TW573118B - Off-center tomosynthesis - Google Patents

Description

玖、發明說明 [發明所屬之技術領域] 本發明大致上係有關於一種成像檢測系統與方法。明 確言之，本發明係關於一種利用層析式成像技術之X射線 檢測系統。 [先前技術] 裝設積體電路（1C)晶片於印刷電路板（PCR)係需要進行 PCB上焊接點的檢測作業，以決定該焊接點是否含有顯著 缺陷。而日益增加的1C晶片複雜度、效能與置放密度，將 會要求提高封裝焊接點的密度與功能性。「球格陣列（BGA) 」即爲「表面黏著技術（SMT)」封裝其中一例，這會對於焊 接點要求特殊的檢測技術。而PCB焊接點複雜度及密度增 加，產生多項關於以偵測焊接點上或內之缺陷的焊接點檢 測技術發展。 這些焊接點檢測技術其一即爲層析技術，能夠藉由產 生一種沿穿越三維電子焊合連接處之單一平面切片視圖的 數位影像表示方式以偵測出缺陷。數位層析系統能夠檢測 各種PCB焊接品質，而這是無法由視覺方法或傳統X射線 輻射攝影方法所檢測出的。美國專利第4,688,241號案， 1987年8月18日核發，玆引用於本案內作爲參考，即揭示 數種層析檢測系統，包括一如現有應用之圖1所示的系統 10。該系統10包含一可導向式微焦X射線源12、一能夠將 X射線予以成像之大型格式影像偵測器30，以及一位於該 射線源與該偵測器之間的檢測平板20。在此所用者，該名 573118 .詞「可導向式」是指該射線源12具有能夠將在射線源12 內之電子射束導引到物件陽極上各個位置的能力。相對說 來，固定式或非可導向式射線源，即如在此所用，是指缺 乏此種功能者，意即電子射束只會撞擊到該物件陽極上的 單一位置處。 將被成像之範圍A、B和C可以被放置在X-Y桌台上（ 未以圖示），此者係經設臥在該檢測平面20上。當一物件 放置在該X-Y桌台上時，此受測物件可沿該X方向或y方 向而移動，以利對於所欲範圍，像是焊接點，予以成像。 該射線源12會產生出X射線射束50，此者具有足夠能量 以穿透該受測物件並抵達該偵測器30,而又同時具有夠低 的能量以致於其結果之影像可擁有該所欲範圍內的對比結 果。 該射線源12及該偵測器30可經架置於獨立垂直驅動 機構上，以獲得連續變化且範圍係從約近2.5mm 2.5mm到 約近25mm 25mm的視域。特別是，該X射線源12係經架 置於一可程式化Z軸上，這會改變該X射線源12到該檢測 平面20的距離。在此，將該X射線源12到該檢測平面20 的距離稱爲Z1。該偵測器也會被架置在可程式化Z軸上， 這可改變該檢測平面20與該偵測器30之間的距離。該檢 測平面20與該偵測器30之間的距離會被稱爲Z2。可藉改 變距離Z1及Z2其一或兩者來達到視域變化的目的。 現將說明如圖1之系統的運作方式。將具所欲範圍A 、B及C之印刷電路板放置在位於在該檢測平面20內的X- 573118 Y桌台上。然後將該印刷電路板漸次沿x和y方向移動’ 使該所欲範圍A、B及C，像是焊接點，或是元件能夠成像 。一旦適當定位該印刷電路板後，輻射射束，像是X射線 5〇，會朝向該印刷電路板上的物件物而投射。部分的X射 線50會穿透過並經該物件所調變。 然後，會穿透該物件的部分X射線50會撞擊到該影像 偵測器30。該偵測器30能夠產生含有來自於該受測物件之 調變資訊的X射線陰影圖。撞擊該偵測器30之輸入螢幕的 X射線會產生出位在該X射線射束50內之物件體積的可見 光或陰影圖影像。如該偵測器30含有一影像強化器，則位 於該影像強化器輸出端的影像亮度會被放大。 藉一視訊相機（未以圖示），可透過一反射鏡觀察到出現 在該偵測器30輸出面的影像。可藉由調整該反射鏡的位置 ，循序地將來自該偵測器30不同範圍之影像，像是編號1 、3、5及7之範圍者，導引到該相機處。 然後將結果的影像輸入到一視訊數位化器內。該視訊 數位化器可供作爲輸出數位影像集合。該集合內的各個影 像會被供應至一記憶體並予儲存。然後將各影像個別地饋 入層析電腦，此者係經已知層析演算法所程式設計，可產 獲出影像組合並提供一最終影像至監視器上。而爲改善數 位影像集合的解析度，最好是將相機視域限制於該偵測器 30的範圍內，像是範圍1、3、5或7，而非爲取得用以層 析觀看整個偵測器30的影像。 對於系統10，所欲範圍中心必須重合於從該X射線源 573118 之路徑中心射往該偵測器30之中心所延伸的直線。