X-ray影像非破壞式X光機檢測之應用-3D斷層掃描與結構重建

工業用3D電腦斷層掃描(CT)是採用穿透式X-Ray影像檢測(工業用X光機)的方式，以斷層掃描技術對產品進行非破壞檢測(NDT or NDE)的最佳選擇，除了能準確地顯現檢測物體內部的3D立體結構，也能夠提供檢測物體內部的物理或力學等特性，例如鍛造的裂紋或裂痕位置及尺寸、氣孔的分佈位置與大小比例、鑄造結構的型狀及精確尺寸、檢測物體內部的雜質及分佈等。

藉由工業用穿透式XRF(工業用X光機)電腦斷層掃描(CT)的廣泛應用，甚至是對比度較低的鑄件缺陷，例如：裂紋、裂縫、氣孔等，都可以藉由3D空間測量做結構與缺陷的檢測。當測量隱藏部件或結構複雜零件時，穿透式XRF(工業用X光機)的3D斷層掃描可提供高密度並快速的測量點與圖像擷取，並且可測量內部的幾何尺寸與缺陷比例，甚至於可將360∘照射後所擷取的圖片做檢測樣品的結構重建，這些都是當我們在檢測無法從外觀看出內部結構缺陷所需要的功能。

以下就是工業用穿透式XRF(工業用X光機)電腦斷層掃描(CT)的原理說明：

圖片中左方的光管與右方的檢測器，采左右照射的方式擷取中間檢測物品的2D橫截面的平面圖。由於中間的樣品會以360∘的方式旋轉，所以檢測器可擷取到每個不同旋轉角度的2D橫截面圖，然後透過軟體將這些圖片做疊圖重整後，就可以顯示出3D的斷層掃瞄，進而達到樣品結構重建的效果。也由於檢測樣品在中間旋轉，所以穩定不受外力振動影響而造成疊圖模糊失焦就是完美成像的關鍵。

以下用4x4x4體積的樣品為例，4張投影畫面的重組後即可得出右上角的結構。也由於是多角度的2D橫截面疊圖，所以可以任意將重組的結構圖做斷面擷取或是逐層檢視，舉例來說利用3D斷層掃描(CT)擷圖結構的功能，就可以看出晶片(晶片)的逐層貼合狀態，甚至可以做結構裁切的檢視效果。

所以當工業用穿透式XRF(工業用X光機)電腦斷層掃描(CT)可提供檢測物品的結構重整功能時，就可以做出如同X光機的穿透式檢測結構缺陷的效果。以下就是工業用穿透式XRF(工業用X光機)電腦斷層掃描(CT)的結構重整例子：

▲Microfocus顯示出汽缸頭的隱藏輪廓和鑄鋁結構檢查，由圖可看出一些氣孔空隙，
並且可自動計算缺陷的大小比例和位置。

▲Microfocus微焦點的3D斷層掃描(CT)針對壓接高度只有1.4 mm的壓接連接器，
可從入口端、中間壓接區(綠色標示)、出口端各別做擷取結構來判斷是否壓接合格。

一般工業上的內部結構或是缺陷檢測通常是大量的塑膠或合金等，以鑄造廠來說主要是檢測鑄造過程中的氣孔或是縫隙，而鍛造廠則是檢測鍛造過程中是否產生出的獵文與裂痕。但是傳統的內部輪廓檢測方法檢查多是費工又費時，更何況要符合非破壞性的方式更是需要相當長的時間。由科邁斯科技所代理的穿透式XRF(工業用X光機)，除了可以針對SMT、IC封裝和BGA等制程提供穿透式的X-Ray內部2D檢測之外，也能提供的CT斷層掃描功能，更提供了非常精確和完整的3D結構重整與缺陷檢測。3D斷層掃描的樣品可自由創建橫截面，並可從任何角度檢測缺陷分析，不到半小時的檢測時間，即可收集完整的樣品結構資訊，例如以鑄造為基礎的質料控制、並帶有自動化的檢測排程，與孔隙率分析計算，也可藉由不同的套色顯示在物品結構中的氣孔大小的比例。正如同本文中先介紹的電腦斷層掃描(CT)的原理說明，由於檢測樣品在中間旋轉，所以穩定的旋轉樣品台就顯得非常重要。 GE的穿透式XRF(工業用X光機)就是採用非常穩重且不易受外力搖晃影響的花崗岩平臺，以呈現精密電腦斷層掃描(CT)成像，並且符合ISO10360 / VDI 2617 / 2630標準。 GE的穿透式XRF(工業用X光機)系列，絕對是您檢測樣品隱藏結構3D成像的好幫手。