检查装置的制作方法

1.本发明涉及一种检查装置。


背景技术：

2.作为测量基板表面或背面的焊料形状的检查装置，有断层合成方式的x射线检查装置(参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2008-026334号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.对于这样的检查装置，构成为使射线源(放射线产生器)与被检查体及检测器的相对位置变化并拍摄多个透射图像，根据这些透射图像来生成重建图像。在这样的检查装置中，一般是在每次拍摄时使被检查体和检测器停止来获取透射图像，存在浪费移动时间、静止时间的问题、在加减速时会产生振动的问题。
8.本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够一边使射线源与被检查体及检测器的相对位置变化一边拍摄透射图像的检查装置。
9.用于解决问题的方案
10.为了解决上述问题，本发明所涉及的检查装置具有：射线源；保持部，其保持被检查体；检测器，其对来自所述射线源的透过了所述被检查体的放射线进行检测，来获取所述被检查体的图像；驱动部，其使所述射线源与所述保持部及所述检测器的相对位置变化；位置检测部，其检测与所述保持部及所述检测器的位置相关的信息；以及控制部，其中，所述控制部在通过所述驱动部使所述射线源与所述保持部及所述检测器的相对位置变化的状态下执行以下步骤：使所述检测部开始获取所述图像；从所述位置检测部获取所述检测部开始获取所述图像时的、与所述保持部及所述检测器的位置相关的信息；以及将与所述位置相关的信息同由所述检测部获取到的所述图像相关联地进行存储。
11.另外，本发明所涉及的检查装置具有：射线源；保持部，其保持被检查体；检测器，其对来自所述射线源的透过了所述被检查体的放射线进行检测，来获取所述被检查体的图像；驱动部，其使所述射线源与所述保持部及所述检测器的相对位置变化；以及控制部，其中，所述控制部在通过所述驱动部使所述射线源与所述保持部及所述检测器的相对位置变化的状态下，使所述检测部开始获取所述图像，所述检测部在获取所述图像的期间中的至少一部分的规定期间内，使所述射线源放射所述放射线。
12.另外，本发明所涉及的检查装置具有：射线源；保持部，其保持被检查体；检测器，其对来自所述射线源的透过了所述被检查体的放射线进行检测，来获取所述被检查体的图像；驱动部，其使所述射线源与所述保持部及所述检测器的相对位置变化；位置检测部，其
检测与所述保持部及所述检测器的位置相关的信息；以及控制部，其中，所述控制部在通过所述驱动部使所述射线源与所述保持部及所述检测器的相对位置变化的状态下执行以下步骤：使所述检测部开始获取所述图像；从所述位置检测部获取所述检测部开始获取所述图像时的、与所述保持部及所述检测器的位置相关的信息；以及将与所述位置相关的信息同由所述检测部获取到的所述图像相关联地进行存储，所述检测部在获取所述图像的期间中的至少一部分的规定期间内，使所述射线源放射所述放射线。
13.发明的效果
14.根据本发明所涉及的检查装置，能够一边使射线源与被检查体及检测器的相对位置变化一边拍摄透射图像。
附图说明
15.图1是用于说明实施方式所涉及的检查装置的结构的说明图。
16.图2是用于说明上述检查装置的控制部所处理的各功能块的说明图。
17.图3是用于说明检查的流程的流程图。
18.图4是用于说明透射图像的拍摄和重建图像的生成处理的流程的流程图。
19.图5是用于说明基板保持部和检测器的移动、以及来自放射线产生器的x射线的放射和由检测器进行的拍摄的定时的说明图，(a)表示时序图，(b)表示曝光的定时。
具体实施方式
20.下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的检查装置1构成为具有由个人计算机(pc)等处理装置构成的控制部10、监视器12以及拍摄部32。另外，拍摄部32还具有线质变更部14、放射线产生器驱动部16、基板保持部驱动部18、检测器驱动部20、放射线产生器22、基板保持部24以及检测器26。
