JP6306937B2

JP6306937B2 - 検査装置

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Publication number: JP6306937B2
Application number: JP2014100679A
Authority: JP
Inventors: 巧馬平山
Original assignee: Saki Corp
Current assignee: Saki Corp
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: JP2015219035A

Description

本発明は、被検査体の外観を検査する検査装置に関する。

電子部品が実装された基板には、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＬＧＡ（Land Grid Array）といった表面実装型の部品が実装されているものがある。これらの基板では、部品の電気接続部である端子は基板と部品との間に位置し、カメラを用いて外観を検査する従来の検査装置では、端子と基板とを接合するはんだの状態を観察することが困難である。このため、基板に複数の異なる方向から放射線（例えば、Ｘ線）を照射し、その透過画像に基づいて接合部分のはんだの立体形状を画像に再構成して検査する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２２６８７５号公報

このような検査装置では、放射線の装置外部への漏洩を防止するため、基板を搬入出する搬入口や、搬出口、又は、放射線発生器の下部にシャッターを設け、必要に応じてこのシャッターを開閉している。しかしながら、このようなシャッターを設けると、その開閉のための機構が必要となり装置が大型化し、重量が増加してしまうという課題や、シャッターを開閉するための時間が必要となり、検査時間が長くなるという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、シャッターが不要な検査装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る検査装置は、被検査体の画像データを取得する撮像部と、前記被検査体を支持可能であり、前記被検査体を前記撮像部に対して相対移動させる基板支持部と、内部空間が形成された筐体と、前記内部空間を、前記被検査体を搬入及び搬出するための搬送空間と前記撮像部が配置された検査空間とに分離する遮蔽部材と、前記被検査体を前記搬送空間と前記検査空間との間で移動させる搬送手段と、を有し、前記遮蔽部材は、前記搬送空間内にある前記被検査体の下方に前記搬送空間と前記検査空間とを連通する開口部を有し、前記搬送手段は、所定の基準位置の周りの少なくとも一部の区間を移動させることにより、前記被検査体を前記搬送空間と前記検査空間との間で移動させるとともに、少なくとも前記搬送空間の近傍における前記被検査体の移動時の軌道が、前記基準位置に向かって凸になるように構成されていることを特徴とする。

また、このような本発明に係る検査装置において、前記撮像部は、前記検査空間内にある前記被検査体に放射線を照射することにより前記被検査体の画像データを取得するように構成され、前記筐体は、当該筐体の内壁が放射線を吸収する材質で構成され、前記筐体の側面に、前記搬送空間内に前記被検査体を搬入及び搬出する搬入出口が設けられ、前記遮蔽部材は、放射線を吸収する部材で構成され、前記撮像部から放射された１次放射線、及び、当該１次放射線が前記筐体の内壁で反射した２次放射線が前記搬入出口に入射しないように遮蔽する位置に配置されている。

また、このような本発明に係る検査装置において、前記搬送手段は、前記基準位置を中心に回転するサンギアと、前記サンギアを囲み、固定されたリングギアと、前記サンギア及び前記リングギアと噛合し、前記サンギアが回転することにより当該サンギアの周りを移動するプラネタリギアと、前記プラネタリギアに固定された脚部と、前記脚部に取り付けられ、前記基板を支持する支持部と、を有することが好ましい。

また、このような本発明に係る検査装置において、前記サンギアと前記プラネタリギアとのギア比は３：１であることが好ましい。

本発明によれば、シャッターが不要な検査装置を提供することができる。

実施形態に係る検査装置の構成を示す説明図である。上記検査装置の制御部の機能を示すブロック図である。上記検査装置の検査手順を示すフローチャートである。上記検査装置の筐体内における放射線の状態を示す説明図である。上記検査装置の搬送ユニットの構成を示す説明図である。第２搬送部の動作を説明するための説明図である。第１搬送部と第２搬送部との基板の受け渡し時の動作を説明するための説明図である。第２搬送部の変形例を説明するための説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る検査装置１００は、ＰＣ等で構成される制御部１０、モニタ１２、線質変更部１４、放射線発生器駆動部１６、基板保持部駆動部１８、検出器駆動部２０、放射線発生器２２、基板保持部２４、検出器２６、基板搬送ユニット４６及び基板搬送ユニット駆動部４８を含む。

