JPH0694650A - 放射線非破壊検査装置 - Google Patents

放射線非破壊検査装置

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JPH0694650A
JPH0694650A JP4241779A JP24177992A JPH0694650A JP H0694650 A JPH0694650 A JP H0694650A JP 4241779 A JP4241779 A JP 4241779A JP 24177992 A JP24177992 A JP 24177992A JP H0694650 A JPH0694650 A JP H0694650A
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JP
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radiation
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ray
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Withdrawn
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JP4241779A
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Shinji Suzuki
伸二 鈴木
Yoji Nishiyama
陽二 西山
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射線非破壊検査装置に関し、被検査物体に
対するX線源の照射方向如何に拘らず放射線源へのサン
プルの異常接近を確実に検出し得るようにすることを目
的とする。 【構成】 サンプルホルダ11に保持される被検査サン
プルSに放射線源1から放射線を照射し、その放射線透
過率に応じたサンプル像を放射線センサ3により検出す
る放射線非破壊検査装置であって、サンプルが放射線源
に所定距離以上接近したことを検出する近接監視手段1
3,15,35,etc.をサンプルホルダと一体的に可動
に設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリント基板等の実装部
品の放射線非破壊検査装置に関し、例えばプリント基板
表面に実装された部品の半田工程後の自動検査に用いら
れる。近年、電子機器の小型化に伴って、使用プリント
板の実装密度が高くなっており、また、フリップチップ
など外観では検査できない部分の検査を行う必要が生じ
ている。このような内部を観測するにはX線が適してい
る。
【0002】従来のX線検査システムは分解能が低く精
々数十μmのオーダーであり、幾何学的拡大率も小さ
く、それほど高精度な光学系の調整を必要としなかっ
た。ところが、プリント基板の高密度化に伴って、被検
査部分が微細化し、高分解能を必要とするようになっ
た。特にプリント板実装素子のような微細な物体を検査
するためには、幾何学的拡大率を大きくとる必要が生じ
る。
【0003】
【従来の技術】図4はX線検査システムの原理を示す。
このX線検査システムは、X線源1からX線を円錐状に
照射する。X線は、サンプルSの透過率が異なるため、
X線センサであるX線イメージインテンシファイア3上
にX線強度分布を作る。この時、影絵の原理によりサン
プルの像はX線センサ3上に拡大投影される。線源1か
らサンプルSまでの距離をa、サンプルからセンサまで
の距離をbとすると投影される幾何学的拡大率Mは M=(a+b)/a となる。つまり、サンプルをX線焦点位置に近づければ
近づけるほど、拡大率は大きくなる。
【0004】また、単位面積辺りのX線量1は、X線源
1からの距離の二乗で減衰する。 I∝1/(線源からの距離)2 被検査物体であるサンプルSを透過したX線を検出する
場合にも、線源1に近くなるほどX線強度は大きくなる
ため、X線センサ3もX線源に近づければ高出力が得ら
れ、結果として感度がよくなる。この時、被検査物質の
線源に対する位置を変化させずに、X線センサ3のみX
線源1に近づけると幾何学的拡大率が落ち、このためX
線検査システムの解像度が低下する。
【0005】つまり、被検査物質に入力するX線の照射
方向が無視でき、同じ幾何学的拡大率でX線透視画像を
撮像するのであれば、被検査物質をできるだけX線源に
近づける事が望ましい。ところが、X線源に被検査物体
(サンプル)を近づける場合、線源部に被検査物質が接
触し、被検査物質もしくは線源を破損する恐れがある。
尚、サンプルは一般にサンプルホルダに保持され、サン
プルホルダX−Y面内で駆動制御される可動ステージ上
に固設される。
【0006】このような衝突を防ぐためには、(イ)図
5に示す如く、可動ステージの制御プログラムによりソ
フトウェア的にステージの移動距離を制限する;あるい
は、(ロ)図6のように被検査物体の前後もしくは左右
から光L等を照射させ、これを光センサ5で検出し、光
が遮断されたときにのみサンプルステージの移動を停止
する事が考えられる。
【0007】しかるに、ソフトウェアでステージの移動
範囲を規定する方法(イ)では、図5のように、ステー
ジ9を少なくともx,z及びx,y,zの軸線を中心と
する回転方向に動かす必要があり、ステージの構成が複
雑になるのみならず、その制御パラメータが多くなり、
サンプルSを線源1の直前で素早く止める事は計算が難
しく時間が掛かる。また、X線源1の幾何学的配置を記
憶する必要があるなどの問題点が存在する。また、ソフ
トウェアだけでは、プログラム上の普段発見できないよ
