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放射線
PCB/PCBAアセンブリ向けの高精度X線検査—BGA、QFN、CSP、マイクロ部品の内部に隠れた欠陥を検出します。はんだ接合部の完全性、ボイド（空洞）、部品の位置合わせをIPC-A-610準拠で確認します。
✅ 非破壊BGA/QFN/CSP検査
✅ ハンダのボイドおよび接合部の完全性分析
✅ IPC-A-610準拠の結果
✅ 迅速かつ詳細な検査レポート
✅ 量産時の生産不良リスクの低減
説明
自動X線検査とは何か？
PCBのX線検査は、自動X線検査とも呼ばれ、医療から航空宇宙製造に至るまでさまざまな業界で製造上の誤りを特定するために広く使用されています。X線は回路基板を損傷させることなくPCBの品質をテストし、隠れた欠陥を検出する優れた方法を提供するため、PCB検査では特に一般的です。
電子機器が小型化・複雑化するにつれ、BGAやQFNなどの部品でははんだ接合部がパッケージの下に隠れるため、自動X線検査（AXI）は組立工程において欠かせないツールとなっています。
AOIに対する主な利点
| AXIの利点 | AOIの限界を解決 | ||||
| 隠れた内部欠陥を検出 | 表面的な特徴のみを検査可能で、部品の下部を確認できない | ||||
| 非破壊検査—PCBAを検査する際に損傷を与えない | AOIと同じだが、AXIの貫通能力により検査範囲が広がる | ||||
| 微細ピッチ、小型部品に対して高い精度を実現 | はんだ接合部を覆う部品や微細ピッチの部品に対しては検査が困難 | ||||
| 3次元トモグラフィーを可能にし、多層PCBの層別検査を実現 | 2次元または擬似3次元の表面分析に限定される |
PCB/PCBA製造における主要な適用シナリジ
隠れた部品に対するリフロー後の検査
最も一般的な使用例—BGA、QFN、CSP、フリップチップデバイスなど、部品本体の下にのはんだ接続部が隠れており、AOIではアクセスできない場合のはんだ接合部の検査
高信頼性産業向け試験
自動車、航空宇宙、医療、軍用電子機器において必須です。たとえば、AXIは自動車用ECUのBGAはんだの空洞を検査し（IATF 16949規格に適合）、医療機器のPCBAにおける欠陥ゼロを保証します（ISO 13485に準拠）。
多層PCB内部検査
複雑な多層PCBにおける層間の短絡、ビアの位置ずれ、銅配線の不適切な配置などの内部欠陥を検出します。
障害分析
現場で故障したPCBAの原因分析に使用され、外観検査では見えない隠れた欠陥を特定します。
2D AXI 対 3D AXI
AOIと同様に、AXIは撮影機能に基づいて以下の2種類に分類されます。
・ 2D AXI：単一の平面X線画像を取得し、低密度PCBの基本的な検査に適しています。コスト効果的ですが、画像が重なったアーティファクトが生じる可能性があります。
・3D AXI（X線トモグラフィ）：計算トモグラフィを用いてPCBAの層状3D画像を生成します。重なりによるアーチファクトを排除し、はんだ接合部の体積／空洞率を正確に測定可能で、高密度・高精度エレクトロニクスに最適です。
X線検査システムはどのように機能するか？
X線検査装置（一般的に自動X線検査：AXIと呼ばれる）は非破壊検査（NDT）技術の一種であり、PCB／PCBAアセンブリ内部の隠れた欠陥を検出するためにX線を透過させます。AOI（表面の外観のみを撮影）とは異なり、AXIは異なる密度を持つ材料をX線が透過する特性を利用しており、BGA、QFN、フリップチップなどの密閉型部品の検査におけるゴールドスタンダードとなっています。
X線検査装置の動作プロセスは、以下の5つの主要な連続ステップに分けられます：
ステップ1：システムのキャリブレーションと基準設定
検査開始前に、システムはPCBAの設計仕様に合わせて設定されます：
・リファレンスデータのインポート：PCBのCADファイルまたは欠陥のないPCBAサンプル（ゴールデンサンプル）の画像を読み込み、許容されるはんだ接合部の形状、体積、部品位置のベンチマークを設定します。
・X線パラメータの調整：PCBAの厚さや部品密度に応じて、X線の線量、電圧、電流を微調整します。より厚い基板や高密度の部品には、十分な透過性を確保するために高い電圧が必要です。
・欠陥許容閾値の設定：はんだボイドのサイズやはんだボールのずれなど、許容される欠陥範囲を定義し、誤検出を防ぎます。
ステップ2：X線の照射と透過
このシステムの中心にあるのはX線発生装置であり、検査対象のPCBAに向かって低線量の制御されたX線ビームを照射します。
PCBAは精密コンベアまたはステージ上に配置され、スキャン中の位置安定性が確保されます。
X線がPCBAを透過します。物質はその密度に応じてX線を異なる程度で吸収します。
・高密度材料：X線を多く吸収するため、最終画像では暗い領域として現れます。
・低密度材料：X線の吸収が少なく、最終画像では明るい領域として表示されます。
3D AXIシステムの場合、PCBAまたはX線源を複数の角度で回転させ、多方向からの透過データを取得します。
ステップ3：画像取得と信号変換
X線源の反対側に配置された高感度X線検出器が、PCBAを通過した後の減衰したX線信号を検出します。
検出器はX線エネルギーを電気信号に変換し、その後デジタルグレースケール画像に変換されます。
・2D AXIの場合：PCBAの内部構造が重なった状態で表示される単一の平面画像が生成されます。
・3D AXI（X線断層撮影）の場合：異なる角度からの複数の2D画像を再構成アルゴリズムで統合し、PCBAの層状3Dモデルを作成します。これにより画像の重なりが排除され、断面画像の取得が可能になります。
ステップ4：画像解析と欠陥検出
これはシステムの知能的な中核であり、ソフトウェアアルゴリズムが取得した画像を事前に設定された基準画像と照合して分析する部分です。
・2D AXI解析：PCBA画像のグレースケール分布をゴールデンサンプルと比較します。暗点（はんだ過剰）や明点などの異常を潜在的な欠陥として検出します。
・3D AXI解析：3Dモデルを使用して正確な寸法を測定します。微小な変動と重大な欠陥を区別することが可能です。
・欠陥の分類：システムは欠陥をその重大度に応じて分類します。
クリティカル：BGAピン間のはんだブリッジ、大きなボイド、はんだボールの欠落。
メジャー：はんだボールのわずかな位置ずれ、小さなボイド。
マイナー：機能に影響のない外観上の問題。
ステップ5：結果の出力と対応可能なレポート作成
解析後、システムは製造チーム向けに明確でトレーサブルな結果を生成します。
・欠陥の可視化：欠陥の正確な位置をPCBA画像または3Dモデル上に表示し、容易に特定できるようにします。
・詳細なレポート作成：欠陥の種類、場所、重大度、コンプライアンス状況を含むログを作成します。このデータはプロセスの最適化と品質のトレーサビリティのために保存されます。
・検査後のルーティング：PCBAは、欠陥が検出された場合、自動的に修理ステーションに送られ、欠陥が検出されない場合は次の生産工程に進みます。
