KR102679089B1 - X-ray inspection apparatus with scan speed improving function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 검사속도를 향상하여 경제성과 안전성을 동시에 확보할 수 있는 엑스레이 검사장치에 관한 것으로, 엑스레이를 방출하는 하나 이상의 튜브와 샘플에 대한 엑스레이 이미지를 검출하되 상호 동기되어 이송되는 한 쌍의 디텍터를 포함하는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치를 제공한다. The present invention relates to an An X-ray inspection device having a scanning speed improvement structure including:
Description
본 발명은 엑스레이를 이용한 샘플 검사기술과 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 검사속도를 향상하여 경제성과 안전성을 동시에 확보할 수 있는 엑스레이 검사장치에 관한 것이다. The present invention relates to sample inspection technology using X-rays, and more specifically, to an X-ray inspection device that can simultaneously secure economics and safety by improving inspection speed.
CT(Computed Tomography) 장치는, X선 등의 방사선의 출력원과 피검사체를 투과한 방사선의 수용부를 피검사체의 주위로 회전시키며, 수집된 데이터를 처리하여 피검사체에 대한 2, 3차원 이미지를 획득하는 장치를 말하며 현재는 다양한 산업에 보급되어 있다. A CT (Computed Tomography) device rotates an output source of radiation such as It refers to a device that is acquired and is currently being distributed to various industries.
이러한 CT 장치는 피검사물의 절단이나 분해 없이 불량을 판별해낼 수 있다는 점에서 장점을 가지고 있으며, 의료용으로 주로 사용되는 CT 장비는 피검사체를 고정시켜 촬영기기부가 회전하며 X-ray 촬영을 실시하여 내부 영상을 얻게 되는 장치이다. These CT devices have the advantage of being able to determine defects without cutting or disassembling the test object. CT equipment mainly used for medical purposes fixes the test object and rotates the imaging device to take It is a device that obtains images.
이렇게 비파괴 방식으로 피검사체의 내부를 파괴할 수 있는 장점으로 인하여 CT 장치가 넓은 산업분야에 적용되고 있으며 각 분야의 특수성에 맞추어 수많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 대표적인 산업분야로는 반도체 분야가 있는데 반도체의 직접도를 높이기 위한 유일한 방법인 패키징(Packaging) 기법을 통하여 반도체 칩을 적층 설계하고 있다. Due to the advantage of being able to destroy the inside of an object to be inspected in a non-destructive manner, CT devices are being applied to a wide range of industrial fields, and numerous research and development efforts are being conducted to suit the special characteristics of each field. A representative industrial field is the semiconductor field, where semiconductor chips are stacked and designed through packaging techniques, which is the only way to increase the directness of semiconductors.
이러한 패키징은 칩에 균열이 생기거나 칩 간의 연결 상태를 확인하기 위하여 X-ray 검사를 이용하여 검사하는데, 이때 패키징된 칩의 복잡한 구조로 인하여 3D 단층촬영의 사용이 필수적이다. 즉, 집적도가 향상된 칩의 개발을 위해서는 더욱 정밀하고 응용력이 있는 CT 검사 장비의 개발이 동반되어야 함을 의미한다.Such packaging is inspected using X-ray inspection to check for cracks in the chip or the connection between chips. At this time, the use of 3D tomography is essential due to the complex structure of the packaged chip. In other words, the development of chips with improved integration must be accompanied by the development of more precise and applicable CT inspection equipment.
종래에는 단순 2D 방식의 이미지 획득을 통하여 대상의 단층을 검사하는 데 그쳤으나 입체적인 변화를 이해할 수 있도록 3D 검사에 대한 요구가 증대하고 있으며, PCB 기판에 대한 촬영 및 검사 기술도 다수 개발되고 보급되고 있는 추세이다. Previously, it was limited to inspecting the single layer of an object through simple 2D image acquisition, but the demand for 3D inspection to understand three-dimensional changes is increasing, and many imaging and inspection technologies for PCB boards are being developed and distributed. am.
한국등록특허 제10-1351809호는 종래의 판상 피검사물의 엑스선 검사시스템을 공개하고 있으며, 도 1은 이에 대한 개념도이다.Korean Patent No. 10-1351809 discloses a conventional X-ray inspection system for plate-shaped inspection objects, and Figure 1 is a conceptual diagram thereof.
이를 구체적으로 살펴보면, 피검사물(20)에 대해 엑스선빔을 조사하는 엑스선발생부(130)와, 피검사물(20)을 투과한 엑스선빔을 검출하는 디텍터(140)와, 상기 디텍터(140)로부터의 검출신호를 피검사물이미지(200)로 구현하는 기술을 공개하고 있다. Looking at this in detail, an
이렇게 박판형의 검사를 위하여서는 전용 장비를 구성하여야 하는데, 통상적으로 2D 이미지를 통하여 접점의 불량이나 소자들의 배치 문제 등을 검출해내었다. 그러나, 근래에는 기판의 밀집도가 높아지고 하나의 기판에도 여러 개의 레이어가 구현되는 등 재래식의 검사로는 검사의 한계가 있었다.In order to inspect thin plates like this, it is necessary to construct dedicated equipment, and defects in contact points or device placement problems are usually detected through 2D images. However, in recent years, the density of substrates has increased and multiple layers are implemented on a single substrate, which has led to limitations in inspection using conventional inspection.
이를 해결하기 위하여 기판을 회전하여 단층촬영을 하는 방식에 대한 개선이 있으며, 경우에 따라 엑스선발생부나 디텍터의 위치를 변화시켜 검사하는 방안이 제안된 바 있다. 최근 보급되고 있는 산업용 자동엑스레이검사기(AXI: Automated X-ray Inspection)도 검사 품질의 향상과 검사의 신속성을 목적으로 하고 있다. To solve this problem, improvements have been made to the method of performing tomography by rotating the substrate, and in some cases, a method of inspecting by changing the position of the X-ray generator or detector has been proposed. Industrial automated X-ray inspection (AXI: Automated
근래에는 장비의 복잡성과 다양화로 인하여 이러한 3D 검사 방식이 선호되고 있으며 검사의 신속성은 전체 물류의 속도에 영향을 미치기 때문에 전반적인 공정의 경제성을 좌우한다. In recent years, this 3D inspection method has been preferred due to the complexity and diversification of equipment, and the speed of inspection affects the speed of overall logistics and thus determines the economic feasibility of the overall process.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 장비 전반 또는 물류 공정 전체에 영향을 미치는 스캔 속도를 향상함으로써 검사의 정확성과 경제성을 향상할 수 있는 구조를 가지는 엑스레이 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an Do it as
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 샘플에 엑스레이를 방출하는 튜브, 상기 튜브로부터의 엑스레이에 대한 검출신호를 생성하고 원형의 디텍터 이송경로를 따라 이송되는 제1디텍터, 상기 튜브로부터의 엑스레이에 대한 검출신호를 생성하고 상기 제1디텍터에 대해 중심점을 기준으로 대칭적으로 배치 및 이송되되, 제1디텍터와 동기되어 원형의 디텍터 이송경로를 따라 이송되는 제2디텍터, 상기 제1디텍터 및 제2디텍터의 이송을 제어하는 컨트롤부를 포함하는 엑스레이 검사장치를 제공한다. In order to solve the above problem, the present invention includes a tube that emits X-rays to a sample, a first detector that generates a detection signal for the X-rays from the tube and is transported along a circular detector transfer path, and A second detector that generates a detection signal and is symmetrically placed and transported relative to the center point with respect to the first detector, and is synchronized with the first detector and transported along a circular detector transport path, the first detector and the second detector. An X-ray inspection device including a control unit that controls the transfer of
상기 제1디텍터 및 제2디텍터는, 하나의 샘플에 대한 스캔 과정에서 전체 회전 각도에 대하여 일부 구간을 분담하여 엑스레이 이미지를 획득 할 수 있다. The first detector and the second detector may acquire an X-ray image by dividing a portion of the entire rotation angle during the scanning process for one sample.
또한, 튜브의 빔 영역 안에 이송경로가 포함되고, 하나의 샘플에 대한 스캔 과정에서 전체 회전 각도에 대하여 각각 180도 이상의 회전구간에 대한 영상을 획득하는 것이 바람직하다. In addition, it is desirable to include a transfer path in the beam area of the tube and to acquire images for each rotation section of 180 degrees or more with respect to the entire rotation angle during the scanning process for one sample.
상기 제1디텍터의 종료위치는 제2디텍터의 개시위치보다 더 회전된 각도를 가질 수 있다. The end position of the first detector may have a more rotated angle than the start position of the second detector.
또한, 상기 컨트롤부는 하나의 샘플에 대한 스캔 과정이 완료된 종료위치를 다음 샘플에 대한 스캔과정의 개시위치로 설정함으로써 영점 세팅 과정을 생략할 수 있다. Additionally, the control unit can omit the zero point setting process by setting the end position where the scanning process for one sample is completed as the starting position for the scanning process for the next sample.
상기 컨트롤부는, 하나의 샘플에 대한 스캔 진행시 제1디텍터 및 제2디텍터의 회전방향과 다음 샘플에 대한 스캔 진행시 제1디텍터 및 제2디텍터의 회전방향을 서로 반대방향으로 제어할 수 있다. The control unit may control the rotation directions of the first detector and the second detector when scanning one sample and the rotation directions of the first detector and the second detector when scanning the next sample in opposite directions.
상기 컨트롤부는, 샘플의 유형에 따라 상기 디텍터 이송경로의 반경을 다르게 설정하여 제1디텍터 및 제2디텍터를 이송시킬 수 있다. The control unit may transfer the first detector and the second detector by setting the radius of the detector transfer path differently depending on the type of sample.
한편, 상기 튜브는 상기 제1디텍터에 대응되는 제1튜브와, 제2디텍터에 대응되는 제2튜브로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the tube may be composed of a first tube corresponding to the first detector and a second tube corresponding to the second detector.
상기한 본 발명의 구성에 따라, 종래의 샘플 검사를 위한 택타임을 절반 이하로 감축할 수 있기 때문에 공정의 신속성과 경제성이 향상되는 효과가 있다.According to the configuration of the present invention described above, the tact time for conventional sample inspection can be reduced by less than half, thereby improving the speed and economic efficiency of the process.
또한, 하나의 스캔 과정 종료시 영점 세팅의 과정을 생략하고 연속적인 다음 스캔이 가능하여지기 때문에 연속 검사시 절차가 단순해져 시간의 단축에 더욱 기여할 뿐만 아니라 오류의 가능성이 제거될 수 있는 효과가 있다. In addition, since the zero-point setting process is omitted at the end of one scan process and continuous next scans are possible, the procedure is simplified during continuous inspection, which not only contributes to reducing time, but also eliminates the possibility of errors.
또한, 시간의 절감으로 인하여 엑스레이에 노출되어 발생하는 피폭을 줄일 수 있어 변질 또는 상해의 가능성을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, due to time savings, radiation exposure caused by exposure to X-rays can be reduced, which has the effect of minimizing the possibility of deterioration or injury.
도 1은 종래의 판상 피검사물의 엑스선 검사시스템에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 개념에 따른 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에서 디텍터들이 이송제어되는 방식을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 다른 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에 대한 구성도들이다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따라 디텍터의 이송을 제어하는 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에서 제어계통을 설명하기 위한 블록도이다. Figure 1 is a conceptual diagram of a conventional X-ray inspection system for a plate-shaped inspection object.
Figure 2 is a conceptual diagram of an X-ray inspection device having a scan speed improvement structure according to the concept of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining how detectors are controlled to transport in the X-ray inspection device having the scan speed improvement structure of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram of an X-ray inspection device having a scan speed improvement structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view for explaining a structure for controlling the transport of a detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a block diagram for explaining the control system in the X-ray inspection device having the scan speed improvement structure of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an X-ray inspection device having a scanning speed improvement structure according to the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.The following embodiments combine the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be considered optional unless explicitly stated otherwise. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. Additionally, some components and/or features may be combined to form an embodiment of the present invention. The order of operations described in embodiments of the present invention may be changed. Some features or features of one embodiment may be included in other embodiments or may be replaced with corresponding features or features of other embodiments.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 부분, 장치 및/또는 구성 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 부분, 장치 및/또는 구성 또한 기술하지 아니하였다. 또한, 도면에서 동일한 도면 부호를 사용하여 지칭하는 부분은 장치 구성 또는 방법에서 동일한 구성 요소 또는 단계를 의미한다. In the description of the drawings, parts, devices, and/or configurations that may obscure the gist of the present invention are not described, and parts, devices, and/or configurations that can be understood at a level by those skilled in the art are not described. Additionally, parts referred to using the same reference numerals in the drawings refer to the same components or steps in the device configuration or method.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "···부" 또는 "···기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “comprise or include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary. do. Additionally, terms such as “···unit” or “···unit” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation. In addition, the terms "a or an", "one", "the", and similar related terms are used in the context of describing the invention (particularly in the context of the claims below) as used herein. It may be used in both singular and plural terms, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context.
본 발명은 기본적으로, 엑스레이를 방출하는 하나 이상의 튜브와, 샘플에 대한 엑스레이 이미지를 검출하되 상호 동기되어 이송되는 한 쌍의 디텍터를 포함하는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치를 제공한다. The present invention basically provides an
본 발명에서 엑스레이 검사의 대상인 샘플은 기판, BGA(Ball Grid Array), 반도체, 웨이퍼(Wafer), 배터리과 같은 피검사물일 수 있으며 상기 피검사물의 종류가 본 발명의 설명에 제한되지 않는다. In the present invention, samples subject to X-ray inspection may be inspection objects such as substrates, BGA (Ball Grid Array), semiconductors, wafers, and batteries, and the types of inspection objects are not limited to the description of the present invention.
또한, 디텍터들이 회전되는 이송경로를 가지는 것이라면 엑스레이 검사장비 또는 방식의 유형은 제한되지 않으며, 본 발명에 설명되지 않은 부분에 대해서는 공지된 다양한 엑스레이 검사장비의 기술이 적용될 수 있을 것이다. In addition, as long as the detectors have a rotating transfer path, the type of X-ray inspection equipment or method is not limited, and various known technologies of X-ray inspection equipment may be applied to parts not described in the present invention.
도 2는 본 발명의 개념에 따른 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치의 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram of an X-ray inspection device having a scan speed improvement structure according to the concept of the present invention.
소정의 스테이지에 튜브 및 디텍터가 구성되며 샘플에 대한 엑스레이 이미지를 획득함으로써 검사를 수행한다. 여기서 획득되는 엑스레이 이미지는 3D 또는 2D 일 수 있으며 그 유형이 한정되지 않는다. A tube and detector are configured on a predetermined stage, and the test is performed by acquiring an X-ray image of the sample. The X-ray image obtained here may be 3D or 2D, and the type is not limited.
일반적인 엑스레이 검사장비와 같이 상측에 엑스레이 튜브가 구성되고 디텍터가 샘플 하측에 배치될 수 있을 것이며 도시된 실시예들에서는 이러한 배치상태를 기준으로 설명한다. 그러나, 상기 배치에만 한정되는 것은 아니다. Like general X-ray examination equipment, an However, it is not limited to the above arrangement.
상기 튜브를 포함한 전체적인 구성의 실시예는 후술하기로 한다.Examples of the overall configuration including the tube will be described later.
본 발명의 개념에 따라 디텍터는 한 쌍으로 구성되며 하나의 원형 궤도를 따라 동기되어 이송된다. 따라서, 디텍터는 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)로 이루어질 수 있고, 디텍터 이송경로(2010)를 공유하고 있다.According to the concept of the present invention, the detectors are composed of a pair and are synchronized and transported along one circular orbit. Accordingly, the detector may be composed of a
상기 디텍터 이송경로(2010)는 원형의 궤도를 형성하고 있으며, 상기 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)의 기준위치는 상호 직경방향으로 배치되어 있다. 즉, 중심점(참조번호 미표시)를 중심으로 하여 제1디텍터(1210)와 제2디텍터(1220)가 대칭적으로 배치되어 있는 것이다. The
본 발명의 설명에서 디텍터가 회전된다고 함은, 상기 디텍터 이송경로(2010)를 따라서 중심점을 기준으로 회전하는 것을 의미한다. In the description of the present invention, saying that the detector is rotated means rotating about the center point along the
상기 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)는 하나의 원형의 디텍터 이송경로(2010) 구간에서 원주방향의 절반 이상의 경로를 이송하며, 이러한 이송 과정에서 각각 180도 이상의 영상을 획득하여 하나의 이미지를 조합할 수 있도록 한다. 이렇게 두 개의 디텍터가 360도 범위 전체를 커버하는 하나의 단계를 하나의 시퀀스로 정의하도록 한다. 다만, 상기 전체 회전경로는 360도에 한정되는 것은 아니며, 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)가 전체 원형 또는 원호의 일부 경로를 분담하고 있으면 족하다. The
상기 디텍터 이송경로(2010)의 반경은 설정에 따라 다양하게 이루어질 수 있으며, 경우에 따라 소정의 가이드부의 구조에 의하여 가변적일 수 있다. 이와 관련한 실시예는 후술하기로 한다. The radius of the
상기 디텍터들의 디텍터 이송경로(2010)에 대한 기준위치는 대략 무게중심 내지는 가이드부에의 결합위치일 수 있으나 두 개의 디텍터가 동일한 기준점을 잡는다면 이는 상기 설명에 제한되지 않는다.The reference position for the
제1디텍터(1210)의 기준위치가 디텍터 이송경로(2010)의 어느 한 위치에 놓여져 검사가 개시될 때 이를 개시위치(2011)로 정의한다. 도시된 실시예에서는 제1디텍터(1210)가 반시계방향으로 이송되며, 제2디텍터(1220)도 이에 동기되어 반시계방향으로 이송이 시작된다. 상기 방향은 화살표로 나타내었다. When the reference position of the
상기 이송 과정에서 튜브로부터의 엑스레이를 수신하여 이미지신호를 생성하여 소정의 컨트롤부로 전송하고 영상을 조합할 수 있도록 한다. 이렇게 하나의 시퀀스가 완료되는 지점을 종료위치(2012)로 정의한다. 이상적으로는 전체 경로를 360도로 정의한다면, 상기 종료위치(2012)는 개시위치(2011)로부터 180도 회전된 지점일 수 있으나, 두 개의 디텍터로부터의 이미지 조합시 오차 등을 고려하면 상기 종료위치(2012)는 개시위치(2011)로부터 180도 보다 더 회전된 회전위치를 가지는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 개시위치(2011)에 중심점을 기준으로 대칭되는 지점보다 더 진행된 각도(θ)에 종료위치(2012)가 형성되어 있다. During the transfer process, x-rays are received from the tube, an image signal is generated, transmitted to a predetermined control unit, and the images can be combined. The point at which a sequence is completed is defined as the end position (2012). Ideally, if the entire path is defined as 360 degrees, the end position (2012) may be a point rotated 180 degrees from the start position (2011), but considering errors when combining images from two detectors, the end position (2012) may be rotated 180 degrees from the start position (2011). 2012), it would be desirable to have a rotation position rotated more than 180 degrees from the starting position (2011). Accordingly, the
도 3은 본 발명의 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에서 디텍터들이 이송제어되는 방식을 설명하기 위한 도면들이다.Figure 3 is a diagram for explaining how detectors are controlled to transport in the X-ray inspection device having the scan speed improvement structure of the present invention.
도 3의 (a)에서는 예를 들어, 첫번째의 스캔 시퀀스가 이루어지는 과정을 나타낸다. 제1디텍터(1210)는 디텍터 이송경로(2010)에서 대략 2시 방향에 위치하여 있고 제2디텍터(1220)는 중심점을 기준으로 대칭되는 지점인 대략 8시 방향에 위치하고 있다. 상기 제1디텍터(1210)의 개시위치를 제1개시위치(2011a)로 정의한다. 반시계 방향으로 회전되는 과정에서 이미지의 수집이 이루어지며 하나의 시퀀스가 완료되며, 도 3의 (b)는 첫번째 시퀀스의 종료위치들을 나타낸다.Figure 3(a) shows, for example, the process of performing the first scan sequence. The
또한, 상기 도 3의 (b)는 두 번째 시퀀스의 개시위치를 의미할 수 있다. 따라서, 제1개시위치(2011a)로부터 시작되어 제1디텍터(1210)에 의하여 진행된 제1시퀀스의 종료위치는, 제1디텍터(1210)에 의한 제2시퀀스의 제2개시위치(2011b)가 되는 것이다. Additionally, (b) in FIG. 3 may mean the starting position of the second sequence. Therefore, the end position of the first sequence starting from the first start position (2011a) and progressed by the
상기 제2시퀀스의 회전 방향은 제1시퀀스와 마찬가지로 시계방향으로 연속되는 것을 고려할 수 있을 것이나, 구동계통의 구조적 단순성과 자유도를 고려한다면 선행되는 스캔 시퀀스와 반대되는 방향으로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 상기 방향성은 선택적이다. The rotation direction of the second sequence may be considered to be continuous clockwise like the first sequence, but considering the structural simplicity and degree of freedom of the drive system, it may be preferable to be in the opposite direction to the preceding scan sequence. However, the directionality is optional.
이러한 실시예를 따를 때, 제2시퀀스는 반시계방향으로 진행되며, 제2개시위치(2011b)에 배치된 제1디텍터(1210)는 대략 7시 방향에 위치하고 있다. 따라서, 제2디텍터(1220)는 중심점을 기준으로 이에 대응되는 대략 1시 방향에 위치하고 있음을 이해할 수 있을 것이다. According to this embodiment, the second sequence proceeds counterclockwise, and the
상기 과정은 연속되는 샘플의 검사과정에서 반복될 수 있을 것이다. The above process may be repeated during testing of successive samples.
종래기술의 경우 하나의 완전한 회전을 하기 때문에 구조적으로 더 단순하다고 보여질 수 있을 것이나, 하나의 샘플에 대한 스캔 완료 이후에 영점을 조정하여 스캔을 위한 획득을 준비하여야 하는 과정을 고려한다면 본 발명이 적용된다면, 상기 영점의 조정 과정이 불필요해진다. 즉, 하나의 스캔공정 완료 지점이 바로 다른 스캔공정의 시작지점이 되기 때문에 즉시적인 진행이 가능해지는 이점이 있음에 유의한다. In the case of the prior art, it may be seen as structurally simpler because it makes one complete rotation, but considering the process of preparing for acquisition for scanning by adjusting the zero point after completing the scan for one sample, the present invention If applied, the zero point adjustment process becomes unnecessary. In other words, note that there is an advantage in that immediate progress is possible because the completion point of one scanning process becomes the starting point of another scanning process.
또한, 디텍터가 쌍으로 구성되어 있기 때문에 절반(이상)만의 회전으로도 스캔이 완료될 수 있어 영점 조정에 소요되는 시간이 제거됨을 포함하여 하나의 시퀀스 완료의 시간이 종래에 비하여 절반 이하로 줄어들게 되는 것이다. In addition, because the detectors are composed of pairs, the scan can be completed with only half (or more) of rotations, so the time required for zero point adjustment is eliminated, and the time to complete one sequence is reduced to less than half compared to the conventional method. will be.
상기 스캔 시간의 단축은 경제성과 공정 전체의 신속성으로 이어질 뿐만 아니라, 피폭 시간 자체를 줄이기 때문에 샘플이나 신체에 미칠수 있는 바람직하지 않은 영향 가능성을 최소화시킬 수 있는 이점으로도 이어진다. The shortening of the scanning time not only leads to economy and speed of the entire process, but also leads to the advantage of minimizing the possibility of undesirable effects on the sample or body by reducing the exposure time itself.
도 4는 본 발명의 실시예에 다른 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에 대한 구성도들이다. Figure 4 is a configuration diagram of an X-ray inspection device having a scan speed improvement structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 제1실시예에서는 튜브가 단일로 구성되어 있다. 상기 엑스레이 튜브는 내부에 전자총과 타겟을 구비한 엑스선관이 사용될 수 있으며, 엑스레이를 방출하는 장치라면 그 유형은 제한되지 않는다. In the first embodiment of the present invention, the tube is composed of a single tube. The X-ray tube may be an X-ray tube with an electron gun and a target inside, and the type is not limited as long as it is a device that emits X-rays.
도 4의 (a)는 제1실시예를 나타내며, 상측에 튜브(1100)가 단일로 배치되어 있고, 엑스레이 빔영역 안에 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)와 그 디텍터 이송경로(2010)가 포함될 수 있다. Figure 4 (a) shows the first embodiment, in which a
도 4의 (b)는 제2실시예를 나타내며, 각각의 디텍터에 대응되어 튜브가 쌍으로 배치된다. 이 경우 제1디텍터(1210)에 대응되는 제1튜브(1110)와, 제2디텍터(1220)에 대응되는 제2튜브(1120)가 함께 이송된다. 상기 제1튜브(1110)와 제2튜브(1120)의 빔영역은 상대적으로 폭이 작고 이는 제1실시예보다 디텍터와 튜브 사이의 거리를 더 줄일 수 있음을 의미한다. Figure 4(b) shows the second embodiment, in which tubes are arranged in pairs corresponding to each detector. In this case, the
상기 제1튜브(1110)와 제1디텍터(1210)가 대응되어 이송되고, 제2튜브(1120)와 제2디텍터(1220)가 대응되어 이송되되, 제1디텍터(1210)와 제2디텍터(1220)가 상호 동기되어 이송되고 있음은 상기와 같다.The
다만 튜브와 디텍터들의 관계는 도시된 예에 한정되는 것은 아니며, 튜브와 디텍터가 다양한 각도를 형성하여 서로 대응될 수도 있을 것이다. However, the relationship between the tube and the detector is not limited to the example shown, and the tube and the detector may form various angles to correspond to each other.
도 5는 본 발명의 실시에에 따라 디텍터의 이송을 제어하는 구조를 설명하기 위한 평면도이다.Figure 5 is a plan view for explaining a structure for controlling the transport of a detector according to an embodiment of the present invention.
원형의 디텍터 이송경로(2010)를 형성하기 위하여 다양한 가이드 구조가 고려될 수 있다. 예를 들어, 원형의 레일, 체인, 벨트 등의 구조를 적용될 수 있다. Various guide structures can be considered to form a circular
도시된 실시예에서는 각 디텍터들이 2개의 축방향으로 이송되어 x-y 평면상 자유도를 가지도록 4축 직선형 가이드들이 조합되어 있는 가이드부(2100)가 구성되어 있다. 이러한 가이드부(2100)는 로봇암의 경우에도 준용될 수 있을 것이다. In the illustrated embodiment, the
상기와 같은 가이드부(2100)에 대해 각 축에 동력을 제공할 수 있는 구동부(2200)가 결합되어 있으며, 선형 이송의 동력제공을 위하여서는 공지의 동력발생 및 구동계통이 적용될 수 있을 것이다. A
이러한 구성에 따라 제1디텍터(1210)와 제2디텍터(1220)가 중심점을 기준으로 원호 방향으로 동기되어 이송될 수 있다. According to this configuration, the
상기와 같이 구성되는 경우 단순 고정형의 원형 가이드를 구성하는 경우에 대비하여, 디텍터 이송경로(2010)의 반경을 조정할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)가 샘플에 최적화된 이송 반경을 가지고 이송될 수 있는 것이다. When configured as above, there is an advantage in that the radius of the
도 6은 본 발명의 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에서 제어계통을 설명하기 위한 블록도이다. Figure 6 is a block diagram for explaining the control system in the X-ray inspection device having the scan speed improvement structure of the present invention.
컨트롤부(3000)는 튜브(1100)에 제어전력을 공급하고 엑스레이의 방출을 제어하는 튜브제어부(3100)와, 디텍터들로부터 이미지 신호를 수집하고 조합하여 영상을 생성하는 검출부(3200)와, 상기 디텍터 이송경로(2010)에서 제1디텍터(1210) 및 제2디텍터(1220)의 이송을 동기하여 제어할 수 있는 이송제어부(3300)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 튜브제어부(3100) 및 검출부(3200)는 공지의 엑스레이 검사장비의 구성이 적용될 수 있을 것이므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Since the
상기 이송제어부(3300)는, 도 5의 실시예와 같이 가이드부(2100) 및 구동부(2200)가 구성되는 경우 각 디텍터가 하나의 시퀀스에서 이송되는 과정을 제어하는 기능을 수행한다.The
경우에 따라 상기 이송제어부(3300)는 단일의 튜브(1100) 또는 제1튜브(1110)와 제2튜브(1120)의 이송을 함께 제어할 수도 있을 것이다. In some cases, the
한편, 상기 컨트롤부(3000)는 시퀀스판단부(3400)를 더 포함하여 각 샘플 검사의 시퀀스별 연속성을 제어하도록 한다. Meanwhile, the
도 3을 참고하면, 하나의 샘플에 대해 제1개시위치(2011a)로부터 제1시퀀스가 개시되어 대략 180°+θ의 구간을 각각 이송하여 소정의 종료위치에서 종료되면서 하나의 샘플에 대한 스캔이 완료된다. 상기 시퀀스판단부(3400)는 하나의 시퀀스에 대한 개시 및 종료에 대한 판단을 수행하며, 상기 제1시퀀스의 종료위치를 제2개시위치(2011b)로 설정하여 다음 샘플에 대한 스캔을 진행할 수 있다. 이러한 과정은 도 4의 (b)와 같이 튜브가 쌍으로 구성되는 경우에 준용한다. Referring to FIG. 3, the first sequence starts from the
추가적으로, 다수의 샘플에 대해 연속적인 검사과정이 있는 경우 각 시퀀스별로 교번하여 샘플의 크기나 형상이 변화하게 되는 경우 상기 시퀀스판단부(3400)는 이송제어부(3300)가 회전 반경을 서로 다르게 설정하도록 가변시킬 수 있을 것이다. 따라서, 상기 시퀀스판단부(3400)는 투입되는 샘플별로 한 쌍의 디텍터가 회전되는 반경을 자동적으로 변화시켜 스캔을 진행할 수 있으므로 공정 자동화의 효율성이 더욱 향상될 것이다. Additionally, when there is a continuous inspection process for multiple samples and the size or shape of the sample changes as each sequence alternates, the
상술한 본 발명의 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치에 의하여, 종래의 샘플 검사를 위한 택타임을 절반 이하로 감축할 수 있기 때문에 공정의 신속성과 경제성이 향상되는 효과가 있다.By using the X-ray inspection device having the scan speed improvement structure of the present invention described above, the tact time for conventional sample inspection can be reduced by less than half, thereby improving the speed and economic efficiency of the process.
또한, 하나의 스캔 과정 종료시 영점 세팅의 과정을 생략하고 연속적인 다음 스캔이 가능하여지기 때문에 연속 검사시 절차가 단순해져 시간의 단축에 더욱 기여할 뿐만 아니라 오류의 가능성이 제거될 수 있다.In addition, since the zero-point setting process is omitted at the end of one scan process and continuous next scans are possible, the procedure during continuous inspection is simplified, which not only contributes to reducing time, but also eliminates the possibility of errors.
또한, 시간의 절감으로 인하여 엑스레이에 노출되어 피폭 가능성이 최소화된다. Additionally, due to time savings, the possibility of exposure to X-rays is minimized.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail based on examples and accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content described in the claims described later.
1100...튜브 1110...제1튜브
1120...제2튜브 1210...제1디텍터
1220...제2디텍터 2010...디텍터 이송경로
2011...개시위치 2011a...제1개시위치
2011b...제2개시위치 2012...종료위치
2100...가이드부 2200...구동부
3000...컨트롤부 3100...튜브제어부
3200...검출부 3300...이송제어부
3400...시퀀스판단부
1100...
1120...
1220...
2011...starting
2011b...
2100...guide
3000...
3200...
3400...Sequence judgment unit
Claims (7)
상기 튜브로부터의 엑스레이에 대한 검출신호를 생성하고 원형의 디텍터 이송경로를 따라 이송되는 제1디텍터;
상기 튜브로부터의 엑스레이에 대한 검출신호를 생성하고 상기 제1디텍터에 대해 중심점을 기준으로 대칭적으로 배치 및 이송되되, 제1디텍터와 동기되어 원형의 디텍터 이송경로를 따라 이송되는 제2디텍터;
상기 제1디텍터 및 제2디텍터의 이송을 제어하는 컨트롤부;를 포함하고,
상기 제1디텍터 및 제2디텍터는,
튜브의 빔 영역 안에 이송경로가 포함되고, 하나의 샘플에 대한 스캔 과정에서 전체 회전 각도에 대하여 각각 180도 이상의 회전구간에 대한 영상을 획득하는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치.
A tube that emits x-rays to the sample;
a first detector that generates a detection signal for X-rays from the tube and is transported along a circular detector transport path;
a second detector that generates a detection signal for
It includes a control unit that controls the transport of the first detector and the second detector,
The first detector and the second detector are,
An X-ray inspection device that includes a transfer path within the beam area of a tube and has a scan speed improvement structure that acquires images for each rotation section of 180 degrees or more with respect to the entire rotation angle during the scanning process for one sample.
상기 제1디텍터의 종료위치는,
제2디텍터의 개시위치보다 더 회전된 각도를 가지는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치.
According to paragraph 1,
The ending position of the first detector is,
An X-ray inspection device having a scan speed improvement structure with a more rotated angle than the starting position of the second detector.
상기 컨트롤부는,
하나의 샘플에 대한 스캔 과정이 완료된 종료위치를 다음 샘플에 대한 스캔과정의 개시위치로 설정하는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치.
According to paragraph 1,
The control unit,
An X-ray inspection device with a scan speed improvement structure that sets the end position where the scanning process for one sample is completed as the starting position for the scanning process for the next sample.
상기 컨트롤부는,
하나의 샘플에 대한 스캔 진행시 제1디텍터 및 제2디텍터의 회전방향과 다음 샘플에 대한 스캔 진행시 제1디텍터 및 제2디텍터의 회전방향을 서로 반대방향으로 제어하는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치.
According to clause 4,
The control unit,
An X-ray device with a scan speed improvement structure that controls the rotation direction of the first detector and the second detector when scanning one sample and the rotation direction of the first detector and the second detector in opposite directions when scanning the next sample. Inspection device.
상기 컨트롤부는,
샘플의 유형에 따라 상기 디텍터 이송경로의 반경을 다르게 설정하여 제1디텍터 및 제2디텍터를 이송시키는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치.
According to clause 4,
The control unit,
An X-ray inspection device with a scan speed improvement structure that transfers the first detector and the second detector by setting the radius of the detector transfer path differently depending on the type of sample.
상기 튜브는,
상기 제1디텍터에 대응되는 제1튜브와, 제2디텍터에 대응되는 제2튜브로 이루어지는 스캔 속도 향상구조를 가지는 엑스레이 검사장치.
According to any one of claims 1, 3 to 6,
The tube is,
An X-ray inspection device having a scan speed improvement structure consisting of a first tube corresponding to the first detector and a second tube corresponding to the second detector.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102679089B1 true KR102679089B1 (en) | 2024-06-27 |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020501738A (en) * | 2016-12-21 | 2020-01-23 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Redundant weighting for short-scan eccentricity detector X-ray tomography |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020501738A (en) * | 2016-12-21 | 2020-01-23 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Redundant weighting for short-scan eccentricity detector X-ray tomography |
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