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事例紹介

  • 分析・故障解析2014/09/27

X線透過観察(不良箇所の早期発見)

クオルテックのX線透過観察

非破壊検査の中で最も代表的なものが、このX線顕微鏡を使った透過観察です。クオルテックで使用しているX線顕微鏡は、重さ5kg、幅440mm×長さ500mm×高さ130mmまでの試料の観察が可能。大きなサイズのプリント基板も一度に検査する事が出来ます。またX線検出器を最大70度まで傾斜でき、焦点寸法が最小で0.25μmと微小なため、多層パッケージ基板内で重なり合い、上面からは見づらいボンディングワイヤーの状態を、一本一本はっきりと観察できます。
この他にも、BGAの接合面の状態、ボイドの有無、配線パターンの確認、BGAバンプの直径・真円率・ボイド率などの自動計測も可能です。弊社では、数多くの故障事例を見てきた分析担当者が観察を担当。最適な条件を設定し、これまで見る事の出来なかった箇所の観察、よりクリアな写真を提供しています。また、不良箇所を推測しながら的を絞って観察できるので、素早く結果を報告し課題の早期解決に貢献致します。
右図は、スルーホールの断線箇所を特定した事例です。これが、めっき不具合(製造不良)に起因する断線である事まで解明できる点が、クオルテックの最大の強みです。

X線透過観察(不良箇所の早期発見)

X線透過観察の原理および目的

X線透過観察装置は、一般に、タングステンの陰極(フィラメント)および陽極(ターゲット)から構成される2極管構造のX線源およびX線検出器から構成され、観察対象は線源と検出器の間に配置します。X線源の陰極側で発生させた熱電子を数十KVの高電圧で加速し陽極側に衝突させることで陽極側よりX線を発生させます。一般に、X線は光と同じ電磁波で波長が1pm - 10nm程度です。波長が短いため、通常の可視光より光の粒子的な性質が優位となり、直進性が高く、また、物質透過性も強くなります。X線を材料に照射した場合、一部が透過し、残りは物質に吸収されます。吸収の程度は、材料の厚さ、密度などに依存します。すなわち、材料が厚くなると、吸収されるX線が多くなるので、透過される量が減ります。また、材料の密度が高くても同様の現象が起こります。そこで、発生させたX線を観察対象に照射し、透過してきたX線の減弱を検出器により電気信号の強弱に変換し、画像化します。得られた観察対象のX線透視像により材料の密度差・構造・欠陥等の観察を行います。

X線透過観察(不良箇所の早期発見)

X線透過装置によるプリント基板のCAF観察事例

画像は、CAF(Conductive Anodic Filaments)によりショートした箇所のX線画像です。このように、非破壊で内部を観察することができます。

X線透過観察(不良箇所の早期発見)

BGA不良

右の図の黄色矢印部分では、はんだフィレットが確認されるが、赤矢印の部分では、はんだフィレットが確認されなません。断面写真で合わせて確認すると、はんだ不良が確認されました。この他にもBGAはんだ部のボイドも確認できます。

X線透過観察(不良箇所の早期発見)

クオルテック所有のX線透過装置

【YXLON Y.Cheetah】
・最大管電圧:160kV
・最大出力:64W
・認識解像度:<0.5μm
・最大サンプルサイズ:460×410mm
・最大幾何学倍率:3,000×
開放管式のマイクロフォーカスX線管搭載により透視画像を数千倍の幾何学的拡大率で観察可能。

X線透過観察(不良箇所の早期発見)

まとめ

倍率100倍なら試料全体の部品構成、1,000倍ならワイヤーの断線や配線パターンの断線などの観察が可能です。薄くて小さすぎる試料は、X線エネルギーの吸収が少ない為、他の箇所とコントラストの差異がつかないことから観察が難しくなります。当社では、お客様の製品をお預かりし、X線観察に最適な試料作製の段階からサービスを提供しております。また、観察の立ち会いにも対応可能ですので、お気軽にお問い合わせ下さい。

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