電子基板のCT検査とは？

電子基板のCT検査とは、産業用X線CTで基板の内部を3D断面として可視化する非破壊検査です。はんだ接合部のボイドやクラック、多層基板の内部配線やビアの状態まで、基板を切断せずに確認できます。ここではCT検査で具体的に何が見えるのかを解説します。

電子基板における産業用CT検査の仕組み

電子基板のCT検査は、基板をあらゆる方向から撮影した投影データを再構成し、内部を3D断面として観察する手法です。任意の高さ・角度で断面を切り出せるため、部品の下に隠れて直視できないはんだ接合部や、積層された内層のパターンまで追跡できます。

2D X線透視（一方向からの透過画像）は、短時間で広い範囲を確認できる一方、厚み方向の情報が重なって1枚の画像に投影されます。上下面の部品や複数の層が重なると、どの高さで異常が起きているのかを切り分けられません。CTは厚み方向を分離して断面として確認できる点が、電子基板の内部検査で有効に働く理由です。実装基板を上面から下面まで100〜300層の水平断面として出力できる装置もあり、上下面を分離したうえでボイド率を測定する使い方も紹介されています（2026年8月時点の記載）。

CTとX線の違い
について詳しく見る

はんだ接合部でCT検査に見えるもの

はんだ接合部は、CT検査の効果が分かりやすく現れる箇所です。BGA（Ball Grid Array／パッケージ裏面に格子状にはんだボールを配置した部品）のように接合部を直視できない実装形態で確認できる不良を、種類ごとに見ていきます。

ボイド（はんだ内部の空洞）

ボイドは、リフロー時のフラックスのガス化などによってはんだ内部に閉じ込められた空洞です。はんだと空気ではX線の吸収量が大きく異なるため、CTでは空洞の位置と体積を3Dで捉え、接合部に対するボイド率として定量評価できます。

ボイドは熱伝導性と機械的強度を損なう要因とされ、許容範囲の考え方は規格に基づいて運用されるのが一般的です。BGA向けの規格であるIPC-7095を解説した資料では、クラス2（専用サービス機器）・クラス3（高信頼性機器）において累積ボイド面積が25%未満であることが許容の目安として紹介されています（2026年8月時点の記載）。2D X線でも面積比の把握はできますが、CTでは高さ方向の分布まで含めて評価できる点が異なります。

クラック（熱疲労による割れ）

クラックは、温度サイクル下で基板と部品の熱膨張差によって応力が繰り返しかかり、はんだ接合部に生じる割れです。ボールの外周や界面から進行することが多く、2D X線透視では投影方向によって周囲のはんだと重なり、見逃しやすい不良として知られます。

CTでは接合部を任意の断面で切り出せるため、割れがどの高さで、どの範囲まで進んでいるかを内部から特定できます。信頼性試験後の抜き取り解析で、規定サイクル数に対する劣化の進み方を確認する用途にも用いられます。浜松ホトニクスの解説では、産業用CTは断線箇所や部品クラックの特定に有効な手法として紹介されています（2026年8月時点の記載）。

ブリッジ（隣接ボール間のショート）

ブリッジは、隣接するはんだボールがつながって短絡する不良です。CTでは上下面や層を分離して断面を確認できるため、裏面の部品像に隠れて判別しにくいブリッジや、狭ピッチ部品の微細なつながりも位置を特定して検出できます。

HIP（ヘッド・イン・ピロー）

HIP（ヘッド・イン・ピロー）は、はんだボールとパッド側のはんだが接触しているように見えて、実際には融合していない不良です。「はんだ枕」とも呼ばれ、部品の反りやパッド表面仕上げの不具合などが原因となります。

電気的には導通しているように見えることがあり、外観検査や2D X線透視では正常な接合と識別しにくい代表的な不良です。CTでは界面に残った未融合の境界を断面として捉えられるため、接合しているように見えて接合していない状態を判別できます。BGA以外にも、LGAやQFNのように接合部を直視できない部品や両面実装基板の検査に用いられています。

内部配線・多層基板でCT検査に見えるもの

多層基板の内部配線・ビア

多層PCB（複数の配線層を積層したプリント基板）では、層をつなぐビア（層間接続用の穴）や内層パターンが表面から見えません。CTでは各層を断面として切り出せるため、内層パターンの断線、ビアのめっき充填不良、層間剥離（デラミネーション）といった異常を非破壊で確認できます。

従来は断面研磨によって切断・観察する必要があり、狙った位置を外すとサンプルを作り直す手間が生じました。CTは同じサンプルを残したまま任意断面を繰り返し確認できるため、故障箇所が特定できていない解析段階でも使いやすい手法です。同社の解説では、多層基板内部の異常層の特定に有効と紹介されています（2026年8月時点の記載）。

BGAパッケージ・半導体チップの内部

CT検査の対象は基板上の接合部だけではありません。BGAパッケージや半導体チップ内部のワイヤーボンディング（チップと基板をつなぐ細線）の状態や、ダイアタッチ（チップの接合層）の空隙・剥離も観察対象になります。ユーロフィンFQL株式会社の設備紹介では、ICパッケージ内部のボンディング剥離を非破壊で確認できると記載されており、リード部の接続信頼性の確認にも用いられます（2026年8月時点の記載）。

QFNのようなリードレスパッケージでは、接合部がパッケージ底面に隠れており、外観検査では状態を判断できません。直視できない接合部を断面で確認できるCTが有効に働く典型的な対象です。

電子基板のCT検査と2D X線・AOI検査との違い

CT検査は、既存の検査手法を置き換えるものではなく、確認できる範囲が異なる手法です。それぞれの役割を整理します。

AOIは表面から見える実装状態を高速に判定し、2D X線は内部を短時間でスクリーニングします。これに対してCT検査は速度よりも深さを優先する場面に向く手法です。ラインでの全数検査はAOIや2D X線に任せ、原因が特定できない不良の解析や、工程条件を詰める段階の内部確認をCTが担う運用が現実的です。

産業用CTのインラインと
オフラインの違い
について詳しく見る