θ）からのＸ線画像ＧＩに基づき、その存否を特定してＸ線画像ＧＩから除去することが可能となる。その結果、障害物の存否に拘わらず、精緻に接合面１０４のエリアを割り出して、その面積や寸法に基づき、接合面１０４の良否判定を行うことが可能になる。

なお、第１実施形態に係る画像合成処理部３４１は、各Ｘ線画像ＧＩの輝度値を同一の座標毎に比較し、最も輝度値の高いものを選択して合成画像ＣＩを二値化するものである。このため第１実施形態では、厚肉の半田部１０１を透過することによって接合面１０４でのＸ線の透過量が低減しているＸ線画像ＧＩであっても、接合面１０４の輪郭を明瞭にすることができる。また、障害物によって一部のＸ線画像ＧＩに影ができている場合でも、何れかのＸ線画像ＧＩに接合面１０４が写っていれば、その輝度値が優先されて二値化されるので、障害物を除去した合成画像ＣＩを得ることができる。
［第２実施形態］
次に、図９以下に示す別の実施形態（第２実施形態）について説明する。

図９および図１０を参照して、第２実施形態では、概ね矩形に形成された電子部品１１０の各辺から突出する複数のリード１１１のはんだ接合部を検査要部としている。各リード１１１は、電子部品１１０の外方に突出する突出部１１１ａと、突出部１１１ａから屈曲して下方に垂下する脚部１１１ｂと、脚部１１１ｂの下端から屈曲して、先端側が電子部品１１０の外方（電子部品１１０と反対側の方向）に延びるヒール部１１１ｃとを一体に有している。リード１１１は、ヒール部１１１ｃの下面がはんだ付けされる。溶融したはんだは、リード１１１の背面１１１ｄに濡れ拡がって、フィレット１１２となる。

図１０を参照して、このフィレット１１２の良否は、背面１１１ｄに濡れ拡がったフィレット１１２の高さ（フィレット高さ）Ｈが基準高さＨｓに至っているか否かによって決定される。図１０（Ａ）（Ｂ）に示す例は、それぞれはんだ（フィレット１１２）の量は幾分少ない場合、多い場合であるが、何れもフィレット１１２が基準となる高さＨｓを越えていて、良品とされる場合である。他方、図１０（Ｃ）の場合、リード１１１の背面１１１ｄに対してフィレット１１２が充分に濡れ拡がっておらず、強度不足や接続不良を来す不良品と判定されるものである。

フィレット１１２は、リード１１１の背面１１１ｄに濡れ拡がって、背面１１１ｄに隠れているので、その高さＨの判定は、Ｘ線検査に依らざるを得ない。しかしながら、リード１１１を直視撮像によるＸ線検査で調べた場合、フィレット１１２の立ち上がり方向にＸ線が透過するので、図１０（Ａ）〜（Ｃ）の何れの場合においても、同様な画像となってしまい、フィレット高さＨを評価することは容易ではない。

第２実施形態では、斜視撮像によって得られた複数のＸ線画像ＧＩを組み合わせてフィレット高さＨを正確に演算し、その良否を判定することとしている。

まず、図１１を参照して、第２実施形態の原理を説明する。以下の説明では、リード１１１に設定される基準座標Ｐｆに図５の中心Ｏを対応させて、垂直線の軸回りを方位Ｒ、垂直線Ｖに直交する任意の水平軸（図示せず）回りを傾斜角度θとして説明する。

図１１（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ同一のリード１１１に対して、透過方向ψ（Ｒ，θ）をψａ（４５°，４５°）、ψｂ（１３５°，４５°）として、Ｘ線を放射した場合を示している。以下の説明では、ψａ（４５°，４５°）で得られたＸ線画像をＧＩａ、ψｂ（１３５°，４５°）で得られたＸ線画像をＧＩｂとする。

仮にリード１１１に対して図示のようなＸ線を放射し、影１４０ａ、１４０ｂを得ることができれば、その寸法に基づき、幾何学的に当該リード１１１のフィレット高さＨを演算することが可能になる。しかしながら、現実のプリント基板Ｗには、多数の電子部品が実装されているため、図示のような影１４０ａ、１４０ｂを鮮明に得ることができず、従ってフィレット高さＨの演算も、単に斜視撮像に依るだけでは可能ではない。そこで、以下の手順で、高さの適否を判断することとしている。

