JPH0785520B2 - 電子回路用のｘ線検査装置 - Google Patents
電子回路用のｘ線検査装置Info
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- JPH0785520B2 JPH0785520B2 JP5135678A JP13567893A JPH0785520B2 JP H0785520 B2 JPH0785520 B2 JP H0785520B2 JP 5135678 A JP5135678 A JP 5135678A JP 13567893 A JP13567893 A JP 13567893A JP H0785520 B2 JPH0785520 B2 JP H0785520B2
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- G01R31/303—Contactless testing of integrated circuits
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製造済みの電子部品を
Ｘ線を用いてプログラマブルに高解像度の検査を行うた
めの電子計算機制御化されたシステムに関するものであ
る。
Ｘ線を用いてプログラマブルに高解像度の検査を行うた
めの電子計算機制御化されたシステムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の小型化、それに伴うプリント
配線基板上の部品密度の増加が著しいために、伝統的検
査方法によってはもはや十分かつ正確な品質管理検査を
行うことができなくなった。特に、ダイレクト・チップ
・アッタチメント（ＤＣＡ）を用いるとハンダの接合部
が観察できないために、電子部品の速くて正確な品質管
理検査が難しい。電子部品の内部構造や接合部のイメー
ジを生成して電子部品を検査するために、透過性放射線
を用いることは知られている。既存の検査システムのほ
とんどは、Ｘ線放射およびＸ線写真の技術を用いてい
る。
配線基板上の部品密度の増加が著しいために、伝統的検
査方法によってはもはや十分かつ正確な品質管理検査を
行うことができなくなった。特に、ダイレクト・チップ
・アッタチメント（ＤＣＡ）を用いるとハンダの接合部
が観察できないために、電子部品の速くて正確な品質管
理検査が難しい。電子部品の内部構造や接合部のイメー
ジを生成して電子部品を検査するために、透過性放射線
を用いることは知られている。既存の検査システムのほ
とんどは、Ｘ線放射およびＸ線写真の技術を用いてい
る。
【０００３】欧州特許２３６００１号は、ディジタルＸ
線写真技術を用いてプリント配線基板上のハンダ接合部
の検査をする機械について述べている。この機械により
行われる検査は多くの場合十分なものであるが、ハンダ
接合部の幾つかの特徴が他の隣接する物体によりマスク
される場合がある。
線写真技術を用いてプリント配線基板上のハンダ接合部
の検査をする機械について述べている。この機械により
行われる検査は多くの場合十分なものであるが、ハンダ
接合部の幾つかの特徴が他の隣接する物体によりマスク
される場合がある。
【０００４】この技術の改良が米国特許第４９２６４５
２号に開示されたシステムで与えられる。このシステム
は回転式検出器と組み合わされた回転式Ｘ線ビームを利
用して、検査すべきプリント配線基板の断面のイメージ
を生成する。このようなシステムは、高解像度のイメー
ジを用いて自動化されたラミノグラフィ（ｌａｍｉｎｏ
ｇｒａｐｈｙ）検査を行う。しかしこのシステムは、検
出器の回転質量が大きいことや検査の実施方法に起因す
る幾つかの欠点を有していた。またこのシステムにより
得られた連続イメージ・ラミノグラフィは、広範囲の電
子部品をカバーすることができるが、全ラミノグラフ・
