JP7303069B2 - inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、検査要部及びその周辺の周辺部を有する検査対象物を検査する検査装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting an inspection object having an inspection main part and its surrounding peripheral part.
従来、リフロー処理後の部品とプリント基板との半田部を介した接合を検査するＸ線検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an X-ray inspection apparatus for inspecting bonding between a component and a printed circuit board after reflow processing through a solder portion (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１に開示されたＸ線検査装置は、検査対象物に対するＸ線の透過方向を複数設定し、その透過方向毎の投影データに基づいて、検査対象物における検査要部の検査に用いられる検査画像を生成するように構成されている。
The X-ray inspection apparatus disclosed in
Ｘ線検査装置においては、検査対象物に対するＸ線の透過方向の設定範囲に制限がある等の理由から、検査画像を生成する際に用いられる投影データが不足する場合がある。投影データに不足が生じると、検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を得ることが困難となる場合がある。 2. Description of the Related Art In an X-ray inspection apparatus, projection data used to generate an inspection image may be insufficient due to a limited range of X-ray transmission directions for an inspection object. When the projection data is insufficient, it may be difficult to obtain an inspection image of sufficient image quality for the inspection main part of the inspection object.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能な検査装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of generating an inspection image of sufficient image quality with respect to an inspection essential portion of an inspection object. That's what it is.
本発明の一の局面に係る検査装置は、検査要部及びその周辺の周辺部を有する検査対象物を検査する装置である。この検査装置は、前記周辺部の三次元の形状に関する周辺形状データを取得する周辺検査部と、前記周辺形状データを参照しつつ、前記検査要部を含む前記検査対象物全体のＸ線画像からなる検査画像を生成するＸ線検査部と、を備える。前記Ｘ線検査部は、前記検査対象物にＸ線を照射するＸ線源と、前記検査対象物を透過したＸ線を検出し、当該Ｘ線の強度に基づく投影データを出力するＸ線検出器と、前記検査対象物に対するＸ線の透過方向を複数設定する透過方向設定部と、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を制御し、前記Ｘ線検出器によって前記透過方向毎の前記投影データを出力させる撮像制御部と、前記検査対象物の全体が収まる範囲を再構成対象領域として設定して当該再構成対象領域を複数のセルに分割し、前記透過方向毎の前記投影データと、各前記セル内をＸ線が透過する距離を示す透過距離とに基づいて、前記セル毎のＸ線の減衰率を逐次近似アルゴリズムに従い演算することにより、画像の再構成を行って前記検査画像を生成する再構成部と、を含む。前記再構成部は、前記周辺形状データに基づいて、前記再構成対象領域を構成する前記複数のセルのうち、前記周辺部に属する周辺セルを認識し、前記セル毎のＸ線の減衰率を演算する場合に、少なくとも一部の前記周辺セルのＸ線の減衰率については、事前情報として所定の固定値に設定する。 An inspection apparatus according to one aspect of the present invention is an apparatus for inspecting an inspection object having an inspection main part and a peripheral part therearound. This inspection apparatus includes a peripheral inspection unit that acquires peripheral shape data relating to the three-dimensional shape of the peripheral portion, and an X-ray image of the entire inspection object including the inspection main portion while referring to the peripheral shape data. and an X-ray inspection unit that generates an inspection image. The X-ray inspection unit includes an X-ray source that irradiates the object to be inspected with X-rays, and an X-ray detector that detects the X-rays that have passed through the object to be inspected and outputs projection data based on the intensity of the X-rays. a transmission direction setting unit for setting a plurality of X-ray transmission directions with respect to the inspection object; and the X-ray source and the X-ray detector, and the X-ray detector controls the projection for each of the transmission directions. an imaging control unit for outputting data; setting a range in which the entire inspection object is accommodated as a reconstruction target area, dividing the reconstruction target area into a plurality of cells, and dividing the reconstruction target area into a plurality of cells ; The X-ray attenuation rate for each cell is calculated according to a successive approximation algorithm based on the transmission distance indicating the distance that the X-ray passes through each cell, thereby reconstructing the image and performing the inspection. a reconstructor that generates an image. The reconstruction unit recognizes peripheral cells belonging to the peripheral portion among the plurality of cells forming the reconstruction target area based on the peripheral shape data, and calculates an X-ray attenuation rate for each cell. When calculating, the X-ray attenuation rate of at least some of the peripheral cells is set to a predetermined fixed value as prior information.
この検査装置によれば、Ｘ線検査部の再構成部は、検査対象物に対するＸ線の透過方向毎の投影データ及び透過距離に基づいて画像の再構成を行って検査画像を生成する際に、周辺形状データを参照する。この周辺形状データは、検査対象物の周辺部の三次元形状に関するデータであって、周辺検査部によって取得される。具体的に、再構成部は、検査対象物の全体が収まる範囲を示す再構成対象領域を構成するセル毎のＸ線の減衰率を、逐次近似アルゴリズムに従い演算することにより、画像の再構成を行って検査画像を生成する。この画像の再構成を行う際に、再構成部は、再構成対象領域を構成する複数のセルのうち、周辺形状データで示される周辺部に属する周辺セルのＸ線の減衰率については、事前情報として固定値に設定する。これにより、検査対象物に対するＸ線の透過方向の設定範囲に制限がある等の理由で投影データが不足している状況下においても、再構成対象領域を構成するセルのうち、周辺セル以外の検査要部に対応したセルにおけるＸ線の減衰率として、より適切な減衰率を導出することができる。このため、再構成部は、検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。 According to this inspection apparatus, the reconstruction unit of the X-ray inspection unit reconstructs an image based on the projection data for each X-ray transmission direction and the transmission distance of the inspection object to generate an inspection image. , refer to the peripheral shape data. This peripheral shape data is data relating to the three-dimensional shape of the peripheral portion of the inspection object, and is acquired by the peripheral inspection section. Specifically, the reconstruction unit reconstructs the image by calculating the X-ray attenuation rate for each cell that constitutes the reconstruction target area indicating the range in which the entire inspection object is accommodated, according to the iterative approximation algorithm. to generate an inspection image. When reconstructing this image, the reconstruction unit obtains in advance the X-ray attenuation rate of peripheral cells belonging to the periphery indicated by the peripheral shape data, among the plurality of cells forming the reconstruction target region. Set to a fixed value as information. As a result, even in a situation where projection data is insufficient due to, for example, a limited setting range of the X-ray transmission direction with respect to the object to be inspected, it is possible to A more appropriate attenuation rate can be derived as the attenuation rate of the X-rays in the cell corresponding to the inspection essential part. Therefore, the reconstructing unit can generate an inspection image with sufficient image quality for the inspection main part of the inspection object.
また、再構成部が画像の再構成を行う際に周辺形状データを参照することによって、周辺形状データを参照しない場合と比較して、少ない投影データで検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を生成することができる。これにより、検査対象物に対するＸ線の透過方向毎の投影データの取得に要するトータル時間、並びに画像の再構成に要する時間を短縮することが可能であると共に、検査対象物のＸ線の被曝量を低減することができる。 In addition, by referring to the peripheral shape data when the reconstructing unit reconstructs the image, compared with the case where the peripheral shape data is not referred to, sufficient image quality for the inspection main part of the inspection object can be obtained with less projection data. of inspection images can be generated. As a result, it is possible to shorten the total time required to acquire projection data for each direction of transmission of X-rays to the inspection object and the time required to reconstruct an image, and at the same time reduce the X-ray exposure dose of the inspection object. can be reduced.
上記の検査装置において、前記周辺検査部は、前記検査対象物を複数の異なる方向から撮像することでステレオ画像を取得するステレオカメラと、前記ステレオ画像に基づいて、前記周辺部の前記周辺形状データを生成するデータ生成部と、を含む構成であってもよい。 In the inspection apparatus described above, the peripheral inspection unit includes a stereo camera that acquires stereo images by imaging the inspection object from a plurality of different directions, and the peripheral shape data of the peripheral portion based on the stereo images. and a data generation unit that generates
この態様では、再構成部による画像の再構成の際に参照される周辺形状データを取得する周辺検査部を、ステレオカメラを含む構成によって実現することができる。ステレオカメラは、検査対象物を複数の異なる方向から撮像することでステレオ画像を取得する。そして、データ生成部は、このステレオ画像に基づくことによって、周辺部の三次元形状に関する正確な周辺形状データを生成することができる。このため、周辺形状データを参照して再構成部は、検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。 In this aspect, the peripheral inspection section that acquires the peripheral shape data referred to when reconstructing the image by the reconstruction section can be realized by a configuration including a stereo camera. A stereo camera acquires a stereo image by imaging an inspection object from a plurality of different directions. Based on the stereo images, the data generator can generate accurate peripheral shape data on the three-dimensional shape of the peripheral portion. Therefore, referring to the peripheral shape data, the reconstruction unit can generate an inspection image of sufficient image quality for the inspection main part of the inspection object.
上記の検査装置において、前記周辺検査部は、前記検査対象物に周期的な明暗パターンを持つ照明光を照射する照明部と、前記検査対象物に対する前記照明光の明暗パターンの位置を、明暗パターンの繰り返し方向に相対的に移動させる位相シフト動作を行う位相シフト部と、前記位相シフト部の前記位相シフト動作毎に、前記照明光が照射された前記検査対象物を撮像し、前記照明光の明暗パターンの位置が互いに異なる複数の画像を取得する撮像部と、前記複数の画像に基づいて、前記周辺部の前記周辺形状データを生成するデータ生成部と、を含む構成であってもよい。 In the inspection apparatus described above, the peripheral inspection unit includes an illumination unit that irradiates the object to be inspected with illumination light having a periodic light-dark pattern, and a position of the light-dark pattern of the illumination light with respect to the object to be inspected. and a phase shift section that performs a phase shift operation to relatively move in a repeating direction of the illumination light, and an image of the inspection object irradiated with the illumination light for each phase shift operation of the phase shift section. The configuration may include an imaging unit that acquires a plurality of images in which positions of light and dark patterns are different from each other, and a data generation unit that generates the peripheral shape data of the peripheral portion based on the plurality of images.
この態様では、再構成部による画像の再構成の際に参照される周辺形状データを取得する周辺検査部を、照明部、位相シフト部及び撮像部を含む構成によって実現することができる。この構成では、照明光の明暗パターンの位置が互いに異なる複数の画像が撮像部によって取得される。そして、データ生成部は、明暗パターンの位置が異なる複数の画像に基づくことによって、周辺部の三次元形状に関する正確な周辺形状データを生成することができる。このため、周辺形状データを参照して再構成部は、検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。 In this aspect, the periphery inspection section that acquires the periphery shape data referred to when reconstructing the image by the reconstruction section can be realized by a configuration including the illumination section, the phase shift section, and the imaging section. In this configuration, the imaging unit acquires a plurality of images in which the positions of the bright and dark patterns of the illumination light are different from each other. Then, the data generator can generate accurate peripheral shape data regarding the three-dimensional shape of the peripheral portion based on a plurality of images in which the positions of the light and dark patterns are different. Therefore, referring to the peripheral shape data, the reconstruction unit can generate an inspection image of sufficient image quality for the inspection main part of the inspection object.