まず、基準高さＨｓのリード１１１の断面Ｓｒを設定し、影１４０ａ、１４０ｂのうち、断面Ｓｒに対応するエリアＳａ（Ｓｂ）を設定する。基準高さＨｓの位置での断面Ｓｒの長辺、短辺の長さがそれぞれｆ、ｇである場合、この断面Ｓｒは、プリント基板Ｗの平面と平行なので、断面ＳｒとエリアＳａ（Ｓｂ）は、相似形となる。また、放射されるＸ線源となるＸ線放射装置２０の距離とリード１１１の大きさとを考慮すると、Ｘ線源は、リード１１１に対して充分に遠くにあると考えることができるので、断面ＳｒとエリアＳａ（Ｓｂ）は、それぞれ同一となる。従って、エリアＳａ（Ｓｂ）の長辺の長さと短辺の長さは、それぞれｆ、ｇと等しくなる。

次に、Ｘ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）において、方位Ｒをそれぞれ４５°、１３５°としているので、図１１（Ａ）（Ｂ）の条件で撮像したＸ線画像ＧＩａ、ＧＩｂを、それぞれの基準座標Ｐｆを制御ユニット３０に設定されるシステム上の座標Ｓｐ（ｘ，ｙ）と一致させ、リード１１１を縦断する中心線をＹ方向に沿わせて同一の向きで重複させると、平面でみた場合、図１２（Ｂ）に示す状態となる。ここで、Ｘ線画像ＧＩａの基準座標Ｐｆと、この基準座標Ｐｆに対応するエリアＳａ上の点ＰａまでのＹ方向の距離、またはＸ線画像ＧＩｂの基準座標Ｐｆと、この基準座標Ｐｆに対応するエリアＳｂ上の点ＰｂまでのＹ方向の距離は、断面Ｓｒの高さに対応する距離になる。他方、各Ｘ線画像ＧＩａ、ＧＩｂの影の傾斜は、４５°（或いは−４５°）であるので、断面Ｓｒの高さに対応するＹ方向の距離は、Ｘ線画像ＧＩａの基準座標Ｐｆから点ＰａまでのＸ方向の距離（或いは、Ｘ線画像ＧＩｂの基準座標Ｐｆから点ＰｂまでのＸ方向の距離）と等しい。従って、基準座標Ｐｆから点ＰａまでのＸ方向の距離（或いは、基準座標Ｐｆから点ＰｂまでのＸ方向の距離）を求めれば、断面Ｓｒの高さを演算することが可能になる。

このような原理に基づき、第２実施形態では、図１１（Ａ）（Ｂ）の条件で撮像したＸ線画像ＧＩを、当該基準座標Ｐｆが座標Ｓｐ（ｘ，ｙ）から正規のフィレット高さＨに相当する所定量（Ｘ線画像ＧＩａについてはＦｓ、Ｘ線画像ＧＩｂについては−Ｆｓ）だけＸ方向にそれぞれシフトするように重複させると、図１２（Ｃ）に示すように、エリアＳａとエリアＳｂとが重複する合成画像ＣＩを得ることが可能となる。

このとき、良品のリード１１１を撮像した場合には、図１３に示すように、影１４０ａ、１４０ｂが充分な長さを持ち、両影１４０ａ、１４０ｂの重複部１５０は、エリアＳａ（Ｓｂ）と内接する四角形Ｑ１Ｑ２Ｑ３Ｑ４を形成する。エリアＳａ（Ｓｂ）の長辺と短辺をそれぞれｆ、ｇとすると、図１３に示す重複部１５０の面積Ａｓは、Ａｓ＝（ｆ＋ｇ）＾２／２となる。これに対して、フィレット高さＨが不十分なリード１１１を撮像した場合、影１４０ａ、１４０ｂの長さが短くなり、重複部１５０の面積は、狭くなる。従って、Ｘ線画像ＧＩを正規のフィレット高さＨに相当する所定量（Ｆｓ、−Ｆｓ）だけＸ方向にそれぞれシフトして合成したときにできる重複部１５０の面積を求めることにより、Ｘ線ＣＴを用いることなく精緻にリード１１１のフィレット高さＨの良否を判定することが可能になる。

図１４から図１６は、影１４０ａ、１４０ｂの重なり方の態様を示すものである。図１４は、影１４０ａ、１４０ｂが短くなってエリアＳａ（Ｓｂ）を含む五角形Ｑ１Ｑ１０Ｑ１１Ｑ１２Ｑ１３の重複部１５０が生成された例である。この重複部１５０の面積Ａｓは、Ａｓ＝（ｆ＾２）／４＋ｆ×ｇである。

