CN111157550A - 高密度检测对象的检测区域的选择方法及其x射线管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高密度检测对象的检测区域的选择方法及用于高密度检测对象的X射线管装置。高密度检测对象的检测区域的选择方法包括以下步骤：确定包括X射线管和检测器的检测模块和检测站点的位置；从位于检测站点的检测对象中确定检测区域；旋转检测区域或检测器，以获取二维倾斜图像；以及从获取的二维倾斜图像中选择检测部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种高密度检测对象的检测区域的选择方法及用于高密度检测对象的X射线管装置。
背景技术
利用基于穿透厚度的图像的明暗差异的X射线检测可以应用于多种工业产品的无损检测。例如，X射线检测可以应用于电子基板、电子芯片、电池或与其类似的工业产品的不良检测。韩国专利公开号第10-2017-0012525号公开了焊接凸点(soldering bump)的X射线检测方法。对于如高密度集成电路基板的凸点(bump)等检测部位密集配置的检测对象而言，由于检测部位的密集度，无法获取相互区分的清晰的图像。因此，为了检测如上所述的检测对象，需要预先筛选出精密检测的部分。在如上所述的高密度集成电路的检测过程中会发生另一问题，即在对一个区域进行检测的过程中，其他区域暴露在X射线，从而发生部件的损坏。但是，现有技术或公知技术尚未公开如上所述的预先筛选检测对象的方法或防止其他区域暴露在X射线的技术。
本发明是为了解决现有技术的问题而提出的，并且本发明具有以下目的。
现有技术文献
[专利文献]
(现有技术1)韩国专利公开号第10-2017-0012525号((株)XAVIS，2017年02月02日公开)电子基板的X射线检测方法
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种可从检测对象的二维倾斜图像筛选精密检测对象的高密度检测对象的检测区域的选择方法及用于其的X射线管装置。
(二)技术方案
根据本发明的优选实施方式，高密度检测对象的检测区域的选择方法，包括以下步骤：确定包括X射线管和检测器的检测模块和检测站点的位置；从位于检测站点的检测对象中确定检测区域；旋转检测区域或检测器，以获取二维倾斜图像；以及从获取的二维倾斜图像中选择检测部分。
根据本发明的另一优选实施方式，在以预先确定的角度旋转X射线管或检测器的状态下获取二维倾斜图像。
根据本发明的又一优选实施方式，检测高密度集成电路的X射线管装置包括：管体，产生X射线并向目标T放射；限制引导单元，将从管体放射的X射线XT、XP引导至引导孔；以及屏蔽过滤器，调节通过引导孔引导的X射线的量，其中，屏蔽过滤器以引导孔为基准可移动。
根据本发明的又一实施方式，限制引导单元为准直仪。
(三)有益效果
对高密度检测对象的检测区域的选择方法通过从二维倾斜图像筛选需要精密检测的检测区域，从而能够提高存储器或高密度集成电路的凸点等密集检测区域的检测效率。并且，X射线管装置能够防止为了检测而从X射线管放射的X射线放射到除检测对象的目标以外的周围部分。
附图说明
图1是示出根据本发明的高密度检测对象的检测区域的选择方法的实施例的图。
图2是示出根据本发明的用于选择高密度检测对象的检测区域的X射线检测装置的实施例的图。
图3是示出通过本发明的检测方法获取的二维倾斜图像的实施例的图。
图4是示出通过本发明的方法或装置筛选检测区域的二维倾斜图像的实施例的图。
图5是示出根据本发明的X射线管装置的操作结构的实施例的图。
图6A、图6B及图6C是示出通过本发明的X射线管装置将X射线限制在目标的实施例的图。
图7是示出根据本发明的X射线管装置的实施例的图。
图8是示出根据本发明的X射线管装置的操作过程的实施例的图。
具体实施方式
下面，参照图中示出的实施例对本发明进行详细说明，但是，实施例仅用于清楚地理解本发明，而本发明并不限定于此。以下的说明中，在不同的图中具有相同的附图标记的组件具有相似的功能，因此，如果在发明的理解上不需要说明，则不会反复说明，并且对公知的组件进行简略说明或省略，但是不能理解为从本发明的实施例中排除。
