JPH03183907A

JPH03183907A - 物体検査装置及び物体検査方法

Info

Publication number: JPH03183907A
Application number: JP1323553A
Authority: JP
Inventors: Moritoshi Ando; 護俊安藤; Satoshi Iwata; 敏岩田; Shinji Suzuki; 伸二鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1991-08-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［目次］概要産業上の利用分野従来の技術（第８図、第９図）発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段（第１図、第２図）作用実施例（第３図〜第７図）発明の効果〔概　要〕物体検査装置、特に絶縁基板に形成された電気導通孔（
以下バイアホールという）等の内部状態をＸ線透過光に
よる厚み画像により検査する装置に関し、該Ｘ線透過光の検出をＩＩ管に依存することなく、該透
過光の光電変換処理をして一回の走査で得られる検査範
囲を拡張し、検査効率の向上を図ることを目的とし、試料台に載置された被検査対象にパルス状のＸ線を照射
するＸ線発生手段と、前記試料台を駆動する第１の駆動
手段と、前記被検査対象からのＸ線透過光を蛍光に変換
するＸ線／光変換手段と、前記蛍光を入射して結像光を
出射する結像手段と、前記結像光を検出して画像データ
を出力する光検出手段と、前記光検出手段を駆動する第
２の駆動手段と、前記画像データを入力して検査結果デ
ータを出力する信号処理手段と、前記Ｘ線発生手段。

第１の駆動手段、光検出手段、第２の駆動手段及び信号
処理手段の入出力を制御する制御手段とを具備すること
を含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、物体検査装置及び物体検査方法に関するもの
であり、更に詳しく言えば、絶縁基板に形成されたバイ
アホール等の内部状態をＸ線透過光による厚み画像によ
り検査する装置に関するものである。

近年、電子計算機等の高機能、高性能化の要求に伴って
、電子部品器々の信頼度の向上が要求されている。

これによれば、各種電子部品が実装された多層配線基板
等のバイアホールの厚み画像を広範囲に、かつ効率良く
検査をすることができる装置と方法が望まれている。

〔従来の技術〕

第８，９図は、従来例に係る説明図である。

第９図は、従来例に係る物体検査装置の構成国であり、
本発明者らが先に出１！ｉ（特願平０ｌ−１２１００５
）した物体検査装置を示している。

図において、該検査装置は、Ｘ線発生源１．ステージ駆
動機構２．ＩＩ管（イメージ・インテンシファイヤー）
３．フレームメモリ４．デイレイ回路５．歪み補正回路
６１判別回路７．コントローラ８及びステージ９から戊
る。

また、該検査装置の機能は、まず、ステージ９に被検、
査対象となるプリント基板１０を載置し、それにＸ線を
照射する。次に、ステージ駆動機構２とＸ線透過光を検
出するＩＴ管（５００ｘ５００画素）３とを一定速度で
移動する。次いで、ＴＩ管３からの画像データｄ１をフ
レームメモリ４に入力し、デイレイ回路５及び歪み補正
回路６により厚み画像データｄ２を補正する。該データ
ｄ２が検査基準データ等と判別回路７を介して比較され
る。

これにより、検査結果データｄ３が得られ、第９図に示
すような中間層配線１０ｃが形成されたプリント基板１
０の目視点検をすることができないバイアホール１０ａ
のボイド１０ｅやそのパターン短絡部分１０ｄの検査を
することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、本発明者らが先に出願（特願平０ｌ−１２１
００５）した物体検査装置によれば、物体の内部状態を
非接触、非破壊で高速かつ高Ｓ／Ｎで検査することがで
きる。

しかし、−回の走査で得られるプリント基板１０の厚み
画像の検査範囲は、２管３の口径、すなわち、内部取得
素子の一辺の入力処理数＝５００画素に依存される。

このため、検査範囲を拡張して検査効率の向上を図ろう
とすると、大口径の■■管３を用いる必要がある。一般
に、ＴＩ管３の機能拡張は特殊物品なる故に多額の費用
を必要とする。

