Fehlerquellen schonungslos aufdecken

Bei HTV in Bensheim können elektronische Komponenten bis ins Detail getestet, qualifiziert und untersucht werden. Ein an die zunehmenden Test- und Analytik-Anforderungen angepasster, kontinuierlich wachsender Maschinen- und Gerätepark sowie Teams aus Ingenieuren, Doktoren, Technikern und Facharbeitern ermöglichen es gemeinsam mit dem Kunden das ideale Prüfkonzept zu finden.

Prüfungen nach Datenblatt und Kundenspezifikation

Elektrische Prüfungen nach Datenblatt und Kundenspezifikationen bei definierten Umgebungstemperaturen von -60°C bis 180°C mithilfe einer Vielzahl hochkomplexer Digital- und Mixed-Signal-Großtestsysteme oder eigens für die gewünschten Untersuchungen erstellte Prüfapplikationen dienen zur Sicherstellung der elektronischen Funktionalität, zum einen als Prüfung für ASIC-Hersteller, zum anderen als erweiterte Wareneingangsprüfung für Hersteller von elektronischen Baugruppen. Zur Prüfung optischer Bauteile wie LED´s, Fotodioden, Fototransistoren sowie LCDs und lichttechnische Komponenten stehen bei HTV eine Reihe automatisierter und parametrisierbarer Messplätze zur Messung und/oder Selektion der optischen und elektrischen Parameter auch für Serienstückzahlen zur Verfügung. Speziell für beispielsweise unterschiedlichste Medizinprodukte können hierbei neben radiometrischen Spektralmessungen (im Wellenlängenbereich 250 bis 1100 nm) auch photometrische Spektralmessungen (im Wellenlängenbereich 380 bis 780 nm) an Leuchtdioden durchgeführt werden, die später für Blutanalysen Anwendung finden. Die zu vermessenden Bauelemente können dann sehr fein in bis zu 30 Klassen selektiert werden. Auch größere Lampen oder Flächenleuchten lassen sich sowohl im Bezug auf den Lichtstrom, den Farbwiedergabeindex als auch auf die Homogenität, vermessen.

Untersuchung via Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) im hauseigenen Institut. HTV

Zur Feststellung von Bauteil-Manipulation und zur Bewertung der Originalität und Qualität fremdbeschaffter Teile sind detaillierte Untersuchungen des äußeren und nach chemischer Öffnung auch des inneren Aufbaus wichtig. Nach dem Öffnungsprozess wird die Beschriftung der Bauteilchips (Dies) dabei durch Vergleich mit einem Originalbaustein verifiziert und die Oberflächen auf Hinweise möglicher Fälschungen, Manipulationen, Aussortiervorgänge oder Schäden hin untersucht.

Steigende Anzahl manipulierter elektronischer Bauteile

Vor dem Hintergrund der ständig steigenden Anzahl manipulierter elektronischer Bauteile auf dem freien Markt, kommt diesem sogenannten Counterfeit-Screening starke Bedeutung zu. Neben bereits ausgelöteten Bauteilen sowie Ausfallteilen, welche die erforderlichen Parameter nicht erfüllen oder gar Komponenten mit falschem und überhaupt keinem Chip, werden häufig vor allem umbeschriftete Bauteile als Original ausgewiesen und verkauft. Oftmals werden auch insbesondere diskrete Halbleiter oder passive Bauteile gefälscht, da diese wesentlich leichter manipulierbar sind als komplexere Halbleiterbausteine, wie Microcontroller oder Speicherbausteine.

Im Einzelfall können nicht nur elektrische, sondern auch mechanische Eigenschaften (Abmessungen, Aufbau) sowie der äußere Allgemeinzustand der Bauteile beurteilt werden. Eine Bewertung des inneren Aufbaus (Bonddrähte, Leadframe, Steckverbindungen etc.) wird durch weitergehende Analysen wie beispielsweise dem zerstörungsfreien 2D- oder 3D-Röntgen (Röntgentomografie) sichergestellt.

Zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit und Untersuchung von Lötproblemen der elektronischen Komponenten dienen vollautomatische Lötbarkeitstests mit Benetzungswaage. Zeigt der Lötbarkeitstest Auffälligkeiten, so lässt sich die Lötbarkeit mithilfe des HTV-Revivec-Aufarbeitungsverfahrens wiederherstellen: Mittels eines speziellen Plasmas und spezifischer Einstellung werden Oxidschichten oder organische Rückstände im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren zuverlässig entfernt. Um Aussagen über die Verwendbarkeit von elektronischen Komponenten im Automobil zu erhalten, besteht die Möglichkeit, durch geeignete Qualifikationen wie gemäß AECQ-0100 oder AECQ-0200 die Eignung für den Automobileinsatz zu verifizieren.

