KR100802443B1

KR100802443B1 - 투과촬영장치

Info

Publication number: KR100802443B1
Application number: KR1020067001133A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 나카이; 시게루 사사쿠라; 마사유키 스즈키
Original assignee: 포니 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2008-02-13
Also published as: KR20060098424A

Abstract

간이한 구성으로 2이상의 다른 시점에서의 투과촬영화상을 얻는 것이 가능한 투과촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

타겟(2a)으로부터 방사선을 조사하는 선원장치(2)와 방사선검출기를 마련하고, 이들 타겟(2) 및 방사선검출기의 사이에 시료를 부착하는 시료테이블을 마련한다. 방사선검출기의 검출면의 중심부(P)가 이 중심부P과 타겟(2a)를 연결하는 기준 축(L1, L2)에 거의 직교하도록 방사선검출기 및 타겟(2a)을 배치한다. 방사선검출기가 한 쌍의 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)로 이루어지고, 제 1 방사선검출기(3)는 타겟(2a)에 대하여 구동기구에 의해 원근이동가능하며 또한 제 2 방사선검출기(4)보다도 타겟(2a)으로부터 이격배치가능하게 한다. 선원장치(2)의 타겟(2a)이 음극(2b)에 경사 모양으로 대향하고, 음극(2b)을 제 2 방사선검출기(4)측에 배향하도록 선원장치(2)와 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)를 배치한다.

투과촬영화상, 투과촬영장치, 방사선검출기, 선원장치

Description

투과촬영장치{Transmission imager}

본 발명은 예를 들어 전자회로기판의 투과촬영검사등에 사용하기 위한 투과촬영장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 타겟으로부터 방사선을 조사하는 선원장치와 방사선검출기를 마련하고, 이들 타겟 및 방사선검출기 사이에 시료를 부착하는 시료테이블을 마련하며, 방사선검출기의 검출면의 중심부가 이 중심부와 타겟을 연결하는 기준축에 거의 직교하도록 상기 방사선검출기 및 상기 타겟을 배치한 투과촬영장치에 관한 것이다.

상기와 같은 종래의 투과촬영장치로서는, 예를 들어 일본특허공개공보 제 2001-153819호에 기재된 바와 같이, Ⅹ선단층상을 얻는 제 1 촬상수단과, 가변각 투과화상을 얻는 제 2 촬상수단을 구비한 것이 알려져 있다. 상기 문헌기재의 발명은, Ⅹ선 단층촬영술이라고 불리는 방법에 의해 단층상을 얻기 위하여, X선원의 비스듬히 아래 쪽으로 단층촬영술용 영상증배관를 검출면이 수평이 되도록 고정하고 있다. 이 방법은, 시료의 회전에 동기시켜서 Ⅹ선화상을 회전시킴으로써 회전면의 단층상을 얻는 것을 목적으로 하고 있으므로, 검출기의 검출면은 그 중심부와 타겟을 잇는 기준선과 교차하고 있다.

또한 단층촬영술의 촬영위치를 확인하기 위해서도, 다른 각도로부터의 투과 화상을 촬영할 필요가 있다. 이러한 경우, 제 2 촬상수단인 하나의 방사선검출기를 적당하게 이동시켜서 각도를 변경하고, 투과화상을 얻는 것이 통상적이었다. 따라서, 다른 각도의 투과화상을 촬영할 때마다, 설정한 각도까지 방사선검출기를 이동시킬 필요가 있어서 촬영효율이 나쁘고, 게다가 복잡한 이동기구에 의해 원가상승을 초래하고 있었다.

더욱이, 이 종류의 장치를 작성하는 데는, 단층촬영술에도 Ⅹ선을 도달시키지 않으면 안되므로, 대단한 광각의 Ⅹ선원을 준비할 필요가 있다. 이러한 경우, Ⅹ선원으로서 투과형Ⅹ선발생기를 이용하지 않을 수 없다. 그리고, 타겟의 투과에 의해 선에너지는 감쇠되고, 결과적으로 중앙위치 및 양단에 있어서의 선명한 화상을 얻는 것이 곤란하게 되어 있었다.