上記の検査装置において、前記検査対象物は、基板上において半田部によって接合されたリードを有したリード部品が存在する領域部分であって、前記検査要部が前記半田部によって構成され、前記周辺部が前記リード部品と前記基板とによって構成されたものである。そして、前記周辺検査部は、前記基板の上面の高さ位置に関する基板上面高さ位置データと、前記リードの前記半田部との接合部分の上面の高さ位置に関するリード上面高さ位置データと、前記リードの外方側の側面の位置に関するリード外側面位置データとを少なくとも含む位置データを、前記周辺形状データとして取得する。また、前記再構成部は、前記再構成対象領域を構成する前記複数のセルのうち、前記基板上面高さ位置データで示される位置よりも下側のセルと、前記リード上面高さ位置データで示される位置よりも上側で且つ前記リード外側面位置データで示される位置よりも外側のセルとを前記周辺セルとして認識し、当該周辺セルのＸ線の減衰率を前記固定値に設定する。 In the above-described inspection apparatus, the inspection object is a region portion on the substrate where there is a lead component having leads joined by a solder portion, the inspection main portion is constituted by the solder portion, and the peripheral portion A part is composed of the lead component and the substrate. The peripheral inspection unit provides substrate top surface height position data regarding the height position of the top surface of the substrate, lead top surface height position data regarding the height position of the top surface of the joint portion of the lead with the solder portion, Position data including at least lead outer side surface position data relating to the position of the outer side surface of the lead is acquired as the peripheral shape data. In addition, the reconstruction unit selects a cell located below a position indicated by the substrate top surface height position data, among the plurality of cells constituting the reconstruction target area, and the lead top surface height position data. Cells above the indicated position and outside the position indicated by the lead outer surface position data are recognized as the peripheral cells, and the X-ray attenuation factor of the peripheral cells is set to the fixed value.
基板上において半田部によって接合されたリードを有したリード部品が存在する領域部分では、半田部の少なくとも一部は、リードに隠れている。リードに隠れた部分となる検査要部としての半田部は、Ｘ線検査部によって適切に検査することができる。Ｘ線検査部の再構成部による画像の再構成に際しては、事前情報としての周辺形状データが周辺検査部によって取得される。周辺検査部は、基板の上面の高さ位置に関する基板上面高さ位置データと、リードの半田部との接合部分の上面の高さ位置に関するリード上面高さ位置データと、リードの外方側の側面の位置に関するリード外側面位置データとを少なくとも含む位置データを、周辺形状データとして取得する。そして、画像の再構成を行う際に、再構成部は、再構成対象領域を構成する複数のセルのうち、基板上面高さ位置データで示される位置よりも下側のセルと、リード上面高さ位置データで示される位置よりも上側で且つリード外側面位置データで示される位置よりも外側のセルとを周辺セルとして認識し、当該周辺セルのＸ線の減衰率を事前情報として固定値に設定する。これにより、検査対象物に対するＸ線の透過方向の設定範囲に制限がある等の理由で投影データが不足している状況下においても、再構成対象領域を構成するセルのうち、周辺セル以外の検査要部としての半田部に対応したセルにおけるＸ線の減衰率として、より適切な減衰率を導出することができる。このため、再構成部は、検査要部としての半田部に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。 At least a part of the solder portion is hidden by the lead in the area portion where the lead component having the lead joined by the solder portion exists on the substrate. The solder portion, which is a portion hidden behind the lead, can be properly inspected by the X-ray inspection unit. When reconstructing an image by the reconstruction unit of the X-ray inspection unit, peripheral shape data as prior information is acquired by the peripheral inspection unit. The peripheral inspection section provides board top surface height position data regarding the height position of the top surface of the board, lead top surface height position data regarding the height position of the top surface of the joint portion of the lead with the solder portion, and the outer side of the lead. Position data including at least lead outer surface position data regarding the position of the side surface is obtained as peripheral shape data. Then, when reconstructing an image, the reconstructing unit selects cells below the position indicated by the substrate top surface height position data, among the plurality of cells configuring the reconstruction target area, and the lead top surface height position data. Cells above the position indicated by the position data and outside the position indicated by the lead outer surface position data are recognized as peripheral cells, and the X-ray attenuation rate of the peripheral cells is set to a fixed value as prior information. set. As a result, even in a situation where projection data is insufficient due to, for example, a limited setting range of the X-ray transmission direction with respect to the object to be inspected, it is possible to A more appropriate attenuation factor can be derived as the attenuation factor of the X-rays in the cell corresponding to the solder portion as the inspection main part. Therefore, the reconstructing unit can generate an inspection image of sufficient image quality for the solder portion as the inspection essential portion.
以上説明したように、本発明によれば、検査対象物の検査要部に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能な検査装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inspection apparatus capable of generating an inspection image of sufficient image quality with respect to an inspection essential portion of an inspection object.
以下、本発明の実施形態に係る検査装置について、図面に基づいて説明する。 An inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
［第１実施形態］
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る検査装置１を示す図であって、図１が検査装置１の構成を概略的に示し、図２が検査装置１のブロック図を示す。検査装置１は、検査要部及びその周辺の周辺部を有する検査対象物１０Ａを検査する装置である。
[First embodiment]
1 and 2 are diagrams showing an
検査装置１の構成の説明に先立って、図３及び図４を参照して、検査装置１の検査対象となる検査対象物１０Ａの一例について説明する。図３及び図４に示す検査対象物１０Ａの一例は、基板１２０上において半田部１０１によって接合された下面電極部品１００が存在する領域部分である。この場合、検査要部が下面電極部品１００に隠れた部分となる半田部１０１によって構成され、周辺部が下面電極部品１００と基板１２０とによって構成される。
Before describing the configuration of the
下面電極部品１００は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などの下面に電極を有する表面実装型の、電子部品がパッケージに収納された部品である。下面電極部品１００は、多数の半田ボール１０３を下面に備えている。各半田ボール１０３は、下面電極部品１００の周囲に所定の配列で設けられ、いわゆるリフロー処理で溶融されて硬化した後、半田部１０１として、下面電極部品１００とプリント基板１２０とを物理的並びに電気的に接続する。
The bottom
半田部１０１は、プリント処理と実装処理とリフロー処理とを経て基板１２０に形成される。プリント処理では、基板１２０に設けられたランドＷ１上に半田１０２（クリーム半田）を印刷する工程が含まれる。また、実装処理では、プリントされた半田１０２の上に下面電極部品１００を実装する工程が含まれる。また、リフロー処理では、下面電極部品１００が実装されたプリント基板１２０を溶融炉内で加熱する工程が含まれる。図４（Ｂ）に示すように、印刷された半田１０２と半田ボール１０３とが加熱されて融合し、一体的に硬化する。この硬化した半田が半田部１０１となる。半田部１０１は、基板１２０のランドＷ１と下面電極部品１００の電極Ｗ２とを電気的並びに物理的に接続する。
The
ここで、図４（Ｂ）に示すように、半田部１０１とランドＷ１との接合面１０４は、良品であれば、ランド幅Ｄと同じ接合幅ｄで仕上がっている。しかしながら、中には、接合幅ｄがランド幅Ｄよりも短くなっている不良品も少なくない。例えば図４（Ｃ）に示すように、接合幅ｄが狭くなっている場合や、全く接合していない場合等も存在し得る。いうまでもなく、それらの場合には、強度不足や接続不良が生じ得ることになる。そこで、個々の半田部１０１の良否、特に、接合面１０４の接合幅ｄを検査要部として精緻に判定するため、本実施形態の検査装置１が使用される。
Here, as shown in FIG. 4B, the
図１及び図２に示すように、検査装置１は、周辺検査部２とＸ線検査部３とを備える。なお、検査装置１において、周辺検査部２とＸ線検査部３とは、それぞれが独立した装置であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
図５は、検査装置１に備えられる周辺検査部２の動作を説明する図である。周辺検査部２は、検査対象物１０Ａの周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）の、三次元の形状に関する周辺形状データＤＡを取得するユニットである。本実施形態の周辺検査部２は、ステレオカメラ２１と、第１ステージ２２と、第１データ通信部２３と、カメラ駆動部２４と、第１ステージ駆動部２５と、周辺検査制御部２６とを含む。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the
第１ステージ２２は、検査対象物１０Ａを載置するステージである。第１ステージ２２は、コンベア機構で具体化されており、第１ステージ駆動部２５によって、所定の水平方向に沿う搬送方向に移動可能になっている。以下の説明では、第１ステージ２２の搬送方向に沿う方向をＸ方向、これと直交する水平方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向と直交する鉛直方向をＺ方向と称する。第１ステージ２２は、所定の検査位置で検査対象物１０Ａを停止させて保持することが可能なように構成されている。また、第１ステージ２２は、検査が終了した検査対象物１０Ａを前記検査位置からＸ方向に搬送して、Ｘ線検査部３に向かって検査対象物１０Ａを搬出することが可能なように構成されている。
The
図１に示すように、第１ステージ２２のＸ方向上流側には、検査対象物１０Ａを周辺検査部２の第１ステージ２２に搬入する搬入コンベア４が設置されている。搬入コンベア４は、所定の工程を終了した後、検査対象物１０Ａを第１ステージ２２上に搬入する。
As shown in FIG. 1, on the X-direction upstream side of the
ステレオカメラ２１は、第１ステージ２２上において前記検査位置に停止された検査対象物１０Ａの上方に位置するように配置され、カメラ駆動部２４によって駆動される。ステレオカメラ２１は、一定の間隔に並ぶ複数（例えば２つ）のレンズを構成する第１レンズ２１１及び第２レンズ２１２を有し、カメラ駆動部２４の駆動によって検査対象物１０Ａを複数の異なる方向から撮像することで、ステレオ画像ＧＳを取得する。ステレオ画像ＧＳは、いわゆる両眼視差を再現した立体的な空間把握のできる画像であり、第１レンズ２１１を介した撮像によって取得された第１ステレオ画像ＧＳ１と、第２レンズ２１２を介した撮像によって取得された第２ステレオ画像ＧＳ２とを含む。
The stereo camera 21 is arranged on the
第１データ通信部２３は、後述のＸ線検査部３の第２データ通信部３４とデータ通信可能に接続されたインターフェイスである。第１データ通信部２３は、周辺検査制御部２６のデータ生成部２６４によって生成された周辺形状データＤＡを第２データ通信部３４へ送信する。なお、図２に示すように、周辺検査部２とＸ線検査部３との間のデータ通信は、サーバーＳＶを介して行われるように構成してもよい。サーバーＳＶは、通信部ＳＶ１と長期記憶部ＳＶ２とを備える。サーバーＳＶの通信部ＳＶ１が、周辺検査部２の第１データ通信部２３と、Ｘ線検査部３の第２データ通信部３４との間の通信経路を構築する。サーバーＳＶの長期記憶部ＳＶ２は、周辺検査制御部２６のデータ生成部２６４によって生成された周辺形状データＤＡを、長期間にわたって記憶することが可能な記憶部である。長期記憶部ＳＶ２に記憶された周辺形状データＤＡは、周辺検査部２の検査履歴として扱うことができる。また、周辺形状データＤＡは、詳細については後述するが、Ｘ線検査部３によるＸ線検査時の再構成処理の事前情報として扱われる。Ｘ線検査部３によるＸ線検査は、周辺検査部２の検査に対して連続的に行われてもよいし、所定期間後に行われてもよい。周辺検査部２の検査に対して所定期間後にＸ線検査部３によるＸ線検査が行われる場合には、サーバーＳＶの長期記憶部ＳＶ２から周辺形状データＤＡが取り出される。
