CN115698689A - X光检查系统、x光成像附件、样品支架、套件和使用x光检查系统的方法 - Google Patents

X光检查系统、x光成像附件、样品支架、套件和使用x光检查系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115698689A
CN115698689A CN202180041619.5A CN202180041619A CN115698689A CN 115698689 A CN115698689 A CN 115698689A CN 202180041619 A CN202180041619 A CN 202180041619A CN 115698689 A CN115698689 A CN 115698689A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
sample holder
ray
inspection system
holder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180041619.5A
Other languages
English (en)
Inventor
比尔·瓦尔克
大卫·苏顿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordson Corp
Original Assignee
Nordson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordson Corp filed Critical Nordson Corp
Publication of CN115698689A publication Critical patent/CN115698689A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20008—Constructional details of analysers, e.g. characterised by X-ray source, detector or optical system; Accessories therefor; Preparing specimens therefor
    • G01N23/20025—Sample holders or supports therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/309—Accessories, mechanical or electrical features support of sample holder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/313—Accessories, mechanical or electrical features filters, rotating filter disc
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/32—Accessories, mechanical or electrical features adjustments of elements during operation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/33—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts
    • G01N2223/3306—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts object rotates

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

x光检查系统(100)，包括x光源(10)、x光检测器(12)、包括柔韧材料的样品支架和样品支架定位组件，该样品支架定位组件被构造成将样品支架(20)定位在x光源(10)与x光检测器(12)之间。样品支架(20)被构造成将用于检查的样品相对于样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且被构造成使得在使用中样品的至少一个表面与柔韧材料接触。样品支架定位组件包括旋转驱动器(28)，该旋转驱动器(28)被构造成使样品支架绕旋转轴线旋转。这允许样品绕旋转轴线旋转，使得可以由x光检测器捕获一系列二维图像，所述一系列二维图像可以用于创建样品的三维重建。

Description

X光检查系统、X光成像附件、样品支架、套件和使用X光检查系 统的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月9日提交的英国专利申请No.2008738.3的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种x光检查系统、用于x光检查系统的x光成像附件、用于x光检查系统的样品支架、用于x光检查系统的套件以及使用x光检查系统的方法。
背景技术
X光检查系统可以用于检查样品。通过将样品放置在x光源(诸如x光管)与x光检测器之间，可以捕获穿过样品的截面的二维图像。该图像提供有关样品内部结构的详细信息。x光检查特别有用的一个行业是电子部件(包括封装好的半导体器件在内)的制造。有用的是能够检查电子部件中所沉积的导电元件中的空隙、裂缝和错位。
一些x光检查系统可以用于执行计算机断层扫描。在计算机断层扫描中，捕获穿过样品的截面的一系列二维图像，并且在这些图像之间，使样品相对于x光源和x光检测器旋转，或者相反。然后可以通过组合这些二维图像来计算样品的三维重建。例如，样品的三维重建允许对样品的内部结构进行三维分析、虚拟微观切片和内部尺寸测量。它还可以减少对样品进行耗时的微观切片分析的需要，并且附加地或替代地，它有助于识别微观切片制备和调查应集中在哪里。
在使样品相对于x光源和x光检测器旋转的x光检查系统中，x光检查系统可以包括旋转平台，该旋转平台包括用于使样品绕旋转轴线旋转的旋转驱动器。为了使三维可视化尽可能准确，期望样品仅绕旋转轴线移动。例如，当样品旋转到不同位置时，期望样品不在重力作用下相对于旋转轴线移动。
目前，通过例如使用热胶枪或夹具将样品的一端固定到旋转驱动器减少了样品的不期望的移动。然而，以这种方式固定样品可能是费力且耗时的。例如，对于准确的三维可视化，期望旋转轴线穿过样品的中心。在x光检查系统中对样品进行正确定位可能是困难的。
此外，特别是如果已经使用热胶枪固定了第一样品，则用第二样品替换第一样品以用于检查可能是缓慢且费力的。还存在样品可能被热胶枪的胶水或被夹具损坏的风险。此外，在目前的方法中，必须一次一个地对样品进行检查。如果要检查多个样品，则在检查了每个样品之后，技术人员必须在现场更换样品。
将样品的一端固定到旋转驱动器的另一个缺点是，较大的和较重的样品在样品旋转时可能会经历自由端相对于固定端的一些移动，例如这是由于样品的弯曲。这种弯曲降低了计算机创建的沿样品长度的三维可视化的准确度。
当检查诸如电子部件的样品时，特别是当检查电子部件时，可能期望最大化由x光检测器捕获的二维图像的放大率。通过将样品定位成尽可能靠近x光源，可以使放大率最大化。然而，每个用于检查的样品的尺寸和形状可能不同。样品可能具有不规则形状。在样品正在旋转时，为了避免样品与x光源或x光系统的一些其它部件发生碰撞，用户必须确保针对每个样品正确地设置x光检查系统。这增加了使用x光检查系统的复杂性。
期望提供一种X光检查系统，该X光检查系统使用起来简单快捷，即使当样品很大或很重时，该系统也允许创建高质量且准确的三维重建，该系统在允许高放大率的同时，减小样品与X光检查系统之间的碰撞风险，并且该系统允许同时或在一次操作中检查多个样品。
发明内容
本发明提供了一种根据应进行参考的所附独立权利要求所述的x光检查系统、用于x光检查系统的样品支架组件、用于x光检查系统的样品支架组件、套件和使用x光检查系统的方法。在从属权利要求中限定了本发明的优选或有利特征。
在第一方面中，提供了一种x光检查系统，该x光检查系统包括x光源、x光检测器、样品支架和样品支架定位组件，其中样品支架包括柔韧材料。样品支架定位组件被构造成将样品支架定位在x光源与x光检测器之间。样品支架被构造成将用于检查的样品相对于样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且样品支架被构造成使得，在使用中，样品的至少一个表面与柔韧材料接触。