图1是示出根据本发明的高密度检测对象的检测区域的选择方法的实施例的图。
参照图1，高密度检测对象的检测区域的选择方法包括以下步骤：确定包括X射线管和检测器的检测模块和检测站点的位置(S10)；从位于检测站点的检测对象中确定检测区域(S20)；旋转检测区域或检测器，以获取二维倾斜图像(S30)；以及从获取的二维倾斜图像中选择检测部分(S40)。
检测模块包括一个X射线管和至少一个检测器，X射线管和检测器可以配置为彼此相对，或者可以配置为以相对垂直方向倾斜的状态相对。X射线管可以固定在规定的位置或配置为可移动。并且，可以配置一个可移动的检测器，或者可以在以X射线管为中心的圆周上的互不相同的位置上配置多个检测器。并且，检测站点可以配置在X射线管与检测器之间，并且具有可旋转的结构。检测站点可以配置为具有与地面平行的平面，并且可以具有以连接X射线管和检测器且与地面垂直的轴为中心可旋转的结构。选择性地，检测器可以以可旋转的方式配置。当确定检测模块和检测站点的位置时，检测对象可以配置在检测站点。检测对象可以是如电子基板等，并且根据检测对象的结构或尺寸，检测对象可以划分为多个区域。当检测对象配置在检测站点时，可以从检测对象中确定检测区域(S20)。
多个凸点可以以规定的形态形成在如电子基板等检测对象中，并且难以通过一次检测来检测配置在电子基板的所有凸点。因此，检测对象被划分为多个区域，并且可以以各划分区域为基准确定检测区域。当确定检测区域时，可以在X射线管、检测区域及检测器形成一条直线的位置上进行第一次检测。然后，可以在第一次检测位置获取第一次X射线图像。第一次X射线图像可以是X射线从检测对象的上侧向下侧穿透的图像，第一次X射线图像可以是垂直的X射线图像。获取第一次X射线之后，可以旋转检测站点或检测器，由此，可以旋转检测对象或检测区域(S30)。检测站点或检测器的旋转角度可以预先确定，并且向旋转的检测对象，可以从X射线管放射X射线。对于从X射线管放射的X射线中穿透旋转的检测对象的X射线，可以通过位于与获取第一次X射线图像的检测器的位置不同的位置的检测器来获取。检测器可以移动到用于获取旋转的检测区域的图像的位置，或者可以在可获取旋转的检测图像的位置预先配置与用于获取第一次图像的检测器不同的检测器。并且，如上所述，可以通过相同或不同的检测器获取第二次旋转图像，第二次旋转图像可以是二维倾斜图像。具体地，第二次旋转图像可以是X射线以侧面方向穿透相对基准平面垂直形成的凸点或焊接而获取的图像(S30)。当通过如上所述的方法获取第一次图像和第二次旋转图像时，可以首次检测到是否不良。与此同时，可以从第二次旋转图像中筛选需要精密检测的检测部分(S40)。例如，精密检测可以以在获取的图像不清楚时获取新的图像或其他方向的图像的方法进行。或者，精密检测可以以获取多个方向的图像并基于由此获取的三维图像来判断凸点或焊接的不良与否的方法进行。检测部分表示如上所述的需要精密检测的部分，通过从第二次旋转图像筛选需要精密检测的部分，能够提高检测效率。
下面，对获取如上所述的第一次图像和第二次旋转图像的检测模块和检测站点的配置结构进行说明。
图2是示出根据本发明的用于选择高密度检测对象的检测区域的X射线检测装置的实施例的图。
参照图2，用于选择高密度检测对象的检测区域的装置包括：X射线管21；检测器22a、22b，配置在与X射线管21彼此相对的位置或倾斜的位置；以及检测站点23，配置有检测对象DO，并且在垂直于连接彼此相对的X射线管21和检测器22a的直线的平面上旋转检测对象DO。
X射线管21和第一检测器22a可以配置为彼此相对，在X射线管21与第二检测器22b之间可以配置检测站点23。检测站点23可以配置有检测对象DO，检测站点23可以具有可旋转的结构，例如，检测站点23可以是与平面平行的圆板形状，但不限定于此。检测站点23可以具有以连接X射线管21和检测器22a的直线为轴可旋转的结构，检测对象DO可以位于检测站点23的上侧面。根据需要，检测对象可以配置为在检测站点23可移动位置，由此，可以移动检测对象DO的同时对由多个划分区域组成的检测对象中的各划分区域进行检测。图2中示出的实施例中，X射线管21或检测器22a、22b可以配置为沿着与地面垂直的圆或与圆相似的曲线进行垂直方向旋转VR，检测站点23或检测对象DO可以配置为沿着与地面平行的圆或曲线进行水平方向旋转HR。