이러한 종래의 실상에 비추어, 본 발명은 간이한 구성으로 2이상의 다른 시점에서의 투과촬영화상을 얻는 것이 가능한 투과촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다

음극으로부터 방출된 음극선이 타겟에 충돌하여 타겟으로부터 방사선을 조사하는 선원장치, 및 방사선검출기를 마련하고, 타겟 및 방사선검출기의 사이에 시료를 부착하는 시료테이블을 마련하고, 방사선검출기의 검출면의 중심부가 이 중심부와 타겟을 잇는 기준축에 직교하도록 상기 방사선검출기 및 상기 타겟을 배치한 구성에 있어서, 상기 방사선검출기가 한 쌍의 제 1, 제 2 방사선검출기로 이루어지고, 제 1 방사선검출기를 제 1 방사선검출기의 검출면의 중심부와 상기 타겟을 잇는 제 1 기준축에 직교하도록 배치함과 동시에, 제 2 방사선검출기를 제 2 방사선검출기의 검출면의 중심부와 상기 타겟을 잇는 제 2 기준축에 직교하도록 배치하고, 제 1 방사선검출기는 상기 타겟에 대하여 구동기구에 의해 원근이동 가능하며 또한 상기 제 1 방사선검출기와 타겟 사이의 배치간격은 상기 제 2 방사선검출기와 타겟 사이의 배치간격보다도 크게 변경할 수 있고, 상기 타겟의 타겟면은 음극에 경사지게 대향되며, 상기 음극은 제 1 방사선검출기 및 제 2 방사선검출기 중 제 2 방사선검출기 측에 배치되도록 상기 선원장치와 상기 제 1, 제 2 방사선검출기를 배치한 것이다.

동일한 특징에 의하면, 제 1 방사선검출기의 검출면의 중심부와 타겟을 잇는 제 1 기준축에 직교하고, 제 2 방사선검출기의 검출면의 중심부와 타겟을 잇는 제 2 기준축에 직교하는, 한 쌍의 제 1, 제 2 방사선검출기를 사용한다. 이에 따라, 다른 2의 각도로부터 왜곡이 적은 투과화상을 방사선검출기를 이동시키지 않고 촬영하는 것이 가능하며, 장치의 구성도 간단하다.

또한 선원장치 타겟의 타겟면을 음극에 경사지게 대향시켜, 일정 범위로 좁힌 방사선의 조사가 가능해진다. 더욱이, 음극을 제 1, 제 2 방사선검출기 중 제 2 방사선검출기 측에 배치되도록 선원장치와 제 1, 제 2 방사선검출기를 배치함으로써, 제 1, 제 2 방사선검출기 쌍방과도 에너지의 감쇠가 적은 방사선을 검출할 수 있다.

상기 선원장치의 최고출력축이, 상기 제 1, 제2 기준축 중 상기 제 1 방사선검출기의 제 1 기준축 위에 또는 한 쌍의 상기 제 1, 제 2 기준축 사이에 위치하도록, 상기 선원장치와 상기 제 1, 제 2 방사선검출기를 배치하는 구성으로 해도 좋다. 같은 구성에 의해, 제 1, 제 2 방사선검출기에 있어서 에너지의 감쇠가 적은 방사선을 검출할 수 있기 때문에, 투과화상 화질의 저하를 막을 수 있다.

추가로, 상기 제 2 방사선검출기가 플랫패널검출기라도 좋다. 같은 구성에 의하면, 플랫패널검출기의 검출면은 평면적이기 때문에, 왜곡이 없는 사시투과화상을 얻을 수 있다.

더욱이, 상기 제 1 방사선검출기를 II(영상증배관, Image Intensifier)로 해도 좋다. 동 구성에 의해, 선원장치의 출력의 영향을 보다 받기 어렵게 되기 때문에, 타겟으로부터 이격하더라도 투과화상의 화질을 유지할 수가 있다.