在使用中，可以通过x光检查系统的x光检测器捕获由样品支架夹持并且与柔韧材料接触的样品的二维图像。优选地，可以由x光检测器捕获一系列二维图像，每个图像中的样品都以不同的旋转角度绕一轴线。这可以通过使样品支架绕所述轴线旋转来实现。以这种方式，由样品支架夹持的样品也绕所述轴线旋转。所述轴线有利地在与在x光源与x光检测器之间延伸的直线正交的方向上延伸。所述一系列二维图像可以用于创建样品的三维重建。当使样品支架旋转时，被夹持的样品可以有利地被保持在样品支架内固定位置。因此可以防止样品相对于样品支架移动。这可以有利地允许创建样品的准确的三维重建。被以可移除方式夹持的样品可以有利地确保可以容易地从样品支架移除样品和替换样品。
柔韧材料可以是变形而不断裂的材料。柔韧材料有利地比待检查的一个或多个样品明显更柔韧，并且因此可以符合柔韧材料所接触的样品的至少一个表面的形状。因此，样品支架可以有利地能够适应一系列样品尺寸和形状，并且在每种情况下，柔韧材料都可以接触样品的至少一个表面。由于柔韧材料与样品之间的接触，可以将样品固定在样品支架内。在一优选实施例中，样品在使用中可以被柔韧材料包围，使得样品的所有侧面都与柔韧材料接触并且由柔韧材料支撑。替代地，样品可以在一侧与更刚性的材料接触，而在相反侧与柔韧材料接触，因此样品被夹持在柔韧材料与更刚性的材料之间。
样品支架可以被构造成同时夹持多个用于检查的样品。样品支架可以夹持所述多个样品中的每一个样品，使得这些样品沿着旋转轴线间隔开。有利地，这可以允许使用x光检查系统检查多个样品，而不需要在成像操作之间安装新的样品。这简化了x光检查系统的操作，并且可以允许对多个样品进行检查的自动化。
柔韧材料可以是弹性材料。在已经从样品支架移除样品之后，弹性材料将会有利地恢复到其原始形状。柔韧材料可以是可压缩泡沫。可压缩泡沫可以是有弹性的。可压缩泡沫可以具有低密度，并且有利地具有低x光衰减系数。具有低x光衰减系数的可压缩泡沫可以包括具有低原子序数或低密度的材料，或包括既具有低原子序数又具有低密度的材料。
样品支架可以被构造成在使用中完全包围样品。由x光源产生的穿过样品的X光可以被样品支架衰减，虽然只是少量的衰减。通过提供在使用中完全包围样品的样品支架，样品支架可以将x光衰减到类似程度，而与样品支架相对于x光源的定向无关。这对于创建样品的高质量和准确的三维可视化来说是有利的，而不会创建与样品无关的成像伪影。
由x光检测器捕获的图像的放大率可以取决于x光源与样品之间的距离。特别是，样品离x光源越近，放大率可以增大。当样品支架完全包围样品时，可以将样品支架定位成与x光源靠得很近，定位在已知样品支架不会与x光检查系统的特征碰撞的位置。因此，可以将能够完全被样品支架包围的任何形状或尺寸的样品可靠地定位在高放大率位置，而无需校准x光检查系统，并且没有样品与x光源或x光检查系统的任何其它部件碰撞的风险。这可以有利地简化x光检查系统的用户操作，并且特别是简化将样品加载到x光检查系统中的用户操作。当检查包括封装好的半导体器件在内的电子部件时，捕获高放大率x光图像的能力可能是特别有利的。
样品支架可以包括外壳，该外壳包括比柔韧材料刚性大的材料。所述外壳可以有利地为样品支架提供尺寸稳定性，并且减小样品支架外表面的弯曲或变形。所述外壳还可以保持柔韧材料，从而向被固持在样品支架内的一个或多个样品提供夹持力。样品支架的两端可以连接到样品支架定位组件。提供所述外壳可以防止或减小样品支架在两端之间的区域中的弯曲。所述外壳可以完全包围柔韧材料。在使用中，由柔韧材料夹持的样品可以完全容纳在所述外壳内。
所述外壳可以包括碳纤维或芳族聚酰胺纤维中的至少一种纤维。替代地或附加地，所述外壳可以包括聚醚醚酮(PEEK)。替代地，所述外壳可以包括低密度金属，诸如铝。包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维、PEEK或低密度金属的外壳可以有利地具有高刚性，同时还具有低密度和低的x光辐射衰减。这样的材料可以有利地抵抗由穿过所述外壳的x光射束导致的降解。
样品支架可以具有纵向轴线，并且所述外壳可以限定以下形状，所述形状具有沿着纵向轴线延伸的截面。优选地，所述外壳的截面基本上是圆形的，使得穿过样品支架的x光穿过样品支架相同材料的基本上相同的深度，而与样品支架的旋转角度无关。具有圆形截面的样品支架可以具有圆柱形形状。样品支架的直径可以在15毫米至130毫米之间。
当所述外壳不是基本上圆形时，截面可以优选地具有足够高的旋转对称阶次，使得用于形成三维重建的每个二维图像可以穿过样品支架的对称线截取。截面可以具有至少16、32、64、128、256、512或720的旋转对称阶次。
所述外壳可以限定内部空间。该内部空间可以用柔韧材料填充。在这种情况下，“填充”是指所述外壳内的柔韧材料必须在所述外壳内被压缩，以便容纳一个或多个样品，所述一个或多个样品的体积在预期的样品体积范围内。有利地，在使样品支架绕轴线旋转时，当柔韧材料在样品与外壳之间被压缩时，柔韧材料在样品上施加足够的夹持力，以将样品相对于外壳保持在固定位置。
样品支架可以包括第一部分和第二部分。所述第一部分能够相对于所述第二部分在打开位置与关闭位置之间移动。在打开位置，样品支架能够容纳样品。在关闭位置，样品支架可以将容纳在样品支架中的样品夹持在样品支架的第一部分与第二部分之间。
所述第一部分可以包括柔韧材料的第一部分。所述第二部分可以包括柔韧材料的第二部分。有利地，所述第二部分中的柔韧材料与所述第一部分中的柔韧材料相同，或者至少具有基本上相同的x光衰减系数。当样品容纳在关闭的样品支架中时，柔韧材料的第一和第二部分可以各自接触样品的至少一个表面并且符合所述至少一个表面的形状，使得样品由柔韧材料支撑并且相对于样品支架固定在适当的位置。
样品支架的第一部分能够与样品支架的第二部分分离。替代地，样品支架的第一部分可以通过铰链连接到样品支架的第二部分。样品支架的第一部分能够经由铰链相对于样品支架的第二部分移动。铰链可以包括固定到样品支架的第一和第二部分的柔性树脂或柔性胶带。替代地，铰链可以包括一个或多个麦拉条(strip or strips of Mylar)，每个麦拉条例如使用胶带固定到样品支架的第一和第二部分。替代地，样品支架的第一部分能够相对于样品支架的第二部分滑动。
样品支架可以包括将第一部分和第二部分保持在关闭位置的装置。这可以有利地确保样品支架在任何定向上都保持在关闭位置。
将第一部分和第二部分保持在关闭位置的装置可以包括胶带，该胶带被构造成以可移除方式固定到样品支架的第一和第二部分。替代地，在关闭位置，样品支架的第一部分可以与样品支架的第二部分接合。替代地，用于将样品支架的第一和第二部分保持在关闭位置的装置可以包括夹子，该夹子被构造成当样品支架处于关闭位置时，该夹子接合样品支架的第一和第二部分两者。样品支架可以包括一个以上的夹子，这些夹子被构造成接合样品支架的第一和第二部分两者。夹子可以以可释放方式接合或夹到样品支架上。夹子可以从样品支架移除，以允许将样品支架从关闭位置移动到打开位置。夹子能够沿着样品支架滑动。夹子能够从夹子接合样品支架的第一和第二部分两者的第一位置滑动到夹子仅接合样品支架的第一部分或第二部分的第二位置。当样品支架处于关闭位置时，夹子可以处于第一位置。用户可以将夹子滑动到第二位置，以允许样品支架从关闭位置移动到打开位置。
当样品支架的第一部分未连接到样品支架的第二部分时，可能特别合适的是，用以将第一部分和第二部分保持在关闭位置的装置包括一个或多个夹子。
样品支架能够以可移除方式联接到样品支架定位组件。这可以有利地允许用具有不同截面尺寸、优选不同截面直径的另一样品支架替换原样品支架。用户可以针对用于检查的样品的尺寸来选择适当尺寸的样品支架。样品支架越小，就可以将样品定位成越靠近x光源，并且因此可以实现较高的放大率。然而，可以优选地将样品支架选择成足够大以完全包围用于检查的样品。
可以使用固定机构将样品支架以可移除方式联接到样品支架定位组件。例如，C形夹可以用于将样品支架以可移除方式联接到样品支架定位组件。C形夹有利地易于使用并且将样品支架可靠地固定到样品支架定位组件。
样品支架定位组件可以包括底座。底座可以装配到x光检查系统中。特别是，底座可以装配到x光检查系统的平台上。底座可以采用托盘的形式。样品支架定位组件可以包括被附接到底座的框架，该样品支架连接到所述框架。x光源可以定位在底座的与样品支架相反的一侧，使得由x光源产生的x光在到达x光检测器之前穿过底座。因此，样品支架与底座之间的间隙越小，由x光检测器捕获的图像的放大率就可以增加。样品支架与底座之间的间隙可以是1毫米或更小，优选为0.5毫米或更小。
底座可以包括窗口，该窗口被构造成使得，当将样品支架定位在x光源与x光检测器之间时，x光穿过该窗口。该窗口可以由低衰减材料形成。这样的材料可以具有低原子序数或低密度，或包括既具有低原子序数又具有低密度。该窗口可以由碳纤维形成。替代地，该窗口可以是底座中的开口。