イメージにおいて問題を生じうる任意のイメージ角度か
らの濃い影を取り除くことができなかった。さらにパラ
メータ（例えばＸ線の入射角度）の修正は、拡大を犠牲
にしないと容易にすることができない。
２号に開示されたシステムで与えられる。このシステム
は回転式検出器と組み合わされた回転式Ｘ線ビームを利
用して、検査すべきプリント配線基板の断面のイメージ
を生成する。このようなシステムは、高解像度のイメー
ジを用いて自動化されたラミノグラフィ（ｌａｍｉｎｏ
ｇｒａｐｈｙ）検査を行う。しかしこのシステムは、検
出器の回転質量が大きいことや検査の実施方法に起因す
る幾つかの欠点を有していた。またこのシステムにより
得られた連続イメージ・ラミノグラフィは、広範囲の電
子部品をカバーすることができるが、全ラミノグラフ・
イメージにおいて問題を生じうる任意のイメージ角度か
らの濃い影を取り除くことができなかった。さらにパラ
メータ（例えばＸ線の入射角度）の修正は、拡大を犠牲
にしないと容易にすることができない。
【０００５】例えば、ＤＣＡプリント配線基板に対して
は高角度（５０度までの）の検査が必要とされるが、米
国特許第４９２６４５２号では低角度（３０度より小さ
い）のみが可能となっている。またこのシステムにおい
ては、１種類の解析のみ（ラミノグラフィ検査）が可能
である。多くの場合、ユーザにとってパラメータを動的
に変えたり、さまざまな種類の検査（例えばラミノグラ
フィおよび透過性検査）を組み合わせることができれば
非常に有用である。
は高角度（５０度までの）の検査が必要とされるが、米
国特許第４９２６４５２号では低角度（３０度より小さ
い）のみが可能となっている。またこのシステムにおい
ては、１種類の解析のみ（ラミノグラフィ検査）が可能
である。多くの場合、ユーザにとってパラメータを動的
に変えたり、さまざまな種類の検査（例えばラミノグラ
フィおよび透過性検査）を組み合わせることができれば
非常に有用である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、先行
技術の前記欠点を解決することにある。また本発明の他
の目的は、先行技術の検出器の相当大きな回転質量を減
少させるとともに、異なった種類の検査を可能とするこ
とにある。また他の目的は、Ｘ線放射の入射角や被検査
ボードからのＸ線源や検出器の距離といったパラメータ
を、たとえ入射角が大きかろうととも拡大を犠牲とする
ことなく、動的に調節できるようにすることである。
技術の前記欠点を解決することにある。また本発明の他
の目的は、先行技術の検出器の相当大きな回転質量を減
少させるとともに、異なった種類の検査を可能とするこ
とにある。また他の目的は、Ｘ線放射の入射角や被検査
ボードからのＸ線源や検出器の距離といったパラメータ
を、たとえ入射角が大きかろうととも拡大を犠牲とする
ことなく、動的に調節できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に従った電子回路用のＸ線検査装置は、異な
る角度からの回路要素のＸ線イメージを生成するように
Ｘ線を照射する手段と、前記イメージを検出する手段と
を備え、前記検出手段を構成する複数の検出器の各々は
関連する特定の照射角度から前記回路要素を通過した後
のＸ線を感受するように配置されていることを特徴とす
る。
め、本発明に従った電子回路用のＸ線検査装置は、異な
る角度からの回路要素のＸ線イメージを生成するように
Ｘ線を照射する手段と、前記イメージを検出する手段と
を備え、前記検出手段を構成する複数の検出器の各々は
関連する特定の照射角度から前記回路要素を通過した後
のＸ線を感受するように配置されていることを特徴とす
る。
【０００８】
【実施例】図１には全システムが示されている。検査す
べき電子デバイスはテーブルセット １１に乗せられ、
当該テーブルセットはＸ線源 １２とＸ線検出器 １３の
