JPH02501411A - エレクトロニクスの検査のための自動ラミノグラフシステム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロニクスの検査のための 自動ラミノブラフシステム 発明の分野 この発明は一般に断層撮影法の技術に関し、特に製造された電子品目の高速、高 解像度検査のためのコンピユータ化されたラミノブラフシステムに関する。

発明の背景 電子素子の半田付けおよび組立に対する高速で正確な品質管理検査はエレクトロ ニクスの製造産業において主要種目になっている。部品及び半田接続部の減少し た寸法、回路基板の上の部品の増大した実装密度、および半田接続部を視覚から 隠された素子パッケージの下に置く表面装着技術（ＳＭＴ）の到来は、電子素子 および素子間の電気的接続部の迅速で正確な検査が製造環境において行なうのを 非常に難しくした。

電子素子および接続部の多くの既存の検査システムは、素子および接続部の内部 構造を表わす特徴を示す画像を形成するために透過放射を利用している。これら のシステムは透過放射がＸ線を含む従来のラジオグラフィック技術をしばしば使 っている。たとえば胸、腕、脚、背骨、など人体の種々の部分の医学Ｘ線写真は おそら〈従来のラジオグラフィック画像の最もなじみやすい例であろう。形成さ れた画像または写真は、検査される対象物がＸ線のビームによって照らされた際 にできるＸ線陰影を表わす。Ｘ線陰影はフィルムなどのようなＸ線感光材料また は他の適切な手段によって検出および記録される。

Ｘ線陰影またはラジオグラフの外見は対象物の内部的構造特性によって決定され るだけでなく、入射するＸ線が対象物に当たる方向によっても決まる。したがっ て、Ｘ線陰影画像の完全な解釈および分析は、人間によって視覚的に行なわれる またはコンピュータによって数値的に行なわれるどちらにしろ、対象物の特性お よびＸ線ビームに対する配向に関して特定の仮定が必要である。たとえば、対象 物の形、内部構造など、また対象物に対する入射Ｘ線の方向に関して特定の仮定 を定めることはしばしば必要である。

これらの仮定に基づいて、Ｘ線画像の特徴は分析されて画像フィーチャを作成し た対象物の対応する構造的特性、たとえば半田付は接続部の欠陥の位置、寸法、 形などが決定される。これらの仮定によってしばしば曖昧さが生じ、画像の解釈 およびＸ線陰影画像の分析に基づいた決定の信頼性を低下させる。従来のラジオ グラフの分析においてこのような仮定の使用から帰着する主要曖昧さの一つは、 対象物内の構造的特性の小さな変形、例えば半田接続部内の欠陥の形、密度、お よび大きさは、しばしば半田接続部自身の、さらに隣接する半田接続部、電子素 子、回路基板およびその他の物体の重なった陰影（ｏｖｅｒｓｈａｄｏｗｉｎｇ ）のかたまりによってしばしばマスクされる。重なった陰影の塊および隣接する 物体はそれぞれの半田接合に対して普通は異なるので、個々の半田接合内の半田 欠陥の形、大きさおよび位置を正確に判断するための十分な仮定を立てるのは非 常に煩雑でありしばしばほとんど不可能である。

これらの欠点を補償する試みとして、いくつかのシステムは対象物を複数の角度 から見る機能を組込んでいる。この付加的観測はＸ線陰影投影画像にある曖昧さ を部分的に解決させることができる。しかし、複数の観測角度の使用は複雑な機 械的取扱いシステムを必要とし、しばしば５つもの独立した非直交の運動軸を要 求する。この機械的複雑さのレベルは増大した経費、増大した大きさおよび重さ 、より長い検査時間、低下したスルーブツト、機械的複雑性による損なわれる位 置決め精度、運動軸の非直交性によるキャリブレーションおよびコンピュータ制 御の複雑性をもたらす。

上記で説明した従来のラジオグラフ技術に関連する多くの問題は、検査する対象 物の断面画像を作ることによって軽減することができる。ラミノブラフやコンピ ユータ化断層撮影法（ＣＴ）のような断層撮影性技術はしばしば医学の応用にお いて使われて断面画像または人体部分画像を作り出す。医学の応用では、これら の技術は広く成功を収めているが、その理由は主として１または２ｍｍ　（０， ０４から０．０８インチ）の等級の比較的低い解像度で満足できるからでありか つ速度およびスループット要件が対応する産業要件はど厳しくないからである。

しかし、検査の精度および／または速度における欠点が原因で産業の応用では商 業的成功を収めたラミノブラフ検査システムはない。

これは既存のラミノブラフシステムが産業的検査問題を解決するのに必要な高度 な位置づけ精度および画像解像度を達成しつつ生産環境において実務的であるた めに必要な速度での操作が不可能であったからである。

エレクトロニクス検査の場合、そしてより特定的に半田接合のような電気的接続 部の検査のために、数μｍの等級の画像解像度、たとえば２０μｍ　（０，００ ０８インチ）が必要である。さらに、産業的半田接合検査システムは産業的生産 ラインで使用するのに実務的であるためには毎秒多数の画像を発生させなければ ならない。こうして、ラミノブラフシステムはエレクトロニクス検査に必要なス ピードおよび精度要件を達成することができなかった。

断面画像を製作するためのラミノブラフシステムはいくつかの形をとっている。

１つのシステムが「ラミノブラフ器具Ｊ　”ＬＡＭＩＮＯＧＲＡＰＨＩＣＩＮＳ ＴＲＵＭＥＮＴ”と題された米国特許第３，９２８．７６９号、で説明されてい る。そこで説明されている放射ソースおよびディテクタは機械的に結合されてソ ースおよびディテクタの必要な幾何学および同期動作を達成する。この形式のシ ステムは放射ソース、検査する対象物およびディテクタを含め高い質量要素のい くつかの組合わせである比較的高い質量を動かさなければならないという欠点が ある。Ｘ線管やカメラ装置が使われるときはこれは特に難しくなる。このシステ ムの速度は、これらの比較的大きい質量を迅速にまた正確に動かすのが非常に難 しいという事実によって厳しく制限されている。このシステムはまた多くの複雑 な動く部分の時間の経過に伴う不正確および劣化によって、得られる解像度に制 限がある。

「コンピュータ化断層撮影法システム」　“ＣＯＭＰＵＴＥＲＩＺＥＤ　ＴＯＭ ＯＧＲＡＰＨＹ　ＳＹＳＴＥＭ’と題された米国特許第４．２１１．９２７号で 説明されている別のシステムでは、放射ソースおよびディテクタの機械的動作は タイミングが同じコンピュータによって制御されている別のステップモータによ って電子的に駆動されている。各部品の動作はそれぞれの所定の中央キャリブレ ーション位置を基準にする。こうして、ソースおよびディテクタが同じコンピュ ータによって駆動されているが、ソースの位置をディテクタの位置と相関させる 直接のリンクはない。このシステムの性能は質量をもった放射ソースおよびディ テクタが振動されるスピード、および可動部分の精度、同期、安定性によっても 制限されている。

「人体層を画像化するための装置」　“ＤＥＶＩＣＥ　ＦＯＲＩＭＡＧＩＮＧ　 ＬＡＹＥＲ５ＯＦ　Ａ　ＢＯＤＹｏと題された米国特許第４，５１６，２５２号 では、それぞれが異なる位置で間隔があけられて固定されている複数個の放射ソ ースが単一の振動ソースの代わりに使われている。画像ディテクタの位置は複数 ソースの作動に伴って同期して電子的に動かされる。このアプローチは放射ソー スおよびディテクタを機械的に動かす固有の問題をなくすが、複数の放射ソース を必要とするコストという欠点を負う。結果の画像品質も、放射ソース位置の育 限数によってピンボケ特徴の望ましいブレが連続的ではなくやや不連続であるの で低下する。したがって不要なフィーチャが複数個のはっきりしたアーティファ クトとして画像に残る。

「人体切断面のスクリーン画像を作成するための装置」’ＤＥＶＩＣＥ　ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ　５ＣＲＥＥＮＩＮＧ　ＩＭＡＧＥＳ　ＯＦ　ＢＯＤＹ　５ ＥＣＴＩＯＮＳ“と題された米国特許第２．６６７．５８５号は静止したＸ線管 を示し、放射ソースの動きはＸ線管の電子ビームの静電偏向によって与えられ、 電子ビームが平坦なターゲットアノードの表面の上の経路をトレースさせる。Ｘ 線管の反対側には電子光学を含むディテクタ画像管があり、結果の電子画像を静 止ディテクタに偏向させる。Ｘ線管の偏向回路および画像管の偏向回路はＸ線ソ ースの動きおよびディテクタの結果の画像の偏向を同時に駆動させるために同じ 電圧源から駆動されている。このようにこのシステムは放射ソースおよびディテ クタを機械的に動かすのに関連した欠点の多くを避ける。しかし、このシステム はビームがターゲット表面の上を掃引しながら電子ビームの焦点およびエネルギ を一貫して維持する設備はない。これはＸ線スポットを大きさおよび強度両方に おいて変化させ、デバイスで得ることができる解像度を厳しく制限する。電子画 像を偏向するための電子光学の使用もこのデバイスで得られる検出解像度を制限 する。画像が広い角度で偏向されるとこの問題は特に厳しくなる。同様に、Ｘ線 スポットを位置づける精度もビームが厳しい角度で偏向されると失われる。これ らの特性は実質的にこの技術で得られる解像度を制限する。さらに、この技術は 比較的小さい画角の範囲の操作のみ実務的であり、不要なフィーチャの望ましい 断層放射線的プレ効果を制限して結果として焦点の面に対して正規の方向の解像 度を制限する。

上記で説明したラミノブラフシステムのすべては人体切断面ラジオグラフィを行 なうことに向けられており、そのため、迅速に連続した高解像度画像を作成する ためには設計されていない。さらに、このようなシステムは連続したデニーティ サイクルあるいはエレクトロニクスの製造と一致する環境で操作する必要はない 。

現在側われているエレクトロニック検査システムに見られる多くの不備は高解像 度、高速ラミノブラフシステムによって克服することができる。このようなシス テムは特に電子アセンブリでの半田接合のような電気的接続部の検査に適する。

半田接合の高解像度ラミノブラフは接合の品質を示す半田接合におけるフィーチ ャをはっきりと明らかにすることができる。残念ながら、ラミノブラフ技術を産 業検査環境で使う試みは多く行なわれてきたが、今までのシステムは低い画像解 像度または禁止的に長い検査時間またはこの両方が原因で最適の性能に達してい ない。解像度を向上させるために使われた今までの技術は常に長い検査時間に帰 着していた。同様に、検査時間を減らすために採用された今までの技術は画像解 像度を一般に犠牲にしてきた。

したがって産業環境においてエレクトロニクスを検査することができる高速で、 高解像度の産業ラミノブラフシステムの必要性がある。

発明の要約 本発明は印刷回路基板に装着されている電子部品間の電気的接続部の検査のため の装置および方法に向けられている。この発明は接続部の断面画像を作成し、そ れがコンピュータ援助画像分析システムによって分析される。断面画像は自動的 に分析され接続部の欠陥を識別してその位置を捜し、接続部の工程特性を決定す る。欠陥の位置および種類または工程特性を示す画像分析の報告が用意されてユ ーザに呈示される。

より特定的に、本発明は印刷ワイヤリング基板アセンブリおよびその他の電子素 子とアセンブリの上の半田接合のための目動ラミノブラフ検査システムを提供す る。中央データ処理および制御ユニットが検査する品目を位置づけ、ラミノブラ フ画像の形成を制御し、画像データを分析し、画像データの分析に基づいて検査 している品目の特性および受容度に関して決定を下し、検査工程の結果をユーザ に伝える。

本発明の検査システムは、代替システムおよび方法に対していくつかの重大な利 点を有する。したがって、本発明の性能が、これらの代替システムおよび方法に 対して優れているのは、一部は、画像の高解像度、画像の断面フォーマット、画 像の自動的迅速入手および分析によるためである。

この発明は有利にＸ線うミノグラフの技術を使って高解像度断面画像を得る。こ の発明は不必要な複雑な運動に頼ることなくアーティファクトのラミノブラフの ブレを最適化するために放射ソースおよびディテクタの円形運動を用いる。放射 ソースの正確な円形回転は、静止Ｘ線管内の電子ビームがＸ線管のアノードに円 形の経路を描かせること部分をなくす。ラミノブラフ画像を発生させるために必 要な唯一の機械的動作はディテクタの回転である。キャリプレートされたフィー ドバックシステムは、ラミノブラフ画像の形成中の回転Ｘ線ソースおよびディテ クタの整列および同期化に影響するシステムの機械的部品における不正確さを補 償することによってシステムの精度をさらに向上させる。フィードバックシステ ムはディテクタの位置をＸ線ソースの位置と統合させて画像の取得中のソースお よびディテクタの連続した正確な整列を確実にする。

本発明の高解像度高速ラミノブラフ検査システムは、高い検査率を次の態様によ って維持しながら、半田接続部、電子素子およびその他のアセンブリの高解像度 断面画像を作成する。回転するＸ線ソースおよびディテクタは回転するＸ線シャ ドーグラフ画像を作成してＸ線画像を可視光画像に変換する螢光スクリーンディ テクタの上に射突する。

Ｘ線ソースの回転は電子的に達成され、したがって不正確で複雑な機械的機構を なくす。螢光スクリーンは回転Ｘ線ソースと反対に位置づけられている回転盤で 支えられている。スクリーンは回転Ｘ線ソースの軌跡によって規定される平面に 平行な平面で回転し、Ｘ線ソースと共通の回転軸に対して回転する。回転盤の上 にはさらに、螢光スクリーンの画像を静止カメラによって観測させる２つの鏡を 含む光学非回転アセンブリが装着されている。こうして断面画像を形成するため に必要な唯一の機械的動作は回転盤の回転であり、これは一定の速度で回転でき 、システムの機械的局面をかなり簡単にする。

画像解像度は検査する対象物の幾何学的拡大を与えるように配置されている微小 焦点Ｘ線ソースを使うことによってさらに向上される。

ソースおよびディテクタの正確な整列は高解像度画像の作成に貢献し、フィード バックシステムによって維持されている。フィードバックシステムはＸ線管内の 電子ビームの偏向回路を回転している回転盤の位置と同期して駆動させることに よって、回転ソーススポットおよび螢光スクリーンの正確な整列を維持する。こ のフィードバック技術は、精密位置エンコーダによって決定される回転盤の実際 の位置に基づいてＸ線ソースの偏向回路に発行されるべき精度信号を示す座標の ルックアップテーブルをメモリにストアすることによって、先行技術のラミノブ ラフシステムよりもより高い精度を可能とする。フィードバックシステムは位置 エンコーダから回転盤の位置を示す入力データを受取り、ルックアップテーブル から対応する座標を検索し、それに応じてＸ線管の偏向回路を駆動させる。ソー ススポットおよび回転盤の整列は適当な座標のルックアップテーブルを発生させ る手順で周期的にキャリプレートされる。こうしてラミノブラフシステムの精度 は、回転盤の回転の速度、回転盤の整合、ターゲットアノードの形および検査ジ オメトリを決定する他の精密なパラメータの小さな不精度及び変化にかかわらず 維持されている。

印刷ワイヤ基板または検査する他の対象物はコンピュータ制御によって自動的に 操作することができる機械的取扱いシステムの上に支持され、対象物の望ましい 部分を観測下に順々に持ってくるような態様で対象物を動かす。

Ｘ線うミノグラフシステムによって得られた半田接合の高解像度断面画像は自動 的に分析される。強力なコンピュータシステムが、半田接合の断面画像の取得を 効率的にまた自動的に制御するために、画像の特性を測るために、その特性を半 田欠陥の特定の種類と関連づけてそれに応じて品目の品質の受容性に関して決定 を下すために、平行処理を用いる。画像分析の結果は出力フォーマットのいかな る変形においてユーザに伝えられる。

本発明の１つの局面は、電気的部品および部品が装着されている回路基板との間 の半田接続部の品質を検査および分析するための回路基板検査装置である。回路 基板検査装置は半田接続部のＸ線うミノグラフ断面画像を作成する。

画像は自動的に取得、デジタル化および分析される。回路基板検査装置はＸ線ソ ースを含み、電子ビームが射突するターゲットの位置からＸ線が放射される。電 気ステアリング装置が電子ビームをターゲットの異なる位置に偏向させる。ステ アリング装置は電子ビームを軸に対して回転させてターゲット上の実質的に円形 の経路をトレースさせることができ、Ｘ線ソースを第１の円形パターンで移動さ せる。

第１の円形パターンは第１の面を規定する。

回路基板検査装置は半田接続部および回路基板を透過したＸ線ソースによって生 じたＸ線を受けるために位置づけられるＸ線ディテクタをさらに含む。Ｘ線ディ テクタは透過Ｘ線によって形成されたＸ線画像に対応する光学画像を作成する変 換スクリーンを含む。Ｘ線ディテクタはさらに、軸に対して回転し第２の円形パ ターンを規定する実質的に円形な経路に沿って移動するように変換スクリーンを 移動させるための手段を含む。第２の円形パターンは第１の面に対して実施的に 平行である第２の面を規定する。Ｘ線ディテクタはさらに回転変換スクリーンか らの光学画像を静止光学画像面に伝達する光学非回転装置を含み、さらに光学画 像を検出するために静止光学画像面に位置づけられているカメラを含む。カメラ は光学画像に対応する電子出力を有する。

回路基板検査装置は、Ｘ線断面ラミノブラフ画像の光学画像表現が静止画像面で 形成されるように、Ｘ線ソースおよび変換スクリーンの円形運動を同期化させる ための制御システムを含む。制御システムは第２の円形パターンに沿って変換ス クリーンの位置をモニタし、スクリーン位置に対応する座標を伝えるセンサを含 む。制御システムはさらにセンサから座標を受取り対応する信号をステアリング 装置に伝えるルックアップテーブルを含み、Ｘ線ソースの運動を変換スクリーン の運動と同期させる。

回路基板検査装置は半田接続部の断面画像を分析するためのデジタル画像処理シ ステムをさらに含む。画像処理システムは、カメラからの電子画像信号を受取り 半田接続部のＸ線断面画像と対応する画像のデジタル表現を形成するための画像 デジタイザを含む。画像処理システムは、デジタル画像の所定領域をアクセスし かつ半田欠陥の特定の種類を示す特定的フィーチャの所定の−そろいの命令に従 って領域を分析するためにプログラムされたプログラム可能制御計算セクション を含む。

二の発明の好ましい実施例では、Ｘ線ソースは操舵可能電子ビームＸ線管を含む 。さらに好ましくは、電気ステアリング装置はコイルを含み、磁界を生じさせて 電子ビームと相互作用してそれを偏向させる。特定の好ましい実施例では、変換 スクリーンはタングステン酸カドミニウムシンチレーション材料を含む。

