最新型ペースメーカーの断続的な不具合が、埋め込み型デバイス業界に警鐘を鳴らしました。数ヶ月の動作後、メインプロセッサがランダムに接続を失いました。VGSTUDIO MAXを使用した高エネルギーX線の体積分析による3D検査パイプラインにより、その原因が明らかになりました。回路のBGAにおけるコールドはんだです。組み立て中の超音波振動により、接合部が目に見えるほど破断することなく、ひび割れを生じていました。
3D X線検査とAllegroとの相関 🔬
プロセスは、制御基板のマイクロCTスキャンから始まりました。VGSTUDIO MAXにより、BGAのはんだボールそれぞれをセグメント化し、その密度と気孔率を測定することができました。そのうちの1つは、2Dではかろうじて認識できる程度の不連続性を示していましたが、3D再構成では明らかでした。欠陥の位置をCadence Allegroの元の設計と相関させたところ、そのボールがプロセッサの主電源ラインに対応していることが特定されました。GOM Inspectは基板の機械的変形を検証するために使用され、超音波振動によって誘発された応力が故障の引き金であったことが確認されました。
医療機器の信頼性への教訓 ⚕️
このケースは、マイクロはんだ付けが単なる製造上の問題ではなく、人体内で動作するデバイスにおける信頼性の重要なポイントであることを示しています。コールドはんだは、初期のすべての電気的試験に合格し、数ヶ月後に故障する可能性があります。3D X線検査とVGSTUDIO MAXのような解析ソフトウェアの組み合わせは、ペースメーカーやその他の能動的埋め込み型デバイスの寿命を保証するための、譲れない要件となります。
これらのペースメーカーのコールドはんだが3D X線コンピュータ断層撮影によって検出されたように、将来の埋め込み型デバイスにおけるこの種の断続的な故障を防ぐために、どのようなマイクロ付加製造技術または3Dアセンブリ技術を実装できるでしょうか？
(追伸：200mmウェーハをシミュレートするのはピザを作るようなものです。誰もが一切れ欲しがるのです)