The first
周辺検査制御部２６は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶装置が内蔵されたマイクロコンピュータからなる。周辺検査制御部２６は、前記制御プログラムが読み出されることにより、各種の演算やデータの生成及び記憶を実行すると共に、第１データ通信部２３、カメラ駆動部２４及び第１ステージ駆動部２５を制御する。周辺検査制御部２６は、第１通信制御部２６１と、第１搬送制御部２６２と、カメラ制御部２６３と、データ生成部２６４と、第１記憶部２６５とを含む。
The peripheral
第１通信制御部２６１は、第１データ通信部２３を制御することにより、当該第１データ通信部２３とＸ線検査部３の第２データ通信部３４との間のデータ通信、又はサーバーＳＶの通信部ＳＶ１を介したデータ通信を制御する。第１搬送制御部２６２は、第１ステージ駆動部２５を制御することにより、第１ステージ２２をＸ方向に移動させる。カメラ制御部２６３は、カメラ駆動部２４を制御することにより、ステレオカメラ２１に検査対象物１０Ａのステレオ画像ＧＳを取得させる。
The first
データ生成部２６４は、ステレオカメラ２１により取得されたステレオ画像ＧＳに基づいて、検査対象物１０Ａの周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）の三次元形状に関する周辺形状データＤＡを生成する。データ生成部２６４は、ステレオ画像ＧＳを構成する第１ステレオ画像ＧＳ１と第２ステレオ画像ＧＳ２との２枚の画像の各部についてマッチング（ステレオマッチング）を行うことで、２枚の画像間で対応する部位の位置の差を表す視差を推定する。ステレオマッチングによって２枚の画像ＧＳ１，ＧＳ２上の各部位の視差を推定した後、データ生成部２６４は、三角測距の原理に基づいて周辺形状データＤＡを生成する。
Based on the stereo image GS acquired by the stereo camera 21, the
具体的に、データ生成部２６４は、図５に示すように、ステレオ画像ＧＳに基づいて、基板上面高さ位置データＤＡ１と、部品上面高さ位置データＤＡ２と、部品下面高さ位置データＤＡ３と、部品下面端部位置データＤＡ４とを含む高さ位置データを、周辺形状データＤＡとして生成する。基板上面高さ位置データＤＡ１は、検査対象物１０Ａの周辺部を構成する基板１２０の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品上面高さ位置データＤＡ２は、検査対象物１０Ａの周辺部を構成する下面電極部品１００の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品下面高さ位置データＤＡ３は、下面電極部品１００の下面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品下面端部位置データＤＡ４は、下面電極部品１００の下面における水平方向の端部の、基板１２０の上面に対する位置を示すデータである。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
データ生成部２６４は、ステレオカメラ２１で取得されたステレオ画像ＧＳに基づくことによって、検査対象物１０Ａにおける周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）の三次元形状に関する正確な周辺形状データＤＡを生成することができる。データ生成部２６４により生成された周辺形状データＤＡは、第１記憶部２６５に記憶されると共に、第１データ通信部２３を介してＸ線検査部３に送信される。データ生成部２６４による周辺形状データＤＡの生成が終了すると、第１搬送制御部２６２は、第１ステージ駆動部２５を制御して第１ステージ２２に、検査対象物１０ＡをＸ線検査部３へ搬出させる。
Based on the stereo image GS acquired by the stereo camera 21, the
基板１２０上において半田部１０１によって接合された下面電極部品１００が存在する領域部分となる検査対象物１０Ａでは、半田部１０１は、下面電極部品１００に隠れている。このような、下面電極部品１００に隠れた部分となる検査要部としての半田部１０１は、Ｘ線検査部３によって適切に検査することができる。
図１及び図２に加えて図６、図７及び図８を参照して、Ｘ線検査部３について説明する。図６は、検査装置１に備えられるＸ線検査部３の動作を説明する図である。図７は、Ｘ線検査部３の再構成部３９５の動作を説明する図である。図８は、再構成部３９５の演算の様子を説明する図である。
The X-ray inspection unit 3 will be described with reference to FIGS. 6, 7 and 8 in addition to FIGS. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the X-ray inspection section 3 provided in the
Ｘ線検査部３は、周辺検査部２によって取得された周辺形状データＤＡを参照しつつ、検査要部としての半田部１０１を含む検査対象物１０Ａ全体のＸ線画像からなる検査画像ＧＩ（図７（Ｃ）参照）を生成するユニットである。Ｘ線検査部３は、Ｘ線源３１と、Ｘ線検出器３２と、第２ステージ３３と、第２データ通信部３４と、Ｘ線源駆動部３５と、検出器駆動部３６と、第２ステージ駆動部３７と、表示部３８と、Ｘ線検査制御部３９と、を含む。
The X-ray inspection unit 3 refers to the peripheral shape data DA acquired by the
第２ステージ３３は、検査対象物１０Ａを載置するステージである。第２ステージ３３は、コンベア機構で具体化されており、第２ステージ駆動部３７によって、Ｘ方向及びＹ方向を含む水平面上を移動可能になっている。第２ステージ３３は、所定の検査位置で検査対象物１０Ａを停止させて保持することが可能なように構成されている。また、第２ステージ３３は、検査が終了した検査対象物１０Ａを前記検査位置からＸ方向に搬送して、Ｘ線検査部３から検査対象物１０Ａを搬出することが可能なように構成されている。
The
図１に示すように、第２ステージ３３のＸ方向下流側には、検査対象物１０Ａを第２ステージ３３からＸ線検査部３の外側に搬出する搬出コンベア５が設置されている。搬出コンベア５は、Ｘ線検査部３で検査処理が終了した検査対象物１０Ａを第２ステージ３３から搬出する。
As shown in FIG. 1, on the X-direction downstream side of the
Ｘ線源３１は、第２ステージ３３上の検査対象物１０Ａの上方に位置するように配置され、Ｘ線源駆動部３５によって駆動される。Ｘ線源３１は、第２ステージ３３の上方からＸ線を第２ステージ３３上の検査対象物１０Ａに照射するものである。Ｘ線源３１から放射されたＸ線は、一部が検査対象物１０Ａ等に吸収されて減衰した状態で、当該検査対象物１０Ａを透過する。
The
Ｘ線検出器３２は、第２ステージ３３の下方に位置するように配置され、検出器駆動部３６によって駆動される。Ｘ線検出器３２は、第２ステージ３３上の検査対象物１０Ａを透過したＸ線を検出し、当該透過したＸ線の強度に基づく投影データｂｍ（図８参照）を出力するものである。
The
Ｘ線検出器３２は、複数の検出素子とデータ収集回路とを有する。Ｘ線検出器３２において複数の検出素子は、検査対象物１０Ａを透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号を発生する。Ｘ線検出器３２においてデータ収集回路は、複数の検出素子からの電気信号に基づいてデジタルデータからなる投影データｂｍを生成する。データ収集回路は、例えば、積分回路とＡ／Ｄ変換器とが実装された半導体集積回路により実現される。積分回路は、複数の検出素子からの電気信号を積分し、積分信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器は、積分回路により生成された積分信号をＡ／Ｄ変換し、当該積分信号の波高値に対応するデータ値を有するデジタルデータを生成する。このデジタルデータが投影データｂｍとなる。
The
Ｘ線検出器３２から出力された投影データｂｍに基づいて、検査対象物１０ＡのＸ線画像を構成することができる。Ｘ線検出器３２は、第２ステージ３３の下方において、検出器駆動部３６によってＸ方向及びＹ方向を含む水平面上を移動可能になっている。Ｘ線検出器３２は、第２ステージ３３上の検査対象物１０Ａを透過したＸ線を検出することが可能となるように、Ｘ線源３１によるＸ線の放射方向に対応して、検出器駆動部３６によって水平面上を移動される。なお、Ｘ線検出器３２から出力された投影データｂｍは、Ｘ線検査制御部３９に入力される。
Based on the projection data bm output from the
第２データ通信部３４は、周辺検査部２の第１データ通信部２３とデータ通信可能に接続されたインターフェイスである。第２データ通信部３４は、第１データ通信部２３から送信された周辺形状データＤＡを受信する。第２データ通信部３４によって受信された周辺形状データＤＡは、Ｘ線検査制御部３９に入力される。
The second
表示部３８は、液晶ディスプレイ等で具体化され、例えば、後述のＸ線検査制御部３９の再構成部３９５により生成された検査画像ＧＩを表示する。
The
Ｘ線検査制御部３９は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶装置が内蔵されたマイクロコンピュータからなる。Ｘ線検査制御部３９は、前記制御プログラムが読み出されることにより、各種の演算やデータの生成及び記憶を実行すると共に、第２データ通信部３４、Ｘ線源駆動部３５、検出器駆動部３６、第２ステージ駆動部３７及び表示部３８を制御する。Ｘ線検査制御部３９は、第２通信制御部３９１と、第２搬送制御部３９２と、透過方向設定部３９３と、撮像制御部３９４と、再構成部３９５と、判定部３９６と、表示制御部３９７と、第２記憶部３９８と、を含む。
The X-ray
第２通信制御部３９１は、第２データ通信部３４を制御することにより、当該第２データ通信部３４と周辺検査部２の第１データ通信部２３との間のデータ通信、又はサーバーＳＶの通信部ＳＶ１を介したデータ通信を制御する。第２通信制御部３９１は、第１データ通信部２３を介して周辺検査部２から送信された周辺形状データＤＡを、第２データ通信部３４に受信させる。第２データ通信部３４により受信された周辺形状データＤＡは、第２記憶部３９８に一時的に記憶される。
The second
第２搬送制御部３９２は、第１ステージ２２から第２ステージ３３への検査対象物１０Ａの搬入時、並びに、第２ステージ３３から搬出コンベア５への検査対象物１０Ａの搬出時において、第２ステージ駆動部３７を制御することにより、第２ステージ３３をＸ方向に移動させる。
When the inspection object 10A is carried in from the
表示制御部３９８は、表示部３８を制御することにより、当該表示部３８に各種情報を表示させる。
The
透過方向設定部３９３は、Ｘ線検出器３２によるＸ線の検出に際し、検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）を複数設定する。図４及び図６に示すように、透過方向設定部３９３は、検査対象物１０Ａにおける半田部１０１とランドＷ１との接合面１０４に対して斜めに交差する透過方向ψ（Ｒ，θ）を複数設定する。具体的には、透過方向設定部３９３は、複数の方位Ｒと傾斜角度θとによって透過方向ψ（Ｒ，θ）を設定する。方位Ｒは、検査対象物１０Ａにおける接合面１０４の中心Ｏを通る垂直軸Ｖ回りの角度であり、上方からの平面視で反時計回りに角度をとっている。この中心ＯをＸ方向に通る線をＸ方向の座標軸Ｘａとし、中心Ｏを原点として搬送方向上流側を（－）、下流側お（＋）とした場合、方位Ｒの範囲は、座標軸Ｘａの上流側から下流側へ平面視で反時計回りに０°≦Ｒ＜３６０°に設定される。また、傾斜角度θは、接合面１０４の中心Ｏを通るＹ方向の座標軸Ｙａ回りの角度であり、搬送方向の上流側（－）を左側にして見たときに時計回りに角度をとっている。傾斜角度θの範囲は、垂直軸Ｖから接合面１０４へ０°≦θ＜９０°に設定される。傾斜角度θは、全方位Ｒにわたって、＋方向として処理される。
The transmission direction setting unit 393 sets a plurality of X-ray transmission directions ψ(R, θ) with respect to the
撮像制御部３９４は、Ｘ線源３１と検査対象物１０ＡとＸ線検出器３２との位置関係が、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）を満たすように、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２を水平面上で移動させると共に、第２ステージ駆動部３７を介して第２ステージ３３を水平面上で移動させる。更に、撮像制御部３９４は、Ｘ線源駆動部３５を介してＸ線源３１によるＸ線の放射を制御すると共に、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２によるＸ線の検出を制御する。これにより、撮像制御部３９４は、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍをＸ線検出器３２から出力させる。
The imaging control unit 394 performs detection such that the positional relationship among the
再構成部３９５は、Ｘ線検出器３２から出力された投影データｂｍに基づいて構成される検査対象物１０ＡのＸ線画像に対して再構成処理を行って、検査画像ＧＩを生成するものである。図７に示すように、再構成部３９５は、検査対象物１０Ａの全体が収まる範囲を再構成対象領域ＡＲとして設定し（図７（Ａ））、当該再構成対象領域ＡＲを複数のセルＡＲＣに分割する（図７（Ｂ））。再構成部３９５は、検査画像ＧＩ（図７（Ｃ））に求められる解像度に応じて、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣの数を設定する。
The
再構成対象領域ＡＲを構成する各セルＡＲＣのＸ線の減衰率ｘｎと、各セルＡＲＣ内をＸ線が透過する距離を示す透過距離ａｍｎと、Ｘ線検出器３２から出力される透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍとの関係は、下記式（１）で表すことができる。
X-ray attenuation factor xn of each cell ARC constituting the reconstruction target area AR , transmission distance amn indicating the distance through which X-rays pass through each cell ARC, and transmission output from the
なお、「ｍ」は、Ｘ線検出器３２においてＸ線を検出する検出素子の数（検出素子数）に透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定数を乗じた数値を示す。また、「ｎ」は、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣの数（セル数）を示す。
Note that “m” indicates a numerical value obtained by multiplying the number of detection elements (the number of detection elements) for detecting X-rays in the
再構成部３９５は、上記式（１）を用いて、透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍと、Ｘ線の透過距離ａｍｎとに基づいて、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを、逐次近似アルゴリズムに従い演算する。再構成部３９５は、この演算によって画像の再構成を行って検査画像ＧＩを生成する。
Using the above equation (1), the
逐次近似アルゴリズムとしては、例えば、加法的ＡＲＴ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）に従ったアルゴリズムを挙げることができる。加法的ＡＲＴの具体的な反復式は、下記式（２）で表される。 Examples of iterative approximation algorithms include algorithms according to additive ART (Additive Algebraic Reconstruction Technique). A specific iterative formula for additive ART is represented by the following formula (2).