이렇게, 상기 본 발명에 따른 투과촬영장치는, 제 1 기준축과 제 2 기준축과의 사이에 최고출력 강도축이 위치하도록 선원을 배치한 것으로, 투과화상의 화질의 저하를 막는 것이 가능하게 되었다. 또한 검출기의 각도를 변경하지 않고 사시투과화상을 얻기 때문에, 장치의 구성이 간소화됨과 동시에, 촬영효율이 뛰어난 투과촬영장치를 제공할 수 있기에 이르렀다. 더욱이, 제 1 방사선검출기에 II을, 제 2 방사선검출기에 플랫패널검출기를 사용함으로써, 보다 양질인 투과화상의 촬영이 가능하게 되었다.

본 발명의 또 다른 목적, 구성 및 효과에 대해서는, 이하의 발명의 실시형태에 있어서의 기재에서 명료해질 것이다.

다음으로, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 관하여 설명한다.

도 1~3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관한 투과촬영장치(1)은, 대략 Ⅹ선을 조사하는 타겟(2a)를 갖춘 선원장치(2)와, 투과Ⅹ선을 검출하기 위한 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)와, 시료S를 부착하는 시료테이블(5)과, 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)를 시료테이블(5)에 대하여 상대이동시키는 이동기구군(6)과, 하우징(10)를 갖추고 있다. 또한, 이동기구군(6)은, 시료테이블(5)를 Ⅹ방향으로 전후 수평 이동시키는 테이블이동기구(7)과, 선원장치(2) 및 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)를 Y방향으로 수평 이동시키는 횡이동기구(8)와, 제 1 방사선검출기(3)를 Z방향으로 수직이동시키는 상하이동기구(9)를 갖추고 있다.

제 1 방사선검출기로는, 검출능력이 높은 II(영상증배관)(3)를 사용하고 있다. II(3)의 화상에는 보빈왜곡(bobbin distortion)이 발생하지만, 왜곡보정렌즈를 사용하여 촬영화상의 보빈왜곡을 보정하는 것도 가능하다.

한편, 제 2 방사능검출기로는, 플랫패널검출기(4)를 사용하고 있다. 플랫패널검출기(4)는, 픽셀 매트릭스 구조의 촬상소자상에 Ⅹ선에너지를 빛으로 변환하는 신티레이터를 붙인 것이다. 플랫패널검출기(4)의 신티레이터를 붙인 검출면(4a)은 평면적이기 때문에, 촬영한 화상은 왜곡이 없는 시료(S)의 사시투과화상이 된다.

II(3)은, 이동프레임(21), 모터(22), 나사축(25) 및 볼나사(26)를 포함하는 상하이동기구(9)에 지지되어, 검출면(3a)이 적어도 그 중심부(P)에서 제 1 기준축(L1)과 직교하도록 부착판(20)에 부착되어 있다. 부착판(20)은, 한 쌍의 슬라이더(20a)를 갖추고, 이들 슬라이더(20a)는, 이동프레임(21)에 장치된 슬라이드축(21a)의 양측에 각각 Z방향으로 미끄러지듯 움직이기 위해 마련되어 있다. 이동프레임(21)은, 상부의 상프레임(21b)과, 한 쌍의 슬라이더(21c)와, 한 쌍의 벨트부착부(21d)를 갖추고 있다. 상프레임(21b)은, 양단에 구동풀리(23a)와, 종동풀리(23b)를 갖추고, 벨트(24)가 걸려 있다. 구동풀리(23a)에는 모터(22)가 상프레임(21b)을 개재시켜 부착되고, 종동풀리(23b)에는, 나사축(25)이 부착되어 있다. 모터(22)의 구동은, 구동풀리(23a)에 의해 벨트(24)에 전달되고, 종동풀리(23b)가 나사축(25)을 구동 회전시킨다. 나사축(25)에는, 볼나사(26)가 지지판(27)을 개재시켜 부착판(20) 측면과 연결되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 모터(22)의 구동에 의해, 나사축(25)이 회전하고, II(3)를 Z방향으로 이동시킨다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 플랫패널검출기(4)는, 검출기 부착판(31)에 부착되어, 제 2 기준축(L2)과 검출면(4a)의 중심부가 거의 직교하도록 지지암(30a)을 개재시켜 이동프레임(21)에 고정되어 있다. 지지암(30a)에는, 보강판(30c)에 의해 길이가 상위한 지지암(30b)이 연결되어 있다. 또한, 지지암(30a, 30b)은, II(3)이 Z방향에서 보아 지지암(30a, b)과 보강판(30c)에 둘러싸여진 공간에 수용되도록, 이동프레임(21) 양측면에 고정되어 있다.

