WO2005008227A1 - 透過撮影装置 - Google Patents

Abstract

　簡易な構成で２以上の異なる視点からの透過撮影画像を得ることの可能な透過撮影装置を提供することを目的とする。　ターゲット２ａから放射線を照射する線源装置２と放射線検出体とを設け、これらターゲット２及び放射線検出体の間に試料を取り付ける試料テーブルを設ける。放射線検出体の検出面の中心部Ｐがこの中心部Ｐとターゲット２ａとを結ぶ基準軸Ｌ１，Ｌ２にほぼ直交するように放射線検出体及びターゲット２ａを配置する。放射線検出体が一対の第一、第二放射線検出体３，４よりなり、第一放射線検出体３はターゲット２ａに対して駆動機構により遠近移動可能で且つ第二放射線検出体４よりもターゲット２ａから離隔配置可能とする。線源装置２のターゲット２ａが陰極２ｂに傾斜状に対向し、陰極２ｂを第二放射線検出体４側に配向するように線源装置２と第一、第二放射線検出体３，４を配置する。

Description

, 明細書

透過撮影装置 技術分野

本発明は、 例えば電子回路基盤の透過撮影検査等に用いることの可能な透過撮 影装置に関するものである。 さらに詳しくは、 ターゲットから放射線を照射する 線源装置と放射線検出体とを設け、 これらターゲット及び放射線検出体の間に試 料を取り付ける試料テーブルを設け、 放射線検出体の検出面の中心部がこの中心 部とターゲットとを結ぶ基準軸にほぼ直交するように前記放射線検出体及び前記 ターゲットを配置した透過撮影装置に関する。 背景技術

上述の如き従来の透過撮影装置としては、 例えば、 特許文献 S本国特開 2 0 0 1 - 1 5 3 8 1 9号公報に記載の如く、 X線断層像を得る第一撮像手段と、 可変 角透過画像を得る第二撮像手段とを有するものが知られている。 同文献記載の発 明は、 X線ラミノグラフと呼ばれる方法により断層像を得るため、 X線源の斜め 下方にラミノグラフ用イメージインテンシファィァを検出面が水平になるよう固 定している。 この方法は、 試料の回転に同期させて X線画像を回転させることに より回転面の断層像を得ることを目的としているので、 検出体の検出面はその中 心部とターゲットとを結ぶ基準線と交差している。

また、 ラミノグラフの撮影位置を確認するためにも、 異なる角度からの透過画 像を撮影する必要がある。 このような場合、 第二撮像手段である一つの放射線検 出体を適宜移動させて角度を変更し、 透過画像を得るのが通常であった。 したが つて、 異なる角度の透過画像を撮影する度に、 設定した角度まで放射線検出体を 移動させる必要があって撮影効率が悪く、 しかも複雑な移動機構によりコスト高 を招いていた。 さらに、 この種の装置を作成するには、 ラミノグラフへも X線を到達させなけ ればならないため、 非常に広角の X線源を準備する必要がある。 このような場合、 X線源として透過型 X線発生器を利用せざるを得ない。 そして、 ターゲットの透 過により線エネルギーは減衰し、 結果として中央位置及び両端における鮮明な画 像を得ることが困難となっていた。

かかる従来の実状に鑑みて、 本発明は、 簡易な構成で 2以上の異なる視点から の透過撮影画像を得ることの可能な透過撮影装置を提供することを目的とする。 発明の開示

ターゲットから放射線を照射する線源装置と放射線検出体とを設け、 これらタ ーゲット及び放射線検出体の間に試料を取り付ける試料テーブルを設け、 放射線 検出体の検出面の中心部がこの中心部とターゲットとを結ぶ基準軸にほぼ直交す るように前記放射線検出体及び前記ターゲットを配置した構成において、 前記放 射線検出体が一対の第一、 第二放射線検出体よりなり、 第一放射線検出体は前記 ターゲットに対して駆動機構により遠近移動可能で且つ前記第二放射線検出体よ りも前記ターゲットから離隔配置可能であり、 前記線源装置の前記ターゲットが 陰極に傾斜状に対向するものであり、 前記陰極を第二放射線検出体側に配向する ように前記線源装置と前記第一、 第二放射線検出体を配置したことにある。

