二種類のX線CTを使った非破壊解析

概要

自動車の電装化が進むにつれ、部品の採用車種や一台当たりの搭載部品点数が飛躍的に増大。開発段階においては、試作品の評価工数の短縮が、ますます要求されています。
従来、試作品の製造品質確認や信頼性評価は、破壊解析によるものが主流でしたが、工数もかかるうえに、問題が無かったとしても、一度破壊してしまった試作品や市場不良・工程不良品を元に戻す事は出来ません。
そこで、非破壊のままでも多くの有益なデータを得たい、直接目視できないモジュール内部の出来栄えを確認したい、信頼性試験による劣化調査を行いたい、といった要望が高まっています。

「クオルテック　名古屋品質技術センター」では、二種類のX線CTを導入。サンプルごとに適した機種を選択し、より良い観察の提案が可能です。クオルテックでは、今後も、開発段階の試作品や、市場不良品・工程不良品の非破壊解析サービスを強化していきます。

高分解能X線CTシステム「FF35 CT」について

X線CTシステムとは、様々な方向からX線透視データを撮影し、再構成することで、内部構図を立体的に把握でき、任意箇所の断面画像を得られる装置です。

「FF35 CT」は、厚みのある筐体も透過できる225kVのX線管と、高い分解能を持ち微細箇所の観察に適した190kVのX線管、二つのX線管を併せ持つCTシステムです。150nmまでの微細構造を認識できる高解像度観察が可能。また、積層物のCTに適したヘリカルスキャン機能も搭載しています。オプションとして、計測機能を保有しており、寸法測定も可能です。

＜主な分析用途＞
・はんだ接合部の状態観察（ボイド、クラックの有無）
・電子部品や電子機器内部の損傷状態調査
・パワーモジュール等の内部構造解析
・成型品や鋳造品内部の空隙有無調査

高分解能X線CTシステム「FF35 CT」装置スペック

・管電圧：①225kV　②190kV（X線管を2台搭載）
・認識解像度：①≦4μm　②≦150nm
・最大サンプルサイズ：直径300×高さ500mm
・最大サンプル重量：30kg
・寸法測定精度：8μm＋L/75mm（サンプル長さ）
　（VDI／VDE2630-1.3規格準拠）

斜めX線CT「Cheetah EVO」について

斜めCT（ラミノグラフィー）とは、サンプルを設置したテーブルを回転させ、斜め方向のX線透過画像を撮影し再構成することで、CTデータを構築する装置です。
X線管をサンプル設置用ステージまで近づけられるため、大型基板や両面冷却モジュールのような、薄く平面の広いワークでも高倍率で観察可能。また、アスペクト比による影響を受けにくい事も特徴です。
右の図は、両面冷却モジュールを模したサンプル（左下の図）に対し、X線透視と斜めX線CTの両方で観察した事例です。透視観察では、ボイドの有無と水平方向の位置は分かるものの、深さ方向の位置を把握できません。斜めX線CTを用いることで、深さ方向を何層もスライスした画像の取得が可能。どの層に、どのようなボイドがあるかを確認する事が出来ました。今回は、上のCu板とはんだの界面である「a層」に、より多くのマイクロボイドが発生している事が分かりました。

斜めX線CT「Cheetah EVO」装置スペック

・管電圧：25～160kV
・認識解像度：＜0.3μm
・幾何学倍率：2,240倍
・最大観察エリア：460×410mm
・アングル観察±65°