도 1, 2에 나타낸 바와 같이, 시료테이블(5)은, 대략 모터(62), 구동풀리(63a), 종동풀리(63b), 벨트(64), 시료테이블(5)을 갖춘 테이블이동기구(7)에 부착되어 있다. 테이블구동기구(7)는, II(3) 및 플랫패널검출기(4)의 촬영시야를 조정한다.

시료테이블(5)은, 양단에 한 쌍의 슬라이더(60a)와, 벨트(64)에 연결하는 한 쌍의 벨트부착부(60b)를 갖추고 있다. 한 쌍의 슬라이더(60a)는, 2개의 슬라이드축(61)에 각각 슬라이드자재로 접동하도록 마련되어 있다. 벨트(64)는, 구동풀리(63a)와 대각으로 위치한 종동풀리(63b)에 주회 가능하게 걸려 있다. 구동풀리(63a)는, 베이스(66)를 개재시켜 장치된 회동가능한 모터(62)에 의해 회동된다. 이것에 의해 시료테이블(5)은 Ⅹ방향으로 수평으로 이동하게 된다.

다음으로 선원장치(2), II(3) 및 플랫패널검출기(4)를 Y방향으로 일체 이동시키는 횡이동기구(8)에 관하여 설명한다. 이 횡이동기구(8)는, 대략 회전가능하게 구동되는 모터(50)와, 2개의 링크축(51a, b)과, 짝을 이루는 3조의 풀리(52a~f)와, 3개의 벨트(53a~c)로 구성되어 있다.

선원장치(2)는, 고정판(41)을 개재시켜 선원프레임(42)에 장치된 설치대(40)에 부착되어 있다. 그 선원프레임(42)에는, 한 쌍의 슬라이더(42a , 42a)와, 벨트(53a)에 연결시키는 한 쌍의 벨트부착부(42b)가 갖추어져 있다. 한 쌍의 슬라이더(42a)는, 2개의 슬라이드축(43a) 각각에 살짝 들어가듯 연결되어 있다. 한 쌍의 벨트부착부(42b)는 한 쌍의 풀리(52a, 52b)에 걸려 있는 벨트(53a)와 연결되어 있다.

모터(50)은 베이스(54a)을 개재시켜 부착되어 있으며, 링크축(51a)과 연결되어 있다. 링크축(51a)은, 모터(50)의 구동에 의해 회동되고, 양단에는 풀리(52a, 52c)가 마련되어 있다. 아래 쪽 단부의 풀리(52a)는, 쌍을 이루는 풀리(52b)와 함께, 선원프레임(42)의 한 쌍의 벨트부착부(42b)와 연결된 벨트(53a)가 걸려 있다. 다른 쪽 상단부의 풀리(52c)는, 대각으로 설치되며 하우징(10)에 고정된 풀리(52d)와 한 쌍을 이루고, 벨트(53b)가 걸려 있다. 하우징(10)에 고정된 풀리(52d)에는, 링크축(51b)이 연직으로 마련되어 있고, 상단부에 추가로 풀리(52e)를 갖추고 있다. 더욱이, 그 풀리(52e)는 쌍이 되는 풀리(52f)와 함께, 이동프레임(21)의 한 쌍의 벨트부착부(21d)와 연결된 벨트(53c)가 걸려 있다.