好ましくは、断面画像は第１および第２の面と平行で回転軸と交差する半田接続 部内の面と対応する。半田接続部の画像面はＸ線ソースとＸ線ディテクタの間に 位置づけられて画像面から第１の面への距離が画像面から第２の面への距離より も小さい。

好ましくは、変換スクリーンを動かすための手段は、軸に対して回転しかつ上に 変換スクリーンが装着されている回転盤をさらに含む。光学非回転装置は回転盤 に装着されている第１および第２の鏡を含む。鏡は回転軸に関してまた第１およ び第２面に関して約４５°の角度で配向されている。第１の鏡は変換スクリーン から光学画像を受取り第２の鏡に映す。第２の鏡は画像をさらに静止画像面に映 す。

さらに好ましくは、第２の鏡は回転軸と交差する。

特定の好ましい実施例では、カメラは低い光レベルビデオカメラを含む。低い光 レベルカメラはシリコン強化ターゲット螢光増倍管を含む。さらに好ましくは、 デジタル画像処理システムは複数の平行画像処理装置を含む。

この発明のこの局面に従って、装置は好ましくは回路基板を動かすための位置決 めテーブルを含む。

本発明の他の局面は、印刷回路基板の上に装着されている電気部品間の電気的接 続部を検査するための装置である。

装置は電気的接続部の断面画像を作成するための画像システムと、断面画像を分 析するための画像分析システムとを含む。好ましくは、画像システムはＸ線ソー スおよびＸ線ディテクタを含む。さらに好ましくは、画像システムは、電気的接 続部に関してＸ線ソースおよびＸ線ディテクタの運動によって作成される電気接 続部のＸ線うミノグラフを作成する。Ｘ線ソースの動きは電気的手段によって発 生され、Ｘ線ディテクタの動きは電子機械的手段によって発生される。Ｘ線ソー スおよびＸ線ディテクタの動きは電気的フィードバックシステムによって同期化 および制御される。

好ましくは、Ｘ線ソースおよびＸ線ディテクタの動きは実質的に円形でありソー ス面およびディテクタ面を規定する。

特定の好ましい実施例では、ソース面およびディテクタ面は実質的に平行である 。

この発明のこの局面の代替の実施例では、画像システムはコンビコータ化された 断層撮影システムを含む。

この発明のこの局面は、電気的部品が電気接続パッドを含み、回路基板が電気接 続パッドを含むところで特に有用である。電気接続部は電気的部品コネクタパッ ドと回路基板コネクタパッドとの間に導電性のボンドを含む。たとえば、電気接 続部は電気的部品接続パッドおよび回路基板接続パッドとの間に半田ボンドを含 むこともできる。

この発明のこの局面の好ましい実施例では、画像分析システムは断面画像におい て特定のフィーチャを捜す。画像分析システムは画像の所定の位置で断面画像に 対して所定のテストを行なうことによって特定のフィーチャを識別する。たとえ ば、特定のフィーチャの１つは半田橋絡欠陥を含むかもしれない。画像分析シス テムは半田ボンドを囲む境界に沿って一連の差分画像強度グレイ値を計算し、差 分グレイ値を所定のしきいグレイ値と比較する。半田橋絡欠陥は画像分析システ ムによって、差分画像強度グレイ値がしきい値を越える境界に沿った箇所におい て識別される。

特定フィーチャの他の例は接続部に存在する半田の量である。この例では、画像 分析システムは半田接続部の３つの異なる部分に対応する断面画像の３つの領域 を規定し、３つの領域の各々に対して平均画像強度を計算し、平均画像強度を第 １セツトおよび第２セツトの所定しきい値と比較する。画像分析システムは、平 均強度が第１セツトおよび第２セツトの両しきい値より小さい箇所を欠落半田欠 陥として識別する。代わりに、画像分析システムは平均強度が第１セツトのしき い値より小さくかつ第２セツトのしきい値よりも大きい箇所を不十分な半田の欠 陥として識別する。

本発明の別の局面は、対象物のＸ線うミノグラフを作成するための装置である。

装置はＸ線ソースを含み、そのＸ線はターゲットに射突する電子ビームによって 作られ、さらに電気ステアリング装置を含み、電子ビームをターゲットの異なる 部分に偏向してＸ線ソースによって作られるＸ線の位置を移動させる。装置はＸ 線ソースによって作成されたＸ線を受取るために位置づけられたＸ線ディテクタ をさらに含み〜またＸ線ディテクタの位置を移動させるための手段も含む。装置 はさらに、Ｘ線ソースの動きをＸ線ディテクタの動きと同期化させるためのフィ ードバックシステムをも含む。好ましくは、装置はテスト対象物を含み、テスト 対象物がＸ線ソースとＸ線ディテクタの間に位置づけられたときにＸ線ディテク タに画像を形成する。フィードバックシステムは、Ｘ線ディテクタおよびＸ線ソ ースがテスト対象物に相対して動くにつれテスト対象物の画像がＸ線ディテクタ の上の所定の位置に位置づけられるようにディテクタの動きに応答して、電気的 ステアリング装置を駆動させる。

この発明のこの局面の好ましい実施例において、フィードバックシステムはＸ線 ソースが第１の面を形成する第１の回転軸に対して第１の円形経路を進み、そし てＸ線ディテクタを動かす手段はＸ線ディテクタが第２の面を形成する第２の回 転軸に対して第２の円形経路を進ませる。好ましくは、第１の面は第２の面に対 して実質的に平行である。

さらに好ましくは、第１の軸は第２の軸に対して実質的に同−広がりであり、第 １の円形経路および第２の円形経路は実質的に同じ回転軸を有する。

本発明のさらに他の局面は、印刷回路基板の上に装着された電気的部品間の電気 接続部を検査する方法である。この方法は電気接続部の断面画像を発生させるス テップと断面画像を分析するステップを含む。好ましくは、断面画像を発生させ るステップは、Ｘ線ソースでＸ線を生じるステップと、Ｘ線ディテクタでＸ線を 検出するステップと、電気的接続部のＸ線うミノグラフを作成するステップとを 含む。Ｘ線うミノグラフを作成するステップは、Ｘ線ソースおよびＸ線ディテク タを電気接続部に関して動かすステップをさらに含む。ｘｌｌラミノブラフ作成 するステップは、さらに電気的手段によってＸ線ソースを動かすステップと、電 子機械的手段によってＸ線ディテクタを動かすステップと、Ｘ線ソース及びＸ線 ディテクタの動きを電気的フィードバックシステムによって同期させるステップ とを含む。

この発明のこの局面に従った好ましい方法では、断面画像を分析するステップは 、断面画像における特定フィーチャを捜すステップと、特定フィーチャを識別す るために画像の所定位置で断面画像に対して所定のテストを行なうステップをさ らに含む。

断面画像を分析するステップは有利的に、１つの電気的接続部を囲む境界に沿っ て一連の差分画像強度グレイ値を計算するステップと、差分グレイ値を所定のし きいグレイ値と比較するステップとを含む。この方法はさらに好ましくは、計算 された差分画像強度グレイ値がしきい値を越える境界に沿った箇所を識別し、半 田橋絡欠陥の位置を示すステップを含む。

代替として、断面画像を分析するステップは、電気接続部の３つの異なる部分と の対応する断面画像の３つの領域を規定するステップと、３つの領域のそれぞれ の平均画像強度を計算するステップと、平均画像強度を第１セツトおよび第２の セットの所定しきい値と比較するステップとを含む。断面画像を分析するステッ プは、平均強度が第１セツトおよび第２セツトの両しきい値よりも少ない箇所を 識別し、その位置が欠落した半田欠陥として示すステップとを含む。代替として 、断面画像を分析するステップは、平均強度が第１セツトのしきい値よりも小さ くかつ第２セツトのしきい値よりも大きい場所を識別しその位置を不十分な半田 欠陥として示すステップとを含む。

本発明のさらに他の局面は、対象物のＸ線うミノグラフを作成する方法であり、 Ｘ線がターゲットに射突する電子ビームによって作られるＸ線ソースを設けるス テップと、電子ビームをターゲットの異なる位置に向けて、Ｘ線がＸ線ソースに よって作成される位置を動かすステップとを含む。この方法はさらに、Ｘ線ディ テクタでＸ線ソースによって作られたＸ線を検出し、Ｘ線ディテクタの位置を動 かし、フィードバックシステムでＸ線の発生の位置の動きをＸ線ディテクタの動 きと同期化させるステップとをさらに含む。

好ましくは、この発明のこの局面に従ったこの方法は、Ｘ線ソースとＸ線ディテ クタの間にテスト対象物を位置づけテスト対象物がＸ線ディテクタの上に画像を 形成するステップをさらに含む。この方法は、テスト対象物の画像がＸ線ディテ クタとＸ線作成の位置がテスト対象物に相対して動くにつれＸ線ディテクタの上 の所定の位置に位置づけられるようにディテクタの動きに応答してフィードバッ クシステムを駆動させるステップをさらに含む。

本発明の別の局面は、回路基板の上の電気的部品の間の半田接続部の半田橋絡欠 陥を検出する方法である。この方法は、半田接続部の断面画像を作成するステッ プと、半田接続部の断面画像のまわりを囲む境界に沿って一連の差分画像強度グ レイ値を計算するステップと、差分グレイ値を所定のしきいグレイ値と比較する ステップと、計算した差分画像強度グレイ値がしきい値を越えるボークに沿った 箇所を識別するステップとを含む。

本発明のさらに他の局面は、回路基板の上の電気的部品の間の半田接続部に半田 欠陥を検出するステップを含む。

この方法は、半田接続部の断面画像を作成し、半田接続部に対応する断面画像の 領域を規定し、その領域に対する平均画像強度を計算し、平均画像強度を第１セ ツトおよび第２セツトの所定しきい値と比較するステップを含む。好ましくは、 この方法はさらに断面画像の領域内における第１の窓、第２の窓、および第３の 窓を規定するステップを含む。第１の窓は半田接続部の第１の部分と対応し、第 ２の窓は半田接続部の第２の部分と対応し、第３の窓は半田接続部の第３の部分 と対応する。この方法は好ましくは、第１の窓に対応する第１の平均画像強度、 第２の窓に対応する第２の平均画像強度、および第３の窓に対応する第３の平均 画像強度を計算するステップを含む。この方法は好ましくは・半田接続部の第１ の部分と対応する第１の所定しきい値、半田接続部の第２の部分と対応する第２ の所定しきい値、及び半田接続部の第３の部分と対応する第３の所定しきい値を 規定するステップを含む。この方法は第１の平均画像強度を第１の所定しきい値 と、第２の平均画像強度を第２の所定しきい値と、そして第３の平均画像強度を 第３の所定しきい値と比較するステップを含む。比較のステップはさらに、第１ の平均画像強度と対応する第１の平均厚さ、第２の平均画像強度と対応する第２ の平均厚さ、及び第３の平均画像強度と対応する第３の平均厚さを計算するステ ップを含む。この方法は好ましくは、第１の平均厚さが第１のしきい値よりも小 さく、第２の平均厚さが第２のしきい値よりも小さく、及び第３の平均厚さが第 ３のしきい値よりも小さい箇所を欠落した半田欠陥として識別するステップを含 む。

この方法は有利に、半田接続部の第１の部分と対応する第４の所定しきい値、半 田接続部の第２の部分と対応する第５の所定しきい値、半田接続部の第３の部分 と対応する第６の所定しきい値を規定するステップと、第１の平均画像強度を第 １および第４の所定しきい値と、第２の平均画像強度を第２および第５の所定し きい値と、そして第３の平均画像強度を第３および第６の所定しきい値と比較す るステップとを含む。

代替としてこの方法は、半田接続部の第１の部分と対応する第４の所定しきい値 、半田接続部の第２の部分と対応する第５の所定しきい値、半田接続部の第３の 部分と対応する第６の所定しきい値を規定するステップと、第１の平均厚さが第 ４のしきい値よりも小さくかつ第１のしきい値よりも大きく、第２の平均厚さが 第５のしきい値よりも小さくかつ第２のしきい値よりも大きく、第３の平均厚さ が第６のしきい値よりも小さくかつ第３のしきい値よりも大きい箇所を不十分な 半田欠陥として識別するステップとを含む。

本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は添付の図面を参照することによって 明らかとなる。

図面の簡単な説明 第１図はこの技術の原理を示すラミノブラフシステムの概略的な表示である。

第２ａ図は矢印、円、十字が３つの異なる平面位置で対象物にうめ込まれている 対象物を示す。

第２ｂ図は矢印を含む面の上に焦点合わせされている第２ａ図の対象物の断面放 射線写真を示す。

第２ｃ図は円を含む面の上に焦点合わせされている第２ａ図の対象物の断面放射 線写真を示す。

第２ｄ図は十字を含む面の上に焦点合わせされた第２ａ図の対象物のラミノブラ フを示す。

第２ｅ図は第２ａ図の対象物の従来の二次元Ｘ線投影画像を示す。

第３ａ図はこの発明の画像形成装置の第１の好ましい実施例の線断面図であり、 ラミノブラフがカメラによつてどのように形成され観測されるかを示す。

第３ｂ図は第３ａ図で示されている検査領域の拡大上面図を示す。

第３Ｃ図はＭＢａ図で示されているこの発明の実施例の斜視図である。

第４図は好ましい実施例で使うためのＸ線のソースの回転スポットを有するＸ線 管の詳細を示す。

第５図は第４図で示されているＸ線管のターゲットアノードの断面図である。

第６図は回転Ｘ線ディテクタおよびカメラシステムの断面図である。

第７図はＸ線ソースおよびディテクタの位置を同期化するためのキャリブレーシ ョン手順を示す概略図である。

第８図はＸ線ソースおよびディテクタの運動の同期化のために使われているフィ ードバック制御システムのための概略ブロック図である。

第９ａ図は第７図で示されているキャリブレーション手順で使うためのテスト取 付具を示す。

第９ｂ図は第９ａ図のテスト取付具のＸ線画像を示す。

第１０ａ図はＸ線ソースおよびディテクタの位置の同期化をキャリプレートする ために使われる手順のフローチャートである。

第１０ｂ図は第１０ａ図のフローチャートの続きである。

第１１図はコンピュータ制御および分析システムのブロック図である。

第１２図は主制御コンピュータの動作の概略的フローチャートであり、動作の自 動シーケンスを示す。

第１３図は回路基板の統合された運動および複数視域の観測画像の取得のための タイミングサイクルの図である。

第１４図はこの発明によって作成された検査報告の例である。

第１５図は複数の半田接続部によって相互接続されている複数の電子素子がある 典型的な回路を示す。

第１６図は回路基板に装置する位置にある典型的なり一ドレスチップキャリア装 置を示す。

第１７図は電子素子および回路基板との間で形成された良品半田接続部および不 良品半田接続部の例を示す。

第１８図は第１７図の半田接続部の断面画像を示す。

第１９図は半田橋絡型欠陥の箇所を自動的にさがして識別する手順を示す。

第２０ａ図は半田橋絡欠陥を自動的に捜して識別する工程を示すフローチャート である。

第２０ｂ図は第２０ａ図のフローチャートの続きである。

第２１図は不十分な半田を有する半田接続部を自動的に捜して識別する手順を示 す。

第２２図は接続部の３つの領域を示す典型的な良品半田接続部の断面図である。

第２３ａ図は半田材料の断面画像のための画像強度対半田厚さのグラフ表示であ る。

第２３ｂ図は画像強度対厚さの関係をキャリプレートするために使われているキ ャリプレーシランステップウェッジを示す。

第２３ｃ図は第２３ｂ図で示されているキャリブレーションステップウェッジの 画像強度対厚さの関係のグラフ表示である。

第２４図は欠落したまたは不十分な半田を有する半田接続部を自動的に捜して識 別する工程を示すフローチャート全体を通して使われているように、「放射」と いう言葉は電磁放射を指し、電磁放射スペクトルのＸ線、ガンマ線および紫外線 部分を含むがそれに限られない。

第１図は本発明で使われているラミノブラフ的ジオメトリの概略図である。検査 する対象物１０、たとえば回路基板はＸ線ソース２０およびＸ線ディテクタ３０ に関して静止した位置で保たれている。共通軸４０に対するＸ線ソース２０およ びディテクタ３０の同期回転は、対象物１０内の面６０のＸ線画像をディテクタ ３０で形成させる。画像面６０はソース２０およびディテクタ３０それぞれの回 転によって規定される面６２および面６４と実質的に平行である。画像面６０は Ｘ線ソース２０からの中央光線５０および共通回転輪４０の交差点７０に位置づ けられている。

交差点７０のこの点は中央光線５０の支点として働き、面６０の対象物１０の合 焦断面Ｘ線画像を、ソースおよびディテクタが交差点７０に対して同期して回転 するにつれ、ディテクタ３０に形成させる。面６０の外にある対象物１０の構造 はディテクタ３０でぼやけたＸ線画像を形成する。

第１図で示されているラミノブラフ・ジオメトリは本発明に好ましいジオメトリ である。しかし、放射ソース２０の回転軸とディテクタ３０の回転軸が同軸であ る必要はない。回転の面６２および面６４が互いに平行であり、かつソースとデ ィテクタの回転軸が互いに平行で互いに対して固定した関係にある限り、ラミノ ブラフの条件は満たされ、層６０の断面画像が作成される。これは本発明の装置 の機械的整列に対していくつかの制約を減らす。

第２ａ図ないし第２Ｃ図は上記で説明したラミノブラフ技術によって作成された ラミノブラフを示す。第２ａ図で示されている対象物１０は３つの異なる面６０ ａ、６０ｂおよび６０ｃにそれぞれ対象物１０内の埋込まれている矢印８１、円 ８２、および十字８３の形のテストパターンを有する。

第２ｂ図は交差点７０が第２ａ図の面６０ａにあるときにディテクタ３０に形成 される対象物１０の典型的ラミノブラフを示す。矢印８１の画像１００は鮮明で あり、対象物１０内の他のフィーチャの画像、たとえば円８２や十字８３は矢印 画像１００をそれほど不明瞭にしないぼやけ領域１０２を形成する。

同様に、交差点７０が面６０ｂにあると、円８２の画像１１０は第２Ｃ図で見ら れるように鮮明である。矢印８１および十字８３はぼやけ領域１１２を形成する 。

第２ｄ図は交差点７０が面６０ｃにあるときに十字８３が形成された鮮明画像１ ２０を示す。矢印８１及び円８２はぼやけ領域１２２を形成する。

比較のため、第２ｅ図は従来の投影ラジオグラフ技術によって形成された対象物 １０のＸ線陰影画像を示す。この技術は矢印８１、円８２および十字８３のそれ ぞれ鮮明な画像１３０．１３２および１３４を示し、これらは互いに重畳する。