うなバグが存在する可能性があり、ハードウェアに比べ
て安全度が低い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、上
記(ロ)に従うハードウェア的解決策を採用するもので
あるが上記(ロ)の方法には次のような問題がある。即
ち、(ロ)の場合には、図7(b)のように被検査物質
SにX線を斜めから照射して観測する場合に、被検査物
体SがX線源1に接触していない場合でも光Lを遮断し
てしまう可能性がある。
【0009】つまり通常は図7(a)に示す如く、サン
プルSが所定値以上X線源1に近づくと光Lが遮断さ
れ、異常接近を検出できるが、サンプルSが例えばプリ
ント板の場合には、その実装部品の配置によってはX線
を斜めから照射する必要がある。例えば、手前に位置す
る実装部品に干渉しないような方向から奥に位置する実
装部品にX線を照射するような場合である。
【0010】このような場合には、図7(b)に示す如
く、サンプルSがX線源1に対し斜めにセットされる
と、サンプルSがX線源1に接触しない正常位置にある
場合であっても、光Lが遮断され、不都合である。本発
明はこのような不都合を解消するものである。
【0011】本発明の目的は、X線(放射線)源の照射
方向に対する被検査物体(サンプル)の角度如何に拘ら
ずサンプルを線源に接触する直前で素早く停止させサン
プルがX線源に接触するのを確実に防止する放射線非破
壊検査装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明はサンプルとして
のプリント基板は一般に板状で表面の凹凸が少ないこと
に着眼し、プリント板が線源に当たって破損するのを防
止する手段をプリント基板を保持するホルダに付設する
事によりホルダの角度依存性を解消したものである。し
かしながら、本発明の基本思想はサンプルの種類には限
定されず、プリント基板以外にも適用できることは言う
までもない。
【0013】請求項1に記載の本発明によれば、可動ス
テージ上に取り付けられたサンプルホルダに保持される
被検査サンプルに放射線源から放射線を照射し、その放
射線透過率に応じたサンプル像を放射線センサにより検
出する放射線非破壊検査装置であって、サンプルが放射
線源に所定距離以上接近したことを検出する近接監視手
段をサンプルホルダと一体的に可動に設けたことを構成
上の特徴とする。
【0014】近接監視手段はサンプルに近接した位置で
且つ放射線照射方向を横切る方向に監視光を発生する発
光素子とその監視光を受光する光センサとから構成され
得る(請求項2)。あるいは、近接監視手段はサンプル
ホルダの放射線源側の面に張設される放射線透過性の導
電性フィルムにより構成し、該導電性フィルムと放射線
源との間に両者が接触したときに確立される導通回路を
形成することも可能である(請求項3)。
【0015】
【作用】本発明によれば、近接監視手段はサンプルホル
ダと一体的に可動に設けられるので、サンプルホルダが
放射線源に対して斜めに位置設定されても近接監視手段
とサンプルとは常に一定の関係にあり、従って放射線源
との相対角度には依存されなくなる。
【0016】
【実施例】図1は本発明の第1実施例の原理説明図であ
る。この場合には近接監視手段としてレーザー光La を
利用している。サンプルとしてのプリント基板Sの表面
にできるだけ近接してレーザー光La をレーザー光源
(例えば半導体レーザー)13から照射し、この光が途
切れた時、サンプルステージ9(図5)の移動を停止
し、プリント板が線源に当たり、破損する事を防止する
ものである。図1(a)で、レーザー光源13から発射
されたレーザー光La は、第1のミラー17aによっ
て、被検査物質であるプリント基板Sの表面ぎりぎりで
プリント基板面に対して平行に照射される。この光La
は反対側で、第2のミラー17bによってレーザーセン
サ15に向けて反射され、それにより検知される。この
時、そのレーザー光La の光量を常に監視し、この光量
の変化によって、サンプルSがX線源1に近づく限界に
達したかどうか判定する。例えば、図1(a)のよう
に、照射されたレーザー光La は全量がセンサ15によ
って検知された場合に限りプリント基板SはX線源1に
近づける限界に達していないと判断し、図1(c)のよ
うに、逆にレーザー光La がX線源1により遮断された
時にプリント基板SがX線源1に限界値を超えて近づい
たと判断して、ステージの移動を停止させる。
【0017】本発明法の特徴は、近接監視手段(光源1
3、受光センサ15、ミラー17a,17b)をサンプ
ルホルダ11あるいはそれと一体的なステージ9(図
5)に直接設けたことにある。これにより、図1(b)
のように、プリント基板を傾けた場合にも、プリント基
板SがX線源1に限界値まで近づかない限りレーザー光
La がX線源1により遮断される事がなく、図7(b)
に示す如き問題は解消される。こうしてサンプルを限界
近くまでX線源に近づける事ができる。尚、本原理図で
は監視光としてレーザー光La を使用しているが、X線
源1に被検査物質が限界値を超えて近づいた時に遮断さ
れる信号であれば何でもよい。
【0018】図2は図1に示す実施例を更に具体化した
構成を示す。レーザー光源13から発射されたレーザー
光La はステージ9上に回転可能に支持されるポリゴン
ミラー21によってスキャンされ、第1ミラー17aに
よって、ホルダ11に保持される被検査物質であるプリ
ント基板Sの表面ぎりぎりでプリント基板面に対して平
行に第2ミラー17bに向けて反射される。尚、17c
は第3のミラーで、光学的配置によってはこのように追
加のミラーを増やすことにより監視光La をプリント基
板Sの板面に平行にとりだすことが出来る。このレーザ