図１５は、影１４０ａ、１４０ｂさらに短くなってエリアＳａ（Ｓｂ）の長辺と接する三角形Ｑ１Ｑ２０Ｑ２１の重複部１５０が生成された例である。この重複部１５０の面積Ａｓは、Ａｓ＝（ｆ＾２）／４である。

図１６は、影１４０ａ、１４０ｂさらに短くなってエリアＳａ（Ｓｂ）が影１４０ａ、１４０ｂの重複部分から外れた場合である。この場合には、重複部の面積Ａｓは、Ａｓ＝０である。

第２実施形態においても、図６並びに図７に示したフローチャートに従って、電子部品１１０のリード１１１のフィレット高さＨを検査することができる。その場合、撮像パターンについては、表１のＤが好適に選択される。そして、図７のＸ線画像合成処理ルーチン（ステップＳ３０）においては、図１２（Ａ）に示すＸ線画像ＧＩが最終的に図１２（Ｃ）のように、シフト量Ｆｓ、−Ｆｓに従ってシフトされた合成画像ＣＩが生成される。合成画像ＣＩのうち、Ｘ線画像ＧＩの影１４０ａ、１４ｂの重複部１５０の輝度値は、個々の輝度値に拘わらず、０と設定することが好適である。これにより、障害物に拘わらず、フィレット高さＨの演算の基礎となる面積を特定し、良否判定に供することが可能となる。

次いで、図７の検査判定処理ルーチン（ステップＳ３１）では、図１３〜図１６で示したような演算が実行される。エリアＳａ（Ｓｂ）の座標は、既知であるので、このエリアＳａ（Ｓｂ）と重複部１５０との関係に基づいて、所定のロジックを組むことにより、フィレット高さＨの良否を判定することが可能になる。例えば、図１３や図１４の場合は、良品と判定され、図１５や図１６の場合は、不良品と判定される。

このように第２実施形態では、画像合成処理部３４１は、撮像制御部３３の制御によってＸ線カメラ２１が撮像した何れかのＸ線画像ＧＩを、共通の基準座標Ｐｆを原点として、当該フィレット高さＨに応じたシフト量Ｆｓ、−Ｆｓだけ所定の方向にシフトした合成画像ＣＩを生成するものある。このため本実施形態では、従来の撮像方法では、検査が困難であったフィレット高さＨの良否を判定することができる。

また、第２実施形態は、同実施形態に係るＸ線画像処理装置と、画像合成処理部３４１が生成した合成画像ＣＩに基づいて、検査要部の良否を判定する良否判定処理部３５とを備え、画像合成処理部３４１は、透過方向ψ（Ｒ，θ）が対称となる組の各Ｘ線画像ＧＩのうち、フィレット１１２部分の断面に相当するエリアＳａ、Ｓｂが重複するように、各Ｘ線画像ＧＩの双方をＸ方向にシフトさせるものであり、良否判定処理部３５は、エリアＳａ（Ｓｂ）と連続して重複する各Ｘ線画像ＧＩの重複部１５０の面積に基づいて当該フィレット１１２部分の良否を判定するものである。

以上説明したように、本実施形態のＸ線画像処理装置は、検査要部としての接合面１０４やリード１１１にＸ線を照射するＸ線源としてのＸ線放射装置２０と、Ｘ線が透過した検査要部のＸ線画像ＧＩを撮影するＸ線カメラ２１と、Ｘ線放射装置２０とＸ線カメラ２１とによる検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニット３０とを備えているＸ線画像処理装置において、制御ユニット３０は、検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向ψ（Ｒ，θ）をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部３３１と、設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）に基づいて、当該透過方向ψ（Ｒ，θ）毎にＸ線撮像をＸ線放射装置２０とＸ線カメラ２１とに実行させる撮像制御部３３と、撮像された複数のＸ線画像ＧＩを所定の条件で重ね合わせて合成画像ＣＩを生成する画像合成処理部３４１とを備えている。