これにより、ＩＴＴａ２機能拡張を除いては検査効率の
向上を図ることができないという問題がある。

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたもの
であり、Ｘ線透過光の検出をＩＩ管に依存することなく
、該透過光の光電変換処理をして一回の走査で得られる
検査範囲を拡張し、検査効率の向］二を図ることを可能
とする物体検査装置及び物体検査方法の提供を目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明に係る物体検査装置の原理図であり、
第２図は、本発明に係る物体検査方法の原理フローチャ
ートをそれぞれ示している。

その装置は、試料台１９に載置された被検査対象２０に
パルス状のＸ線Ｌ１を照射するＸ線発生手段１１と、前
記試料台１９を駆動する第１の駆動手段１２と、前記被
検査対象２ｏからのＸ線透過光Ｌ２を蛍光Ｌ３に変換す
るＸ線／光変換手段１３と、前記蛍光Ｌ３を入射して結
像光Ｌ４を出射する結像手段１４と、前記結像光Ｌ　４
を検出して画像データＤＩを出力する光検出手段１５と
、前記光検出手段１５を駆動する第２の駆動手段１６と
、前記画像データＤ１を人力して検査結果データＤ２を
出力する信号処理手段１７と、前記Ｘ線発生手段１１．
第１の駆動手段１２．光検出手段１５．第２の駆動手段
１６及び信号処理手段１７の入出力を制御する制御手段
１８とを具備することを特徴とし、その方法は、ステップＰ１でＸＹ力方向駆動される被検
査対象２０にパルス状のＸ線Ｌ　１を照射し、ステップ
Ｐ２で前記被検査対象２０からのＸ線透過光Ｌ２を蛍光
Ｌ　３に変換し、ステップＰ３で前記蛍光Ｌ３を結像光
Ｌ４に変換し、ステップＰ４で前記結像光Ｌ４に基づい
て被検査対象２゜の厚み画像を取得し、ステップＰ５で
前記被検査対象２０の内部検査をすることを特徴とし、
上記目的を達成する。

〔作　用］本発明の装置によれば、Ｘ線発生手段１１．Ｘ線／光変
換手段１３．結像手段１４及び光検出手段１５が設けら
れている。

このため、まず、Ｘ線発生手段１１からパルス状のＸ線
Ｌ　１が駆動走査される被検査物２０に放射されると、
該被検査対象２０からのＸ線透過光１．２がＸ線／光変
換手段１３に達する。次いで、Ｘ線／光変換手段１３に
よりＸ線透過光Ｌ２が蛍光Ｌ３に変換され、該蛍光Ｌ３
が結像手段１４により結像される。次に、結像された結
像光Ｉ、４が光検出手段１５により検出される。

例えば、２０４８ｘ６４画素のＴＤ　Ｉ　ＣＣＤ　（Ｔ
ｉｍｅ　Ｄｅｌａｙ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｃｈａ
ｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　ｌ１ｅｖｉｃｅ）装置等の光
検出手段１５を用いることによりＸ線透過光Ｌ　２の厚
み画像取得範囲を従来例に比べて約４倍に機能拡張する
ことが可能となる。

これにより、ＴＩ管の機能拡張という問題を無くすこと
ができる。

また、本発明の方法によれば、結像光Ｌ４に基づいて被
検査対象２０の厚み画像が取得され、ステップＰ５で該
被検査対象２ｏの内部検査がされる。

このため、本発明者らが先に出願（特願平ｏ１−１２１
００５）した物体検査装置と同様に、物体の内部状態を
非接触、非破壊で高速かつ高Ｓ／Ｎで検査することがで
きる。これに加えて、−回の走査で得られる被検査対象
２ｏの厚み画像の画像取得範囲が拡張されることから、
該被検査対象２０の広範囲に渡る検査をすることができ
る。

これにより、セラ稟ンク基板やハンダ状態等の物体内部
検査を効率良く行うことが可能となる。

（実施例〕次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。

第３〜７図は、本発明の実施例に係る物体検査装置及び
物体検査方法を説明する図であり、第３図は、本発明の
実施例に係る物体検査装置の構成図を示している。

図において、２１はＸ線発生手段１１の一実施例となる
Ｘ線発生源であり、ステージ２９に載置されたプリン１
へ基板等の被検査対象３０にパルス状のＸ線■、１を照
射するものである。Ｘ線発生源２１については、第４図
において説明をする。２１ａはＸ線制御回路であり、Ｘ
線をパルス状に制御する駆動信号を出力するものである
。