なお、式（２）中、「ｘ」は再構成対象領域ＡＲを構成する各セルＡＲＣのＸ線の減衰率を示し、「ａ」は各セルＡＲＣ内をＸ線が透過する透過距離を示し、「ｂ」はＸ線検出器３２から出力される透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データを示す。また、式（２）中、「ｋ」は再構成部３９５による再構成処理の反復回数を示し、「ｉ」は式（１）における「ｍ」に相当する内部反復回数を示し、「ｊ」は式（１）における再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣのセル数ｎに相当する。
In equation (2), "x" indicates the X-ray attenuation rate of each cell ARC constituting the reconstruction target area AR, and "a" indicates the transmission distance of the X-ray passing through each cell ARC. , and “b” indicates projection data for each transmission direction ψ(R, θ) output from the
再構成部３９５により実行される、式（１）を用いた画像の再構成処理について、図８を参照しつつ簡易なモデルで具体的に説明する。図８に示す例においては、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを４つのセルＡＲＣ１，ＡＲＣ２，ＡＲＣ３，ＡＲＣ４に分割し、Ｘ線検出器３２が３つの検出素子を有しており、透過方向ψ（Ｒ，θ）が２つの方向に設定されている。すなわち、図８に示す例においては、式（１）におけるセル数ｎが「４」であり、式（１）におけるＸ線検出器３２の検出素子数に透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定数を乗じた数値ｍが「６」である。この場合、下記式（３）で示されるように、再構成対象領域ＡＲを構成する各セルＡＲＣのＸ線の減衰率ｘｎは、Ｘｎ＝（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）で表される。また、各セルＡＲＣ内をＸ線が透過する透過距離ａｍｎは、ａｍｎ＝（ａ１１，ａ１２，・・・，ａ３３，ａ３４）、並びに、ａｍｎ＝（ａ４１，４２，・・・，ａ６３，ａ６４）で表される。また、Ｘ線検出器３２から出力される透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍは、ｂｍ＝（ｂ１，ｂ２，ｂ３）、並びに、ｂｍ＝（ｂ４，ｂ５，ｂ６）で表される。
The image reconstruction processing using equation (1) executed by the
ここで、既述の通り、透過方向設定部３９３により設定される検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）において、傾斜角度θの範囲は０°≦θ＜９０°に設定される。このため、検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定範囲に、制限があることになる。この結果、上記式（１）を用いたＸ線の減衰率ｘｎの演算によって再構成部３９５が検査画像ＧＩを生成する際に、投影データｂｍが不足する場合がある。この場合、上記式（１）を満足する、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎは、無数に存在する。このため、検査対象物１０Ａの検査要部（半田部１０１）に関して十分な画質の検査画像ＧＩを生成するための画像再構成を行うことは困難である。
Here, as described above, in the X-ray transmission direction ψ(R, θ) with respect to the
そこで、再構成部３９５は、加法的ＡＲＴの式（２）に従って、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを演算する際に、周辺検査部２により取得された周辺形状データＤＡを事前情報として参照する。具体的には、再構成部３９５は、図７（Ｂ）に示すように、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、周辺形状データＤＡで示される周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）に属する少なくとも一部の周辺セルＡＲＣＢのＸ線の減衰率ｘｎについては、事前情報として所定の固定値（例えば「０；ゼロ」）に設定する。換言すると、再構成部３９５は、周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎについては固定値に設定した上で、検査対象物１０Ａの検査要部（半田部１０１）に対応した要部セルＡＲＣＡの減衰率ｘｎを演算することになる。
Therefore, when the
図５及び図７（Ｂ）を参照してより具体的に説明すると、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、基板上面高さ位置データＤＡ１で示される位置よりも下側のセルと、部品下面高さ位置データＤＡ３で示される位置よりも上側のセルとを周辺セルＡＲＣＢとして認識する。この場合、部品上面高さ位置データＤＡ２で示される位置よりも上側のセルも周辺セルＡＲＣＢに含まれる。更に、再構成部３９５は、部品下面端部位置データＤＡ４で示される位置よりも外側のセルについても周辺セルＡＲＣＢとして認識する。そして、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを演算する場合に、上記のようにして認識した周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎを、事前情報として所定の固定値に設定する。
More specifically, with reference to FIGS. 5 and 7B, the
これにより、検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定範囲に制限がある等の理由で投影データｂｍが不足している状況下においても、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣのうち、周辺セルＡＲＣＢ以外の検査要部（半田部１０１）に対応した要部セルＡＲＣＡにおけるＸ線の減衰率ｘｎとして、より適切な減衰率ｘｎを導出することができる。このため、再構成部３９５は、検査対象物１０Ａの検査要部（半田部１０１）に関して十分な画質の検査画像ＧＩを生成することが可能となる。
As a result, the reconstruction target area AR can be configured even in a situation where the projection data bm is insufficient due to a limitation in the setting range of the transmission direction ψ(R, θ) of the X-rays with respect to the
また、再構成部３９５が画像の再構成を行う際に周辺形状データＤＡを事前情報として参照することによって、周辺形状データＤＡを参照しない場合と比較して、少ない投影データｂｍで検査対象物１０Ａの検査要部（半田部１０１）に関して十分な画質の検査画像ＧＩを生成することができる。これにより、検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍの取得に要するトータル時間、並びに画像の再構成に要する時間を短縮することが可能であると共に、検査対象物１０ＡのＸ線の被曝量を低減することができる。
Further, by referring to the peripheral shape data DA as prior information when the
再構成部３９５が画像の再構成を行う際に周辺形状データＤＡを事前情報として参照することによって実現される上記の作用効果は、図９に示すサンプルデータＤＳＭを用いた画像の再構成結果によって実証されている。図９に示すサンプルデータＤＳＭは、矩形状の再構成対象領域が１０行／１０列の合計１００個のセルに分割されたものであって、再構成対象領域の中央に黒色の矩形環状の要部セルが配置されたものである。サンプルデータＤＳＭにおいては、矩形環状の要部セルに囲まれた４個のセルと、要部セルの周囲に存在する２行／２列ずつのセルとが周辺セルとして扱われる。
The above operational effect achieved by referring to the peripheral shape data DA as prior information when the reconstructing
図９に示すように、サンプルデータＤＳＭについての画像の再構成を、事前情報を付加することなく行った場合、再構成処理の反復回数が５０回に達しても、矩形環状の要部セルに対応した黒色の領域部分が十分な画質で再現されていない。 As shown in FIG. 9, when the image reconstruction of the sample data DSM is performed without adding prior information, even if the number of iterations of the reconstruction processing reaches 50, Corresponding black areas are not reproduced with sufficient quality.
これに対し、要部セルに対して上下２行ずつの周辺セルのＸ線の減衰率については事前情報として固定値を設定した状態で、サンプルデータＤＳＭについての画像の再構成を行った場合、矩形環状の要部セルに対応した黒色の領域部分が十分な画質で再現される。 On the other hand, when the image reconstruction for the sample data DSM is performed in a state where fixed values are set as prior information for the X-ray attenuation factors of the peripheral cells in two rows above and below the main cell, A black area corresponding to the rectangular ring-shaped essential cell is reproduced with sufficient image quality.