21.放射线产生器22是产生x射线等放射线的装置(射线源)，例如通过使加速后的电子碰撞钨或金刚石等靶材来产生放射线。关于本实施方式中的放射线，对x射线的情况进行说明，但并不限定于此。例如，放射线也可以是阿尔法射线、贝塔射线、伽马射线、紫外光、可见光、红外线。另外，放射线也可以是微波或太赫兹波。
22.基板保持部24保持作为被检查体的基板。向保持在基板保持部24上的基板照射由放射线产生器22产生的放射线，由检测器26将透过了基板的放射线拍摄为图像。下面，将由检测器26拍摄到的基板的放射线透射图像称为“透射图像”。此外，如后所述，在本实施方式中，使保持着基板的基板保持部24和检测器26相对于放射线产生器22相对移动并获取多个透射图像，生成重建图像。
23.由检测器26拍摄到的透射图像被发送到控制部10，例如使用滤波校正反投影法(filtered-backprojection法(fbp法))等已知的技术，重建为包含接合部分的焊料的立体形状的图像。然后，重建出的图像或透射图像被存储在控制部10内的存储器或未图示的外部的存储器中。下面，将基于透射图像重建为包含接合部分的焊料的立体形状的三维图像的图像称为“重建图像”。另外，将从重建图像以任意的截面剪切出的图像称为“截面图像”。这样的重建图像和截面图像被输出到监视器12。此外，在监视器12上不仅显示重建图像或截面图像，还显示后述的焊料的接合状态的检查结果等。另外，如上所述，本实施方式中的
重建图像是根据由检测器26拍摄到的平面图像重建得到的，因此也称为“平面ct”。
24.线质变更部14变更由放射线产生器22产生的放射线的线质。放射线的线质由为了使与靶材碰撞的电子加速而施加的电压(下面称为“管电压”)、决定电子数量的电流(下面称为“管电流”)决定。线质变更部14是控制这些管电压和管电流的装置。该线质变更部14能够使用变压器或整流器等已知的技术来实现。
25.在此，放射线的线质由放射线的亮度和硬度(放射线的谱分布)决定。如果增大管电流，则与靶材碰撞的电子的数量增加，产生的放射线的光子的数量也增加。其结果是，放射线的亮度变大。例如，在电容器等部件中，也存在与其它部件相比具有厚度的部件，为了拍摄这些部件的透射图像，需要照射亮度大的放射线。在这种情况下，通过调整管电流来调整放射线的亮度。另外，如果提高管电压，则与靶材碰撞的电子的能量变大，产生的放射线的能量(谱)变大。通常，放射线的能量越大，则贯穿物质的贯穿力越大，不易被物质吸收。使用这样的放射线拍摄到的透射图像的对比度降低。因此，能够利用管电压以调整透射图像的对比度。
26.放射线产生器驱动部16具有未图示的马达等驱动机构，能够使放射线产生器22沿着通过其焦点的轴(将该轴的方向设为“z轴方向”)上下移动。由此，能够改变放射线产生器22与保持在基板保持部24上的被检查体(基板)之间的距离来变更照射场，并变更由检测器26拍摄的透射图像的放大率。此外，放射线产生器22的在z轴方向上的位置由产生器位置检测部23检测并被输出到控制部10。
27.检测器驱动部20也具有未图示的马达等驱动机构，使检测器26沿着检测器旋转轨道30旋转移动。另外，基板保持部驱动部18也具有未图示的马达等驱动机构，使基板保持部24在设置有基板旋转轨道28的平面上平行移动。另外，基板保持部24构成为与检测器26的旋转移动联动地在基板旋转轨道28上旋转移动。由此，能够一边变更基板保持部24所保持的基板与放射线产生器22的相对位置关系，一边拍摄投射方向及投射角度不同的多个透射图像。
28.在此，构成为基板旋转轨道28和检测器旋转轨道30的旋转半径不是固定的，而是能够自由地进行变更。由此，能够任意地变更向配置在基板上的部件照射的放射线的照射角度。此外，基板旋转轨道28和检测器旋转轨道30的轨道面与上述的z轴方向正交，若将在该轨道面中正交的方向设为x轴方向和y轴方向，则基板保持部24的在x轴方向和y轴方向上的位置由基板位置检测部29检测并被输出到控制部10，检测器26的在x轴方向和y轴方向上的位置由检测器位置检测部31检测并被输出到控制部10。
29.控制部10对上述的检查装置1的全部动作进行控制。下面，使用图2说明控制部10的各功能。此外，虽未图示，但在控制部10连接有键盘及鼠标等输入装置。