２２は第１の駆動手段１２の一実施例となるステージ駆
動回路であり、ステージ２９をＸＹ方向に駆動するもの
である。これは、本発明者らが先に出願（特願平０ｆ−
１２１００５）した物体検査装置と同様に、う珈ノグラ
フィーの原理を応用するためである。該原理は、Ｘ線源
又は被検査対象を移動し、そのＸ線透過光Ｌ２の入射量
を合算解析処理することにより、検査注目部分の画像信
号を強調するものである。

２３はＸ線／光変換手段１３の一実施例となる蛍光板で
あり、プリント基板３０からのＸ線透過光Ｌ２を蛍光Ｌ
３に変換するものである。

２４は結像手段１４の一実施例となるシリンドリカルレ
ンズであり、蛍光Ｌ３を入射して結像光Ｌ４を出射する
ものである。該レンズ２４は放射状の蛍光Ｌ３を収束し
て断面長方形状の結像光Ｌ４にするものである。

２５は光検出手段１５の一実施例となるＴＤＩＣＣＤ装
置であり、結像光Ｌ４を検出して画像データＤ１を出力
するものである。該ＣＣＤ装Ｍ２５については、第５図
において説明をする。

１２６は第２の駆動手段１６の一実施例となるＴＤｒ駆動
回路であり、ＴＤＩＣＣＤ装置２５の電荷を駆動するも
のである。駆動方向は、ステージ２９がＸ（＋）方向に
移動する場合には、該ＣＣＤ装置２５の電荷がＸ（−）
方向に制御される。

また、ステージ２９の移動速度と該ＣＣＤ装置２５の電
荷の移動速度とは同期制御される。

２７ａ、ｂは信号処理手段１７ａの各−実施例となる厚
み画像処理回路、欠陥判別回路である。

厚み画像処理回路２７ａは、画像データＤ１を入力して
厚み画像データＤ２を出力するものである。

欠陥判別回路２７ｂは、厚み画像データＤ２を入力して
期待値データ等と比較をし、検査結果データＤ３を出力
するものである。

２８は制御手段１８の一実施例となるコントロール回路
であり、Ｘ線制御回路２１ａ、ステージ駆動回路２２．
ＴＤＩ駆動回路２６．厚み画像処理回路２７ａ及び欠陥
判別回路２７ｂの人出力を制御するものである。

第４図は、本発明の実施例に係るＸ線発生源の２構成図である。

図において、Ｘ線発生源２１は電子銃３１．アノード３
２．電子レンズ３３．偏向コイル３４゜アパーチャ３５
及びターゲツト材３６等から成る。

偏向コイル３４はＸ線制御回路２１ａからの駆動電流Ｉ
により、電子ビームｅを偏向するものである。例えば、
駆動電流Ｉ＝ｒＬ」レベルでＸ線「○ＦＦＪ■、駆動電
流Ｉ＝ｒＨＪレベルでＸ線ｒＯＮＪ■となる。これによ
り、Ｘ線発生源２１からパルス状のＸ線Ｌ１を放射する
ことができる。、なお、パルス状のＸ線Ｌ１を放射する
理由は、シリンドリカルレンズ２４で収束された断面長
方形状の結像光Ｌ４の光量補正をするためである。

この光量補正は、ＴＤ　Ｉ　ＣＣＤ装Ｗ２５の入力画素
数にもよるが第５図のような２０４８ｘ６４画素の場合
（３２：ＩＬ該ＣＣＤ装置２５の一ラインの電荷の蓄積
時間を調整することにより行われる。すなわち、ｒＨ」
レベルの期間を１／３２ｘ１周期とするように駆動電流
■をＸ線制御回路２１ａを介して制御する。

これにより、２０４８ｘ６４画素のＣＣＤ装置２５の一
ラインの電荷の蓄積時間が調整され、該ＣＣＤ装置２５
の１画素（１：１）に修正される。

第５図は、本発明の実施例に係るＴＤＩＣＣＤ装置の説
明図である。

図において、該ＣＣＤ装Ｎ２５は、ラインＣｃＤ素子と
二次元ＣＣＤ素子との中間動作をするものであり、２０
４８個のＣＣＤ素子を６４列に配置されて成るものであ
る。

その機能は、１列目のＣＣＤ素子が蓄積した電荷を次の
列のＣＣＤ素子の電荷に累積加算するものである。例え
ば、被撮像画像４０を該ＣＣＤ装置２５上で移動すると
、最終ライン（６４列目）では各ラインの電荷が蓄積さ
れて、同図の一点鎖線に示すような蓄積電荷分布曲線か
えられる。これにより、１列のＣＣＤ素子に比較して６
４倍の検出感度になるものである。