当检测对象DO被配置在检测站点23的垂直检测区域时，可以从X射线管21向检测对象DO的检测区域放射X射线，由此，可以通过第一检测器22a获取检测区域的X射线图像。通过第一检测器22a获取的图像可以是如上所述的第一次图像。可以获取多个划分区域的第一次图像。并且，可以通过检测站点23的旋转获取对于已获取第一次图像的检测区域的第二次旋转图像。第二次旋转图像可以从多种旋转角度获取，通过从不同的角度获取的第二次旋转图像可以或不可以筛选精密检测部位。因此，为了获取可筛选的第二次旋转图像，检测对象DO的旋转角度可以预先确定。可筛选的至少一个第二次旋转图像可以从一个检测区域获取，可筛选的彼此不同的第二次旋转图像可以从不同的旋转角度获取。检测对象DO沿着平面旋转，由此，检测对象DO的位置可以从获取第一次图像的位置脱离。具体地，检测站点的旋转中心可以与检测对象DO的检测区域的中心不同，因此，当检测站点沿着旋转中心旋转时，检测区域可以位于由获取垂直的第一次图像的位置以旋转中心为基准旋转的圆周上。因此，当检测站点23沿着顺时针方向或逆时针方向等旋转方向RD旋转时，检测区域可以脱离通过第一检测器22a可获得图像的位置。因此，需要调节X射线管21的位置或检测器22a的位置。或者，当沿着旋转方向RD的旋转角度预先被确定时，可以在可获取倾斜的第二次旋转图像的位置配置第二检测器22b。例如，第一检测器22a可以设置在以检测站点23的旋转平面上形成的两个不同的中心直线CL1、CL2的交叉点为中心可旋转的圆形框架上，并且可以设置圆形框架的圆周方向的移动引导件。并且，为了获取倾斜的第二次旋转图像，第一检测器22a沿着移动引导件移动，从而能够移动到可获取倾斜的第二次旋转图像的位置。或者，与第一检测器22a不同的第二检测器22b可以预先配置在可获取倾斜的第二次旋转图像的位置。如上所述，用于获取垂直的第一次图像和倾斜的第二次旋转图像的X射线装置可以具有多种结构，而并不限定于所提出的实施例。
图3是示出通过本发明的方法或装置来获取的二维倾斜图像的实施例的图。图3中示出的实施例中，X射线管21或检测器22a、22b可以配置为沿着与地面垂直的圆或与此类似的曲线进行垂直方向旋转VR，检测对象DO可以配置为沿着与地面平行的圆或曲线进行水平方向旋转HR。检测对象DO的X射线图像可以通过X射线管21和检测器22a、22b来获取。图3的(b)中示出的垂直的第一次图像可以通过X射线管21和第一次检测器22a来获取。多个凸点可以以矩阵的形态配置在检测区域，并且难以通过垂直的第一次图像来判断凸点BP是否不良。为了筛选精密检测对象，可以向倾斜方向获取倾斜图像。为此，第一检测器22a进行旋转或位于倾斜的位置，或者第二检测器22b预先配置在倾斜的位置，从而能够获取倾斜图像。对于图3的(c)中示出的倾斜图像而言，由于彼此不同的凸点BP的干涉，实际上难以确认凸点BP的侧面形状。因此，需要通过调节并旋转检测对象DO的旋转角来获取倾斜的第二次旋转图像。
图4是示出通过本发明的方法或装置来筛选检测区域的二维倾斜图像的实施例的图。
图4的(a)是示出检测对象DO未进行旋转的状态下的倾斜图像的图，图4的(b)和(c)是分别示出在检测对象以不同的角度旋转的状态下的倾斜的第二次旋转图像的图。图4的(a)由于凸点BP之间的干涉，难以确认凸点BP的侧面形状。为了确认凸点BP的侧面形状，可以旋转检测对象DO，例如，可以将检测对象DO以顺时针方向或逆时针方向旋转5度至90度、30度至50度或旋转45度。如上所述，可以从旋转检测对象DO而获取的凸点BP的倾斜的第二次图像确认凸点BP的侧面形状，并且可以基于此筛选精密检测对象。例如，精密检测可以通过获取计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)图像来进行。如上所述，能够通过倾斜的第二次旋转图像来筛选精密检测对象。