第２ｅ図は対象物１０内に含まれている複数の特性が、Ｘ線画像に複数の重なる 陰影のフィーチャを作成して画像の個々のフィーチャを不明瞭にするかをはっき りと示す。

第３ａ図はこの発明の好ましい実施例の概略図を示す。

この好ましい実施例では、検査する対象物は基板２１０の上に装置された複数の 電子部品２１２を有して電気接続部２１４によって電気的に相互接続されている 印刷回路基板２１０である。（第３ｂ図参照。）典型的に、電気接続部２１４は 半田で形成されている。しかし、電気接続部２１４を作るための他の種々の技術 はこの技術分野において周知であり、この発明は半田接合という言葉で説明され るが、導電性エポキシ、機械的、タングステンおよび共晶ボンドを含めてしかし これに限られない他の種類の電気接続部２１０がこの発明を使って検査できるこ とは理解されるであろう。回路基板２１０の領域２８３の上面拡大図である第３ ｂ図は部品２１２および半田接合２１４をもっとはっきりと示す。

この発明は前に説明したラミノブラフ技術または等価な断面画像を作成すること ができる他の方法を使って、半田接合２１４の断面画像を得る。半田接合２１４ の断面画像は自動的に評価されてその品質が決定される。この評価に基づいて、 半田接合品質の報告がユーザに呈示される。

第３ａ図で示されているようにこの発明は、印刷回路基板２１０に隣接して位置 づけられているＸ線管２００を含む。回路基板２１０は取付具２２０によって支 持されている。取付具２２０は、取付具２２０と基板２１０を３つの互いに垂直 な軸Ｘ、ＹおよびＺに沿って動かすことができる位置決めテーブルに装着されて いる。回転Ｘ線ディテクタ２４０は螢光スクリーン２５０、第１の鏡２５２、第 ２の鏡２５４を含み、回転盤２５６はＸ線管２００の反対側の回路基板２１０に 隣接して位置づけられている。カメラ２５８は螢光スクリーン２５０から鏡２５ ２．２５４に映された画像を観測するために鏡２５２の反対に位置づけられてい る。フィードバックシステム２６０は回転盤２５６の角度位置を検出するセンサ ２６３からの入力接続部２６２を有し、またＸ線管２００のＸおよびＹ偏向コイ ル２８１への出力接続部２６４を有する。位置決めエンコーダ２６５が回転盤２ ５６に装着されている。位置決めセンサ２６３は回転軸４０と相対した固定位置 でエンコーダ２６５に隣接して装着されている。カメラ２５８は入力ライン２７ ６経由で主コンピユータ２７０に接続されている。主コンピユータ２７０は高速 画像分析コンピュータ２７２に接続されている。データはデータバス２７４経由 で主コンピユータ２７０および画像分析コンピュータ２７２との間で伝送される 。主コンピユータ２７０からの出力ライン２７８は主コンビ二一夕を位置決めテ ーブル２３０に接続する。

この発明の斜視図は第３Ｃ図で示されている。第３ａ図で示されているＸ線管２ ００、回路基板２１０、螢光スクリーン２５０、回転盤２５６、カメラ２５８、 位置決めテーブル２３０、コンピュータ２７０および２７２に加えて、花崗岩支 持テーブル２９０、ロード／アンロードボート２９２およびオペレータステーシ ョン２９４が示されている。

花崗岩テーブル２９０はＸ線管２００、位置決めテーブル２３０および回転盤２ ５６を含むがこれに限定されないこの発明の主要機能的要素を構造的に統合する ための剛性の無振動プラットフォームを提供する。ロード／アンロードボート２ ９２は回路基板２１０をマシーンに挿入または除去するための手段を与える。オ ペレータステーション２９４はこの発明の機能を制御するだけではなくオペレー タに検査データを伝えるための入力／出力能力を与える。

第３ａ図および第３Ｃ図で示されているこの発明の操作において、回路基板２１ ０の部品２１２を接続する半田接合２１４の高解像度の断面Ｘ線画像は第１図お よび第２図に関して前に説明したＸ線うミノグラフ方法を使って得られる。特に 、第３ａ図で示されているように、Ｘ線管２００は回転ソース２８０のＸ線２８ ２を発生させる回転電子ビームスポット２８５を含む。Ｘ線ビーム２８２は領域 ２８３内に位置づけられる半田接合２１４を含む回路基板２１０の領域２８３を 照らす。半田接合２１４、部品２１２および基板２１０を透過するＸ線２８４は 回転螢光スクリーン２５０によって遮られている。

Ｘ線ソース２８０の位置と回転Ｘ線ディテクタ２４０の位置との動的整列はフィ ードバックシステム２６０によって精密に制御されている。フィードバックシス テムは回転する回転盤２５６の位置をルックアップテーブル（ＬＵＴ）にストア されているキャリプレートされたＸおよびＹの偏向値と相関する。キャリプレー トされたＸおよびＹの偏向値と比例する駆動信号がＸ線管２００のステアリング コイル２８１に伝えられる。これらの駆動信号に応答して、ステアリングコイル ２８１は電子ビーム２８５を環状形ターゲットアノード２８７の位置に偏向して Ｘ線ソーススポット２８０の位置が第１図に関連して説明した態様でディテクタ ２４０の回転と同期して回転する。

基板２１０を透過して螢光スクリーン２５０に当たるＸ線２８４は可視光２８６ に変換され、回路基板２１０の領域２８３内の一面の可視画像を作成する。可視 光２８６はｆｉ２５２および２５４によって反射されカメラ２５８に入る。カメ ラ２５８は典型的に低い光レベルの閉回路テレビ（ＣＣＴＶ）カメラを含み、Ｘ 線および可視画像に対応する電子ビデオ信号をライン２７６経由で主コンピユー タ２７０に伝送する。電子ビデオフォーマット画像はライン２７４経出で高速画 像分析コンピュータ２７２に伝送される。

画像分析コンピュータ２７２は半田接合２１４の品質を決定するために画像を分 析および解釈する。

主コンピユータ２７０はさらに位置決めテーブル２３０そして回路基板２１０の 動きを制御して検査領域２８３内で回路基板２１０の異なる領域が自動的に位置 づけられるようにする。

回転Ｘ線ソース 第４図は回路基板の高解像度ラミノブラフを作成するためにＸ線２８２の回転ビ ームを与えることができるＸ線管２００を示す。管２００は高電圧電極部分３２ ０に隣接して装着されている電子銃３１０を含む。焦点コイル３３０およびステ アリングコイル２８１は電極部分３２０および環状形ターゲットアノード２８７ の中間に位置づけられている。電子ビームストップ３６０およびＸ線窓３７０は 環状形アノード２８７によって規定される中央領域内で装着されている。真空エ ンベロープ３８０はＸ線管アセンブリ２００の真空にされた部分を囲む。

操作中、電子銃３１０は電子ビーム２８５を高電圧電極部分３２０に放つ。高い 直流電圧が電子銃３１０およびターゲットアノード２８７の間に与えられて電子 ビーム２８５を加速し、案内してアノード２８７と衝突させる。高電圧信号の部 分は電極３２２に与えられて電子ビーム２８５を案内し、加速し、形作る。好ま しい実施例では、高電圧信号は約１６０キロボルトであり、電子ビーム２８５を 介してアノード２８７に約７，５マイクロアンペアの電流を与えることができる 。好ましくは、高電圧信号は約０．０１％の精度内で一定に維持される。これら の値は例示的であって他の電圧、電流、精度を使うことができることは理解され るであろう。

電極部分３２０を横切ると、電子ビーム２８５は電子ビームの形および方向が焦 点コイル３３０およびステアリングツイル２８１によって影響される管の領域に 入る。好ましい実施例では、コイル３３０および２８１は電子ビーム２８５と相 互作用する電磁界を発生して電子ビーム２８５の焦点を合わせるだけでなくアノ ード２８７の特定位置に向ける。Ｘ線ソース２８０はこれらの特定位置と一致し 、Ｘ線ビーム２８２が放たれる。この態様で、非常に小さい直径約２０μの電子 ビームスポットがこれらの位置でアノード２８７に形成される。ラジオグラフィ の分野でよく知られているように、このスポットの大きさはＸ線ソース２８０か ら得られるＸ線画像の全体の解像度を決定する上で非常に重要な役割を果たす。

ステアリングコイル２８１は環状形アノード２８７と合わせてＸ線管２００がソ ース２８０からＸ線を発生させることを可能にし、ソース２８０の位置はアノー ドをまわる円形のパターンで動く。円形パターンは対象物４１０の断面画像面４ ０３内の支点４０２を中心にしている。

特定的に、ステアリングコイル２８１は電子ビーム２８５をアノード２８７の内 側表面３５４のいかなる望ましい部分にも向けることができる。電磁コイル２８ １を適当に同期化されたＸおよびＹの駆動信号で駆動させることによって、電子 ビーム２８５はアノード２８７に向かって操舵されてビームがアノード２８７の 内側表面３５４に沿った円形経路を描く。

好ましい実施例では、ステアリングコイル２８１は電子ビーム２８５をそれぞれ ＸおよびＹ方向に偏向させる別々のＸおよびＹ電磁フィルを含む。コイル２８１ を流れる電流は電子ビーム２８５と相互作用する電磁界を作りビームを偏向させ る。これらのコイル２８１は構造および機能において陰極線管（ＣＲＴ）に見ら れるヨークコイルと類似している。しかし、静電偏向技術も電子ビーム２８５を 偏向するために使われることは理解されるであろう。

電子ビーム２８５がアノード２８７に当たる表面３５４は、Ｘ線ビーム２８２の 中央Ｘ線３９２がソース位置２８０で始まり、支点４０２の方向に向けられるよ うに形作られている。こうして、電子ビーム２８５が表面３５４に沿った円形経 路を描きながら、中央ビーム３９２は必ず同じ位置４０２に向けられる。

アノード２８７の表面３５４を形成する材料は、電子ビーム２８５が表面３５４ に当たったときに発生する放射が望ましいエネルギ特性を有するものが選択され る。ターゲット材料を加速電子ビームによってボンバードさせることによって発 生する放射は制動放射（Ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ　ｒＪ！ｄｉａｔｊｏｎ ）として知られている。制動放射の特性は電子ビームのエネルギおよび電子ビー ムが向けられるターゲットの材料組成分によって主に決定される。好ましい実施 例においては、電子ビーム２８５によってボンバードされる表面３５４はタング ステン金属層によって覆われている。

タングステン表面３５４が置かれるサブストレート３５６は銅または他の適切な 金属であってもよい。たとえば銅のような高い熱伝導を有する材料は、電子ビー ム２８５のエネルギーがアノードに与えられるときにターゲットアノード２８７ にかなりの加熱が起こるので、この応用に特によく適する。銅サブストレート３ ５６は電子ビーム２８５がアノード２８７と衝突する位置２８０からのこの熱を 取り除くために非常に効率の良い熱導体を与える。

電子ビーム２８５がタングステン層３５４に衝突することによって発生した放射 ビーム２８２は窓３７０を通って管２００から出る。窓３７０は電子ビーム２８ ５が伝播する管２００の真空エンベロープの一部分を形成し、管内の表面３５４ で生じたＸ線が強度およびエネルギの最小損失で管の真空部分から出ることを可 能とする。Ｘ線管のＸ線窓を形成するのに一般にチタンが使われており、この実 施例の窓３７０で好ましい。しかし、窓３７０を形成するために他の材料を使う ことができることも理解されるであろう。

回路基板または他の対象物４１０のＸ線検査中、基板の異なる領域が検査領域４ ００内に入るように回路基板が動かされている間はＸ線をオフにすることがしば しば有利である。Ｘ線はできるだけ速くオンおよびオフにされることが望ましい 。さらに、サイクルのすべてのオン部分の間に発生したＸ線は実質的に同一のエ ネルギ、強度および光学特性を有するようなオン／オフサイクルを行なうのが望 ましい。Ｘ線管２００は、電子ビーム２８５をビームストップ３６０に向けるこ とによってＸ線のこの迅速なオン／オフ安定サイクルを達成する。電子ビーム２ ８５のこの転換はＸ線が窓３７０から出るのを防ぐ。こうして、対象物４１０に 向けられた放射発生は、対象物が再度位置づけられる間は止められる、すなわち オフにされる。電子ビーム２８５のビームストップ３６０への偏向を達成するの に、ステアリングコイル２８１が速い手段を与える。Ｘ線をオフにするこの方法 は、電子ビーム２８５およびＸ線ビーム２８２の特性に影響するＸ線管の他のす べての機能がオン／オフサイクル中は乱されないようにする。したがって、電子 ビーム２８５がサイクルのオン部分でアノード２８７に再度向けらると、Ｘ線ビ ーム２８２の特性は前のオンサイクルと実質的に変わっていない。

ビームストップ３６０はＸ線を非常に減衰させる材料、たとえば鉛または銅で形 成されている。ビームストップ３６０の厚さ、位置、形状は、ビームがビームス トップに向けられたときに窓３７０経由でＸ線が管２００から出るのを防ぐのが 選択される。これらのパラメータはＸ線管設計の技術における当業者によって簡 単に決定できる。

アノード２８７の拡大断面図が第５図で示されている。

この好ましい実施例では、環状ターゲット表面３５４は軸４０４に対して対称で ある円錐の一部分を含む。ターゲッドアノード２８７は、円錐の軸４０４が管２ ００の中央Ｚ軸と一致するように管２００に装着される。こうして、電子ビーム ２８５が４０６として示されている半径ｒの円形振幅で操舵されると、結果とし て従来の静止放射ソースと等価であるエネルギ、強度、焦点特性を有する放射の ソース２８０の移動スポットが生じる。アノード２８７の他の形状を使って同じ 結果を得ることができるのも理解されるであろう。

こうしてＸ線ソース２００は、画像を拡大するジオメトリで使用しても高解像度 のＸ線画像を作るために適するＸ線ソースを与える。さらに、ソース２００はこ のＸ線のソースをラミノブラフを作るのに適した円形パターンで動かすことがで きる。この円形運動は画像解像度または取得の速度を犠牲にすることなく達成す ることができる。放射ソースの回転は電子的に達成されるので、可動部品は必要 でなく、シたがって振動やその他の機械的システムの望ましくない特性をなくす 。上記に説明した特性を有するＸ！Ｉソースはモデル番号ＫＭ１６０Ｒとしてケ ペックス・コーポレーシヨン（Ｋｅｖｅｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）がら入手 できる。他の電気的操舵可動Ｘ線ソースは「Ｘ線の発生にかかわる方法および装 置Ｊ　（Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　１ｎｖｏｌｖｌｎｇ　ｔ ｈｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｒ　Ｘ−Ｒａｙｓ　）と題された米国特許第４ ，０７５，４８９号；　「Ｘ線伝送スキャニングシステムおよび方法ならびにそ こで使うための電子ビームＸ線スキャン管Ｊ　（Ｘ−Ｒａｙ　Ｔｒａｎｓｍｉｓ ｓｉｏｎ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　５ｙｓｔｅｓ　ａｎｄＭｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ｅ ｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｘ−Ｒａｙ　５ｃａｎ　Ｔｕｂｅ　ｒｏｒ　Ｕｓｅ 　ＴｈｅｒｅｖＩｔｈ　）と題された米国特許第４．３５２．０２１号；および 「Ｘ線管および装置Ｊ　（Ｘ−Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ ）と題された米国特許第２．３１９．３５０号で説明されている。これらの特許 は引用によりここに援用される。

回転Ｘ線ディテクタ 第６図ではｊｉ！３ａ図で関連して前に説明され、また対象物６３０の断面画像 を得るために回転Ｘ線ソース２８０と関連して使われた回転Ｘ線ディテクタシス テム２４０の実施例である。第６図で示されているように、対象物６３０のＸ線 画像がＸ線ビーム２８４によって回転螢光スクリーン２５０に形成される。スク リーン２５０は従来の光学装置による検出のためにこれらのＸ線を光学信号２８ ６に変換する。この好ましい実施例では、回転螢光スクリーン２５０からの光学 信号２８６は閉回路ＴＶ　（ＣＣＴＶ）カメラ２５８によりて検出される。カメ ラ２５８はこの光学信号２８６を電気信号に変換してコンピュータシステム２７ ０および２７２によってさらに処理される。スクリーン２５０に形成された光学 画像はスクリーンとともに回転する。

回転光学画像を観測するＣＣＴＶカメラ２５８の機械動作の必要をなくすために 、光学画像は光学鏡２５２および２５４によって回転ディテクタ２４０内で非回 転となり、回転スクリーン２５０に形成された回転光学画像がカメラで観測され ると静止しているように見える。

回転Ｘ線ディテタク２４０はベアリング７００によって軸４０４に対して回転装 着されている回転盤２５６を含む。

軸４０４は回転Ｘ線ソース２８０が回転する軸と名目上は同一であることに注意 されたい。螢光スクリーン２５０は回転盤２５６の上に装着される。２つの鏡２ ５２および２５４は回転盤２５６内に互いに平行に、そして軸４０４１：対して ４５゛の角度で装着されている。鏡２５２は回転盤２５６の中心に装着されて鏡 の中央近くの軸４０４と交差する。［２５４は第１の鏡２５２および螢光スクリ ーン２５０の両方に面するように回転盤２５６内で装着される。

螢光スクリーン２５０．ｆｆ１２５２および２５４は、回転盤、鏡およびスクリ ーンが１つの単体として軸４０４に対して回転するように回転盤２５６に装着さ れる。鏡、回転盤、スクリーンのこの配置は、ディテクタ２４０が軸４０４に対 して回転するときにスクリーン２５０に形成される光学画像に対する光学非回転 アセンブリを形成する。

対象物６３０のＸ線陰影画像はＸ線ビーム２８４がスクリーンに当たると螢光ス クリーン２５０に形成される。螢光スクリーン２５０はＸ線・光学変換器として 機能する。

たとえば、Ｘ線２８４がＸ線ソース２８０に面するスクリーン２５０の表面６５ １に当たると、可視光２８６がＸ線ソース２８０と反対のスクリーン表面６５２ から放たれる。

螢光スクリーン表面６５２から放たれる光学信号２８６は２つの平行鎖２５２お よび２５４に反射されて閉回路ＴＶカメラ２５８に装着されているレンズ６９９ に入る。

螢光スクリーン２５０は、放射ソース２８０の移動スポットの円形運動によって 規定される面６２と実質的に平行である面６４において軸４０４に対して均一の 角度的速度で機械的に回転させられる。鏡２５２．２５４は光学画像を回転螢光 スクリーンからレンズ６９９を通して静止カメラシステム２５８に映して、面６ ４の画像の回転がカメラ２５８にはっきり見えないようにする。この鏡の配置は 「トモスコープＪ　（Ｔｏｍｏｓｃｏｐｅ）と題された米国特許第２，９９８， ５１１号で前に説明されている。