30.控制部10包括存储部34、拍摄处理部35、截面图像生成部36、基板检查面检测部38、伪截面图像生成部40以及检查部42。此外，虽未图示，但控制部10还包括对线质变更部14、放射线产生器驱动部16、基板保持部驱动部18以及检测器驱动部20的动作进行控制的拍摄控制部。另外，这些各功能块通过执行各种运算处理的cpu、作为用于数据的保存或程序执行的工作区而利用的ram等硬件、以及软件的协作来实现。因而，这些功能块能够通过硬件和软件的组合来以各种形式实现。
31.存储部34存储用于拍摄基板的透射图像的拍摄条件、作为被检查体的基板的设计
等信息。存储部34还存储基板的透射图像或重建图像(截面图像、伪截面图像)、以及后述的检查部42的检查结果等。存储部34还保存有放射线产生器驱动部16驱动放射线产生器22的速度、基板保持部驱动部18驱动基板保持部24的速度以及检测器驱动部20驱动检测器26的速度。
32.拍摄处理部35通过放射线产生器驱动部16、基板保持部驱动部18以及检测器驱动部20驱动放射线产生器22、基板保持部24以及检测器26，来拍摄由基板保持部24保持的被检查体的透射图像，根据透射图像生成重建图像。关于由该拍摄处理部35进行的透射图像的拍摄以及重建图像的生成方法，将在后面叙述。
33.截面图像生成部36基于从存储部34获取到的多个透射图像来生成截面图像。这能够使用例如fbp法或极大似然估计法等已知的技术来实现。如果重建算法不同，则得到的重建图像的性质或重建所需的时间也不同。因此，也可以构成为预先准备多个重建算法或在算法中所使用的参数并使用户进行选择。由此，能够向用户提供使缩短重建所需的时间优先、或者即使花费时间也要使良好的图像质量优先等选择的自由度。所生成的截面图像被输出到存储部34，并被记录在该存储部34中。
34.基板检查面检测部38从截面图像生成部36所生成的多个截面图像中，确定映现出基板上的成为检查对象的面(例如基板的表面)的位置(截面图像)。以后，将映现出基板的检查面的截面图像称为“检查面图像”。
35.伪截面图像生成部40对于截面图像生成部36所生成的截面图像堆叠连续的规定张数的截面图像，来将比截面图像厚的基板的区域图像化。堆叠的截面图像的张数由截面图像所映现出的基板的区域的厚度(以后称为“切片厚度”)和伪截面图像的切片厚度决定。例如，如果截面图像的切片厚度是50μm并且作为伪截面图像而要将bga焊球(下文中简称为“焊料”。)的高度(例如500μm)设为切片厚度，则堆叠500/50＝10张截面图像即可。此时，为了确定焊料的位置，使用基板检查面检测部38所确定出的检查面图像。
36.检查部42基于截面图像生成部36所生成的截面图像、基板检查面检测部38所确定出的检查面图像、以及伪截面图像生成部40所生成的伪截面图像，来检查焊料的接合状态。由于将基板与部件进行接合的焊料位于基板检查面附近，因此通过对检查面图像以及相对于检查面图像而言映现出放射线产生器22侧的区域的截面图像进行检查，能够判断焊料是否适当地将基板与部件进行了接合。
37.在此，“焊料的接合状态”是指基板与部件是否通过焊料接合而生成了适当的导电路径。在对焊料的接合状态的检查中包括桥接检查、熔融状态检查以及孔洞检查。“桥接(bridge)”是指由于焊料接合而在导体之间产生的不期望的导电路径。另外，“熔融状态”是指是否由于焊料的熔融不充分而使基板与部件之间的接合不充分的状态、即是否“浮起”的状态。“孔洞(void)”是指焊料接合部内的由于气泡而导致的焊料接合的不良状况。因此，检查部42包括桥接检查部44、熔融状态检查部46以及孔洞检查部48。
38.桥接检查部44、熔融状态检查部46以及孔洞检查部48的动作的详细情况将在后面描述，桥接检查部44和孔洞检查部48基于伪截面图像生成部40所生成的伪截面图像来分别进行桥接和孔洞的检查，熔融状态检查部46基于基板检查面检测部38所确定出的检查面图像来检查焊料的熔融状态。此外，桥接检查部44、熔融状态检查部46以及孔洞检查部48的检查结果被记录在存储部34中。
39.图3是表示从透射图像的拍摄及重建图像的生成、以及检查面图像的确定到检查焊料的接合状态为止的流程的流程图。另外，图4是表示透射图像的拍摄及重建图像的生成的处理部分的流程的流程图。本流程图中的处理例如在控制部10从未图示的输入装置接收到检查开始的指示时开始。