放射線発生器２２は、Ｘ線等の放射線を発生させる装置であり、例えば加速させた電子をタングステンやダイアモンド等のターゲットに衝突させることで放射線を発生するものである。なお、図１に示すように、本実施形態に係る検査装置１００における放射線発生器２２は、放射線を下方に向かって放射するように配置されている。

基板保持部２４は、被検査体である基板を保持する。基板搬送ユニット４６は、搬入口から搬入された基板を基板保持部２４に移動させるとともに、検査が終了した基板を基板保持部２４から搬出口へ移動させる。基板保持部２４に保持された基板に放射線発生器２２で発生させた放射線を照射し、基板を透過した放射線を検出器２６で画像として撮像する。以下、検出器２６で撮像された基板の放射線透過画像を「透過画像」と呼ぶ。

検出器２６で撮像された透過画像は、制御部１０に送られ、接合部分のはんだの立体形状を含む画像に再構成される。そして、再構成された画像や透過画像は、制御部１０内のストレージや、図示しない外部のストレージに記憶される。以下、透過画像に基づいて接合部分のはんだの立体形状を含む３次元画像に再構成された画像を「再構成画像」と呼ぶ。また、再構成画像から任意の断面を切り出した画像を「スライス画像」と呼ぶ。このような再構成画像およびスライス画像はモニタ１２に出力される。

線質変更部１４は、放射線発生器２２で発生される放射線の線質を変更する。放射線の線質は、ターゲットに衝突させる電子を加速するために印加する電圧（以下「管電圧」と呼ぶ）や、電子の数を決定する電流（以下「管電流」と呼ぶ）によって定まる。線質変更部１４は、これら管電圧と管電流とを制御する部分である。この線質変更部１４は変圧器や整流器等、既知の技術を用いて実現できる。

放射線発生器駆動部１６は、図示しないモータ等の駆動機構を有しており、放射線発生器２２をその焦点を通る軸（光軸）に沿って上下に移動させることができる。これにより放射線発生器２２と基板保持部２４に保持される被検査対象（基板）との距離を変えて照射野を変更し、検出器２６で撮像される透過画像の拡大率を変更することが可能となる。

検出器駆動部２０も図示しないモータ等の駆動機構を有しており、検出器回転軌道３０に沿って検出器２６を回転移動させる。また、基板保持部駆動部１８も図示しないモータ等の駆動機構を有しており、基板回転軌道２８が設けられた平面上で、基板保持部２４を平行移動させる。また、基板保持部２４は、検出器２６の回転移動と連動して、基板回転軌道２８上を回転移動する構成となっている。これにより、基板保持部２４が保持する基板と放射線発生器２２との相対的な位置関係を変更させながら透過画像を撮像することが可能となる。また、基板搬送ユニット駆動部４８も図示しないモータ等の駆動機構を有している。

ここで、基板回転軌道２８と検出器回転軌道３０との回転半径は固定ではなく、自由に変更できる構成となっている。これにより、基板に配置される部品に照射する放射線の照射角度を任意に変更することが可能となる。

このように、基板保持部２４は、被検査体である基板を保持する基板支持部としての機能を有し、放射線発生器２２及び検出器２６は、基板の画像データを取得する撮像部としての機能を有している。

制御部１０は、上記の検査装置１００の全動作を制御する。以下、制御部１０の諸機能について図２を用いて説明する。なお、図示されていないが、制御部１０にはキーボードおよびマウスなどの入力装置が接続されている。

制御部１０は、情報記憶部３２、再構成画像生成部３４、画像バッファ制御部３６、放射線発生器制御部３８、基板保持部制御部４０、検出器制御部４２、最適経路計算部４４、基板搬送ユニット制御部５０を有して構成されている。これらの各機能ブロックは、各種演算処理を実行するＣＰＵ、データの格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせによって様々な形で実現することができる。

基板搬送ユニット制御部５０は、基板搬送ユニット駆動部４８により基板搬送ユニット４６の作動を制御して、検査対象の基板を搬入口から基板保持部２４に移動させるとともに、検査が終了した基板を基板保持部２４から搬出口に移動させる。

情報記憶部３２は基板の透過画像を撮像するための撮像条件や、被検査体である基板の設計等の情報を記憶する。情報記憶部３２はまた、基板の透過画像や再構成画像、断面画像を記憶する。情報記憶部３２はさらに、放射線発生器駆動部１６が放射線発生器２２を駆動する速度、基板保持部駆動部１８が基板保持部２４を駆動する速度および検出器駆動部２０が検出器２６を駆動する速度も格納されている。情報記憶部３２には画像バッファ制御部３６が制御対象とするバッファ３６ａが保持することのできる最大のデータ容量や、透過画像の１枚あたりのデータ容量等も格納されている。