ー光La は、反対側で第2ミラー17bによってレーザ
ーセンサ15に集光され、そのレーザー光の光量をレー
ザーセンサコントローラ30により常に監視する。通
常、照射されたレーザー光は全量レーザーセンサ15に
よって検知され、この場合にプリント基板SはX線源1
への限界値まで接近していないと判断する。逆に、スキ
ャンされたレーザー光La が一部でも他の部分、例えば
X線源1により遮断されると、センサ15に入力する光
量が減少する。センサによって検知されるレーザー光の
光量が所定値より少ない時、プリント基板SがX線源1
に限界値を超えて近づいたと判断して、ステージコント
ローラ31によりステージ9の移動を停止させる。
【0019】レーザー光源13、ポリゴンミラー21、
第1,第2,第3ミラー17a,17b,17c、レー
ザーセンサ15は、サンプルホルダ11と共にすべて可
動ステージ9上に一体的に設けられる。尚、これらをス
テージ9上に直接設ける代わりに、基台上に設けてユニ
ット化した上で可動ステージ上に設けるようにしてもよ
い。即ち、図2において、9は可動ステージと見なして
もあるいは可動ステージ上に取付けられる基台と見なし
てもいずれでもよい。
【0020】第1ミラー17a,第2ミラー17bは好
ましくは図1に示す如く、X線源1を中心として左右両
側に対称的に45°の角度で配置される。尚、この時ス
テージ9(X,Y,回転、ゴニオステージ)はサンプル
Sを中心として回転移動するようになっている。
【0021】図3は本発明の第2の実施例を示す。この
実施例ではX線の透過性が良く、電気的導伝性の良いフ
ィルム(薄板)35を被検査基板Sの前方においてホル
ダ11に取り付けている。X線源1とフィルム35とは
電流計37を含む導通回路を形成し、両者が接触した時
に電流計37に電流が流れる。即ち、フィルム35とX
線源1との導通が検知された時に、X線源がフィルムに
接触したと判断し、被検査基板SがX線源1に限界値を
超えて接近したとしてステージ9の移動を停止させる。
尚本発明は、X線検査以外の放射線検査(例えばγ線)
全般に適用できる。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
サンプルの表面ぎりぎりにサンプルと一体的に可動な近
接監視手段を設けたのでサンプルとX線源との相対角度
が変化してもそれとは無関係にサンプルの異常接近を検
出することができ、従ってサンプルにX線源を限り無く
近づけることができ、延いてはX線によるプリント基板
の検査装置の自動化、検査速度、分解能、安全性の向上
に寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1実施例の原理側面図を示
し、 (a)は被検査物体がX線源への接近限界に達しない場
合 (b)は被検査物体に斜めにX線を照射する場合 (c)は被検査物体がX線源への接近限界に達した時を
夫々示す。
【図2】図2は図1に示す実施例の具体的配置構成を示
す図解図である。
【図3】図3は本発明の第2実施例を示す図である。
【図4】図4はX線検査装置の基本原理を説明する図で
ある。
【図5】図5は従来のX線検査装置と被検査物体の自由
度を示す図である。
【図6】図6は従来のハードウェア的な異常接近監視手
段を示す図である。
【図7】図7は図6の問題点を説明する図で、(a)は
被検査物体がX線源への接近限界に達した時、(b)は
被検査物体に斜めにX線を照射する場合を夫々示す。
【符号の説明】
1…X線源 3…X線センサ 9…ステージ 11…ホルダ 13…発光素子 15…受光センサ 35…フィルム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可動ステージ(9)上に取り付けられた
    サンプルホルダ(11)に保持される被検査サンプル
    (S)に放射線源(1)から放射線を照射し、その放射
    線透過率に応じたサンプル像を放射線センサ(3)によ
    り検出する放射線非破壊検査装置であって、サンプルが
    放射線源に所定距離以上接近したことを検出する近接監
    視手段(13,15,35,etc,)をサンプルホルダと
    一体的に可動に設けたことを特徴とする放射線非破壊検
    査装置。
  2. 【請求項2】 上記近接監視手段はサンプルに近接した
    位置で且つ放射線照射方向を横切る方向に監視光を発生
    する発光素子(13)とその監視光を受光する光センサ
    (15)とから構成される請求項1に記載の放射線非破
    壊検査装置。
  3. 【請求項3】 上記近接監視手段はサンプルホルダの放
    射線源側の面に張設される放射線透過性の導電性フィル
    ム(35)により構成され、該導電性フィルムと放射線
    源との間に両者が接触したときに確立される導通回路を
    形成した請求項1に記載の放射線非破壊検査装置。
JP4241779A 1992-09-10 1992-09-10 放射線非破壊検査装置 Withdrawn JPH0694650A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490341B1 (en) 1998-02-06 2002-12-03 Hamamatsu Photonics K.K. X-ray tube, x-ray generator, and inspection system
JP2013224857A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Yamaha Motor Co Ltd プリント基板の検査装置

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