ZEISS Xradia 610 and 620 Versa

3D X線顕微鏡で高速サブミクロンイメージング

ZEISS Xradia 610 and 620 Versa

検査の枠を超えて、新しい発見

ZEISS Xradia Versa Familyの最先端3D X線顕微鏡は、科学研究や産業研究において新たな段階へ。

業界最高レベルの分解能とコントラストをもとに、ZEISS Xradia 610/620 Versaは非破壊サブミクロンスケールイメージングの限界を超えます。

Highlights

マイクロとナノCTソリューションの限界を超える

  • インタクトな試料の非破壊サブミクロンスケール顕微鏡
  • 分解能を犠牲にすることなく高いビーム強度と高速スキャンを実現
  • 500nmの空間分解能と最小達成可能ボクセルサイズ40nm
  • 広範囲にわたる試料の種類、サイズ、および作動距離において高分解能を実現
  • 制御された環境下および経時下における、微細構造の非破壊特性評価のためのin situイメージング
  • 将来のイノベーションや開発のために、拡張・アップグレード可能

最高分解能とビーム強度

従来のトモグラフィーは1ステップの幾何学倍率に依存していますが、Xradia Versaは独自の2ステップの拡大光学系と高強度X線源との組み合わせによって、より迅速なサブミクロンスケール分解能のイメージングが可能になります。

Resolution at a Distance(RaaD)機能は、インタクトな部品やデバイスを含む、より大きく、より密度の高い対象物の高分解能3D画像の取得。また、オプションのフラットパネル(FPX)を使用すると、非常に大きな試料(最大25 kg)の高速スキャンが可能になり、内部の関心領域へのナビゲーションができるようになります。

これまでにない自由度

業界で最も包括的な3D X線イメージングソリューションは、高度な科学および産業研究に適しています。吸収と位相コントラストを最大化し、材料とその特性について、これまでは難しかった特性評価を実現します。

回折コントラストトモグラフィーで3D結晶解析が可能になります。高度な画像取得技術は、大きな試料や不規則な試料のスキャン速度と精度を向上。試料画像の画像処理とセグメンテーションには機械学習アルゴリズムが適用されます。

最高の 4D / In Situ ソリューション

ZEISS Xradia 600 Versaは、制御された摂動下(in situ)で材料の3D微細構造を非破壊で解析し、時間経過に伴う構造の変化を観察することができます(4D)。

Xradia Versaは、Resolution at a Distance(RaaD)機能を使用することで、分解能を犠牲にすることなく、試料と環境チャンバー、および高精度なin-situ荷重装置のスペースを確保し、長作動距離でも最高の分解能を保持します。また、他のZEISS顕微鏡とシームレスに統合し、マルチスケール相関イメージングの課題に対応することができます。

応用事例

ZEISS Xradia 610 and 620 Versa at Work

リチウムイオン電池

課題と応用の例

  • プロセスレシピの開発とサプライチェーン管理:効果的にサプライヤー管理を行うため、インタクトな試料の検査を実施。性能や寿命に影響を与える可能性のあるプロセスレシピの変更やコスト削減
  • 安全性と品質の検査:破片、粒子の形成、電気接点のバリ、高分子セパレーターの損傷の同定
  • 寿命とエージング:エージングの長期研究
Intact cylinder cell (160 kV)
インタクトな円筒型電池(160kV):溶接バリ、金属介在物、導電層の折れとねじれ
Large pouch cell (120 kV)
大型パウチ型電池(120kV):不良解析、膨張、漏れ、電解質ガス発生
Small pouch cell (80 kV)
小型パウチ型電池(80kV):in situ微細構造、カソード結晶粒レベルにおけるエージング、セパレーター層
Small pouch cell
小型パウチ型電池:0.4x オーバービュースキャン; 4xResolution at a Distance; 20x Resolution at a Distance

