磁場顕微鏡を用いた非破壊検査
Non-Destructive Inspection by Magnetic Field Microscopy

磁場顕微鏡は、試料を破壊せずに試料内部の電流から生じる外部磁場分布を測定し、数学的な処理を施して、電流経路を推測し可視化する技術です。
半導体や電子部品の不具合箇所の特定や、新素材の電流分布の測定に有効です。

原理

磁場顕微鏡の装置構成

磁場分布
再構成

2次元磁場
分布データ

制御
コンピュータ

XYZステージ
コントローラ

磁気センサ

XYZステージ

電流経路像
(明るい部分が電流経路)

磁場顕微鏡の装置構成

原理図

電流が作り出す
磁場分布を
磁気センサ(TMR)で測定

電流経路近傍の
磁場分布を再構成

磁場の変化が
大きい場所を電流経路と
推測して可視化

 (TMR: Tunnel MagnetoResistance)

特徴

金属皮膜下の電流経路可視化可能
低抵抗のショート箇所特定可能

矢印

さまざまな製品の電流経路可視化に対応可能
・半導体チップ  ・リチウムイオン電池

磁場電流の流れ
磁場:H={Hx(x,y,z), Hy(x,y,z), Hz(x,y,z)}

小型で低ノイズの
磁気センサ(TMR)を使用

矢印

電流経路を高分解能で
可視化可能

磁場電流の流れ

事例 磁場顕微鏡を用いた電流経路可視化

基板上のX、Y方向の磁場を測定し、磁場の変化が大きい箇所を電流経路と推測して可視化しました。

基板配線パターンの電流像    

基板配線パターン

磁場像

電流像

事例 磁場顕微鏡と3次元X線顕微鏡による非破壊解析

磁場顕微鏡で特定したショートなどの異常箇所を3次元X線顕微鏡(X線CT)で観察することにより、非破壊で詳細な原因解析が可能になります。
また、非破壊解析により断面加工後の電子顕微鏡による高分解能観察や分析までにかかる時間を大幅に削減することができます。

解析フロー

解析フロー 磁場顕微鏡による異常検出のあと3次元X線顕微鏡による観察

Ball Grid Array(BGA)ショート箇所観察

磁場顕微鏡と3次元X線顕微鏡による非破壊解析事例

水色枠線内で磁場変化が大きく、
ショート箇所を流れる電流の
存在を推定

設計上、電流経路がない場所に
磁場があれば、その部分に
ショート不良があると判断できます

BGAの透過X線像(a)への
電流経路像(b)の重ね合わせ

3次元X線顕微鏡像

 磁場顕微鏡により推測された電流経路像と3次元X線顕微鏡(X線CT)を組み合わせることで、これまで非破壊解析では困難であった低抵抗ショート不良の解析が可能になります。
3次元X線顕微鏡による非破壊解析画像
3次元X線顕微鏡像

[更新日:2017/09/04]

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