間に配置される。テーブルセット １１はそれが存在す
る平面内において移動可能であり、その移動はマスタ・
コンピュータ １４により制御される。
べき電子デバイスはテーブルセット １１に乗せられ、
当該テーブルセットはＸ線源 １２とＸ線検出器 １３の
間に配置される。テーブルセット １１はそれが存在す
る平面内において移動可能であり、その移動はマスタ・
コンピュータ １４により制御される。
【０００９】このシステムは複数のＸ線源を有する。実
施例においては８つのＸ線源があり、これらのＸ線源は
一平面内に放射状に配置されている。各Ｘ線源は放射状
に移動可能なスライド １５上に乗せてあり、当該スラ
イドはコンピュータ制御された位置づけシステムを有す
る。各Ｘ線源の移動はマスタ・コンピュータ １４によ
り制御される。実施例における各Ｘ線源は、１．０ｍＡ
において１６０ＫＶＡ級のものである。
施例においては８つのＸ線源があり、これらのＸ線源は
一平面内に放射状に配置されている。各Ｘ線源は放射状
に移動可能なスライド １５上に乗せてあり、当該スラ
イドはコンピュータ制御された位置づけシステムを有す
る。各Ｘ線源の移動はマスタ・コンピュータ １４によ
り制御される。実施例における各Ｘ線源は、１．０ｍＡ
において１６０ＫＶＡ級のものである。
【００１０】このシステムは複数（Ｘ線源と同じ数だ
け）のＸ線検出器を有する。実施例においては８つの検
出器があり、それらはＸ線源 １２と平行な平面に放射
状に配置されている。各検出器は放射状に移動するスラ
イド １６上に乗せられている。スライド １６はコンピ
ュータ制御された位置づけシステムを有している。各Ｘ
線源の移動はマスタ・コンピュータ １４により制御さ
れる。
け）のＸ線検出器を有する。実施例においては８つの検
出器があり、それらはＸ線源 １２と平行な平面に放射
状に配置されている。各検出器は放射状に移動するスラ
イド １６上に乗せられている。スライド １６はコンピ
ュータ制御された位置づけシステムを有している。各Ｘ
線源の移動はマスタ・コンピュータ １４により制御さ
れる。
【００１１】実施例においては、各検出器はシリコン・
イメージ検出器を有し、検出器からの出力信号は適当な
補正およびスムーシングをされた後、最終的には標準の
イメージボード上の像として計算機処理される。各イメ
ージ・ボードは１０２４×１０２４のビデオＲＡＭ（Ｖ
ＲＡＭ）を有している。各検出器は電子部品を通過した
後のＸ線を感受するように配置されていて、特定の照射
角度と関係付けられている。
イメージ検出器を有し、検出器からの出力信号は適当な
補正およびスムーシングをされた後、最終的には標準の
イメージボード上の像として計算機処理される。各イメ
ージ・ボードは１０２４×１０２４のビデオＲＡＭ（Ｖ
ＲＡＭ）を有している。各検出器は電子部品を通過した
後のＸ線を感受するように配置されていて、特定の照射
角度と関係付けられている。
【００１２】Ｘ線源と対応する検出器との位置合わせ
（同期）はマスタ・コンピュータ １４により制御され
る。この制御は計算機制御化されたＸ線源と検出器の位
置を表すための放射線状マッピングに基づきおこなわれ
る。すなわち、検出器からの全てのイメージは、ＶＲＡ
Ｍに入る時に放射線状マッピング座標に基づき同期がと
られ、対応するＸ線源から照射されたＸ線によるイメー
ジであることが認識される。
（同期）はマスタ・コンピュータ １４により制御され
る。この制御は計算機制御化されたＸ線源と検出器の位
置を表すための放射線状マッピングに基づきおこなわれ
る。すなわち、検出器からの全てのイメージは、ＶＲＡ
Ｍに入る時に放射線状マッピング座標に基づき同期がと
られ、対応するＸ線源から照射されたＸ線によるイメー
ジであることが認識される。
【００１３】図２には、Ｘ線源および検出器の配置の例
が示されている。これは、Ｘ線源および検出器の存在す