ここで「基板の設計情報」とは、ガーバーデータ（Gerber data）およびＣＡＤ（Computer Aided Design）データのことをいう。はんだ接合部分の座標を記録した情報をガーバーデータといい、搭載部品の種類および搭載位置の座標を記録した情報をＣＡＤデータという。はんだの接合部分および部品の搭載位置の座標は基板上に設定されたＸＹ座標系の座標として記載される。ガーバーデータおよびＣＡＤデータを参照することで、基板上に存在する部品の種類やその大きさ、部品やはんだ接合部分の位置を得ることができる。また、「撮像条件」とは、ある部品と基板とを接合するはんだの再構成画像を計算するのに必要な透過画像を撮像するに際して、検査装置１００に設定されるパラメータのことをいう。これは例えば、基板上に実装された部品から見た放射線発生器２２の仰角、再構成に要する透過画像の枚数、透過画像の拡大率、照射すべき放射線の線質等である。

部品から見た放射線発生器２２の仰角は基板回転軌道２８の回転半径を変更することで調整が可能である。また、再構成に要する透過画像の枚数は基板回転軌道２８上の撮像ポイント（放射線を照射して透過画像を撮像するポイント）の数を変更することで調整が可能である。また、透過画像の拡大率は基板と放射線発生器２２との距離を変更することで調整が可能である。さらに、照射すべき放射線の線質は管電圧および管電流を変更することで調整が可能である。

ここで、放射線の線質は、放射線の輝度と硬さ（放射線のスペクトル分布）とで定まる。管電流を大きくすればターゲットに衝突する電子の数が増え、発生する放射線の光子の数も増える。その結果、放射線の輝度が大きくなる。例えばコンデンサ等の部品の中には他の部品と比較して厚みがあるものもあり、これらの部品の透過画像を撮像するには輝度の大きな放射線を照射する必要がある。このような場合に管電流を調整することで放射線の輝度を調整する。また、管電圧を高くするとターゲットに衝突する電子のエネルギーが大きくなり、発生する放射線のエネルギー（スペクトル）が大きくなる。一般に、放射線のエネルギーが大きいほど物質の貫通力が大きくなり、物質に吸収されにくくなる。そのような放射線を用いて撮像した透過画像はコントラストが低くなる。このため、管電圧は透過画像のコントラストを調整するのに利用できる。また、透過画像の拡大率を変更するために放射線発生器２２を上下に移動した場合、放射線発生器２２と基板との距離の違いにより透過画像のコントラストに変化が生じる。この場合には、放射線の線質を変更することで透過画像のコントラストを調整する必要がある。

画像バッファ制御部３６はバッファ３６ａを有し、検出器２６が撮像した透過画像を一時的に記憶する。画像バッファ制御部３６はバッファ３６ａに記憶された透過画像のデータ量を後述の最適経路計算部４４に出力する。画像バッファ制御部３６はまた、バッファ３６ａに記憶された透過画像を情報記憶部３２に転送する。

最適経路計算部４４は、まず情報記憶部３２から被検査体である基板の設計情報を取得する。次に取得した基板の設計情報に基づいて、その基板に実装されている部品の撮像条件を取得する。最後に、取得した部品の撮像条件に基づいて、再構成画像の計算に必要な透過画像を全て撮像するのに要する時間がなるべく短くなるような検査装置１００の動作手順を計算する。ここで動作手順とは、透過画像を撮像するために放射線発生器２２、基板保持部２４、検出器２６を移動させる経路を調整する順番、および管電圧と管電流とを調整する順番のことをいう。以後、再構成画像の計算に必要な透過画像を全て撮像するのに要する時間がなるべく短くなるような動作手順を「最適経路」と呼ぶ。

放射線発生器制御部３８は、最適経路計算部４４が計算した最適経路に基づいて、線質変更部１４に管電圧および管電流の値を指示する。また、放射線発生器制御部３８は最適経路に基づいて放射線発生器駆動部１６に放射線発生器２２を移動するよう指示する。

基板保持部制御部４０は、最適経路に基づいて基板保持部駆動部１８に基板の動作手順を指示する。また、検出器制御部４２は最適経路に基づいて検出器駆動部２０の動作手順を指示する。

