JPWO2013069057A1 - Ｘ線検査方法及び装置 - Google Patents

Ｘ線検査方法及び装置

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Abstract

対象物について、第１方向及び第１仰角で撮像して第１Ｘ線画像を取得し、第２方向及び第２仰角で撮像して第２Ｘ線画像を取得する。この２枚のＸ線画像に基づいて、対象物の断面データを取得する。前記第１、第２Ｘ線画像を第１、第２厚さデータに換算し、第１厚さデータに基づき対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、対象物の第２面側を基準とした第２断面データとを取得する。第２厚さデータに基づき、同様な第３、第４断面データを取得する。これら断面データから、高信頼領域の断面データを部分的に抽出して合成することにより、対象物の断面データを得る。

Description

本発明は、立体的な対象物にＸ線を透過させることにより、前記対象物の断面データを取得するＸ線検査方法及びＸ線検査装置に関する。
今日、Ｘ線検査は、広範な工業製品に使用されている。種々の電子部品が搭載されるプリント基板においても、Ｘ線検査が使用されている。例えば、超小型のＬＳＩ部品であるＢＧＡ（Ball Grid Array）の基板への半田付けが適正に行われているか否かの検査が、Ｘ線を用いて行われる。一般にＢＧＡは、その電極パッドに半田ボール端子を有し、基板側電極パッド上に形成された半田層に前記半田ボール端子を接触させた状態でＢＧＡを保持し、次いで加熱処理を施して前記半田ボール（及び前記半田層）を溶融させることにより、基板に固定される。前記Ｘ線検査では、溶融後の前記半田ボールの断面形状に関するデータが取得される。これは、正常な状態では、前記半田ボールは前記加熱処理によって樽状に変形するのに対し、不良な状態では、樽状とは異なる形状に変形することによる。
上記のような基板を対象としたＸ線検査の手法として、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）法が知られている。例えば特許文献１には、垂直スライスイメージングを利用したＸ線検査方法が開示されている。当該検査方法では、前記半田ボールの溶融体の水平スライス画像を多数枚撮像し、これらを利用して前記半田ボールの溶融体の垂直スライス画像を構築する。しかし、この方法では、１の検査対象物について数十枚程度のＸ線画像を取得する必要があり、撮像動作に時間を要すると共に、検査対象物のＸ線被爆量が多くなるという不具合がある。
また、特許文献２には、複数のＸ線源とＸ線検出器とを用い、反復法により３ＤのＸ線ＣＴ画像を取得するＸ線検査方法が開示されている。この方法によれば、検査対象物の三次元形状を取得することができるが、非常に多くのＸ線画像が必要となる。従って、上記と同様に、撮像時間や検査対象物のＸ線被爆量が問題となる。
特許第３６６５２９４号公報 特開２０１０−１２７８１０号公報
本発明は、可及的に少ないＸ線画像に基づき、検査対象物の断面データを的確に取得できるＸ線検査方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係るＸ線検査方法は、Ｘ線を放射するＸ線源と、Ｘ線を検出するＸ線検出器、及び演算装置とを用い、第１面と該第１面と対向する第２面とを有する立体的な対象物にＸ線を透過させて、前記対象物の断面形状を求めるＸ線検査方法であって、
前記Ｘ線源を、前記対象物に対して所定の第１方向であって所定の第１仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第１Ｘ線画像を取得させ、
前記Ｘ線源を、前記対象物に対して前記第１方向とは異なる第２方向であって所定の第２仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第２Ｘ線画像を取得させ、
前記演算装置に、前記第１Ｘ線画像における前記第１方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第１方向且つ第１仰角方向から見た前記対象物の第１厚さデータを求めさせ、さらに、該第１厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、前記第２面側を基準とした第２断面データとを求めさせ、
前記演算装置に、前記第２Ｘ線画像における前記第２方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第２方向且つ第２仰角方向から見た前記対象物の第２厚さデータを求めさせ、さらに、該第２厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第３断面データと、前記第２面側を基準とした第４断面データとを求めさせ、
前記演算装置に、前記第１乃至第４断面データから、前記第１方向及び前記第２方向により定まる高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、該抽出された部分的断面データを合成させることにより前記対象物の断面データを導出させる。
本発明の他の局面に係るＸ線検査装置は、第１面と該第１面と対向する第２面とを有する立体的な対象物にＸ線を透過させて、前記対象物の断面形状を求めるＸ線検査装置であって、
Ｘ線を放射するＸ線源と、
前記Ｘ線源が放射し、前記対象物を透過したＸ線を検出してＸ線画像を取得するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作を制御する駆動制御部と、
前記Ｘ線画像の輝度値分布に基づき、前記対象物の厚さデータを求めると共に、該厚さデータに基づき前記対象物の断面データを求める画像処理部と、
前記断面データに基づき、前記対象物の形状の合否を判定する判定部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記Ｘ線源を、前記対象物に対して所定の第１方向であって所定の第１仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第１Ｘ線画像を取得させ、次いで、
前記Ｘ線源を、前記対象物に対して前記第１方向とは異なる第２方向であって所定の第２仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第２Ｘ線画像を取得させ、
前記画像処理部は、
前記第１Ｘ線画像における前記第１方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第１方向且つ第１仰角方向から見た前記対象物の第１厚さデータを求め、さらに、該第１厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、前記第２面側を基準とした第２断面データとを求め、次いで、
前記第２Ｘ線画像における前記第２方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第２方向且つ第２仰角方向から見た前記対象物の第２厚さデータを求め、さらに、該第２厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第３断面データと、前記第２面側を基準とした第４断面データとを求め、さらに、
前記第１乃至第４断面データから、前記第１方向及び前記第２方向により定まる高信頼領域の断面データを部分的に抽出し、該抽出された部分的断面データを合成して前記対象物の断面データを導出する。
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施形態に係るＸ線検査装置の概略を示す断面図である。 上記Ｘ線検査装置の機能的な構成を示すブロック図である。 検査対象となる部位を備える電子部品の平面図である。 検査対象物としての半田ボールの側面図であって、（Ａ）は加熱処理前の状態を、（Ｂ）は加熱処理後の良品を、（Ｃ）は加熱処理後の不良品をそれぞれ示している。 検査対象物へのＸ線の照射状態を示す模式図である。 第１方向からＸ線を照射した場合における、Ｘ線画像の高信頼領域を説明するための模式図であって、（Ａ）は対象物を、（Ｂ）はそのＸ線画像を示している。 第２方向からＸ線を照射した場合における、Ｘ線画像の高信頼領域を説明するための模式図であって、（Ａ）は対象物を、（Ｂ）はそのＸ線画像を示している。 （Ａ）は検査対象物の斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は撮像方向を示す平面図である。 検査対象物について各撮像方向から得られたＸ線画像を配列した図である。 断面データの一例を示す斜め棒グラフである。 断面データの一例を示す斜め棒グラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１０及び図１１の断面データの合成例を示すグラフである。 断面データの一例を示す斜め棒グラフである。 断面データの一例を示す斜め棒グラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１３及び図１４の断面データの合成例を示すグラフである。 図１２及び図１５の断面データの合成例を示すグラフである。 他の検査対象物の斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は断面データの一例を示す斜め棒グラフ、（Ｃ）は、これら断面データの合成例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は断面データの一例を示す斜め棒グラフ、（Ｃ）は、これら断面データの合成例を示すグラフである。 図１８（Ｃ）及び図１９（Ｃ）の断面データの合成例を示すグラフである。 変形実施形態を説明するためのＸ線画像の配列図である。 変形実施形態に係る断面データの合成例を示す模式図である。 Ｘ線検査装置の動作を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＸ線検査装置Ａの概略を示す断面図、図２は、Ｘ線検査装置Ａの機能的な構成を示すブロック図である。Ｘ線検査装置Ａは、リフロー処理後のＢＧＡ（Ball Grid Array；電子部品の一例）１００とプリント基板Ｗの接合状態を検査するための検査装置である。ＢＧＡ１００は、表面実装用のＩＣパッケージの１種である。