x光检查系统可以包括一个或多个x光过滤器，所述一个或多个x光过滤器位于x光源与x光检测器之间，被构造成吸收寄生的低能x光。所述一个或多个x光过滤器可以包含铜或锌。包含铜的x光过滤器可以具有约100微米的厚度。包含锌的x光过滤器可以具有约150微米的厚度。
第一x光过滤器可以定位在x光源与样品之间。第一x光过滤器可以提供对由x光源发射的x光的射束硬化。第一x光过滤器可以由底座支撑并且可以延伸遍及底座的窗口。第一x光过滤器可以采取底座中的窗口上的涂层的形式。x光检查系统可以包括第二x光过滤器，该第二x光过滤器定位在样品与x光检测器之间。第二x光过滤器可以被构造成吸收寄生的低能散射x光以防止它们到达检测器。
替代地或附加地，样品支架可以包括x光过滤器。样品支架x光过滤器可以呈样品支架外壳上的涂层的形式。穿过样品支架的X光可以穿过样品支架x光过滤器两次。因此，穿过样品支架的x光可能经历射束硬化，并且寄生的低能散射x光可能被吸收。
框架能够绕相对于底座固定的枢轴移动。这可以有利地允许相对于底座调整框架的位置。在一些实施例中，这可以有利地允许样品支架移动得更靠近或更远离底座，使得可以调整由x光检测器捕获的样品的图像的放大率。可以以另一种方式将框架相对于底座定位，诸如将框架沿着轨道线性地平移朝向和远离底座。
可移动框架对于允许将不同尺寸的样品支架以可移除方式联接到样品支架定位组件可能是特别有利的。框架的位置可以是可调整的，以允许将具有不同直径的样品支架联接到样品支架定位组件。因此，可以有利地保持样品支架与底座之间1毫米或更小、优选0.5毫米或更小的间隙，而与样品支架的尺寸无关。
样品定位组件可以包括用于将框架相对于底座固持在预定位置的支柱。
当将不同尺寸的样品支架联接到样品支架定位组件时，可以使用不同尺寸的支柱。
替代地，样品定位组件可以包括用于将框架相对于底座固持在多个预定位置之一的支柱。在每一个预定位置，框架都可以被保持在距底座不同的距离处。这有利地允许用户在不改变支柱的情况下选择框架的预定位置，该预定位置适合于联接到样品支架定位组件的样品支架的特定尺寸。支柱可以包括多个槽或孔。所述多个槽或孔中的每一个槽或孔都可以被构造成以可移除方式容纳框架的接合元件，以将框架保持在预定位置之一。接合元件可以包括载有弹簧的螺栓，该载有弹簧的螺栓被构造成能以可移除方式容纳在所述多个槽或孔中的每一个槽或孔中。替代地，支柱可以包括多个接合元件，每个接合元件都被构造成能够以可移除方式容纳在处于预定位置之一的框架中的槽或孔中。
支柱的第一端可以固定到底座上。支柱可以从第一端向上延伸。所述多个槽可以沿着支柱的长度分布。样品定位组件可以优选地包括第二支柱，该第二支柱包括与所述第一支柱相对应的槽或接合元件。所述第一支柱和所述第二支柱可以分别位于框架的相对的两侧。所述第一支柱和所述第二支柱可以在各自的第一端处固定到底座。所述第一支柱和所述第二支柱可以从相对的两侧支撑框架。与包括单个支柱的布置相比，这可以有利地提供改进的机械稳定性。
样品定位组件还可以包括用以调整框架相对于底座的节距的呈螺钉形式的装置。可以通过转动螺钉来进行细微调整。
样品支架定位组件可以包括编码器，该编码器被构造成测量框架相对于底座的位置。这可以允许确定样品支架与底座之间的距离，并且因此可以有利地允许校准由x光检测器捕获的图像或进行放大计算。
x光检查系统可以包括控制器，该控制器包括图像处理器。图像处理器可以连接到x光检测器以从x光检测器接收数据。图像处理器可以被构造成执行计算机断层扫描计算，以基于由x光检测器捕获的一系列二维图像生成样品的三维重建。
样品支架定位组件还包括旋转驱动器，该旋转驱动器被构造成使样品支架绕旋转轴线旋转。旋转驱动器可以固定到样品支架定位组件的框架上。
旋转驱动器可以包括电机。电机可以连接到图像处理器，并且可以向图像处理器输出位置信息。可以在计算机断层扫描计算中使用图像之间的位置变化，以及特别是样品相对于x光源和检测器的旋转变化。当产生样品的三维重建时，需要准确的位置信息。样品的位置信息越准确，图像分辨率越好。
电机可以偏离旋转轴线。旋转驱动器可以包括位于电机与样品支架之间的连杆。在使用中，偏离的电机可以有利地定位在旋转轴线的与x光源相反的一侧。例如，如果在使用中，x光源位于旋转轴线下方，则电机可以位于旋转轴线上方。这可以有利地允许提供在垂直于旋转轴线的方向上比样品支架大的电机或连杆，而不增加样品与x光源之间的最小距离并且因此不限制x光检查系统的最大放大率。通过使电机偏离旋转轴线，可以使用更强大的电机而不限制放大率。替代地或附加地，可以在连杆中使用较大的传动装置。这可以有利地允许对样品支架的旋转进行精确控制。
连杆可以包括连接到电机的驱动齿轮。驱动齿轮可以联接到与样品支架直接或间接联接的齿轮。驱动齿轮可以经由一个或多个消隙齿轮联接到样品支架。所述一个或多个消隙齿轮可以有利地减小或消除齿隙，以确保样品支架的稳定旋转并且因此确保在x光检测器处捕获的良好图像质量。当容纳在样品支架中的样品的质量中心偏离旋转轴线时，这可能是特别有利的。如果没有消隙齿轮，则样品的质量可能会在某些定向上导致对旋转方向不利的齿隙。替代地，驱动齿轮可以经由带齿带联接到样品支架。
样品支架可以夹持用于检查的样品，使得样品位于旋转轴线上。因此，当捕获相对于x光源具有不同定向的样品的一系列图像时，每个图像都可以沿着轴线重叠。这可以有利地降低从该一系列二维图像生成样品的三维重建的计算复杂性。
x光检查系统可以包括竖直定位机构，该竖直定位机构用于使样品支架定位组件并且因此使样品支架沿竖直方向朝向或远离x光源移动。如上所述，由x光检测器捕获的图像的放大率取决于x光源与样品之间的距离。因此，使样品支架朝向或远离x光源移动可以有利地允许放大控制。竖直定位机构可以通过使样品支架定位组件移动来使样品支架移动。当样品支架定位组件包括底座时，竖直定位机构可以被构造成使底座移动。
x光检查系统可以包括：第一水平定位机构，该第一水平定位机构用于使样品支架定位组件并且因此使样品支架沿第一水平方向移动；以及第二定位机构，该第二定位机构用于使样品支架沿第二水平方向运动。所述第一和第二水平方向可以与竖直方向正交并且限定水平平面。所述第一和第二水平定位机构可以通过使样品支架定位组件移动来使样品支架移动。当样品支架定位组件包括底座时，所述第一和第二水平定位机构可以被构造成使底座移动。
x光检查系统可以包括样品支架位置检测组件，该样品支架位置检测组件包括非接触式位置测量装置，该非接触式位置测量装置定位成邻近样品支架定位组件并且被构造成检测样品支架定位组件的位置或位置变化。非接触式位置测量装置可以测量样品支架定位组件在竖直方向上的位置。例如，非接触式位置测量装置可以包括激光干涉仪、光学线性编码器、磁性编码器或电容传感器。
x光检查系统可以包括另一非接触式位置测量装置，该非接触式位置测量装置用于测量样品支架定位组件在第一和第二水平方向中的每一个方向上的位置。任何非接触式位置测量装置都可以向图像处理器输出与样品相关的位置信息。
在计算机断层扫描计算中，可以使用图像之间的样品在竖直方向以及第一和第二水平方向上相对于x光源和检测器的位置变化。
样品支架可以适合于以可移除方式夹持电子部件。样品的长度可以在12毫米至250毫米之间。样品的宽度可以在15毫米至130毫米之间。
在本发明的第二方面中，提供了一种用于x光检查系统的x光成像附件。x光成像附件包括样品支架和样品支架定位组件，该样品支架定位组件包括旋转驱动器，该旋转驱动器被构造成使样品支架绕旋转轴线旋转。样品支架包括柔韧材料，并且样品支架被构造成将用于检查的样品相对于样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且样品支架被构造成使得，在使用中，样品的至少一个表面与柔韧材料接触。
样品支架可以联接到样品支架定位组件。特别是，样品支架可以联接到旋转驱动器。样品支架可以以可移除方式联接到旋转驱动器。
x光成像附件可以被构造成装配到包括x光源和x光检测器的x光检查系统中，使得样品支架定位在x光源与x光检测器之间。在使用中，旋转驱动器可以有利地允许样品支架绕旋转轴线旋转，使得由x光检测器捕获样品的一系列二维图像，每个图像中的样品都以不同的旋转角度绕所述轴线。所述轴线有利地在与在x光源与x光检测器之间延伸的直线正交的方向上延伸。所述一系列二维图像可以用于在计算机断层扫描应用中创建样品的三维重建。
旋转驱动器可以包括电机。电机可以偏离旋转轴线。旋转驱动器可以包括位于电机与样品支架之间的连杆。该连杆可以包括连接到电机的驱动齿轮。驱动齿轮可以联接到与样品支架联接的齿轮。驱动齿轮可以经由一个或多个消隙齿轮联接。
柔韧材料可以是容易弯曲而不断裂的材料，并且因此可以符合其接触的样品的至少一个表面的形状。在一优选实施例中，在使用中样品可以被柔韧材料包围，因此样品的所有侧面都与柔韧材料接触并且由柔韧材料支撑。替代地，样品可以在一侧与更刚性的材料接触，而在相反侧与柔韧材料接触，因此样品被夹持在柔韧材料与更刚性的材料之间。