る平面に垂直な上面図を示す。二つの円（２１及び２
２）はそれぞれ平行であり、検査すべき電子部品に対し
互いに対向する側にある。内側の円 ２２には８つのＸ
線源 ２３がそれぞれ独立の調整用スライド ２４上に乗
せられているので、これを調整することによりＸ線源を
放射方向に移動させることができる。
が示されている。これは、Ｘ線源および検出器の存在す
る平面に垂直な上面図を示す。二つの円（２１及び２
２）はそれぞれ平行であり、検査すべき電子部品に対し
互いに対向する側にある。内側の円 ２２には８つのＸ
線源 ２３がそれぞれ独立の調整用スライド ２４上に乗
せられているので、これを調整することによりＸ線源を
放射方向に移動させることができる。
【００１４】図２の外側の円上に示してある８つのＸ線
検出器 ２５についても同様な移動を行わせることがで
きる。Ｘ線源および検出器は、これらの円に対して垂直
方向に移動することも許容されている。全ての動きはマ
スタ・コンピュータ １４により制御される。このマス
タ・コンピュータは各Ｘ線源及び関係する検出器の間の
対応関係をも制御する。Ｘ線源および検出器が配置され
た円パターンはそれらを配置する可能な複数の方法のう
ちの１つであるにすぎない。
検出器 ２５についても同様な移動を行わせることがで
きる。Ｘ線源および検出器は、これらの円に対して垂直
方向に移動することも許容されている。全ての動きはマ
スタ・コンピュータ １４により制御される。このマス
タ・コンピュータは各Ｘ線源及び関係する検出器の間の
対応関係をも制御する。Ｘ線源および検出器が配置され
た円パターンはそれらを配置する可能な複数の方法のう
ちの１つであるにすぎない。
【００１５】この放射状および垂直方向への移動が自由
であることは本発明の利点の一つを表している。図３を
参照すると、電子回路の検査角度を小さい角度ａから大
きい角度ａ１に変えたい場合には、Ｘ線源と検出器間の
距離を一定に維持しなければならない。もしこのことを
しないと、拡大率は変化する。拡大率は、Ｘ線源 ２３
およびこれに関係する検出器 ２５の間の距離ＳＴと、
Ｘ線源 ２３および検査物体 １１上の焦点 Ｆの間の距
離ＳＦとの比である。ＳＥを一定に保ちたい場合、もし
検出器が垂直方向Ｚには動かないで平面方向Ｘのみにし
か動かなければ、ＳＴは増加することになろう。このシ
ステムでは、検出器２５は位置Ｔから位置Ｔ´に移動可
能であり、Ｘ線源 ２３と検出器 ２５の間の距離を一定
に維持し、従って拡大率ＳＴ／ＳＦも一定に維持するこ
とができる。
であることは本発明の利点の一つを表している。図３を
参照すると、電子回路の検査角度を小さい角度ａから大
きい角度ａ１に変えたい場合には、Ｘ線源と検出器間の
距離を一定に維持しなければならない。もしこのことを
しないと、拡大率は変化する。拡大率は、Ｘ線源 ２３
およびこれに関係する検出器 ２５の間の距離ＳＴと、
Ｘ線源 ２３および検査物体 １１上の焦点 Ｆの間の距
離ＳＦとの比である。ＳＥを一定に保ちたい場合、もし
検出器が垂直方向Ｚには動かないで平面方向Ｘのみにし
か動かなければ、ＳＴは増加することになろう。このシ
ステムでは、検出器２５は位置Ｔから位置Ｔ´に移動可
能であり、Ｘ線源 ２３と検出器 ２５の間の距離を一定
に維持し、従って拡大率ＳＴ／ＳＦも一定に維持するこ
とができる。
【００１６】断面のイメージを得るために、４５度の角
度を開けて配置された８つのＸ線源／検出器からの情報
が８つのイメージ・ボードに集められる。各イメージ・
ボードは一つのＸ線源／検出器に対応し、ＶＲＡＭを有
している。図２を参照すると、Ｘ線源 Ｓ０（２３）は
検出器 Ｔ０（２５）と、Ｓ１はＴ１と組み合わされね
ばならず、以下同様である。８つのイメージは、断層Ｘ
線写真のイメージのようなイメージを得るために、ある
中間レベル値に関する論理的‘ＡＮＤ’と組み合わさ