螢光スクリーン２５０が回転する回転ｇＸ２５６に固定的に装着されている結果 、スクリーンに形成される対象物６３０の一連の画像は、軸４０４に対して円形 経路を進むスクリーンに関して異なる配向を有する。したがって、スクリーンに 対する画像の動きによって起こる画像のブレを避けるために、スクリーン表面の 螢光の点は、その点がＸ線に当たらなくなった後は急に抑止されることが望まし い。

好ましい実施例では、螢光スクリーン２５０はプラセオジムドープされたガドリ ニウム・オキシ硫化物、Ｇｄ２ｏ２ＳｉＰｒを含む。プラセオジムドープされた ガドリニウム・オキシ硫化物は、スクリーンに関して画像の動きによるブレを防 ぐのに十分「速い」シンチレーション材料であり、カメラシステム２５８による 検出のために十分な光出力を与える。

代替として、「より遅い」スクリーンを使うことができる。しかし、移動ブレを 防ぐために、スクリーン２５０はスクリーンに形成された対象物６３０の画像が スクリーンに対して静止したままであるように、回転盤２５６に回転装着されな ければならない。このような動きは、たとえば１４１のギアによって達成するこ とができ、軸４０４に対する回転盤の回転と同期した回転盤に関するスクリーン の円形運動を重畳させる。

光学非回転アセンブリを形成する回転Ｘ線ディテクタ２４０のための代替の実施 例（示されていない）は、２つの平面鏡２５２．２５４を、螢光スクリーン２５ ０に結合されてスクリーンと一致して回転する適切に曲げられた画像導体のまと まり、たとえば光ファイバと置換する。画像導体は螢光スクリーン２５０からの 画像を回転軸４０４の中央の位置に伝送して、第３ａ図および第６図で示されて いる２つの平行鎖と同じ効果をもたらす。これらの画像導体は光ファイバ、電子 導体または等価の素子を含むことができる。

断面画像の形成 前述のように、対象物６３０の断面画像は、スクリーン２５０およびＸ線ソース ２８０が軸４０４に対して同期して回転するにつれ、スクリーン２５０に形成さ れる。ラミノブラフ技術のぼやけ効果および画像解像度は、断面画像が軸４０４ に対してスクリーン２５０およびソース２８０が完全に回転する間に得られると 最大限となる。カメラシステム２５８は螢光スクリーン２５０の断面画像の発生 を、鏡２５２および２５４を含む光学非回転アセンブリによって検出する。

螢光スクリーン２５０が高い強度光信号を放たないかもしれないので、光学信号 ２８６を高感度、低い光レベル装置によって検出することがしばしば有利である 。低い光レベル検出装置の使用は、スクリーンの１回転の間に螢光スクリーン２ ５０から放たれた光学信号２８６のより大きい部分を検出することによって、検 出する画像品質を向上させる。多くの低い光レベルカメラシステムは低い光レベ ル感度を向上させるために画像増倍管をカメラシステムの一部として組込んでい る。１つの特定のシステムはシリコン強化ターゲット（ＳＩＴ）カメラとして知 られており、非常に低い光のレベルを検出することができる。ＳＩＴカメラシス テムは周知であり、簡単に入手できる。本発明の好ましい実施例はＲＣＡモデル 番号４８０４ＢＨＰ２−１２ＳＩＴ管に基づ＜ＳＩＴカメラシステムを使用する 。

好ましい実施例では、１つの断面画像は、１分間に約６００回転という割合で軸 ４０４に対して回転する螢光スクリーン２５０の回転中に約０．１秒で得られる 。１回の完全な回転で、各フレームが１秒の１／３０の持続期間を有する３つの ビデオフレームがカメラ２５８によつて集められる。３つのビデオフレームはカ メラ２５８から主コンピユータ２７０（第３ａ図で示されている）に伝えられて 、そこで３つのフレームが平均され、軸４０４に対してスクリーン２５０の１回 転の間に螢光スクリーン２５０に形成された対象物６３０の断面画像のデジタル 表現が形成される。代替的に、カメラ２５８をＣＲＴに接続して、断面画像を直 接見ることができる。

ソース／ディテクタの同期化 高解像度のラミノブラフ断面画像の形成は、放射ソース２８０およびディテクタ スクリーン２５０の円形運動の精密な整列および同期に依存する。第７図で示さ れているように、適切な整列および同期はソース２８０からの中央Ｘ線３９２が 軸４０４にある固定点７８０を通り、中央Ｘ線３９２が常にディテクタスクリー ン２５０の表面の１点８８０に向けられるようにすると達成される。第７図で示 されている構成では、固定基準位置に対して、ソースおよびディテクタスクリー ンの角度的位置が１８０°で分けられているときにこれが明らかに得られる。

ソース２８０およびディテクタスクリーン２５０の好ましい整列および同期化は 第３ａ図で示されているフィードバックシステム２６０によって維持されている 。Ｘ線ディテクタスクリーン２５０が装置されている回転する回転盤２８６の位 置はセンサ２６３によってモニタされる。回転盤の位置はフィードバックシステ ム２６０に伝えられて、回転盤の位置に対応する駆動信号を電子ビーム偏向コイ ル２８１に与える。回転盤が軸４０４に対して回転する間ソース２８０およびス クリーン２５０は必ず整列するように、駆動信号がＸ線ソース２８０の位置を制 御する。この態様で、フィードバックシステムは高解像度断面画像の発生に必要 な精密なジオメトリを維持する。このシステムはＸ線管２００および回転Ｘ線デ ィテクタ２４０の不正確な整列と、ターゲットアノード２８７とその表面コーテ ィング３５４の機械上の、装着上の、および製造上の不正確および欠陥と、Ｘ線 管を通る電子ビーム２８５の経路の収差たとえば非点収差と、画像形成中の回転 回転盤の回転速度の変化とを補償する。

フィードバックシステム２６０の詳細なブロック図は第８図で示されている。フ ィードバックシステム２６０はＸルックアップテーブル（ＬＵＴ）７２０Ｘおよ びＹルックアップテーブル７２０Ｙと、ＸのＤＡ変換器（ＤＡＣ）７２３Ｘおよ びＹのＤＡ変換器（ＤＡＣ）７２３Ｙと、Ｘコイルドライバ７２４ＸおよびＹコ イルドライバ７２４Ｙとを含む。ＬＵＴの７２０Ｘおよび７２０Ｙは好ましくは 固体の、デジタルランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。

フィードバックシステムは回転するＸ線ディテクタ２４０を主コンピユータシス テム２７０の制御の下にＸ線管偏向コイル２８１に接続する。

回転Ｘ線ディテクタ２４０が軸４０４に対して回転すると、位置決めセンサ２６ ３はディテクタ２４０の角度位置を位置決めエンコーダ２６５から検出する。検 出された角度位置はディテクタの角度位置と対応するＸおよびＹのアドレス信号 に変換される。アドレス信号は通信線７２１経由でＸのＬＵＴ７２０ＸおよびＹ のＬＵＴ７２０Ｙに伝えられる。ソース／ディテクタ整列キャリプレーシラン手 順によって、ＸおよびＹのキャリブレーションデータはディテクタの各角度位置 に対してＸのＬＵＴおよびＹのＬＵＴにストアされる。こうして、エンコーダの ＸおよびＹアドレスとＬＵＴのＸおよびＹのキャリブレーションデータの間に１ 対１の関係が存在する。ＸおよびＹのキャリブレーションデータは電子デジタル 信号の形でＬＵＴから検索される。電子デジタル信号はＸのＬＵＴとＹのＬＵＴ から通信線７２０Ｘおよび７２２Ｙ経由でＸのＤＡＣ７２３ＸとＹのＤＡＣ７２ ３Ｙにそれぞれ伝えられる。ＤＡＣはデジタル信号をアナログ電気信号に変換し てライン７２５Ｘおよび７２５Ｙからコイルドライバ７２４Ｘおよび７２４Ｙに 進む。コイルドライバはそれぞれのアナログ入力信号を増幅して結果の出力信号 をライン７２６Ｘおよび７２６Ｙ経由でそれぞれコイル２８１Ｘおよび２８１Ｙ に与え、ソースおよびディテクタの適切な整列のために必要な電子ビーム２８５ の精密な偏向を得る。電子ビームは出力信号をコイル２８１に適用することによ って発生した磁界による相互作用によって偏向される。電子ビームが磁界を横切 ると、それは偏向され、アノード２８７のＸ線ソーススポット２８０の位置を動 かす。スポットが動く距離はキャリブレーションデータによって決定される駆動 信号の大きさに比例する。

ＬＵＴキャリブレーションデータは第７図で概略的に示されたキャリブレーショ ン構成を使って決定される。テストパターン７３０は位置７８０で軸４０４と交 差するようにＸ線ソース２８０およびディテクタスクリーン２５０の間に位置づ けられる。テストパターン７３０の従来のＸ線シャドーグラフ画像８３０はスク リーン２５０に形成される。スクリーン上のＸ線画像８３０の光学表現はカメラ ２５８によって観測される（第３ａ図参照）。光学画像の電気的表現はライン２ ７６での電気的信号によってカメラ２５８から主コンピユータ２７０および画像 分析コンピュータ２７２に出力される。ライン２７６の電気信号はコンピュータ ２７０によってデジタル化されてデジタルフォーマットでコンピュータ２７０の メモリにストアされる。

第９ａ図で示されているように、テストパターン７３０の好ましい実施例は、た とえばプラスチックのようにＸ線に対して比較的透明である材料の基礎７３２を 含んでいる。

基礎７３２はその長さおよび幅は約０．５Ｘ０．５インチであり、厚さは約０． 　１インチである。基礎７３２の中央位置７８０では直径０．００１インチの３ 本のタングステンワイヤ７８１ｇ、７８１ｂおよび７８１Ｃがあり、ワイヤ７８ １Ｃが中央位置７８０を横切るように配向されている。ワイヤ７８１ａおよび７ ８１ｂはワイヤ７８１Ｃの反対側にあるようにかつワイヤ７８１ａおよび７８１ ｂを接続するラインも中央位置７８０を横切るように基礎７３２に装着されてい る。こうして、ワイヤ７８１ａ、７８１ｂおよび７８１Ｃは中心が位置７８０に ある基準十字線７８１を形成する。十字線７８１のまわりには鉛またはその他の Ｘ線不伝導性材料で作られた８個のマーカ７８２が装着されている。鉛マーカ７ ８２ａから７８２ｄは約０，０６２５平方インチ、厚さ約０．００４インチであ り、基礎７３２の４つの角の近くに位置づけられている。鉛マーカ７８２ｅから ７８２ｈは約０．０６２５平方インチ、厚さ約ｏ、ｏｏｓインチであり、マーカ ７８２ａから７８２ｄの中間に位置づけられている。

テストパターン７３０の典型的なＸ線シャドーグラフ画像８３０の表現は第９ｂ 図で示されている。鉛マーカ７８２ａから７８２ｈは画像８３０の画像領域８８ ２ａから８８２ｈをそれぞれ形成する。テストパターン７３０の中央７８０は画 像の中心８８０によりて表わされている。同様に、タングステンワイヤ７８１ａ から７８１Ｃはそれぞれ画像領域８８１ａから８８１Ｃを形成する。

点線８８４ａから８８４ｄによって表わされている画像８３０の部分は、鉛マー カ８８２の画像およびタングステンワイヤ８８１を取巻く長方形の関心領域（Ｒ ＯＩ）８８４を形成する。関心領域８８４はデジタルフォーマットでコンピュー タ２７０にストアされる。周知のように、デジタルでストアされた画像はビクセ ルアレイを含み、各々のビクセルが画像の小さな部分を表わす。特に、関心領域 ８８４は境界８８４ａに沿って５１２個の列および境界８８４ｂに沿って４８０ 個の行からなるビクセル格子に分けられる。格子の各ビクセルはその対応する列 および行の指定によって表わされる。たとえば、関心領域８８４の下部左角８８ ５はビクセル（０，０）によって表わされている。

同様に、角８８６はビクセル（５１１，０）、角８８７はビクセル（５１１，４ ７９）そして角８８８はビクセル（０，４７９）によって表わされる。中心位置 ８８０はビクセル（２５６，２４０）によって表わされている。１つの実施例で は、画像８３０の角８８５と角８８６の間の距離はテスト画像７３０の約０．４ ００インチに対応する。

同様に、角８８５および角８８８の間の距離はテストパターンの約０．３７５イ ンチに対応する。

ＸおよびＹのＬＵＴのためのキャリブレーションデータの決定はテストパターン ７３０を使って手動的にまたは自動的に行なわれる。再び第３ａ図および第７図 を参照すると、Ｘ線ソース２８０、テストパターン７３０、回転盤２５６および カメラ２５８の最初の整列は手動的に行なわれる。まず、テストパターン７３０ は中央７８０が軸４０４と交差するように位置づけられる。次にＸ線管２００、 回転盤２５６およびカメラ２５８は、スクリーン２５０に形成されるテスト取付 具画像８３０が、軸４０４に対するソース２８０および回転盤２５６の１回転の 間カメラの観測の範囲内にずっと入るように機械的に整列される。このようにシ ステムが機械的に整列されると、回転盤２５６はθ−〇°として規定された初期 の角度位置に位置づけられる。

この初期位置で、カメラによって検出されそしてコンピュータにストアされたデ ジタル画像の中央ピクセル（２５６゜２４０）はスクリーン２５０の位置８８０ ａと対応する。

ソース２８０は約θ−１８０°の角度位置に対応する位置２８０ａに位置づけら れ、したがってテストパターン画像８３０がカメラの観測範囲内に置かれる。テ ストパターン画像８３０の画像中心８８０が中央ピクセル（２５６，２４０）に 落ちなければ、ＸおよびＹの偏向値はソース２８０の位置２８０ａを変更するよ うに調整されて、それでスクリーン２５０の画像中心８８０の位置を変える。偏 向値は画像中心８８０が中央ピクセル位置（２５６，２４０）に正確に位置づけ られるようになるまで調整される。これらの偏向値は次に回転盤２５６の位置θ −０°のキャリブレーションデータとしてＬＵＴの７２０にストアされる。

回転盤２５６およびスクリーン２５０は次に角度θ−Δθに対応する新しい角度 位置に動かされる。ソース２８０は約θ−Δθ＋１８０°の角度位置に対応する 位置２８０ｂに動かされ、テストパターン画像８３０をカメラの観測範囲内に置 く。テストパターン画像８３０の画像中心８８０が中央ピクセル（２５６，２４ ０）に落ちなければ、ＸおよびＹの偏向値は画像中心８８０が再び中央ビクセル 位置（２５６，２４０）に正確に位置づけられるようにソース２８０の位置２８ ０ｂを変えるために調整される。これらの偏向値は次に回転盤２５６の位置θ− Δθ°のキャリブレーションデータとしてＬＵＴにストアされる。ＬＵＴキャリ ブレーションデータを決定するためのこの手順は、ソース２８０および回転盤２ ５６が軸４０４を完全に１回転するまでΔθ０の増加で続けられる。

ソースの２８０ｇ、２８０ｂ、２８０ｃ、−１２８Ｏｎ　□の位置のために決定 されるＬＵＴキャリブレーションデータは、角度位置θの関数として半径ｒの円 形を表わす式を決定するために使われる。半径ｒは回転ソース２８０かたどる経 路の名目上の半径である。この式は位置２８０ａ。

２８０ｂ、２８０ｃ、　・・・、２８０ｎの中間にあるソースの位置のためのキ ャリブレーションデータを計算するために使われる。

第１０図は偏向コイル２８１を制御するためにＸおよびＹのＬＵＴ７２０にスト アされるＸおよびＹのキャリブレーションデータを決定するためにキャリブレー ション手順によって行なわれる論理シーケンスステップの基本的フローチャート である。第１に、前述のように、第３ａ図で示されているように、この発明の機 構は、Ｘ線管２００、回転盤アセンブリ２５６およびＸＹＺ位置決めテーブル２ ３０を含め組立てられて大体の整列で装着される。次にテストパターン７３０が ＸＹＺ位置決めテーブルに装着されて、テストパターン７３０の中央位置７８０ が中実軸４０４とｘｌソース２８０からの名目上の中央Ｘ線３９２の交差点によ って表わされている点７８０と一致するような位置にＸＹＺ位置決めテーブルに よって動かされる（第７図参照入Ｘ線管２００および光学アセンブリを機械的に 整列するステップはＭ２Ｃ図のアクティビティブロック９０４によって表わされ ている。制御はアクティビティブロック９０４から経路９０６経由でアクティビ ティブロック９０８に渡され、そこでテスト取付具７３０が位置決めテーブルに 装着および整列される。制御は経路９１０経由でアクティビティブロック９１２ に渡され、そこでＸ線ソースがオンにされて電子ビームがビームダンプ位置に向 けられる。これはテストパターンおよびディテクタをＸ線にさらすことなくＸ線 管を安定させることを可能とする。制御は経路９１４経由でアクティビティブロ ック９１６に進み、そこで角度位置変数θおよびアドレスインデックス変数ｉは それぞれθ−０°およびｉ−１で初期化される。制御はアクティビティブロック ９１６から経路９１８経由でアクティビティブロック９２０に渡される。アクテ ィビティブロック９２０はＬＵＴの初期化を次の初期近似値によって表わす：Ｌ ｘ＋−Ａｒｓｉｎθ　（１） Ｌｙ　、−Ａｒ　ＣＯＳθ　（２） ここでＡｒは回転ソース２８０の近似半径と比例し、ｉは角度位置θと対応する 偏向データを含むＬＵＴアドレスである。ブロック９２０から経路９２２経由で 達せられるアクティビティブロック９２４では、角度位置θはΔθによって増加 され、そしてインデックスｉは１つ増加される。

１つの好ましい実施例では、角度増加Δθは約０．　０２２°であり、１回転に おいて約１６，３８４の角度位置に対応する。この実施例では、ＸおよびＹのＬ ＵＴは各個別角度位置に対応してそれぞれの偏向データをストアするために少な くとも１６３８４のアドレス位置を有し、そしてアドレスインデックスｉは１か ら少なくとも１６３８４までの範囲の整数をとる。制御は次に経路９２６経由で ディシジョンブロック９２８に渡される。ディシジョンブロック９２８では、θ の値は３６０°よりも大きい又は等しいかどうかチェックされる。もしθが３６ ０゛より大きくないまたは等しい場合、制御は経路９３０経由でブロック９２０ に戻される。θが３６０°より大きいまたは等しければ、制御は経路９３２経由 でアクティビティブロック９３４に渡される。９２０から９２８のステップはル ープを形成し、利用できるすべてのＬＵＴアドレスは初期偏向値でロードされて 、電子ビームがＸ線管のアノードに円形経路を描かせる。１６，３８４の別個の 角度位置を有する実施例では、９２０から９２８のステップは約１６．３８４回 実行きれＬＵＴ初期処理が完了すると、制御は経路９３２からアクティビティブ ロック９３４に渡され、そこでディテクタはφ−０°として規定される初期基準 位置に位置づけられる。次に制御は経路９３６経由でアクティビティブロック９ ３８に移され、そこでＬＵＴにストアされている現行データ（Ｌｘ　１％Ｌｙ＋ ）がＸ線ソースの回転を制御するために使われる。アクティビティブロック９３ ８が経路９３６経由で入ると、ＬＵＴの中の現行データは式（１）および（２） に従って計算された初期値であり、次に説明するキャリブレーション手順によっ て計算される最終値の初期近似値を示す。

