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JPH0752162B2 - X線断層撮影装置 - Google Patents
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JPH0752162B2 - X線断層撮影装置 - Google Patents

X線断層撮影装置

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Publication number
JPH0752162B2
JPH0752162B2 JP62042535A JP4253587A JPH0752162B2 JP H0752162 B2 JPH0752162 B2 JP H0752162B2 JP 62042535 A JP62042535 A JP 62042535A JP 4253587 A JP4253587 A JP 4253587A JP H0752162 B2 JPH0752162 B2 JP H0752162B2
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ray
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rays
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光蔵 仲畑
利満 浜田
泰夫 中川
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、X線による断層撮影技術に関し、特に工業用
部品の微細な欠陥検査、より具体的には電子回路基板の
はんだ付け部分の欠陥検査に最適なX線断層撮影装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来の工業用CT装置には、「産業用X線CTスキャナとそ
の適用」計装,P48〜51,Vol27,No.2,中村著に記載されて
いるものがある。これは、検査対象に比べて比較的大き
なX線源と、キセノン(Xe)ガスを封入してなるX線検
出器であって単位チャンネル当たりの幅が1〜2mmで、
多数個(300〜500チャンネル)の集合体からなるものを
用いている。そしてX線源から扇状に放射されるX線を
検査対象に照射しながら、検査対象を自転させて、検査
対象の全周方向から透過するX線強度を検出し、この検
出データを用いて検査対象の断面像を再構成している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来技術では、検査対象に対する分解能は300
μm平方程度であり、より微細な部分の検査が不可能で
あった。
本発明の目的は、微細部分の検査、より詳しくは断面像
を高分解能で検出可能なX線断層撮影装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明では、X線断層撮影
装置に、微小スポットのX線を発生するX線発生手段
と、試料を載置し、試料を載置する面がX線発生手段で
発生させた微小スポットのX線の照射方向とほぼ平行
で、試料を前記した平行な面内で2軸方向に移動させる
と共に前記した平行な面に直交する軸の回りに回転させ
る試料載置手段と、この試料載置手段に載置された試料
に照射され試料を透過したX線による透過X線像を像変
換して増幅させる像変換手段と、この像変換手段から出
力された像変換して増幅された像を電気信号に変換する
像検出手段と、X線を試料に照射しながら試料載置手段
で試料を軸の回りに1回転させたときに像検出手段によ
り検出される所定の回転角度ごとの試料の透過X線像に
基づいて試料の断面形状を再構成するX線画像処理手段
と、この再構成された試料の断面形状を表示するX線断
面画像表示手段と を備える構成とした。
ここで、上記した像変換手段には、イメージインテンシ
ファイアを用いてX線像を可視化して処理することもで
きるし、また、特に可視化せずとも、即ち、X線像の波
長スペクトル分布が紫外又は赤外にずれても、当該変換
像が増幅される機能を有する手段であれば、本発明の構
成要素たり得る。
〔作用〕
微小なスポットサイズのX線源に近接した位置に検査対
象を保持し、イメージインテンシファイアの位置を適
宜、選ぶことにより検査部分を拡大投影したX線透過像
を得ることができる。
イメージインテンシファイアを用いてX線透過像を可視
光の像に変換すると共に可視光の強度を増幅させて出力
する像変換手段と、この像変換手段から出力された可視
光の像を電気信号に変換する1次元画像検出部である電
荷蓄積型のリニアイメージセンサからなる像検出手段と
により、高感度かつ広いダイナミックレンジが得られる
のみならず、高解像度の検出が可能となる。
また撮像管により2次元画像のモニターが行えるので、
微小な検査対象の検査部分に対して精密なX線の照射を