柔韧材料可以是弹性材料。柔韧材料可以是可压缩泡沫。可压缩泡沫可以是有弹性的。可压缩泡沫可以具有低密度，并且有利地具有低x光衰减系数。具有低x光衰减系数的可压缩泡沫可以包括具有低原子序数或低密度的材料，或包括既具有低原子序数又具有低密度的材料。
样品支架可以被构造成在使用中完全包围样品。
样品支架可以包括外壳，该外壳包括比柔韧材料刚性大的材料。所述外壳可以有利地为样品支架提供尺寸稳定性，并且减小样品支架的外表面的弯曲或变形。所述外壳还可以保持柔韧材料，从而向被固持在样品支架内的一个或多个样品提供夹持力。所述外壳可以完全包围柔韧材料。在使用中，由柔韧材料夹持的样品可以完全容纳在所述外壳内。所述外壳可以包括碳纤维或芳族聚酰胺纤维中的至少一种纤维。替代地或附加地，所述外壳可以包括聚醚醚酮(PEEK)。替代地，所述外壳可以包括低密度金属，诸如铝。包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维、PEEK或低密度金属的外壳可以有利地具有高刚性，同时还具有低密度和低的x光辐射衰减。这样的材料还可以有利地抵抗由穿过所述外壳的x光射束导致的降解。
样品支架可以具有纵向轴线，并且所述外壳可以限定以下形状，所述形状具有沿着纵向轴线延伸的截面。优选地，所述外壳的截面基本上是圆形的，使得穿过样品支架的x光穿过样品支架相同材料的基本上相同的深度，而与样品支架的旋转角度无关。具有圆形截面的样品支架可以具有圆柱形形状。样品支架的直径可以在15毫米至130毫米之间。
当所述外壳不是基本上圆形时，截面可以优选地具有足够高的旋转对称阶次，使得用于形成三维重建的每个二维图像可以在对称线处进行截取。截面可以具有至少16、32、64、128、256、512或720的旋转对称阶次。
所述外壳可以限定内部空间。该内部空间可以用柔韧材料填充。
样品支架可以包括第一部分和第二部分。所述第一部分能够相对于所述第二部分在打开位置与关闭位置之间移动。在打开位置，样品支架能够容纳样品。在关闭位置，样品支架可以将容纳在样品支架中的样品夹持在样品支架的第一部分与第二部分之间。
所述第一部分可以包括柔韧材料的第一部分。所述第二部分可以包括柔韧材料的第二部分。有利地，所述第二部分中的柔韧材料与所述第一部分中的柔韧材料相同，或者至少具有基本上相同的x光衰减系数。当样品容纳在关闭的样品支架中时，柔韧材料的第一和第二部分可以各自接触样品的至少一个表面并且符合所述至少一个表面的形状，使得样品由柔韧材料支撑并且相对于样品支架固定在适当的位置。
样品支架的第一部分可以通过铰链连接到样品支架的第二部分。样品支架的第一部分能够经由铰链相对于样品支架的第二部分移动。铰链可以包括固定到样品支架的第一和第二部分的柔性树脂或柔性胶带。替代地，铰链可以包括一个或多个麦拉条，每个麦拉条例如使用胶带固定到样品支架的第一和第二部分。替代地，样品支架的第一部分能够相对于样品支架的第二部分滑动。
样品支架可以包括将所述第一部分和所述第二部分保持在关闭位置的装置。
将所述第一部分和所述第二部分保持在关闭位置的装置可以包括胶带，该胶带被构造成以可移除方式固定到样品支架的第一和第二部分。替代地，在关闭位置，样品支架的第一部分可以与样品支架的第二部分接合。
样品支架能够以可移除方式联接到样品支架定位组件。这可以有利地允许用具有不同截面尺寸、优选不同截面直径的另一样品支架替换原样品支架。用户可以针对用于检查的样品的尺寸来选择适当尺寸的样品支架。样品支架越小，就可以将样品定位成越靠近x光源，并且因此可以实现较高的放大率。然而，可以优选地将样品支架选择成足够大以完全包围用于检查的样品。
可以使用固定机构将样品支架以可移除方式联接到样品支架。例如，C形夹可以用于将样品支架以可移除方式联接到样品支架定位组件。C形夹有利地易于使用并且将样品支架可靠地固定到样品支架定位组件。替代地，固定元件可以包括快速释放机构。快速释放机构可以包括载有弹簧的元件，诸如载有弹簧的螺栓。载有弹簧的元件可以是样品支架的一部分，并且被构造成以可释放方式接合样品支架定位组件以将样品支架固定到样品支架定位组件。替代地，载有弹簧的元件可以是样品支架定位组件的一部分，并且被构造成以可释放方式接合样品支架以将样品支架固定到样品支架定位组件。
快速释放机构可以包括爪形离合器。样品支架可以包括爪形离合器的第一部分。样品支架定位组件可以包括爪形离合器的第二部分。以这种方式，样品支架可以经由爪形离合器的上述两个部分接合到样品支架定位组件。对于爪形离合器的使用有利地减少了样品支架与样品支架定位组件之间的滑动。载有弹簧的元件可以包括爪形离合器的第一部分和第二部分中的一个部分，使得爪形离合器的这些部分被推压在一起。爪形离合器的第一和第二部分可以各自包括被构造成彼此接合的对应的齿。齿可以是锥形的。
样品支架定位组件可以包括底座。底座可以适合于装配到x光检查系统中。特别是，底座可以装配到x光检查系统的平台上。底座可以采用托盘的形式。样品定位组件可以包括被附接到底座的框架，该样品支架连接所述框架。样品支架与底座之间的间隙可以是1毫米或更小，优选为0.5毫米或更小。框架可以包括旋转驱动器。框架能够绕相对于底座固定的枢轴移动。这可以有利地允许相对于底座调整框架的位置。样品定位组件可以包括检测器，该检测器被构造成测量框架相对于底座的位置。
底座可以包括窗口，该窗口被构造成使得，当样品支架定位在x光源与x光检测器之间时，x光穿过该窗口。窗口可以由低衰减材料形成。这种材料可以具有低原子序数或低密度，或包括既具有低原子序数又具有低密度。窗口可以由碳纤维形成。替代地，窗口可以是底座中的开口。
样品支架定位组件可以包括一个或多个x光过滤器，所述一个或多个x光过滤器被构造成吸收寄生的低能x光。所述一个或多个x光过滤器可以包含铜或锌。包含铜的x光过滤器可以具有约100微米的厚度。包含锌的x光过滤器可以具有约150微米的厚度。
第一x光过滤器可以定位在x光源与样品之间。第一x光过滤器可以提供对由x光源发射的x光的射束硬化。第一x光过滤器可以由底座支撑并且可以延伸遍及底座的窗口。第一x光过滤器可以采取底座中的窗口上的涂层的形式。x光检查系统可以包括第二x光过滤器，该第二x光过滤器定位在样品与x光检测器之间。第二x光过滤器可以被构造成吸收寄生的低能散射x光以防止它们到达检测器。
替代地或附加地，样品支架可以包括x光过滤器。样品支架x光过滤器可以呈样品支架外壳上的涂层的形式。穿过样品支架的X光可以穿过样品支架x光过滤器两次。因此，穿过样品支架的x光可能经历射束硬化，并且寄生的低能散射x光可能被吸收。
样品支架可以包括x光过滤器。x光过滤器可以是样品支架外壳上的涂层的形式。x光过滤器可以被构造成吸收寄生的低能散射x光，以防止它们穿过样品。x光过滤器层可以包含铜。样品支架可以包括x光过滤器。x光过滤器可以呈样品支架外壳上的涂层的形式。
替代地或附加地，当x光检查系统包括底座时，该底座可以包括x光过滤器。当底座包括窗口时，该窗口可以是包括x光过滤器的窗口。
在本发明的第三方面中，提供了一种用于x光检查系统的样品支架，该样品支架包括柔韧材料和用于与旋转驱动器连接的机械接口。样品支架被构造成将用于检查的样品相对于样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且被构造成使得，在使用中，样品的至少一个表面与柔韧材料接触。
提供机械接口可以允许样品支架连接到可以作为x光检查系统的一部分的样品支架组件的旋转驱动器。机械接口可以有利地允许将样品支架以可移除方式联接到旋转驱动器，使得样品支架可以容易地连接到旋转驱动器或从旋转驱动器移除。机械接口可以包括凸起或轴。该凸起或轴能够连接到旋转驱动器，例如能够连接到电机的轴。该连接可以经由夹持机构(例如C形夹)实现。
在使用中，连接到旋转驱动器的样品支架能够绕旋转轴线旋转。样品支架可以夹持用于检查的样品，使得样品位于样品支架的旋转轴线上。
样品支架可以包括第二机械接口，该第二机械接口在样品支架的与第一机械接口相对的一侧上。第二机械接口可以用于连接到样品支架定位组件的第二轴或凸起。
样品支架的柔韧材料可以是容易弯曲而不断裂的材料，并且因此可以符合其接触的样品的至少一个表面的形状。在一优选实施例中，在使用中样品可以被柔韧材料包围，因此样品的所有侧面都与柔韧材料接触并且由柔韧材料支撑。
柔韧材料可以是弹性材料。柔韧材料可以是可压缩泡沫。可压缩泡沫可以是有弹性的。可压缩泡沫可以具有低密度，并且有利地具有低x光衰减系数。具有低x光衰减系数的可压缩泡沫可以包括具有低原子序数或低密度的材料，或包括既具有低原子序数又具有低密度的材料。
样品支架可以被构造成在使用中完全包围样品。
样品支架可以包括外壳，该外壳包括比柔韧材料刚性大的材料。所述外壳可以有利地为样品支架提供尺寸稳定性，并且减小样品支架的外表面的弯曲或变形。所述外壳还可以保持柔韧材料，从而向被固持在样品支架内的一个或多个样品提供夹持力。所述外壳可以完全包围柔韧材料。在使用中，由柔韧材料夹持的样品可以完全容纳在所述外壳内。