このように最適経路計算部４４が計算した最適経路に基づいて一括して動作手順を管理することで、検査装置１００全体として最適経路をたどるよう制御することが可能となる。

再構成画像生成部３４は、以上の最適経路にて撮像され情報記憶部３２に記憶された透過画像を読み出して、再構成画像を生成する。これは、例えばフィルタ補正逆投影法（Filtered-Backprojection法、ＦＢＰ法）や最尤推定法等、既知の技術を用いて実現できる。再構成アルゴリズムが異なると、得られる再構成画像の性質や再構成に要する時間も異なる。そこで、あらかじめ複数の再構成アルゴリズムやアルゴリズムに用いられるパラメータを用意しておき、ユーザに選択させる構成としてもよい。これにより、再構成に要する時間が短くなることを優先したり、時間はかかっても画質のよさを優先したりするなどの選択の自由度をユーザに提供することができる。

なお、例えば再構成アルゴリズムとして、フィルタ補正逆投影法等のように再構成に必要な全ての放射線透過画像が揃わなくても再構成画像の計算を開始できるアルゴリズムが存在する。再構成画像のみが必要で透過画像を保存する必要がないときには、このようなアルゴリズムを用いれば透過画像を撮像しつつ並行して再構成画像の計算を開始することができる。これにより、再構成画像の計算に用いられた放射線透過画像はバッファ３６ａから削除することができ、バッファ３６ａを節約して使用することができる。

次に、図３を用いて、本実施形態に係る検査装置１００の検査手順を説明する。本フローチャートにおける処理は、例えば検査装置１００に設けられた検査開始のボタンがユーザによって押されたときに開始する。

制御部１０は、基板搬送ユニット４６により基板を基板保持部２４に移動させると、ワークエリアとして確保したＲＡＭ内に１ビットのフラグ（Ｆｌａｇ）を用意し、当該Ｆｌａｇの値を０に設定する（ステップＳ２００）。このフラグ（Ｆｌａｇ）は画像バッファ制御部３６が制御するバッファ３６ａに格納されている透過画像が所定量以下の場合は０に設定され、所定量を超えた場合には１に設定される。

ここでバッファ３６ａの「所定量」とは、バッファ３６ａがオーバーフローしないようにするために設定される警戒量のことをいう。例えば画像を１枚単位で転送する場合には、バッファ３６ａが保持することのできる最大のメモリ容量から透過画像の１枚あたりのデータ容量を引いた容量を所定量とする。この場合、バッファ３６ａの容量が所定量を超えている場合には、バッファ３６ａに透過画像を追加することはできない。

最適経路計算部４４は情報記憶部３２から基板の設計情報と撮像条件とを取得し基板を撮像するための最適経路を計算する（ステップＳ２０２）。最適経路が既に計算されて情報記憶部３２に記憶されている場合には、最適経路計算部４４は情報記憶部３２から最適経路を読み出す。そして、最適経路計算部４４は、取得した最適経路に基づいて、放射線発生器制御部３８、基板保持部制御部４０、検出器制御部４２に指示を出し、検査装置１００の撮像条件を設定する（ステップＳ２０４）。撮像条件を設定したら、放射線発生器２２から基板に放射線を放射し、検出器２６を用いて透過画像を撮像する（ステップＳ２０６）。

画像バッファ制御部３６は、バッファ３６ａに格納された透過画像が所定量を超えたか否かを判定し、所定量を超えている場合には（ステップＳ２０８の「Ｎ」）、Ｆｌａｇに１を設定する（ステップＳ２２０）。バッファ３６ａに格納された透過画像が所定量を超えていない場合には（ステップＳ２０８の「Ｙ」）、全ての撮像が終了したかどうかを判定する。判定の結果、全ての撮像が終了していない場合には（ステップＳ２１０の「Ｎ」）、ステップＳ２０４に戻り、透過画像の撮像を続行する。全ての撮像が終了した場合（ステップＳ２１０の「Ｙ」）、あるいはバッファ３６ａの総量が所定量を超えている場合には、画像バッファ制御部３６はバッファ３６ａに格納されている透過画像を情報記憶部３２に転送する（ステップＳ２１２）。