図３は、ＢＧＡ１００の平面図である。ＢＧＡ１００は、多数の半田ボール１０３をその下面に備えている。各半田ボール１０３は、ＢＧＡ１００の周囲に所定の配列で設けられ、いわゆるリフロー処理（加熱処理）で溶融されて硬化された後、半田部１０１（立体的な対象物／半田接続部）として、ＢＧＡ１００とプリント基板Ｗとを物理的並びに電気的に接続する。図示の例では、ＢＧＡ１００は、４１６極の電極を有し、これら電極と基板Ｗとを半田部１０１が接続する。半田ボール１０３は、必ずしもＢＧＡ１００に設けられた全ての電極に設けられているのではなく、その使用態様に基づいて選択的に配置され（例えば、３００極）、ＢＧＡ１００をプリント基板Ｗに接続する。
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、半田ボール１０３乃至はその溶融体である半田部１０１の側面図であって、図４（Ａ）はリフロー処理前の状態を、図４（Ｂ）はリフロー処理後の良品を、図４（Ｃ）はリフロー処理後の不良品をそれぞれ示している。半田部１０１は、プリント処理、実装処理及びリフロー処理を経て、プリント基板Ｗに形成される。プリント処理では、プリント基板Ｗ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。実装処理では、プリントされた半田１０２の上にＢＧＡ１００を実装する工程が含まれる。リフロー処理では、ＢＧＡ１００が実装されたプリント基板Ｗを溶融炉内で加熱する工程が含まれる。
図４（Ａ）に示すように、リフロー処理前においては、半田ボール１０３は、半田１０２とＢＧＡ１００の電極Ｗ２との間に、球形を保った状態で介在されている。一方、リフロー処理後においては、図４（Ｂ）に示すように、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。プリント基板ＷのランドＷ１とＢＧＡ１００の電極Ｗ２との電気的並びに物理的な接続は、このように硬化した半田部１０１によって実現される。
ここで、図４（Ｂ）に示すように、半田部１０１とランドＷ１若しくは電極Ｗ２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の良否を判定するため、本実施形態のＸ線検査装置Ａが使用される。
Ｘ線検査装置Ａは、半田部１０１のＸ線画像を撮像すると共に、その画像データから各々の半田部１０１の垂直断面形状を取得し、当該垂直断面形状に基づいて良品若しくは不良品の判別を行う。図１および図２を参照して、Ｘ線検査装置Ａは、ハウジング１０と、このハウジング１０内に収容されるステージ１１、Ｘ線放射装置２０（Ｘ線源）、及びＸ線カメラ２１（Ｘ線検出器）と、ハウジング１０外の適所に配置される制御ユニット３０（演算装置）及び表示ユニット４０とを備えている。
ハウジング１０は、上記の通りステージ１１、Ｘ線放射装置２０及びＸ線カメラ２１を収容するＸ線遮蔽機能を備えた箱形の筐体であって、プリント基板Ｗの搬入のための搬入口１０ＩＮと、搬出のための搬出口１０ＯＵＴとを備えている。
ステージ１１は、検査されるプリント基板Ｗが載置されるステージであり、コンベア機構が付設されている。すなわち、ステージ１１は、ステージ駆動ユニット１１ａによって、所定の水平方向に沿う搬送方向（図１の右から左へ向かう方向）と、この搬送方向と直交する水平方向とに移動可能である。以下の説明では、ステージ１１の搬送方向に沿う方向をＸ方向、これと直角な水平方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向という（この定義に従うと、ステージ１１は、ステージ駆動ユニット１１ａによって、Ｘ方向およびＹ方向に沿って駆動される）。ステージ１１は、搬入口１０ＩＮからハウジング１０内に投入されるプリント基板Ｗを、所定の検査位置までＸ方向に搬送し、前記検査位置でプリント基板Ｗを停止させて保持し、検査が終了したプリント基板Ｗを前記検査位置から搬出口１０ＯＵＴまでＸ方向に搬送する。
ステージ１１のＸ方向上流側には、搬入口１０ＩＮにその下流端が臨む態様で、プリント基板Ｗをハウジング１０内のステージ１１に搬入する搬入コンベア１２が設けられている。また、ステージ１１のＸ方向下流側には、搬出口１０ＯＵＴにその上流端が臨む態様で、プリント基板Ｗをステージ１１からハウジング１０の外側に搬出する搬出コンベア１４が設けられている。搬入コンベア１２は、所定の工程を終了したプリント基板Ｗを、一枚ずつステージ１１上に搬入する。搬出コンベア１４は、Ｘ線検査装置Ａで検査処理が終了したプリント基板Ｗをステージ１１から搬出する。これら搬入、搬出コンベア１２、１４は、コンベア駆動ユニット１２ａ、１４ａにより駆動力を与えられ、所定タイミングでプリント基板Ｗを搬送する。
Ｘ線放射装置２０は、ハウジング１０内において、ステージ１１上のプリント基板Ｗに対してＸ線を照射する。Ｘ線カメラ２１は、Ｘ線放射装置２０から放射され、プリント基板Ｗ（半田部１０１）を透過したＸ線を検出する。つまり、Ｘ線カメラ２１は、プリント基板ＷのＸ線画像を撮像する。制御ユニット３０は、Ｘ線放射装置２０及びＸ線カメラ２１によるＸ線画像の撮像動作、取得されたＸ線画像に対する画像処理動作、及び、半田部１０１の良否判定動作を制御する。表示ユニット４０は、制御ユニット３０によって処理されたＸ線画像を表示する。以下、上掲の各部について詳述する。
Ｘ線放射装置２０は、平行度が高いＸ線を放射可能なＸ線源であって、Ｘ線を発生する発光器と、筒体内にＸ線を透過させる複数本の細管を充填してなるコリメータ部とを備える。前記発光器が発生するＸ線は、前記コリメータ部の一端に入射され、前記細管を透過して前記コリメータ部の他端から放射される。Ｘ線放射装置２０は、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａによって、ハウジング１０内の略中央部にＺ方向（上下方向）にのみ移動可能に担持されている。ステージ１１上のプリント基板Ｗに対して、ステージ１１の上方からＸ線放射装置２０が発するＸ線が放射される。Ｘ線放射装置２０から放射されたＸ線は、一部がプリント基板Ｗ等に吸収されて減衰した状態でプリント基板Ｗを透過する。
Ｘ線カメラ２１は、ステージ１１上のプリント基板Ｗを挟んでＸ線放射装置２０に対向して配置され、プリント基板Ｗを透過したＸ線を検出することにより、当該プリント基板ＷのＸ線画像を取得する。Ｘ線カメラ２１は、例えば、５０ｍｍ角の受光面を備えたパネルを使用することができる。その場合、Ｘ線カメラ２１は、ステージ１１の１５ｃｍほど下方に配置される。Ｘ線カメラ２１は、Ｘ線カメラ駆動ユニット２１ａによってハウジング１０内に移動可能に担持され、ステージ１１の下方でプリント基板Ｗを透過したＸ線を受光する。Ｘ線カメラ駆動ユニット２１ａは、Ｘ線放射装置２０によるＸ線の放射方向に対応して、Ｘ線カメラ２１をＸ方向並びにＹ方向に沿って変位させる。Ｘ線カメラ２１は、撮像したＸ線画像のデータを制御ユニット３０に出力する。
制御ユニット３０は、論理演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを制御するプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、並びに入出力インターフェース等を備え、機能的にステージ制御部３１、コンベア制御部３２、撮像制御部３３、画像処理部３４、良否判定処理部３５、プログラム切替処理部３６、表示制御部３７及び全体制御部３０Ａを備えている。また、制御ユニット３０の入出力インターフェースには、プログラムや種々のデータ（パラメータ）を記憶する外部記憶装置５０（記憶部）が接続されている。
ステージ制御部３１は、単独でまたは他の制御部と連動して、ステージ駆動ユニット１１ａを介して、ステージ１１の動作を制御するモジュールである。コンベア制御部３２は、単独でまたは他の制御部と連動して、コンベア駆動ユニット１２ａ、１４ａを介して、搬入コンベア１２や搬出コンベア１４の動作を制御するモジュールである。プリント基板Ｗのハウジング１０内（ステージ１１上）への搬入動作、Ｘ線画像撮像時のステージ１１上におけるプリント基板Ｗの移動及び位置決め、さらに、撮像後のプリント基板Ｗの搬出動作は、上記のステージ制御部３１及びコンベア制御部３２によって制御される。
撮像制御部３３は、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａ並びにＸ線カメラ駆動ユニット２１ａを介してＸ線放射装置２０並びにＸ線カメラ２１を駆動することにより、Ｘ線放射装置２０とＸ線カメラ２１とによるＸ線画像の撮像動作を制御するモジュールである。具体的には撮像制御部３３は、Ｘ線放射装置２０のＺ方向の位置をＸ線放射装置駆動ユニット２０ａにより調整し、また、Ｘ線カメラ２１のＸＹ平面内での位置をＸ線カメラ駆動ユニット２１ａにより調整することで、プリント基板Ｗ（半田部１０１）に対するＸ線の透過方向、つまり撮像方向を定めると共に、前記Ｘ線の仰角θを定める。この他、撮像制御部３３は、Ｘ線放射装置２０によって放射されるＸ線の焦点位置、Ｘ線放射量、撮像回数、撮像タイミングなども制御する。
画像処理部３４は、Ｘ線カメラ２１が撮像したＸ線画像のデータを処理し、所定の画像フォーマットに変換したり、変換されたデータを取り扱うプログラムの利用に供したりするためのモジュールである。この画像処理部３４は、機能的に、厚さデータ算出部３４１、断面グラフ作成部３４２及びデータ合成部３４３を備えている。
厚さデータ算出部３４１は、Ｘ線カメラ２１が撮像したＸ線画像の輝度値を、厚さデータに換算する処理を行う。半田の主成分はスズ（Ｓｎ）である。Ｓｎの厚さとＸ線画像の黒さ（輝度）との関係、つまりはＳｎの厚さとＸ線吸収量との関係は、容易に把握することができる。従って、両者の関係を事前にテーブル化することができる。本実施形態では、前記テーブルを、後述する記憶装置５０に換算データ記憶部５１に記憶させている。厚さデータ算出部３４１は、取得されたＸ線画像の輝度値を、換算データ記憶部５１のテーブルに基づき厚さに換算することで、厚さデータを求める。