れ、マスタＶＲＡＭ（８つのうちどれか）に入れられ
る。この技術は個々のイメージ内の全ての不要データを
取り除き、合焦データを強調する。連続回転獲得ラミノ
グラフィに対するこのシステムの連続性の欠如を解決す
るために、個別のイメージ間の差をスムースにするため
のコンボリューション・プロセスが行われる。このシス
テムの他の利点は不要なＸ線源／検出器イメージを除去
することができ、残りのＸ線源／検出器イメージのみが
論理的にＡＮＤされることである。
度を開けて配置された８つのＸ線源／検出器からの情報
が８つのイメージ・ボードに集められる。各イメージ・
ボードは一つのＸ線源／検出器に対応し、ＶＲＡＭを有
している。図２を参照すると、Ｘ線源 Ｓ０（２３）は
検出器 Ｔ０（２５）と、Ｓ１はＴ１と組み合わされね
ばならず、以下同様である。８つのイメージは、断層Ｘ
線写真のイメージのようなイメージを得るために、ある
中間レベル値に関する論理的‘ＡＮＤ’と組み合わさ
れ、マスタＶＲＡＭ（８つのうちどれか）に入れられ
る。この技術は個々のイメージ内の全ての不要データを
取り除き、合焦データを強調する。連続回転獲得ラミノ
グラフィに対するこのシステムの連続性の欠如を解決す
るために、個別のイメージ間の差をスムースにするため
のコンボリューション・プロセスが行われる。このシス
テムの他の利点は不要なＸ線源／検出器イメージを除去
することができ、残りのＸ線源／検出器イメージのみが
論理的にＡＮＤされることである。
【００１７】直接透過性イメージが必要な場合には、或
るＸ線源は検出器の一つと整列されねばならない。例え
ば、Ｘ線源 Ｓ４（２３）と検出器 Ｔ０（２５）は、ス
ムーシングなしに９０度のイメージを生成するように、
互いに整列されねばならない。
るＸ線源は検出器の一つと整列されねばならない。例え
ば、Ｘ線源 Ｓ４（２３）と検出器 Ｔ０（２５）は、ス
ムーシングなしに９０度のイメージを生成するように、
互いに整列されねばならない。
【００１８】図４にはマスタ・コンピュータ １４の概
略図が示してある。このマスタ・コンピュータは、プロ
セッサ４１、ＲＡＭメモリ４２、ＲＯＭメモリ４３、シ
ステムの異なった機械的電子的機能（検査される物体の
移動の制御 ４４、Ｘ線源及び検出器の制御 ４５、４
６）との複数の接合や、ＳＩＴイメージ検出器を備える
イメージ獲得システム ４７との接続をも有する。他の
入出力デバイス ４８、４９はプロセッサ ４１に直接ま
たは遠隔的に接続される。プロセッサ ４１はマイクロ
プロセッサや、データリンクを通して他のコンポネント
と接続したホストプロセッサでもよい。マスタ・コンピ
ュータ １４は当該装置の正しい３次元の位置付けやフ
レームの固定を制御するように適切にプログラムされ
る。プログラムはＲＡＭ４２に格納される。またＲＡＭ
４２は、行うべき検査の種類に関する情報、検出器お
よびＸ線源の幾何配置、適切な校正情報をも保持する。
本発明のシステムにより得られたイメージは、当業者に
は周知の技術を使って処理され、解析される。例えば米
国特許４９２６２４５２号はそれらの技術の幾つかにつ
いて説明している。
略図が示してある。このマスタ・コンピュータは、プロ
セッサ４１、ＲＡＭメモリ４２、ＲＯＭメモリ４３、シ
ステムの異なった機械的電子的機能（検査される物体の
移動の制御 ４４、Ｘ線源及び検出器の制御 ４５、４
６）との複数の接合や、ＳＩＴイメージ検出器を備える
イメージ獲得システム ４７との接続をも有する。他の
入出力デバイス ４８、４９はプロセッサ ４１に直接ま
たは遠隔的に接続される。プロセッサ ４１はマイクロ
プロセッサや、データリンクを通して他のコンポネント
と接続したホストプロセッサでもよい。マスタ・コンピ
ュータ １４は当該装置の正しい３次元の位置付けやフ
レームの固定を制御するように適切にプログラムされ
る。プログラムはＲＡＭ４２に格納される。またＲＡＭ