透過画像を情報記憶部３２に転送した時点で、Ｆｌａｇの値が１の場合には（Ｓ２１４の「Ｎ」）、撮像の途中でバッファ３６ａの総量が所定量を超えたことを意味する。この場合には全ての撮像は終了していないので、バッファ３６ａを解放し（ステップＳ２２２）、本フローチャートにおける先頭の処理（ステップＳ２００）に戻る。この場合、最適経路計算部４４は、既に撮像を終えた経路を除いた残りの経路について、最適経路を再計算する（ステップＳ２０２）。

検査対象の部品点数が多い場合や、再構成画像の計算に要する透過画像の枚数が多い場合には、撮像しなければならない透過画像の総数が多くなる。このような場合には、撮像しなければならない透過画像のデータ量が、バッファ３６ａが格納することができる容量を超えることが起こりうる。このような場合にはバッファ３６ａが所定量を超えた場合に進む経路（ステップＳ２０８の「Ｎ」の経路）をたどることになる。

なお、上記の説明ではＦｌａｇの値が１のときは最適経路を再計算する（ステップＳ２０２）場合について説明したが、最適経路を再計算するか否かはユーザがオプションで選択できるようにしてもよい。最適経路を再計算しない場合には、再計算に要する時間が省略でき撮像に要する時間が短くなるという利点が得られる。この場合、処理の開始当初の最適経路が維持される。また、上記の説明ではバッファ３６ａに格納されている透過画像を情報記憶部３２に転送するステップ（ステップＳ２１２）と最適経路を再計算するステップ（ステップＳ２０２）とが直列（前者が終了した後に後者を開始する）に実行される場合について説明したが、両者は並列に実行することができる。この場合、画像の転送中に最適経路の計算を開始できるため、撮像に要する時間を短縮することができる。これは画像バッファ制御部３６にＤＭＡ（Direct Memory Access）の機能を持たせることで実現できる。

透過画像を情報記憶部３２に転送した時点で、Ｆｌａｇの値が０の場合には（ステップＳ２１４の「Ｙ」）、全ての撮像が終了しているので、再構成画像生成部３４は情報記憶部３２に格納された透過画像に基づいて、再構成画像を計算し（ステップＳ２１６）。結果を情報記憶部３２に格納する（ステップＳ２１８）。再構成画像の格納が終わると本処理は終了である。以上の処理フローにより、検査対象の部品点数が多い場合やバッファ３６ａの容量が少ない場合でも、再構成画像を計算するため必要な透過画像を全て撮像することができる。

なお、制御部１０は、撮像が終了した基板を、ステップＳ２１６、Ｓ２１８の実行と平行して、基板搬送ユニット４６により基板保持部２４から搬送口に移動させる。また、このとき、次の検査対象の基板があるときは、その基板を搬送口から基板保持部２４に移動させる。

本実施形態に係る検査装置１００は、図４に示すように、放射線発生器２２を囲むように筐体５２が設けられている。この筐体５２は、放射線発生器２２から放射された放射線が外部に漏出しないように、その内壁は放射線を吸収する材質（例えば鉛等）で構成されている。また、この筐体５２の対向する側面の上部には、検査対象である基板を検査装置１００内に搬入する搬入口５４と、搬出する搬出口５６とが設けられている。また、この筐体５２の内部には、搬入口５４の下方に、搬入側遮蔽部材５８が取り付けられ、搬出口５６の下方に、搬出側遮蔽部材６０が取り付けられている。これらの搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０も放射線を吸収する部材で構成されている。そして、これらの搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０の間には、開口部６２が形成されており（言い換えると遮蔽部材に開口部６２が設けられており）、搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０により上下に分割された筐体５２の内部空間は、この開口部６２により連通されている。また、図４に示すように、搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０で分割された空間のうち、上側の空間（以下、「搬送空間」と呼ぶ）には搬入口５４及び搬出口５６が設けられ、下側の空間（以下、「検査空間」と呼ぶ）には放射線発生器２２が配置されている。