所述外壳可以包括碳纤维或芳族聚酰胺纤维中的至少一种纤维。替代地或附加地，所述外壳可以包括聚醚醚酮(PEEK)。替代地，所述外壳可以包括低密度金属，诸如铝。包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维、PEEK或低密度金属的外壳可以有利地具有高刚性，同时还具有低密度和低的x光辐射衰减。这样的材料还可以有利地抵抗由穿过所述外壳的x光射束导致的降解。样品支架可以具有纵向轴线，并且所述外壳可以限定以下形状，所述形状具有沿着纵向轴线延伸的截面。优选地，所述外壳的截面基本上是圆形的，使得穿过样品支架的x光穿过样品支架相同材料的基本上相同的深度，而与样品支架的旋转角度无关。具有圆形截面的样品支架可以具有圆柱形形状。样品支架的直径可以在15毫米至130毫米之间。
当所述外壳不是基本上圆形时，截面可以优选地具有足够高的旋转对称阶次，使得用于形成三维重建的每个二维图像可以在对称线处进行截取。截面可以具有至少16、32、64、128、256、512或720的旋转对称阶次。
样品支架可以包括x光过滤器，该x光过滤器被构造成吸收寄生的低能x光。x光过滤器可以是样品支架外壳上的涂层的形式。x光过滤器可以被构造成吸收寄生的低能散射x光，以防止它们穿过样品。x光过滤器层可以包含铜。
样品支架可以包括第一部分和第二部分。所述第一部分能够相对于所述第二部分在打开位置与关闭位置之间移动。在打开位置，样品支架能够容纳样品。在关闭位置，样品支架可以将容纳在样品支架中的样品夹持在样品支架的第一部分与第二部分之间。
所述第一部分可以包括柔韧材料的第一部分。所述第二部分可以包括柔韧材料的第二部分。有利地，所述第二部分中的柔韧材料与所述第一部分中的柔韧材料相同，或者至少具有基本上相同的x光衰减系数。当样品容纳在关闭的样品支架中时，柔韧材料的第一和第二部分可以各自接触样品的至少一个表面并且符合所述至少一个表面的形状，使得样品由柔韧材料支撑并且相对于样品支架固定在适当的位置。
样品支架的第一部分可以通过铰链连接到样品支架的第二部分。样品支架的第一部分能够经由铰链相对于样品支架的第二部分移动。铰链可以包括固定到样品支架的第一和第二部分的柔性树脂或柔性胶带。替代地，铰链可以包括一个或多个麦拉条，每个麦拉条例如使用胶带固定到样品支架的第一和第二部分。替代地，样品支架的第一部分能够相对于样品支架的第二部分滑动。
样品支架可以包括将所述第一部分和所述第二部分保持在关闭位置的装置。这可以有利地确保样品支架在任何定向上都保持在关闭位置。
将所述第一部分和所述第二部分保持在关闭位置的装置可以包括胶带，该胶带被构造成以可移除方式固定到样品支架的第一或第二部分。替代地，在关闭位置，样品支架的第一部分可以与样品支架的第二部分接合。
所述外壳可以限定内部空间。该内部空间可以用柔韧材料填充。
样品支架可以适合于以可移除方式夹持电子部件。样品的长度可以在12毫米至250毫米之间。样品的宽度可以在15毫米至130毫米之间。
样品支架可以被构造成同时夹持多个用于检查的样品。样品支架可以夹持所述多个样品中的每一个，使得这些样品沿着旋转轴线间隔开。
在本发明的第四方面中，提供了一种用于x光检查系统的套件，该x光检查系统包括多个如在本发明第三方面中限定的样品支架，其中所述多个样品支架中的每一个样品支架具有不同的直径。
所述多个样品支架中的每一个样品支架都可以限定截面沿着样品支架的纵向轴线延伸的形状。每一个样品支架的形状都可以是圆柱形的。每一个样品支架的直径都可以在15毫米和130毫米之间。样品支架的示例性直径包括15毫米、20毫米、50毫米或127毫米。例如，套件可以包括三个样品支架。第一样品支架可以具有20毫米的直径，第二样品支架可以具有50毫米的直径，而第三样品支架可以具有127毫米的直径。
该套件还可以包括样品支架定位组件，该样品支架定位组件包括旋转驱动器。所述多个样品支架中的每一个样品支架都能够以可移除方式联接到旋转驱动器。样品支架定位组件可以被构造成装配到包括x光源和x光检测器的x光检查系统中，使得联接到样品支架定位组件的样品支架可以被定位在x光源与x光检测器之间。在使用中，旋转驱动器可以有利地允许所联接的样品支架绕旋转轴线旋转，使得样品的一系列二维图像被x光检测器捕获。所述一系列二维图像可以用于在计算机断层扫描应用中创建样品的三维重建。
因为每个样品支架都能够以可移除方式联接到样品支架定位组件，所以用户可以选择联接所述多个样品支架中的哪一个样品支架。因此，用户可以针对用于检查的样品的尺寸来选择适当尺寸的样品支架。
在本发明的第五方面中，提供了一种使用x光检查系统的方法，该x光检查系统包括x光源、x光检测器和样品支架，该样品支架包括柔韧材料，该方法包括：将待检查样品夹持在样品支架中，使得样品相对于样品支架处于固定位置，并且样品的至少一个表面与柔韧材料接触；将样品支架定位在x光源与x光检测器之间；记录样品的x光图像；使样品支架相对于x光源旋转；以及记录样品的第二x光图像。
所述方法还可以包括多次重复步骤c)和d)。所述方法可以包括重复步骤c)和d)，直到记录了对应于样品的至少32个不同旋转位置的样品的至少32个x光图像。所述方法还可以包括使用所记录的x光图像执行计算机断层扫描计算，以生成样品的三维重建。
样品支架可以包括第一部分和第二部分，该第一部分能够相对于该第二部分移动。在这种情况下，夹持该待检查样品的步骤可以包括：将样品支架的第一部分相对于样品支架的第二部分移动并移至打开位置；将样品放置在样品支架中；以及将样品支架的第一部分相对于样品支架的第二部分移动移至关闭位置，在该关闭位置，样品被样品支架夹持。
应当清楚，相对于一个方面所描述的特征可以应用于本发明的其它方面。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式详细描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的包括样品定位组件和样品支架的x光检查系统的示意图；
图2是包含样品支架定位组件的x光检查系统的一部分的透视图；
图3是根据本发明的样品支架联接到样品支架定位组件的透视图；
图4是图1中的与x光检查系统分开的样品支架的透视图，图4a示出了处于关闭位置的样品支架，而图4b示出了处于打开位置且样品放置在样品支架中的样品支架；
图5是图4中的样品支架的截面图，其中样品容纳在样品支架中；
图6是处于打开位置的样品支架的透视图，其中三个样品放置在样品支架中；
图7是图3中所示的旋转驱动器的剖视图；
图8是图3中样品支架定位组件的旋转驱动器与样品支架之间的联接的特写透视图；
图9是不同的样品支架联接到图3所示的样品支架定位组件的透视图；
图10示出了一套件，该套件包括样品支架定位组件和多个样品支架，每个样品支架都能够联接到样品定位组件并且具有不同的直径；以及
图11是使用根据本发明的x光检查系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了x光检查系统100的示意图。欧洲专利EP1766381B1中更详细地描述了对这样的x光检查系统100的操作。
x光检查系统100包括呈x光管10形式的x光源和x光检测器12。在x光管10与x光检测器12之间有平台14，平台14能够通过合适的滑道并且在电动机的控制下沿X、Y和Z方向移动。平台14由开放框架(图1中未示出)形成，并且适于支撑样品支架定位组件18的底座19。
样品支架20被联接到样品支架定位组件18的框架22上。待检查样品可以容纳在样品支架20中。通过移动平台14，样品支架20内容纳的样品能够相对于x光管10和x光检测器在X-Y平面内移动并且沿Z轴移动。样品支架定位组件18还包括旋转驱动器28，该旋转驱动器28联接到样品支架的机械接口。旋转驱动器28可以用于使样品支架20绕垂直于Z轴的旋转轴线旋转。
x光检查系统100还包括控制器，该控制器包含图像处理器。图中未示出控制器。图像处理器连接到x光检测器12以接收数据。图像处理器被配置用以执行计算机断层扫描计算，以基于在样品支架处于不同旋转位置时由x光检测器捕获的一系列二维图像来生成样品的三维重建。控制器还用于控制平台14沿X、Y和Z方向的移动以及旋转驱动器28的旋转。
在该示例中，样品支架定位组件18是可以改装到现有x光检查系统100的子组件。样品支架定位组件18和样品支架20形成可以装配到x光检查系统中并且可以从x光检查系统中移除的套件的部分。该套件可以包括多个不同的样品支架。在使用中，将样品支架组件18固定到x光检查系统的平台14上。替代地，可以将样品支架组件18作为x光检查系统的整体部件提供。
图2示出了装配到x光检查系统100中的样品支架定位组件18的透视图。并非所有的x光检查系统100都在图2中可见。图2更清楚地示出了平台14和装配到平台14上的底座19。