再構成部３９５により生成された検査画像ＧＩは、第２記憶部３９８に記憶されると共に、表示制御部３９７によって制御された表示部３８に表示される。
The inspection image GI generated by the
判定部３９６は、再構成部３９５により生成された検査画像ＧＩに基づいて、検査対象物１０Ａにおける検査要部としての半田部１０１の良否を判定する。具体的には、判定部３９６は、検査画像ＧＩを画像処理することにより、半田部１０１における接合面１０４の接合幅ｄ（図４参照）を算出し、その算出した接合幅ｄに基づき半田部１０１の良否を判定する。
Based on the inspection image GI generated by the reconstructing
検査装置１の検査対象は、基板１２０上において半田部１０１によって接合された下面電極部品１００が存在する領域部分となる、上記の検査対象物１０Ａに限定されるものではない。検査装置１の検査対象は、図１０及び図１１に示す検査対象物１０Ｂであってもよい。図１０及び図１１に示す検査対象物１０Ｂは、基板１２０上においてフィレット１１２（半田部）によって接合されたリード１１１を有したリード部品１１０が存在する領域部分である。この場合、検査要部がリード１１１に隠れた部分となるフィレット１１２によって構成され、周辺部がリード部品１１０と基板１２０とによって構成される。
The inspection target of the
検査対象物１０Ｂにおいては、略矩形状に形成されたリード部品１１０の各辺から複数のリード１１１が外方に突出するように設けられている。リード１１１は、リード部品１１０の外方に突出する突出部１１１ａと、突出部１１１ａから屈曲して下方に垂下する脚部１１１ｂと、脚部１１１ｂの下端から屈曲して、先端側がリード部品１１０の外方（リード部品１１０と反対側の方向）に延びるヒール部１１１ｃと、を有している。リード１１１は、ヒール部１１１ｃの下面が半田付けされる。溶融した半田は、リード１１１の背面１１１ｄに濡れ拡がって、半田部としてのフィレット１１２となる。
In the
検査対象物１０Ｂの検査において、フィレット１１２の良否は、背面１１１ｄに濡れ拡がったフィレット１１２の高さ（フィレット高さ）Ｈが基準高さＨｓに至っているか否かによって決定される。図１１（Ａ），（Ｂ）に示す例は、それぞれ半田（フィレット１１２）の量が幾分少ない場合、多い場合であるが、何れもフィレット１１２が基準となる高さＨｓを越えていて、良品とされる場合である。他方、図１１（Ｃ）の場合、リード１１１の背面１１１ｄに対してフィレット１１２が充分に濡れ拡がっておらず、強度不足や接続不良を来す不良品と判定されるものである。
In the inspection of the
検査対象物１０Ｂを検査する場合の周辺検査部２及びＸ線検査部３の動作について、図１２及び図１３を参照して以下に説明する。図１２は、検査対象物１０Ｂを検査する場合における周辺検査部２の動作を説明する図である。図１３は、検査対象物１０Ｂを検査する場合におけるＸ線検査部３の動作を説明する図である。
Operations of the
搬入コンベア４によって検査対象物１０Ｂが周辺検査部２の第１ステージ２２上に搬入されると、ステレオカメラ２１は、カメラ駆動部２４の駆動によって検査対象物１０Ｂのステレオ画像ＧＳを取得する。そして、図１２に示すように、データ生成部２６４は、ステレオカメラ２１により取得されたステレオ画像ＧＳに基づいて、検査対象物１０Ｂの周辺部（リード部品１１０及び基板１２０）の三次元形状に関する周辺形状データＤＡを生成する。具体的に、データ生成部２６４は、ステレオ画像ＧＳに基づいて、基板上面高さ位置データＤＡ１と、部品上面高さ位置データＤＡ２と、リード上面高さ位置データＤＡ３と、リード外側面位置データＤＡ４とを含む位置データを、周辺形状データＤＡとして生成する。基板上面高さ位置データＤＡ１は、検査対象物１０Ｂの周辺部を構成する基板１２０の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品上面高さ位置データＤＡ２は、検査対象物１０Ｂの周辺部を構成するリード部品１１０の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。リード上面高さ位置データＤＡ３は、リード１１１のフィレット１１２との接合部分、すなわちヒール部１１１ｃの上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。リード外側面位置データＤＡ４は、リード１１１の外方側の側面、すなわち脚部１１１ｂの外側面（背面１１１ｄとは反対側の面）の位置に関する、リード部品１１０の端縁からの距離データである。
When the
データ生成部２６４は、ステレオカメラ２１で取得されたステレオ画像ＧＳに基づくことによって、検査対象物１０Ｂにおける周辺部（リード部品１１０及び基板１２０）の三次元形状に関する正確な周辺形状データＤＡを生成することができる。データ生成部２６４により生成された周辺形状データＤＡは、第１記憶部２６５に記憶されると共に、第１データ通信部２３を介してＸ線検査部３に送信される。データ生成部２６４による周辺形状データＤＡの生成が終了すると、第１搬送制御部２６２は、第１ステージ駆動部２５を制御して第１ステージ２２に、検査対象物１０ＢをＸ線検査部３へ搬出させる。
Based on the stereo image GS acquired by the stereo camera 21, the
基板１２０上においてフィレット１１２によって接合されたリード部品１１０が存在する領域部分となる検査対象物１０Ｂでは、フィレット１１２は、リード１１１の背面１１１ｄに隠れている。このような、リード１１１の背面１１１ｄに隠れた部分となる検査要部としてのフィレット１１２は、Ｘ線検査部３によって適切に検査することができる。
The
Ｘ線検査部３の第２ステージ３３上に検査対象物１０Ｂが載置されると、透過方向設定部３９３は、Ｘ線検出器３２によるＸ線の検出に際し、検査対象物１０Ｂに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）を複数設定する。そして、撮像制御部３９４は、Ｘ線源３１と検査対象物１０ＢとＸ線検出器３２との位置関係が、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）を満たすように、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２を水平面上で移動させると共に、第２ステージ駆動部３７を介して第２ステージ３３を水平面上で移動させる。更に、撮像制御部３９４は、Ｘ線源駆動部３５を介してＸ線源３１によるＸ線の放射を制御すると共に、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２によるＸ線の検出を制御する。これにより、撮像制御部３９４は、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍをＸ線検出器３２から出力させる。
When the
図１３に示すように、再構成部３９５は、検査対象物１０Ｂの全体が収まる範囲を再構成対象領域ＡＲとして設定し（図１３（Ａ））、当該再構成対象領域ＡＲを複数のセルＡＲＣに分割する（図１３（Ｂ））。更に、再構成部３９５は、上記式（１）を用いて、透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍと、Ｘ線の透過距離ａｍｎとに基づいて、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを、逐次近似アルゴリズムに従い演算する。この際、再構成部３９５は、周辺検査部２により取得された周辺形状データＤＡを事前情報として参照する。具体的には、再構成部３９５は、図１３（Ｂ）に示すように、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、周辺形状データＤＡで示される周辺部（リード部品１１０及び基板１２０）に属する少なくとも一部の周辺セルＡＲＣＢのＸ線の減衰率ｘｎについては、事前情報として所定の固定値（例えば「０；ゼロ」）に設定する。換言すると、再構成部３９５は、周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎについては固定値に設定した上で、検査対象物１０Ｂの検査要部（フィレット１１２）に対応した要部セルＡＲＣＡの減衰率ｘｎを演算することになる。
As shown in FIG. 13, the
図１２及び図１３（Ｂ）を参照してより具体的に説明すると、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、基板上面高さ位置データＤＡ１で示される位置よりも下側のセルと、リード上面高さ位置データＤＡ３で示される位置よりも上側で且つリード外側面位置データＤＡ４で示される位置よりも外側のセルとを、周辺セルＡＲＣＢとして認識する。更に、再構成部３９５は、部品上面高さ位置データＤＡ２で示される位置よりも上側のセルについても周辺セルＡＲＣＢとして認識する。そして、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを演算する場合に、上記のようにして認識した周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎを、事前情報として所定の固定値に設定する。
More specifically, with reference to FIGS. 12 and 13B, the
これにより、検査対象物１０Ｂに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定範囲に制限がある等の理由で投影データｂｍが不足している状況下においても、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣのうち、周辺セルＡＲＣＢ以外の検査要部（フィレット１１２）に対応した要部セルＡＲＣＡにおけるＸ線の減衰率ｘｎとして、より適切な減衰率ｘｎを導出することができる。このため、再構成部３９５は、検査対象物１０Ｂの検査要部（フィレット１１２）に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。
As a result, the reconstruction target area AR can be configured even in a situation where the projection data bm are insufficient due to a limited setting range of the transmission direction ψ(R, θ) of the X-rays with respect to the
次に、図１４のフローチャートを参照して、本実施形態に係る検査装置１の動作について説明する。
Next, the operation of the
搬入コンベア４によって検査対象物１０Ａ，１０Ｂが周辺検査部２の第１ステージ２２上に搬入されると（ステップｓ１）、周辺検査部２は、周辺形状データＤＡを取得する（ステップｓ２）。この周辺形状データＤＡは、第１データ通信部２３を介してＸ線検査部３の第２データ通信部３４へ送信される（ステップｓ３）。また、周辺検査部２による周辺形状データＤＡの取得が終了すると、第１搬送制御部２６２は、第１ステージ駆動部２５を制御して第１ステージ２２に、検査対象物１０Ａ，１０ＢをＸ線検査部３へ搬出させる（ステップｓ４）。
When the inspection objects 10A and 10B are carried onto the
検査対象物１０Ａ，１０ＢがＸ線検査部３の第２ステージ３３上に搬入されると（ステップｓ５）、透過方向設定部３９３は、検査対象物１０Ａ，１０Ｂに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）を複数設定する（ステップｓ６）。そして、ステップｓ７において、撮像制御部３９４は、Ｘ線源３１と検査対象物１０ＢとＸ線検出器３２との位置関係が、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）を満たすように、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２を水平面上で移動させると共に、第２ステージ駆動部３７を介して第２ステージ３３を水平面上で移動させる。更に、撮像制御部３９４は、Ｘ線源駆動部３５を介してＸ線源３１によるＸ線の放射を制御すると共に、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２によるＸ線の検出を制御する。これにより、撮像制御部３９４は、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍをＸ線検出器３２から出力させる。
When the inspection objects 10A and 10B are loaded onto the
ステップｓ７に続くステップｓ８において、撮像制御部３９４は、透過方向設定部３９３により設定された全ての透過方向ψ（Ｒ，θ）について、Ｘ線検出器３２から投影データｂｍを出力させたか否かを判定する。全ての透過方向ψ（Ｒ，θ）についての投影データｂｍが出力されると、再構成部３９５は、画像の再構成処理を実行する（ステップｓ９）。再構成部３９５は、検査対象物１０Ａ，１０Ｂに対応した再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを、逐次近似アルゴリズムに従い演算する。この際、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、周辺形状データＤＡで示される周辺部に属する少なくとも一部の周辺セルＡＲＣＢのＸ線の減衰率ｘｎについては、事前情報として所定の固定値に設定する。再構成部３９５は、画像の再構成を行うことによって、検査対象物１０Ａ，１０Ｂに対応した検査画像を生成する。
In step s8 following step s7, the imaging control unit 394 determines whether or not the
再構成部３９５により生成された検査画像は、表示制御部３９７の制御によって表示部３８に表示される（ステップｓ１０）。また、判定部３９６は、再構成部３９５により生成された検査画像に基づいて、検査対象物１０Ａ，１０Ｂにおける検査要部の良否を判定する（ステップ１１）。このようなステップｓ１からステップｓ１１で示される各処理が実行されることにより、検査対象物１０Ａ，１０Ｂの検査を行うことができる。
The inspection image generated by the
［第２実施形態］
次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の第２実施形態に係る検査装置１Ａについて説明する。図１５及び図１６は第２実施形態に係る検査装置１Ａを示す図であって、図１５が検査装置１Ａの構成を概略的に示し、図１６が検査装置１Ａのブロック図を示す。