断面グラフ作成部３４２は、厚さデータ算出部３４１が求めた厚さデータに基づき、半田部１０１の断面データに相当する斜め棒グラフデータを作成する。この斜め棒グラフデータとは、プリント基板Ｗの撮像方向及び撮像仰角に応じて、前記厚さデータに基づく断面各部の厚さ値を示す棒グラフを傾斜させたものである。また、断面グラフ作成部３４２は、前記斜め棒グラフデータを、半田部１０１の底面側を基準としたものと、上面側を基準としたものとの２つを作成する。断面グラフ作成部３４２は、少なくとも互いに撮像方向が異なる２つのＸ線画像について、各々、上記の底面側基準及び上面側基準の斜め棒グラフデータ、つまりは２つの断面データを作成する。
データ合成部３４３は、断面グラフ作成部３４２が作成した複数の断面データから、プリント基板Ｗの撮像方向により定まる高信頼領域（後に図５〜図７に基づき詳述する）を含む部分の断面データを抽出する。そしてデータ合成部３４３は、抽出された部分的断面データを合成して、半田部１０１の全体断面データを作成する。
良否判定処理部３５は、画像処理部３４により生成された半田部１０１の全体断面データと、良品の基準となる半田部１０１のテンプレート等とを比較することにより、撮像された各半田部１０１が良品（図４（Ｂ）の如き断面）であるか、或いは不良品（例えば、図４（Ｃ）の如き断面）であるかの判定を行う。
プログラム切替処理部３６は、検査対象物毎に準備されている、断面形状の良否判定のための判別プログラムを切り替える処理を行う。検査対象となるプリント基板ＷやＢＧＡ１００の種別（電子部品の種別）が相違すると、制御や設定パラメータ等も相違する場合がある。このため、前記判別プログラムを、検査対象物に応じて複数種類を準備する必要がある。本実施形態では、複数種類の判別プログラムを、後述する記憶装置５０の判別プログラム記憶部５２に記憶させている。プログラム切替処理部３６は、ユーザから図略の操作部に検査対象物を特定する入力が与えられると、その検査対象物に対応した判別プログラムを判別プログラム記憶部５２から読み出してこれをワークプログラムとする切替処理を行う。
表示制御部３７は、制御ユニット３０が取り扱うデータをプログラムに基づいて、ＧＵＩ（Graphical User Interface）により、表示ユニット４０に表示させる制御を行う。
全体制御部３０Ａは、Ｘ線検査装置Ａの動作を統括的に制御するモジュールであって、所定のプログラムのシーケンスに基づいて、上述のステージ制御部３１、コンベア制御部３２、撮像制御部３３、画像処理部３４、良否判定処理部３５、プログラム切替処理部３６及び表示制御部３７を所定のタイミングで動作させる制御を行う。
表示ユニット４０は、液晶ディスプレイ等からなり、制御ユニット３０（表示制御部３７）の制御に基づいて、必要な画面を表示する。例えば表示ユニット４０は、Ｘ線カメラ２１が取得したＸ線画像や、後述する断面データ等を表示する。
記憶装置５０は、Ｘ線検査装置Ａのために用いられる各種のデータやプログラムを記憶するものであって、本実施形態では、換算データ記憶部５１、判別プログラム記憶部５２及び設備固有データ記憶部５３を備えている。
換算データ記憶部５１には、半田部１０１の主構成材であるＳｎの厚さとＸ線透過時の輝度値との関係を示すテーブルが記憶されている。このテーブルは、所定の光量のＸ線を厚さの異なるＳｎ部材に照射した場合における、Ｓｎ厚さとＸ線透過量とをパラメータとするテーブルであって、実測若しくはシミュレーションにより求められる。判別プログラム記憶部５２には、検査対象物に応じて予め準備された複数種類の判別プログラムが記憶されている。設備固有データ記憶部５３には、Ｘ線検査装置Ａが備える各構成要素の寸法データや各種の設定データ等が記憶されている。
次に、Ｘ線画像データ（断面データ）における高信頼領域について、図５〜図７に基づいて説明する。図５は、検査対象物としての半田部１０１へのＸ線の照射状態を示す模式図、図６及び図７は、第１方向及び第２方向からＸ線を半田部１０１へ照射した場合における、Ｘ線画像の高信頼領域を説明するための模式図である。
図５を参照して、検査対象の半田部１０１の上方にＸ線放射装置２０を、所定の方向であって所定の仰角θ（例えばθ＝４５度）に配置した場合を想定する。Ｘ線放射装置２０からはコリメートされたＸ線Ｌ１〜Ｌ５が放射され、これらが側面視で樽形を呈する半田部１０１へ入射する。Ｘ線Ｌ１〜Ｌ５は、半田部１０１の右斜め上方から左下方に向けて半田部１０１内を透過する。Ｘ線Ｌ１〜Ｌ５の透過Ｘ線Ｌ１Ａ〜Ｌ５Ａは、Ｘ線カメラ２１の受光面に入射する。
ここで、Ｘ線Ｌ１〜Ｌ５の各々が半田部１０１を透過する長さを比較すると、樽形状の半田部１０１の対角付近を透過するＸ線Ｌ３が最も長い透過長となり、これに隣接するＸ線Ｌ２、Ｌ４も比較的長い透過長となる。これに対して、半田部１０１の左上端付近を擦るように透過するＸ線Ｌ１及び右下付近を擦るように透過するＸ線Ｌ５については、その透過長は短い。Ｓｎを主成分とする半田部１０１内の透過長が長くなるほど、Ｘ線の減衰量は大きくなる。従って、透過Ｘ線Ｌ３Ａは最も光量が少なく、透過Ｘ線Ｌ２Ａ及びＬ４Ａも比較的光量が少ない。一方、透過Ｘ線Ｌ１Ａ及びＬ５Ａは、比較的光量が多くなる。このため、Ｘ線カメラ２１が撮像するＸ線画像は、透過Ｘ線Ｌ３Ａが入射する領域付近が最も黒く（輝度値が低い）、透過Ｘ線Ｌ２Ａ及びＬ４Ａが入射する領域付近も相当黒く、一方で、透過Ｘ線Ｌ１Ａ及びＬ５Ａが入射する領域付近が比較的明るい（輝度値が高い）ものとなる。
輝度値が低い黒領域は、厚さの分解能が悪くなる。これは、黒領域では輝度値の差異を観測し難いからである。例えば、Ｘ線画像の透過Ｘ線Ｌ３Ａが入射する領域付近と、透過Ｘ線Ｌ２Ａ及びＬ４Ａが入射する領域付近とは、ほとんど輝度差が認められない黒画像の領域となる。従って、これら領域の輝度値を厚さに変換して得た厚さデータの信頼性は、どうしても低くなる。これに対し、透過Ｘ線Ｌ１Ａ及びＬ５Ａが入射する領域付近では、半田部１０１の厚さに応じた輝度値の変化が観測できることから、これら領域の輝度値を厚さに変換して得た厚さデータの信頼性は高い。
図６は、半田部１０１の右斜め上方向（第１方向）から半田部１０１にＸ線を照射した場合における、Ｘ線画像の高信頼領域を説明するための模式図であって、図６（Ａ）は半田部１０１の側面図であり、図６（Ｂ）はそのＸ線画像Ｖ１を示している。この場合、半田部１０１の上面１０１Ｔの側における左端部付近がＸ線透過長の短いエッジ領域Ｑ１となり、また、底面１０１Ｂの側における右端部付近もＸ線透過長の短いエッジ領域Ｑ３となる。一方、エッジ領域Ｑ１、Ｑ３によって挟まれる部分は、Ｘ線透過長の長い中間領域Ｍ１となる。従って、Ｘ線画像Ｖ１においては、エッジ領域Ｑ１、Ｑ３に対応する画像領域Ｑ１Ｖ、Ｑ３Ｖが高信頼領域となり、中間領域Ｍ１に対応する画像領域Ｍ１Ｖは比較的信頼性が低い領域となる。
図７は、図６とは１８０度異なる方向、つまり半田部１０１の左斜め上方向（第２方向）から半田部１０１にＸ線を照射した場合における、Ｘ線画像の高信頼領域を説明するための模式図であって、図７（Ａ）は半田部１０１の側面図であり、図７（Ｂ）はそのＸ線画像Ｖ２を示している。この場合、半田部１０１の上面１０１Ｔの側における右端部付近がＸ線透過長の短いエッジ領域Ｑ２となり、また、底面１０１Ｂの側における左端部付近もＸ線透過長の短いエッジ領域Ｑ４となる。一方、エッジ領域Ｑ２、Ｑ４によって挟まれる部分は、Ｘ線透過長の長い中間領域Ｍ２となる。従って、Ｘ線画像Ｖ２においては、エッジ領域Ｑ２、Ｑ４に対応する画像領域Ｑ２Ｖ、Ｑ４Ｖが高信頼領域となり、中間領域Ｍ２に対応する画像領域Ｍ２Ｖは比較的信頼性が低い領域となる。
以上の通り、Ｘ線画像の高信頼領域は、半田部１０１に対するＸ線放射装置２０の配置位置、換言するとＸ線カメラ２１による半田部１０１の撮像方向によって定まる。Ｘ線画像Ｖ１、Ｖ２から高信頼領域の画像領域Ｑ１Ｖ〜Ｑ４Ｖを含む部分を抽出すると共に、これらを合成して１つの半田部１０１の断面データを導出すれば、信頼性の高い半田部１０１の垂直断面形状を取得することができる。しかも、半田部１０１の形状は樽形状であって、回転対称の立体形状の一つである。従って、半田部１０１に対して少なくとも２つの方向からＸ線撮像を行えば、その垂直断面形状を取得できる。
［断面データ導出の第１例］
続いて、半田部１０１の断面データ導出手法を具体的に説明する。図８（Ａ）は検査対象物である半田部１０１の斜視図、図８（Ｂ）はその側面図、図８（Ｃ）は半田部１０１のＸ線撮像方向を示す平面図である。先に説明し、図８（Ａ）及び（Ｂ）にも示す通り、半田部１０１は、上面１０１Ｔ（第１面）及び底面１０１Ｂ（第２面）が平坦な円形面で、側周壁が外側に凸の曲面である樽形状を有している。なお、ここではＢＧＡ１００の電極Ｗ２と半田ボール１０３に相当する部分が、天地を逆にした状態で示されている。
図８（Ｃ）に示す通り、半田部１０１の撮像方向は、平面視で等角度を置いた４方向である。すなわち、＋Ｘ軸を原点軸とすると、反時計回りに、４５度方向Ｖ１、１３５度方向Ｖ２、２２５度方向Ｖ３、及び３１５度方向Ｖ４の、互いに９０度の角度間隔を置いた４方向から、半田部１０１のＸ線撮像が行われる。また、撮像仰角は、いずれも４５度とする。例えば４５度方向Ｖ１の撮像では、撮像制御部３３（図２参照）は、３１５度方向にＸ線放射装置２０を配置させ、Ｘ線カメラ２１を４５度方向に配置させ、当該状態でＸ線放射装置２０からＸ線を放射させ、Ｘ線カメラ２１にＸ線画像を取得させる。勿論、４方向よりも多い方向から撮像を行っても良く、例えば互いに４５度の角度間隔を置いた８方向からの撮像であっても良い。或いは、均等角度間隔を置かない撮像であっても良い。また、仰角は同一であることが望ましいが、互いに異なる仰角で撮像を行っても良い。
なお、上記の４方向乃至は８方向の撮像に加えて、半田部１０１の垂直方向のＸ線画像も取得される。これは、半田部１０１の上面１０１Ｔから底面１０１Ｂまでの長さデータを取得するためである。この場合、Ｘ線放射装置２０が半田部１０１の上面１０１Ｔに対向して配置され、Ｘ線カメラ２１が底面１０１Ｂに対向して配置され、撮像動作が行われる。以上のような撮像を行うよう、撮像制御部３３は、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａ並びにＸ線カメラ駆動ユニット２１ａを介してＸ線放射装置２０並びにＸ線カメラ２１の駆動を制御する。