同特徴によれば、 放射線検出体の検出面の中心部が基準軸にほぼ直交する一対 の第一、 第二放射線検出体を用いる。 これにより、 異なる 2の角度から歪みの少 ない透過画像を放射線検出体を移動させることなく撮影することができ、 装置の 構成も簡易である。

また、 線源装置のターゲットを陰極に傾斜状に対向させることで、 一定範囲に 絞った放射線の照射が可能となる。 さらに、 陰極を第二放射線検出体側に配向す るように線源装置と第一、 第二放射線検出体を配置したことにより、 第一、 第二 放射線検出体双方ともエネルギーの減衰の少ない放射線を検出することができる。 前記線源装置の最高出力軸が、 前記基準軸のうち前記第一放射線検出体の第一 基準軸上又は一対の前記基準軸間に位置するように、 前記線源装置と前記第一、 第二放射線検出体を配置する構成としてもよい。 同構成により、 第一、 第二放射 線検出体においてエネルギーの減衰が少ない放射線を検出することができるため、 透過画像の画質の低下を防ぐことができる。

加えて、 前記第二放射線検出体がフラットパネル検出器であってもよい。 同構 成によれば、 フラットパネル検出器の検出面は平面的であるため、 歪みのない斜 視透過画像を得ることができる。

さらに、 前記第一放射線検出体を I Iとしてもよい。 同構成により、 線源装置 の出力の影響をより受けにくくなるため、 ターゲットから離隔しても透過画像の 画質を維持することができる。

このように、 上記本発明に係る透過撮影装置は、 第一基準軸と第二基準軸との 間に最高出力強度軸が位置よう線源を配置したことで、 透過画像の画質の低下を 防ぐことが可能となった。 また、 検出体の角度を変更せずに斜視透過画像を得る ため、 装置の構成が簡素化されると共に、 撮影効率の優れた透過撮影装置を提供 し得るに至った。 さらに、 第一放射線検出体に I Iを、 第二放射線検出体にフラ ットパネル検出器を用いることで、 より良質な透過画像の撮影が可能となった。 本発明の他の目的、 構成及び効果については、 以下の発明の実施の形態におけ る記載で明らかになるであろう。 図面の簡単な説明

図 1は、 透過撮影装置の一部を破砕した正面図である。

図 2は、 透過撮影装置の一部を破碎した側面図である。

図 3は、 透過撮影装置の平面図である。

図 4は、 第一、 第二放射線検出体、 ターゲット、 陰極及び最高出力軸の位置関 係を示す概略図である。 図 5は、 最高出力軸からの位置における相対出力を表すグラフであり、 （a ) は、 X方向に対する相対出力を表すグラフ、 （b ) は Y方向に対する相対出力を 表すグラフである。 発明を実施するための最良の形態

次に、 添付図面を参照しながら、 本発明の実施形態について説明する。

図 1〜3に示すように、 本発明に係る透過撮影装置 1は、 大略、 X線を照射す るターゲット 2 aを備える線源装置 2と、 透過 X線を検出するための第一、 第二 放射線検出体 3， 4と、 試料 Sを取り付ける試料テーブル 5と、 第一、 第二放射 線検出体 3， 4を試料テーブル 5に対し相対移動させる移動機構群 6と、 筐体 1 0とを備えている。 また、 移動機構群 6は、 試料テーブル 5を X方向へ前後水平 移動させるテーブル移動機構 7と、 線源装置 2及び第一、 第二放射線検出体 3， 4を Y方向へ水平移動させる横移動機構 8と、 第一放射線検出体 3を Z方向へ垂 直移動させる上下移動機構 9とを備えている。

第一放射線検出体には、 検出能の高い I I (イメージ インテンシファイア） 3を用いている。 I I 3の画像には糸卷歪みを生じるが、 歪補正レンズを用いて 撮影画像の糸卷歪みを補正することも可能である。