このため本実施形態では、Ｘ線ＣＴと異なり、予めＸ線ＣＴでの撮像よりも少なく選別された複数の透過方向ψ（Ｒ，θ）の数だけＸ線を照射するので、検査対象品はもちろんのこと、Ｘ線撮像に用いられる機器の被爆量を低減することができる。従って、Ｘ線検査によるプリント基板Ｗの劣化を防止することができるとともに、Ｘ線撮像に用いられる機器（Ｘ線放射装置２０、Ｘ線カメラ２１、並びにハウジング１０内の各種駆動ユニット等）の長寿命化を図ることができ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、全方位から撮像された画像を再構成するのではなく、少なく選別された透過方向ψ（Ｒ，θ）に基づいて撮像されたＸ線画像ＧＩを合成処理して良否判定を実行することができるので、演算処理を迅速化することも可能となる。さらに、限られた枚数でありながら、検査要部をＸ線が斜めに透過する透過方向ψ（Ｒ，θ）が選別されてＸ線画像ＧＩが取得されるので、それらＸ線画像ＧＩが合成されて障害物を除去したり、不明瞭な輪郭を鮮明に検出したり、特定の方位からの撮像では検出が困難であったフィレット高さＨを割り出したりすることができる。このため従来の技術では、Ｘ線ＣＴでなければ検出できなかった検査要部の高さや面積等の検査要素を演算して評価することが可能となり、高性能な良否判定を廉価に実行することが可能となる。

また本実施形態では、透過方向設定部３３１は、検査要部としての接合面１０４やリード１１１を通る垂直軸Ｖ回りの角度としての方位Ｒと、垂直軸Ｖと直交する線分Ｙａ回りの角度としての傾斜角度θとを組み合わせて、透過方向ψ（Ｒ，θ）を設定するものである。本実施形態では、透過方向ψ（Ｒ，θ）が接合面１０４の中心Ｏやリード１１２の基準座標Ｐｆを通る垂直線回りの角度（或いは方位）と、前記垂直線と直交する線分回りの角度（或いは傾斜角度）とを要素とする二次元配列の変数であることから、方位Ｒと傾斜角度θの何れか一方を同一の値とし、他方を変化させて、演算を簡素化することが可能となる。

また本実施形態では、透過方向設定部３３１は、表１に例示したように、垂直軸Ｖに関して対称となる透過方向ψ（Ｒ，θ）の組を含んでいる。このため本実施形態では、障害物を回避可能な可能性の高い透過方向ψ（Ｒ，θ）を設定することが可能になるとともに、撮像されたＸ線画像ＧＩを合成する処理や、合成画像ＣＩの評価処理が容易になる。

本発明の別の態様は、第１、第２実施形態の何れかに係るＸ線画像処理装置と、画像合成処理部３４１が生成した合成画像ＣＩに基づいて、接合面１０４やフィレット高さＨの良否を判定する良否判定処理部３５とを備えていることを特徴とするＸ線検査装置Ａである。

本発明の別の態様は、電子部品１００、１１０の検査要部としての接合面１０４やフィレット１１２等にＸ線を照射して撮像した後、電子部品１００、１１０の検査要部のＸ線画像ＧＩに基づいて、検査要部の良否を判定するＸ線検査方法において、検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向ψ（Ｒ，θ）をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定ステップと、設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）に基づいて、当該透過方向ψ（Ｒ，θ）毎にＸ線撮像を実行するＸ線撮像ステップ（Ｓ２５〜Ｓ２９）と、撮像された複数のＸ線画像ＧＩを合成して合成画像ＣＩを生成する合成画像生成ステップ（Ｓ３０）と、合成画像ＣＩに基づいて検査要部の検査要素を評価することにより、当該検査要部の良否を判定する良否判定ステップ（Ｓ３１）とを備えていることを特徴とするＸ線検査方法である。

以上説明したように、Ｘ線ＣＴと異なり、予めＸ線ＣＴでの撮像よりも少なく選別された複数の透過方向ψ（Ｒ，θ）の数だけＸ線を照射するので、検査対象品や、Ｘ線撮像に用いられる機器の長寿命化を図ることができ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、少なく選別された画像を合成処理して良否判定を実行することができるので、演算処理を迅速化することも可能となる。さらに、検査要部をＸ線が斜めに透過する透過方向ψ（Ｒ，θ）が選別されてＸ線画像ＧＩが取得されるので、従来は、Ｘ線ＣＴでなければ検出できなかった検査要部の高さや面積等の検査要素を演算して評価することが可能となり、高性能な良否判定を廉価に実行することが可能となる。従って、本発明によれば、リフロー処理後のＢＧＡ１００やリード１１１とプリント基板Ｗの接合を検査するに当たり、比較的低廉な方法で精度の高い検査画像を得ることができるという顕著な効果を奏する。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはいうまでもない。