ＬＵＴキヤリプレーシジンデータの決定は経路９４０経由でアクティビティフロ ック９４２に進む。ブロック９４２では、回転Ｘ線ソース２８０はほぼ（φ＋１ ８０）’に等しい角度位置θに止められ、ここでφはＸ線ディテクタの角度位置 である。たとえば、ディテクタが初期位置φ−〇″にあると、Ｘ線ディテクタは ブロック９４２の角度位置１８０’で位置づけられる。１６，３８４の角度位置 および対応するＬＵＴアドレスを有する実施例では、ＬＵＴメモリ位置ＬＸ　６ 　＋　９２およびＬｙ　６　＋　９□にストアされている偏向値は、１８０°の Ｘ線ソースの角度位置に対応するアノードの位置に電子ビームを偏向させる。

アクティビティブロック９４２で回転Ｘ線ソースを角度θで止めた後、制御はラ イン９４４経由でアクティビティブロック９４６に渡される。アクティビティブ ロック９４６では、テストパターン７３０の断面画像８３０が得られてデジタル 画像メモリにストアされる。好ましい実施例では、画像メモリは５１２の列およ び４８００行を有するビクセル格子を含む。

経路９４８は制御をアクティビティブロック９４６からアクティビティブロック ９５０に移し、そこで画像８３０の画像中心８８０の位置を含むビクセル（Ｃｃ 　ＳＲｅ　）が捜される。ＣｃおよびＲｃは画像の中心を含む画像ビクセルの列 及び行指定であり、手動でまたはコンピュータ分析技術によって自動的に識別す ることができる。

アクティビティブロック９５０で決定される画像中心ビクセル位置（Ｃｃ　ＳＲ ｅ　）は経路９５２経由でアクティビティブロック９５４に渡され、ディテクタ 中心からの画像中心の相対的ずれが次の式に従って計算される：ΔＣ−２５６− Ｃｃ：　（３） ΔＲ−２４０−Ｒｃ　（４） ΔＣおよびΔＲは、テストパターン画像の中心（Ｃｃ　。

Ｒｅ）がビクセル（２５６，２４０）として規定されるデジタル画像の中心から ずれている距離によって表わされる。

アクティビティブロック９５４で計算されるΔＣおよびΔＲ値は経路９５６経由 でディシジョンブロック９５８１：：渡され、そこでΔＣおよびΔＲが０の値と 比較される。ΔＣまたはΔＲが０と実質的に等しくない、すなわちその絶対値が 任意の小さな値、Ｅよりも小さくなければ、テストパターン画像中心はデジタル 画像中心と一致せず、制御は経路９６０経由でアクティビティブロック９６２に 渡され、そこでＬＵＴキヤリプレーシジンデータが適宜に調整される。

アクティビティブロック９６２では、ＬＵＴキャリブレーションデータＬＸＩ　 とＬｙ＋　は次の式に従って調整される： Ｌｘ＋’−ＬＸＩ　＋ｆ　（ΔＣ１ΔＲ）　（５）ＬＸＩ　’　−Ｌｙ＋　＋ｇ 　（ΔＣ１ΔＲ）　（６）数学関数ｆ（ΔＣ，ΔＲ）およびｇ（ΔＣ１ΔＲ）は ＬＵＴの値Ｌｘ、およびＬＹ＋のための調整量を計算するために使われ、中央付 はエラーΔＣおよびΔＲを減じる。ＬＵＴのＬＸＩおよびＩ−ｙ＋の値はそれぞ れ調整された値ＬＸＩ′およびＬ）’１′に置換される。この調整されたＬＵＴ の値はライン９６４経由でアクティビティブロック９３８に伝えられ、ステップ ９３８．９４２．９４６．９５０．９５４．９５８．９６２を含む第１のループ は、画像中心がデジタルの画像中心と実質的に一致するまで再実行される。画像 が中心に置かれると、ΔＣおよびΔＲは実質的に０に等しく、ディシジョンブロ ック９５８から経路９６０経由でアクティビティブロック９６８に制御が渡され る。

ブロック９６８では、ディテクタの位置はΔφの量によって次の角度位置（φ＋ Δφ）に増加される。ディテクタの新しい角度位置は経路９７０経由でディシジ ョンブロック９７２に渡されて、新しい角度φが３６０°より大きいまたは等し いかどうかを決定する。もしφが３６０°よりも小さければ、制御は次に経路９ ７４からアクテイビフイブロック９３８に渡される。第１のループおよび付加の ステップ９６８および９７２を含む第２のループが、ディテクタが１回転するま で、すなわちφが３６０°より大きいまたは等しくなるまで再度実行される。

好ましい実施例では、角度増加ΔφはＬＵＴの連続する入力の間の角度増加Δθ よりも実質的に大きいものが選択されて、１回転のキャリブレーションが短時間 で計算されるようにする。たとえば、増加Δφが１０＠に等しければ、１回転は 第２ループの３５回の実行で計算できる。３６の計算された位置の中間の位置に 対応する残りのＬＵＴの値は、アクティビティブロック９７８で示されているよ うに隣接の計算値間で補間することによって決定される。次に制御が経路９８０ 経由でアクティビティブロック９８２　＋：ｌ：渡されて画像の中央付けを任意 にテストする。

アクティビティブロック９８２では任意の角度位置が選択されて中央付けの精度 が決定される。選択された位置のすべての累積的エラーを反映する中央付はエラ ーＥＲＲが計算される。中央エラー値は経路９８４経由でディシジョンブロック ９８６に渡されて、そこで値が０または他の所定の値と比較される。ＥＲＲが実 質的に０でなければ、制御は経路９８８経由でアクティビティブロック９９０に 渡される。

アクティビティブロック９９０では、最初に決定された３６の値の中間に位置づ けられている付加のＬＵＴ値しｘ寡およびＬｙＩは、３６の付加の値に対して第 ２のループを再実行することによって経験的に決定される。たとえば第２のルー プの第１回目の実行で決められた値が角度φ１″″０，１０，２０，３０．・・ ・、３４０および３５０度であるなら、第２のループの第２回目の実行で決定さ れた中間角度はφ２　＝５．　１５．２５．　３５．・・・、３４５および３５ ５度である。

ステップ９７８，９８２，９８６，９９０を含む第３のループは、エラー値が実 質的に０、またはすべてのＬＵＴ位置が経験的に決定されるまで再度実行される 。次に制御が経路９９４経由でキャリブレーション手順の最後に渡される。

好ましい実施例では、ＬＵＴによって表わされる位置の合計数は約１６，０００ である。連続するキャリプレーシラン位置の間のブロック９３８および９４２で 示される電子ビームの回転の開始および停止は少なくとも２つの機能を果たす。

第１に、回転電子ビームはアノード上の１つのスポットに長い時間当たらないか らＸ線管のターゲットアノードの過度な加熱を防ぐことができる。第２に、ステ アリングコイルのヒステリシス影響は完全なヒステリシスサイクルを通る連続す る通路によって自動的に補償される。

上記のキャリブレーション手順はオペレータの制御の下に手動で、またはコンピ ュータ制御の下に自動的に行なわれることが理解されるであろう。

回転ディテクタの位置決めエンコーダからの信号がＬＵＴに到達し、対応するＬ ＵＴ値がＸ線管の偏向コイルを駆動させるのに要する時間は有限量であるので、 回転ディテクタの位置が検出されＬＵＴに伝送される時間とその対応する偏向デ ータがＬＵＴからＸ線管偏向コイルに伝送されるまでの間に時間差分または遅れ があるかもしれない。非常に遅いまたは０の回転では、この遅れは重要でない。

しかし、回転率が増加するにつれ、遅れはどんどん大きくなる。位置決めエンコ ーダおよびＬＵＴ間に位相オフセットを挿入することによってこの遅れは補償で きる。最適位相オフセットは画像８３０の焦点を評価しながらオフセットを変え ることによって決定される。最適のオフセット以外では、画像はぼやける。最適 オフセットはディテクタが一定の速度で回転する間の最も鮮明な画像に対応する 。

Ｘ線ソースおよびディテクタの回転を同期化するのに他のキャリブレーション手 順を使うことができるのも理解されるであろう。

コンピュータ制御および分析システム 第１１図は本発明の自動ラミノブラフ検査システムのためのコンピュータ制御お よび分析システムアーキテクチャのブロック図である。コンピュータシステムは 主制御コンピュータ２７０を中心にしている。ビデオフレームグラバ−１００２ はプラグインボード経由でコンピュータ２７０に組込まれる。低い光レベルカメ ラ２５８はライン２７６経由で主コンピユータ２７０に接続される。Ｘ線１００ ４、運動制御１００６、オペレータ１００８、安全１０１０、およびプリントア ウト１０１２を含む種々のサブシステムは、通信線１００５．１００７．１００ ９．１０１１．１０１３経由でそれぞれ主コンピユータとつながる。複数高速画 像分析コンピュータ２７２ａ、２７２ｂ、・・・、２７２ｎはまた「分析エンジ ン」とも呼ばれ、データネットワーク２７４経由で主コンビ二一夕とコミユニケ ートする。このコミュニケーションは、主コンピユータと分析エンジンとの間で データネットワーク２７４経由で渡される「メツセージ」の形をとる。分析コン ピュータ２７２はまた通信線１０１４経由でフレームグラバ１００２と通信する 。好ましい実施例では、それぞれの分析コンピュータ２７２は８０３８６ＣＰＵ 、５メガバイトの主要ＲＡ　ＭメモリおよびビデオフレームグラバメモリでＣＯ ＭＰＡＱ＠　３８６プロセツサボードを含む。主コンピユータ２７０も８０３８ ６ＣＰＵでＣＯＭＰＡＱ［Ｆ］　３８６プロセツサボードを含む。分析コンピュ ータ２７２は標準ＳＣＳ　Ｉネット２−クによって主コンピユータ２７０に接続 されている。

操作中は、主コンピユータ２７０は１０１２経由で種々のサブシステム１００４ を介して検査システムの動作を制御する。主コンピユータはさらにラミノブラフ 画像の獲得および分析を制御し、そこから検査している項目の品質の測定が引出 される。主コンピユータはこの発明の操作を２つの方法で自動的に制御する。第 １に、デジタル断面画像を獲得するためにプログラムされた運動のシーケンスが 実行される。第２にプログラムされた分析手順が自動的にデジタル断面画像を検 査および解釈する。１つの画像の分析は第２の画像の獲得と同時に行なうことが できる。主コンピユータシステムによって行なわれる分析は、検査ｌ、ている項 目の検出された種々の欠陥およびその他の状態を分類する出力データリストが結 果となる。

特に、第３ａ図および第３ｂ図で示されているように、印刷回路基板の半田接合 の検査のために、コンピュータは回路基板２１０が装着されているＸＹＺ位置決 めテーブル２３０の動きを制御する。１つの断面画像内に入る領域、たとえば０ ．４００インチＸ０．３７５インチはしばしば検査されるべき回路基板または他 の品目の全体の領域よりも小さい。この場合、品目は複数のＸＹ観測範囲によっ て論理的に表わされ、それが組合わせられると回路基板の全体の検査領域を含む 。主コンピユータは適当な運動コマンドをＸＹＺ位置決めテーブルに発行するこ とによって検査するためのそれぞれのｘｙａ測範囲を位置づける。最初のＸＹ観 測範囲が検査のために位置づけられると、結果の断面画像が得られてカメラで統 合される。次に画像のビデオ信号がカメラから高速画像分析コンピュータ２７２ に伝送される。回路基板は結果の断面画像として、半田接合の異なる面を焦点に 合わせるために特定のＺ位置に動かされることができる。

回路基板の好ましい走査シーケンスは、固定ＸＹ位置に対する必要なすべてのＺ レベル画像を集めて、それから次のＸＹ位置に動いて、その位置に対する必要な すべてのＺレベル画像を集めることである。このステップ中エンドΦリピート・ シーケンスは、基板のすべての必要な領域およびレベルが画像化されて分析され るまで繰返される。

主コンピユータの制御の下に行なわれる、回路基板のすべての半田接続部の完全 な自動検査は、検査している特定の回路基板設計のためにあつらえられている既 にプログラムされた検査ルーチンを用いる。基板は走査され、各半田接続部は断 面画像の取得および分析を通して検査される。

この自動検査ルーチンのステップを説明するフローチャートは第１２図で示され ている。アクティビティブロック１０５０で始まり、検査する回路基板はこの発 明のロード／アンロードボート２９２に挿入される（第３ｃ図参照）。

次に制御は経路１０５２経由でアクティビティブロック１０５４に伝えられて、 そこで主コンビ二一夕がＸＹＺ位置決めテーブルにメツセージを送って、回路基 板を第１のＸＹ観測位置に動かす。

経路１０５６を通って、ルーチンはアクティビティブロック１０５８．１０６２ ．１０６６．１０７０．１０７４を含む第１のループに入る。アクティビティブ ロック１０５８では、主コンピユータは基板が第１の観測位置にあるというメツ セージを受取る。主コンピユータは次にその位置での基板の断面画像が得られる ようにＸ線およびディテクタサブシステムを制御する。断面画像が得られると、 制御は経路１０６０経出でアクティビティブロック１０６２に渡って、そこで前 に得られた断面画像が分析コンピュータの１つに送られる。

経路１０６４経由でアクティビティブロック１０６６に進むと、受取られた画像 によって表わされる観測およびスライスを独自に識別するメツセージが分析コン ピュータによって受取られる。次に画像は分析コンピュータによって分析され、 その門主コンビニータブログラムは経路１０６８経由でディシジョンブロック１ ０７０に進む。ブロック１０７０では、最も最近に得られたスライスが、そのＸ Ｙ観測位置でとられるべき最後の２スライスであるかどうかチェックされる。さ らにＺスライスが必要なら、制御は経路１０７２経由でアクティビティブロック １０７４に渡る。

ブロック１０７４では、ＸＹＺ位置決めテーブルは回路基板をＺ方向に移動させ て、次の２スライスが得らるように位置づける。制御は次に経路１０７６経由で アクティビティブロック１０５８に戻る。他の断面画像がブロック１０５８で得 られ、それがブロック１０６２で分析コンビ二一夕に送られて、ブロック１０６ ６で識別および分析される。

ステップ１０５８．１０６２．１０６６．１０７０．１０７４を含む第１のルー プは、ディシジョンブロック１０７０で現行のｘＹ観測位置の最後の２スライス が得られたと判断されるまで繰返される。

最後のＺスライスが得られると、制御は経路１０７８経由でアクティビティブロ ック１０８０に移されて、その特定のＸＹ観測の検査が完了したことをメツセー ジが示す。

たとえば、特定のＸＹ観測が３つの異なるＺレベルスライスが必要なら、第１の ループが３回、各Ｚレベルに対して１同案行される。第１ループの３回目の実行 が完了すると、メツセージがそのＸＹ観測のすべてのデータが得られて分析され たことを示す。　。

第１のループとして識別されるステップのタイミング図が第１３図で示されてい る。選ばれている時間の単位は１フレ一ム時間、または１／３０秒であり、この 割合で画像がビデオ信号としてカメラによって伝送される。第１ループサイクル の開始で、回路基板は望ましい検査位置に位置づけられて、Ｘ線はオンとなり、 カメラは画像を３フレ一ム時間（０，１秒）の間統合することを始める。この０ ゜１秒の間、回転盤２５６およびＸ線ソース２８０（第３ａ図）が１回転する。

時間３／３０秒で始まる次の続くフレーム時間の間、画像がカメラ２５８によっ て「グラブ」されて画像分析コンピュータ２７２（第１１図）の１つに送られる 。その間、主コンピユータ２７２（第１１図）はＸ線の発生を停止させる第１の コマンド（これは電子ビーム２８５を第４図のビームストップ３６０に向けるこ とによって達成できる）、および別の画像の獲得のために回路基板を次の観測領 域またはスライス位置に動かす第２のコマンドを実行する。この動きは典型的に ０．１秒内で完了する。この０．１秒の間、回路基板は次の位置に動かされ止ま る。このシステムは好ましくは、運動によって起こるいかなる機械的振動も０． １秒の時間の終わりまでには実質的に減衰されるように設計される。次にコンピ ュータはＸ線の発生を再開させるコマンドを実行して、サイクルが繰返される。

１枚の画像の獲得のための典型的なサイクル時間はしたがって約０．　２秒であ り、１秒間に５枚の画像という速度に対応する。

成る画像を完全に分析するのにコンビ二一夕が要する時間が０．２秒の画像獲得 サイクル時間を越えても、この発明の１つの実施例は、第１１図で示されている 平行処理分析コンピュータ２７２を使うことによってリアルタイムの画像処理を 行なう。平行処理アーキテクチャはシステムがいくつかの異なる作業を同時に行 なうことを可能とする。

たとえば、システムはいくつかの異なる画像を同時に分析しながら他の画像を獲 得することもできる。したがって、システムは次の画像を獲得するまでに各画像 分析が終わるのを待つ必要はない。分析コンピュータの最適台数は、画像処理コ ンピユーテイングが検査工程においてボトルネックとならないように、行なわれ ている画像分析の複雑性に基づいて、決めることができる。

ブロック１０８０のＸＹ観測の完了によって、制御は経路１０８２からアクティ ビティブロック１０８４に移されて、そこでその特定のＸＹ観測検査の結果が主 コンピユータのメモリにストアされる。経路１０８６経由でディシジョンブロッ ク１０８８に進むと、ＸＹ観測識別がチェックされて回路基板の付加のＸＹｉ！ 測が必要かどうかチェックされる。

付加のＸＹ観測が必要なら、制御は経路１０９０経由でアクティビティブロック １０５４に移される。ステップ１０５４．１０５８．１０６２．１０６６．１０ ７０．１０７４．１０８０．１０８４．１０８８を含む第２のループが回路基板 のプログラムされた画像位置がすべて得られて分析されるまで複数回実行される 。

プログラムされた画像位置がすべて検査されると、制御は経路１０９２経由でア クティビティブロック１０９４に移って、検査が完了しボードをアンロードする 時であることを示す。

経路１０９６経由でアクティビティブロック１０９８に進むと、前に検査した基 板の検査結果は検査報告という形で出力される。次に制御は経路１１００経由で アクティビティブロック１０５０の検査ルーチンの最初に戻って、システムは他 の回路基板の検査を始める用意ができる。