一方、 第二放射線検出体には、 フラットパネル検出器 4を用いている。 フラッ トパネル検出器 4は、 ピクセルマトリックス構造の撮像素子上に X線エネルギー を光に変換するシンチレーターを張り付けたものである。 フラットパネノレ検出器 4のシンチレーターを貼り付けた検出面 4 aは平面的であるため、 撮影した画像 は歪みのな 、試料 Sの斜視透過画像となる。

I I 3は、 移動フレーム 2 1、 モーター 2 2、 ねじ軸 2 5及びボールねじ 2 6 を含む上下移動機構 9に支持され、 検出面 3 aが少なくともその中心部 Pで第一 基準軸 L 1と直交するように取付板 2 0に取り付けられている。 取付板 2 0は、 一対のスライダー 2 0 a , 2 0 aを備え、 それらのスライダー 2 0 a， 2 0 aは. 移動フレーム 2 1に取り付けられたスライド軸 2 1 aの両側にそれぞれ Z方向に スライド自在に設けられている。 移動フレーム 2 1は、 上部の上フレーム 2 l b と、 一対のスライダー 2 1 c , 2 1 cと、 一対のベルト取付部 2 1 d， 2 I dと を備えている。 上フレーム 2 1 bは、 両端に駆動プーリー 2 3 aと、 従動プーリ 一 2 3 bを備え、 ベルト 2 4が掛けられている。 駆動プーリー 2 3 aにはモータ - 2 2が上フレーム 2 1 bを介して取り付けられ、 従動プーリー 2 3 bには、 ね じ軸 2 5が取り付けられている。 モーター 2 2の駆動は、 駆動プーリー 2 3 aに よりベルト 2 4に伝達し、 従動プーリー 2 3 bがねじ軸 2 5を駆動回転させる。 ねじ軸 2 5には、 ボールねじ 2 6が支持板 2 7を介し取付板 2 0側面と連結して いる。 かかる構成より、 モーター 2 2の駆動により、 ねじ軸 2 5が回転し、 I I

3を Z方向に移動させる。

図 3に示すように、 フラットパネル検出器 4は、 検出器取付板 3 1に取り付け られ、 第二基準軸 L 2と検出面 4 aの中心部がほぼ直交するよう支持アーム 3 0 aを介して移動フレーム 2 1に固定されている。 支持アーム 3 0 aには、 捕強板

3 0 cにより長さの相違する支持アーム 3 0 bが連結されている。 また、 支持ァ ーム 3 0 a， 3 O bは、 I I 3が Z方向視で支持アーム 3 0 a , bと補強板 3 0 cに囲まれた空間に収まるよう、 移動フレーム 2 1両側面に固定されている。 図 1， 2に示すように、 試料テーブル 5は、 大略、 モーター 6 2と、 駆動プー リー 6 3 aと、 従動プーリー 6 3 bと、 ベルト 6 4と、 試料テーブル 5とを備え たテーブル移動機構 7に取り付けられている。 テーブル駆動機構 7は、 I I 3及 びフラットパネル検出器 4の撮影視野を調整する。

試料テーブル 5は、 両端に一対のスラィダー 6 0 a , 6 0 aと、 ベルト 6 4に 連結する一対のベルト取付部 6 0 b， 6 O bとを備えている。 一対のスライダー

6 0 a , 6 0 aは、 2本のスライド軸 6 1， 6 1にそれぞれスライド自在に摺動 するように設けられている。 ベルト 6 4は、 駆動プーリー 6 3 aと対角に位置し た従動プーリー 6 3 bに周回可能に掛けられている。 駆動プーリー 6 3 aは、 台 座 6 6を介して取り付けられた回動可能なモーター 6 2により回転する。 これに より試料テーブル 5は X方向に水平移動自在となる。