４２は、行うべき検査の種類に関する情報、検出器お
よびＸ線源の幾何配置、適切な校正情報をも保持する。
本発明のシステムにより得られたイメージは、当業者に
は周知の技術を使って処理され、解析される。例えば米
国特許４９２６２４５２号はそれらの技術の幾つかにつ
いて説明している。
【図１】実施例のシステムの概略図である。
【図２】多重Ｘ線源および多重検出器配列の概略図であ
る。
る。
【図３】拡大率を変えずに検査角をかえる方法の一例を
示す図である。
示す図である。
【図４】全操作を制御するマスタ・コンピュータの概略
図である。
図である。
１１ テーブルセット １２ Ｘ線源 １３ Ｘ線検出器 １４ マスタ・コンピュータ １５ Ｘ線源のスライド １６ Ｘ線検出器のスライド ２３ Ｘ線源 ２４ スライド ２５ Ｘ線検出器 Ｓ０−７ Ｘ線源 Ｔ０−７ Ｘ線検出器 ４１ プロセッサ ４２ ＲＡＭメモリ ４３ ＲＯＭメモリ ４４ 被検査物体 ４５ Ｘ線源制御 ４６ Ｘ線検出器制御 ４７ イメージ獲得システム
フロントページの続き (72)発明者 アレクサンダー・ステゥアート・マキノン イギリス国スコットランド州レンフレッシ ャー ゴーロック・アシュバン・ゲート１ (72)発明者 クリストファ・デビィッド・スミス イギリス国スコットランド州グラスゴー ロイヤル・テラス６
Claims (9)
- 【請求項１】 異なる角度からの回路要素のＸ線イメー
ジを生成するようにＸ線を照射する手段と、前記イメー
ジを検出する手段とを備える電子回路用のＸ線検査装置
であって、前記検出手段が複数の検出器を有し、前記各
検出器が関連する特定の照射角度から前記回路要素を通
過した後のＸ線を感受するように配置されていることを
特徴とする前記Ｘ線検査装置。 - 【請求項２】 前記Ｘ線検出器が前記回路要素に対する
前記Ｘ線放射の入射角を変化させるように調整可能であ
る請求項１記載のＸ線検査装置。 - 【請求項３】 前記Ｘ線検出器が前記回路要素が存在す
る平面に垂直でかつ前記回路要素を通る軸について対称
に配置された請求項１乃至２記載のＸ線検査装置。 - 【請求項４】 前記Ｘ線検出器が前記軸に対して放射状
に移動可能であり、かつ前記軸に沿って移動可能である
請求項３記載のＸ線検査装置。 - 【請求項５】 前記Ｘ線を照射する手段が複数のＸ線源
から成る請求項３記載のＸ線検査装置。 - 【請求項６】 前記Ｘ線源が前記軸について対称に配置
され、前記軸に関して放射状に移動可能で、かつ前記軸
に沿って移動可能である請求項５のＸ線検査装置。 - 【請求項７】 各前記Ｘ線検出器がシリコン・イメージ
検出器を備える請求項６記載のＸ線検査装置。 - 【請求項８】 １の合成イメージを形成するために前記
検出器からの複数のイメージを結合させるイメージ処理
手段を備える請求項７記載のＸ線検査装置。 - 【請求項９】 前記Ｘ線を照射する手段と前記電子回路
と前記Ｘ線検出器の相対的位置を変化させることによ
り、Ｘ線の入射角度を拡大率を変えることなく変化させ
る制御手段を備える請求項８記載のＸ線検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929214114A GB9214114D0 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | X-ray inspection apparatus for electronic circuits |
| GB9214114.2 | 1992-07-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177600A JPH06177600A (ja) | 1994-06-24 |
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