電解コンデンサのX線観察

経年劣化により不具合を起こしたアルミ電解コンデンサについて、
内部状態をX線CTにより確認を行ったのでご紹介します。

劣化品は電解液の分解等によるガスにより内部圧力が上昇し、
劣化が進むと圧力弁の開放により電解液が噴出する恐れがありました。

また、ゴムキャップの変形による気密低下で徐々に電解液が揮発し
最終的には容量抜けでオープン不良になると考えられます。

【概要】
■外観比較
・正常品と劣化品について、外観確認を行った
■X線CTによる内部比較
・正常品と劣化品について、X線CTによる内部観察を行った

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。 （詳細を見る）

当社が導入したYXLON製「Cheetah EVO」の付属機能をご紹介します。

「リフローシュミレータ」では、はんだ付け時のボイドの挙動など、
リアルタイムで観察が可能です。

リフローの条件出しやはんだの選定などに活用いただけます。

【特長】
■セラミックヒーター＆ランプ加熱
■対象サイズ：40ｘ40ｘ20mm
■最大設定温度：350度
■リアルタイムで観察が可能
■リフローの条件出しやはんだの選定などに活用可能

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X線透視・CT検査装置によるBGAはんだクラック解析事例をご紹介します。

電気的にオープンとなった基板のBGA接続部をX線透視で観察したところ、
BGAの接続部にクラックが発生している様子が確認されました。

また、X線透視観察にて確認されたはんだ接続部のクラックについて、
斜めCTで観察してみました。

斜めCTでは平面的な情報は綺麗に取れますが、はんだボールやボイドのような
球形は斜めCT特有の要因により、上下方向に延びたような形状になります。

はんだ接合界面に発生しているクラック情報を断面的に得ることは困難ですが、
基板を非破壊で観察できるというメリットがあります。

【解析事例】
■X線透視観察
■斜めCT観察
■直交CT観察
■断面観察

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表面実装型のLEDが過負荷で損傷する瞬間をX線透視観察で捉えた事例を
ご紹介します。

表面実装型のLEDを通電した状態で、電圧、電流を定格値から徐々に
上昇させ、過負荷により不点灯となった過程を撮影しました。

また、動画でも不点灯となった過程をご覧いただけます。

【LED不良観察事例】
■不点灯後
・溶融、断線
・ワイヤーのループ形状変化
・蛍光体の剥離
・ボイドの形状、サイズに変化

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X線透視・CT検査装置によるチップ抵抗の観察事例をご紹介します。

チップ抵抗は、セラミックスの表面に薄膜状の金属膜(抵抗体)が形成された構造で、
X線像で見られるL字状の線は抵抗値を調整するために施されたトリミング痕です。

CT観察では、所望の断層図を見れて立体的に観察できるため、解析に有効。

X線観察やCT観察で不具合箇所が見つかれば、断面観察や元素分析を行い、
原因を調査します。

【チップ抵抗の観察事例】
■CT観察
・所望の断層図を見ることが可能
・立体的に観察ができるため解析に有効

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マイクロフォン部品をX線透視観察＆直交X線CTで観察した事例をご紹介します。

MEMSチップやSiチップは透けてしまうので、微かにしか観察できません。
しかし、X線透視像では、ワイヤーボンディングの様子や実装基板の配線
パターンが観察できます。

直交CT像では、MEMSチップやSiチップが透視像に比べ、明瞭に観察できます。

また透視像は、各層が重なった状態での観察となりますが、CT像では
各層ごとの観察が可能です。

【マイクロフォンの観察事例】
■X線透視像
・ワイヤーボンディングの様子や実装基板の配線パターンが観察可能
■直交CT像
・MEMSチップやSiチップが透視像に比べ、明瞭に観察できる

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X線観察は、非破壊検査の1手法であり、解析・分析を行う上で始めに行う検査で、
実装基板、電子部品を始め、様々な部品、部材の初期観察に有効です。

またCT検査では、3次元的に構造を捉えることができるため、視覚的な判断が可能。

「Cheetah EVO」には、リフローシミュレータも搭載されているため、はんだ付け
時のボイドの挙動などリアルタイムで観察することができ、リフローの条件出しや
はんだの選定などに活用できます。

【装置スペック】
■YXLON製 Cheetah EVO
・X線発生器：マルチフォーカス透過型
・管電圧：25-160kV
・管電流：0.01-1.0mA
・管電力：64W
・附属機能：直交CT・斜めCT・リフローシミュレータ

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X線透視・CT検査装置による透過観察と画像処理技術の併用事例をご紹介します。

正常基板の透過X線像や不良基板の透過X線像では、配線が複雑に張り巡らされ
一見しても異常部は見つかりませんでしたが、画像処理により正常品画像と
不良品画像の差分を検出できました。

基板配線のパターン異常などでは広範囲の視野から不良個所の特定は困難ですが、
画像処理ソフトと併用する事で異常部の発見が可能となります。

【透過観察と画像処理技術の併用事例】
■画像処理により正常品画像と不良品画像の差分を検出
・NG品のX線透過像で白点個所を確認すると配線の断線らしき形状が
　確認された

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実装前のトグルスイッチ部品において、操作レバーが切り換わらない
不具合品が見つかりました。

X線で透視観察を行った結果、内部の金属板がズレている様子が
観察され、不具合の原因が判明しました。

当事例では、本来、金属板は中央の端子を軸にシーソーのように動き
回路を切り替える役目をするが、不具合品では金属板がズレているため、
レバーが反対側に切り換わらず、回路の切り替えができなくなっていました。

CT観察では3D像の他、X、Y、Z方向の任意のスライス断面像が得られます。

【観察事例】
■対象：トグルスイッチ
■観察方法：X線透視観察、直交CT観察
■不具合の原因：内部の金属板のズレ

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当資料では、当社で行ったX線透視やCT検査装置のさまざまな解析事例をご紹介しております。X線透視観察や斜めCT観察の「BGAはんだクラック解析事例」をはじめ、「表面実装LED」や「チップ抵抗の観察事例」などを掲載。

【掲載内容（抜粋）】
■BGAはんだクラック解析事例（X線透視観察）
■表面実装LED
■チップ抵抗の観察事例
■リフローシュミレータ
■マイクロフォンの観察事例（X線透視観察＆直交CT観察）...

★現在【X線透視・CT検査装置の事例集】を無料進呈中！
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実装基板に反り、たわみ、捻じれ等の応力が加わると、
MLCC（積層セラミックチップコンデンサ）内部にクラックが
生じることがあります。

また、内部で発生したクラックは電極に隠れている場合が多く、
外観からではクラックを確認することが出来ない場合があります。

そんな時はX線で確認してみてはいかがでしょうか？

【観察内容】
■斜めCT観察
　実装基板を破壊せず、そのままの状態でCTを行うことが可能
■直交CT観察
　部品の形状をそのままの状態で観察することが可能

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『Cheetah EVO』は、リフローシュミレータも搭載されているため、はんだ付け時のボイドの挙動などリアルタイムで観察することができるX線透視・CT検査装置です。リフローの条件出しやはんだの選定などに活用可能。当社は、当製品による「インダクタコイルの観察」をはじめ、「BGAはんだクラック解析」や「IC型コイルの観察」などの事例があります。

【装置スペック(抜粋)】
■X線発生器：マルチフォーカス透過型
■管電圧：25－160kV
■管電流：0.01－1.0mA
■管電力：64W

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。 （詳細を見る）

IC型コイルの観察事例をご紹介します。

X線による観察では、目的に応じた手法を用いる事で内部の構造を明確に
捉える事ができます。

透過観察では金属異物などを素早く捉える事ができ、CT観察では立体的に
任意の断面の像が得られる為、位置情報や形状が重要な観察に適します。

透過観察と異なりコイル配線の巻具合なども判断出来ます。

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インダクタコイルの観察（直交CT観察＋断面観察）事例をご紹介します。

動作不良が発⽣したインダクタコイルの中をX線CTで観察。

螺旋状に形成された配線の所々に異常形状が発⽣している様⼦が
確認されました。

X線CT観察では、3次元的に観察できるため、異常個所の状態がよく分かります。

また、異常個所を含む断⾯を機械研磨によって作製し、SEMによる観察を
実施しました。

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アイテスでは電子部品、実装基板、半導体、化合物半導体、パワーデバイス、
フィルム、樹脂成形品、太陽パネル、液晶ガラスなど
さまざまな部品・材料の断面を受託加工作製します。

また作製した断面の観察や分析を行い、不良解析や出来栄え評価などを
受託分析いたします。

【サービス一覧】
■機械研磨
■CP加工
■ミクロトーム
■FIB加工
■半導体拡散層の解析　など

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