次に線源装置 2、 I I 3及びフラットパネル検出器 4を Y方向へ一体移動させ る横移動機構 8について説明する。 この横移動機構 8は、 大略、 回動可能に駆動 するモーター 5 0と、 2本のリンク軸 5 l a , bと、 対をなす 3組のプーリー 5

2 a〜 f と、 3本のベルト 5 3 a〜cとにより構成されている。

線源装置 2は、 固定板 4 1を介し線源フレーム 4 2に取り付けられた設置台 4 0に取り付けられている。 その線源フレーム 4 2には、 一対のスライダー 4 2 a 4 2 aと、 ベルト 5 3 aに連結させる一対のベルト取付部 4 2 b , 4 2 bが備え られている。 一対のスライダー 4 2 a， 4 2 aは、 二本のスライド軸 4 3 a， 4

3 aそれぞれにスライド自在に摺動するように設けられている。 一対のベルト取 付部 4 2 bは一対のプーリー 5 2 a , 5 2 bに掛けられているベルト 5 3 aと連 結している。

モーター 5 0は台座 5 4 aを介して取り付けられており、 リンク軸 5 1 aと連 結している。 リンク軸 5 l aは、 モーター 5 0の駆動により回転し、 両端にはプ 一リー 5 2 a， 5 2 cが設けられている。 下方端部のプーリー 5 2 aは、 対とな るプーリー 5 2 bとともに、 線源フレーム 4 2の一対のベルト取付部 4 2 b、 4 2 bと連結したベルト 5 3 aが掛けられている。 他方上端部のプーリー 5 2 cは 対角に設置され筐体 1 0に固定されたプーリー 5 2 dと一対をなし、 ベノレト 5 3 bが掛けられている。 筐体 1 0に固定されたプーリー 5 2 dには、 リンク軸 5 1 bが鉛直に設けられており、 上端部にさらにプーリー 5 2 eを備えている。 さら に、 そのプーリー 5 2 eは対となるプーリー 5 2 f とともに、 移動フレーム 2 1 の一対のベルト取付部 2 1 d , 2 1 dと連結したベルト 5 3 cが掛けられている, かかる構成により、 1つのモーター 5 0の駆動が、 リンク軸 5 1 a， 5 1 b、 プーリー a〜 f を介して、 線源装置 2、 I I 3及びフラットパネル検出器 4に連 結しているべノレト 5 3 a， 5 3 cに伝わることで、 線源装置 2と I I 3及ぴフラ ットパネル検出器 4は、 一体となって Y方向に移動することが可能となる。 これ により、 撮影視野のずれを防止することができる。 さらに、 斜視角度を一定に保 つたまま移動するため、 任意位置において斜視透過画像の撮影が効率よく行うこ とができる。

図 4に示すように、 線源装置 2は、 ターゲット 2 aから有効放射幅 V以上の広 がりを有する X線を発生させる。 放射線発生部 2 cにおいて、 ターゲット 2 aに は陰極 2 bから放出された陰極線が衝突し、 ターゲット 2 aから X線が放出され る。 本発明では、 線源装置 2の最高出力軸 Mに対してターゲット 2 aが通常のタ 一ゲット面 2 a ' よりも開放気味に配置された放射線発生部 2 cを用いている。 図 5 ( b ) に示すように、 Y方向では最高出力部分を境に信号特性は左右対称で ある。 その一方、 図 5 ( a ) に示すように、 X方向では、 フラットパネル検出器 4側により近い前側の方が減衰が緩やかとなっている。

上述の構成により、 I I 3がターゲット 2 aからより遠ざかっても鮮明でなお かつ、 より近くなる得るフラットパネル検出器 4においては鮮明なフラットパネ ル画像を得ることができる。 また、 線源装置 2の最高出力軸 Mが、 第一放射線検 出体 3及びターゲット 2 aを結ぶ第一基準軸 L 1と第二放射線検出体 4及びター ゲット 2 aを結ぶ第二基準軸 L 2との間に位置すると共に、 第一基準軸 L 1に対 し最高出力軸 M' がより近くなるよう配置することが望ましい。

以上の構成により、 試料テーブル 5にある任意位置を、 テーブル移動機構 7に よる試料テーブル 5の移動により決定し、 線源装置 2と I I 3及びフラットパネ ル検出器 4を横移動機構 8により一体移動させることで、 撮影視野を合わせるこ とができ、 効率よく斜視透過画像を撮影することが可能となった。 さらに、 拡大 画像を取得したい場合には、 上下移動機構 9により任意の拡大画像を I I 3によ り撮影することが可能となった。

最後に、 本発明のさらに他の実施形態の可能性について説明する。

上記実施形態においては線源装置 2と第一放射線検出体 3及びと第二放射線検 出体 4を Y方向へ一体移動させ、 試料テーブル 5を X方向へ移動させる構成とし た。 し力 し、 線源装置 2と第一放射線検出体 3及びと第二放射線検出体 4を固定 し、 試料テーブル 5をそれらに対し Χ Υ相対移動させてもよい。

上記実施形態では、 第二放射線検出体にデジタル式のフラットパネル検出器 4 を用いたが、 検出面が実質的に面状をなし、 他のレンズ等を要しない装置を用い てもよい。 例えば、 他の方式のフラットパネル検出器、 スキャン可能なラインセ ンサ等を用いることができる。

上記実施形態において、 試料テーブル 5はフラット形状のものを使用したが、 フラット形状のものに限られない。 例えば、 試料が球形状のものであれば、 試料 に合わせた曲面を有する試料テーブルであってもよい。

また、 線源装置 2は必ずしも X線の線源に限られない。 例えば放射線を発生す る物質をターゲットに用いても構わない。

なお、 請求の範囲の項に記入した符号は、 あくまでも図面との対照を便利にす るためのものにすぎず、 該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるもの ではない。 産業上の利用可能性

本発明は、 放射線による試料の透過撮影を行うあらゆる透過撮影装置として利 用することができる。 例えば、 電子回路基板における半田付の接合状態や、 半導 体、 電子部品のワイヤー、 チップの塗れ性、 モールド樹脂の評価等を透過撮影に より行うことができる。

Claims

請求の範囲

1. ターゲット （2 a) 力 ら放射線を照射する線源装置 （2) と放射線検出体と を設け、 これらターゲット （2) 及び放射線検出体の間に試料を取り付ける試料 テーブル （5) を設け、 放射線検出体の検出面の中心部 （P) がこの中心部

(P) とターゲット （2 a) とを結ぶ基準軸 （L I, L 2) にほぼ直交するよう に前記放射線検出体及び前記ターゲット （2 a) を配置した透過撮影装置であつ て、 前記放射線検出体が一対の第一、 第二放射線検出体 （3， 4) よりなり、 第 一放射線検出体 （3) は前記ターゲット （2 a) に対して駆動機構 （6) により 遠近移動可能で且つ前記第二放射線検出体 （4) よりも前記ターゲット （2 a) から離隔配置可能であり、 前記線源装置 （2) の前記ターゲット （2 a) が陰極

(2 b) に傾斜状に対向するものであり、 前記陰極 （2 b) を第二放射線検出体

(4) 側に配向するように前記線源装置 （2) と前記第一、 第二放射線検出体

(3, 4) を配置したことを特徴とする透過撮影装置。

2. 前記線源装置 （2) の最高出力軸 （M) 力 S、 前記基準軸 （L l， L 2) のう ち前記第一放射線検出体 （3) の第一基準軸 （L 1) 上又は一対の前記基準軸

(L 1, L2) 間に位置するように、 前記線源装置 （2) と前記第一、 第二放射 線検出体 （3， 4) を配置したことを特徴とする請求の範囲 1に記載の透過撮影 装置。

3. 前記第二放射線検出体がフラットパネル検出器 （4) であることを特徴とす る請求の範囲 1又は 2に記載の透過撮影装置。

4. 前記第一放射線検出体が I I (3) であることを特徴とする請求の範囲 1〜

3のいずれかに記載の透過撮影装置。