ここで、図４に示すように、放射線発生器２２は、下方に放射線を放射するように配置されている。そのため、境界線Ｌ１の下側の領域（右上がりの斜線で示される領域）は、放射線発生器２２から放射された放射線（以下、「１次放射線」と呼ぶ）が直接入射する領域となる（以下、「１次放射線領域」と呼ぶ）。この１次放射線領域の１次放射線は、筐体５２の内壁に入射すると、ほとんどが吸収されるが、吸収されなかった放射線は反射して境界線Ｌ１より上方の領域に入射する（この放射線を「２次放射線」と呼ぶ）。上述したように、筐体５２の内部空間は、搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０により上下に分割されているため、２次放射線は開口部６２を通って検査空間から搬送空間に入射する。すなわち、境界線Ｌ２の上側の領域を含む右下がりの斜線で示される領域が２次放射線が入射する領域となる（以下、「２次放射線領域」と呼ぶ）。この２次放射線も、筐体５２の内壁や搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０に入射するとそのほとんどが吸収される。図４に示すように、上述した搬入口５４及び搬出口５６は、２次放射線領域の外側（搬送空間のうち、検査空間で反射した２次放射線が搬入側遮蔽部材５８及び搬出側遮蔽部材６０により遮蔽される領域）に配置されているため、これらの搬入口５４及び搬出口５６から放射線が外部に放射されることはほとんどない。

図５に示すように、搬入口５４から搬入された基板２を基板保持部２４に移動させ、また、検査が終了した基板２を基板保持部２４から搬出口５６に移動させる基板搬送ユニット４６は、第１搬送部６４、第２搬送部６６及び第３搬送部６８で構成されている。

第１搬送部６４は、搬入口５４から搬入された基板２を、検査空間内で第２搬送部６６に移動させる機能を有している。この第１搬送部６４は、例えば、図示しないモータで駆動される２組の搬送ベルトで構成されている。また、第２搬送部６６は、搬送空間内の基板２を検査空間内に移動させると共に、検査空間内の基板２を搬送空間内の第３搬送部６８に移動させる機能を有している（詳細については後述する）。さらに、第３搬送部６８は、検査が終了した基板２を第２搬送部６６から搬出口５６に移動させる機能を有している。この第３搬送部６８も、例えば、図示しないモータで駆動される２組の搬送ベルトで構成されている。

この基板搬送ユニット４６における第２搬送部６６の構成について図６及び図７を併せて用いて詳細に説明する。第２搬送部６６は、図示しないモータで回転するサンギア７０、このサンギア７０を囲むように固定されたリングギア７２、サンギア７０及びリングギア７２と噛合するプラネタリギア７４、プラネタリギア７４に取り付けられた脚部７６、及び、脚部７６に取り付けられ、基板２を保持する支持部７８から構成されている。また、プラネタリギア７４に対して支持部７８は固定されており、プラネタリギア７４が最も高い位置（以下「最上位置Ｉ」と呼ぶ）にあるときに、脚部７６は上方に延びるように配置されている。さらに、支持部７８は、プラネタリギア７４の位置（脚部７４の向き）に拘わらず、常に基板載置面が上方を向くように（基板２の上面が上方を向いた状態を維持するように）構成されている。

ここで、サンギア７０とプラネタリギア７４のギア比は３：１になるように構成されている。そのため、サンギア７０を回転させることにより、プラネタリギア７４が上下方向の中間点（以下「中間位置ＩＩ，ＩＶ」と呼ぶ）に位置するときは、脚部７６は左右方向外側に延び、プラネタリギア７４が最も低い位置（以下「最下位置ＩＩＩ」と呼ぶ）にあるときは、脚部７６は下方に延びる。またこのとき、支持部７８が移動する軌跡は、最上位置Ｉから中間位置ＩＩに至る経路、中間位置ＩＩから最下位置ＩＩＩに至る経路、最下位置ＩＩＩから中間位置ＩＶに至る経路、及び、中間位置ＩＶから最上位置Ｉに至る経路の各々において、サンギア７０の回転中心に向かって凸になるように構成されている。そのため、最上位置Ｉから中間位置ＩＩに移動するときに、支持部７８は、移動開始時は下方への移動量の方が左方への移動量より多くなるため、搬入側遮蔽部材５８と干渉することなく開口部６２を通って、搬送空間から検査空間に移動することができる。同様に、中間位置ＩＶから最上位置Ｉに移動するときに、支持部７８は、移動終了時は上方への移動量の方が左方への移動量より多くなるため、搬出側遮蔽部６０と干渉することなく開口部６２を通って、検査空間から搬送空間に移動することができる。

また、この第２搬送部６６の支持部７８は、図７に示すように、基板２の側部を支持し、この支持部７８上で基板２を移動させる複数のローラから構成される（図７においては３個のローラ８２から構成される）ローラ群８０と、このローラ群８０を構成するローラ８２の間に配置され、基板２を保持する複数の保持部８６から構成される（図７においては２つの保持部８６から構成される）保持群８４とを有している。さらに、保持部８６は、上部材８６ａ及び下部材８６ｂから構成されている。また、ローラ群８０は、筐体５２側に取り付けられており、保持群８４は支持部７８側に取り付けられている。

