什么是计算机分层成像（CL）？
计算机分层成像（CL）是一种面向平板零件和大型零件的 X 射线计算机断层扫描。它不是让零件绕垂直于射束的轴旋转，而是以倾斜角度扫描零件，因此 X 射线无需沿电路板或复合材料板的平面穿过。
CT 与分层成像对比
两者的区别在于旋转轴的倾斜：CT 中旋转轴垂直于射束，分层成像中则相对射束倾斜。
计算机断层扫描（CT）
计算机分层成像（CL）
计算机分层成像的原理
在传统 CT 中，零件绕垂直于 X 射线束的轴旋转一周，探测器在每个角度记录一张投影。对于平板零件，沿其平面传播的射线要穿过整个宽度，几乎没有光子能够透过，这些投影带来的是噪声和条纹，而不是信息。宽大的零件还会让射线源无法靠近，从而限制放大倍数。
分层成像让扫描轴相对射束倾斜，或让射线源和探测器沿平行于零件的路径移动。这样每条射线都斜穿零件，只穿过其厚度方向。探测器从这些倾斜方向记录数百到数千张投影，再由重建算法计算出三维体数据。倾斜角表示旋转轴偏离常规 CT 中垂直于射束的位置的程度。倾斜角为 0° 时，扫描就是常规的圆轨迹 CT。
代价是没有任何射线沿零件平面传播。一个锥形的方向范围始终未被测量，因此体数据在零件平面内清晰，而在深度方向较模糊。缺失的锥形范围随倾斜角增大而张开：倾斜越大，深度方向越模糊。
何时更适合使用分层成像
长宽比大的平板零件，例如印刷电路板、面板和晶圆。
太大而无法在设备内旋转的零件，或在高放大倍数下会与射线源相撞的零件。
大型零件中的感兴趣区域，例如整块电路板上的单个焊点或 CPU 插座。
以零件平面为关键的层状结构：焊点、过孔、键合、胶层和复合材料铺层。
分层成像的扫描几何
不同设备以不同方式实现倾斜照射，每种方式对重建提出的要求也不同。
传统圆轨迹 CT
原理: 零件绕垂直于射束的轴旋转 360°。对于紧凑的零件，这能提供最完整的数据。
局限: 对于平板零件，沿平面的射线几乎无法穿透，而且零件尺寸限制了射线源能靠多近。
倾斜旋转轴
原理: 零件在旋转台上转动，旋转台的轴相对射束倾斜，通常最多约 30°。不少实验室 CT 设备都提供这种扫描模式。
局限: 倾斜角越大，深度方向丢失的信息越多。零件仍需放得进旋转台和设备舱内。
探测器平移与直线扫描
原理: 零件保持不动或沿直线移动，射线源和探测器平行于零件移动。适合电路板和面板的在线检测。
局限: 观测角度范围比完整旋转小，因此深度方向的分辨率进一步下降。
机器人分层成像
原理: 两台机械臂带动射线源和探测器沿自由路径绕固定的零件运动。不受设备舱尺寸限制，路径也可以贴合零件。
局限: 机械臂的定位精度不及实验室 CT 的导轨，几何误差会让传统重建变得模糊。
分层成像结果
使用 Voxray QRT 重建的分层成像扫描细节。
Voxray QRT 如何重建分层成像数据
滤波反投影（FDK）是为圆轨迹扫描推导的。用于分层成像数据时，除了扫描几何本身带来的模糊之外，它还会产生额外的伪影。QRT 根据每张投影中射线源和探测器的实际位置进行重建，因此所有分层成像几何以及其他任意轨迹都能用同一算法处理。
扫描从未记录的方向，任何重建都无法测量。QRT 能从已记录的投影中获取最多的信息：它校正几何误差，避免焊料和铜产生条纹，并且不会产生欠采样伪影。
支持所有分层成像几何
倾斜旋转轴、探测器平移和机器人分层成像，以及任意自定义轨迹。
逐个投影的几何校正
机械臂和运动台的定位误差会在重建过程中自动校正。
更少的金属伪影
焊料、铜和引脚与周围的电路板在同一物理模型中重建。
直接读取扫描仪原始数据
QRT 可读取 Nikon、Waygate、Zeiss、Comet Yxlon、RX Solutions、Viscom 和 Techvalley 扫描仪的分层成像数据，自建系统可通过 Voxray 投影格式接入。
案例研究
主板的机器人 CT 分层成像
Omni NDE 使用其双机器人 CT 系统，以分层成像轨迹扫描了整块主板：30 µm 下共 17,689 张投影。QRT 校正了机械臂的定位误差，重建了整块电路板，从 CPU 插座到单个焊点。
阅读案例研究
关于分层成像的常见问题
CT 与分层成像有什么区别？
在 CT 中，零件绕垂直于 X 射线束的轴旋转。在分层成像中，旋转轴相对射束倾斜，或射线源和探测器平行于零件移动，因此射线以一定角度斜穿平板零件，而不是沿其平面传播。
计算机分层成像用于哪些场景？
用于 CT 难以扫描的平板零件或大型零件：已组装的印刷电路板、半导体封装、晶圆、航空领域的复合材料板，以及大型零件中的感兴趣区域。
为什么分层成像体数据在深度方向较模糊？
分层成像从不测量沿零件平面传播的射线。这一缺失的锥形方向范围会让深度方向的结构变模糊，而零件平面内保持清晰。减小倾斜角可以减弱这种效应，但射线会更贴近平板零件的平面传播，穿过更多材料。
分层成像比 CT 更快吗？
对于平板零件通常如此。每条射线只穿过零件的厚度而不是整个宽度，透过的光子更多，曝光时间可以更短；也不会把投影浪费在沿平面的射线上。具体快多少取决于零件和设备。
Voxray QRT 可以重建哪些分层成像数据？
QRT 支持倾斜旋转轴、探测器平移和机器人分层成像。它可读取 Nikon、Waygate、Zeiss、Comet Yxlon、RX Solutions、Viscom 和 Techvalley 扫描仪的分层成像原始数据，任意轨迹均可通过 Voxray 投影格式处理。
我可以用自己的分层成像扫描数据测试 QRT 吗？
可以。申请免费试用，在您自己的工作站上重建数据集；或选择重建服务，将数据集发送给我们，由我们为您重建。
用 QRT 重建您的分层成像扫描
通过免费试用，用您自己的分层成像数据体验 QRT，或与我们聊聊您的零件和扫描设备。