これらにより、物体検査装置を構成する。

このようにして、本発明の実施例によれば、Ｘ線発生源
２１．蛍光板２３．シリンドリカルレンズ２４及びＴＤ
　Ｉ　ＣＣＤ装置２５が設けられている。

このため、まず、Ｘ線発生源２１からパルス状のＸ線■
７１が駆動走査されるプリント基板３０に放射されると
、該プリント基板３０からのＸ線透過光Ｌ２が蛍光板２
３に達する。次いで、蛍光板２３によりＸ線透過光Ｌ２
が蛍光Ｌ３に変換され、該蛍光Ｌ　３がシリンドリカル
レンズ２４により結像される。次に、結像された結像光
■、４がＴＤＩＣＣＤ装置２５により検出される。

例えば、２０４８ｘ６４画素のＴＤＩＣＣＤ装置等２５
を用いることによりＸ線透過光Ｌ２の厚み画像取得範囲
を従来例に比べて約４倍に機能拡張することが可能とな
る。

第６図は、本発明の実施例に係る物体検査方法のフロー
チャートであり、第７図は、その補足説明図を示してい
る。

第６図において、まず、ステップＰ１でＸ（＋）５方向に移動されるプリント基板３０にパルス状のＸ線Ｌ
１を照射する。この際に、第７図（ａ）において、プリ
ント基板３０上の観測領域Ａ１は、固定されたＸ線発生
源２１に対して注目点Ｐが１゜２・・・５へ順次移動す
る。

また、Ｘ線発生源２１の照射タイミングは、同図（ｂ）
において、該ＣＣＤ装置（２０４８ｘ６４画素。

３２：１）　２５の検知領域、１画素（１：　１）がプ
リント基板３０上の観測領域ＡＩ（３２：１）と異なる
ため修正がされる。その修正は、第４図のようにＸ線制
御回路２１ａからの駆動電流Ｉにより、電子ビームｅを
偏向し、Ｘ線発生源２１からパルス状のＸ線■７１を放
射することにより行われる。

これにより、同図（Ｃ）において、プリント基板３０上
の観測領域Ａｌに対して、該ＣＣＤ装置２５の１ライン
の蓄積時間が１／３２周期に制限され、この期間のみ検
出動作が「○Ｎ」する。

次に、ステップＰ２でプリント基板３０からのＸ線透過
光Ｌ２を蛍光Ｌ３に変換する。

次いで、ステップＰ３で蛍光Ｌ　３を結像光Ｌ４６に変換する。この際に、シリンドリカルレンズ２４が、
放射状の蛍光１，３を収束して断面長方形状の結像光Ｌ
　４にする。

さらに、ステップＰ４で結像光Ｌ　４に基づいてプリン
ト基板３０の画像データＤ１を取得する。

この際に、ＴＤＩＣＣＤ装置２５の電荷は、Ｘ（−）方
向に移動される。これにより、該装置２５は移動するプ
リント基板３０上の観測領域Ａ１に対して、注目点Ｐの
５，４・・・ｌの画像データＤＩを順次取得する。

その後、ステップＰ５で画像データＤＩを厚み画像デー
タＤ２に信号処理する。ここでは、第７図（ｄ）に示す
ように厚み画像処理回路２７ａ内の画像メモリ２７ｃに
プリント基板３０上の観測領域ＡＩの注目点Ｐ、１．２
・・・５の画像データＤ１が順次格納される。これによ
り、観測領域Ａ１について１画面１枚の計ｎ枚のフレイ
ムメモリテーブルが得られ、これを加算器２７ｄにより
加算する。この加算されたデータは、該基板３０上の観
測領域Δ１の注目点Ｐの厚み画像データＤ２である。