即如從 圖1中可觀察到，該物件B的中心恰與該X射線源50以及 該偵測器30之視域中心相符重合。 爲獲得該物件B的層析影像，在此需將例如該X射線 源12放置在沿一垂直於該Z軸之圓形路徑的多個點處1- 8 。此圓形路徑上的各點處會落內垂直於Z軸的平面裡，並 且會與該Z軸維持著相同角度或是等距離。在各點處，該 X射線源12會朝向該物件B發出一 X射線射束50，且至 少部分穿透該者，藉此在該偵測器30處產生該物件B的影 像。例如，爲獲取該物件B的影像1，該X射線源12會被 導向至位置1處且將該偵測器視域移往該位置1處。然後 ，會對該物件B的影像2到8重複這項程序。而藉由該X 射線源外殻內的電子射束而可循序地取得8張影像，並且 在每次取得作業之後就必須移動該偵測器視域。因此，可 捕捉到8張位在8個預定角度上的物件B掃描影像。 在取得所需之物件B之影像後，接著會移動該X-Y桌 台的中心，以令該物件A的中心能夠與該X射線射束50中 心線以及偵測器視域中心重合。爲取得該物件A的影像1 ，該X射線源12會被導引朝向位置1，而將該偵測器視域 移到位置1處。可對該物件A的影像2到8重複這項程序 。如此即可循序地捕捉到該物件A的8張影像。會對各個 將被成像之物件，或所欲範圍進行這項程序。 爲獲有效之層析，P角應爲從垂直至少25 - 30度，以 產生出該物件的有效層析切片。然而，該X射線源直徑的 573118 實際限制、該偵測器直徑、該射線源到該物件間的距離Z1 ，以及從該物件到該偵測器間的距離Z2，確需依照能夠實 際達到的角度、視域、解析度與該系統速度而互獲妥協。 爲達到該所欲角度，並從而一有用的層析切片，故需裝設 昂貴的X射線源及/或偵測器。 即如前述，傳統層析技術，像是如Peugeot之美國專利 第4,688,241號案文說明與圖1所繪者，會要求該X射線焦 點位置以及該偵測器處之視域的中心線，與將被成像之物 件的中心相互重合。依此排置方式具有多種優點。令此X 射線射束經該所欲範圍中心而通過確可簡化其機械校調作 業、影像的解撓曲與灰階校正作業，以及該物件的機械定 位等。層析切片品質會跟正確的電子射束與反射鏡定位方 式有關。可藉由現有的電磁射束導向及電流計反射鏡技術 來達到這項正確性。然而，傳統式系統的缺點是這些會要 求利用到大型格式偵測器以及可導向式X射線源。這些設 備極爲昂貴，而利用這些設備將會提高系統整體成本。此 外，按此系統，循序地取得8張影像各者將會較爲緩慢， 從而限制了系統速度爲取得單一張影像之8倍的時間長度 〇 如此即需要一種利用層析成像技術的X射線檢測系統 ，其係不會要求該X射線焦點位置的中心線及該偵測器處 之視域須與該待加成像之物件中心相互重合。 在此，業界進一步需要一種X射線檢測系統，其係利 用並不要求可導向式X射線源以及大型格式偵測器兩者的 9 573118 層析成像技術。 在此’業界又進一步需要一種X射線檢測系統，其係 利用可增加系統產通量，而又同時降低其整體成本的層析 成像技術。 4 [發明內容] 本發明可藉提供一種利用層析成像技術之X射線檢測 系統，來滿足該先前技藝需求，該技術並不會要求該X射 線焦點位置的中心線及該偵測器處之視域須與該待加成像 之物件中心相互重合。由於消除此項要求，因此可藉避免 使用大型格式偵測器或一可導向式X射線源或兩者，而獲 得顯著的成本與效能益處。 可藉由利用一種具非導向式X射線源之檢測系統來達 到該優點，該系統係結合一個X射線偵測器，且可同時地 捕捉8張影像。如此，即可消除掉對成本昂貴之導向式X 射線源的需求，並將整體系統予以簡化。且進一步，確可 提高系統的速度或產通量。 或可藉由利用一種具可導向式X射線源與小型格式高 解析度偵測器之檢測系統而另達到該優點。藉導向該X射 線源進一步離出中心，可將該物件影像投映到一高解析度 、小型格式的偵測器上。如此，可藉利用較小、價廉之偵 測器而達節省成本目的。 由於X射線偵測器及可導向式X射線源通常會是在檢 測系統中最昂貴的元件，因此減少其一或兩者的成本會降 低整體系統成本，而同時仍可維持所需效能。 10 573118 本發明也可減少爲置放該X射線源或偵測器以及目標 物件於層析攝像之位置時所需進行之機械性重定位移動作 業的次數。從而，本發明可供以較短時間以較廉成本方式 獲得複雜的連接點影像。 [實施方式] 本發明實施例係參照漏2至圖6所描述。