图3示出了与x光检查系统的其余部分分开的样品支架定位组件18，样品支架定位组件18包括所联接的样品支架20。如上所述，样品支架定位组件18包括底座19和框架22。样品支架20联接到框架22，框架22能够绕相对于底座19固定的枢轴32移动。这允许相对于底座19调整框架22的位置。使用支柱30将框架固持在适当的位置，支柱30被构造成将样品支架20保持在一位置，使得底座19与样品支架20之间的间隙为1毫米或更小。在这个位置，可以最大化x光检查系统的放大率，这是因为样品支架被定位成尽可能靠近x光源(该x光源定位在底座19的正下方)，同时避免样品支架20与底座19之间的碰撞。
图3中所示的支柱30适用于将框架相对于底座固持在单个预定位置。替代地，样品支架定位组件18可以包括适合于将框架相对于底座固持在多个预定位置之一的支柱。在一个这样的布置中，支柱的第一端固定到底座19。支柱向上延伸，并且在支柱中形成有沿其长度分布的多个槽或孔。框架包括载有弹簧的螺栓，该载有弹簧的螺栓被构造成以可移除方式接合所述多个槽或孔中的每一个槽或孔。通过将载有弹簧的螺栓与特定的槽或孔接合，用户可以选择框架相对于底座的多个预定位置之一。样品支架定位组件18可以包括两个支柱，每个支柱都包括对应的槽或孔。所述两个支柱分别在框架的相对的两侧处固定到底座19。框架包括两个载有弹簧的螺栓，这两个载有弹簧的螺栓被构造成接合所述两个支柱。
样品支架定位组件18还包括螺钉36，该螺钉36连接到框架22并且连接到底座19。如果需要，将螺钉36转动允许对框架的节距进行细微调整。这允许对底座与样品支架20之间的间隙进行调整。
底座19包括位于底座区域中的窗口34，窗口34定位在x光检查系统中的x光管10与样品支架20之间。该窗口由碳纤维形成，并且因此具有低的x光辐射衰减系数。窗口34还包括涂层，该涂层包含铜并且具有100微米的厚度，该涂层用作x光过滤器，其被构造成吸收寄生的低能散射x光以防止它们穿过样品。在一些实施例中，附加地或替代地，样品支架20可以包括包含铜的涂层。
旋转驱动器28连接到框架22，并且因此当框架绕枢轴32移动时，旋转驱动器28随框架移动。
图4示出了与x光检查系统的其余部分分开的样品支架20。样品支架20包括第一部分20a和第二部分20b，所述第一部分能够绕由柔性树脂形成的铰链相对于所述第二部分移动。图中未示出铰链。替代地，第一部分20a与第二部分20b分开，而没有铰链。通过绕所述第一和第二部分的外侧延伸的保持夹，在使用中，可以将分开的所述第一和第二部分相对于彼此保持在适当的位置。样品支架包括由碳纤维形成的圆柱形外壳42，该圆柱形外壳42也被分成两个部分42a和42b。
图4a示出了处于关闭位置的样品支架，而图4b示出了处于打开位置且样品46容纳在样品支架20中的样品支架。
样品支架20包括具有弹性性质的、呈可压缩泡沫形式的柔韧材料44。如图4b所示，柔韧材料44的第一部分与样品支架的第一部分相关联，而柔韧材料44b的第二部分与样品支架的第二部分相关联。
柔韧材料44填充由外壳42限定的内部空间，并且柔韧材料44由外壳42保持。在关闭位置，容纳在样品支架20中的样品46的表面与柔韧材料的第一部分和第二部分接触，导致柔韧材料被压缩从而符合样品的形状。因此，柔韧材料向样品施加足够的夹持力，以将样品相对于外壳保持在固定位置。样品被固定在样品支架20内的适当的位置。
图5是处于关闭位置且样品46容纳在柔韧材料的第一部分44a与第二部分44b之间的样品支架20的示意性截面图。当样品支架20处于关闭位置时，样品46被柔韧材料44包围并且被完全收容在外壳42内。样品46被夹持在一位置，使得当旋转驱动器28使样品载体20旋转时，样品46位于样品载体20的旋转轴线上。
如图4和图5所示，样品支架还包括两个机械接口48、49。这些机械接口采用凸起的形式。第一机械接口48允许将样品支架联接到旋转驱动器28。第二机械接口49允许将样品支架20联接到样品支架定位组件的框架22的另一个轴或凸起。下面将更详细地描述第一机械接口48与旋转驱动器28的联接。
一个以上的样品46可以容纳在样品支架20中，以被柔韧材料夹持。图6示出了一实施例，在该实施例中，三个样品46容纳在处于打开位置的样品支架20中。样品46沿着旋转轴线间隔开。通过在样品支架20中提供多个样品，可以对每个样品执行检查操作，而无需技术人员更换样品并且在样品之间重新启动检查系统。换言之，对多个样品的检查可以自动化。
图7示出了去除了壳体的旋转驱动器28的特写。旋转驱动器28包括电动机47，该电动机47联接到驱动齿轮50。驱动齿轮50连接到第一消隙齿轮51，该第一消隙齿轮51联接到第二消隙齿轮52。第二消隙齿轮52驱动与样品支架联接的另一齿轮54。因此，驱动齿轮50旋转导致齿轮52旋转，并且因此导致样品支架20旋转。消隙齿轮51、52减少或消除齿隙，以确保样品支架20的稳定旋转。
图7所示的旋转驱动器28的布置允许电动机47偏离样品支架20的旋转轴线。这种偏离允许旋转驱动器28延伸到框架22的水平面上方(如图6所示)，并且因此允许使用较大的电动机47或较大的传动装置，而不会增大样品支架20与底座19之间的最小间隙。在没有偏离的情况下，旋转驱动器28还将延伸到框架的水平面下方，并且因此将会增大x光源与底座19之间的最小距离。这将减小使用x光检查系统可以实现的最大放大率。
图8示出了样品支架20与旋转驱动器28之间的联接。样品支架20的第一机械接口48使用C形夹51连接到旋转驱动器28的凸起56。C形夹58将样品支架固定在凸起56上。在使用中，凸起56因被如上文相对于图7所描述的电动机47驱动而旋转。样品支架20以这样的方式固定到凸起，即凸起的旋转导致样品支架20绕穿过圆柱形样品支架20的中心的旋转轴线旋转。这确保了样品支架20在旋转时不会“摆动”，使得外壳42与底座19之间的距离保持恒定。类似的C形夹布置用于将第二机械接口49夹持到框架上的可旋转的第二凸起。这在图中未示出。
C形夹布置有利地允许用户移除样品支架并且用不同的样品支架替换所移除的样品支架。可以使用包括载有弹簧的螺栓的快速释放机构来代替C形夹，以将样品支架以可释放方式固定到框架上。这类似地允许用户移除样品支架并且用不同的样品支架替换所移除的样品支架。这在图中未示出。
图9示出了一实施例，其中已经用不同的样品支架52替换了样品支架20。样品支架52的直径大于样品支架20的直径。样品支架20直径为50毫米，而样品支架52直径为127毫米。这些尺寸是示例性的。可以使用各种直径的样品支架。特别是，用户可以针对用于检查的样品的尺寸选择适当尺寸的样品支架。通常，在确保样品完全被包容在样品支架中并且被样品支架包围的同时，有益的是尽可能使用最小直径的样品支架。这是因为样品支架越小，就可以将样品定位成越靠近x光源，并且因此可以获得较高的放大率。
图10示出了一套件，该套件包括三个不同尺寸的样品支架60、62和64以及如已经描述的样品支架定位组件18。如上所述，每个样品支架都能够以可移除方式联接到样品支架定位组件。
图11是概述了使用图1所示的x光检查系统的方法的流程图。
在步骤100中，将样品夹持在样品支架20中，将样品支架20联接到样品支架定位组件18，而样品支架定位组件18进而由x光检查系统的平台14支撑。
夹持样品46包括将样品支架的第一部分20a相对于第二部分20b绕铰链移动，并且使得样品支架处于所示的打开位置。然后将样品46放置在样品支架中的柔韧材料44a的第一部分上。这在图3b中示出。当然，可以将任意数量的样品放置在样品支架中，沿着样品支架20的长度间隔开。图5示出了一示例，在该示例中，三个样品放置在柔韧材料44a的第一部分上。
一旦已经将样品放置在样品支架中，就使样品支架20a的第一部分相对于第二部分20b移动到关闭位置。这如图3a和图4所示。在关闭位置，容纳在样品支架20中的样品46的表面与柔韧材料的第一部分和第二部分接触，这导致柔韧材料被压缩从而符合样品的形状。因此，柔韧材料向样品施加足够的夹持力，以将样品相对于外壳42保持在固定位置。样品被固定在样品支架20内适当的位置。样品被夹持在样品支架中。
在步骤102中，将样品支架定位在x光源与x光检测器之间。该步骤可以包括使用控制器使平台14在合适的电机的控制下沿X、Y和Z轴移动，使得如果样品支架定位组件18还未定位在x光源与x光检测器之间，则通常将样品支架定位组件18定位在x光源与x光检测器之间。在该步骤中，还可以调整样品支架定位组件18中的样品支架。例如，可以调整框架22相对于底座19的位置。可以使用支柱30将框架22相对于底座19保持在预定位置。例如，可以通过转动螺钉36来进行其它细微调整。
在步骤104中，记录样品的(第一)图像。样品的图像由x光检测器12记录并且由控制器接收。该图像是穿过样品46的截面的二维图像。样品图像的放大率取决于样品与x光源10之间的距离。因此，如果需要高放大率图像，则应将该距离最小化。这可以在步骤100中通过如下方式实现：将平台14沿Z方向尽可能靠近x光源10移动并且通过将样品支架20与样品支架定位组件18的底座19之间的间隙减小到尽可能小，优选地使得该间隙小于1毫米，或者甚至更优选地小于0.5毫米。
