JFEテクノリサーチが提供する次世代3次元X線顕微鏡の非破壊解析サービスの魅力

次世代3次元X線顕微鏡による新たな解析サービス

JFEテクノリサーチが2026年に国内初導入した米国Sigray社製、次世代3次元X線顕微鏡「ApexHybrid-210TM」を活用した非破壊解析技術が、業界に革新をもたらしています。この新しいサービスは、全固体電池や半導体パッケージの解析を中心に、8月から本格的な受託分析を開始しました。

背景と市場のニーズ

近年の技術革新により、電池や電子デバイスは高性能化、小型化が進んでいます。特に材料やデバイスの3次元構造化が重要視され、非破壊で内部構造を確認できる高解像度の解析技術への需要が高まっています。これに伴い、時間と手間を要する従来の断面観察手法では限界に直面しているため、新しい技術が求められています。

特に全固体電池やグラフィックボードなど複雑な構造を持つ先端材料の評価では、試料の切断や前処理が煩雑で、全体の性能評価にも長い時間を要します。そのため、大面積試料を切断せずに、短時間で微細な欠陥を可視化できる技術の確立は、研究開発や品質保証、故障解析の各段階での必要条件となっています。

ApexHybrid-210TMの特長

ApexHybrid-210TMは、直交CTと斜めCT（ラミノグラフィ）の両方のイメージングモードを1台で実現するハイブリッド型の3次元X線顕微鏡です。この装置の特長には以下のような点があります。

- 大面積試料への対応: 最大直径300mm、厚さ20mmのサンプルを切断不要で、高解像度かつ高コントラストで観察できます。
- 業界最高水準の分解能: ナノフォーカスX線源と高感度検出器を搭載し、0.40μmという空間分解能を実現。微細構造や欠陥の明確な可視化が可能です。
- 圧倒的な高速化: 直交CTと斜めCTを併用することで、内部構造の観察が従来手法に比べて10～100倍の効率化を達成。

具体的な解析事例

電池分野における活用

実際の解析事例として、JFEテクノリサーチが試作した硫化物系全固体電池では、充放電時にミクロなクラックを非破壊で視覚化しました。直交CTモードを用いることで、電池内部の正極層から負極層に向かう微細クラックの進展を確認でき、さらにはリチウムイオン電池の黒鉛負極でも高精度な測定が実現されています。

電子デバイス分野の応用

電子デバイス分野では、市販の基板上にあるCPUの内部構造を斜めCTモードで測定しました。直径40mm四方の試料内部に存在するHybrid-bonding構造を鮮明に捉え、数μmレベルの配線接合を評価する必要性にも応えています。

今後の展開と期待

この新たな解析技術は、全固体電池やリチウムイオン電池、半導体関連材料など、多様な分野での研究開発と品質保証、故障解析に役立つと期待されています。JFEテクノリサーチでは、今後もこのソリューションを核に、解析データの高度化や他手法との連携を進め、製造業全体のプロセス最適化に寄与していく方針です。

この新たな技術に興味がある方は、JFEテクノリサーチの公式ホームページをぜひご覧ください。