Industriethermographie mit Wärmebildkamera. HTV

Detaillierte Fehleranalysen

Falls bei der Fertigung oder auch bei Geräten, die sich bereits im Feld befinden wirklich einmal Fehler auftreten sollten, so ist es wichtig, schnellstmöglich die Fehlerursache zu finden, um ein weiteres Risikopotential abschätzen zu können. Im bestens ausgestatteten HTV-Institut für Materialanalyse können detaillierte Fehleranalysen, an Ausfallbauteilen oder Baugruppen, durchgeführt werden. Bereits aufgetretene Fehler werden so schnell und ganzheitlich identifiziert, lokalisiert und einer genauen Analyse unterzogen.

Fragestellungen rund um die Lötstellenqualität und die möglicherweise metallurgischen Ursachen für das Versagen von Lötstellen lassen sich beispielsweise mithilfe von Röntgen- und Schliffbilduntersuchungen sowie dem Präparationsverfahren Metafineprep und ergänzenden Analysen mittels Raster-Elektronenmikroskopie und EDX, klären. Hierdurch werden zusätzliche detaillierte Erkenntnisse zur inneren Struktur der eingesetzten Materialien gewonnen, die konventionelle Untersuchungsmethoden nicht ermöglichen (Rückschluss auf Härte, Zähigkeit, Sprödigkeit, Lötbarkeit, Erkennen von Fehlstellen im Bereich des intermetallischen Phasenübergangs).

Die Röntgeninspektion bietet die Möglichkeit, verdeckte Defektstellen, wie Head-in-Pillow-Defekte bei BGA-Lötverbindungen, unsauber gefertigte Durchkontaktierungen, Lotperlen auf Platinen oder Defekte auf Leiterbahnebene, auch bei vergossenen Baugruppen zu erkennen. Untersuchungen von Baugruppen gemäß IPC-A-610 zur Sicherung der Bestückungsqualität runden das Bild ab. Ergänzend liefert die Industriethermografie mit Wärmebildkamera wichtige Informationen während des Betriebs von Baugruppen, um Fehlerstellen oder Hotspots zu identifizieren. Betreibt man beispielsweise gefälschte Schaltregler mit geringer Last, fällt die Fälschung meist nur durch eine, mit der Wärmebildkamera erkennbare, lokale Erwärmung auf. Wird vom Baustein ein höherer Strom verlangt oder reizt man die Datenblattgrenzen des vermeintlichen Originals aus, kommt es zur Überhitzung und darauffolgend zum Totalausfall des Schaltungsteils.

Head-in-Pillow-Defekt an BGA-Lötverbindungen. HTV

Einige Fehler oder Ausfälle in der Endkontrolle oder im Feld sind jedoch nicht auf den Produktionsprozess zurückzuführen. Oftmals wurden bereits bei der Schaltplan- oder Layout-Entwicklung versehentlich Schwachstellen eingebaut. So kann beispielsweise die Auslegung der Schutzbeschaltung unzureichend oder teilweise sogar überhaupt nicht vorhanden sein. Eine grenzwertige Schaltungsauslegung im Zusammenspiel mit Bauteilen, welche außerhalb ihrer Spezifikationen liegen, kann so langfristig zu Feldrückläufern führen. Auch in diesen Fällen bietet HTV durch eine Schaltungsanalyse umfangreiche Unterstützung und Lösungen in einem engen Dialog mit dem Kunden an.

Dank vielfältiger Strategien und Untersuchungsverfahren sowie jahrzehntelanger Erfahrung als Test-Dienstleister ermöglicht HTV die rechtzeitige Identifizierung von Schwachstellen und Fehlerpotenzialen. Unkalkulierbare Risiken und Kosten durch ungeprüfte Bauteile und Baugruppen werden so vermieden. Bereits aufgetretene Fehler können im HTV-Institut für Materialanalyse schnell und ganzheitlich identifiziert, lokalisiert und einer genauen Analyse unterzogen werden.

Defekte in einer Durchkontaktierung. HTV

(hw)