電子機器と半導体パッケージ

課題と応用の例

  • 2.5D / 3Dおよびファンアウトパッケージを含む先端的な半導体パッケージのプロセス開発、歩留まり向上、構成解析のための構造不良解析の実施
  • リバースエンジニアリングとハードウェアセキュリティのためのプリント回路基板の分析
  • モジュールからパッケージに至るまで非破壊で画像を取得。物理的な断面作成に代わる迅速なサブミクロン分解能での欠陥特性評価
  • バーチャル断面および平面の画像を制限なくあらゆる角度から観察することにより、欠陥の位置と分布をよりよく解析可能
Visualization of C4 bumps, TSVs, and Cu-pillar micro bumps in a 2.5D package.
2.5Dパッケージ中のC4バンプ:TSVおよびCuピラーマイクロバンプの可視化により、インタクトなパッケージの高解像度の画像取得が可能。(1 µm/ボクセル)
Virtual cross section from the 2.5D package.
2.5Dパッケージのバーチャル断面:C4バンプのはんだクラックとボイドを解析
DRAM package interconnect within a 10 mm x 7 mm x 1 mm package containing a 4-die stack.
4段積層チップを含む10 mm x 7 mm x 1 mmパッケージ内のDRAMパッケージ3D配線:はんだのはみ出しは3Dで簡単に可視化(0.8 µm /ボクセル)
Virtual cross section of micro bumps in a DRAM package.
DRAMパッケージ内マイクロバンプのバーチャル断面:TSVの直径は6μm、マイクロバンプの直径は平均で35μm。2μmの小さなはんだのボイドが確認

アディティブ・マニュファクチャリング

課題と応用の例

  • 適切なプロセスパラメータを決定するための、アディティブ・マニュファクチャリング(AM)パウダーベッドにおける粒子の詳細な形状、サイズ、体積分布解析
  • AM部品の微細構造解析のための高分解能、非破壊のイメージング
  • 形式的なCADの表示と比較するための3D画像処理
  • 溶融していない粒子、原子量の大きい介在物、ボイドの検出
  • 他の方法では測定が不可能な、内部構造の表面粗さ分析
Surface roughness evaluation of an AM printed duct (Ti-6Al-4V).
Surface roughness evaluation of an AM printed duct (Ti-6Al-4V); high resolution scan acquired at ~1.7 mm voxel over a ~3.4 mm area.
Imaging of different A205 AM powder qualities at 3.9 µm voxel resolution.
ボクセル解像度3.9 µm でA205 AM用粉末の異なる品質をイメージング
Inner structure of an AM manufactured aluminum gear wheel.
AMで製造されたアルミニウム歯車の内部構造:ボクセル解像度3 µmの画像により、溶融していない粒子、原子量の大きい介在物、小さなボイドを確認
ISO 25178 surface roughness evaluation of a Ti-6Al-4V test sample.
Ti-6Al-4V試験試料のISO 25178に基づく表面粗さ評価:XRMとZEISS Smartproof 5共焦点顕微鏡はいずれもほぼ同様の結果を示す

材料研究

課題と応用の例

  • 3D構造の特性評価
  • 不良のメカニズム、劣化現象、内部欠陥の観察
  • マルチスケールでの特性調査
  • 微細構造変化の定量化
  • 加熱、冷却、乾燥、濡れ、引張、圧縮、膨潤、離水、その他のシミュレーション環境試験の影響を把握するために、in situおよび4D(経時変化)試験を実施
Additive manufactured lattice structure.
アディティブ・マニュファクチャリングで作成された格子構造
Porous glass foam insulation imaged at multiple length scales.
マルチスケールで画像表示された多孔質ガラスフォーム絶縁材
Carbon fiber reinforced polymer composite.
炭素繊維強化高分子複合材
Localized high resolution tomography and segmentation of multiple phases in concrete.
コンクリート中の複数の相の局所高解像度トモグラフィーとセグメンテーション

原材料

課題と応用の例

  • マルチスケールでの細孔構造と流量の分析
  • in situ流量計を用いた細孔スケールにおける流量の直接測定
  • LabDCTを用いた結晶構造解析
  • フル3D再構成による粒子分析
  • 採鉱プロセスの進歩促進:採鉱を効率化するための尾鉱分析:熱力学的浸出研究:鉄鉱石ペレットなど鉱業生産物のQA / QC分析の実施
  • 鋼や他の金属の結晶方位解析
Individual gold grain identified from population of ~26,000 pyrite grains.
約26,000の黄鉄鉱結晶粒群の中から同定された個別の金結晶粒
Multiscale non-invasive characterization of sandstone core.
砂岩中心部のマルチスケール非破壊特性評価:高品質の非破壊内部トモグラフィーおよび統合された細孔スケール解析結果(細孔の分離を示す)
Traditional absorption contrast image of disaggregated olivine.
従来法による分離したかんらん石の吸収コントラスト像
Individual sub-crystals identified using LabDCT on disaggregated olivine.
LabDCTを用いて同定された、分離したかんらん石の個別の部分結晶粒