典型的な検査報告の例は第１４図で示されている。種々の簿記が検査の日付およ び時間１１０２、回路基板のモデル番号１１０４と検査した特定基板の連続番号 １１０６を記録する。検査の結果は３列の表として作られて、素子名１１０８、 欠陥が識別されたビン番号１１１０、そして識別された半田欠陥の種類１１１２ が示される。この特定例では、ＵｌＢとして識別された素子では、ビン２および ３との間に半田橋絡欠陥があることがわかる。同様に、素子Ｒ１７はピン１に不 十分な半田を有する。素子Ｕ１３、Ｒ２、Ｒ１７などは集積回路チップ、抵抗器 、キャパシタなどのような典型的な電子素子である。さらに、検査報告は種々の 欠陥および処理制御パラメータの傾向分析を与える統計的要約を提供することも できる。この検査報告は成る過去の期間にわたってマシーン操作の年代順経歴を 示す運転要約を含むこともできる。運転要約はオペレータの識別、各オペレータ の勤務交替に対する開始時間、停止時間および日付、そして各シフト中に処理さ れた基板の数を含めたマシーン使用要因の報告を含むことができる。

上記に説明したルーチンを使って回路基板全体を検査するのに要する合計時間は 、いくつかの要因によって決定される。これらの要因の３つは、（１）各ＸＹ観 測位置に必要な異なるＺレベルのスライス（断面画像）の枚数、（２）観測サイ ズの範囲、すなわち各個別の画像が包含する領域、（３）回路基板の大きさ、す なわち検査するべき合計面積である。

典型的な回路基板検査は、基板の素子の複雑性および半田接続部の形式に依存し て、各ＸＹ位置に対して１から８枚のＺスライスを要するかもしれない。観測の 範囲は各画像に対して得られる検査面積であり、この発明の１つの実施例では約 ０．４００インチＸ０．３７５インチである。

観測サイズのこの範囲は各ビクセルが０．０００８インチの等級の寸法を有する 高解像度画像に帰着する。最後に、特定の回路基板を走査するのに必要なＸＹ観 測およびＺスライスの数はモザイク態様で、必要な観測の合計数を決定し、これ により検査に要する合計時間が決定される。

たとえば、６’　Ｘ９’回路基板（５４平方インチ）は検査を要する面積が５０ 平方インチを有するかもしれない。

各観測範囲の０．１５平方インチ（０，４００インチＸ０゜３７５インチ）では 、全体の基板を包含するのに約３６０のＸＹの観測位置が必要である。各位置に 対して平均して２枚のＺスライスが必要であると仮定すると、この特定の回路基 板は完全な検査を行なうには７２０枚の画像を必要とする。１秒に５枚の画像の 割合だと、この基板を検査するのに必要な合計時間は約１４４秒となる。

典型的な検査時間として、非常に簡単な回路基板に対する２０秒から高解像度の 検査を必要とするより大きいより複雑な基板に対する８分まで至る。

自動半田接続部欠陥分析 本発明は特に、回路基板に装着された電子部品間の半田接続部の自動検査を行な うのに適する。１つの実施例では、半田接続部の高解像度のＸ線断面画像を得て コンピュータ制御デジタル画像処理手順によって画像を分析することによって達 成される。この態様で分析することができる半田接続部欠陥の異なる種類は多数 ある。しかし、自動半田接続部画像分析の一般的概念はいくつかの図式的例によ って示すことができる。このような例は隣接する接続点間の半田橋絡、成る接続 部での不十分な量の半田、および成る接続部での半田の欠落などを含む。

第１５図は複数の半田接続部２１４によって相互接続されている複数の電子素子 ２１２と１１５０が上に位置づけられている典型的回路基板２１０の一部分を示 す。自動分析手順の説明を簡潔にするため、電子素子の特定の形式及び対応する 半田接続部が詳細な説明のために抜粋されている。しかしこの発明は選択した特 定の素子によって制限されるのではなく、またこの発明はいくつもの他の形式の 素子、技術および電気接続部に応用できることは理解されるであろう。特に、表 面装着技術を採用した素子が詳細に説明されるが、この発明はスルーホール・メ ッキ技術を含む他の多くの種類の回路基板技術に応用できる。

表面装着技術（ＳＭＴ）はメタライズされたコネクタパッドを含む電子素子が回 路基板の表面の対応するメタライズされたコネクタバッドに半田付けされる広く 使われている技術である。第１６図は接続される回路基板２１０の装着位置の立 面位置で示されている典型的なＳＭＴ素子２１２を示す。特に、電子素子２１２ は電子産業で一般に使われそして業界ではリードレスチップキャリア（Ｌ　ＣＣ ）として知られているパッケージを含む。ＬＣＣ２１２は複数のメタライズされ たコネクタバッド１１６０ａ、１１６０ｂｓ　１１６０　ｃ、−１１１６０ｎを 含み、ＬＣＣが回路基板２１０の位置の上に位置づけられると、直接隣接する対 応するメタライズされた回路基板コネクタパッド１２６０ａｓ　１２６０ｂｓ　 １２６０ｃ、−・・、１２６Ｏｎにそれぞれ位置づけられる。メタライズされた パッド１２６０は回路基板２１０の表面の上または表面近くに形成されて、種々 の電子素子２１２および完全な回路基板アセンブリを含む１１５０を相互接続す るための電気接続点を与える。

第１７図は５個のメタライズされたコネクタバッド組１１６０　ａ　／　１２６ ０　ａから１１６０ｅ／１２６０ｅの間に形成された半田接続部の一般的な視覚 的外見を示すＬＣＣ２１２の部分の拡大図である。パッド１１６０ｅと１２６０ ｅの間に形成された半田接続部１３６０ｅは肉眼で見える欠陥を存しない良い接 続部の例である。半田橋絡欠陥１３７０が隣接する半田接続部１３６０ａと１３ ６０ｂの間で示されている。不十分な半田を有する接続部１３６０ｃはパラＦ１ １６０ｃと１２６０ｃの間で示されている。半田接続部１３６０ｄは視覚的に欠 陥がないように見えるが内部的な空所を含む。パッド１１６０ｆと１２６０ｆの 間の接続部１３６０ｆには半田が示されていない。

第１８図は第１７図で示されているＬＣＣ素子２１２の部分のＸ線断面画像の外 見を示す。断面画像によって示される面は回路基板２１０によって規定される面 と平行であり、回路基板の表面上の約０．０００５インチにある。素子２１２、 素子接続パッド１１６０および回路基板接続パッド１２６０の位置を示す仮想線 は参照の目的のためだけに示されており、実際の断面画像には存在しないかもし れない。指定画像面において画像領域１３６０ａ’　、１３６０ｂ’　、１３６ ０ｃ’　、１３６０ｄ’　％　１３６０ｅ’　、１３７０′は半田接続部１３６ ０ａ、１３６０ｂ、１３６０ｃｓ　１３６０ｄｓ　１３６０ｅ、そして欠陥１３ ７０にそれぞれ対応する。

半田橋絡欠陥の検出のための画像分析 半田橋絡欠陥は回路基板のトレースの間、接続パッドとトレースの間、２つの異 なる接続パッドの間、または２つの別々の接続ピンの間の不要な半田の存在であ る。接続パッド１２６０ａと１３６０ｂの間の橋絡欠陥画像１３７０′の位置で の第１８図の拡大部分が第１９図で示されている。列および行を含む任意のビク セル格子が、橋絡欠陥を検出するための自動手順の説明を援助するために示され ている。

画像の各ビクセルはそのビクセルによって表わされている画像の光学密度に対応 する強度値に関連づけられている。

強度値は０（黒）から２５５（白）にわたるグレイスケールを形成する。Ｘ線を 簡単に弱める高密度の材料、たとえば半田の画像は、グレイスケールの黒い端部 に近いグレイの濃い明度に対応する比較的低い強度値によって表わされている。

反対に、低い密度材料、たとえばプラスチック回路基板は、グレイスケールの白 い端部に近いグレイの薄い明度に対応する強度値を有する画像を作る。この種の グレイスケールを何する画像は「陽画」像として知られている。

グレイの明度と強度の関係は逆転させて一般に「陰画」像として知られているも のを作ることができることは理解されるであろう。この発明において陰画像また は陽画像どちらを使うこともできるが、説明のために陽画像が使われる。

したがって半田材料を表わす画像の領域内のビクセル、たとえば領域１３６０’ 　と１３７０’は比較的低い画像強度値に対応する。画像の他の領域のビクセル は低い密度材料、たとえばプラスチック回路基板を表わし、比較的高い画像強度 値に対応する。

画像分析の最初のステップは、半田橋絡欠陥の検査および評価を行なうために必 要なトポグラフィツクデータ（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｌｃａｌ　ｄａｔａ）と検査 パラメータを得ることを含む。この発明の１つの実施例では、データファイルは 行なわれている各画像分析に対してこの特定の情報を含む。回路基板が一旦識別 されると、その特定のボードの形式に対するデータファイルが呼出されて分析コ ンピュータメモリに入れられる。橋絡半田欠陥の存在のために画像を分析する算 法は入力として、回路基板接続パッド１２６０の質量の中心（ｃｅｎｔｒｏｉｄ ）、その境界、所定のサーチ経路位置、および所定の差分グレイしきい値を使用 する。第１９図で示されている例では、データファイルは接続パッド１２６０ａ の質量の中心１３７８は（Ｃ５０、Ｒ７５）の列および行ビクセル座標に位置づ けられているという情報を含む。

さらに、データファイルはパッド１２６０ａのビクセル幅はビクセル列番号Ｃ７ ５とＣ２５の間の差であり、パッドの長さはビクセル行番号Ｒ１２５とＲ２５の 差であるという情報も含む。橋絡半田欠陥分析を行なうのに必要な他の検査パラ メータ、たとえば差分グレイしきい値、サーチ経路位置、寸法もデータファイル から検索される。

半田橋絡欠陥のための半田接続部の断面Ｘ線画像の分析手順は半田接続部１３６ ０ａ’　に関して第１９図で示されている。好ましくは、断面画像の面は回路基 板面と実質的に平行である面にあり、回路基板の表面の上約ｏ、ｏｏ。

５インチにある。この手順は画像から、関心の半田接続部のまわりを完全に囲む サーチ経路に沿って不必要な半田の存在の決定を一般に含む。

パッド１２６０ａのトポグラフィツクデータを使って、経路セグメント１３８０ ａ、１３８０ｂ、１３８０ｃと１３８０ｄを含むパッドの境界のまわりのサーチ 経路１３８０を規定するために分析算法が始められる。サーチ経路は幅１ビクセ ル分であり、パッドの境界から所定の距離に位置づけられる。５１２０列および ４８０の行を含むデジタル画像で約０．４００インチＸ０．３７５インチの回路 基板の領域に対応する実施例では、１つのピクセル幅は回路基板の約０．０００ ７８インチの距離に対応する。第１９図のパッド境界からサーチ経路への所定距 離は、ピクセル列Ｃ９５とＣ７５の間の距離差とピクセル行Ｒ５とＲ２５の間の 距離差である。所定の距離は特定の分析応用の要求に合うように経験的に選択す ることができる。

サーチ経路１３８０を含む各ピクセルの画像強度は、サーチ経路の隣接するピク セルの強度と比較されて差分のグレイ値ΔＧを決定する。特定ピクセルの画像強 度またはグレイ値はＩＣ１ｆｆｉによって与えられる。２つの隣接するピクセル １とピクセル２の間の差分グレイ値ΔＧ１，２はそれぞれの強度ｌ、と１２の間 の差分をとることによって見つけられる。次に各差分グレイ値ΔＧ３，２は所定 のしきい値ΔＧＴｈ　と比較される。画像の半田部分に１つのピクセルが位置づ けられ、その隣接のピクセルが画像の回路基板部分に位置づけられる場合を示す しきい値が選択される。

サーチ経路に沿った不要な半田の存在は、差分のグレイ値がしきい値を越えると 示される。

例に従って、サーチ経路１３８０の強度ｌ、を有する第１のピクセル（Ｃ９５， Ｒ５）の角１３８２で始まって、列Ｃ９５を上に進んで経路セグメント１３８０ ａの隣接するピクセルから強度１２を有する第２のピクセル（Ｃ９５゜Ｒ６）へ 進むサーチを考えてみよう。この開始位置は任意であり、サーチ経路に沿ったい かなる位置でもサーチを始める位置として選択することができることは理解され るべきである。これらの初めの２つの隣接するピクセルの差分グレイ値は以下で 与えられる： ΔＧ＋　＋　２　””Ｉ　”２　””Ｃｅ　ＳｒＲ５−’Ｃｅ　ＳＩＲ＆（’？ ）差分グレイ値の絶対値１ΔＧ、、ｌがしきい値ΔＧ。

ｈよりも大きいまたは等しければ、ピクセルの位置および差分グレイ値の符号、 すなわち正または負が候補の欠陥表示り、としてストアされ、ここでｉは欠陥表 示が見つけられた順番に対応する整数である。たとえば、Ｄ、は開始位ｆｉｌｌ 　３８２から始まるサーチ経路１３８０に沿って最初に出くわす欠陥表示と対応 し、Ｄ２は出くわす２番目の欠陥表示に対応する云々となる。

第１９図で示されている例では、第１の欠陥表示り、はおよそ（Ｃ９５、Ｒ５５ ）に位置づけられるピクセルにで見つけられている。ピクセルＫが画像の半田欠 陥１３７０′部分にあるのならば、およそ（Ｃ９５，Ｒ５４）に位置づけられて いるサーチ経路にある前のピクセルに−１は大体半田部分の外にあり、ピクセル によりもより高い強度値を有する。したがって、適当に選択されたΔｃｖｈは、 これらの２つの隣接するピクセルに−１とＫの強度Ｉに−４とＩＫから引出され た差分グレイ値１ΔＧＫ−１＋　Ｉに　１の絶対値よりも小さい。さらにΔＧＫ −ＩＮＫは符号が正である。

同様に、おおよそ（Ｃ９５、Ｒ９０）に位置づけらでいるピクセルＭに第２の欠 陥表示Ｄ２が見つけられる。ピクセルＭが画像の半田欠陥１３７０’部分にあれ ば、およそ（Ｃ９５、Ｒ９１）に位置づけられているサーチ経路にある後のピク セルＭ＋１は、半田部分の外にあり、ピクセルＭよりもより高い強度値を持つ。

したがって、この２つの隣接するピクセルＭとＭ＋１の強度ｉＭとＩカヤ、から 引出された差分グレイ値１ΔＧＭ　＋　ｎｐ＋　ｌの絶対値はΔＧＴｈよりも大 きい。さらに、ΔＧｆｆｌ＋１．ｌや、は負の符号である。

こうして橋絡欠陥１３７０’の存在は、欠陥表示り、が正であり次の欠陥表示Ｄ ２が負であるときに明らかとなる。

欠陥表示のためのサーチは経路全体が検査されるまで経路１３８０のまわりで続 けられる。見つけられたすべての橋絡の報告は記録されて報告される。

半田橋絡欠陥を自動的に捜す工程を示すフローチャートが第２０図で示されてい る。アクティビティブロック１４００で始まって、分析される特定接続パッドの トポグラフィツクデータおよびその他の検査パラメータは分析コンピュータメモ リから呼出される。経路１４０２経由でアクティビティブロック］４０４に進む と、接続パッドのまわりのサーチ経路は、コンピュータのメモリにストアされて いるトポグラフィツクデータおよびその他の検査パラメータを使って規定される 。次に制御は経路１４０６経出でアクティビティブロック１４０８に移されて、 ここでサーチ経路走査はピクセルカウンタ“ｉ′および欠陥表示カウンタ“ｊｏ を１にセットすることによって初期化される。

アクティビティブロック１４１２．１４１６．１４２０．１４２４．１４２８と １４３４を含む第１のループが経路１４１０経出でアクティビティブロック１４ ０８から入る。

第１のループでは、サーチ経路をなす各ピクセルが検査され、差分グレイ値が計 算され、候補欠陥位置が識別され、後でさらに処理するためにストアされる。ル ープの第１のアクティビティブロック１４１２では、サーチ経路の第１および第 ２のピクセルの差分グレイ値ΔＧ４，２が計算される。この値は経路１４１４経 由でディシジョンブロック１４１６に渡され、そこで差分グレイ値１ΔＧ＋、２ 　ｌの絶対値が所定しきい値ΔＧ、ｈと比較される。１ΔＧ１゜２１がΔＧＴｈ より大きいまたは等しければ、制御は経路１４１８経由でアクティビティブロッ ク１４２０に渡される。アクティビティブロック１４２０では、ピクセル１と２ の位置およびΔＧ７，２の符号は第１の欠陥表示り、としてストアされる。制御 は経路１４２２経由でアクティビティブロック１４２４にわたって、そこで欠陥 カウンタｊ″が１つ増加される。１４２８のディシジョンブロックでは、経路１ ４２６経由で達せられる第１ループの最終ブロックでは、全体のサーチ経路が検 査されたかどうかを決定するために完了チェックが行なわれる。完了していなけ れば、制御は経路１４３２経由でアクティビティブロック１４３４にわたって、 サーチ経路ビクセルカウンタ“ｉ。

が１つ増加される。次に制御は経路１４３６経由でアクティビティブロック１４ １２の第１のループの初めに戻る。

サーチ経路をなすすべてのビクセルが分析されるまで第１ループが繰返され、制 御が経路１４３８経由で第１ループのディシジョンブロック１４２８からアクテ ィビティブロック１４４０にわたる。

アクティビティブロック１４４０では、欠陥カウンタ“ｊｏは、再度経路１４４ ２経出で第２のループに入る前に１の値に初期化される。第２のループはブロッ ク１４４４．１４４８．１４５２と１４５８を含む。第２のループでは、第１ル ープで識別された欠陥表示り、はサーチ経路に沿った半田橋絡欠陥の位置を判定 するために検査される。

ディシジョンブロック１４４４の第２のループをｊ−１で入ると、欠陥表示り、 およびＤ２の符号が決められる。もしり、が正でＤ２が負であれば、制御は経路 １４４６経由でアクティビティブロック１４４８にわたって、そこでり、とＤ２ の位置が記録されて半田橋絡欠陥がり、とＤ２の間のサーチ経路セグメントにあ ると記録される。次に制御は経路１４５０経出でディシジョンブロック１４５２ にわたされて、欠陥表示ＤＪがすべて分析されたかどうかを判定するために完了 テストが行なわれる。完了していなければ、制御は経路１４５６経由でアクティ ビティブロック１４５８にわたされてそこで欠陥カウンタ“ｊｏが１つ増加され る。次に制御は経路１４６０経由でディシジョンブロック１４４４の第２のルー プの初めに戻される。第１ループでサーチ経路に沿って見つけられたすべての欠 陥表示り、が半田橋絡欠陥に対して分析されるまで、第２のループが繰返される 。次に制御が経路１４６２経由でディシジョンブロック１４５２からアクティビ ティブロック１４６４に渡る。ブロック１４６４では、サーチ経路に沿って見つ けられたすべての半田橋絡欠陥の報告は作成されて後で呼出すためにストアされ る。

