Cheng-En Ho ‘s 3D X-ray CT Fixture wins gold award in 2016 Taipei INST 元智大學2016年台北國際發明展大放異彩 何政恩研究團隊之「三維X光斷層掃描裝置式夾具結構」獲金牌

Professor Cheng-En Ho (何政恩) from Dept. of Chemical Engineering and Materials Science sweeps two gold and one bronze awards in Taipei Int’l Invention Show & Techomart (INST).

Ho ‘s 3D X-ray CT Fixture is an innovative technology promoting detective quantum efficiency of Internal microstructure in microelements, such as chips, printed circuit board, and BGA defects.  The technology has received two patents in Taiwan and USA and transferred to SST.  Ho’s research team has applied the innovation to DAGE 3D X-ray CT inspection equipment(DAGE 7600NT-100).

【本報訊】

(何政恩教授與展出作品合影/照片由何政恩提供)

元智大學團隊日前參加2016台北國際發明暨技術交易展，獲得1鉑金、3金、1銀、3銅，共計8獎項之佳績。其中元智大學化材系教授何政恩研究團隊囊括2金1銅之殊榮。

X射線(X-ray)是一種波長(wavelength)範圍在0.01奈米(nanometer)到10奈米間的電磁波，由德國物理學家威廉·倫琴(Wilhelm Röntgen)於1895年所提出，迄今已廣泛被用於醫學檢查、機場安檢、太空探索、及科學研究等不同領域。以波長0.1奈米作區隔，X射線一般又可再細分為硬X射線(hard X-ray)及軟X射線(soft X-ray)兩種。一般而言，前者(硬X射線)小於0.1奈米，後者(軟X射線)則大於0.1奈米。硬X射線由於具有高穿透性，故也常用來“透視”物體內部之微結構，是一種相當方便的非破壞性(non-destructive)檢測光源。

何政恩表示，三維X光電腦斷層掃描(three-dimensional X-ray computed tomography, 3D X-ray CT)技術是一種以X射線透視物體內部結構，並輔以電腦影像處理之三維影像技術。該技術運作原理主要係透過將檢測件固定於夾具上，接著將其進行360°旋轉，並藉由X光穿透影像(X-ray projection)擷取器(例如：感光耦合元件charge-coupled device, CCD)，以收集檢測件不同角度的穿透影像。最後，再將各角度所拍攝的X光穿透影像，利用電腦影像處理重建出檢測件之三維影像，故可以非破壞性方式來進行物體各斷層之微結構分析。

何政恩說，如何讓檢測件於斷層掃描(tomography)分析時能始終維持於旋轉軸心(rotation axis)，是斷層掃描分析成敗的關鍵因素之一，這對亟需進行“高倍率”的顯微斷層分析尤是如此。在商業運用上，一組高品質(高倍率)的三維X光顯微斷層掃描影像，由於旋轉軸心定位關係，分析時間大多很長，超過1天以上的分析也是常有的事。為了提升分析效率，研究團隊運用三維X光斷層掃描的可調式裝置結構(如圖1所示)來解決這個擾人問題。

此一發明僅需將檢測件固定於可調式裝置結構上，再透過連接裝置的調整，即可快速將檢測件調整至最適之檢測範圍內(旋轉軸心)。可大幅提升三維X光斷層掃描之使用效率。就實務經驗來說，一組高品質之三維X光斷層掃描影像所需時間將可大幅縮短，由原先可能長達一天以上，縮短為數小時內即可達成，大幅增進分析效率。

此創新技術將有助於提升微小元件之內部微結構的檢測效率(如晶片、印刷電路板、BGA錫球缺陷)，目前此技術已取得中華民國(I545316)及美國(US9194822B2)兩項發明專利，並已技轉給實密科技(元智大學技術轉移編號：RD1030282)。該研究團隊更曾多次將其成功應用於英國DAGE三維X光斷層掃描機台(型號：DAGE 7600NT-100)上。日前這項發明則榮獲2016年台北國際發明展「金牌」的肯定。
（(a) 三維X光顯微斷層掃描(three-dimensional X-ray computed tomography, 3D X-ray CT)之可調式裝置結構; (b)電子封裝之晶片接點的3D X-ray CT，藉由laboratory X-ray light source亦可清楚、快速分析出微小晶片接點的材料缺陷(Photo source: Scripta Materialia, vol. 114, pp. 79–83, 2016)）