ライフサイエンス

課題と応用の例

  • 生物学的試料の自然環境下における3Dイメージング
  • もともとの土壌に埋められたままの植物の根を特別な前処理を行うことなくイメージング
  • 繊細な動物や植物を試料前処理や切片作成を行うことなく画像化
  • 種子全体のようなソリッドな構造をサブミクロンイメージング
The XRM micrograph of a blossom reveals its components in a new 3D view.
花のXRM顕微鏡画像:新たに3D表示でその構成要素を解明。萼片(黄色)と花弁(紫)の区別が可能
Dragonfly, imaged in its native structure without any sample preparation and sectioning.
トンボ:試料前処理や切片作成を行うことなく、自然のままの構造でイメージング
Seeds are very solid and compact structures and their inside is difficult to image as a whole.
種子:非常にソリッドでコンパクトな構造をしており、その内部全体をイメージングするのは困難。 本画像は、植物がさらに成長するためのエネルギーの貯蔵部を含み、すでに形成されている子葉を示す
Embedded plant root in soil.
土壌に埋められたままの植物の根:根は土壌中の主要構造とされ、様々な大きさと形の粒から構成。ボクセルサイズ5.5 µm

技術情報

業界最高の分解能とコントラストの非破壊イメージング

妥協ない最高分解能

標準的なX線コンピュータトモグラフィー(CT)では、高分解能でイメージングする場合、試料サイズは小さいものに限定されます。これは、拡大率の幾何学的性質によるもので、より大きな試料に対しては、より長い作動距離が必要とされるため高い分解能を保持することはできません。また、CTシステムにおける高分解能でのイメージングには低いX線ビーム強度が必要とされ、測定のスループットを低下させます。このため、多くのCT装置における最大分解能の実際的応用は限定的です。

ZEISS Xradia 600シリーズVersaは、2ステップ拡大技術と高強度X線源技術を統合することによって、これらのトレードオフを解決

ZEISSは空間分解能を規定し、3D X線測定における顕微鏡性能の標準規格を提示します。空間分解能とは、イメージングシステムによって2つの物体を分離できる最小間隔を指します。ZEISS Xradia 600シリーズVersaシステムは、最小達成可能ボクセルサイズ40 nm、空間分解能500 nmを実現します。

Highest resolution without compromise

高強度X線ビーム源

多くの優位性

ZEISS Xradia 600シリーズVersaは、従来の機種と比較して著しく高いX線ビーム強度の画期的な高出力(25 W)X線源技術を導入しています。新しいX線源は分解能を保ちつつ、改良された熱管理、増強されたビーム強度とスループットの向上によって性能の限界を広げます。

新しいX線源制御システムにより、X線源の応答性が向上し、より迅速なスキャン設定と、より簡単な操作性が可能になります。

X線ビーム強度

  • より高速なトモグラフィースキャン
  • より多くの試料測定
  • より多くの関心領域へのアクセス
  • より高いコントラスト/ノイズ比
  • より明瞭な回折パターン
  • 長時間スキャン/マルチスキャンのワークフローが可能(in situ測定、DSCoVer、画像のスティッチング、DCT)
ZEISS Xradia 620 Versa X-ray source.
ZEISS Xradia 620 Versa X線源

ZEISS X-ray Microscopes

RaaDの幅広い優位性

ZEISS Xradia Versaは、2ステップ拡大技術を使用しており、さまざまな試料サイズと種類に対し、長い作動距離でのサブミクロン分解能のイメージング(Resolution at a Distance)が可能です。従来のmicroCTと同様に、最初、画像は幾何学的投影によって拡大され、さらにシンチレータ上に投射され、X線像が可視光像に変換されます。その可視光像はさらに顕微鏡光学系によって拡大され、CCD検出器によって画像取得されます。

