3D X線
3D X-ray（高分解能3D X線顕微鏡）は、サンプルの回転を通じて多角度の画像を取得します。コンピュータを利用して三次元構造を再構築し、エンジニアが異なる角度から内部欠陥を観察できるようにし、さらには仮想スライス分析を行うことができるため、3D X-rayは複雑なパッケージ構造、TSV、MEMSコンポーネント、および多層PCBの分析においてより高い判読能力を持っています。
X線検査プロセスはサンプルを破壊しないため、3D X-rayはICパッケージング、MEMSデバイス、電子モジュールの故障分析において重要な非破壊検査ツールです。
3D X-ray 技術は主に以下のプロセスを通じて三次元画像を取得します：
-
サンプル回転スキャン：X線光源が試料を照射し、同時に試料が360°回転します。
-
多角度画像取得：異なる角度から大量のX線投影画像を取得する。
-
コンピュータ再構築演算：CT再構成アルゴリズムを通じて画像をスタックし、三次元ボリューム画像（3D Volume）を生成します。
-
三次元構造分析：任意の方向でのスライス分析（Virtual Cross Section）が可能であり、サンプル内部の構造や欠陥を観察できます。
この技術を通じて、パッケージ内部の構造を明確に識別できます。例えば、はんだ点の空洞（Void）、ワイヤの断裂、ボンディングの変形、TSV構造の欠陥、PCB内部のひび割れなどです。
-
マイクロエレクトロニクスと半導体
-
ICパッケージ内部構造検査
-
BGA / フリップチップ はんだ点欠陥分析
-
TSV構造欠陥検出
-
MEMS部品内部構造観察
-
-
電子と回路基板
-
PCB内部配線構造分析
-
はんだ点の空洞比率検出
-
はんだ不良とひび割れ検出
-
-
材料科学
-
材料の内部構造分析
-
孔洞と亀裂の分布観察
-
-
ライフサイエンス
生物試料の三次元構造観察
電子部品と半導体パッケージの検査において、2D X線と3D X線はどちらも一般的な非破壊検査技術に属し、両者はX線が材料を透過した後の画像コントラストを利用して内部構造を観察しますが、画像の表示方法と分析能力には明らかな違いがあります。
2D X-ray主に単一方向のX線でサンプルを透過させて平面画像を形成するため、画像には射線経路に沿ったすべての構造情報が含まれます。この方法は、BGAはんだボールの空洞、ワイヤーボンドの形状など、はんだ付け点、ワイヤー接続、パッケージ構造の迅速な検査に適しています。
これに対し、3D X-ray技術は試料を回転させて多角度のX線画像を取得し、コンピュータ演算を利用して三次元構造を再構築します。この方法は、サンプル内部構造と欠陥位置を明確に表示し、完全な立体情報を提供します。したがって、実務分析プロセスでは、通常、最初に利用されます。2D X-ray による迅速なスクリーニングさらに3D X-ray による詳細な構造分析と欠陥の特定。
| 比較項目 | 2D X-ray | 3D X-ray |
|---|---|---|
| 画像形式 | 二次元投影画像 | 三次元立体構造 |
| スキャン方式 | 単一角度透過 | 多角度回転スキャン |
| 画像情報 | 多層構造が重なっている可能性がある | 内部構造を層別に観察できる |
| 分析能力 | 迅速な検査に適している | 精確な欠陥の位置特定に適しています |
| 一般的な応用 | PCBのハンダ付け点、ワイヤー接続の観察 | TSV、MEMS、3D IC、パッケージング欠陥 |
-
図｜高解像度3D X線装置
-
図｜3D X-ray 光源と検出システムの配置で、回転するサンプルを通じて多角度の画像を取得できます。
MA-tek半導体材料分析と失敗分析の分野で多年の経験を積み、完全なパッケージ構造検査プラットフォームを構築しました。高解像度3D X線システムとクロステクノロジー統合能力を通じて、顧客により正確な欠陥位置特定と構造分析を提供できます。
- 高解像度3D構造分析：ナノからマイクロスケールの3D画像を取得でき、パッケージ内部構造、はんだ点の形状、材料界面を明確に示します。
- 非破壊による欠陥位置特定：試料を破壊することなく、パッケージ内部の欠陥、例えば、はんだボールの空洞、TSV欠陥、亀裂、またはワイヤーの断裂を観察することができます。
- 技術間の統合分析能力：さまざまな故障解析技術と統合でき、複数の技術を統合することで、完全な分析プロセスを形成できます。非破壊検査 → 欠陥位置特定 → 断面確認 → 根本原因分析
- 多様な先進パッケージ技術をサポートする：2.5D / 3D IC、TSV 構造、MEMS 部品、Flip-chip / BGA パッケージ、高密度 PCB など。
-
図｜ICパッケージとシステムモジュールの分析
(a) MEMS ICの三次元構造画像；(b) SMTシステム回路基板のリバースエンジニアリング
3D X-rayは電子モジュールの内部構造を完全に再構築し、エンジニアがパッケージと回路レイアウトを分析するのを支援します。
-
図｜パッケージングのワイヤー構造分析－銅線（Cu Wire）ワイヤー構造
3D X-rayを通じて、パッケージ内部の銅線の打線の形状と配置を明確に観察でき、打線の高さ、形状、および可能なリフティングや断裂の問題を観察できます。
-
図｜パッケージングワイヤボンディング構造分析－アルミワイヤボンディング（Al Wire Bonding）
X-ray画像におけるアルミワイヤの構造と接続状況。
-
図｜機構部品とパッケージの欠陥
(a) マイクロモーター構造；(b) ワイヤーリフティング欠陥
内部欠陥を分析できる機構と電子部品。
-
図｜PCBとTSVの構造分析
(a) PCB基板；(b) TSVボイド欠陥
3D X-ray は TSV 構造内の空洞や充填欠陥を明確に観察できます。
-
図｜PCB回路レイアウト3D X-ray画像
PCB内部配線と回路レイアウトの画像。