下面，对用于高密度集成结构的检测对象的X射线管装置的实施例进行说明。
图5是示出根据本发明的X射线管装置的操作结构的实施例的图。
参照图5，用于保护检测对象的目标限制结构的X射线管装置包括：管体51，产生X射线并向目标T放射；限制引导单元52，将从管体51放射的X射线XT、XP引导至引导孔521；以及屏蔽过滤器53，调节通过引导孔521引导的X射线的量。
管体51可以以多种结构制造，从管体51的内部产生的X射线XP被引导至形成在内部的引导路径，并且从阳极导杆放射到外部。阳极导杆配置在管体51的前侧末端，以使向检测对象P放射的X射线XP在预定的位置上形成焦点。通过阳极导杆放射至检测对象P的X射线XP穿透检测对象P中预定的目标T并被检测器检测。在检测过程中，X射线XP以在目标T形成焦点的状态照射，但不是目标T的部分会位于在X射线XT的移动路径上并暴露在X射线XT。对于具有高分辨率的X射线管装置而言，阳极导杆与检测对象P相邻，因此，暴露在X射线的部分会增加。当X射线XP脱离阳极导杆时，形成分散路径，因此，阳极导杆的末端与检测对象P相邻较有利。但是由于管体51的整体结构，阳极导杆与检测对象P相邻的范围会受到限制。为了解决如上所述的问题，在阳极导杆的前侧设置准直仪等限制引导单元52，从而能够从X射线分散路径中调节分散范围。具体地，在阳极导杆的前侧配置形成有引导孔521的限制引导单元52，从而能够将引导至检测对象P的X射线XT限制为目标X射线XP。限制引导单元52可以具有形成引导路径的缸体形状或圆板形状，并且可以具有根据目标T的大小调节半径的引导孔521。随着从阳极导杆放射的X射线XT被限制引导单元52限制成目标X射线XP，X射线可以减少至85至92％的量。限制引导单元52可以与阳极导杆的前侧结合，并且可以设置为可从阳极导杆的前侧面调节距离。X射线XT在通过引导孔521时，其分散范围减少，并且放射到引导孔521的外部之后可以形成目标X射线XP。因此，到达目标T的X射线XT的分散路径的截面的直径可以充分减小。
限制引导单元52可以与准直仪支架结合并位于阳极导杆的前侧。限制引导单元52可以具有准直仪的功能，并且其可以与阳极导杆的前侧面或盖结合，以使得暴露在X射线XP的检测对象P或周围结构物的量减少。在限制引导单元52的前侧可以配置屏蔽过滤器53，通过屏蔽过滤器53，可以限制通过引导孔521的目标X射线XP的量。通过屏蔽过滤器53，可以调节引导孔521的大小，由此，可以调节目标X射线XP的量。如上所述，屏蔽过滤器53可以具有能够屏蔽引导孔521的一部分的结构，例如，屏蔽过滤器53可以具有能够屏蔽引导孔521的一部分的直角四边形的板形状。屏蔽过滤器53可以配置在限制引导单元52的上侧或下侧，并且可以配置为调节屏蔽范围。屏蔽过滤器53可以配置为可向引导孔521的中心方向或相反方向移动，并且一个或一个以上的屏蔽过滤器53可以配置在限制引导单元52的上侧或下侧。
图6A、图6B和图6C是示出通过本发明的X射线管装置将X射线限制在目标的实施例的图。
参照图6A，屏蔽过滤器53可以具有直角四边形板形状，并且可以配置为屏蔽引导孔521的一部分的结构。并且，屏蔽过滤器53可以配置为可通过移动调节装置61移动。屏蔽过滤器53可以配置为与限制引导单元52一体形成并可相对于限制引导单元52移动。如图6A所示，屏蔽过滤器53的一端通过移动调节部件62连接至移动调节装置61，移动调节装置61可以是马达或与此类似的驱动装置。屏蔽过滤器53可以根据移动调节装置61的操作，沿着以线性延长的移动调节部件62移动，并且可以通过屏蔽过滤器53的移动调节引导孔521的开放部分的大小。
在检测过程中，可以得到检测对象或目标的在不同方向的图像，为此需要移动X射线管或检测器。为了向垂直方向获取二维X射线图像，如图6A的(a)所示，可以以目标为基准，通过过滤器53将引导孔521的一侧部分屏蔽。然后，为了获取三维X射线图像，移动检测器，并且需要获取检测对象的其它方向的X射线图像。为此，如图6A的(b)所示，将屏蔽过滤器53沿着移动调节部件62移动，从而可以屏蔽引导孔521的其他部分。并且，在检测器的移动过程中，如图6A的(c)所示，可以通过屏蔽过滤器53完全屏蔽引导孔521。如上所述，通过屏蔽过滤器53屏蔽在检测过程中除朝向目标的X射线以外的X射线部分，因此朝向检测对象的X射线的量可以减少到93％至98％。