図９は、半田部１０１について図８（Ｃ）に示す４つの撮像方向及び垂直な撮像方向から得られたＸ線画像１０１Ｖ１（４５度方向Ｖ１）、１０１Ｖ２（１３５度方向Ｖ２）、１０１Ｖ３（２２５度方向Ｖ３）、１０１Ｖ４（３１５度方向Ｖ４）及び１０１Ｖ５（垂直方向）を、撮像方向に応じて配列した図である。これらＸ線画像のうち、直線Ａ０上に位置する１３５度方向Ｖ２（第１方向）のＸ線画像１０１Ｖ２（以下、第１Ｘ線画像ＶＤ１という）と、３１５度方向Ｖ４（第２方向）のＸ線画像１０１Ｖ４（以下、第２Ｘ線画像ＶＤ２という）とが用いられる。このように、互いに対向する２方向（第１方向と第２方向）のＸ線画像であって、仰角（第１仰角及び第２仰角）が同じ角度であるＸ線画像を用いれば、１つの断面ラインＡ０に沿った断面データを取得でき、また、両方向の仰角が同じであるので、高信頼領域の断面データの合成処理を簡素化することができる。なお、上記長さデータ取得のために、垂直方向のＸ線画像１０１Ｖ５（以下、第３Ｘ線画像ＶＤ３という）も用いられる。
次に、画像処理部３４における処理について詳述する。まず、画像処理部３４の厚さデータ算出部３４１が、取得された第１、第２、第３Ｘ線画像ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３について、図９の直線Ａ０に沿った（第１方向又は第２方向に沿った）断面の輝度値分布を求める。さらに厚さデータ算出部３４１は、換算データ記憶部５１に記憶されている輝度値とＳｎの厚さとの換算テーブルに基づき、輝度値を厚さに換算することで、第１、第２、第３Ｘ線画像ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３についてのＡ０断面の第１、第２、第３厚さデータを求める。
続いて、断面グラフ作成部３４２により、厚さデータ算出部３４１が求めた第１及び第２厚さデータに基づき、半田部１０１の断面データに相当する斜め棒グラフデータが作成される。この斜め棒グラフデータ（断面データ）は、半田部１０１の上面１０１Ｔ側（第１面側）と底面側１０１Ｂ（第２面側）とを基準として、各々２つ作成される。
図１０は、第１厚さデータについて、上面１０１Ｔ側を基準として展開した断面データＤ１１（第１断面データ）を示すグラフである。この断面データＤ１１は、直線Ａ０を所定幅のブロックに細分し、そのブロック単位で輝度値を厚さデータに換算した棒グラフ（黒に近づく程、グラフ高が高い）を、その撮像方向及びその仰角（１３５度方向、４５度仰角）に対応する矢印Ａ１に沿って斜めに傾けたものである。「輝度値」として横軸に示している数値は、そのブロックを基底部とする斜め棒グラフの高さに対応している。例えば、輝度値＝５の数値が与えられているブロックでは、単位グリッドの積み上がり高さが、数値５の直上のグリッドを基底として矢印Ａ１方向でみて５個であることを示す。つまり、輝度値が大きい（黒い）程、Ｘ線透過長が長いこととなり、斜め棒グラフが長くなる。なお、図５〜図７に基づき説明した通り、Ｘ線透過長が長い程、厚さデータの信頼性は低くなる。
断面データＤ１１は、図６で説明した撮像方向で撮像されたＸ線画像から得られる断面データである。このため断面データＤ１１では、図１０において濃色で示している両側部のグリッド群がＸ線透過長の短いエッジ領域Ｑ１、Ｑ３に相当し、これらグリッド群が高信頼領域データＤＱ１、ＤＱ３となる。当然、これら高信頼領域データＤＱ１、ＤＱ３が属する斜め棒グラフは、輝度値が小さくなっている。一方、図１０において淡色で示している中間部のグリッド群がＸ線透過長の長い中間領域Ｍ１に相当し、当該領域に属する斜め棒グラフは、輝度値が大きくなっている。
なお、図１０、及び以下に説明する図１１〜図１６では、対象物となる半田部１０１の断面シルエットＥ１を記載している。当該シルエットＥ１は、良品の樽形状ではなく、上面１０１Ｔ付近に径小部ＥＢを有する不良品の断面シルエットである。断面データＤ１１では、図中に白抜き矢印で示すように、右斜め上方向からＸ線が照射されていることになるので、高信頼領域データＤＱ３が半田部１０１における上面１０１Ｔ付近の実像に対応したデータとなる。一方、高信頼領域データＤＱ１は、半田部１０１の投影像に対応したデータであり、実際の半田部１０１の形状を反映するものではない。従って、断面データＤ１１においては、高信頼領域データＤＱ３及びその付近のデータが、利用性の高いデータとなる。単純に区画するならば、シルエットＥ１の垂直方向の中央線Ｈよりも右半分のデータが利用性の高いデータとなる。
図１１は、上記第２厚さデータについて、上面１０１Ｔ側を基準として展開した断面データＤ２１（第３断面データ）を示すグラフである。この断面データＤ２１は、直線Ａ０を所定幅のブロックに細分し、そのブロック単位で輝度値を厚さデータに換算した棒グラフを、その撮像方向及びその仰角（３１５度方向、４５度仰角）に対応する矢印Ａ２に沿って斜めに傾けたものである。断面データＤ２１は、図７で説明した撮像方向で撮像されたＸ線画像から得られる断面データである。このため断面データＤ２１では、図１１において濃色で示している両側部のグリッド群がＸ線透過長の短いエッジ領域Ｑ２、Ｑ４に相当し、これらグリッド群が高信頼領域データＤＱ２、ＤＱ４となる。
断面データＤ２１では、左斜め上方向からＸ線が照射されていることになるので、高信頼領域データＤＱ４が半田部１０１における上面１０１Ｔ付近の実像に対応したデータとなる。一方、高信頼領域データＤＱ２は、半田部１０１の投影像に対応したデータであり、実際の半田部１０１の形状を反映するものではない。従って、断面データＤ２１においては、高信頼領域データＤＱ４及びその付近のデータが、利用性の高いデータとなる。単純に区画するならば、シルエットＥ１の垂直方向の中央線Ｈよりも左半分のデータが利用性の高いデータとなる。
上記の断面データＤ１１及びＤ２１は、データ合成部３４３によって合成される。図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、データ合成部３４３による２つのデータ合成例を示すグラフである。図１２（Ａ）は、断面データＤ１１からシルエットＥ１の中央線Ｈよりも右半分のデータを抽出し、断面データＤ２１から中央線Ｈよりも左半分のデータを抽出し、これら部分的断面データを中央線Ｈのエッジ同士において繋ぎ合わせる合成手法で得られた断面データＤ３１を示す。図１２（Ｂ）は、断面データＤ１１と断面データＤ２１とを重ね合わせ、重ね合わされた両データの各グリッドのうちの１つが「白グリッド」であれば、そのグリッドは「白グリッド」として扱う（つまり形状が存在しないと扱う）という合成手法で得られた断面データＤ３１Ａを示す。
図１２（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの合成手法によっても、断面データＤ１１からは利用性の高い高信頼領域データＤＱ３及びその付近のデータが抽出され、断面データＤ２１からは利用性の高い高信頼領域データＤＱ４及びその付近のデータが抽出されて、合成の断面データＤ３１又はＤ３１Ａが生成される。このため、断面データＤ３１又はＤ３１Ａは、半田部１０１の上面１０１Ｔの周辺の断面形状を的確に表した断面データとなる。
次に断面グラフ作成部３４２は、厚さデータ算出部３４１が求めた第１及び第２厚さデータに基づき、半田部１０１の底面側１０１Ｂを基準として、それぞれ斜め棒グラフデータ（断面データ）を作成する。この断面データは、先に上面１０１Ｔ側を基準として作成された断面データＤ１１、Ｄ２１を、底面側１０１Ｂが基準となるように再構成することによって作成することができる。
図１３は、第１厚さデータについて、底面１０１Ｂ側を基準として展開した断面データＤ１２（第２断面データ）を示すグラフである。断面データＤ１２において、底面１０１Ｂ側に「輝度値」として横軸で示している数値は、先に説明した図１０において、上面１０１Ｔ側に「輝度値」として横軸で示している数値と同じである。この「輝度値」を厚さデータに換算した棒グラフを、底面１０１Ｂ側から、図１０の矢印Ａ１とは正反対の方向の矢印Ａ３に沿って斜めに傾けて垂下するよう再構成したデータが、断面データＤ１２である。
このように再構成した断面データＤ１２では、図１０とは逆に、高信頼領域データＤＱ１が半田部１０１における底面１０１Ｂ付近の実像に対応したデータとなる。つまり、高信頼領域データＤＱ１及びその付近のデータが、利用性の高いデータとなる。単純に区画するならば、シルエットＥ１の中央線Ｈよりも左半分のデータが利用性の高いデータとなる。
同様に、図１４は、第２厚さデータについて、底面１０１Ｂ側を基準として展開した断面データＤ２２（第４断面データ）を示すグラフである。この断面データＤ２２においても、底面１０１Ｂ側に「輝度値」として横軸で示している数値は、図１１において、上面１０１Ｔ側に「輝度値」として横軸で示している数値と同じである。この「輝度値」を厚さデータに換算した棒グラフを、底面１０１Ｂ側から、図１１の矢印Ａ２とは正反対の方向の矢印Ａ４に沿って斜めに傾けて垂下するよう再構成したデータが、断面データＤ２２である。
このように再構成した断面データＤ２２では、図１１とは逆に、高信頼領域データＤＱ２が半田部１０１における底面１０１Ｂ付近の実像に対応したデータとなる。つまり、高信頼領域データＤＱ２及びその付近のデータが、利用性の高いデータとなる。単純に区画するならば、シルエットＥ１の中央線Ｈよりも右半分のデータが利用性の高いデータとなる。
上記の断面データＤ１２及びＤ２２は、同様にデータ合成部３４３によって合成される。図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、データ合成部３４３による２つのデータ合成例を示すグラフである。図１５（Ａ）は、断面データＤ１２からシルエットＥ１の中央線Ｈよりも左半分のデータを抽出し、断面データＤ２２から中央線Ｈよりも右半分のデータを抽出し、これら部分的断面データを中央線Ｈのエッジ同士において繋ぎ合わせる合成手法で得られた断面データＤ３２を示す。図１５（Ｂ）は、断面データＤ１２と断面データＤ２２とを重ね合わせ、重ね合わされた両データの各グリッドのうちの１つが「白グリッド」であれば、そのグリッドは「白グリッド」として扱う合成手法で得られた断面データＤ３２Ａを示している。
図１５（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの合成手法によっても、断面データＤ１２からは利用性の高い高信頼領域データＤＱ１及びその付近のデータが抽出され、断面データＤ２２からは利用性の高い高信頼領域データＤＱ２及びその付近のデータが抽出されて、合成の断面データＤ３２又はＤ３２Ａが生成される。このため、断面データＤ３２又はＤ３２Ａは、半田部１０１の底面１０１Ｂの周辺の断面形状を的確に表した断面データとなる。