可能とする初期位置合わせが実現できる。
〔実施例〕
本発明の一実施例を以下に図面を用いて説明する。
第2図(a)は、検査対象であるLSIチップキャリアの
一例を示すもので、具体的にはセラミック基板21上にLS
Iチップ22をCCB(Collapsed Connecting Bamp)はんだ
接続23により搭載したものである。第2図(b)は、こ
の断面構造の一例を示すものでセラミック基板21は配線
層24a〜24dが積層された多層構造であり、各層間には金
属が充填されたスルーホール26があり、また各配線層に
は金属による回路配線が設けられている。これらのチッ
プキャリアは、下面のはんだ30により接続することで、
同図(c)に示すように、マザー基板31上に多数実装で
きるよう構成されている。
本実施例では、第2図(b)で示すような、LSIチップ
キャリアのCCBはんだ接続部分に発生する気泡27や形状
不良28等の欠陥を検査することを目的としている。尚、
本発明はこれらに限らず、50μmφ程度の分解能で電子
部品等のX線断層撮影検査に適用できる。
第1図は、本発明の全体構成を示すもので、試料ホルダ
ー10で保持した検査試料2に対して、微小焦点X線源1
を設けてX線照射を行ないこの透過X線像をイメージイ
ンテンシファイア4により可視像に変換する。この後、
光路切替ミラー7及びレンズ17〜19を介して前記の可視
像を撮像管5又はリニアイメージセンサ6へ導く構成と
している。更に、撮像管5で検出したX線像はモニタテ
レビ9で観察されると共に、リニアイメージセンサ6で
検出したX線像はA/D変換器11で逐次、量子化された
後、画像メモリ12に格納され、計算機13から読み出しで
きるように構成されている。
また、操作盤15からの操作指示に従い、計算機13、駆動
制御回路16を介して、試料ホルダー10のX,Y方向の初期
の位置決め調整及び光路切替ミラー7の切替えができる
ように構成されている。また画像検出周期回路8によ
り、試料ホルダー10のθ方向に対する所定回転角度△θ
ごとに、リニアイメージセンサ6でX線像の検出ができ
るように構成されている。
以下、本実施例に従って、はんだ接続部分の断面形状検
出動作を説明する。
先ず、検査試料2(第1図)のはんだ検査箇所の初期位
置合わせを行う。このため光路切替ミラー7を撮像管5
によるモニター検出側に切替え、検査試料2のX線透過
像をモニタテレビ9に表示する(第3図)。ここでリニ
アイメージセンサ6の検出位置に対応したモニタテレビ
9上の画面位置に、予めカーソル24を設定しておき、カ
ーソル24に対して検査個所が一致するように、検査試料
2のX,Y位置を移動し調整する。これにより精度のよい
初期位置合せが容易に行える。
次に光路切替ミラー7をリニアイメージセンサ6の検出
側に切り替え、駆動機構3(第1図)により検査試料2
をθ方向に回転させながら正面図の第4図(a)及び側
面図の第4図(b)で示すように、はんだ接続部分の検
査個所を透過するX線強度を検出する。
リニアイメージセンサ6(第1図)では、θ方向の所定
回転角度△θ毎にX線透過像の検出を行ない、その検出
信号をA/D変換器11で量子化しながら、逐次、画像メモ
リ12に格納し、θ=0〜360゜の全周方向の検出データ
を得る。
第5図は、このようにして得られる検査試料2の各角度
方向θに対応して得られる検出データ関数I(L,θ)の
例を示す。ここで、Lはリニアイメージセンサ上の検出
位置を示すものとする。
以下、これらの多数方向の検出データI(L,θ)を用
い、計算機13の演算処理によりはんだ接続部分の断面形
状の再構成を行ない、ディスプレイ14上に表示を行な
う。
リニアイメージセンサで検出される透過X線強度のデー
タ関数I(L,θ)は、検査対象のX線吸収係数の分布関
数をμ(x,y)とすれば、次式で与えられる。
I(L,θ)=I0(L)・e−∫μ(x,y)dl ……(1) ここで∫μ(x,y)dlはX線ビームの通過位置における
X線吸収係数の関数μ(x,y)の線積分を表わす。またI
0(L)は、照射X線の強度分布関数を示すものとす
る。
式(1)を書き直せば下式が得られる。
−∫μ(x,y)dl=I0(L)/I(L,θ)=P(L,θ) …
…(2) 式(2)で示すP(L,θ)は検査対象なしで予めリニア
イメージセンサでX線を検出し求めた照射X線の強度分
布関数I0(L)より求められる投影データである。
断面再構成の問題は、各検出方向の投影データ関数P
(L,θ)を算出した後、X線吸収係数の関数μ(x,y)
の分布を求めることである。
このμ(x,y)の算出方法には各種方法が知られている
が、コンボリューション法を適用する一例について概要
を説明する。
この再構成原理は、第6図の平行X線ビームを用いた例
で示すように平行ビームによる投影データ関数をP
0(L0)とすれば、これに対して所定の補正関数を
作用してコンボリューション関数を得ながら、各方向の
投影データに対するコンボリューション関数を合成して
