Mehr Prüfsicherheit durch Röntgeninspektion

Kleine Fehler können große Wirkung haben. Fehlt ein Teilstück, ist das ganze Puzzle ruiniert. So verhält es sich auch mit Printed Circuit Boards (PCBs) und anderen Baugruppen, welche im schlimmsten Fall zum System-Crash führen, wenn sie nicht richtig funktionieren. Da die Anforderungen an moderne, datenintensive Anwendungen immer höher und die Vorschriften und Sicherheitsanforderungen regulativer Industrien immer strenger werden, ist die Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Baugruppen umso entscheidender. Rechtzeitige Fehlererkennung spart Kosten, gewährleistet Prozesssicherheit und ist ein wichtiger Faktor zur Erfüllung kritischer Qualitätsstandards. Gründliche Tests sind unumgänglich.

HEITEC hat sich deshalb dem Ausbau der Testkapazitäten mit neuesten Technologien gewidmet. Gerade bei hoher Packungsdichte, miniaturisierter Elektronik und der Verlagerung von Komponenten ins Innere der Baugruppen stellt sich eine Inspektion mit herkömmlichen Mitteln wie der optischen Überprüfung (AOI) jedoch als schwierig dar, weshalb das Unternehmen auch verstärkt auf Röntgentechnik setzt.

Die neue Röntgenanlage bei HEITEC in Eckental für manuelle und automatisierte 2D- Baugruppeninspektionen erweitert das Kontrollspektrum erheblich. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und umfassen die Kontrolle komplexer Baugruppen, die Materialprüfung auf Risse und Luft- bis hin zu Fremdkörpereinschlüssen und Formabweichungen. Dazu zählen Void-Kontrollen, THT-Durchstiegsmessungen bei Durchsteckmontage (Through-Hole-Technology) oder HIP-Inspektion (Heiß-Isostatisches Pressen), bei der plastische Verformungen, Kriechen und Diffusion detektiert werden, die durch das Pressen entstehen können.

Fehlerhafte Kontakte, Verdrahtungen oder Verortungen, Kurzschlussquellen, Leitungsunterbrechungen, Aufschmelzen, Hohlräume (Voids), Lötfehler, etc. - die möglichen Fehlerquellen sind zahlreich. Insbesondere bei doppelseitiger Bestückung, mehreren Schichten und verbreiteten Schaltungstypen wie CSP (Chip Scale Packages), QFN (Quad Flat No-lead), BGAs (Ball Grid Arrays), LGA (Land Grid Arrays) oder Flip Chips ist es schwierig, potenzielle Defekte zu identifizieren, da diese weitgehend verdeckt sind. Ähnlich verhält es sich bei Flächenlötungen, deren „Inneres“ schwer zugänglich ist, aber fehlerfrei sein muss, um Verlustleistung abführen zu können – ein unbedingtes Muss bei großer Datenverarbeitungs-Intensität. Auch vom Gehäuse verdeckte Halbleiter können für eine gründliche Fehleranalyse mit herkömmlichen Methoden nicht immer vollumfänglich und zerstörungsfrei inspiziert werden. Hier kommt die HEITEC Röntgentechnik ins Spiel.

Die Inspektion kann mit dem Fertigungsprozess vernetzt und in allen Produktphasen eingesetzt werden. Sie dient also keineswegs nur der End-, sondern vielfältigen Kontrollen an verschiedensten Stellen der gesamten Kette des Design- und Herstellungsprozesses: Etwa zur Prüfung der Qualität eingesetzter Materialien oder der Fertigungsparameter, zur Sonderprüfung individueller Bestandteile oder dem Check nach Musterfertigung, um Fehlertransfers in die Volumenproduktion zu vermeiden. Prozessschritte können so stufenweise überprüft und optimiert werden. Wurde ein Bauteil im Einsatz etwa als fehlerhaft identifiziert, dient der Test bei Bedarf auch als Basis für das Reklamations-Handling.

Die Prüfungen können sowohl manuell als auch automatisiert durchgeführt werden. Es besteht zudem die Option bei entsprechendem Kundenwunsch, das Testverfahren auf 3D und die Kombination mit Computertomographie zu erweitern.

Geschwindigkeit und Bildqualität waren lange Zeit problematisch für den Live-Bild-Modus. Bei der neuen HEITEC Röntgenanlage erfolgt die optische Wiedergabe jedoch in hoher Taktrate und mit sehr guter Bildqualität. Einzoomen, präzise Bildausschnitte und unterschiedliche Auflösungen können je nach gewünschtem Ergebnis flexibel konfiguriert werden. Dank der modernen, digitalen Flachbilddetektoren wird auch bei sehr hoher Vergrößerung eine optimale Bildqualität erreicht und das Prüfergebnis hochpräzise visualisiert.

Für Ergebnisabgleich und Auswertung ist die Bilddatenverknüpfung mit SPI (Stateful Packet Inspection), AOI (Automated Optical Inspection) und AXI (Automated X-Ray Inspection) möglich. Außerdem kann die installierte Analyse-Software mit weiteren Tools kombiniert werden, so dass ggf. noch umfangreichere, individualisierte Analysefunktionen zur Verfügung stehen. Das Verfahren ist flexibel anpassbar und daher ideal geeignet für High-Mix-Low-Volume-Fertigung. Informationen zu Prüfparametern wie die Einstellung des Detektors, der Röntgenröhre oder der Strahlungsdosis werden automatisch in einem Inspektionsreport dokumentiert und dienen so als Referenz für Folgetests. Zuführung und Entnahme der Baugruppen erfolgen automatisch und ohne Unterbrechung der Bilddatenerfassung, was zu hohem Durchsatz und geringem Zeitaufwand bei einem Baugruppenwechsel führt.

Profunde Tests bilden bei HEITEC einen wesentlichen Bestandteil des Produkt-Lifecycle-Managements. Gerade im Hinblick auf den Zeitdruck bei der Produktentwicklung, notwendige Adaptionen an sich verändernde Marktbedingungen und wachsende Regulierungen, sind sie unentbehrlich. Unentdeckte Fehler kommen teuer zu stehen! Mit den Tests erhalten Kunden die Gewissheit, hochqualitative Produkte auszuliefern. Neben Röntgentechnologie bietet das Unternehmen je nach Bedarf eine komplette Testpalette mit optischer Inspektion, Flying Probe, Boundary Scan Tests, Klimaprüfungen und Grenzbelastungstests gemäß zertifizierten Prozessen an. Dies sichert stets gleichbleibende Produktqualität und hilft, weitere externe Tests zu vermeiden. Falls erforderlich oder gewünscht, werden Konformitätserklärungen erstellt.

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