データ合成部３４３は、さらに、上述の断面データＤ３１とＤ３２、若しくは断面データＤ３１ＡとＤ３２Ａを合成する処理を行う。図１６は、断面データＤ３１とＤ３２、若しくは断面データＤ３１ＡとＤ３２Ａを合成してなる合成断面データＤ４を示すグラフである。合成手法の一つは、断面データＤ３１、Ｄ３１ＡからシルエットＥ１の上面１０１Ｔ側の略半分に相当するデータを抽出し、断面データＤ３２、Ｄ３２ＡからシルエットＥ１の底面１０１Ｂ側の略半分に相当するデータを抽出し、これらを合成する手法である。合成手法の他の一つは、断面データＤ３１、Ｄ３１Ａと断面データＤ３２、Ｄ３２Ａとを重ね合わせ、重ね合わされた両データの各グリッドのうちの１つが「白グリッド」であれば、そのグリッドは「白グリッド」として扱う手法である。勿論、中間的な断面データＤ３１、Ｄ３１Ａ及び断面データＤ３２、Ｄ３２Ａの合成を省き、断面データＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２から、合成断面データＤ４を合成しても良い。
ここで、断面データＤ３１、Ｄ３１Ａと断面データＤ３２、Ｄ３２Ａとの合成には、半田部１０１の上面１０１Ｔから底面１０１Ｂまでの長さデータが必要となる。断面データＤ３１、Ｄ３１Ａの基礎となる断面データＤ１１、Ｄ２１は上面１０１Ｔだけに依拠したデータであり、断面データＤ３２、Ｄ３２Ａの基礎となる断面データＤ１２、Ｄ２２は底面１０１Ｂだけに依拠したデータだからである。データ合成部３４３は、上記長さデータの導出のため、垂直方向視で取得された第３Ｘ線画像ＶＤ３から得られた上記第３厚さデータを利用する。この第３厚さデータは、第３Ｘ線画像ＶＤ３の直線Ａ０に沿った輝度値分布を、換算データ記憶部５１の換算テーブルで厚さに換算したデータである。従って、上面１０１Ｔから底面１０１Ｂまでの長さデータを第３厚さデータから得ることができる。データ合成部３４３は、上記長さデータに従って上面１０１Ｔ及び底面１０１Ｂの座標位置を定義し、断面データＤ３１、Ｄ３１Ａと断面データＤ３２、Ｄ３２Ａとの合成処理を行う。
以上のようにして得られた合成断面データＤ４は、高信頼領域データＤＱ１〜ＤＱ４の合成であるので、半田部１０１の垂直断面形状を正確に表す断面データとなる。現に合成断面データＤ４は、径小部ＥＢを有するシルエットＥ１に合致している。良否判定処理部３５は、取得された合成断面データＤ４と、良品の基準となる半田部１０１の基準シルエットとを比較し、良品であるか否かの判定を行う。
基準シルエットは、例えば、半田部１０１の半田総量、つまり１組の半田ボール１０３及び半田１０２に用いられている半田総量と、リフロー処理後の沈み込み情報とから、その良品の樽形状を推定することで設定することができる。良品の半田部１０１は、回転対称の立体形状を備える。つまり、どの方向で切断した垂直断面も、同じ樽形状である。一方、不良品の半田部１０１は、例えばシルエットＥ１のように樽形状にはならない。従って、合成断面データＤ４が樽形状を示しているか否かによって、良品であるか否かの判定を行わせることができる。
以上、１つの半田部１０１を取り上げて、その垂直断面形状の検査方法を説明した。実際の検査では、１ルーチンの撮像動作によって、複数の半田部１０１のＸ線画像が取得される。半田部１０１によっては、ある撮像方向であると、プリント基板Ｗに搭載されている他の電子部品等が障害物として映り込んでしまう場合がある。上記で説明した通り、撮像制御部３３は、互いに９０度の角度間隔を置いた４方向、若しくは互いに４５度の角度間隔を置いた８方向から、プリント基板Ｗ（半田部１０１）を撮像させる。本実施形態によれば、異なる２方向から撮像されたＸ線画像があれば、断面データを導出することができる。従って、全撮像方向の中から、障害物の影響を受けない撮像方向のペアを選択させて、上記の良否判定を行わせることが可能である。
［断面データ導出の第２例］
図１７は、断面データ導出の第２例に係る対象物を示す斜視図である。当該対象物は、第１例とは異なる半田部１１１であって、底面１１１Ｂ側に位置する底面側部分１１１ａと上面１１１Ｔ側に位置する上面側部分１１１ｂとに分断され、両者が中間部１１１ｃで当接している立体形状を有している。当然、この半田部１１１も不良品の一例である。このような半田部１１１の垂直断面形状の取得例について説明する。
この第２例においても、図９に示したように、仰角＝４５度であって１３５度方向（第１方向）から取得された第１Ｘ線画像と、仰角＝４５度であって３１５度方向（第２方向）から取得された第２Ｘ線画像と、垂直方向から取得された第３Ｘ線画像とを用い、直線Ａ０に沿った垂直断面データを求めるものとする。第１例と同様に、まず画像処理部３４の厚さデータ算出部３４１が、換算データ記憶部５１の換算テーブルに基づき、第１、第２、第３Ｘ線画像についてのＡ０断面の第１、第２、第３厚さデータを求める。
続いて、断面グラフ作成部３４２が、第１及び第２厚さデータに基づき、半田部１１１の断面データに相当する斜め棒グラフデータを作成する。図１８（Ａ）は、第１厚さデータについて、上面１１１Ｔ側を基準として展開した断面データＤ５１（第１断面データ）を示すグラフ、図１８（Ｂ）は、第２厚さデータについて、上面１１１Ｔ側を基準として展開した断面データＤ６１（第３断面データ）を示すグラフである。また、図１８（Ｃ）は、データ合成部３４３によって、上記の断面データＤ５１及びＤ６１が合成された断面データＤ７１を示している。
図１８及び以下に説明する図１９、図２０では、半田部１１１の断面シルエットＥ２を記載している。また、シルエットＥ２内の各グリッドに与えられている“１”という数値は、当該グリッドは物体が存在すべきグリッドであることを示している。
図１８（Ａ）の断面データＤ５１では、先述の第１例において詳述した通り、シルエットＥ２の垂直方向の中央線Ｈよりも右側であって、輝度値＝４以下の斜め棒グラフが信頼性の高い厚さデータである。一方、図１８（Ｂ）の断面データＤ６１では、シルエットＥ２の中央線Ｈよりも左側であって、輝度値＝４以下の斜め棒グラフが信頼性の高い厚さデータである。従って、例えば、断面データＤ５１から中央線Ｈよりも右半分のデータを抽出し、断面データＤ６１から中央線Ｈよりも左半分のデータを抽出し、これら部分的断面データを中央線Ｈのエッジ同士において繋ぎ合わせる合成手法で、断面データＤ５１及びＤ６１を合成した断面データＤ７１が生成される。
次に断面グラフ作成部３４２は、先に上面１１１Ｔ側を基準として作成された断面データＤ５１、Ｄ６１を、底面側１１１Ｂが基準となるように再構成する。図１９（Ａ）は、断面データＤ５１について、底面１１１Ｔ側を基準として展開した断面データＤ５２（第２断面データ）を示すグラフ、図１９（Ｂ）は、断面データＤ６１について、底面１１１Ｔ側を基準として展開した断面データＤ６２（第４断面データ）を示すグラフである。また、図１９（Ｃ）は、データ合成部３４３によって、上記の断面データＤ５２及びＤ６２が合成された断面データＤ７２を示している。
図１９（Ａ）の断面データＤ５２では、先述の第１例において詳述した通り、シルエットＥ２の中央線Ｈよりも左側であって、輝度値＝４以下の斜め棒グラフが信頼性の高い厚さデータである。一方、図１９（Ｂ）の断面データＤ６２では、シルエットＥ２の中央線Ｈよりも右側であって、輝度値＝４以下の斜め棒グラフが信頼性の高い厚さデータである。従って、例えば、断面データＤ５２から中央線Ｈよりも左半分のデータを抽出し、断面データＤ６２から中央線Ｈよりも右半分のデータを抽出し、これら部分的断面データを中央線Ｈのエッジ同士において繋ぎ合わせる合成手法で、断面データＤ５２及びＤ６２を合成した断面データＤ７２が生成される。
上述の断面データＤ７１及びＤ７２は、データ合成部３４３によって、さらに合成される。図２０は、断面データＤ７１とＤ７２とを合成してなる合成断面データＤ８を示すグラフである。合成手法は、例えば断面データＤ７１からシルエットＥ２の上面１１１Ｔ側の略半分に相当するデータを抽出し、断面データＤ７２からシルエットＥ２の底面１１１Ｂ側の略半分に相当するデータを抽出し、これらを合成する手法である。なお、断面データＤ７１とＤ７２との合成には、半田部１１１の上面１１１Ｔから底面１１１Ｂまでの長さデータが必要となる。この長さデータの導出のため、データ合成部３４３は、第３Ｘ線画像から得られた上記第３厚さデータを利用する。
以上のようにして得られた合成断面データＤ８は、断面データＤ５１、Ｄ５２、Ｄ６１、Ｄ６２の高信頼領域データを寄せ集めたものであるので、半田部１１１の垂直断面形状を正確に表す断面データとなる。現に合成断面データＤ８は、２つの楕円断面もつ物体が積層された断面形状、つまり底面側部分１１１ａと上面側部分１１１ｂとの積層体断面形状を有するシルエットＥ２に合致している。
［変形実施形態］
（１）上記実施形態では、図９に示したように、水平ラインに対して４５度傾いた直線Ａ０上に位置する１３５度方向から取得されたＸ線画像（第１Ｘ線画像）と、３１５度方向から取得されたＸ線画像（第２Ｘ線画像）とを使用する例を示した。つまり、水平断面形状が円形である半田部１０１の、最も径が大きい部分を通過する直線Ａ０上の断面形状を取得する例を示した。これに代えて、或いはこれに加えて、半田部１０１の任意の部分を通過する直線上の断面形状を取得するようにしても良い。
図２１を参照して、ここでは対象物１２１を８方向から撮像している例を示している。対象物１２１は、例えば半田部１０１のような円柱状（回転対称）の立体物である。上記実施形態では、４５度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ１と、これに対向する２２５度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ５との組み合わせ、若しくは、１３５度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ３と、これに対向する３１５度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ７との組み合わせを使用する例を示した。これに限らず、３３．７度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ８と、これに対向する（これに平行な）２１３．７度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ４との組み合わせ、若しくは、１６８．７度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ２と、これに対向する３４８．７度方向から取得されたＸ線画像１２１Ｖ６との組み合わせを使用してもよい。この場合、上面と底面との間の長さ（高さ）情報も、断面形状を取得する直線上において取得される。
