一種掃描薄板結構的工業cl系統的掃描裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及利用X射線斷層成像技術(CT)進行成像的裝置，具體涉及薄板類結構的CL掃描方式(簡稱CL-Computed Laminography)的X射線成像裝置。
【背景技術】
[0002]隨著微電子技術、集成工藝的迅速發展，一些高密度大規模集成電路(1C)、多層印刷電路板(PCB-Printing Circuit Board)、球極陣列器件(BGA-Ball Grid Array)、集成芯片等被大量地用于高性能的電子產品中，在電子工業領域，對于高密度貼裝PCB板、BGA、1C的內部缺陷的檢測主要依靠X射線成像。X射線檢測以膠片照相和射線數字成像(DR-Digital Rad1graphy)為主,兩種方法獲得的二維透視圖像是器件材質射線衰減系數沿射線方向的積分，因此DR圖像存在信息混疊的問題，不能對缺陷進行空間定位，特別是多層PCB板、集成芯片、BGA，僅僅通過DR圖像是不易識別其內部各層的電路結構和焊接質量。目前，X射線計算機斷層掃描成像(CT-Computed Tomography)技術是一種有效檢測物體內部結構三維信息的無損檢測方法，在工業、醫學診斷等領域都有廣泛的應用，其掃描對象在三維方向上尺度相近。但CT技術對于多層印刷電路板、片狀化石、飛機機翼、太陽能電池板等板狀構件，成像效果并不令人滿意。如，在古生物學研究領域，片狀化石是十分常見的。由于化石中已經石化的骨骼等古生物的組織與周邊圍巖的密度十分相近，要求CT掃描具有較高的對比度靈敏度才能獲得其結構信息，由于長軸方向穿透厚度大，透視圖像的對比度靈敏度降低，使得片狀化石進行斷層掃描對于常規CT掃描變得十分困難甚至因無法穿透而無法實現。而采用CL方式(CL-Computed Laminography)掃描時，射線以與片狀化石平面法線成一定角度的方向穿過，片狀化石以平面法線為軸進行旋轉，使X射線可從多個角度對化石進行掃描時，射線穿過樣品的厚度相差不大，通過調節射線能量，可以獲得較好的對比度靈敏度。同時，這種掃描方式允許樣品放置在距離光源較近的地方獲得較大的放大比，獲得更高的空間分辨。因此，X射線CL掃描方式被認為是針對于PCB、BGA(Ball GridArray)、片狀化石、1C這類板狀結構采用常規CT掃描所存在技術問題的有效解決手段。
[0003]X射線計算機分層掃描成像(CL-Computed Laminography)技術的研究和發展令人矚目，該技術掃描的對象是平板狀的物體，X射線只在厚度方向穿透物體，典型的CL系統主要包括三部分:x射線源、探測器及載物臺。CL技術本質上是一種非同軸掃描的有限角度投影技術。由于長軸方向穿透厚度大，透視圖像的對比度靈敏度降低，使得板狀構件進行常規CT掃描變得十分困難甚至因無法穿透而無法實現，而采用非同軸方式的CL技術進行掃描時，即X射線沿與板狀樣品平面法線成一定角度的方向穿過，以板狀構件平面的法線方向為軸旋轉樣品，從多個角度對樣品進行掃描時，X射線穿過樣品的厚度相差不大，通過調節射線能量，可以獲得較好的對比度靈敏度，同時這種掃描方式允許樣品放置在距離光源較近的地方獲得較大的放大比，從而獲得更高的空間分辨。
[0004]隨著數字探測器和計算機技術的發展，CL系統迅速發展取代了傳統的斷層掃描成像系統，但現有的CL系統掃描結構中，待檢測的板狀樣品不方便放置，X射線與板狀樣品平面法線之間的角度不易調整，且掃描方式單一，系統性能有待加強。
[0005]例如，授權公告號CN201602783U的實用新型專利，其是一種具有三自由度運動控制的顯微CT成像設備，包括X射線源、X射線探測器及位于二者之間的載物臺，該載物臺可在水平方向，豎直方向和以y軸為中心軸的旋轉方向運動；該裝置可通過載物臺水平方向的位置控制圖像的放大比，通過豎直方向的位置控制能夠對長目標物體的X射線成像以及斷層重建，通過旋轉運動的控制可實現幾十張到幾百張不同角度的投影頭像；但是該載物臺并無法直接調整待測樣品的傾斜角度，無法快速調整X射線與樣品平面法線之間的角度；且該現有裝置的載物臺結構并不適合用于PCB、BGA、片狀化石、1C這類板狀結構的掃描檢測。另一些現有技術，雖然可調整樣品相對X射線的傾斜角度，但其結構復雜，需同時對X光機、探測器、載物臺三者分別配備一套三維驅動系統，導致整套設備的結構及控制方式均顯得極為復雜、維護成本高，故有待進一步簡化系統的運行復雜性，提高系統性能。
【發明內容】
[0006]鑒于上述技術問題，本發明的主要目的是提供一種掃描薄板結構的工業CL系統的掃描裝置，能夠輕易調整待測樣品的傾斜角度，使掃描方式多樣靈活，能夠在多種掃描傾斜角、360度旋轉角下對板狀結構樣品進行斷層掃描成像。
[0007]本發明的另一目的是提供一種簡易的掃描薄板結構的工業CL系統的掃描裝置，其結構簡單、控制過程相對容易。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案實現的，本發明提供一種掃描薄板結構的工業CL系統的掃描裝置，所述掃描裝置包括X射線源、探測器，載物臺，所述載物臺設于該X射線源與該探測器之間；其中:
[0009]該載物臺包括傾斜角度調節轉臺、掃描轉臺和載具，通過所述傾斜角度調節轉臺和掃描轉臺活動地支撐所述載具；該載具供固定承載一待測樣品，所述掃描轉臺驅動該載具以一水平線為軸旋轉；該傾斜角度調節轉臺能夠帶動該載具以一垂線為軸旋轉；該載具的中心與該X射線源光源出口、該探測器中心能位于同一水平面上。
[0010]通過上述結構，可以靈活調節待測薄板樣品的傾斜角，可輕易按照需要調整該X射線與待測薄板樣品平面法線之間的夾角，從而獲得較高的放大比。CT成像方式根據待測薄板樣品的厚度選擇適當的傾斜角度從而獲得較好的斷層圖像。
[0011]本發明的一個較佳實施方式中，所述載物臺還包括一個移動平臺，所述傾斜角度調節轉臺和掃描轉臺設于該移動平臺上，該移動平臺能夠在二維方向上移動定位。
[0012]其中，所述移動平臺進一步還包括Z軸移動單元,該Z軸移動單元包括一個Z軸平移基座、以及設于該Z軸平移基座之上且能夠沿Z軸方向移動的Z軸平移臺；于該Z軸平移臺上設有能夠沿Y軸方向移動的Y軸平移臺；該Y軸平移臺上結合該傾斜角度調節轉臺，該傾斜角度調節轉臺能夠相對該Y軸平移臺轉動。或者，所述載物臺還包括Y軸移動單元，該Y軸移動單元包括一個Y軸平移基座、以及設于該Y軸平移基座之上且能夠沿Y軸方向移動的Y軸平移臺；于該Y軸平移臺上設有能夠沿z軸方向移動的Z軸平移臺；該2軸平移臺上結合該傾斜角度調節轉臺，該傾斜角度調節轉臺能夠相對該z軸平移臺轉動。
[0013]借助上述結構，使該掃描轉臺中心處能夠到達位于通過X射線源光源出口與該探測器的連線的水平面上的多個位置