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2D X線

2D X線検査

半導体パッケージングと電子組立プロセスにおいて、多くの重要な構造が部品内部に存在します。例えば、はんだ接合（Solder Joint）、ワイヤボンド（Wire Bond）、銀ペースト（Silver Paste）、およびリードフレーム（Lead Frame）です。これらの内部構造に空洞、接触不良、または構造異常が発生すると、部品の信頼性と製品の歩留まりに直接影響を与えます。

2D X-ray（Two-dimensional X-ray Inspection）破壊せずに試料を観察するために、高エネルギーで金属ターゲットを衝突させて発生するX線は透過特性を持ち、このイメージング特性を利用して先進パッケージ内部に空はんだ、HIPまたはHopなどの現象が存在するかどうかを判断することができます。また、このツールを使用してパッケージ内部に断線や深刻な溶融などの欠陥があるかどうかを迅速に確認することもできます。

2D X線技術原理

X線透過画像を利用して、部品内部の構造を観察する

X線検査の基本原理は、X線が検査対象物を透過することを利用しています。X線が異なる材料を通過する際、材料の密度や原子番号が異なるため、その吸収能力も異なります。サンプルを通過したX線は、画像検出器によって受信され、可視画像に変換されます。画像内では：

密度が高い金属材料（銅、金、スズなど）は、より深いコントラストを示します。
密度が低い材料（例えば、封止樹脂）は、より明るい画像を示します。

この密度の違いを通じて、ICパッケージの内部構造を明確に観察することができ、例えば、配線経路、はんだ点の形状、内部の空洞などの欠陥を確認できます。

2D X-ray 分析の応用

PCB 組立欠陥検出
2D X-ray 装置は PCB 組立検査に特に適しており、はんだ付け品質と部品接合状態を迅速に判断できます。例えば：
- 能動素子と受動素子のはんだ付け状態
- はんだ点の空洞（ボイド）比率分析
- BGA / QFN はんだボール構造検査
- PCB 組立欠陥の特定
電子部品内部構造検査
2D X-ray は、さまざまな電子部品の内部構造観察にも使用できます。例えば：
- センサー（Sensor）
- リレー（Relay）
- ヒューズと熔線（Fuse）
- コイルと巻線（Coil / Winding）
- ICパッケージとダイアタッチ（Die Attach）
- Wire Bond ワイヤーボンド構造

MA-tek 2D X線分析の優位性

MA-tekは半導体材料解析および故障解析の分野に長年注力し、完全なパッケージおよび構造検査プラットフォームを構築しています。X-ray 検査においては、MA-tek は複数の解析技術を組み合わせ、より完全な欠陥位置特定能力を提供し、内部構造検査 → 欠陥位置特定 → 微視分析 → 根本原因判定の完全な分析プロセスは、顧客が製品の品質を迅速に把握し、信頼性を向上させるのを支援します。

MA-tekは複数の高解像度X線検査装置を導入し、さまざまなパッケージおよび電子部品に対して非破壊検査サービスを提供しています。高解像度X線イメージングシステムを通じて、パッケージおよびはんだ構造の状態を正確に観察できます。

Feinfocus FXS-160.40 TIGER X-RAY
Dage XD7600NT X-ray Inspection System

図｜Feinfocus FXS-160.40 TIGER X-ray システム
図｜X-ray 検査操作と画像制御インターフェース
図｜Dage XD7600NT X-ray 検査システム

2D X-ray 検査画像の例

図｜ICパッケージ内部構造X線画像

パッケージ内部のワイヤーボンドと結晶構造を観察し、接触不良や構造異常が存在するかどうかを検査します。
図｜電子部品内部欠陥 X-ray 画像

はんだ点の空洞、はんだ付けの異常や材料の欠陥などの問題を示し、エンジニアが構造の異常位置を迅速に特定できるよう支援します。

図｜多角度傾斜X線検査

(a) 0° 傾斜、0° 回転 (b) 55° 傾斜、45° 回転 (c) 55° 傾斜、135° 回転 (d) 55° 傾斜、225° 回転 (e) 55° 傾斜、315° 回転

異なる傾斜と回転角度で観察することで、はんだ点構造や内部欠陥をより明確に識別できます。

図｜2D X-ray 検査結果

(a) 先端パッケージ底部のはんだボール分布画像。局所領域におけるボイド (void) やはんだ接合異常の状況を観察できます。
(b) パッケージ内部の配線と部品構造のX線画像で、局所的な金属領域の密度異常が表示され、HIP/HOPまたは材料の不均一な堆積が疑われる。
(c) チップエリアのはんだ点の配置画像、一部のはんだボールのコントラストが不一致で、はんだ付け不良または内部空洞欠陥が存在する可能性を示しています。
(d) パッケージの側面断面画像では、内部の金属層に変形や局所的な陥没が見られ、断線や局所的な焼融による構造異常が疑われる。