（２）上記実施形態では、撮影仰角を４５度に設定する例を示した。仰角は、４５度以外に設定してもよく、０度≪仰角≪９０度の範囲で任意に設定することができる。なお、断面データを構成する斜め棒グラフは、仰角に応じてその傾き角を変化させる。例えば、仰角＝６０度であれば、断面グラフ作成部３４２は、斜め棒グラフの傾き角を６０度にして断面データを作成する。
（３）Ｘ線検査の対象物が、半田部１０１のように回転対称の立体物である場合、換言すると、良品の垂直断面形状が回転対称の立体物の断面形状である場合、どの撮像方向から取得したＸ線画像を組み合わせても、形状の検査を行うことが可能である。例えば、図９の例において、互いに対向する方向ではない、４５度方向から取得されたＸ線画像１０１Ｖ１と、１３５度方向から取得されたＸ線画像１０１Ｖ２との組み合わせを使用しても良い。あるいは、４つのＸ線画像１０１Ｖ１〜１０１Ｖ４の各々から、上述の第１〜第４断面データを１つずつ抽出するようにしても良い。そして、上記と同様の手法で、これら断面データから高信頼領域に断面データを部分的に抽出し、これらを１つの断面データに合成しても良い。
（４）上記実施形態でも説明したが、半田部１０１の位置によっては、ある撮像方向で撮像されると、プリント基板Ｗに搭載されている他の電子部品等が障害物として映り込んでしまう場合がある。この障害物の影響を打ち消す方法として、複数のＸ線画像のペアから得られた合成断面データを、さらに合成する手法を用いることができる。例えば、図２１に示すように、撮像制御部３３が、異なる８方向から、プリント基板Ｗ（半田部１０１）を撮像させた例で説明する。この場合、Ｘ線画像１２１Ｖ１と１２１Ｖ５、Ｘ線画像１２１Ｖ２と１２１Ｖ６、Ｘ線画像１２１Ｖ３と１２１Ｖ７、及び、Ｘ線画像１２１Ｖ４と１２１Ｖ８に基づいた、４つの合成断面データを取得することができる。
図２２には、上記４つの合成断面データの一例として、半田部１０１の合成断面データＤ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４を例示している。そして、これら合成断面データの各々には、障害物ＯＢが映り込んでいるものとする。それぞれの合成断面データＤ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４の単体では、障害物ＯＢがノイズとなって半田部１０１の正確な垂直断面データを取得することができない。
しかしながら、合成断面データＤ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４をさらに合成した場合、障害物ＯＢの影響を除去した合成断面データＤ４０を生成することができる。ここでの合成手法としては、合成断面データＤ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４を重ね合わせ、重ね合わされた４つの断面データの各グリッドのうちの少なくとも１つが「白グリッド」であれば、そのグリッドは「白グリッド」として扱う合成手法を採用することができる。合成断面データＤ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４において、障害物ＯＢが表出している箇所は、各々異なっている。従って、１の合成断面データにおいて障害物ＯＢが表出している箇所は、他の合成断面データにおいては「白グリッド」である。従って、当該合成方法を採用することで、障害物ＯＢの影響を受けることなく、半田部１０１の断面形状を取得することができる。以上のように４ペアの撮像を必須に行うとしても撮像回数は８回で済み、従来法に比較して十分少ない撮像回数で足りる。
（５）障害物が映り込む撮像方向を、対象物に対する最初の撮像動作において特定し、以降の対象物に対する撮像動作においては、障害物が映り込む撮像方向からの撮像を省くようにしても良い。例えば、図２１の撮像例において、１３５度方向から取得されたＸ線画像と、これに対向する３１５度方向から取得されたＸ線画像とのペアにのみ障害物が映り込み、他の方向のペアには障害物が映り込んでいないことが判明した場合を例示する。この場合、１３５度方向及び３１５度方向からの撮像を以後は休止させる。これにより、撮像回数を一層減少させることができる。
（６）上記実施形態では、高信頼領域が半田部１０１の上面１０１Ｔ及び底面１０１Ｂの周縁付近に現れる例を挙げて説明した。しかし、撮像の仰角によっては、高信頼領域が上面１０１Ｔと底面１０１Ｂとの間の中間部における周縁に現れる場合がある。例えば、樽形状の半田部１０１を真上（仰角＝９０度）から撮像した場合、その上下方向中間部の周縁付近が最もＸ線透過長が短い領域となり、当該領域が高信頼領域となる。従って、互いに１８０度方向が異なる第１方向（仰角＝４５度）及び第２方向（仰角＝４５度）からの撮像に加え、仰角＝９０度の第３方向の撮像を行い、これら３つの撮像で得られるＸ線画像から高信頼領域の断面データを抽出するようにしても良い。或いは、第１方向及び第２方向について、仰角がより９０度に近い仰角（例えば仰角＝６０度程度）での撮像を各々行い、第１方向における２つの仰角でのＸ線画像と、第２方向における２つの仰角でのＸ線画像との合計４つの撮像で得られるＸ線画像から高信頼領域の断面データを抽出するようにしても良い。勿論、撮像回数が過剰にならない範囲で、５乃至はそれ以上の撮像により高信頼領域が異なる画像を取得し、各々のＸ線画像から高信頼領域の断面データを抽出することもできる。
［動作フローの説明］
図２３は、Ｘ線検査装置Ａの動作を示すフローチャートである。検査が開始されると、全体制御部３０Ａ（図２参照）は、検査対象物の種別の設定を受け付ける。種別は、例えばプリント基板Ｗの種別、ＢＧＡ１００の種別等に応じた種別である。この種別設定に応じて、プログラム切替処理部３６が、記憶装置５０の判別プログラム記憶部５２に記憶されている、当該検査対象物に対応する判別プログラムを読み込む（ステップＳ１）。
さらに全体制御部３０Ａは、当該プリント基板Ｗについての検査部位数Ｎ、つまり、１のプリント基板Ｗについて何箇所をターゲットとして検査のための撮像を行うかの設定と（ステップＳ２）、各ターゲット箇所において何枚の撮像動作を行うかの設定と（ステップＳ３）を受け付ける。その後、コンベア制御部３２の制御によって、プリント基板Ｗがハウジング１０内に搬入され（ステップＳ４）、ステージ１１上に載置される。ステージ制御部３１の制御によって、プリント基板Ｗは、撮像位置に位置決めされる。
次に、全体制御部３０Ａは検査実行カウンタＪ＝１に設定する（ステップＳ５）。そして、撮像制御部３３が、Ｘ線放射装置駆動ユニット２０ａ並びにＸ線カメラ駆動ユニット２１ａを介してＸ線放射装置２０並びにＸ線カメラ２１を駆動することにより、所定の撮像方向及び仰角で、所定枚数のプリント基板Ｗ（半田部１０１）の撮像を行う（ステップＳ６）。この撮像は、例えば互いに９０度の角度間隔を置いた４方向からの撮像、若しくは互いに４５度の角度間隔を置いた８方向からの撮像、及び、半田部１０１の高さ情報取得のための垂直方向からの撮像である。
上記撮像により得られたＸ線画像データは、図略のメモリに一時的に格納され、画像処理部３４によるデータ処理に供される。まず、厚さデータ算出部３４１が、各方向から撮像されたＸ線画像の輝度値を、換算データ記憶部５１に記憶されている換算テーブルを参照して厚さデータに換算する。この厚さデータのうち、垂直方向からの撮像にて取得されたＸ線画像に基づく厚さデータより、半田部１０１の高さ情報（上面１０１Ｔと底面１０１Ｂとの間の距離）が求められる（ステップＳ７）。
次に、断面グラフ作成部３４２により、上記４方向若しくは８方向からの撮像にて取得されたＸ線画像の全部又は一部に基づき、半田部１０１の垂直断面データに相当する斜め棒グラフデータが作成される（ステップＳ８）。この垂直断面データは、例えば図１０、図１１、図１３、図１４に例示したように、半田部１０１の上面１０１Ｔ側と底面側１０１Ｂとを基準として、各々２つ作成される。そして、図１２、図１５、図１６に例示したように、データ合成部３４３が、各々の垂直断面データから高信頼領域の断面データを抽出し、これらを合成することで、１の半田部１０１の合成断面データを作成する（ステップＳ９）。
続いて、良否判定処理部３５が、ステップＳ９で得られた合成断面データに基づく形状と、良品の基準となる形状とを対比することで、当該検査対象物の形状が良品または不良品のカテゴリのいずれに属するかの判定を行う（ステップＳ１０）。当該判定結果は、検査対象の半田部１０１の識別情報に関連付けて、図略のメモリに格納される（ステップＳ１１）。
その後、全体制御部３０Ａは検査実行カウンタＪをインクリメントし（ステップＳ１２）、当該プリント基板Ｗについて設定されている検査部位数Ｎを超過しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。検査部位が残存している場合（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ６に戻って、次の検査部位についてステップＳ６〜Ｓ１１の処理を繰り返す。一方、全ての検査部位の検査が完了した場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステージ制御部３１及びコンベア制御部３２の制御によって、プリント基板Ｗがハウジング１０外に搬出される（ステップＳ１４）。
そして、後続のプリント基板Ｗが存在するか否かが確認される（ステップＳ１５）。存在する場合は（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ４に戻って、新たなプリント基板Ｗがハウジング１０内に搬入され、上記と同様の処理が繰り返される。これに対し、後続のプリント基板Ｗが存在しない場合は、処理を終える。
以上、本発明の実施形態につき詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、Ｘ線検査の対象物として、半田ボール１０３の溶融体である半田部１０１を主に例示した。対象物は半田部１０１以外の物体であっても良く、各種の部品、成型品、加工品、食品、タブレットなどであっても良い。また、回転対称の立体形状を備える物品は本発明の好ましい対象物ではあるが、回転対称ではない立体形状を備える物品も検査対象とすることができる。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