40.如图3所示，控制部10通过放射线产生器驱动部16来设定由放射线产生器22放射的放射线的照射场，一边通过基板保持部驱动部18使基板保持部24移动并且通过检测器驱动部20使检测器26移动来变更拍摄位置，一边通过线质变更部14设定放射线产生器22的线质并向基板照射放射线来拍摄透射图像，并且，通过截面图像生成部36和伪截面图像生成部40根据通过这样拍摄到的多张透射图像来生成重建图像(步骤s100)。此外，拍摄透射图像时的、由基板保持部驱动部18移动基板保持部24的移动路径以及由检测器驱动部20移动检测器26的移动路径设为通过读入存储在存储部34中的信息的方法、从输入装置输入的方法预先在基板保持驱动部18和检测器驱动部20中进行设定。另外，放射线产生器22的在z轴方向上的位置也设为通过同样的方法预先进行设定。
41.使用图4和图5说明该步骤s100的处理的详细内容。如图4所示，当步骤s100开始时，控制部10的拍摄处理部35使向基板保持部驱动部18和检测器驱动部20输出的工作信号开启(on)(步骤s1000)。相当于图5的(a)中的时刻t0。当该工作信号变为开启时，基板保持部驱动18使基板保持部24开始移动(步骤s1002)，检测器驱动部20使检测器26开始移动(步骤s1004)。基板保持部24和检测器26按照如上述那样预先设定的移动路径进行移动。
42.拍摄处理部35判断是否是拍摄定时(步骤s1006)，在判断为不是拍摄定时的情况下(步骤s1006的“否”)，间隔规定的时间再次重复进行该步骤，在判断为是拍摄定时的情况下(步骤s1006的“是”)，向检测器26发送拍摄开始信号(触发信号(trigger))(步骤s1008)。例如，在图5的(a)的例子中，在时刻t1使对检测器26的触发信号开启。
43.检测出由拍摄处理部35开启了触发信号这一情况的检测器26开始进行透射图像的拍摄，并且将表示已开始拍摄的响应信号发送到拍摄处理部35(步骤s1010)。另外，检测器26向放射线产生器驱动部16发送曝光信号(步骤s1012)。例如，在图5的(a)的例子中，在从时刻t2起的时间t的期间使向放射线产生器驱动部16输出的曝光信号为开启。这样，若构成为从检测器26向放射线产生器驱动部16发送曝光信号，则能够无限地减小从拍摄开始到曝光开始的延迟。
44.从检测器26接收到曝光信号的放射线产生器驱动部16在曝光信号开启的期间使放射线产生器22产生放射线，该放射线被照射到被检查体上(步骤s1014)。在此，在检测器26采用了卷帘快门方式的情况下，由该检测器26的受光元件检测出的x射线的信息(强度等)按照在规定方向上排列的多条扫描线而被获取，但按每条扫描线错开开始时刻地进行获取。例如，如图5的(b)所示，在检测器26由沿左右方向延伸的n条扫描线构成的情况下，获取到从上开始按l1、l2、l3、
···
、ln-1、ln的顺序错开开始时刻地检测出的信息。因此，通过在全部的扫描线正在获取数据的时间(在图5的(b)的情况下为时间t的期间)使放射线产生器22产生x射线，由此从各扫描线得到的信息为基于在相同时间照射的x射线的信息，因此能够防止所获取到的透射图像的失真。
45.另外，接收到从检测器26发送的响应信号的拍摄处理部35从基板位置检测部29获取基板保持部24的位置信息，从检测器位置检测部31获取检测器26的位置并进行存储(步
骤s1016)。此外，由于基板保持驱动部18对基板保持部24的移动和检测器驱动部20对检测器26的移动按照如上述那样预先决定的移动路径而被控制，因此只要知道基板保持部24的位置和检测器26的位置中的任一方的位置就能够知道另一方的位置，因此既可以存储基板保持部24和检测器26两方的位置，也可以存储任一方的位置。另外，基板保持部24和检测器26的位置既可以是以上述的xy正交坐标系(x轴方向和y轴方向上的位置(x，y)的形式)进行存储，也可以是以基板旋转轨道28和检测器旋转轨道30的轨道面的中心为原点的极坐标系(距原点的距离和由角度θ确定的位置(r，θ)的形式)进行存储。
46.如上所述，当透射图像的拍摄结束时，检测器26将所拍摄到的透射图像发送到拍摄处理部35(步骤s1018)。然后，获取到该透射图像的拍摄处理部35将在步骤s1016中获取到的基板保持部24的位置信息及检测器26的位置信息与所获取到的透射图像相对应地存储到存储部34中(步骤s1020)。