在步骤106中，使样品支架20相对于x光源10旋转。使用旋转驱动器28来实现该旋转。通过控制器控制旋转驱动器的电动机47。
在步骤108中，记录样品的第二图像。同样，该图像由x光检测器12记录并且由控制器接收。
重复步骤106和108，直到样品已经旋转过360度。换句话说，重复步骤106和108，直到样品支架返回到记录第一图像的位置。因此，控制器在整个x光检查过程中接收由x光检测器捕获的一系列二维图像。
在步骤110中，使用所记录的x光图像执行计算机断层扫描计算，以生成样品的三维重建。控制器的图像处理器用于执行计算机断层扫描计算。
样品支架中的样品的图像数量以及因此成像位置越多，三维重建越好。通常，需要至少16个样品图像，并且因此将步骤106和108重复至少14次。例如，所述方法可以包括将步骤106和108重复14次、30次、62次、126次、254次、510次或718次。优选地，每个图像之间的旋转角度是相等的。
在将样品支架旋转到每一个成像位置时，被夹持在样品支架中的样品46导致样品46被固持在样品支架内固定位置。换句话说，防止了样品相对于样品支架的移动。这导致创建样品的准确的三维重建。
当将多个样品夹持在样品支架中时，一次只能对其中的一个样品进行成像。在这种情况下，在生成了第一样品的三维重建之后，对第二样品重复所述方法，这包括通过移动平台14将第二样品定位在x光源与x光检测器之间。可以使该过程自动化，这允许自动检查多个样品，而不需要在成像操作之间更换样品。
因为柔韧材料将样品以可移除方式夹持，所以在完成成像操作后，可以容易地从样品支架上移除样品。然后可以使用样品支架中的不同样品重复所述方法。
如前所述，将样品支架20以可移除方式联接到样品支架定位组件18，这允许将不同的样品支架联接到样品支架定位组件18。特别是，这允许将具有不同直径的样品支架联接到样品支架定位组件18。因此，步骤100可以包括针对等检查样品选择适当尺寸的样品支架。样品支架越小，就可以将样品定位成越靠近x光源，并且因此可以获得较高的放大率。然而，应选择足够大的样品支架以完全包围用于检查的样品。

Claims (25)

1.一种x光检查系统，包括：
x光源；
x光检测器；
样品支架，所述样品支架包括柔韧材料；以及
样品支架定位组件，所述样品支架定位组件被构造成将所述样品支架定位在所述x光源与所述x光检测器之间；
其中，所述样品支架被构造成将用于检查的样品相对于所述样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且所述样品支架被构造成使得在使用中所述样品的至少一个表面与所述柔韧材料接触。
2.根据权利要求1所述的x光检查系统，其中，所述柔韧材料是弹性材料。
3.根据权利要求1或2所述的x光检查系统，其中，所述柔韧材料是可压缩泡沫。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，其中，所述样品支架被构造成在使用中完全包围所述样品。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，其中，所述样品支架包括外壳，所述外壳包括比所述柔韧材料刚性大的材料。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，其中，所述外壳包括碳纤维或芳族聚酰胺纤维。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，其中，所述样品支架包括第一部分和第二部分，所述第一部分能够相对于所述第二部分在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述样品支架能够容纳样品，在所述关闭位置，所述样品支架将所述样品夹持在所述样品支架的第一部分与第二部分之间。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，其中，所述样品支架定位组件包括底座和被附接到所述底座的框架，所述样品支架连接到所述框架。
9.根据权利要求8所述的x光检查系统，其中，所述框架能够绕相对于所述底座固定的枢轴移动。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，还包括x光过滤器，所述x光过滤器在所述x光源与x光检测器之间。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，其中，所述样品支架定位组件包括旋转驱动器，所述旋转驱动器被构造成使所述样品支架绕旋转轴线旋转。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，还包括竖直定位机构，用于使所述样品支架在竖直方向上朝向或远离所述x光源移动。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的x光检查系统，还包括：第一水平定位机构，用于使所述样品支架沿第一水平方向移动；和第二定位机构，用于使所述样品支架沿第二水平方向移动。
14.一种用于x光检查系统的x光成像附件，包括：
样品支架，所述样品支架包括柔韧材料；以及
样品支架定位组件，所述样品支架定位组件包括旋转驱动器，所述旋转驱动器被构造成使所述样品支架绕旋转轴线旋转；
其中，所述样品支架被构造成将用于检查的样品相对于所述样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且所述样品支架被构造成使得在使用中所述样品的至少一个表面与所述柔韧材料接触。
15.根据权利要求14所述的x光成像附件组件，其中，所述柔韧材料是弹性材料，诸如可压缩泡沫。
16.根据权利要求14或15所述的x光成像附件，其中，所述样品支架被构造成在使用中完全包围所述样品。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的x光成像附件，其中，所述样品支架包括外壳，所述外壳包括比所述柔韧材料刚性大的材料，诸如碳纤维、芳族聚酰胺纤维、PEEK或低密度金属诸如铝。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的x光成像附件，其中，所述样品支架定位组件包括底座和被附接到所述底座的框架，所述样品支架被连接到所述框架。
19.根据权利要求18所述的x光成像附件，其中，所述框架能够绕相对于所述底座固定的枢轴移动。
20.一种用于x光检查系统的样品支架，所述样品支架包括：
柔韧材料；以及
机械接口，所述机械接口用于与旋转驱动器连接；
其中，所述样品支架被构造成将用于检查的样品相对于所述样品支架以可移除方式夹持在固定位置，并且所述样品支架被构造成使得在使用中所述样品的至少一个表面与所述柔韧材料接触。
21.根据权利要求20所述的样品支架，其中，所述机械接口包括能够连接到所述旋转驱动器的凸起或轴。
22.一种用于x光检查系统的套件，所述套件包括多个样品支架，每个样品支架是根据权利要求20或21所述的样品支架；
其中，所述多个样品支架中的每一个样品支架都具有不同的直径。
23.根据权利要求22所述的套件，还包括样品支架定位组件，所述样品支架定位组件包括旋转驱动器，并且
其中，所述多个样品支架中的每一个样品支架都能够以可移除方式联接到所述旋转驱动器。
24.一种使用x光检查系统的方法，所述x光检查系统包括x光源、x光检测器和样品支架，所述样品支架包括柔韧材料，所述方法包括：
将待检查样品夹持在所述样品支架中，使得所述样品相对于所述样品支架处于固定位置，并且所述样品的至少一个表面与所述柔韧材料接触；
将所述样品支架定位在所述x光源与所述x光检测器之间；
记录所述样品的x光图像；
使所述样品支架相对于所述x光源旋转；以及
记录所述样品的第二x光图像。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述样品支架包括第一部分和第二部分，所述第一部分能够相对于所述第二部分移动，并且其中，夹持所述待检查样品的步骤包括：
使所述样品支架的第一部分相对于所述样品支架的第二部分移动并且移动到打开位置；
将样品放置在所述样品支架中；以及
使所述样品支架的第一部分相对于所述样品支架的第二部分移动并且移动到关闭位置，在所述关闭位置，由所述样品支架夹持所述样品。
CN202180041619.5A 2020-06-09 2021-06-08 X光检查系统、x光成像附件、样品支架、套件和使用x光检查系统的方法 Pending CN115698689A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2008738.3 2020-06-09