より多くのX線光子の利用が可能なZEISS Xradia 600シリーズVersaは、最も広範囲の試料サイズと種類に対し、分解能を犠牲にすることなく、結果が得られるまでの時間を短縮することができます。

The Versatile Advantage of RaaD

従来のmicroCT技術

Sample must be close to the source to achieve resolution.
分解能を得るためには、試料を線源に近づける必要があります

ZEISS XRMの2ステップ拡大技術

Sample imaged independent of distance to source.
試料はX線源までとの距離に影響されずにイメージングされるため、より大きな試料の内部をより高い分解能で非破壊イメージングすることが可能になります

アクセサリ

最先端材料の3D特性評価の実現可能性を拡大

LabDCT

シンクロトロン性能を研究室の実験において実現

Xradia 620 Versa専用のLabDCT(回折コントラストトモグラフィー)は、3Dの結晶配向と微細構造を非破壊でマッピングすることが可能です。3D結晶粒配向を直接的に可視化することで、金属合金および多結晶材料の特性評価に新たな次元を切り開きます。

  • 大きな体積から局所的な個別の粒界解析まで、総合的な3D微細構造解析が可能
  • 4Dイメージング実験による微細構造変化の調査
  • 3Dの結晶学的情報と3Dの微細構造の特徴との組み合わせ
  • モダリティを組み合わせて構造と特性の関係を把握
Armco iron sample with abnormal grain growth.
異常粒成長を示すアームコ鉄試料

拡張フラットパネル

さらに大きな試料をハイスループットでイメージング

Three-stage Scout-and-Zoom workflow.
3ステップのScout-and-Zoomワークフロー

オプションの拡張フラットパネル(FPX)により、ZEISS最高の画像品質で大型試料のハイスループットスキャンを実現します。FPXは、産業および学術研究向けオールインワンシステムとして、イメージングの柔軟性を高め、ワークフローの効率化を実現します。

Scout-and ZoomはZEISS X線顕微鏡独自の機能であり、FPXを使用して、複雑な試料前処理なしで、広視野の探索的なScoutスキャンを実行し、より高い分解能のZoomスキャンで内部の関心領域を特定することができます。


In Situ experiments

科学の進歩をめざし、限界の壁を超える

ZEISS Xradia Versaは、高圧フローセルから引張、圧縮、加熱ステージまで、最も幅広い種類のin situ計測装置のための、業界最高の3Dイメージングソリューションを提供します。

様々な種類のin situ装置を設置するためには、試料をX線源からさらに離してマウントすることが必要となります。従来のmicroCTシステムでは、測定での分解能が著しく制限されます。ZEISS X線顕微鏡は、独自のResolution at a Distance(RaaD)技術により、in situイメージングにおいて最高性能の3D構造情報を提供することができます。

Tensile testing of laser welded steel under increasing load.
レーザ溶接鋼の引張試験における荷重の増加

オートローダー

試料操作効率を向上

Autoloader option enables you to program up to 70 samples at a time to run sequentially.
オートローダーオプションを使用すると、一度に最大70試料までプログラムし、連続して測定することが可能

ZEISS Xradia Versaシリーズのすべての機種で利用可能なオプションである、オートローダーを使用して、装置の利用を最大化することができます。複数のジョブを入れることで、ユーザーの試料操作回数を減らし、生産性を高めることができます。

最大14個の試料ステーションで最大70個の試料を一晩または数日間にわたって実行するように設定できます。これまでにない機械的安定性により、同種の試料について大量の定量的な繰り返しスキャンをすることが可能です。

広視野モード

より大きい試料を柔軟にイメージング

Image large samples with Wide Field Mode such as this 6” stereo speaker.
この6インチステレオスピーカーのように大きな試料を広視野モードでイメージング

広視野モード(WFM)を使用することにより、横方向に延長された視野にわたってイメージングすることができます。広い横方向の視野は、大きな試料について3倍大きい3D体積に対応することができ、一方、標準的な視野ではより高いボクセル密度を実現することができます。