在此，將被 成像之物件、所欲範圍雖屬任意，然此將被成像之物件以 包括含有經焊接點而連接於印刷電路板之電子元件的電子 組裝或印刷電路板爲佳。 圖2與2a各者描繪一 X射線檢測系統100，此者可實 作本發明第一實施例之各項原理。該系統100包括一非可 導向式X射線源112及區域偵測器130。可向加州聖地牙哥 市之Nicolet Imaging Systems公司洽購適當的非可導向式X 射線源。該射線源112會被離出放置，且槪爲相對於該檢 測平面120中心與該偵測器130之中心而朝向中心。即如 圖1所示，可用機械方式將該將被成像之範圍A、B及C 支撐於該檢測平面120內。該支撐平面能夠將範圍A、B及 C相對於該射線源112與該偵測器130移動而令該支撐爲 X-Y桌台。或另者，該支撐平面可僅握持該範圍於一相對 於該射線源112與該偵測器130之預定位置處。雖然在此 將範圍A、B及C稱爲物件，然對於熟諳本項技藝之人士 而言，應可了解範圍A、B及C可僅爲同一實體物件上的 不同所欲範圍。 該X射線源112及該偵測器130最好是架置在獨立垂 573118 直驅動機制上，可產生連續變化的視域。可利用此該垂直 驅動機制來改變該X射線源112和該將被成像之物件間的 距離Z1，以及將被成像之物件和該偵測器130間的距離Z2 。在系統100裡，該距離Z1的範圍可爲從約0.5”到3.0”， 而該距離Z2的範圍可爲從約0.5”到3.0”。或另者，範圍A 、B及C的機械支撐與至少該X射線源112及該偵測器130 其中一者可被架置在獨立垂直驅動機制上，而讓該Z1與 Z2可獨立地變化。即如一進一步替代方式，該系統可不包 含該獨立垂直驅動機制，而是將該射線源112及該偵測器 130放置在固定的Z1與Z2距灕。此外，雖圖2說明射線源 112位於該檢測平面120上而該偵測器130又低於該者，然 對於熟諳本項技藝之人士而言，應瞭解亦可另將該射線源 112置放於該檢測平面120下，而該偵測器130又高於該者 〇 系統100可供置有一具備平面螢幕，且在各方向上至 少爲1000像素之X射線偵測器130。根據本發明一較佳實 施例，該偵測器130係一非晶矽質（aSi)偵測器。一 aSi偵測 器含有一非晶矽質組成的平面螢幕，並具有一碘化鉋（Csl) 晶體鍍層。這種aSi偵測器之一範例可如法國Moirans之 Thxdl公司所出售的型號FlashScan 20。此特定型號在一方 向上具有1536個像素，而在另一方向上具有1920個像素 ，且解析度爲每毫米4線對。這具有127微米像素大小， 並因此總偵測器大小約爲195mm X 244mm。 當一 X射線撞擊該aSi偵測器的螢幕時，該X射線會 573118 被Csl層所吸收。由於Csl層係一閃爍性材質，因此會後續 地發出光線脈衝。然後，會於該偵測器130內將此光線轉 換成sSi光二極體矩陣內的電荷載波。每一個光二極體都會 藉由個別的切換器而連接到一讀出電路，該切換器可爲一 薄膜電晶體或二極體。輸出信號會被放大並從類比轉換成 數位。透過光纖或其他電性導體鏈路，可將影像資料傳送 到一即時性影像處理系統，這會處理影像構成作業以組列 出一影像。然後，再將取得之影像顯示於一顯示器或視訊 監視器140上，即如圖2a所示，或儲存供以後續運用。 按傳統式層析作業，該偵測器的輸出會由一反射鏡而 供應至一相機，這又再會饋送至一視訊處理器。由於前述 之偵測器130的輸出本身即爲X射線影像的數位表示方式 ，因此可不需要反射鏡及相機，而將該偵測器的輸出直接 送到一影像處理系統。應注意的是，由於該aSi偵測器130 足夠大以達到30度角的離軸影像，而各影像裡至少爲512 像素，因此可同時地獲得所有的八張影像，且即如後文所 詳述，藉此大幅地縮短檢測作業所需時間。 此外，該系統100亦設置一控制系統。該控制系統可 經運作以定位該待加成像之物件於該檢測平面120內之所 欲位置處，無論是藉由移動該物件、射線源、偵測器或彼 等組合。本系統亦可控制獨立垂直驅動機制的運作，且藉 使用此功能，即可視需要改變Z1及Z2的距離，以及本發 明影像針析（stiching)特性，即如後文所詳述。 該控制系統的功能可由一處理器150執行，即如圖2a 13 573118 所示，此者也可執行如前述之即時性影像處理功能。如此 ，該處理器150可爲一廣義性微處理器，並如熟諳本項技 藝之人士所知悉，經程式化以執行該控制系統與該影像處 理功能。