X光影像-X-Ray 穿透式X-Ray光管硬体差异介绍 【更新日期: 2023/12/19】
【更新日期: 2023/12/19】
在穿透式X-Ray的检测系统中，光管X-Ray Tube是非常重要的硬体设备，会直接影响到样品检测的能力、检测深度、分辨灰阶的差异…等等，同时也和待测物的缺陷大小有直接关系，简单的来说X-Ray Tube几乎可以决定这台穿透式X-Ray的好坏，以下我们就针对X-Ray Tube项目来进行介绍：
在穿透式X-Ray的检测系统中，光管X-Ray Tube是非常重要的硬体设备，会直接影响到样品检测的能力、检测深度、分辨灰阶的差异…等等，同时也和待测物的缺陷大小有直接关系，简单的来说X-Ray Tube几乎可以决定这台穿透式X-Ray的好坏，以下我们就针对X-Ray Tube项目来进行介绍：
一、 光管电压、电流及功率
- 光管电压：光管电压直接影响的是能否击穿样品，当然跟材料吸收特性以及厚度有关，一般来说元素周期表越往后所需要的电压会越强，当然也是有例外的。
- 光管电流：光管电流会影响的是样品成像的对比度，当两个材料吸收特性很接近时，通常不容易分辨出来，这时候可以改变电流让对比效果也就是灰阶程度加强，这样就更容易分辨出来。
- 光管功率：功率愈高在相同材料中的穿透深度越强，所以如果是一些比较大型的样品通常需要比较高功率的设备进行检测。
二、 光管类型
目前市场上的光管X-Ray Tube大致分为，开放式光管(Open Tube) & 封闭式光管(Close Tube) ★开放式光管：光管的所有组件和易损件都可触及并能方便替换。具一个涡轮分子泵(帮浦)不断抽真空保持X射线管内的真空度。开放式管头能够提供较高的解析度和放大倍率，而且没有寿命限制。
★封闭式光管：
光管的所有组件都密封在真空容器中。封闭式X射线管无需维护，但在损坏时需要整体更换。
封闭式光管 |
开放式光管 |
|
|---|---|---|
| 光管电压 | 无法长时间承受高电压 | 可以长期承受高电压 |
| 光管焦点 | Microfocus | Microfocus & Nanofocus |
| 光管分辨率 | 微米等级，一般>3μm | 奈米等级，一般<3μm |
| 焦物距 | 较远 | 较近(可达0.3mm) |
| 几何放大倍率 | 十倍至百倍 | 千倍 |
| 系统放大倍率 | 百倍至千倍 | 千倍至万倍 |
| 光管使用寿命 | 一般寿命约5000~8000小时 | 光管无使用寿命，仅需更换钨丝 |
| 光管耗材 | 整支光管本身就是耗材 | 钨丝平均寿命约250小时 (依使用状况而定) |
| 光管维护 | 客户无法自行更换，须由工程师更换 | 客户可自行更换钨丝，方便快速 |
| 光管成本 | 较低 | 较高 |
三、 光管焦点
光管的焦点大小会影响到的是【解析度的好与坏】，一般在考虑焦点大小的选择时，主要就是在看需要分析的缺陷大小，或是要看到多小的样品。例如：一般的电子产品主要就在看导通孔、PCB蚀刻状况、SMT制程中的焊锡湿润状况，这些测式使用Microfocus即可，但若需要分析到像半导体制程这样系小的零件以及缺陷，则需要使用到Nanofocus，所以如果光管的焦点越大，解析度就越差，反之焦点越小、解析度就越好。
焦点的大小会直接影响到在检测时成像的边缘效应，当焦点越大边缘效应会让成像时的边缘越模糊，导致无法明确地看出样品的问题或是缺陷问题，如果改用小焦点就可以明显改善这个问题，所以光管的焦点大小对于样品测试非常重要。
四、 靶材的类型
X-Ray的产生主要就是利用高压产生器产生高速的电子去撞击靶材，当高速电子撞击到靶材产生停止后，这些动能会转换成为约99%的热能以及1%的X-Ray，所以靶材的类型对于不同的样品也是有不一样的效果。一般而言X-Ray的靶材分为「定向靶」和「透射靶」两种。
- 定向靶：主要应用在高功率的光管使用上，如：锻造、铸造….等等金属工件类型的产品，这类的产品检测都需要使用高功率的光管，才能完全的穿透比较厚的样品。
- 透射靶：主要应用在高解析度的光管上，如：电子组装、半导体、电路板…等等电子产业的产品；这些产品大部分都属于比较小型的样品或是需要看到非常微小的缺陷(半导体金线接合)。
为什么高功率要选择定向把而非透射靶？原因在于当光管将电子束集中自靶材上，靶材会产生热能(如同一开始的X-Ray原理)，如果靶材选择较薄的透射靶很容易靶材就损坏，因为热无法有效的散出，所以需要使用比较厚的靶材再透过旋转靶材让热不会集中在一个地方。
以上大概是一般穿透式X-Ray Tube中的一些硬体特点和差异，主要是想让大家对于穿透式X-Ray有更多的了解如果需要进一步分析或了解欢迎来电。
以上大概是一般穿透式X-Ray Tube中的一些硬体特点和差异，主要是想让大家对于穿透式X-Ray有更多的了解如果需要进一步分析或了解欢迎来电。
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