例えば、本発明における透過方向ψ（Ｒ，θ）は、方位Ｒと傾斜角度θとを要素とする二次元配列の変数であることから、これら方位Ｒと傾斜角度θの何れか一方を同一の値とし、他方を変化させて、演算を簡素化することが可能となる。例えば、表１の例では、傾斜角度θを４５°で方位Ｒを変化させる態様を示したが、本発明は、表１に例示した態様に限らず、方位Ｒを０°で固定し、傾斜角度θの定義域を変更して、複数の傾斜角度θ（＝｛０°、４５°、０°、−４５°｝）としてもよい。方位Ｒ、傾斜角度θの範囲の基準となる座標軸は、Ｘ方向、Ｙ方向に沿っているものに限らず、所定の座標を通過する任意の水平軸で設定することが可能である。

また、第１実施形態において、接合面１０４の形状は、通常は、円形であるが、矩形であってもよい。

また、プリント基板Ｗ上の電子部品の検査を行うに当たり、第１実施形態に係るＢＧＡ１００と第２実施形態に係る電子部品１１０とを並行して検査するようにしてもよい。

また、透過方向ψ（Ｒ，θ）を設定するに当たり、方位Ｒや傾斜角度θを決定する垂直軸Ｖは、必ずしも検査要部の中心を通る必要はない。

次に、図１７を参照して、本発明に好適な形態として、Ｘ線放射装置２００を採用することが望ましい。Ｘ線放射装置２００は、放射窓２０１ａを有するガラス管２０１と、ガラス管２０１の一端部に固定され、ガラス管２０１の他端側に集束筒２０２ａを有する陰極２０２と、ガラス管２０１の他端側に固定され、陰極２０２の集束筒２０２ａに対向するターゲット（焦点）２０３ａを有する陽極２０３とを備えている。陰極２０２の集束筒２０２ａには、フィラメント２０４が設けられており、陽極２０３のターゲット２０３ａに臨んでいる。ターゲット２０３ａは、ガラス管２０１の中心線に対して例えば、４５°傾斜しており、フィラメント２０４から放射されたＸ線を放射窓２０１ａからガラス管２０１の外側に放射できるようになっている。

図１７の構成では、上述した種々の態様で、より好適にＸ線を放射することが可能となる。

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは、いうまでもない。

Ａ Ｘ線検査装置
ＣＩ 合成画像
ｄ 接合幅
Ｄ ランド幅
Ｆｓ シフト量
ＧＩ、ＧＩａ、ＧＩｂ Ｘ線画像
Ｈ フィレット高さ
Ｈｓ 基準高さ
Ｏ 中心
Ｐｆ 基準座標
Ｒ 方位
Ｖ 垂直線
Ｗ プリント基板
θ 傾斜角度
ψ 透過方向
２０ Ｘ線放射装置
２１ Ｘ線カメラ
３０ 制御ユニット
３３ 撮像制御部
３４ 画像処理部
３５ 良否判定処理部
１００ ＢＧＡ（検査対象品の一例）
１０１ 半田部（検査対象品の一例）
１０４ 接合面（検査対象品の一例）
１１０ 電子部品（検査対象品の一例）
１１１ リード（検査要部の一例）
１１２ フィレット
１４０ａ、１４０ｂ 影
１５０ 重複部
２００ Ｘ線放射装置
３３１ 透過方向設定部
３４１ 画像合成処理部

Claims (3)