或另者，該處理器150可爲專屬性影像處理裝置 ，在此情況下，控制功能可交由個別的微處理器基礎式裝 置或個別的控制器來執行。 現請返參照圖2，當該射線源112將一 X射線射束投 映朝向該檢測平面120內之範圍時，會在該偵測器130上 $ 的位置5處獲得範圍A之離軸影像，以及對應於位置1之 物件C的離軸影像。而亦可獲得未於圖2內所示之其他範 圍的離軸影像。這可藉後載敘述而更加瞭解。爲便說明， 會限制爲四張影像進行說明，然確可取得更多供以進行層 析重建作業的影像。對於典型的焊接連點檢測作業，現已 發現八張離軸影像通常即可提供可接受結果，然確可替代 以採用更多或較少的影像。 圖4說明印刷電路板上九個可能待加成像之所欲區域 φ 。當所欲區域被放在檢測平面120中心，且從該非可導向 式射線源112投映出X射線時，即可取得對應於偵測器位 置1之區域B的離軸影像，以及對應於偵測器位置7之區 域D的離軸影像。當所欲區域B被放在該檢測平面120中 心，且從該非可導向式射線源112投映出X射線時，即可 取得對應於偵測器位置5之區域A的離軸影像，和對應於 偵測器位置7之區域E的離軸影像，以及對應於偵測器位 置1之區域C的離軸影像。當所欲區域C被放在該檢測平 14 573118 面120中心時，即可取得對應於偵測器位置5之區域B的 離軸影像，和對應於偵測器位置7之區域F的離軸影像。 當所欲區域D被放在該檢測平面120中心時，即可取得對 應於偵測器位置3之區域A的離軸影像，和對應於偵測器 位置1之區域E的離軸影像，以及對應於偵測器位置1之 區域G的離軸影像。當所欲區域E被放在該檢測平面120 中心時，即可取得對應於偵測器位置5之區域D的離軸影 像，和對應於偵測器位置1之區域F的離軸影像，以及對 φ 應於偵測器位置3之區域B的離軸影像，以及對應於偵測 器位置7之區域Η的離軸影像。剩餘的所欲區域會被放在 各自位置，並取得相對應影像。 爲取得整組的外部所欲區域（A、Β、C、D、F、G、Η 和I)之影像，如圖5所示之印刷電路板作用區域之外的區 域必須被定位於該檢測平面中央處並攝得相對應影像。實 際上，多數的所欲區域會位於該印刷電路板的邊緣內，而 不是在其邊緣上。然而，由於可藉本發明而同時地，而非 φ 循序地。在各位置處取得多個視像，因此相較於先前已知 技術確可顯著地提高產通量。 如在該檢測平面內，該待加檢測之物件爲格狀或其他 排置方式（例如「球格陣列」之連接點），則當該X射線源 在高於該所欲區域Β進行放射時，多個相鄰於該Β區域的 範圍也會同時地被照射到。因此，可運用這項技術以同時 地取得8個鄰接範圍的8張離軸影像，從而減少爲檢測整 個格點而所需要的成像位置總數。比較說來，傳統上用以 15 573118 取得影像的方法需對各個範圍循序地採得8張離軸影像。 因此，對於N_N範圍的配置，採用傳統方法之射線源位置 的總數將會是8乘上N2。不過，如以本發明實施例之離軸 方法，僅對各範圍爲單個位置，加上範圍邊界，可使得射 線源位置的總數等於(N+2) (N+2)= (N+2)2。而隨著範圍個數 增加，比起傳統方法，相對於各範圍之射線源位置的數目 將會急劇減少。例如，假使N=3，傳統方法需利用到72個 射線源位置，而本實施例離軸方法確僅利用到25個射線源 φ 位置。如N=100，傳統方法需利用到800個射線源位置， 而本實施例離軸方法確僅利用到144個射線源位置。 一旦取得所有的離軸影像，可藉對各個物件之影像加 以組集，即如影像1 - 8爲物件A，將影像組集合倂送返。 由於所有8張針對特定物件之影像並非在相同機械位置內 之檢測平面上所取得，因此最好是利用影像對準技術以倂 合這些影像。如某者利用可將各影像定位於1像素內之精 確度的極精準X-Y桌台，則可直接將各影像予以倂合。但 · 若其X-Y桌台並未有達1像素內之精確度，則或需要透過 利用「視域內」基準線，或是另按在各影像間具有足夠重 疊部分俾利於鄰接邊界處加以匹配，來對準各張影像。 由於比起格點或方形區域的邊緣來說，各點處之方形 排置的角落對於該物件會離該射線源中心較遠，故採用一 種能將各離軸影像中心保持成距離該成像系統中心爲一固 定半徑的樣式會比較有利。圖6說明一種能達到這項要求 之六邊形排置方式的範例。不採8張離軸影像，可利用6 16 573118 張離軸影像來產生層析切片，而該六邊形樣式可對稱地被 定位在該電路板上的任何視域處。 