欠落または不十分な半田欠陥の 検出のための画像分析 欠落した半田欠陥は、電子素子接続パッドと対応する回路基板接続パッドを含む 接続部での実質的にＯのまたは非常に少量の半田の存在として定義される。不十 分な半田欠陥は、接続部に何らかの半田があるが適切なフィレットを形成するま たは接続部に十分な強さを提供するのに十分でないものとして定義される。接続 パッド１１６０ｃと１２６０ｃの間の不十分な半田欠陥画像１３６０ｃ’の位置 の第１８図の拡大部分が第２１図で示されている。列および行を含む任意のビク セル格子が、欠落したまたは不十分な半田欠陥を検出するための自動手順の説明 を援助するために示されている。

欠落半田または不十分な半田の欠陥の半田接続部の断面Ｘ線画像を分析するため の手順が、半田接続画像１３６００′に関して第２１図で示されている。好まし くは、断面画像の面は回路基板の面と実質的に平行である面にあり、そして回路 基板の表面上的０．０００５インチにある。この手順は一般に画像から、いつく かの特定領域の半田接続部の厚さを決定するのを含む。

半田接続部の３つの特定領域が第２２図に関して規定されている。第２２図はた とえば接続部１３６０ｅのような典型的に良品の半田接続部の断面図である。断 面図は第１７図のライン２２−２２に沿ったものである。素子接続パッド１１６ ０と回路基板接続パッド１２６０の間に挾持されている接続部１３６０ｅの第１ の領域１５０１は接続部の「パッド」として示されている。素子２１２の横壁面 １５０５からおよそ始まって、壁面１５０５とパッド１２６０の境界１５０７の 間の点１５０６までおよそ延在する第２の領域１５０２は、接続部１３６０ｅの 「かかと」部分として示されている。点１５０６でおよそ始まってパッド１２６ ０の境界１５０７までおよそ延在する第３の領域１５０３は接続部１３６０ｅの 「爪先」部分として示されている。

典型的に、パッド領域１５０１は比較的薄いほとんど均一な厚さの半田を含む。

かかと領域１５０２は一般に不均等の厚さであり、接続部の最も厚い部分をなす 。爪先領域１５０３は一般にかかとと比べて厚さにおいてより均一であるが、そ れほど厚くはない。接続部１３６０ｅをなす半田の量は３つの領域１５０１．１ ５０２．１５０３のそれぞれの半田の平均厚さの測定から概算できる。

典型的に鉛と錫の組合わせである半田材料のラミノブラフ断面画像では、画像の 強度と画像を形成する半田材料の厚さとの間に関係がある。第２３ａ図はこの一 般的な関係の例を示す。この例では、画像の強度は半田材料の厚さが増加するに つれ、プレイのより薄い明度（白）に対応する値からグレイのより濃い明度（黒 ）に対応する値に減少する。すなわち、半田の薄い部分の画像は、半田のより厚 い部分の画像の画像強度値よりも高い画像強度値を有することになる。薄い部分 の画像は、厚い部分の画像よりも薄い明度のグレイを示す。この関係は異なる厚 さの複数のステップを含むキャリブレーションステップウェッジを使うことによ ってキャリプレートすることができる。このようなステップウェッジ１５６０の 例は第２３ｂ図で示されている。ステップウェッジ１５６０は半田材料で構成さ れており、０．００１インチの増加率で０．００１インチから０゜０１０インチ にわたる厚さを有する１５７１から１５８０までの１０個のステップを含む。ラ イン１５９０を含みつエツジのベース１５９２と平行である面でとられたステッ プウェッジ１５６０のＸ線うミノグラフ断面画像は！２３Ｃ図で示されている画 像強度対半田厚さの関係を示す。ステップ１５７１から１５８０の厚さは既知で あるので、対応する強度１５７１’からステップ１５８０’は厚さが知られてい ない半田材料の他の断面画像の強度と比較して知られていない厚さを決定するこ とができる。

分析における最初のステップは、欠落したまたは不十分な半田欠陥を検査および 評価するための必要なトポグラフィツクデータおよび検査パラメータの獲得を含 む。この１つの実施例は、行なわれる各分析に対してこの特定の情報を含むデー タファイルを与える。欠落または不十分な半田欠陥の存在のために画像を分析す る算法は入力として、接続パッドの質量の中心位置および境界、３つの検査窓、 ６つのしきい値を使う。この例では、データファイルは接続パッド１２６０ｃの 質量の中心１６７９は第２１図の列および行ビクセル座標（Ｃ１００、Ｒ６２） に位置づけられているという情報を含む。さらに、データファイルは、パッド１ ２６０ｃのピクセル長さはピクセル列番号Ｃ５０と０１５０の間の差分てあり、 パッドの幅はピクセル行番号Ｒ７５とＲ５０の間の差分であるという情報を含む 。分析を行なうのに必要な他の検査パラメータもデータファイルから検出される 。

パッド１２６０ｃの画像１３６０ｃ’の欠落したまたは不十分な半田欠陥分析の ためのトポグラフィツクデータおよび検査パラメータを使って、画像分析算法は 第２１図に示されているように、３つの検査窓１６０Ｌ　１６０２と１６０３の 境界を規定するために進む。各窓は形状において長方形であり、パッドの境界お よび質量の中心から所定の距離に位置づけられている。第１の窓１６０１はピク セル座標（Ｃ５５，Ｒ５５）、（Ｃ５５、Ｒ７０）、（Ｃ８５、Ｒ７０）と（Ｃ ８５、Ｒ５５）を有する４つの角によって規定される。窓１６０１は実質的に半 田接続部のバラ）’領域１５０１に重畳する。第２の窓１６０２はピクセル座標 （Ｃ９５、Ｒ５５）（Ｃ９５、Ｒ７０）、（Ｃ１２０、Ｒ７０）（１２０，Ｒ５ ５）を有する４つの角によって規定される。窓１６０２は実質的に半田接続部の かかと領域１５０２に重畳する。第３の窓１６０３はピクセル座標（Ｃ１２５、 Ｒ５５）、（ＣＩ　２５、Ｒ７０）、（Ｃ１４５、Ｒ７０）、（Ｃ１４５、Ｒ５ ５）を有する４つの角によって規定される。窓１６０３は実質的に半田接続部の 爪先領域１５０３に重畳する。

窓の中の平均画像強度は、窓をなすすべてのピクセルの画像強度を加算して、加 算に貢献するピクセルの合計数によって除算することによって決められる。こう してパッド領域窓１６０１、かかと領域窓１６０２、爪先領域窓１６０３から引 出された平均強度はそれぞれＩＦ％ＩＮ、そしてＩＴとして示されている。前に 説明したように、これらの平均強度は、それぞれの領域の半田の平均厚さＴＰ　 ５Ｔ１１、ＴＴと直接関係する。欠落したまたは不十分な半田欠陥の存在はこれ らの平均厚さＴｒ　、ＴＨ％　ＴＴを所定の厚さしきい値Ｔｈ門、ｐｂＴｂｎ、 Ｈ１Ｔｈ門、　Ｔ　％　Ｔｌ’ｌｌ　。

Ｆ　ｓ　Ｔｈｌ　ｒ□、Ｔ）１１．７と比較することによって決定される。一般 に、Ｔｈｒｌ　、Ｐ　、Ｔｈゎ＋Ｎ　とＴｂ門、Ｔの欠落半田しきい値はそれぞ れパッド、かかと、爪先の領域に対応し、不十分な半田しきい値ＴｈＩ、ｒ％Ｔ ｈ、、、、ＴｈＩ　ｌ　７よりも小さい。すなわち、Ｔｈｒ−＋　、Ｐ　＜Ｔｈ Ｉ。

Ｆ　５Ｔｈｅ　、）１　＜Ｔｂ、、□、Ｔｈう、　Ｔ　＜Ｔｈｌ　、τである。

特に、もしＴｐ　＜Ｔｂ１．ｌ、Ｐ％ＴＩ’ｌ　〈”　ｈ　ｒｌ　＋　Ｎ　ｓＴ Ｔ　＜Ｔｈゎ、Ｔなら、接続部は欠落した半田を有するものとして報告される。

もしＴｈ、−１＋　ｐ　＜ＴＦ　＜ＴｈＩ　ｌ　Ｆ　ｓ”ｒｈｆｆｌ、　Ｍ＜Ｔ Ｎ　＜”ＴｈＩ　、　）１　ｓ　Ｔｈｒ、、　７　＜Ｔ７　＜Ｔｈ１＋７なら、 接続部は不十分な半田を有するものとして報告される。

欠落または不十分な半田欠陥を自動的に捜す手順を示すフローチャートが第２４ 図に示されている。アクティビティブロック１７００で始まって、分析される特 定の接続パッドのトポグラフィツクデータおよびその他の検査パラメータは分析 コンピュータのメモリから呼出される。経路１７０２経由でアクティビティブロ ック１７０４に進んで、半田接続部のパッド、かかと、爪先の領域の検査窓は、 コンビ二一夕のメモリにストアされているトポグラフィツクデータとその他の検 査データを使って規定される。次に制御は経路１７０６経由でアクティビティブ ロック１７０８に渡され、そこで各窓の内の平均画像強度が決定されて対応する 平均半田厚さが計算される。次に制御は経路１７１０経由でディシジョンブロッ ク１７１２に伝えられる。

ディシジョンブロック１７１２では、窓内の平均半田厚さＴＦ　ｓ　７Ｈｓ及び ＴＴはそれぞれ不十分な半田厚さしきい値Ｔｈ１．ｐｘＴｂ＋、ＨｓＴＪ、ｖと 比較される。

平均厚さが不十分な半田しきい値よりも小さくなければ、制御は経路１７１４経 由で分析ルーチンの最後に渡される。

もし平均厚さが不十分な半田しきい値よりも小さければ、制御は経路］７１８経 由でディシジョンブロック１７２０に渡される。ディシジョンブロック１７２０ では、平均厚さＴＦ　、Ｔ□、ＴＴは欠落した半田厚さしきい値”ｒｈＦ、。

Ｐ％Ｔｂｒ＋　、Ｎ　、ＴｈＩ、、Ｔと比較される。平均厚さが欠落半田しきい 値よりも小さくなければ、制御は経路１７２２経由でアクティビティブロック１ ７２４に渡されてそこで不十分な半田欠陥が記録される。次に制御は経路１７２ ６経由で分析ルーチンの最後に渡される。ディシジョンブロック１７２０におい て平均厚さが欠落半田しきい値よりも小さければ、制御は経路１７２８経由でア クティビティブロック１７３０に渡されてそこで欠落半田欠陥の存在が記録され る。次に制御は経路１７３２経由でルーチンの最後に渡される。

ここで説明されているシステムおよび処理は基本的に印刷回路基板の上の半田接 続部の検査のために開発された。

しかし、この発明は他の対象物および特徴の検査のためにも有用であろう。上記 の記述は印刷回路基板の上の電子素子間の半田接続部の検査に応用された発明の １つの好ましい実施例を含むが、当業者にとって明らかな他の応用もある。

この発明はその精神および本質的特性から離れることなく他の特定の形状で実施 することができる。説明された実施例はいかなる点においても例示的であり限定 するものではないというふうに考えられるべきである。したがってこの発明の範 囲は前述の説明よりもむしろ添付の請求の範囲によって示される。この請求の範 囲の等価の意味および範囲内に入るすべての変更はその範囲内に含まれるものと する。

ＦＩＧ、／ 一上二〇〇２ ″＼瓢−１４穿レー・″ Δ「−／ に蕎植 ′Ｊ′ｎ ＦＩＧ　２ｂ　ＦＩＧ、２ｄ ＦＩＧ、　２ｃ　ＦＩＧ、２ｅ Ｆｌｏ、、３Ｃ Ｆｌｏ、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、９σ ＦＩＧ、９ｂ ＦＩＧ、ｌＯ。