이와 같은 구성에 의해, 하나의 모터(50)의 구동이, 링크축(51a, 51b), 풀리(a~f)를 개재시켜, 선원장치(2), II(3) 및 플랫패널검출기(4)에 연결되어 있는 벨트(53a, 53c)에 전달됨으로써, 선원장치(2)와 II(3) 및 플랫패널검출기(4)는, 일체가 되어서 Y방향으로 이동하는 것이 가능해 진다. 이에 따라, 촬영시야의 어긋남을 방지할 수 있다. 더욱이, 사시각도를 일정하게 유지한 채 이동하기 때문에, 임의위치에 있어서 사시투과화상의 촬영이 효율적으로 행해질 수 있다.

도 4를 참조하면, 선원장치(2)에는, 유효방사폭 V 보다 넓은 범위의 Ⅹ선을 발생시키는 타겟(2a)이 마련된다. 방사선 발생부(2c)에 있어서, 타겟(2a)에는 음극(2b)으로부터 방출된 음극선이 충돌하여, 타겟(2a)으로부터 Ⅹ선이 방출 된다. 본 발명에서는, 선원장치(2)의 최고출력축 M에 대하여 타겟(2a)이 통상의 타겟면(2a')보다도 개방되게끔 배치된 방사선발생부(2c)를 사용하고 있다. 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, Y방향에서는 최고출력부분을 경계로 신호특성은 좌우 대칭이다. 그 한편, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, Ⅹ방향에서는 플랫패널검출기(4)측에 보다 가까운 앞측쪽이 감쇠가 완만해져 있다.

상술한 구성에 의해, II(3)이 타겟(2a)로부터 더 멀어지더라도 선명하며 더욱이, 보다 가깝게 될 수 있는 플랫패널검출기(4)에 있어서는 선명한 플랫패널화상을 얻을 수 있다. 또한 선원장치(2)의 최고출력축 M이, 제 1 방사선검출기(3) 및 타겟(2a)을 연결하는 제 1 기준축(L1)과 제 2 방사선검출기(4) 및 타겟(2a)을 연결하는 제 2 기준축(L2)와의 사이에 위치하는 동시에, 제 1 기준축(L1)에 대하여 최고출력축(M')이 보다 가까워지도록 배치하는 것이 바람직하다.

이상의 구성에 의해, 시료테이블(5)에 있는 임의위치를 테이블이동기구(7)에 의한 시료테이블(5)의 이동에 의해 결정하고, 선원장치(2)와 II(3) 및 플랫패널검출기(4)를 횡이동기구(8)에 의해 일체 이동시킴으로써, 촬영시야를 맞출 수가 있고, 효율적으로 사시투과화상을 촬영하는 것이 가능하게 되었다. 더욱이, 확대 화상을 취득하고 싶을 경우에는, 상하이동기구(9)에 의해 임의의 확대화상을 II(3)에 의해 촬영하는 것이 가능하게 되었다.

마지막으로, 본 발명의 또 다른 실시형태의 가능성에 관하여 설명할 것이다.

상기 실시형태에 있어서는 선원장치(2)와 제 1 방사선검출기(3) 및 제 2 방사선검출기(4)를 Y방향으로 일체 이동시키고, 시료테이블(5)을 Ⅹ방향으로 이동시키는 구성으로 했다. 그러나, 선원장치(2)와 제 1 방사선검출기(3) 및 제 2 방사선검출기(4)를 고정하고, 시료테이블(5)를 그들에 대하여 ⅩY상대이동시켜도 좋다.

상기 실시형태에서는, 제 2 방사선검출기로 디지털식의 플랫패널검출기(4)를 사용했지만, 검출면이 실질적으로 면모양을 이루고, 다른 렌즈등을 요하지 않는 장치를 사용해도 좋다. 예를 들어, 다른 방식의 플랫패널검출기, 스캔가능한 라인센서등을 사용할 수가 있다.