在此，會放置偵測器130以接收發出的X射線並將X 射線轉換成可見光。然後，如前述般將該偵測器的數位輸 出提供給一處理器150或一影像處理系統。這項特性可供 將對於幾乎是任何型式之電路板的視域、解析度與產通量 最佳化，即使是該電路板呈現有很大的元件調性變異度亦 同。這項成像系統的獨特應用（即能夠同時地觀察到所有8 φ 張影像）可消除掉必須重新定位偵測器的要求，藉此降低系 統的機械複雜度（亦即消除電流計反射鏡系統），改善系統可 靠性及結果的可重複性，並減少整體系統成本。這種方式 可簡化影像收集系統的機械要求，並且能夠提供靜態性， 而非動態性，影像列對齊/校準作業。 在替代性實施例中，偵測器130可爲一 Csl晶體偵測 器，可透過像是透鏡或一光纖集束而由CCD相機攝得。此 相機的類比（或數位）輸出會被提供給一處理器或一影像處理 φ 系統，而該者會處理影像資訊並將影像顯列於顯示器上， 像是視訊監視器。如此，可避免掉昂貴的可導向式X射線 源成本並降低整體系統成本。 本發明進一步實施例可採用一種平型面板偵測器，該 者由位於薄膜電晶體陣列上以作爲數位捕捉之基底的非晶 硒質半導體X射線吸收鍍層所組成。一種如此之偵測器係 可向 Direct Radiography Corp.公司，Newark 公司或者 Delaware公司所購得。藉此偵測器，X射線會被非晶硒質 17 573118 直接地轉換成電荷，而交由一電極陣列所收集。所獲結果 爲一數位影像，可立即地於一視訊監視器上觀看，或是將 此傳通給一影像處理器。由於X射線會被直接地轉換成電 荷，因此可避免使用光散器而消除掉影像銳度的劣化問題 〇 圖3說明另一 X射線偵測系統200，可具體實施本發 明另一實施例之原理。系統200包括一可導向式X射線源 212及一偵測器230。其一適當之可導向式X射線源可爲型 號MXT-160CR者，這可向加州聖地牙哥市之Nicolet Imaging System公司購得。按圖1之系統，可將將被成像之 物件A、B及C放置在一支撐架上，像是X-Y桌台上（未以 圖示），而這會落在檢測平面220內。 該系統200內所用的偵測器230最好是高解析度、X射 線敏感性、平型螢幕偵測器。這種偵測器其一範例可爲碘 化鉋（Csl)結晶偵測器。此Csl偵測器包含由Csl所製成的平 型螢幕。適當的Csl結晶偵測器可如向英國Kent州 Margate市之Hilger Crystals公司購得。此Csl結晶偵測 器的總體大小可爲從25mm 25mm到75mm 75mm的範圍 。藉由這些Csl結晶偵測器，可在結晶裡獲得30到40線對 /mm的解析度。 該射線源212及該偵測器230可經架置於獨立垂直驅 動機制上，以獲得連續變化的視域。該垂直驅動機制可用 來改變距離Z1，即該X射線源212到該待成像物件之間的 距離，以及改變距離Z2，即該待成像物件與該偵測器230 18 573118 之間的距離。在本系統200中.，該距離Z1的範圍可爲從約 0.5”到3.0”，而該距離Z2的範圍可爲從約0.5”到3.0”。即 如一替代方式該系統可不包含該獨立垂直驅動機制，而是 將該射線源212及該偵測器230放置在固定的Z1與Z2距 離。 此外，該系統200亦供置有一控制系統，即類似於系 統100者。除如前文按於系統100所述之功能外，該系統 200的控制系統可導向電子射束至所欲目標範圍。 藉由導向該X射線射束離出該中央軸，可將一離軸影 像投映到該偵測器230上。在系統200裡，可循序地取得 各影像。例如，該射線源212將X射線從位置1投射朝向 該物件A，以於該偵測器230上位置1處產生該物件A的 離軸影像，然後該射線源212可移到位置5，以於該偵測器 230上位置5處取得該物件C的離軸影像。重新定位該射線 源212，以獲得另外的物件影像。按如後文敘述將可更佳瞭 解。爲便於說明，玆將敘述簡化爲四張影像，然確可取得 更多供以層析重建作業的影像。 當示於圖5中之所欲區域A位在檢測平面中心，並從 該射線源212投映出X射線時，即可取得對應於位置5之 區域B影像，然後是對應於位置3之區域D影像。當所欲 區域B被放置在檢測平面中心，即可取得對應於位置1之 區域A影像，對應於位置5之區域C影像，以及對應於位 置3之區域E影像。剩餘的所欲區域會被放在各自位置， 並取得相對應影像。 