図６に示すように、第２搬送部６６の支持部７８が最上位置Ｉにあるときに、第１搬送部６４及び第３搬送部６８との基板２の受け渡しが行われる。ここでは、図７を用いて、第１搬送部６４から基板２が受け渡されるときの第２搬送部６６の動作について説明する。図７（ａ）に示すように、第１搬送部６４から基板２を受け取る前は、ローラ群８０のローラ８２は、第１搬送部６４の各々の搬送ベルトの延長線上に並んで配置されている。また、このとき、保持群８４の保持部８６は、上部材８６ａと下部材８６ｂとが上下方向に離れた状態で、ローラ群８０の外側に配置されている。なお、上部材８６ａは、ローラ群８０上に基板２が載置されたときに、この基板２の上方に位置し、下部材８６ｂは基板２の下方に位置している。そのため、第１搬送部６４から基板２が受け渡されると、ローラ群８０のローラ８２を回転させて基板２をこの支持部７８の略中央部まで移動させることができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、ローラ群８０の各々のローラ８２の間から保持群８４の保持部８６を内側に移動させる。そして、下部材８６ｂを上方に移動させ、基板２の下面をこの下部材８６ｂで上方に押し上げ、上部材８６ａに基板２の上面を当接させることにより、上部材８６ａと下部材８６ｂとで基板２を挟持するように構成されている。このとき、下部材８６ｂにより基板２が持ち上げられるため、ローラ群８０のローラ８２から基板２は離れる。さらに、ローラ群８０のローラ８２を外側へ移動させることにより、図７（ｃ）に示すように、保持群８４により保持された基板２の上下方向の移動を可能にする。

なお、検査が終了した基板２の第２搬送部６６から第３搬送部６８への受け渡しは、上述した手順の逆を行うことで可能である。また、支持部７８が最下位置にあるときの、この支持部７８から図示しない基板保持部２４への受け渡しも、同様の構成で実現することが可能である。この際、図５に示すように、最下位置にある支持部７８から一旦搬送ベルトに受け渡すように構成してもよい。

また、図６に示すように、サンギア７０を挟んで２つのプラネタリギア７４を配置し、それぞれのプラネタリギア７４に脚部７６及び支持部７８の組を設ける構成も可能である。この場合、一方の支持部７８が最上位置Ｉにあるときに、他方の支持部７８が最下位置ＩＩＩに位置するように配置する。このように構成すると、最下位置ＩＩＩにある支持部７８と基板保持部２４との基板２の受け渡し及び検査を実行しているときに、最上位置Ｉにある支持部７８上の検査済みの基板２を第３搬送部６８で搬出口５６に移動させるとともに、搬入口５８から搬入された基板２を第１搬送部６４から受け取ることができるので、搬入−検査（撮像）−搬出からなる検査時間を短縮することができる。

なお、図５では、サンギア７０、リングギア７２及びプラネタリギア７４からなる遊星歯車機構を対向するように１対設けた構成で説明したが、図８に示すように、同一形状の２対の遊技歯車機構を設け、各々のプラネタリギア７４に取り付けられた脚部７６で、支持部７８を支持するように構成してもよい。すなわち、２つのローラ群８０の一方側に配置された２つの遊星歯車機構の２つの脚部７６からなる組で支持部７８の一方の端を支持し、他方のローラ群８０側に配置された２つの遊星歯車機構の２つの脚部７６からなる組で支持部７８の他方の端を支持するように構成する。このように構成すると、各々のサンギア７０を回転させてプラネタリギア７４を移動させることにより、それぞれの組の脚部７６が平行に移動するため、支持部７８の上面（この支持部７８で保持された基板２の上面）が常に上方を向いた状態で移動させることができる。