断面像を得るものである。この演算式を下記に示す。
μ(x,y)=∫ {P0(L0*g(L0)}dθ
…(3) ここで、*はコンボリューションを表わす。またg
(L0)は補正関数を表わし、SheppとLoganが開発した下
記のものを用いれば、精度の良い画像が得られることが
実証されている。
ただしL0=na(n=0,±1,±2,…)とし、aは投影デー
タの得られるサンプリング間隔を示す。
本発明の場合、投影データ関数P(L,θ)はファンビー
ム(扇状ビーム)によって検出されるため、P(L,θ)
から平行ビーム座標系における投影データ関数P0(L0,
θ)を求める必要がある。これは、第7図の幾何学的
関数で示すように、下記の関係式より変換できる。
L0=Dsinφ=Dsin(θ−θ) ……(6) ここで、SはX線源から検出器までの距離、またDは、
X線源から検査試料の回転中心までの距離を表わすもの
とする。
以上で示すように、式(5),(6)を用い、平行ビー
ムとして考えた場合の投影データ関数P0(L0)を
算出して断面形状の算出を行なうことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、微小な検査対象、具体的には50μmφ
の分解能を必要とする対象物の所定位置における断面検
出撮影が可能となる。更には電子回路のはんだ付け部分
における微細な内部欠陥の検査が行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
検査対象の説明図、第3図はX線検出位置のモニタTV表
示例の説明図、第4図は検査試料に対するX線像検出動
作の説明図、第5図はリニアイメージセンサにより検出
される検出データの説明図、第6図は断面形状を再構成
するアルゴリズムの原理説明図、第7図はファンビーム
X線による検出データと平行ビームによる検出データと
の座標関係の説明図である。 1……微小焦点X線源、2……検査試料、 3……駆動機構、4……イメージ・インテンシファイ
ア、5……撮像管、 6……リニア・イメージセンサ、 7……光路切替ミラー、8……画像検出同期回路、 9……モニタテレビ、10……試料ホルダー、 11……A/D変換器、12……画像メモリ、 13……計算機、14……断面像ディスプレイ、 15……操作盤、16……駆動制御回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微小スポットのX線を発生するX線発生手
    段と、 試料を載置し、該試料を載置する面が前記X線発生手段
    で発生させた前記微小スポットのX線の照射方向とほぼ
    平行で、前記試料を該平行な面内で2軸方向に移動させ
    ると共に該平行な面に直交する軸の回りに回転させる試
    料載置手段と、 該試料載置手段に載置された前記試料に照射され該試料
    を透過した前記X線による透過X線像を像変換して増幅
    させる像変換手段と、 該像変換手段から出力された像変換して増幅された像を
    電気信号に変換する像検出手段と、 前記X線を前記試料に照射しながら前記試料載置手段で
    前記試料を前記軸の回りに1回転させたときに前記像検
    出手段により検出される所定の回転角度ごとの前記試料
    の透過X線像に基づいて前記試料の断面形状を再構成す
    るX線画像処理手段と、 該X線画像処理手段により再構成された前記試料の断面
    形状を表示するX線断面画像表示手段と を備えたことを特徴とするX線断層撮影装置。
  2. 【請求項2】前記像変換手段は、前記透過X線像を可視
    光の像に変換すると共に該可視光の強度を増倍させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のX線断層撮
    影装置。
  3. 【請求項3】前記像検出手段は、1次元画像検出部によ
    り前記可視光の像を電気信号に変換することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のX線断層撮影装置。
  4. 【請求項4】前記X線断層撮影装置は、前記像検出手段
    で検出した前記透過X線像に基づいて前記試料の所望に
    部分の透過X線像が前記1次元画像検出部で検出される
    ように前記試料の位置合わせをする位置合わせ手段を更
    に有することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    X線断層撮影装置。
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JPH0555329A (ja) * 1991-08-22 1993-03-05 Nec Yamagata Ltd ペレツト外観検査装置

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