19 573118 然後將該偵測器230的輸出供應到一相機，像是CCD 相機。該相機的類比（或數位）輸出會被提供給一處理器或一 影像處理系統，而該者會處理影像資訊，並繪列出可於顯 示器或一視訊監視器上顯示的影像。 由於是按循序方式，而非如系統1〇〇中同時地，取得 該系統200內的影像，故所實作出的產通量優點並不顯著 。然而，藉由該系統200，在必須訴諸於更大型格式偵測器 之前，確可達到較大的離軸影像（即如30 - 35度，相較於 25 - 30度）。此外，在系統200中，該偵測器230上的所有 像素會被用來產製各張影像，藉以獲得較高的解析度（即如 每單位面積更多像素）。當PCB元件與其調性變得更細微時 ，將會比較需要這種方式，這是因爲該Csl偵測器可提供 的更佳解析度之故.。 有關對於按該系統100及系統200取得方法所獲之影 像進行影像針析，必須考量到該支撐架，即如該x-y桌台 ，或爲不如單一像素大小的精確度之事實。例如，假使支 架爲精確僅達3像素，則若無該「視域內」基準線，該影 像或無法被稱述爲任何優於+/-3像素的更佳精確度。如此 ，這些影像，當合倂以層析重建作業時，或會造成模糊層 析切片。因此，各個所欲區域最好是具有一或更多「視域 內」基準線，可用來適當地對準各個影像。例如，可採用 形狀辨識演算法來唯一地識別出在4張離軸影像各者內的 相同物件。然後利用這個物件來對準影像，從而消除掉該 支撐的機械不精確性。這項對準作業最好是包含一 χ-y對 573118 準作業及旋轉對準作業以最佳地重新對準各影像。因此， 根據基準線形狀而定，可要求爲一、二或三條視域內基準 線。 在另一實施例中，可將線性光學編碼器放置在一 x-y 桌台上，藉以將桌台的正確性改善成爲小於一像素。然而 ，這項替代範例會增加整體系統成本。 物件可能會出現在每個所欲區域內之一範例，可如稱 之爲「孔徑」的圓型孔洞。首先，可利用該印刷電路板的 CAD資料來發現出各影像內的孔徑。然後將各孔徑的位置 比較於其他的鄰近物件，像是焊接點及積體電路。按對於 其他可能模糊物件之距離來對各個孔徑排定階序。例如， 離於其他物件爲最大距離之孔徑會被指配成最高階序。其 次，取得X射線影像。然後，執行形狀辨識演算法以決定 是否能夠可靠地定位出各個孔徑。而能夠以最高機率進行 定位之孔徑會被納入該印刷電路板的最終檢測列表。 適當形狀辨識演算法之一範例可爲一種自相關技術， 這會利用到具各種一般形狀（即如圓形、方形、三角形、鑽 石形、叉狀）孔徑或其他「視域內」基準線之模板。此模板 會與含有「視域內」基準線之X射線影像內的實際所欲範 圍相比較。然後，會對該範圍內各位置產生含有模板良好 匹配性的共相關矩陣。具最高相關性的點處就會是該模板 最佳匹配於該基準線的位置。然後會在其他的離軸影像裡 發現此「視域內」基準線，這會後續地運用以對準這些離 軸影像至一共同點，從而移除掉任何因X-y桌台所造成的 21 573118 輕微定位誤差。 或另者，如無法在一所欲區域內定位出一可靠「視域 內」基準線，則可仰賴於鄰接影像之間的重疊部分，以利 倂同對準影像。例如，對應於一偵測器位置5之區域A， 以及對應於一偵測器位置5之區域B的影像鄰接邊緣，可 利用形狀辨識演算法來倂同對準影像。 根據一較佳實施例，可對一受測物件之整體掃描序列 予以最佳化，俾將掃描時間縮至最短。關於掃描最佳化的 挑戰會與兩項事實相關：（1)正常情況下，會需要8張離軸 影像來製作「良好」層析切片（不是如前文所述的4張影像) ，以及（2)視域無法可排置於一最佳均勻樣式。因此，爲將 對PCB的視域總數最小化，以及將外部邊緣上的視域個數 最小化，最好是執行一掃描樣式的多變數最佳化作業爲宜 〇 本發明雖係按數種實施例而予以欽述，然應瞭解此非 受限於該特定實施例。反是，所欲目的係爲涵葦所有落屬 於本發明精神及範疇之內的替代、修飾及均等物。 [圖式簡單說明] (一）圖式部分 圖1係繪圖方式說明先前技藝之X射線檢測系統； 圖2係繪圖方式說明本發明之X射線檢測系統之一實 施例； 圖2a係如圖2之實施例之繪圖說明； 圖3係繪圖方式說明本發明之X射線檢測系統之另一 22 573118 實施例； 圖4係說明一印刷電路板上將被成像之範圍； 圖5類似於圖4，而進一步說明爲要取得所有的必要離 軸影像以令獲層析切片，該X射線射束中心線所須加定位 之額外位置；以及 圖6係一根據本發明實施例之六邊形掃描樣式。 (二）元件代表符號 10. 系統 12.可導向式微焦X射線源 20. 檢測平板 30.大型格式影像偵測器 50. X射線射束 100. X射線檢測系統 112.非可導向式X射線源 120.檢測平面 130.區域偵測器 140.顯示器或視訊監視器 150.處理器 200. X射線偵測系統 212.可導向式X射線源 220.檢測平面 230.偵測器 23