ＦＩＧ、１０ｂ ＦＩＧ、１５ ＦＩＧ、／７ ＦＩＧ　／８ ＦＩＧ、２０σ ＦＩＣ，２０ｂ ＦＩＧ、２３σ ＦＩＣ，２３ｃ 手続補正書 平成。工、ｙｑ７１Ｙ３囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気部品（２１２）と前記部品２１２が上に装着されている回路基板（２１ ０）との間の半田接続部（２１４）の品質を検査および分析するための回路基板 検査装置であって、前記回路基板検査装置が目動的に獲得され、デジタル化され かつ分析される前記半田接続部（２１４）のＸ線ラミノグラフ断面画像を作成し 、前記回路基板検査装置が、電子ビーム（２８５）が射突するターゲット（２８ ７）の或る位置からＸ線（２８２）が放たれるＸ線ソース（２０）と、 前記電子ビーム（２８５）を前記ターゲット（２８７）の異なる位置に偏向する ための電気ステアリング装置（２８１）とを含み、前記ステアリング装置（２８ １）が前記電子ビーム（２８５）を或る軸（４０、４０４）に対して回転させ、 そして前記ターゲット（２８７）の上の実質的に円形の経路をたどらせることが できて、前記Ｘ線ソース（２０）を第１の円形パターンで動かし、前記第１の円 形パターンが第１の面（６２）を規定し、さらに前記半田接続部（２１４）と前 記回路基板（２１０）を透過した前記Ｘ線ソース（２０）によって発生したＸ線 （２８２）を受取るために位置づけられたＸ線ディテクタ（３０）を含み、前記 Ｘ線ディテクタ（３０）は、前記透過Ｘ線（２８２）によって形成されたＸ線画 像に対応する光学画像を作成するための変換スクリーン（２５０）と、 前記軸（４０、４０４）に対して回転しかつ第２の円形パターンを規定する実質 的に円形経路に沿って進むように前記変換スクリーン（２５０）を動かすための 手段（２５６）とを含み、前記第２の円形パターンが前記第１の面（６２）と実 質的に平行である第２の面（６４）を規定し、さらに 前記光学画像を前記回転変換スクリーン（２５０）から静止光学画像面に伝送す るための光学非回転装置（２５２、２５４、２５６）と、 前記光学画像を検出するために前記静止光学画像面に位置づけられたカメラ（２ ５８）とを含み、前記カメラ（２５８）が前記光学画像と対応する電子出力を有 し、さらに前記Ｘ線ソース（２０）と変換スクリーン（２５０）の円形運動を同 期化するための制御システム（２６３、２６０）を含み、前記Ｘ線断面ラミノグ ラフ画像の前記光学画像表現が前記静止画像面で形成され、前記制御システムが 、前記第２の円形パターンに沿った前記変換スクリーン（２５０）の位置をモニ タしかつスクリーン位置と対応する座標を伝えるセンサ（２６３）と、 前記センサ（２６３）から前記座標を受取って対応する信号を前記ステアリング 装置（２８１）に伝えて、前記Ｘ線ソース（２０）の動きを前記変換スクリーン （２５０）の前記連動と同期化させるルックアップテーブル（７２０ｘ、７２０ ｙ）とを含み、さらに前記半田接続部（２１４）の前記断面画像を分析するため のデジタル画像処理システム（２７０、２７２）を含み、前記画像処理システム （２７０、２７２）が前記カメラ（２５８）から前記電子画像信号を受取って、 前記半田接続部（２１４）の前記Ｘ線断面画像と対応する前記画像のデジタル表 現を形成する画像デジタイザ（２７０）と、 前記デジタル画像の所定領域をアクセスするようにかつ半田欠陥の特定の種類の 特定フィーチャを表示するために前記領域を所定の命令セットに従って分析する ようにプログラムされたプログラム制御計算の部分（２７２）とを含む、 ことを特徴とする、装置。 ２．前記Ｘ線ソース（２０）が操舵可能電子ビームＸ線管（２００）を含む、請 求項１に記載の装置。 ３．前記電気ステアリング装置（２８１）が磁界を発生させるコイル（２８１ｘ 、２８１ｙ）を含んで前記電子ビーム（２８５）と相互作用してそれを偏向させ る、請求項１に記載の装置。 ４．前記変換スクリーン（２５０）がタングステン酸カドミニウムシンチレーシ ョン材料を含む、請求項１に記載の装置。 ５．前記断面画像が、前記第１および第２の面（６２、６４）と平行でありかつ 前記回転軸（４０、４０４）と交差する前記半田接続部２１４の面（６０）と対 応する、請求項１に記載の装置。 ６．前記半田接続部（２１４）の前記画像面（６０）が、前記画像面（６０）か ら前記第１の面（６２）への距離が前記画像面（６０）から前記第２の面（６４ ）への距離よりも小さいように前記Ｘ線ソース（２０）と前記Ｘ線ディテクタ（ ３０）の間に位置づけられている、請求項５に記載の装置。 ７．前記変換スクリーン（２５０）を動かすための前記手段が、前記軸（４０、 ４０４）に対して回転しかつ前記変換スクリーン（２５０）が上に装着されてい る回転盤（２５６）をさらに含む、請求項１に記載の装置。 ８．前記光学非回転装量（２５２、２５４、２５６）が前記回転盤（２５６）に 装着されている第１および第２の鏡（２５４、２５２）を含み、前記鏡（２５４ 、２５２）が前記回転軸（４０、４０４）および前記第１および第２の面（６２ 、６４）に関して約４５°の角度で配向される、請求項７に記載の装置。 ９．前記第１の鏡（２５４）が前記変換スクリーン（２５０）から前記光学画像 を受取って前記第２の鏡（２５２）に映して、前記第２の鏡（２５２）がさらに 前記画像を前記静止画像面に映す、請求項８に記載の装置。 １０．前記第２の鏡（２５２）が前記回転軸（４０、４０４）と交差する、請求 項８に記載の装置。 １１．前記カメラ（２５８）が低い光レベルビデオカメラ（２５８）を含む、請 求項１に記載の装置。 １２．前記低い光レベルカメラ（２５８）がシリコン強化ターゲット螢光増倍管 を含む、請求項１１に記載の装置。 １３．前記デジタル画像処理システム（２７０、２７２）が複数の平行面像プロ セッサ（２７２ａ、２７２ｂ・・・２７２ｎ）を含む、請求項１に記載の装置。 １４．前記回路基板（２１０）を動かすための位置決めテーブル（２３０）をさ らに含む、請求項１に記載の装置。 １５．印刷回路基板（２１０）に装着されている電気部品（２１２）間の電気的 接続部（２１４）を検査するための装置であって、 前記電気接続部（２１４）の断面画像を作成するための画像システム（２０、３ ０）と、 前記断面画像を分析するための画像分析システム（２７０、２７２）とを、特徴 とする装置。 １６．前記画像システム（２０、３０）がＸ線ソース（２０）とＸ線ディテクタ （３０）を含む、請求項１５に記載の装置。 １７．前記画像システム（２０、３０）が前記電気接続部（２１４）のＸ線ラミ ノグラフを作成する、請求項１６に記載の装置。 １８．前記Ｘ線ラミノグラフが前記電気接続部（２１４）に関して前記Ｘ線ソー ス（２０）および前記Ｘ線ディテクタ（３０）の動きによって作成される、請求 項１７に記載の装置。 １９．前記Ｘ線ソース（２０）の前記動きが電気手段（２８１）によって発生さ れ、前記Ｘ線ディテクタ（３０）の前記動きが電子機械的手段（２５６）によっ て発生され、前記Ｘ線ソース（２０）と前記Ｘ線ディテクタ（３０）の動きが電 気的フィードバックシステム（２６０）によって同期化および制御される、請求 項１８に記載の装置。 ２０．前記Ｘ線ソース（２０）と前記Ｘ縁ディテクタ（３０）の前記動きが実質 的に円形であり、ソース面（６２）とディテクタ面（６４）を規定する、請求項 １８に記載の装置。 ２１．前記ソース面（６２）と前記ディテクタ面（６４）が実質的に平行である 、請求項２０に記載の装置。 ２２．前記画像システムがコンピュータ化された断層撮影システムを含む、請求 項１６に記載の装置。 ２３．前記電気部品（２１２）が電気接続パッド（１１６０）を含み、前記回路 基板（２１０）が電気接続パッド（１２６０）を含み、前記電気接続部（２１４ ）が前記電気部品コネクタパッド（１１６０）と前記回路基板コネクタパッド（ １３６０）との間に導電性のボンド（１３６０）を含む、請求項１５に記載の装 置。 ２４．前記電気接続部（２１４）が前記電気部品接続パッド（１１６０）と前記 回路基板接続パッド（１２６０）との間に半田ボンド（１３６０）を含む、請求 項２３に記載の装置。 ２５．前記画像分析システム（２７０、２７２）が前記断面画像に特定フィーチ ャを捜す、請求項１５に記載の装置。 ２６．前記画像分析システム（２７０、２７２）が、前記画像の所定の位置で前 記断面画像に対して所定のテストを行なうことによって前記特定のフィーチャを 識別する、請求項２５に記載の装置。 ２７．前記特定フィーチャの１つが半田橋絡欠陥（１３７０）を含む、請求項２ ６に記載の装置。 ２８．前記面像分析システム（２７０、２７２）が前記半田ボンド（１３６０） を囲む境界に沿って一連の差分画像強度グレイ値を計算して前記差分グレイ値を 所定のしきいグレイ値と比較する、請求項２７に記載の装置。 ２９．前記計算された差分画像強度グレイ値が前記しきい値を越す前記境界に沿 った位置を前記画像分析システム（２７０、２７２）が前記半田橋絡欠陥（１３ ７０）として識別される、請求項２８に記載の装置。 ３０．前記特定フィーチャの１つが前記接続部（２１４）に存在する半田の量を 含む、請求項２６に記載の装置。 ３１．前記画像分析システム（２７０、２７２）が、１つの前記半田接続部（２ １４）の３つの異なる部分（１５０１、１５０２、１５０３）に対応する前記断 面画像の３つの領域を規定し、前記３つの領域のそれぞれに対して平均画像強度 （ＩＰ、ＩＨ、ＩＴ）を計算し、前記平均画像強度を第１セットおよび第２セッ トの所定しきい値（ＴｈＩ，ｐ、ＴｈＩ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｔ；ＴｈＭ，Ｐ、ＴｈＭ ，Ｍ、ＴｈＭ，Ｔ）と比較する、請求項３０に記載の装置。 ３２．前記平均強度が前記第１セットおよび第２セット両方のしきい値（ＴｈＩ ，Ｐ、ＴｈＩ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｔ；ＴｈＭ，Ｐ、ＴｈＭ，Ｍ、ＴｈＭ，Ｔ）よりも 小さい場所を前記画像分析システム（２７０、２７２）が欠落半田欠陥（１３６ ０ｆ）として識別する、請求項３１に記載の装置。 ３３．前記平均強度が前記第１セットのしきい値よりも小さくかつ前記第２のセ ットのしきい値よりも大きい場所を前記画像分析システム（２７０、２７２）が 、不十分な半田欠陥（１３６０ｃ）として識別する、請求項３１に記載の装置。 ３４．対象物のＸ線ラミノグラフを作成するための装置において、 ターゲット（２８７）に射突する電子ビーム（２８５）によってＸ線（２８２） が作成されるＸ線ソース（２０）と、 前記電子ビーム（２８５）を前記ターゲット（２８７）の異なる位置に偏向して 位置を動かすための電気ステアリング装置（２８１）とを特徴とし、前記Ｘ線（ ２８２）が前記Ｘ線ソース（２０）によって発生され、さらに前記Ｘ線ソース（ ２０）によって発生されたＸ線（２８２）を受取るために位置づけられたＸ線デ ィテクタ（３０）と、 前記Ｘ線ディテクタ（３０）の位置を動かすための手段（２５６）と、 Ｘ線ソース（２０）の動きをＸ線ディテクタ（３０）の動きと同期化させるため のフィードバックシステム（２６０、２６３、２６５）とを、特徴とする装置。 ３５．テスト対象物（７３０）が前記Ｘ線ソース（２０）と前記Ｘ線ディテクタ （３０）との間に位置づけられたときに前記Ｘ線ディテクタ（３０）に画像を形 成する前記テスト対象物（７３０）をさらに含む、請求項３４に記載の装置。 ３６．前記フィードバックシステム（２６０、２６３、２６５）が前記ディテク タ（３０）の動きに応答して前記電気ステアリング装置（２８１）を駆動して、 前記テスト対象物（７３０）の前記画像が、前記Ｘ線ディテクタ（３０）と前記 Ｘ線ソース（２０）が前記テスト対象物（７３０）と相対して動くにつれ前記Ｘ 線ディテクタ（３０）の所定位置に位置づけられる、請求項３５に記載の装置。 ３７．前記フィードバックシステム（２６０、２６３、２６５）が前記Ｘ線ソー ス（２０）を第１の回転（４０、４０４）に対して第１の円形経路を進ませて第 １の面（６２）を形成し、 前記Ｘ線ディテクタ（３０）を動かすための前記手段が、前記Ｘ線ディテクタ（ ３０）を第２の回転軸（４０、４０４）に対して第２の円形経路を進ませて第２ の面（６４）を形成する、請求項３４に記載の装置。 ３８．前記第１の面（６２）が前記第２の面（６４）と実質的に平行である、請 求項３７に記載の装置。 ３９．前記第１の軸（４０、４０４）が前記第２の軸（４０、４０４）と実質的 に同軸である、請求項３７に記載の装置。 ４０．前記第１の円形経路と前記第２の円形経路が同じ回転軸（４０、４０４） を実質的に有しかつ前記第１および第２の面（６２、６４）が実質的に平行であ る、請求項３７に記載の装置。 ４１．印刷回路基板（２１０）に装着されている電気部品（２１２）の間の電気 的接続部（２１４）を検査する方法において、 前記電気接続部（２１４）の断面画像を発生させるステップと、 前記断面画像を分析するステップとを、特徴とする方法。 ４２．前記断面画像を製作するステップが、Ｘ線ソース（２０）でＸ線（２８２ ）を発生させるステップと、Ｘ線ディテクタ（３０）でＸ線（２８２）を検出す るステップをさらに含む、請求項４１に記載の方法。 ４３．前記断面画像を発生させるステップが、前記電気接続部（２１４）のＸ線 ラミノグラフを作成するステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。 ４４．前記Ｘ線ラミノグラフを発生させるステップが、前記Ｘ線ソース（２０） と前記Ｘ線ディテクタ（３０）を前記電気接続部（２１４）に関して動かすステ ップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。 ４５．前記Ｘ線ラミノグラフを発生させるステップがさらに、 前記Ｘ線ソース（２０）を電気的手段によって動かすステップと、 前記Ｘ線ディテクタ（３０）を電子機械的手段によって動かすステップと、 前記Ｘ線ソース（２０）と前記Ｘ線ディテクタ（３０）の動きを電気フィードバ ックシステム（２６０、２６３、２６５）で同期化するステップとを含む、請求 項４４に記載の方法。 ４６．前記断面画像を分析するステップが、前記断面画像において特定のフィー チャを捜すステップをさらに含む、請求項４１に記載の方法。 ４７．前記断面画像を分析するステップが、前記特定フィーチャを識別するため に前記画像の所定位置で前記断面画像に所定のテストを行なうステップをさらに 含む、請求項４６に記載の方法。 ４８．前記断面画像を分析するステップがさらに、前記電気接続部（２１４）を 囲む境界に沿って一連の差分画像強度グレイ値（ΔＧＴｉ，ｉ＋１）を計算する ステップと、 前記差分グレイ値（ΔＧＴｉ，ｉ＋１）を所定のしきいグレイ値（ΔＧＴｈ）と 比較するステップとを含む、請求項４１に記載の方法。 ４９．前記計算された差分画像強度グレイ値が前記しきい値を超える前記境界に 沿った場所を識別して、前記位置を半田橋絡欠陥として示すステップをさらに含 む、請求項４８に記載の方法。 ５０．前記断面画像を分析するステップがさらに、前記電気接続部（２１４）の ３つの異なる部分（１５０１、１５０２、１５０３）と対応する前記断面画像の ３つの領域を規定するステップと、 前記３つの領域（１５０１、１５０２、１５０３）のそれぞれに対して平均画像 強度（Ｉｐ、ＩＨ、ＩＴ）を計算するステップと、 前記平均画像強度を第１セットおよび第２セットの所定しきい値（ＴｈＩ，Ｐ、 ＴｈＩ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｔ；ＴｈＭ，Ｐ、ＴｈＭ，Ｈ、ＴｈＭ，Ｔ）と比較するス テップとを含む、請求項４１に記載の方法。 ５１．前記断面画像を分析するステップがさらに、前記平均強度（ＩＰ、ＩＨ、 ＩＴ）が前記第１セットおよび第２セットしきい値の両方（ＴｈＩ，Ｐ、ＴｈＩ ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｔ；ＴｈＭ，Ｐ、ＴｈＭ，Ｈ、ＴｈＭ，Ｔ）より小さい場所を識 別して、前記位置を欠落半田欠陥として示すステップをさらに含む、請求項５０ に記載の方法。 ５２．前記断面画像を分析するステップが、前記平均強度（１Ｐ、ＩＨ、ＩＴ） が前記第１セットのしきい値（ＴｈＩ，Ｐ、Ｔｈｌ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｔ）よりも小 さくかつ前記第２セットのしきい値（ＴｈＭ，ｐ、ＴｈＭ，Ｈ、ＴｈＭ，Ｔ）よ りも大きい場所を識別して、前記位置を不十分な半田欠陥として示すステップを さらに含む、請求項５０に記載の方法。 ５３．対象物のＸ線ラミノグラフを作成する方法において、 Ｘ線（２８２）がターゲット（２８７）と射突する電子ビーム（２８５）によっ て発生するＸ線（２８２）のソース（２０）を設けるステップと、 前記電子ビーム（２８５）を前記ターゲット（２８７）の異なる部分に向け、前 記Ｘ線ソース（２０）によって発生する前記Ｘ線（２８２）の位置を動かすステ ップと、前記Ｘ線ソース（２０）によって発生したＸ線（２８２）をＸ線ディテ クタ（３０）によって検出するステップと、前記Ｘ線ディテクタ（３０）の位置 を動かすステップと、前記Ｘ線（２８２）の発生の前記位置の移動をフィードバ ックシステムで前記Ｘ線ディテクタ（３０）の動きと同期させるステップとを特 徴とする、方法。 ５４．テスト対象物（７３０）が前記Ｘ線ディテクタ（３０）に画像を形成する ように前記テスト対象物（７３０）を前記Ｘ線ソース（２０）と前記Ｘ線ディテ クタ（３０）との間に位置づけるステップをさらに含む、請求項５３に記載の方 法。 ５５．前記ディテクタ（３０）の動きに応答して前記フィードバックシステムを 駆動させ、前記テスト対象物（７３０）の前記画像が、前記Ｘ線ディテクタ（３ ０）とＸ線発生の前記位置が前記テスト対象物（７３０）と相対して動くにつれ 、前記Ｘ線ディテクタ（３０）の所定の位置に位置づけられるステップをさらに 含む、請求項５４に記載の方法。 ５６．回路基板（２１０）の電気部品（２１２）の半田接続部（２１４）に半田 橋絡欠陥を検出する方法において、前記半田接続部（２１４）の断面画像（１３ ６０）を作成するステップと、 前記半田接続部（２１４）の前記断面画像（１３６０）を囲む境界に沿って一連 の差分画像強度グレイ値（ΔＧｉ，ｉ＋１）を計算するステップと、 前記差分グレイ値（ΔＧＩ，ｉ＋１）を所定のしきいグレイ値（ΔＧＴｈ）と比 較するステップと、前記計算された差分画像強度グレイ値（ΔＧｉ，ｉ＋１）が 前記しきい値（ΔＧＴｈ）を越える前記境界に沿った場所を識別するステップと を特徴とする、方法。 ５７．回路基板（２１０）の電気部品（２１２）の間の半田接続部の半田欠陥を 検出する方法において、前記半田接続部（２１４）の断面画像を作成するステッ プと、 前記半田接続部（２１４）に対応する前記断面画像の領域（１５０１、１５０２ 、１５０３）を規定するステップと、 前記領域に対して平均画像強度（ＩＰ、ＩＨ、ＩＴ）を計算するステップと、 前記平均画像強度（ＩＰ、ＩＭ、Ｉ）を第１セットおよび第２セットの所定しき い値（ＴｈＩ，Ｐ、ＴｈＩ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｔ；ＴｈＭ，Ｐ、ＴｈＭ，Ｍ、ＴｈＭ ，Ｔ）と比較するステップとを含む、方法。 ５８．さらに、 前記断面画像の領域内に第１の窓（１６０１）、第２の窓（１６０２）、および 第３の窓（１６０３）を規定するステップを含み、前記第１の窓が前記半田接続 部（２１４）の第１の部分（１５０１）に対応し、前記第２の窓が前記半田接続 部（２１４）の第２の部分（１５０２）に対応し、そして前記第３の窓（１６０ ３）が前記半田接続部（２１４）の第３の部分（１５０３）に対応し、さらに前 記第１の窓（１６０１）に対応する第１の平均画像強度（ＩＰ）と、前記第２の 窓（１６０２）に対応する第２の平均画像強度（ＩＨ）と、前記第３の窓（１６ ０３）に対応する第３の平均画像強度（ＩＴ）とを計算するステップを含む、請 求項５７に記載の方法。 ５９．前記半田接続部（２１４）の第１の部分（１５０１）に対応する第１の所 定しきい値（ＴｈＩ，Ｐ）、前記半田接続部（２１４）の前記第２の部分（１５ ０２）に対応する第２の所定しきい値（ＴｈＩ，Ｈ）、および前記半田接続部（ ２１４）の前記第３の部分（１５０３）に対応する第３の所定しきい値（ＴｈＩ ，Ｔ）を規定するステップと、 前記第１の平均画像強度（ＩＰ）を前記第１の所定しきい値（ＴｈＭ、Ｐ）と、 前記第２の平均画像強度（ＩＨ）を前記第２の所定しきい値（ＴｈＭ，Ｈ）と、 前記第３の平均画像強度（ＩＴ）を前記第３の所定しきい値（ＴｈＭ，Ｐ）とで 比較するステップとをさらに含む、請求項５８に記載の方法。 ６０．前記比較のステップが、前記第１の平均画像強度（ＩＰ）に対応する第１ の平均厚さ（ＴＰ）、前記第２の平均画像強度（ＩＨ）に対応する第２の平均厚 さ（ＴＨ）、および前記第３の平均画像強度（ＩＴ）に対応する第３の平均厚さ （ＴＴ）を計算するステップをさらに含む、請求項５９に記載の方法。 ６１．前記第１の平均厚さ（ＴＰ）が前記第１のしきい値（ＴｈＭ，Ｐ）より小 さく、前記第２の平均厚さ（ＴＨ）が前記第２のしきい値（ＴｈＭ，Ｈ）よりも 小さく、及び前記第３の平均厚さ（ＴＴ）が前記第３のしきい値（ＴｈＭ，Ｔ） よりも小さい場所を欠落半田欠陥（１３６０ｆ）として識別するステップをさら に含む、請求項６０に記載の方法。 ６２．前記半田接続部（２１４）の前記第１の部分（１５０１）に対応する第４ の所定しきい値（ＴｈＩ，Ｐ）、前記半田接続部（２１４）の前記第２の部分（ １５０２）に対応する第５の所定しきい値（ＴｈＩ，Ｈ）、および前記半田接続 部（２１４）の前記第３の部分（１５０３）に対応する第６の所定しきい値（Ｔ ｈＩ，Ｔ）を規定するステップと、 前記第１の平均画像強度（ＩＰ）を前記第１および第４の所定しきい値（ＴｈＭ ，Ｐ、ＴｈＩ，Ｐ）と、前記第２の平均画像強度（ＩＨ）を前記第２および第５ の所定しきい値（ＴｈＭ，Ｈ、ＴｈＩ，Ｍ）と、前記第３の平均画像強度（ＩＴ ）を前記第３および第６の所定しきい値（ＴｈＭ，Ｔ、ＴｈＩ，Ｔ）とで比較す るステップとをさらに含む、請求項５９に記載の方法。 ６３．前記半田接続部（２１４）の前記第１の部分（１５０１）に対応する第４ の所定しきい値（ＴｈＩ，Ｐ）、前記半田接続部（２１４）の前記第２の部分（ １５０２）に対応する第５の所定しきい値（ＴｈＩ，Ｈ）、および前記半田接続 部（２１４）の前記第３の部分（１５０３）に対応する第６の所定しきい値（Ｔ ｈＩ，Ｔ）を規定するステップと、 前記第１の平均厚さ（ＴＰ）が前記第４のしきい値（ＴｈＩ，Ｐ）より小さくか つ前記第１のしきい値（ＴｈＭ，Ｐ）より大きく、前記第２の平均厚さ（ＴＨ） が前記第５のしきい値（ＴｈＩ，Ｍ）よりも小さくかつ第２のしきい値（ＴｈＭ ，Ｈ）よりも大きく、前記第３の平均厚さ（ＴＴ）が前記第６のしきい値（Ｔｈ Ｉ，Ｔ）よりも小さくかつ前記第３のしきい値（ＴｈＭ，Ｔ）よりも大きい場所 を不十分な半田欠陥（１３６０ｃ）として識別するステップとをさらに含む、請 求項６０に記載の方法。