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X 線 CT は強力な非破壊検査手法ですが、一部の電子部品は X 線や電離放射線に敏感です。抵抗、コンデンサ、インダクタ、PCB 自体などの受動部品は電離放射線の影響を受けませんが、フラッシュメモリ、IMU、加速度センサーは 総電離線量（TID） の影響を受けます。TID は受けた電離放射線の累積量を示し、電子しきい値の変化、漏れ電流、タイミング変化、機能障害を引き起こす可能性があります。許容線量はデバイスによって異なるため、直接テストで閾値を確認するのが最善です。電子機器をスキャンする際は、検査目的を達成しつつデバイス性能への影響を最小化するために TID を理解することが重要です。   線量は以下を含む複数要因に依存します。
  •  スキャナーの線源エネルギー
  •  スキャン時間
  •  スキャン回数
  •  部品と線源の距離
  •  使用するフィルター量
線量率は高倍率（線源と対象の距離が短い）かつ高エネルギーで最大になり、低倍率（距離が長い）かつ低エネルギーで最小になります。以下のチャートは、能動電子デバイスの主要材料であるシリコンの吸収率を示し、倍率と線源エネルギーごとの吸収線量率の目安になります。    図 1. 190 kV と 120 kV の Neptune における電子機器の吸収線量率 以下の表は、一般的な電子デバイスの TID しきい値の目安です。
半導体デバイスの種類総電離線量しきい値（krads）
Linear2-50
Mixed Signal2-50
Flash Memory5-15
DRAM15-50
Microprocessors15-70
図 2. 表面実装フラッシュ IC の X 線検査の考慮事項。Infineon Technologies 001-98522 Rev. *C ref。

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電子機器スキャンのガイダンス:

  • 実務では、マルチマテリアル組立で生じるアーティファクトを抑えるため、ある程度のフィルタリングを行うことが一般的です。フィルタリングにより X 線量が減少し線量が下がりますが、通常はスキャン時間が長くなります。上記チャートを参考に、フィルタリングの影響を把握してください。
  • 倍率を上げると線量は増えますが、微細特徴の解像度が向上し、再スキャンが必要になるリスクを減らせます。
  • 部品を位置決めしたら、Auto Scan でスキャン時間を設定して他のパラメータを決定します。上記チャートと合わせてスキャン時間を設定することで、デバイスの TID を制御できます。 

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デバイスは安全か？ 実例

上表のとおり、デバイスごとに TID しきい値は大きく異なります。可能であれば、電子デバイスに対する X 線の影響を最も確実に評価する方法は、TID 限界を実験的に求めることです。以下の実例をご覧ください。  デバイス: フラッシュドライブ スキャン条件:
  • スキャナー構成: 190 kV
  • 線源から対象までの距離: 200 mm
  • フィルター: 0.5 mm 銅
  • スキャン時間: 3 時間
手順:
  1. 上記の線量吸収チャートを使って、スキャン条件での線量を算出します。この例では、190 kV Neptune、線源距離 200 mm、0.5 mm 銅フィルターです。吸収線量率は約 2 krad/hr となります。3 時間のスキャンでは 3 hr * 2 krad/hr = 6 krad となります。 図 3. 190 kV の吸収率プロットを用いて、想定スキャン条件の吸収線量率を特定する例
  2. デバイスを 1 krad 単位でスキャンし、その間に機能テストを実施します。この例では 30 分ごとのスキャンとなります。
  3. 機能テストで失敗するまで繰り返します。失敗時の TID が実験的に得られた線量限界となり、安全マージンを加えるべきです。このマージンは、同様の手順を繰り返して統計的に求めることができます。 
ご不明点があれば、いつでも support@lumafield.com までご連絡ください。