1. 検査対象品の検査要部にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線が透過した前記検査要部のＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとによる前記検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部と、設定された前記透過方向に基づいて、当該透過方向毎に前記Ｘ線撮像を前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとに実行させる撮像制御部と、撮像された複数のＸ線画像を所定の条件で重ね合わせて合成画像を生成する画像合成処理部とを備えているＸ線画像処理装置と、
   前記画像合成処理部が生成した合成画像に基づいて、前記検査要部の良否を判定する良否判定処理部と
   を備え、
   前記透過方向設定部は、前記検査要部を通る垂直線回りの角度と、前記垂直線と直交する線分回りの角度とを組み合わせた前記透過方向を設定するものであり、
   前記撮像制御部は、前記垂直線と直交して前記検査要部を通る中心線に関して透過方向が対称となる組のＸ線画像を撮像するものであり、
   前記画像合成処理部は、検査要部に設定される共通の基準座標を原点として、前記透過方向が対称となる組のＸ線画像を当該検査要部に予め設定される正規のフィレット高さに応じたシフト量だけ所定の方向にシフトさせることにより、各Ｘ線画像の当該検査要部の断面に相当するエリアが重複するように、各Ｘ線画像の影を重複させた合成画像を生成するものであるとともに、共通の座標面上で中心を揃えて各Ｘ線画像を重複させるとともに、重複された各Ｘ線画像の輝度値を同一の座標毎に比較し、最も輝度値の高いものを選択して前記合成画像を二値化するものであり、且つ撮像された複数のＸ線画像の座標毎に各輝度値の最大値を演算値として演算し、この演算値にしきい値を設定して二値化された前記合成画像を得るものであり、
   前記良否判定処理部は、前記エリアと連続して重複する前記影の重複部の面積に基づいて当該検査要部の良否を判定するものである
   ことを特徴とするＸ線検査装置。
2. 検査対象品の検査要部にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線が透過した前記検査要部のＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとによる前記検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部と、設定された前記透過方向に基づいて、当該透過方向毎に前記Ｘ線撮像を前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとに実行させる撮像制御部と、撮像された複数のＸ線画像を所定の条件で重ね合わせて合成画像を生成する画像合成処理部とを備えているＸ線画像処理装置と、
   前記画像合成処理部が生成した合成画像に基づいて、前記検査要部の良否を判定する良否判定処理部と
   を備え、
   前記透過方向設定部は、前記検査要部を通る垂直線回りの角度と、前記垂直線と直交する線分回りの角度とを組み合わせた前記透過方向を設定するものであり、
   前記撮像制御部は、前記垂直線と直交して前記検査要部を通る中心線に関して透過方向が対称となる組のＸ線画像を撮像するものであり、
   前記画像合成処理部は、検査要部に設定される共通の基準座標を原点として、前記透過方向が対称となる組のＸ線画像を当該検査要部に予め設定される正規のフィレット高さに応じたシフト量だけ所定の方向にシフトさせることにより、各Ｘ線画像の当該検査要部の断面に相当するエリアが重複するように、各Ｘ線画像の影を重複させた合成画像を生成するものであるとともに、撮像された複数のＸ線画像の座標毎に各輝度値の二乗の和を演算値として演算し、この演算値にしきい値を設定して二値化された前記合成画像を得るものであり、
   前記良否判定処理部は、前記エリアと連続して重複する前記影の重複部の面積に基づいて当該検査要部の良否を判定するものである
   ことを特徴とするＸ線検査装置。
3. 検査対象品の検査要部にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線が透過した前記検査要部のＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとによる前記検査要部のＸ線撮像を制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記検査要部をＸ線が斜めに透過する方向を含む複数の透過方向をＸ線ＣＴでの撮像よりも少ない数だけ設定する透過方向設定部と、設定された前記透過方向に基づいて、当該透過方向毎に前記Ｘ線撮像を前記Ｘ線源と前記Ｘ線カメラとに実行させる撮像制御部と、撮像された複数のＸ線画像を所定の条件で重ね合わせて合成画像を生成する画像合成処理部とを備えているＸ線画像処理装置と、
   前記画像合成処理部が生成した合成画像に基づいて、前記検査要部の良否を判定する良否判定処理部と
   を備え、
   前記透過方向設定部は、前記検査要部を通る垂直線回りの角度と、前記垂直線と直交する線分回りの角度とを組み合わせた前記透過方向を設定するものであり、
   前記撮像制御部は、前記垂直線と直交して前記検査要部を通る中心線に関して透過方向が対称となる組のＸ線画像を撮像するものであり、
   前記画像合成処理部は、検査要部に設定される共通の基準座標を原点として、前記透過方向が対称となる組のＸ線画像を当該検査要部に予め設定される正規のフィレット高さに応じたシフト量だけ所定の方向にシフトさせることにより、各Ｘ線画像の当該検査要部の断面に相当するエリアが重複するように、各Ｘ線画像の影を重複させた合成画像を生成するものであるとともに、撮像された複数のＸ線画像の座標毎に各輝度値の差の絶対値を演算値として演算し、この演算値にしきい値を設定して二値化された前記合成画像を得るものであり、
   前記良否判定処理部は、前記エリアと連続して重複する前記影の重複部の面積に基づいて当該検査要部の良否を判定するものである
   ことを特徴とするＸ線検査装置。

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