[Second embodiment]
Next, an
検査装置１Ａは、周辺検査部２ＡとＸ線検査部３とを備える。検査装置１Ａは、周辺検査部２Ａの構成が上記の周辺検査部２と異なること以外は第１実施形態に係る検査装置１と同様に構成される。すなわち、検査装置１Ａに備えられるＸ線検査部３の構成は、第１実施形態に係る検査装置１と同様である。このため、検査装置１ＡのＸ線検査部３についての詳細な説明は省略する。また、検査装置１Ａの検査対象としては、第１実施形態に係る検査装置１と同様に、下面電極部品１００を含む検査対象物１０Ａ、並びに、リード部品１１０を含む検査対象物１０Ｂなどを挙げることができる。まず、検査対象物１０Ａの検査について説明する。
The
検査装置１Ａに備えられる周辺検査部２Ａは、検査対象物１０Ａの周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）の、三次元の形状に関する周辺形状データＤＡを取得するユニットである。本実施形態の周辺検査部２Ａは、照明部２Ａ０と、撮像部２Ａ１と、第１ステージ２Ａ２と、第１データ通信部２Ａ３と、照明駆動部２Ａ４１と、撮像駆動部２Ａ４２と、第１ステージ駆動部２Ａ５と、周辺検査制御部２Ａ６とを含む。
The
第１ステージ２Ａ２は、検査対象物１０Ａを載置するステージである。第１ステージ２Ａ２は、コンベア機構で具体化されており、第１ステージ駆動部２Ａ５によってＸ方向に移動可能になっている。第１ステージ２Ａ２は、所定の検査位置で検査対象物１０Ａを停止させて保持することが可能なように構成されている。また、第１ステージ２Ａ２は、検査が終了した検査対象物１０Ａを前記検査位置からＸ方向に搬送して、Ｘ線検査部３に向かって検査対象物１０Ａを搬出することが可能なように構成されている。
The first stage 2A2 is a stage on which the inspection object 10A is placed. The first stage 2A2 is embodied by a conveyor mechanism, and is movable in the X direction by a first stage driving section 2A5. The first stage 2A2 is configured to be able to stop and hold the
図１５に示すように、第１ステージ２Ａ２のＸ方向上流側には、検査対象物１０Ａを周辺検査部２Ａの第１ステージ２Ａ２に搬入する搬入コンベア４が設置されている。搬入コンベア４は、所定の工程を終了した後、検査対象物１０Ａを第１ステージ２Ａ２上に搬入する。
As shown in FIG. 15, on the X-direction upstream side of the first stage 2A2, a carry-in
照明部２Ａ０は、第１ステージ２Ａ２上において前記検査位置に停止された検査対象物１０Ａの斜め上方に位置するように配置され、照明駆動部２Ａ４１によって駆動される。照明部２Ａ０は、第１ステージ２Ａ２上の検査対象物１０Ａに照明光Ｌ１を照射する。図１７は周辺検査部２Ａの照明部２Ａ０を説明する図であり、図１８は照明部２Ａ０が照射する照明光Ｌ１を説明する図である。
The illumination unit 2A0 is arranged on the first stage 2A2 so as to be positioned obliquely above the
図１７に示すように、照明部２Ａ０は、Ａ方向（第１方向）に延びる長手の基部２Ａ０１と、その基部２Ａ０１に設けられた複数の発光素子２Ａ０２から構成される複数の発光素子列２Ａ０Ｌと、を含む。発光素子２Ａ０２は、矩形状の発光ダイオードである。この発光素子２Ａ０２が所定の間隔を隔ててＡ方向に直線状に複数配列されることにより、Ａ方向に延びる発光素子列２Ａ０Ｌが構成される。基部２Ａ０１上において、Ａ方向に延びる発光素子列２Ａ０Ｌが、Ａ方向に直交するＢ方向（第２方向）に並んで複数配置されている。 As shown in FIG. 17, the illumination unit 2A0 includes a long base portion 2A01 extending in the A direction (first direction) and a plurality of light emitting element rows 2A0L composed of a plurality of light emitting elements 2A02 provided on the base portion 2A01. ,including. The light emitting element 2A02 is a rectangular light emitting diode. A plurality of the light emitting elements 2A02 are linearly arranged in the A direction at predetermined intervals to form a light emitting element row 2A0L extending in the A direction. On the base portion 2A01, a plurality of light emitting element rows 2A0L extending in the A direction are arranged side by side in the B direction (second direction) perpendicular to the A direction.
照明部２Ａ０は、Ｂ方向に並ぶ複数の発光素子列２Ａ０Ｌを、発光素子列２Ａ０Ｌ毎に独立して点灯及び消灯することが可能なように構成されている。なお、図１７に示す例では、ハッチングが付された５つの発光素子列２Ａ０Ｌを構成する発光素子２Ａ０２を発光させた状態が示されている。 The illumination unit 2A0 is configured to be able to independently turn on and off the plurality of light emitting element rows 2A0L arranged in the B direction for each light emitting element row 2A0L. Note that the example shown in FIG. 17 shows a state in which the light-emitting elements 2A02 constituting the five hatched light-emitting element rows 2A0L emit light.
照明部２Ａ０は、複数の発光素子列２Ａ０Ｌの中から、互いに等間隔で離間した少なくとも３つの発光素子列２Ａ０Ｌを組み合わせて発光させる。これにより、照明部２Ａ０は、Ｂ方向に略正弦波状の明るさの分布を有する周期的な明暗パターン２Ａ０Ｐ（図１８（Ｂ）参照）を持つ照明光Ｌ１を照射するように構成される。例えば、図１８に示すように、照明部２Ａ０は、Ｂ方向に並ぶ複数の発光素子列２Ａ０Ｌのうち、互いに等間隔で離間した３つの発光素子列２Ａ０Ｌを組み合わせて発光させる。図１８（Ａ）に示すように、３つの発光素子列２Ａ０Ｌを構成する発光素子２Ａ０２からそれぞれ出射された光は、発光素子２Ａ０２からの距離に応じた光の減衰により、Ｂ方向について各発光素子２Ａ０２の配置位置を中心とした等方的な明るさの分布を形成する。このため、図１８（Ｂ）に示すように、３つの発光素子列２Ａ０Ｌを構成する発光素子２Ａ０２からそれぞれ出射された光を重ね合わせることによって、Ｂ方向の所定範囲ＲＡ内において略正弦波状の明るさの分布を有する周期的な明暗パターン２Ａ０Ｐが形成される。すなわち、照明部２Ａ０は、第１ステージ２Ａ２上の検査対象物１０Ａに、周期的な明暗パターン２Ａ０Ｐを持つ照明光Ｌ１を照射する。
The illumination unit 2A0 emits light by combining at least three light emitting element rows 2A0L that are spaced apart from each other at equal intervals from among the plurality of light emitting element rows 2A0L. Thus, the illumination unit 2A0 is configured to emit illumination light L1 having a periodic light-and-dark pattern 2A0P (see FIG. 18B) having a substantially sinusoidal brightness distribution in the B direction. For example, as shown in FIG. 18, the illumination unit 2A0 emits light by combining three light-emitting element rows 2A0L that are equally spaced from each other among the plurality of light-emitting element rows 2A0L arranged in the B direction. As shown in FIG. 18A, the light emitted from each of the light emitting elements 2A02 constituting the three light emitting element rows 2A0L is attenuated according to the distance from the light emitting element 2A02. An isotropic brightness distribution centered on the arrangement position of 2A02 is formed. Therefore, as shown in FIG. 18B, by superimposing the lights emitted from the light emitting elements 2A02 constituting the three light emitting element arrays 2A0L, a substantially sinusoidal brightness can be obtained within the predetermined range RA in the B direction. A periodic light-dark pattern 2A0P having a distribution of depth is formed. That is, the illumination unit 2A0 irradiates the
撮像部２Ａ１は、第１ステージ２Ａ２上の検査対象物１０Ａの上方に位置するように配置され、撮像駆動部２Ａ４２によって駆動される。撮像部２Ａ１は、照明部２Ａ０による照明光Ｌ１が照射された検査対象物１０Ａを撮像する。
The imaging unit 2A1 is arranged above the
第１データ通信部２Ａ３は、Ｘ線検査部３の第２データ通信部３４とデータ通信可能に接続されたインターフェイスである。第１データ通信部２Ａ３は、周辺検査制御部２Ａ６のデータ生成部２Ａ６６によって生成された周辺形状データＤＡ（後記の図１９）を第２データ通信部３４へ送信する。なお、第１実施形態に係る検査装置１と同様に、周辺検査部２ＡとＸ線検査部３との間のデータ通信は、サーバーＳＶを介して行われるように構成してもよい。
The first data communication section 2A3 is an interface connected to the second
周辺検査制御部２Ａ６は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶装置が内蔵されたマイクロコンピュータからなる。周辺検査制御部２Ａ６は、前記制御プログラムが読み出されることにより、各種の演算やデータの生成及び記憶を実行すると共に、第１データ通信部２Ａ３、照明駆動部２Ａ４１、撮像駆動部２Ａ４２、及び第１ステージ駆動部２Ａ５を制御する。図１９は、周辺検査制御部２Ａ６の制御によって実行される周辺検査部２Ａの動作を説明する図である。
The peripheral inspection control unit 2A6 is composed of a microcomputer having a built-in storage device such as a ROM for storing control programs and a flash memory for temporarily storing data. The peripheral inspection control unit 2A6 executes various calculations and data generation and storage by reading out the control program, and also controls the first data communication unit 2A3, the illumination drive unit 2A41, the imaging drive unit 2A42, and the first data communication unit 2A41. It controls the stage driving section 2A5. FIG. 19 is a diagram for explaining the operation of the
周辺検査制御部２Ａ６は、第１通信制御部２Ａ６１と、第１搬送制御部２Ａ６２と、照明制御部２Ａ６３と、周辺撮像制御部２Ａ６４と、位相シフト部２Ａ６５と、データ生成部２Ａ６６と、第１記憶部２Ａ６７とを含む。 The peripheral examination control unit 2A6 includes a first communication control unit 2A61, a first transport control unit 2A62, an illumination control unit 2A63, a peripheral imaging control unit 2A64, a phase shift unit 2A65, a data generation unit 2A66, and a first and storage unit 2A67.