次いで、ステップＰ６で厚み画像データＤ２と期待値デ
ータ等と比較して、プリント基板３０の内部欠陥判別を
する（第９図参照）。

このようにして、本発明の実施例に係る検査方法によれ
ば、結像光Ｌ４に基づいてプリンＩ・基板３０の厚み画
像が取得され、ステップＰ６で該プリント基板３０の内
部検査がされる。

このため、本発明者らが先に出側（特願平０ｌ−１２１
００５）した物体検査装置と同様に、物体の内部状態を
非接触、非破壊で高速かつ高Ｓ／Ｎで検査することがで
きる。これに加えて、−回の走査で得られるプリント基
板３０の厚み画像は、ＴＤ　Ｉ　ＣＣＤ装置２５の検知
領域の画像取得範囲に拡張されることから、該プリント
基板３０の広範囲に渡る検査をすることができる。

これにより、目視検査が困難な中間層配線を形成したセ
ラミック基板や表裏に形成されたハンダ状態等の物体内
部検査を効率良く行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればパルス状に放射さ
れたＸ線透過光を光電処理することによりうξノグラフ
ィの原理による注目点の厚み画像を取得することができ
る。

このため、２０４８ｘ６４画素のＴＤ　Ｉ　ＣＣＤ装置
を用いることにより厚み画像取得範囲を従来例に比べて
約４倍に機能拡張することが可能となる。

また、本発明者らが先に出願（特願平０ｌ−１２１００
５）した物体検査装置と同様に、物体の内部状態を非接
触、非破壊で高速かつ高Ｓ／Ｎで検査することができる
。

これにより、セラミック基板やハンダ状態等の物体内部
検査を効率良く行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る物体検査装置の原理図、第２図
は、本発明に係る物体検査方法の原理フローチャート、第３図は、本発明の実施例に係る物体検査装置の構成図
、第４図は、本発明の実施例に係るＸ線発生源の構成図、第５図は、本発明の実施例に係るＴＤＴＣＣＤ装置の説
明図、第６図は、本発明の実施例に係る物体検査方法のフロー
チャー１〜、第７図は、本発明の実施例に係るフローチャートの補足
説明図、第８図は、従来例に係る物体検査装置の構成図、第９図
は、従来例に係るプリント基板の検査内容の説明図であ
る。（符号の説明）１１・・・Ｘ線発生手段、１２・・・第１の駆動手段、１３・・・Ｘ線／光変換手段、１４・・・結像手段、１５・・・光検出手段、１６・・・第２の駆動手段、１７・・・信号処理手段、１８・・・制御手段、９Ｌｌ・・・パルス状のＸ線、Ｌ２・・・Ｘ線透過光、Ｌ３・・・蛍光、、Ｌ４・・・結像光、ＤＩ・・・画像データ、Ｄ３・・・検査結果データ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試料台（１９）に載置された被検査対象（２０）
にパルス状のＸ線（Ｌ１）を照射するＸ線発生手段（１
１）と、前記試料台（１９）を駆動する第１の駆動手段
（１２）と、前記被検査対象（２０）からのＸ線透過光
（Ｌ２）を蛍光（Ｌ３）に変換するＸ線／光変換手段（
１３）と、前記蛍光（Ｌ３）を入射して結像光（Ｌ４）
を出射する結像手段（１４）と、前記結像光（Ｌ４）を
検出して画像データ（Ｄ１）を出力する光検出手段（１
５）と、前記光検出手段（１５）を駆動する第２の駆動
手段（１６）と、前記画像データ（Ｄ１）を入力して検
査結果データ（Ｄ２）を出力する信号処理手段（１７）
と、前記Ｘ線発生手段（１１）、第１の駆動手段（１２
）、光検出手段（１５）、第２の駆動手段（１６）及び
信号処理手段（１７）の入出力を制御する制御手段（１
８）とを具備することを特徴とする物体検査装置。
（２）ＸＹ方向に駆動される被検査対象（２０）にパル
ス状のＸ線（Ｌ１）を照射し、前記被検査対象（２０）
からのＸ線透過光（Ｌ２）を蛍光（Ｌ３）に変換し、前
記蛍光（Ｌ３）を結像光（Ｌ４）に変換し、前記結像光
（Ｌ４）に基づいて被検査対象（２０）の厚み画像を取
得し、前記被検査対象（２０）の内部検査をすることを
特徴とする物体検査方法。