エレクトロニクス・半導体の CT 検査
はんだ接合部、ビア、ワイヤボンド、ハイブリッドボンドは小さく、高密度で、部品の内部に隠れています。Voxray QRT はエレクトロニクスの CT スキャンを金属アーティファクトを抑えて再構成し、基板全体のためのラミノグラフィに対応し、先端パッケージのサブミクロン構造を解像します。
エレクトロニクスのスキャンが難しい理由
X 線 CT は、電子アセンブリを切断せずに内部を 3D で示します。2D X 線検査は基板の表面と裏面を 1 枚の画像に重ねてしまい、断面研磨は 1 つの面しか示さず部品を破壊します。
エレクトロニクスは CT 再構成にとって最も難しい条件がそろっています。はんだ、銅、タングステンが樹脂、シリコン、基板材料のすぐ隣にあるため、ビームハードニングや金属ストリークがまさに検査したい領域を覆います。基板は幅広く平らなため、円軌道スキャンでは X 線が基板の幅全体を通過します。さらにパッケージの世代ごとに構造は小さくなり、スキャンは高倍率・少ない光子・大きなノイズの条件で行われます。
QRT が違いを生む場面
複数材料の部品：はんだや銅の隣にある樹脂、接着剤、ボイドが見えたまま残ります。
基板全体：ラミノグラフィとロボット CT で、円軌道スキャンに収まらない実装基板をスキャンします。
先端パッケージ：ハイブリッドボンドや再配線層のサブミクロンのボイドや位置ずれ。
スキャン時間の短縮：ノイズの多い高速スキャンでも、ノイズ除去によりきれいなボリュームが得られます。
代表的な検査項目
各検査で CT が示すものと、従来の再構成にとって難しい点。
はんだ接合部のボイド
CT が示すもの: BGA、QFN、パワーモジュールの各接合部にあるボイドのサイズ、数、位置を、1 枚の画像に重ねるのではなく 3D で示します。
難しい点: ボイドは高密度のはんだの内部にあり、ビームハードニングや隣接する接合部からのストリークがその輪郭をぼかします。
ヘッド・イン・ピローと濡れ不良
CT が示すもの: BGA ボールがパッド上のペーストと実際に接合しているのか、触れているだけなのか。
難しい点: 隙間はわずか数マイクロメートルで、2 つの高密度部分の間にあるため、高い分解能と少ないアーティファクトが必要です。
コネクタとインサート成形部品
CT が示すもの: 金属ピンやインサートの間の樹脂にあるボイド、隙間、異物。
難しい点: 金属ストリークが樹脂を覆います。当社のコネクタのケーススタディでは、フィルタ補正逆投影では見えなかったボイドを QRT が解像しました。
ワイヤボンドとリードフレーム
CT が示すもの: パッケージ化されたチップのワイヤ流れ、断線や剥離したボンド、モールド樹脂内のボイド。
難しい点: 細いワイヤが高密度のリードフレームやダイアタッチの隣を通るため、その上にストリークが生じます。
ビア、配線、層間剥離
CT が示すもの: ビアのバレルクラック、基板の層構造、層間の剥離。
難しい点: 大きく平らな基板は円軌道 CT に不向きです。ラミノグラフィでスキャンできますが、それに対応した再構成が必要です。
ハイブリッドボンドとマイクロバンプ
CT が示すもの: 先端半導体パッケージにおけるサブミクロンのボイド、密度のばらつき、位置ずれ、剥離。
難しい点: 光子束の限界でのナノ CT が必要です。スキャンには数時間かかり、その間に試料がドリフトします。
比較
当社のケーススタディのスキャンで、従来の再構成と Voxray QRT を比較します。スライダーをドラッグして比較してください。
エレクトロニクスに QRT を選ぶ理由
QRT は多色 X 線スペクトルと測定の物理をモデル化します。はんだ、銅、その周囲の材料を 1 つのモデルで再構成するため、フィルタ補正逆投影のストリークがそもそも生じません。
同じアルゴリズムで円軌道スキャン、ラミノグラフィ、ロボット CT を再構成し、投影ごとにジオメトリ誤差と試料のドリフトを補正します。マザーボード全体から、プロセッサから切り出したサブミリのピラーまで対応します。
金属アーティファクトの低減
はんだ、銅、ピンの隣にあるボイド、隙間、樹脂が見えたまま残ります。
基板のためのラミノグラフィ
大きく平らなアセンブリ向けに、傾斜回転軸、検出器シフト、ロボットラミノグラフィに対応。
ドリフト補正
ジオメトリ誤差と試料のドリフトを再構成中に補正します。長時間のナノ CT スキャンでは特に重要です。
お使いの検査装置
QRT は Comet Yxlon、Nikon、Nordson、Viscom、Waygate、Zeiss など、主要メーカーすべての生データを読み込みます。
エレクトロニクス・半導体のケーススタディ
先端パッケージから基板全体、コネクタまで。
エレクトロニクスにおける CT についてのよくある質問
エレクトロニクスで 2D X 線検査ではなく CT を使う理由は？
2D X 線はビームに沿ったすべてを 1 枚の画像に重ねるため、基板の表面と裏面の接合部やその内部のボイドが重なって見えます。CT はそれらを 3D で分離し、各接合部と各層を個別に示します。
CT で実装基板全体を検査できますか？
はい。幅広く平らな基板を斜めからスキャンするラミノグラフィやロボット CT を使います。当社のマザーボードのケーススタディでは、QRT がロボットラミノグラフィのスキャンからマザーボード全体を 30 µm で再構成しました。
はんだや銅が CT でアーティファクトを生むのはなぜですか？
周囲の樹脂や基板材料よりもはるかに多くの X 線を吸収するためです。ビームハードニング、光子欠乏、散乱によってこれらの光線に沿ったデータが矛盾し、フィルタ補正逆投影はその誤差をストリークとして断面全体に広げます。
CT でハイブリッドボンディングの構造を解像できますか？
はい、ナノ CT を使えば可能です。当社のハイブリッドボンディングのケーススタディでは、QRT が直径 3 µm のボンディングパッドとサブミクロンのボイドを 239.8 nm の分解能で解像しました。これは 400 nm の X 線スポットで決まる 200 nm の限界に近い値です。
QRT は自社の X 線検査装置で使えますか？
QRT は Comet Yxlon、Nikon、Nordson、Viscom、Waygate、Zeiss など、主要な CT メーカーすべての生の投影データを読み込みます。独自に構築した装置ではオープンな Voxray 投影フォーマットを利用できます。
自社のスキャンで QRT を試せますか？
はい。無料トライアルを申し込んで、ご自身のワークステーションでデータセットを再構成するか、再構成サービスを選んでデータセットをお送りいただければ、当社で再構成します。
QRT でエレクトロニクスを検査
基板、コネクタ、パッケージのスキャンを無料トライアルで再構成するか、検査の課題についてご相談ください。