本発明の一局面に係るＸ線検査方法は、Ｘ線を放射するＸ線源と、Ｘ線を検出するＸ線検出器、及び演算装置とを用い、第１面と該第１面と対向する第２面とを有する立体的な対象物にＸ線を透過させて、前記対象物の断面形状を求めるＸ線検査方法であって、前記Ｘ線源を、前記対象物に対して所定の第１方向であって所定の第１仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第１Ｘ線画像を取得させ、前記Ｘ線源を、前記対象物に対して前記第１方向とは異なる第２方向であって所定の第２仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第２Ｘ線画像を取得させ、前記演算装置に、前記第１Ｘ線画像における前記第１方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第１方向且つ第１仰角方向から見た前記対象物の第１厚さデータを求めさせ、さらに、該第１厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、前記第２面側を基準とした第２断面データとを求めさせ、前記演算装置に、前記第２Ｘ線画像における前記第２方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第２方向且つ第２仰角方向から見た前記対象物の第２厚さデータを求めさせ、さらに、該第２厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第３断面データと、前記第２面側を基準とした第４断面データとを求めさせ、前記演算装置に、前記第１乃至第４断面データから、前記第１方向及び前記第２方向により定まる高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、該抽出された部分的断面データを合成させることにより前記対象物の断面データを導出させる。
この方法によれば、対象物について撮像された２枚のＸ線画像、すなわち、第１方向（第１仰角）から撮像された第１Ｘ線画像と、第２方向（第２仰角）から撮像された第２Ｘ線画像とに基づいて、対象物の断面データを取得することができる。これは、前記第１、第２Ｘ線画像を第１、第２厚さデータに換算し、各々から第１、第２断面データ及び第３、第４断面データを取得し、これらから高信頼領域の断面データを部分的に抽出して合成する処理により実現される。得られた断面データは、第１〜第４断面データの高信頼領域を合成したものであるので、正確さが担保される。なお、高信頼領域の断面データの代表的な例は、Ｘ線の通過長が比較的短い部分に対応する領域の断面データである。
上記方法において、前記第１方向と前記第２方向とは互いに対向する方向であり、前記第１仰角と前記第２仰角とは同じ角度であることが望ましい。
この方法によれば、１つの断面ラインに沿った断面データを取得できる。また、両方向の仰角が同じであるので、第１〜第４断面データの合成処理を簡素化することができる。
上記方法において、前記演算装置に、前記対象物の厚さとＸ線透過時の輝度との関係をテーブル化した換算データを予め具備させておき、前記演算装置に、前記第１及び第２Ｘ線画像における前記第１及び第２方向に沿った輝度値を、前記換算データに基づき厚さに換算させる処理を行なわせ、前記第１及び第２厚さデータを求めさせることが望ましい。
この方法によれば、対象物のＸ線吸収特性に対応したテーブルが予め準備されるので、第１及び第２厚さデータの算出を速やかに行わせることができる。
この場合、前記Ｘ線源を、前記対象物の前記第１面に対向して配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物の前記第２面に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第３Ｘ線画像を取得させ、前記演算装置に、第３Ｘ線画像の輝度値を前記換算データに基づき厚さに換算させることで、前記対象物の前記第１面から前記第２面までの長さデータを求めさせ、該長さデータを参照して、前記部分的断面データの合成の際に前記対象物の前記第１面と前記第２面との間の厚さを定めさせるようにしても良い。
対象物の第１面を基準とする第１及び第３断面データと、対象物の第２面を基準とする第２及び第４断面データとを合成するに際しては、前記第１面と前記第２面との間の厚さデータが必要となる。前記第１面及び前記第２面にＸ線源及びＸ線検出器を配置（仰角＝９０度）して撮像された第３Ｘ線画像は、対象物の厚さに応じたＸ線吸収度合いを反映したものとなり、前記換算データに基づき前記第１面から前記第２面までの長さを的確に求めることができる。
上記方法において、前記対象物が回転対称の立体形状を備える場合において、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器に、前記第１方向と前記第２方向との組み合わせに加えて、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる方向の組み合わせで、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアを取得させ、前記演算装置に、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアから各々取得される前記第１乃至第４断面データの中から高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、該抽出された部分的断面データを合成させることにより前記対象物の断面データを導出させることが望ましい。
前記対象物が回転対称の立体形状を備える場合、基本的にどの方向から対象物を撮像しても、同じ断面データが得られる。このことは、どの方向から撮像して得たＸ線画像であっても、部分的断面データの合成に用いることができることを意味する。上記方法によれば、Ｘ線画像の撮影枚数は若干増加するものの、部分的断面データの合成の際における高信頼領域の断面データの選択肢を増やすことができる。例えば、ある方向から撮像したＸ線画像に障害物が映り込んでいる場合でも、その障害物の影響を消去することが可能となる。
また、前記対象物が回転対称の立体形状を備え、前記対象物の近傍に障害物が存在している場合において、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器に、前記第１方向と前記第２方向との組み合わせに加えて、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる方向の組み合わせで、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアを取得させ、前記演算装置に、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアから各々取得される前記第１乃至第４断面データの中から高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、前記ペア毎に、抽出された部分的断面データを合成させることにより複数の合成断面データを導出させ、次いで、導出された複数の合成断面データをさらに合成することで、前記障害物の影響を除去した前記対象物の断面データを導出させることが望ましい。
上記方法によれば、たとえ対象物の近傍に障害物が存在していても、複数の記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアから各々取得される合成断面データを、さらに合成するというプロセスを踏むことで、前記障害物の影響を除去することができる。
上記方法において、前記対象物が、電子部品と基板とを接続している、半田ボールの溶融体を含む半田接続部であることは、本発明に係るＸ線検査方法の最も好ましい態様の一つである。
本発明の他の局面に係るＸ線検査装置は、第１面と該第１面と対向する第２面とを有する立体的な対象物にＸ線を透過させて、前記対象物の断面形状を求めるＸ線検査装置であって、Ｘ線を放射するＸ線源と、前記Ｘ線源が放射し、前記対象物を透過したＸ線を検出してＸ線画像を取得するＸ線検出器と、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作を制御する駆動制御部と、前記Ｘ線画像の輝度値分布に基づき、前記対象物の厚さデータを求めると共に、該厚さデータに基づき前記対象物の断面データを求める画像処理部と、前記断面データに基づき、前記対象物の形状の合否を判定する判定部と、を備え、前記駆動制御部は、前記Ｘ線源を、前記対象物に対して所定の第１方向であって所定の第１仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第１Ｘ線画像を取得させ、次いで、前記Ｘ線源を、前記対象物に対して前記第１方向とは異なる第２方向であって所定の第２仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第２Ｘ線画像を取得させ、前記画像処理部は、前記第１Ｘ線画像における前記第１方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第１方向且つ第１仰角方向から見た前記対象物の第１厚さデータを求め、さらに、該第１厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、前記第２面側を基準とした第２断面データとを求め、次いで、前記第２Ｘ線画像における前記第２方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第２方向且つ第２仰角方向から見た前記対象物の第２厚さデータを求め、さらに、該第２厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第３断面データと、前記第２面側を基準とした第４断面データとを求め、さらに、前記第１乃至第４断面データから、前記第１方向及び前記第２方向により定まる高信頼領域の断面データを部分的に抽出し、該抽出された部分的断面データを合成して前記対象物の断面データを導出する。