以上のように、本実施形態に係る検査装置１００の基板搬送ユニット４６において、第２搬送部６６を以上のように構成すると、第１搬送部６４及び第３搬送部６８とこの第２搬送部６６との間で基板２を受け渡す位置（最上位置）から基板２の検査をするための基板保持部２４に受け渡す位置（最下位置）まで基板２を移動させるときに、所定の基準位置（サンギア７０の回転中心）の周りの少なくとも一部の区間を移動させることにより、被検査体である基板２を搬送空間と検査空間と間で移動させるとともに、少なくとも搬送空間の近傍における被検査体である基板２の移動時の軌道が、基準位置に向かって凸になるように構成されているため、少なくとも最上位置付近では、基板２を保持する支持部７８（もしくはこの支持部７８で保持されている基板２）の上下方向の移動量の方が左右方向の移動量より大きくなるため、支持部７８を、搬入側又は搬出側遮蔽部材５８，６０と干渉させずに搬送空間と検査空間とをつなぐ開口部６２を通過させることができる。上述したように、筐体５２の内部空間に搬入側又は搬出側遮蔽部材５８，６０を設けることにより、搬入口５４及び搬出口５６からの１次放射線及び２次放射の放射を防止することができ、これらの搬入口５４や搬出口５６、また、放射線発生器２２にシャッターを設ける必要がないため、検査装置１００を小型化することができ、重量を軽くすることができる。また、シャッター開閉のための時間が不要となり、検査時間を短くすることができる。

なお、上述した遊星歯車機構による第２搬送部６６に代えて、基板２を上下方向に、直線上を移動する搬送機構とした場合、この搬送機構のために、検査空間における基板２の搬送方向（第２搬送部６６から基板保持部２４に搬送するための搬送方向であって、図５のＸ方向）の基板２の幅の３倍の広さが必要となる。そのため、上記遊星歯車機構を用いることにより、この検査装置１００のＸ方向を短くすることができる。また、搬送空間における基板２の搬送方向（図５のＹ方向）は、上述した第１及び第３搬送部６４，６８を配置するために、検査空間の上下方向に所定のスペース（例えば、底面から９０ｃｍ程度）が必要となるため、第２搬送部６６の支持部７８の移動のための空間としてこのスペースを利用することができる。

また、以上の説明では、搬入口５４から基板を搬入し、搬出口５６から基板を搬出するように構成した場合について説明したが、搬入及び搬出を１つの開口部（搬入出口）から行うように構成することも可能である。

２基板（被検査体）
２２放射線発生器（撮像部）
２４基板保持部（基板支持部）
２６検出器（撮像部）
４６基板搬送ユニット（搬送手段）
５２筐体
５４搬入口
５６搬出口
５８搬入側遮蔽部材
６０搬出側遮蔽部材
６２開口部
６６第２搬送部（搬送手段）
７０サンギア
７２リングギア
７４プラネタリギア
７６脚部
７８支持部
１００検査装置

Claims

被検査体の画像データを取得する撮像部と、
前記被検査体を支持可能であり、前記被検査体を前記撮像部に対して相対移動させる基板支持部と、
内部空間が形成された筐体と、
前記内部空間を、前記被検査体を搬入及び搬出するための搬送空間と前記撮像部が配置された検査空間とに分離する遮蔽部材と、
前記被検査体を前記搬送空間と前記検査空間との間で移動させる搬送手段と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記搬送空間内にある前記被検査体の下方に前記搬送空間と前記検査空間とを連通する開口部を有し、
前記搬送手段は、所定の基準位置の周りの少なくとも一部の区間を移動させることにより、前記被検査体を前記搬送空間と前記検査空間との間で移動させるとともに、少なくとも前記搬送空間の近傍における前記被検査体の移動時の軌道が、前記基準位置に向かって凸になるように構成され、
前記撮像部は、前記検査空間内にある前記被検査体に放射線を照射することにより前記被検査体の画像データを取得するように構成され、
前記筐体は、当該筐体の内壁が放射線を吸収する材質で構成され、前記筐体の側面に、前記搬送空間内に前記被検査体を搬入及び搬出する搬入出口が設けられ、
前記遮蔽部材は、放射線を吸収する部材で構成され、前記撮像部から放射された１次放射線、及び、当該１次放射線が前記筐体の内壁で反射した２次放射線が前記搬入出口に入射しないように遮蔽する位置に配置されている
ことを特徴とする検査装置。
前記搬送手段は、
前記基準位置を中心に回転するサンギアと、
前記サンギアを囲み、固定されたリングギアと、
前記サンギア及び前記リングギアと噛合し、前記サンギアが回転することにより当該サンギアの周りを移動するプラネタリギアと、
前記プラネタリギアに固定された脚部と、
前記脚部に取り付けられ、前記基板を支持する支持部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記サンギアと前記プラネタリギアとのギア比は３：１であることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。