상기 실시형태에 있어서, 시료테이블(5)은 플랫형상의 것을 사용했지만, 플랫 형상의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시료가 구형모양인 것이라면, 시료에 맞춘 곡면을 가지는 시료테이블이라도 좋다.

또한, 선원장치(2)는 반드시 Ⅹ선의 선원에 한정되지 않는다. 예를 들어 방사선을 발생하는 물질을 타겟으로 사용하더라도 상관없다.

게다가, 청구의 범위의 항에 기입한 부호는, 어디까지나 도면과의 대조를 편리하게 하기 위한 것에 불과하며, 그 기입에 의해 본 발명은 첨부된 도면의 구성에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 투과촬영장치의 일부를 파쇄한 정면도다.

도 2는 투과촬영장치의 일부를 파쇄한 측면도다.

도 3은 투과촬영장치의 평면도다.

도 4는 제 1, 제 2 방사선검출기, 타겟, 음극 및 최고출력축의 위치관계를 나타내는 개략도다.

도 5는 최고출력축으로부터의 위치에 있어서의 상대출력을 나타내는 그래프이고, (a)은 Ⅹ방향에 대한 상대출력을 나타내는 그래프, (b)는 Y방향에 대한 상대출력을 나타내는 그래프이다.

본 발명은, 방사선에 의한 시료의 투과촬영을 행하는 모든 투과촬영장치로서 이용할 수 있다. 예를 들어 전자회로기판에 있어서의 솔더링의 접합 상태나, 반도체, 전자부품의 와이어, 칩의　습윤성, 몰드수지의 평가등을 투과촬영에 의해 행할 수 있다.

Claims

음극으로부터 방출된 음극선이 타겟에 충돌하여 타겟(2a)으로부터 방사선을 조사하는 선원장치(2), 및 방사선검출기를 마련하고, 타겟(2a) 및 방사선검출기의 사이에 시료를 부착하는 시료테이블(5)을 마련하고, 방사선검출기의 검출면의 중심부(P)가 이 중심부(P)와 타겟(2a)을 잇는 기준축에 직교하도록 상기 방사선검출기 및 상기 타겟(2a)을 배치한 투과촬영장치에 있어서,

상기 방사선검출기가 한 쌍의 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)로 이루어지고, 제 1 방사선검출기(3)를 제 1 방사선검출기(3)의 검출면의 중심부(P)와 상기 타겟(2a)을 잇는 제 1 기준축(L1)에 직교하도록 배치함과 동시에, 제 2 방사선검출기(4)를 제 2 방사선검출기(4)의 검출면의 중심부(P)와 상기 타겟(2a)을 잇는 제 2 기준축(L2)에 직교하도록 배치하고, 제 1 방사선검출기(3)는 상기 타겟(2a)에 대하여 구동기구(6)에 의해 원근이동 가능하고 상기 제 1 방사선검출기(3)와 타겟(2a) 사이의 배치간격은 상기 제 2 방사선검출기(4)와 타겟(2a) 사이의 배치간격보다도 크게 변경할 수 있고, 상기 타겟(2a)의 타겟면은 음극(2b)에 경사지게 대향되며, 상기 음극(2b)은 제 1 방사선검출기 및 제 2 방사선검출기(4) 중 제 2 방사선검출기(4) 측에 배치되도록 상기 선원장치(2)와 상기 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)을 배치한 것을 특징으로 하는 투과촬영장치.
제1항에 있어서, 상기 선원장치(2)의 최고출력축(M)이, 상기 제 1, 제 2 기준축(L1, L2) 중 상기 제 1 방사선검출기(3)의 제 1 기준축(L1) 위에 또는 한 쌍의 상기 제 1, 제 2 기준축(L1, L2) 사이에 위치하도록, 상기 선원장치(2)와 상기 제 1, 제 2 방사선검출기(3, 4)를 배치한 것을 특징으로 하는 투과촬영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제 2 방사선검출기가 플랫패널검출기(4) 인 것을 특징으로 하는 투과촬영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제 1 방사선검출기가 II(Image Intesifier, 3)인 것을 특징으로 하는 투과촬영장치.