47.另外，拍摄处理部35判断是否存在下一个拍摄位置(步骤s1022)，在判断为存在下一个拍摄位置的情况下(步骤s1022的“是”)，返回到步骤s1006，重复进行上述处理(步骤s1006～s1020)。另一方面，拍摄处理部35在判断为不存在下一个拍摄位置的情况下(步骤s1022的“否”)，使输出到基板保持部驱动部18和检测器驱动部20的工作信号关闭(步骤s1024)，检测出工作信号变为关闭这一情形的基板保持部驱动部18使基板保持部24的移动停止(步骤s1026)，检测器驱动部20使检测器26的移动停止(步骤s1028)。例如，相当于图5的(a)的时刻t3。
48.最后，拍摄处理部35通过截面图像生成部36和伪截面图像生成部40来根据存储在存储部34中的透射图像生成重建图像(步骤s1030)。所生成的重建图像也可以被存储在存储部34中。
49.接着，返回到图3，控制部10的基板检查面检测部38从截面图像生成部36接收透射图像或重建图像(截面图像)，并从该透射图像或重建图像(截面图像)中确定检查面图像(步骤s102)。桥接检查部44从伪截面图像生成部40获取映现出焊球的与焊球相同程度的切片厚度的伪截面图像，并检查是否存在桥接(步骤s104)。在未检测出桥接的情况下(步骤s106的“否”)，熔融状态检查部46从基板检查面检测部38获取检查面图像，检查焊料是否熔融了(步骤s108)。在焊料熔融了的情况下(步骤s110的“是”)，孔洞检查部48从伪截面图像生成部40获取局部地映现出焊球的伪截面图像，检查是否存在孔洞(步骤s112)。在没有发现孔洞的情况下(步骤s114的“否”)，孔洞检查部48判断为焊料的接合状态正常(步骤s116)，将这一意思输出到存储部34。另外，在检测出桥接的情况下(步骤s106的“是”)、在焊料没有熔融的情况下(步骤s110的“否”)、或者在存在孔洞的情况下(步骤s114的“是”)，分别由桥接检查部44、熔融状态检查部46以及孔洞检查部48判断为焊料的接合状态异常(步骤s118)，将这一意思输出到存储部34。当焊料的状态被输出到存储部34时，本流程图中的处理结束。
50.根据以上的方法，拍摄了透射图像的位置不是拍摄处理部35向检测器20发送了触发信号的时刻的信息，而是检测器26已开始获取图像的时刻(从检测器26接收到响应信号的时刻)的信息。在使放射线产生器22与基板保持部24及检测器26的相对位置变化的状态(基板保持部24及检测器26持续移动的状态)的情况下，从拍摄处理部35发送触发信号起直到检测器26开始获取图像为止产生延迟，因此触发信号被发送的时刻的基板保持部24及检
测器26的位置有可能与实际拍摄透射图像的位置之间发生偏离。因此，如上所述，在检测器26开始获取图像并且拍摄处理部35接收到此时从检测器26发送的响应信号时，获取基板保持部24及检测器26的位置，由此能够获取准确的位置信息，从而能够提高重建图像的精度。另外，由基板保持部驱动部18移动基板保持部24的移动路径以及由检测器驱动部20移动检测器26的移动路径有时会由于驱动部的特性等而偏离预先指定的位置，但是如上所述，由于这些位置是由基板位置检测部29和检测器位置检测部31检测出的位置，因此能够获取准确的位置信息，能够进一步构成重建图像的精度。
51.此外，对于基板保持部24和检测器26的位置信息及透射图像，通过采用循环使用控制部10的存储区域(存储器、硬盘等)中的规定区域来进行存储的方式(在从规定区域的开头起依次存储信息并在规定区域的最后存储了信息时返回到规定区域的开头来进行存储的方式)，能够高效地利用存储区域。
52.另外，在检测器26通过卷帘快门方式来拍摄透射图像的情况下，如果在使放射线产生器22与基板保持部24及检测器26的相对位置变化的状态下获取透射图像，则有时图像会失真，但是如上所述，通过使从放射线产生器22放射的x射线的开启/关闭(曝光信号的开启/关闭)与检测器26的卷帘快门的信号(响应信号)同步，能够获取没有失真的透射图像。
53.附图标记说明
54.1：检查装置；10：控制部；18：基板保持部驱动部(驱动部)；20：检测器驱动部(驱动部)；22：放射线产生器(射线源)；24：基板保持部(保持部)；29：基板位置检测部(位置检测部)；26：检测器；31：检测器位置检测部(位置检测部)。