第１通信制御部２Ａ６１は、第１データ通信部２Ａ３を制御することにより、当該第１データ通信部２Ａ３とＸ線検査部３の第２データ通信部３４との間のデータ通信、又はサーバーＳＶの通信部ＳＶ１を介したデータ通信を制御する。第１搬送制御部２Ａ６２は、第１ステージ駆動部２Ａ５を制御することにより、第１ステージ２Ａ２をＸ方向に移動させる。
The first communication control unit 2A61 controls the first data communication unit 2A3 to perform data communication between the first data communication unit 2A3 and the second
照明制御部２Ａ６３は、照明駆動部２Ａ４１を制御することにより、照明部２Ａ０による照明光Ｌ１の照射を制御する。位相シフト部２Ａ６５は、第１ステージ２Ａ２上の検査対象物１０Ａに対する照明光Ｌ１の明暗パターン２Ａ０Ｐの位置を、明暗パターン２Ａ０Ｐの繰り返し方向（Ｂ方向）に相対的に移動させる位相シフト動作を行う。周辺撮像制御部２Ａ６４は、撮像駆動部２Ａ４２を制御することにより、位相シフト部２Ａ６５の位相シフト動作毎に、照明光Ｌ１が照射された検査対象物１０Ａを撮像部２Ａ１に撮像させる。これにより、撮像部２Ａ１は、図１９に示すように、照明光Ｌ１の明暗パターン２Ａ０Ｐの位置が互いに異なる複数の位相シフト画像ＧＰを取得する。図１９に示す例では、撮像部２Ａ１は、照明光Ｌ１の明暗パターン２Ａ０Ｐの位置が互いに異なる第１位相シフト画像ＧＰ１と第２位相シフト画像ＧＰ２とを取得する。
The illumination control unit 2A63 controls the irradiation of the illumination light L1 by the illumination unit 2A0 by controlling the illumination driving unit 2A41. The phase shifter 2A65 performs a phase shift operation of relatively moving the position of the light/dark pattern 2A0P of the illumination light L1 with respect to the
データ生成部２Ａ６６は、図１９に示すように、撮像部２Ａ１により取得された複数の位相シフト画像ＧＰに基づいて、検査対象物１０Ａの周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）の三次元形状に関する周辺形状データＤＡを生成する。具体的に、データ生成部２Ａ６６は、複数の位相シフト画像ＧＰに基づいて、基板上面高さ位置データＤＡ１と、部品上面高さ位置データＤＡ２と、部品下面端部位置データＤＡ４とを含む高さ位置データを、周辺形状データＤＡとして生成する。基板上面高さ位置データＤＡ１は、検査対象物１０Ａの周辺部を構成する基板１２０の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品上面高さ位置データＤＡ２は、検査対象物１０Ａの周辺部を構成する下面電極部品１００の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品下面端部位置データＤＡ４は、下面電極部品１００の下面における水平方向の端部の、基板１２０の上面に対する位置を示すデータである。
As shown in FIG. 19, the data generator 2A66 calculates the three-dimensional shape of the peripheral portion (lower
データ生成部２Ａ６６は、撮像部２Ａ１で取得された複数の位相シフト画像ＧＰに基づくことによって、検査対象物１０Ａにおける周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）の三次元形状に関する正確な周辺形状データＤＡを生成することができる。データ生成部２Ａ６６により生成された周辺形状データＤＡは、第１記憶部２Ａ６７に記憶されると共に、第１データ通信部２Ａ３を介してＸ線検査部３に送信される。データ生成部２Ａ６６による周辺形状データＤＡの生成が終了すると、第１搬送制御部２Ａ６２は、第１ステージ駆動部２Ａ５を制御して第１ステージ２Ａ２に、検査対象物１０ＡをＸ線検査部３へ搬出させる。
The data generation unit 2A66 generates accurate peripheral shape data regarding the three-dimensional shape of the peripheral portion (lower
図２０は、検査装置１Ａに備えられたＸ線検査部３の動作を説明する図である。Ｘ線検査部３の第２ステージ３３上に検査対象物１０Ａが載置されると、透過方向設定部３９３は、検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）を複数設定する。そして、撮像制御部３９４は、Ｘ線源３１と検査対象物１０ＡとＸ線検出器３２との位置関係が、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）を満たすように、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２を水平面上で移動させると共に、第２ステージ駆動部３７を介して第２ステージ３３を水平面上で移動させる。更に、撮像制御部３９４は、Ｘ線源駆動部３５を介してＸ線源３１によるＸ線の放射を制御すると共に、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２によるＸ線の検出を制御する。これにより、撮像制御部３９４は、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍをＸ線検出器３２から出力させる。
FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of the X-ray inspection section 3 provided in the
図２０に示すように、再構成部３９５は、検査対象物１０Ａの全体が収まる範囲を再構成対象領域ＡＲとして設定し（図２０（Ａ））、当該再構成対象領域ＡＲを複数のセルＡＲＣに分割する（図２０（Ｂ））。更に、再構成部３９５は、上記式（１）を用いて、透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍと、Ｘ線の透過距離ａｍｎとに基づいて、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを、逐次近似アルゴリズムに従い演算する。この際、再構成部３９５は、周辺検査部２Ａにより取得された周辺形状データＤＡを事前情報として参照する。具体的には、再構成部３９５は、図２０（Ｂ）に示すように、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、周辺形状データＤＡで示される周辺部（下面電極部品１００及び基板１２０）に属する少なくとも一部の周辺セルＡＲＣＢのＸ線の減衰率ｘｎについては、事前情報として所定の固定値（例えば「０；ゼロ」）に設定する。換言すると、再構成部３９５は、周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎについては固定値に設定した上で、検査対象物１０Ａの検査要部（半田部１０１）に対応した要部セルＡＲＣＡの減衰率ｘｎを演算することになる。
As shown in FIG. 20, the
図１９及び図２０（Ｂ）を参照してより具体的に説明すると、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、基板上面高さ位置データＤＡ１で示される位置よりも下側のセルと、部品上面高さ位置データＤＡ２で示される位置よりも上側のセルとを周辺セルＡＲＣＢとして認識する。更に、再構成部３９５は、部品下面端部位置データＤＡ４で示される位置よりも外側のセルについても周辺セルＡＲＣＢとして認識する。そして、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを演算する場合に、上記のようにして認識した周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎを、事前情報として所定の固定値に設定する。
More specifically, with reference to FIGS. 19 and 20B, the
これにより、検査対象物１０Ａに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定範囲に制限がある等の理由で投影データｂｍが不足している状況下においても、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣのうち、周辺セルＡＲＣＢ以外の検査要部（半田部１０１）に対応した要部セルＡＲＣＡにおけるＸ線の減衰率ｘｎとして、より適切な減衰率ｘｎを導出することができる。このため、再構成部３９５は、検査対象物１０Ａの検査要部（半田部１０１）に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。
As a result, the reconstruction target area AR can be configured even in a situation where the projection data bm is insufficient due to a limitation in the setting range of the transmission direction ψ(R, θ) of the X-rays with respect to the
検査装置１Ａの検査対象は、基板１２０上において半田部１０１によって接合された下面電極部品１００が存在する領域部分となる、上記の検査対象物１０Ａに限定されるものではない。検査装置１Ａの検査対象は、基板１２０上においてフィレット１１２によって接合されたリード１１１を有したリード部品１１０が存在する領域部分となる、検査対象物１０Ｂであってもよい。
The inspection target of the
検査対象物１０Ｂを検査する場合の周辺検査部２Ａ及びＸ線検査部３の動作については、既述の図１２及び図１３を参照して以下に説明する。
Operations of the
搬入コンベア４によって検査対象物１０Ｂが周辺検査部２Ａの第１ステージ２Ａ２上に搬入されると、照明部２Ａ０は、検査対象物１０Ｂに周期的な明暗パターン２Ａ０Ｐを持つ照明光Ｌ１を照射する。そして、位相シフト部２Ａ６５は、検査対象物１０Ｂに対する照明光Ｌ１の明暗パターン２Ａ０Ｐの位置をＢ方向に相対的に移動させる位相シフト動作を行う。この状態で撮像部２Ａ１は、位相シフト部２Ａ６５の位相シフト動作毎に、照明光Ｌ１が照射された検査対象物１０Ｂを撮像し、照明光Ｌ１の明暗パターン２Ａ０Ｐの位置が互いに異なる複数の位相シフト画像ＧＰを取得する。
When the
そして、データ生成部２Ａ６６は、撮像部２Ａ１により取得された複数の位相シフト画像ＧＰに基づいて、検査対象物１０Ｂの周辺部（リード部品１１０及び基板１２０）の三次元形状に関する周辺形状データＤＡを生成する（既述の図１２参照）。具体的に、データ生成部２Ａ６６は、基板上面高さ位置データＤＡ１と、部品上面高さ位置データＤＡ２と、リード上面高さ位置データＤＡ３と、リード外側面位置データＤＡ４とを含む位置データを、周辺形状データＤＡとして生成する。基板上面高さ位置データＤＡ１は、検査対象物１０Ｂの周辺部を構成する基板１２０の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。部品上面高さ位置データＤＡ２は、検査対象物１０Ｂの周辺部を構成するリード部品１１０の上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。リード上面高さ位置データＤＡ３は、リード１１１のフィレット１１２との接合部分、すなわちヒール部１１１ｃの上面の高さ位置に関する、基板１２０の下面からの距離データである。リード外側面位置データＤＡ４は、リード１１１の外方側の側面、すなわち脚部１１１ｂの外側面（背面１１１ｄとは反対側の面）の位置に関する、リード部品１１０の端縁からの距離データである。
Then, the data generation unit 2A66 generates peripheral shape data DA related to the three-dimensional shape of the peripheral portion (the
データ生成部２Ａ６６は、撮像部２Ａ１により取得された複数の位相シフト画像ＧＰに基づくことによって、検査対象物１０Ｂにおける周辺部（リード部品１１０及び基板１２０）の三次元形状に関する正確な周辺形状データＤＡを生成することができる。データ生成部２Ａ６６により生成された周辺形状データＤＡは、第１記憶部２Ａ６７に記憶されると共に、第１データ通信部２Ａ３を介してＸ線検査部３に送信される。データ生成部２Ａ６６による周辺形状データＤＡの生成が終了すると、第１搬送制御部２Ａ６２は、第１ステージ駆動部２Ａ５を制御して第１ステージ２Ａ２に、検査対象物１０ＢをＸ線検査部３へ搬出させる。
The data generation unit 2A66 generates accurate peripheral shape data DA regarding the three-dimensional shape of the peripheral portion (the
Ｘ線検査部３の第２ステージ３３上に検査対象物１０Ｂが載置されると、透過方向設定部３９３は、Ｘ線検出器３２によるＸ線の検出に際し、検査対象物１０Ｂに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）を複数設定する。そして、撮像制御部３９４は、Ｘ線源３１と検査対象物１０ＢとＸ線検出器３２との位置関係が、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）を満たすように、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２を水平面上で移動させると共に、第２ステージ駆動部３７を介して第２ステージ３３を水平面上で移動させる。更に、撮像制御部３９４は、Ｘ線源駆動部３５を介してＸ線源３１によるＸ線の放射を制御すると共に、検出器駆動部３６を介してＸ線検出器３２によるＸ線の検出を制御する。これにより、撮像制御部３９４は、透過方向設定部３９３により設定された透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍをＸ線検出器３２から出力させる。
When the
再構成部３９５は、検査対象物１０Ｂの全体が収まる範囲を再構成対象領域ＡＲとして設定し（既述の図１３（Ａ）参照）、当該再構成対象領域ＡＲを複数のセルＡＲＣに分割する（既述の図１３（Ｂ）参照）。更に、再構成部３９５は、上記式（１）を用いて、透過方向ψ（Ｒ，θ）毎の投影データｂｍと、Ｘ線の透過距離ａｍｎとに基づいて、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを、逐次近似アルゴリズムに従い演算する。この際、再構成部３９５は、周辺検査部２Ａにより取得された周辺形状データＤＡを事前情報として参照する。具体的には、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、周辺形状データＤＡで示される周辺部（リード部品１１０及び基板１２０）に属する少なくとも一部の周辺セルＡＲＣＢのＸ線の減衰率ｘｎについては、事前情報として所定の固定値（例えば「０；ゼロ」）に設定する。換言すると、再構成部３９５は、周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎについては固定値に設定した上で、検査対象物１０Ｂの検査要部（フィレット１１２）に対応した要部セルＡＲＣＡの減衰率ｘｎを演算することになる。
The
具体的に説明すると、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成する複数のセルＡＲＣのうち、基板上面高さ位置データＤＡ１で示される位置よりも下側のセルと、リード上面高さ位置データＤＡ３で示される位置よりも上側で且つリード外側面位置データＤＡ４で示される位置よりも外側のセルとを、周辺セルＡＲＣＢとして認識する。更に、再構成部３９５は、部品上面高さ位置データＤＡ２で示される位置よりも上側のセルについても周辺セルＡＲＣＢとして認識する。そして、再構成部３９５は、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣ毎のＸ線の減衰率ｘｎを演算する場合に、上記のようにして認識した周辺セルＡＲＣＢの減衰率ｘｎを、事前情報として所定の固定値に設定する。
More specifically, the
これにより、検査対象物１０Ｂに対するＸ線の透過方向ψ（Ｒ，θ）の設定範囲に制限がある等の理由で投影データｂｍが不足している状況下においても、再構成対象領域ＡＲを構成するセルＡＲＣのうち、周辺セルＡＲＣＢ以外の検査要部（フィレット１１２）に対応した要部セルＡＲＣＡにおけるＸ線の減衰率ｘｎとして、より適切な減衰率ｘｎを導出することができる。このため、再構成部３９５は、検査対象物１０Ｂの検査要部（フィレット１１２）に関して十分な画質の検査画像を生成することが可能となる。
As a result, the reconstruction target area AR can be configured even in a situation where the projection data bm are insufficient due to a limited setting range of the transmission direction ψ(R, θ) of the X-rays with respect to the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取り得る。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and the following modified embodiments are possible.