GB2008738.3A GB2596061A (en) 2020-06-09 2020-06-09 An x-ray inspection system, an x-ray imaging accessory, a sample support, a kit, and a method of using an x-ray inspection system
PCT/US2021/036343 WO2021252451A1 (en) 2020-06-09 2021-06-08 An x-ray inspection system, an x-ray imaging accessory, a sample support, a kit, and a method of using an x-ray inspection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115698689A true CN115698689A (zh) 2023-02-03

Family

ID=71615928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180041619.5A Pending CN115698689A (zh) 2020-06-09 2021-06-08 X光检查系统、x光成像附件、样品支架、套件和使用x光检查系统的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230304946A1 (zh)
EP (1) EP4162260A1 (zh)
JP (1) JP2023530080A (zh)
KR (1) KR20230021095A (zh)
CN (1) CN115698689A (zh)
GB (1) GB2596061A (zh)
WO (1) WO2021252451A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11781708B1 (en) * 2022-03-24 2023-10-10 Bruker Axs, Llc Low non-repetitive runout rotational mount
CN116203051B (zh) * 2023-05-06 2023-08-08 无锡日联科技股份有限公司 一种基于x射线的产品内部缺陷检测设备及检测方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0415053D0 (en) 2004-07-05 2004-08-04 Dage Prec Ind Ltd X-ray manipulator
DE102009018570B4 (de) * 2009-04-24 2018-12-20 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Computertomograph mit einer Werkstückauflage zur Lagerung eines Werkstückes
DE202014003439U1 (de) * 2013-04-25 2014-07-04 Wolfgang Eitel Vorrichtung zum Positionieren eines Messobjektes
US20170023495A1 (en) * 2015-07-20 2017-01-26 Apple Inc. Universal computerized tomography fixture system with a multi-scan robotic positioning apparatus
US10359376B2 (en) * 2016-07-20 2019-07-23 Malvern Panalytical B.V. Sample holder for X-ray analysis

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021252451A1 (en) 2021-12-16
EP4162260A1 (en) 2023-04-12
US20230304946A1 (en) 2023-09-28
GB202008738D0 (en) 2020-07-22
GB2596061A (en) 2021-12-22
KR20230021095A (ko) 2023-02-13
JP2023530080A (ja) 2023-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115698689A (zh) X光检查系统、x光成像附件、样品支架、套件和使用x光检查系统的方法
US6104776A (en) Nondestructive test apparatus
US20040258203A1 (en) Crystal evaluating device
US7400704B1 (en) High resolution direct-projection type x-ray microtomography system using synchrotron or laboratory-based x-ray source
US7848489B1 (en) X-ray diffractometer having co-exiting stages optimized for single crystal and bulk diffraction
KR20160140927A (ko) X-레이 검사 장치
EP2458372A1 (en) Method for measuring small angle x-ray scattering
US20150162107A1 (en) Collimator module manufacturing method, collimator module, radiation detection device, and radiation imaging device
Coburn et al. Design, characterization, and performance of a hard x-ray transmission microscope at the National Synchrotron Light Source II 18-ID beamline
US7660389B1 (en) Sample alignment mechanism for X-ray diffraction instrumentation
JP6693533B2 (ja) Ｘ線装置、ｘ線計測方法および構造物の製造方法
Viermetz et al. Initial characterization of dark-field CT on a clinical gantry
KR101693614B1 (ko) 엑스레이 촬영용 지그
JP2008122337A (ja) 多機能ｘ線検査装置
US11846593B2 (en) Ball-mapping system comprising a sample stage and a sample holder for receiving ball-shaped sample, and method of operating ball-mapping system for collecting x-ray diffraction data at measurement points located on ball-shaped sample
US10788435B2 (en) Fixtures for radiographically imaging industrial articles
JP2019191721A (ja) 移動制御装置、移動制御方法および移動制御プログラム
CN218183579U (zh) X射线管组件焦点测量装置
RU2604113C2 (ru) Сканер ближнего электрического поля для двухсторонних и многослойных печатных плат
CN209879130U (zh) 倒置光学显微镜
JP2023548808A (ja) 調節可能なコリメーター及び調節可能なコリメーターを含むｘ線撮像システム
CN218105911U (zh) 用于医学成像设备的模体支架
CN109490336B (zh) 一种同步辐射硬x射线微聚焦实验方法
JP2008039522A (ja) 分析装置
JP2004012200A (ja) Ｘ線断層撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination