高分辨率板状构件三维显微层析成像关键技术研究

利用显微X射线三维层析(3D-μCT)检测技术，针对传统CT扫描方式无法对于板状构件进行层析的问题，提出一种射线倾斜扫描三维数字层析方法。为航空、航天、兵器、电子工业等领域内频繁使用的板状结构（蜂窝板、多层印刷电路板、BGA阵列等）的质量检测提供新的手段，该技术还可为集成芯片、多层PCB板内部结构信息的无损破译提供手段。以微米级分辨率图像再现被检工件内部质量信息，同时配合以图像匹配和特征识别技术，实现对不确定形态多余物的自动识别。攻克针对板状构件的锥束射线倾斜扫描层析成像关键技术难题，为板状构件内部结构成像、缺陷及异常检测提供高分辨率的层析成像方法，并形成一套面向工程化的技术单元。

本项目研究了适用于板状构件的锥束倾斜扫描方式，对三维CL(板状构件层析技术)系统扫描过程进行计算机模拟，在倾斜扫描条件下获取构件厚度方向上材质信息，然后利用此投影数据重建构件断层图像，推导了ART重建算法，比较了射线驱动方式与体素驱动方式重建的优缺点，在现有系统成像实验平台上进行了关键几何参数调试，分析了主要几何参数对重建精度的影响，提出了多质点最小二乘法椭圆拟合方法用于调整系统探测器扭转角，并进行了电路板、板状化石等典型板状构件实验，针对不完备数据算法及其在板状结构检测中的应用进行了研究，为解决工业中大量应用的板状构件常规CT无法进行检测的问题提供了技术积累。