上記の実施形態では、周辺形状データＤＡを取得する周辺検査部として、ステレオカメラ２１を含む構成の周辺検査部２（図１及び図２）、位相シフト部２Ａ６５を含む構成の周辺検査部２Ａ（図１５及び図１６）について説明したが、このような構成に限定されるものではない。周辺検査部は、検査対象物１０Ａ，１０Ｂにおける周辺部の三次元形状に関する周辺形状データＤＡの取得が可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。例えば、光切断法やフォトメトリックステレオ法などが採用された構成を、周辺検査部としてもよい。
In the above embodiment, as the peripheral inspection units that acquire the peripheral shape data DA, the peripheral inspection unit 2 (FIGS. 1 and 2) configured to include the stereo camera 21, and the
光切断法は、投光光学系により生成されたライン状のレーザ光を検査対象物１０Ａ，１０Ｂに照射し、その反射光をイメージングセンサで受光し三角測距することで、検査対象物１０Ａ，１０Ｂにおける周辺部の三次元形状に関する周辺形状データＤＡを取得する手法である。光切断法では、検査対象物１０Ａ，１０Ｂを移動させることで、検査対象物１０Ａ，１０Ｂ全体の計測が行われる。フォトメトリックステレオ法は、検査対象物１０Ａ，１０Ｂを同一地点から照明の照射方向を変えた画像を複数枚撮像し、検査対象物１０Ａ，１０Ｂ中の各領域部分の明るさの変化に基づいて、検査対象物１０Ａ，１０Ｂにおける周辺部の三次元形状に関する周辺形状データＤＡを取得する手法である。 In the light-section method, the inspection objects 10A and 10B are irradiated with linear laser beams generated by a projection optical system, and the reflected light is received by an imaging sensor to perform triangular distance measurement. 10B is a method of acquiring peripheral shape data DA related to the three-dimensional shape of the peripheral portion. In the light section method, the entire inspection objects 10A and 10B are measured by moving the inspection objects 10A and 10B. In the photometric stereo method, a plurality of images of the inspection objects 10A and 10B are captured from the same point with different illumination directions, and based on the change in brightness of each region in the inspection objects 10A and 10B, This is a method of acquiring peripheral shape data DA relating to the three-dimensional shape of peripheral portions of the inspection objects 10A and 10B.
１，１Ａ 検査装置
２，２Ａ 周辺検査部
２１ ステレオカメラ
２６ 周辺検査制御部
２６４ データ生成部
２Ａ０ 照明部
２Ａ０Ｐ 明暗パターン
２Ａ１ 撮像部
２Ａ６ 周辺検査制御部
２Ａ６５ 位相シフト部
２Ａ６６ データ生成部
３ Ｘ線検査部
３１ Ｘ線源
３２ Ｘ線検出器
３９ Ｘ線検査制御部
３９３ 透過方向設定部
３９５ 再構成部
１０Ａ，１０Ｂ 検査対象物
１００ 下面電極部品（周辺部）
１０１ 半田部（検査要部）
１１０ リード部品（周辺部）
１１１ リード
１１２ フィレット（半田部：検査要部）
１２０ 基板（周辺部）
ＡＲ 再構成対象領域
ＡＲＣ セル
ＡＲＣＡ 要部セル
ＡＲＣＢ 周辺セル
ＤＡ 周辺形状データ
ＤＡ１ 基板上面高さ位置データ
ＤＡ２ 部品上面高さ位置データ
ＤＡ３ 部品下面高さ位置データ、リード上面高さ位置データ
ＤＡ４ 部品下面端部位置データ、リード外側面位置データ
ＧＩ 検査画像
ＧＰ 位相シフト画像
ＧＳ ステレオ画像
Ｌ１ 照明光
ａｍｎ 透過距離
ｂｍ 投影データ
ψ（Ｒ，θ） 透過方向
ｘｎ 減衰率
1,
101 solder part (main part for inspection)
110 lead parts (periphery)
111
120 substrate (periphery)
AR Reconstruction target area ARC Cell ARCA Main cell ARCB Peripheral cell DA Peripheral shape data DA1 Board top surface height position data DA2 Component top surface height position data DA3 Component bottom surface height position data, lead top surface height position data DA4 Component bottom surface edge Part position data, lead outer surface position data GI Inspection image GP Phase shift image GS Stereo image L1 Illumination light amn Transmission distance bm Projection data ψ(R, θ) Transmission direction xn Attenuation rate
Claims (4)
前記周辺部の三次元の形状に関する周辺形状データを取得する周辺検査部と、
前記周辺形状データを参照しつつ、前記検査要部を含む前記検査対象物全体のＸ線画像からなる検査画像を生成するＸ線検査部と、を備え、
前記Ｘ線検査部は、
前記検査対象物にＸ線を照射するＸ線源と、
前記検査対象物を透過したＸ線を検出し、当該Ｘ線の強度に基づく投影データを出力するＸ線検出器と、
前記検査対象物に対するＸ線の透過方向を複数設定する透過方向設定部と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を制御し、前記Ｘ線検出器によって前記透過方向毎の前記投影データを出力させる撮像制御部と、
前記検査対象物の全体が収まる範囲を再構成対象領域として設定して当該再構成対象領域を複数のセルに分割し、前記透過方向毎の前記投影データと、各前記セル内をＸ線が透過する距離を示す透過距離とに基づいて、前記セル毎のＸ線の減衰率を逐次近似アルゴリズムに従い演算することにより、画像の再構成を行って前記検査画像を生成する再構成部と、を含み、
前記再構成部は、前記周辺形状データに基づいて、前記再構成対象領域を構成する前記複数のセルのうち、前記周辺部に属する周辺セルを認識し、前記セル毎のＸ線の減衰率を演算する場合に、少なくとも一部の前記周辺セルのＸ線の減衰率については、事前情報として所定の固定値に設定する、検査装置。 An inspection apparatus for inspecting an inspection object having an inspection main part and a peripheral part therearound,
a peripheral inspection unit that acquires peripheral shape data regarding the three-dimensional shape of the peripheral portion;
an X-ray inspection unit that generates an inspection image consisting of an X-ray image of the entire inspection object including the inspection main part while referring to the peripheral shape data;
The X-ray inspection unit
an X-ray source that irradiates the inspection object with X-rays;
an X-ray detector that detects X-rays that have passed through the inspection object and outputs projection data based on the intensity of the X-rays;
a transmission direction setting unit that sets a plurality of X-ray transmission directions for the inspection object;
an imaging control unit that controls the X-ray source and the X-ray detector and causes the X-ray detector to output the projection data for each of the transmission directions;
A range in which the entire inspection object is accommodated is set as a reconstruction target area, and the reconstruction target area is divided into a plurality of cells, and the projection data for each of the transmission directions and the X-rays are transmitted through each of the cells. a reconstruction unit that reconstructs an image to generate the inspection image by calculating the attenuation rate of the X-ray for each cell according to the iterative approximation algorithm based on the transmission distance indicating the distance to ,
The reconstruction unit recognizes peripheral cells belonging to the peripheral portion among the plurality of cells forming the reconstruction target area based on the peripheral shape data, and calculates an X-ray attenuation rate for each cell. The inspection apparatus, wherein, when calculating, the X-ray attenuation rate of at least some of the peripheral cells is set to a predetermined fixed value as prior information.
前記検査対象物を複数の異なる方向から撮像することでステレオ画像を取得するステレオカメラと、
前記ステレオ画像に基づいて、前記周辺部の前記周辺形状データを生成するデータ生成部と、を含む、請求項１に記載の検査装置。 The peripheral inspection unit
a stereo camera that acquires stereo images by imaging the inspection object from a plurality of different directions;
2. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a data generator that generates said peripheral shape data of said peripheral portion based on said stereo image.
前記検査対象物に周期的な明暗パターンを持つ照明光を照射する照明部と、
前記検査対象物に対する前記照明光の明暗パターンの位置を、明暗パターンの繰り返し方向に相対的に移動させる位相シフト動作を行う位相シフト部と、
前記位相シフト部の前記位相シフト動作毎に、前記照明光が照射された前記検査対象物を撮像し、前記照明光の明暗パターンの位置が互いに異なる複数の画像を取得する撮像部と、
前記複数の画像に基づいて、前記周辺部の前記周辺形状データを生成するデータ生成部と、を含む、請求項１に記載の検査装置。 The peripheral inspection unit
an illumination unit that irradiates the inspection object with illumination light having a periodic light-dark pattern;
a phase shift unit that performs a phase shift operation of relatively moving the position of the light-dark pattern of the illumination light with respect to the inspection object in the direction in which the light-dark pattern is repeated;
an imaging unit that captures an image of the inspection object irradiated with the illumination light for each phase shift operation of the phase shift unit, and acquires a plurality of images in which the positions of light and dark patterns of the illumination light are different from each other;
2. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a data generator that generates said peripheral shape data of said peripheral portion based on said plurality of images.
前記周辺検査部は、前記基板の上面の高さ位置に関する基板上面高さ位置データと、前記リードの前記半田部との接合部分の上面の高さ位置に関するリード上面高さ位置データと、前記リードの外方側の側面の位置に関するリード外側面位置データとを少なくとも含む位置データを、前記周辺形状データとして取得し、
前記再構成部は、前記再構成対象領域を構成する前記複数のセルのうち、前記基板上面高さ位置データで示される位置よりも下側のセルと、前記リード上面高さ位置データで示される位置よりも上側で且つ前記リード外側面位置データで示される位置よりも外側のセルとを前記周辺セルとして認識し、当該周辺セルのＸ線の減衰率を前記固定値に設定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。 The object to be inspected is an area portion on a substrate where a lead component having a lead joined by a solder portion exists, the main inspection portion is composed of the solder portion, and the peripheral portion is the lead component. and the substrate,
The peripheral inspection unit includes board top surface height position data regarding the height position of the top surface of the board, lead top surface height position data regarding the height position of the top surface of the joint portion of the lead with the solder portion, and the lead top surface height position data. acquiring position data including at least lead outer surface position data relating to the position of the outer side surface of the lead as the peripheral shape data;
The reconstruction part is indicated by the lead top surface height position data and cells below the position indicated by the substrate top surface height position data, among the plurality of cells constituting the reconstruction target area. 2. A cell above the position and outside the position indicated by the lead outer surface position data is recognized as the peripheral cell, and the X-ray attenuation rate of the peripheral cell is set to the fixed value. 4. The inspection device according to any one of 1 to 3.
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