すべてのXradia Versaシステムは、0.4倍の対物レンズでWFMに対応することができます。Xradia 620 Versaシステムは、4倍の対物レンズのWFMにも対応可能です。 Vertical Stitching(縦方向画像スティッチング)と組み合わせてWFMを使用すると、より大きな試料を非常に優れた分解能でイメージングすることができます。

自動フィルターチェンジャー

測定困難な試料を簡単に検査

The Automated Filter Changer (AFC) offers 12 standard filters with room for 12 custom filters.
自動フィルターチェンジャー(AFC)には、12の標準フィルターと12のカスタムフィルターを搭載可能

X線源減衰フィルターは、試料に照射されるX線のエネルギースペクトルを調整し、試料の特異的な材料特性に依存するコントラストを最適化するために使用します。すべてのZEISS Xradia Versaには、12個のフィルターのセットが標準装備されています。

ZEISS Xradia 610 Versaは、1つのフィルタースロットを装備しており、手動でのフィルター交換が可能です。ZEISS Xradia 620 Versaシステムには自動フィルターチェンジャー(AFC)が搭載されているため、使いやすさが向上し、フィルターをシームレスに交換することによって、未知の試料を簡便に検査することができます。

The Xradia 600-series Versa

  ZEISS Xradia 610 Versa ZEISS Xradia 620 Versa

空間分解能a

500 nm

500 nm

Resolution at a Distance (RaaD™)a,b
(作動距離50mm)

1.0 μm

1.0 μm

最小達成可能ボクセルc
(最大倍率時の試料におけるボクセルサイズ)

40 nm

40 nm

X線源管電圧範囲

30–160 kV

30–160 kV

X線源最大出力

25 W

25 W

Scout-and-Scan™ 制御システム

✓ 

Scout-and-Zoom

Vertical Stitch(縦方向画像スティッチ)

XRM Python API

自動フィルターチェンジャ (AFC)

 

高アスペクト比トモグラフィ (HART)

 

デュアルスキャンコントラストビジュアライザ (DSCoVer)

 

広視野モード

0.4x

0.4x and 4x

ZEISS LabDCT 回折コントラストトモグラフ

 

Optional

ZEISS オートローダ

Optional

Optional

In Situ インターフェースキット

Optional

Optional

ZEISS OptiRecon

Optional

Optional

ZEISS ZEN Intellesis

Optional

Optional

ORS Dragonfly Pro

Optional

Optional

a ZEISS Xradia 2D分解能ターゲット、通常視野モード、オプションの40倍対物レンズで測定された空間分解能
b RaaD™ 作動距離は回転軸周りのクリアランスとして定義
c ボクセルは、解像度と関連はあるが決定するものではない幾何学的用語。ここでは比較のためにのみ用いる

 

投資に見合った効果

ZEISS X線顕微鏡は、お客様の投資効果を上げるため、将来のイノベーションや開発のアップグレード、拡張できるように設計されています。このため顕微鏡の性能が最先端技術の進歩とともに進化することを保証しています。ZEISS Xradia Context microCTからZEISS Xradia 500/510/520 Versa、そして新たにZEISS Xradia 610/620 Versaの追加により、既存のシステムを現場で最新のX線顕微鏡に更新することができます。

ZEISS X-ray microscopes are designed to be upgradeable and extendible

Downloads

ZEISS Xradia 610 and 620 Versa

Your 3D X-ray Microscopes for Faster Sub-Micron Imaging of Intact Samples

36 Pages
Filesize: 12,456 kB

ZEISS Xradia Versa Family

Your 3D X-ray Microscope for Advanced Discovery

2 Pages
Filesize: 807 kB

LabDCT Protect Service Agreement Module

Extensive Support for LabDCT and the GrainMapper3D Software

2 Pages
Filesize: 1,177 kB

ZEISS Xradia Versa with FPX

Larger samples, higher throughput

2 Pages
Filesize: 1,730 kB

Diffraction Contrast Tomography

Unlocking Crystallographic Information from Laboratory X-ray Microscopy

6 Pages
Filesize: 1,248 kB

Iterative Reconstruction

for Optimized Tomographic Imaging

7 Pages
Filesize: 1,525 kB