Claims (1)

1. 573118 拾、审請專利範圍 1. 一種用以取得複數個所欲範圍之離軸X射線影像的 裝置，該裝置包括： 一輻射源，該來源係產生輻射射束； 一表面，可支撐該複數個所欲範圍至少一子集合；以 及 一 X射線偵測器，設置成同時地接收穿過該複數個所 欲範圍子集合之射束部分，該X射線偵測器可從所接收之 射束部分產生該複數個所欲範圍子集合各者之影像的電子 表示； 其中，該輻射源、表面與該偵測器至少一者係可組合 移動，以對該射束內的各所欲範圍進行定位。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該所欲範圍之電 子表示係由該偵測器傳送到一處理器，以供處理成該所欲 範圍之影像。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該結果之影像可 經一顯示器而觀看。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中進一步包含一處 理器以合倂至少兩個所欲範圍之數位表示俾產生一層析影 像。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該偵測器包含一 非晶矽質螢幕。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該偵測器進一步 包含一碘:化鉋鍍層。 24 573118 7. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該偵測器包含一 碘化絶營幕。 8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中該偵測器進一步 包含一透鏡或光纖集束，以提供光線影像至一 CCD相機。 9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該CCD相機的 輸出會被提供給一處理器，以處理成該所欲範圍的影像。 10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該輻射源係一 非可導向式X射線源。 11. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該支撐表面係 可移動，以定位該所欲範圍於該射束內。 12. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該輻射源及該 偵測器係可移動，以定位該範圍於該射束內。 13. —種用以取得複數個所欲範圍之離軸X射線影像的 方法，該方法包括下列步驟： 將複數個所欲範圍定位於一輻射射束內，至少部分的 射束會穿過該所欲範圍； 同時地對該些複數個所欲範圍偵測此射束部分，並產 生對應於該些所欲範圍各者的影像資料； 調整該複數個所欲範圍的位置，使得至少該複數個所 欲範圍的子集合會維持在該射束內； 重複同時地偵測與產生影像資料的步驟；以及 合倂對至少一所欲範圍的影像資料，以產生一所欲範 圍之層析影像。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該合倂步驟包 25 573118 含藉由將在各所欲範圍內之一或更多視域內基準線予以定 位，來對準各範圍的影像資料。 15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該合倂步驟包 含藉由監視與一支撐相關而爲以調整複數個所欲範圍之位 置的編碼器輸出，來對準各範圍的影像資料。 16. —種用以取得複數個所欲範圍之離軸X射線影像的 裝置，該裝置包括： 一非可導向式輻射源，其係產生輻射射束； 一表面，其係支撐該複數個所欲範圍至少一子集合； 以及 一偵測器，其係定位成接收穿過該子集合之射束部分 ，並同時地對該子集合內之各所欲範圍產生影像的電子表 示； 其中，該輻射源、表面與該偵測器至少一者係可以移 動，以對該射束內的各所欲範圍進行定位。 17. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該支撐包含一 x-y桌台。 18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中該支撐進一步 包含一耦接於該x-y桌台之編碼器，該編碼器可對該χ-y桌 台提供爲以正確地合倂個別影像所需之位置正確性。 19. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中該桌台的位置 正確性會優於+/-2個像素。 20·如申請專利範圍第16項之裝置，其中該輻射源與偵 測器至少一者係可沿z軸移動。 26 573118 21. 如申請專利範圍第16項之裝置’其中該偵測器會轉 換所收射束部分爲影像信號。 22. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該影像信號會 被從該偵測器傳送至一影像處理系統，以處理成該所欲範 圍的影像。 23. 如申請專利範圍第22項之裝置，其進一步包含一處 理器，以控制該複數個所欲範圍在該射束內的定位作業， 以及將數位影像信號轉成該所欲範圍影像的處理作業。 24. 如申請專利範圍第22項之裝置，其中該結果之影像 可經一顯示器而觀看。 25. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該支撐表面係 可移動，以定位該所欲範圍於該射束內。 26. —種用以取得受試物件之離軸X射線影像的裝置， 該裝置包括： 一 X射線源，以從沿垂直於一垂直軸之水平路徑上的 數個不同位置產生一可導向式電子射束，各個位置係位在 離於該垂直軸之一角度上； 一高解析度偵測器，以接收從各位置處穿透過該受測 物件至少兩個所欲範圍之X射線，並以產生對應於該所欲 範圍之取得離軸影像的電子表示。 27. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該控制系統係 在各位置處將第二電子射束導向到該受測物件之第二所欲 範圍。 28·如申請專利範圍第26項之裝置，其中會循序地取得 27 573118 對應於一位置之第一所欲範圍的影像，以及對應於另一位 置之第二所欲範圍的影像。 29. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該偵測器包含 一碘化铯螢幕。 30. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該偵測器包含 一相機。 31. —種用以同時取得複數個所欲範圍之離軸X射線影 像的方法，該方法包括下列步驟： 將具有至少兩個所欲範圍之受測物件置放於一檢測平 面上； 導引X射線射束於該所欲範圍，該X射線射束係相對 於一穿過此檢測平面之垂直軸而爲導向離軸； 由偵測器上接收此穿過該所欲範圍之X射線；以及 同時地產生對應於該所欲範圍之所獲離軸影像的電子 表示。 32. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該導向步驟包 含從非可導向輻射源產生X射線射束。 33. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該產生步驟進 一步包含藉由定位個別範圍之影像內的一或更多視域內基 準線，來對準所獲之各所欲範圍的離軸影像。 34. —種用以取得複數個離軸X射線影像的方法，該方 法包括下列步驟： 將具有至少兩個所欲範圍之受測物件置放於一檢測平 面上； 573118 從沿一垂直於一垂直軸之水平路徑上的數個不同位置 ，產生一可導向式X射線射束；。 導引X射線射束至一第一所欲範圍； 由偵測器上接收此穿過該第一所欲範圍之X射線； 導引X射線射束至一第二所欲範圍； 由偵測器上接收此穿過該第二所欲範圍之X射線；以 及 產生對應於該所欲範圍之所獲離軸影像的電子表示。 拾壹、圖式 如次頁

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