この構成によれば、対象物について撮像された２枚のＸ線画像、すなわち、第１方向（第１仰角）から撮像された第１Ｘ線画像と、第２方向（第２仰角）から撮像された第２Ｘ線画像とに基づいて、対象物の断面データを取得することができる。これは、画像処理部が、前記第１、第２Ｘ線画像を第１、第２厚さデータに換算し、各々から第１、第２断面データ及び第３、第４断面データを取得し、これらから高信頼領域の断面データを部分的に抽出して合成する処理を行うことにより実現される。得られた断面データは、第１〜第４断面データの高信頼領域を合成したものであるので、正確さが担保される。
上記構成において、前記対象物の厚さとＸ線透過時の輝度との関係をテーブル化した換算データを予め記憶する記憶部をさらに備え、前記画像処理部は、前記第１及び第２Ｘ線画像における前記第１及び第２方向に沿った輝度値を、前記換算データに基づき厚さに換算することで、前記第１及び第２厚さデータを求めることが望ましい。
この構成によれば、対象物のＸ線吸収特性に対応したテーブルが予め記憶する記憶部を有するので、画像処理部は、前記記憶部を参照することで、第１及び第２厚さデータの算出を速やかに行うことができる。
以上説明した通り、本発明によれば、可及的に少ないＸ線画像に基づき、換言すると可及的に検査対象物の撮像枚数を少なくして、当該検査対象物の断面データを的確に取得できるＸ線検査方法及び装置を提供することができる。

Claims (9)

  1. Ｘ線を放射するＸ線源と、Ｘ線を検出するＸ線検出器、及び演算装置とを用い、第１面と該第１面と対向する第２面とを有する立体的な対象物にＸ線を透過させて、前記対象物の断面形状を求めるＸ線検査方法であって、
    前記Ｘ線源を、前記対象物に対して所定の第１方向であって所定の第１仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第１Ｘ線画像を取得させ、
    前記Ｘ線源を、前記対象物に対して前記第１方向とは異なる第２方向であって所定の第２仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第２Ｘ線画像を取得させ、
    前記演算装置に、前記第１Ｘ線画像における前記第１方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第１方向且つ第１仰角方向から見た前記対象物の第１厚さデータを求めさせ、さらに、該第１厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、前記第２面側を基準とした第２断面データとを求めさせ、
    前記演算装置に、前記第２Ｘ線画像における前記第２方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第２方向且つ第２仰角方向から見た前記対象物の第２厚さデータを求めさせ、さらに、該第２厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第３断面データと、前記第２面側を基準とした第４断面データとを求めさせ、
    前記演算装置に、前記第１乃至第４断面データから、前記第１方向及び前記第２方向により定まる高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、該抽出された部分的断面データを合成させることにより前記対象物の断面データを導出させる、Ｘ線検査方法。
  2. 請求項１に記載のＸ線検査方法において、
    前記第１方向と前記第２方向とは互いに対向する方向であり、
    前記第１仰角と前記第２仰角とは同じ角度である、Ｘ線検査方法。
  3. 請求項１又は２に記載のＸ線検査方法において、
    前記演算装置に、前記対象物の厚さとＸ線透過時の輝度との関係をテーブル化した換算データを予め具備させておき、
    前記演算装置に、前記第１及び第２Ｘ線画像における前記第１及び第２方向に沿った輝度値を、前記換算データに基づき厚さに換算させる処理を行なわせ、前記第１及び第２厚さデータを求めさせる、Ｘ線検査方法。
  4. 請求項３に記載のＸ線検査方法において、
    前記Ｘ線源を、前記対象物の前記第１面に対向して配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物の前記第２面に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第３Ｘ線画像を取得させ、
    前記演算装置に、第３Ｘ線画像の輝度値を前記換算データに基づき厚さに換算させることで、前記対象物の前記第１面から前記第２面までの長さデータを求めさせ、該長さデータを参照して、前記部分的断面データの合成の際に前記対象物の前記第１面と前記第２面との間の厚さを定めさせる、Ｘ線検査方法。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線検査方法において、
    前記対象物が回転対称の立体形状を備える場合において、
    前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器に、前記第１方向と前記第２方向との組み合わせに加えて、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる方向の組み合わせで、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアを取得させ、
    前記演算装置に、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアから各々取得される前記第１乃至第４断面データの中から高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、該抽出された部分的断面データを合成させることにより前記対象物の断面データを導出させる、Ｘ線検査方法。
  6. 請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線検査方法において、
    前記対象物が回転対称の立体形状を備え、前記対象物の近傍に障害物が存在している場合において、
    前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器に、前記第１方向と前記第２方向との組み合わせに加えて、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる方向の組み合わせで、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアを取得させ、
    前記演算装置に、複数の前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とのペアから各々取得される前記第１乃至第４断面データの中から高信頼領域の断面データを部分的に抽出させ、前記ペア毎に、抽出された部分的断面データを合成させることにより複数の合成断面データを導出させ、次いで、導出された複数の合成断面データをさらに合成することで、前記障害物の影響を除去した前記対象物の断面データを導出させる、Ｘ線検査方法。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載のＸ線検査方法において、
    前記対象物が、電子部品と基板とを接続している、半田ボールの溶融体を含む半田接続部である、Ｘ線検査方法。
  8. 第１面と該第１面と対向する第２面とを有する立体的な対象物にＸ線を透過させて、前記対象物の断面形状を求めるＸ線検査装置であって、
    Ｘ線を放射するＸ線源と、
    前記Ｘ線源が放射し、前記対象物を透過したＸ線を検出してＸ線画像を取得するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作を制御する駆動制御部と、
    前記Ｘ線画像の輝度値分布に基づき、前記対象物の厚さデータを求めると共に、該厚さデータに基づき前記対象物の断面データを求める画像処理部と、
    前記断面データに基づき、前記対象物の形状の合否を判定する判定部と、を備え、
    前記駆動制御部は、
    前記Ｘ線源を、前記対象物に対して所定の第１方向であって所定の第１仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第１Ｘ線画像を取得させ、次いで、
    前記Ｘ線源を、前記対象物に対して前記第１方向とは異なる第２方向であって所定の第２仰角に配置すると共に、前記Ｘ線検出器を、前記対象物を挟んで前記Ｘ線源に対向して配置し、この状態で前記Ｘ線源からＸ線を放射させて、前記Ｘ線検出器に前記対象物の第２Ｘ線画像を取得させ、
    前記画像処理部は、
    前記第１Ｘ線画像における前記第１方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第１方向且つ第１仰角方向から見た前記対象物の第１厚さデータを求め、さらに、該第１厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第１断面データと、前記第２面側を基準とした第２断面データとを求め、次いで、
    前記第２Ｘ線画像における前記第２方向に沿った輝度値分布に基づき、前記第２方向且つ第２仰角方向から見た前記対象物の第２厚さデータを求め、さらに、該第２厚さデータに基づき、前記対象物の第１面側を基準とした第３断面データと、前記第２面側を基準とした第４断面データとを求め、さらに、
    前記第１乃至第４断面データから、前記第１方向及び前記第２方向により定まる高信頼領域の断面データを部分的に抽出し、該抽出された部分的断面データを合成して前記対象物の断面データを導出する、Ｘ線検査装置。
  9. 請求項８に記載のＸ線検査装置において、
    前記対象物の厚さとＸ線透過時の輝度との関係をテーブル化した換算データを予め記憶する記憶部をさらに備え、
    前記画像処理部は、前記第１及び第２Ｘ線画像における前記第１及び第２方向に沿った輝度値を、前記換算データに基づき厚さに換算することで、前記第１及び第２厚さデータを求める、Ｘ線検査装置。
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