参照图6B，屏蔽过滤器53可以制造成以移动调节部件62为基准可旋转的结构，移动调节部件62可以具有旋转轴的功能。移动调节装置61可以设置在限制引导单元52的侧面，移动调节部件62可以具有与移动调节装置61结合的旋转轴的功能。并且，屏蔽过滤器53的一侧部分可以与移动调节部件62结合，以能够旋转。
参照图6C，屏蔽过滤器53可以形成有调节孔53a，调节孔53a可以具有四边形、三角形或与此类似的多种形状。并且，屏蔽过滤器53可以具有可移动的结构，根据需要可以形成四边形或三角形的调节孔53a。
图7是示出根据本发明的X射线管装置的实施例的图。
参照图7，准直仪等限制引导单元52可以与形成在X射线管的管体51的前侧的阳极导杆结合，限制引导单元52可以通过调节支架71位于前侧。调节支架71可以形成有结合部件72，结合部件72可以具有相对于调节支架71如以滑动的方式可移动的结构。例如，结合部件72可以形成结合槽721，并且上述所述的调节部件62可以与结合槽721结合。移动调节部件62的末端部分的耦合器73可以与结合槽721结合，由此，结合部件721可以通过移动调节装置61的操作移动到预先确定的位置。
位置确定单元74可以确定移动调节装置61的操作程度，可以通过检测单元75检测屏蔽过滤器53的位置。通过检测单元75检测的信息可以传输到位置确定单元74，并且基于由位置确定单元74发送的信息，移动调节装置61进行操作并移动屏蔽过滤器53，从而能够确定引导孔521的屏蔽程度。
图8是示出本发明的X射线管装置进行操作的过程的实施例的图。
参照图8，管体51可以应用于形成在电子基板等检测对象P上的多个芯片(C1至CN)的不良检测。多个芯片(C1至CN)可以配置为二维矩阵结构，并且可以根据通过从管体51放射的X射线来获取的X射线图像，连续检测每个芯片(C1至CN)。在检测过程中，从管体51放射的X射线穿透检测对象P并被检测器87检测。从管体51放射的X射线可以包括多种放射线，位于当前检测的目标芯片CT的周围的芯片(C1至CN)有可能暴露在X射线中。当周围的芯片(C1至CN)长时间暴露在软X射线等X射线时，周围的芯片(C1至CN)会受到损伤。
管体51的前侧可以配置形成有引导孔521的准直仪，引导孔521的下侧可以配置有至少一个屏蔽过滤器53a、53b。并且，通过引导孔521和屏蔽过滤器53a、53b，X射线X可以限制在目标芯片CT。并且，可以通过适当地控制屏蔽过滤器53a、53b的移动，将对目标芯片CT的X射线的半径调节为多种。由此，能够有效保护暴露在X射线的检测对象P。
以上，通过提出的实施例对本发明进行了详细说明，但是，本发明所属技术领域的普通技术人员能够参照所提出的实施例并且在不脱离本发明的技术思想的范围内，进行多种变更和修改。本发明并不限定于如上所述的变更和修改，仅由权利要求书而确定。
Claims (4)
1.一种高密度检测对象的检测区域的选择方法，包括以下步骤：
确定包括X射线管和检测器的检测模块和检测站点的位置；
从位于检测站点的检测对象中确定检测区域；
旋转检测区域或检测器，以获取二维倾斜图像；以及
从获取的二维倾斜图像中选择检测部分。
2.根据权利要求1所述的高密度检测对象的检测区域的选择方法，其特征在于，在以预先确定的角度旋转X射线管或检测器的状态下获取二维倾斜图像。
3.一种保护检测对象的目标限制结构的X射线管装置，其特征在于，用于检测高密度集成电路，并且包括：
管体(51)，产生X射线并向目标(T)放射；
限制引导单元(52)，将从管体(51)放射的X射线(XT、XP)引导至引导孔(521)；以及
屏蔽过滤器(53)，调节通过引导孔(521)引导的X射线的量，
其中，所述屏蔽过滤器(53)以引导孔(521)为基准可移动。
4.根据权利要求3所述的保护检测对象的目标限制结构的X射线管装置，其特征在于，限制引导单元(52)为准直仪。
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