Im Rahmen der Qualitätssicherung elektronischer Bauteile gilt es, durch präzise, vielfältige und zudem äußerst spezifische Test- und Analytikverfahren alle relevanten Parameter – sowohl für kleinere Stückzahlen als auch für Serienstückzahlen – genau und umfassend zu untersuchen.
Gerade für so genannte elektronische Komponenten aus unsicherer Herkunft ist das rechtzeitige Identifizieren und Lokalisieren von Schwachstellen und Fehlerpotenzialen zur Wahrung der Qualität der eigenen Produkte von entscheidender Bedeutung. Elektrische Prüfungen nach Datenblatt und Kundenspezifikationen bei definierten Umgebungstemperaturen von -60 °C bis +180 °C mit Hilfe einer Vielzahl digitaler und analoger hochkomplexer Großtestsysteme oder eigens für die gewünschten Untersuchungen erstellten Prüfapplikationen dienen zur Sicherstellung der elektronischen Funktionalität. Ebenso empfehlen sich elektrische Tests ganzer Baugruppen wie beispielsweise Server oder Displays.
Auch zur Prüfung optischer Bauteile wie zum Beispiel LEDs, Lichtdetektoren sowie lichttechnischen Baugruppen gibt es bei HTV eine Reihe vollständig automatisierter und parametrisierbarer Messplätze zur Messung und/oder Selektion der optischen und elektrischen Parameter – auch für Serienstückzahlen. Hierbei können neben radiometrischen Spektralmessungen im Wellenlängenbereich von 400 bis 1100 nm auch photometrische Spektralmessungen (im Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm) durchgeführt werden. Die Lichtmesstechnik von Flächen und Baugruppen wie die Industriethermographie mit Wärmebildkamera und die Infrarotspektroskopie mit FTIR (Wellenlänge: 2,5 – 25 µm, Wellenzahl: 4000 – 400 cm-1) runden die Angebotspalette der optischen Prüfung ab.
Die Bauteilprüfung, bei der auf intelligenten Testsystemen alle mit einem Grenzwert definierten Parameter, getestet werden, können nach kundenspezifischen Anforderungen durchgeführt werden und berücksichtigen bei Bedarf nicht nur elektrische sondern auch mechanische Eigenschaften (Abmessungen, Aufbau) sowie den äußeren Allgemeinzustand der Bauteile. Der Kunde erhält somit eine äußerst qualifizierte Aussage über den Zustand der angelieferten Ware.
Eine Untersuchung der inneren mechanischen Eigenschaften – dazu gehören Bonddrähte, Leadframe oder Steckverbindungen – kann durch weitergehende Analysen wie beispielsweise das zerstörungsfreie 2D- oder 3D-Röntgen, Bauteilöffnung, Rasterelektronenmikroskopie oder auch FTIR Spektroskopie sichergestellt werden. Das 2D-Röntgen dient neben der Überprüfung der Anschlusskontakte und Lötstellen etwa auf Anomalien, aufgespleiste Kontaktwicklungen und Rissbildungen auch der Betrachtung von verdeckten Lötstellen hinsichtlich Korrektheit und Homogenität, der Analyse von Bonddrähten und Chip-Position im Bauteil und dem Test auf ESD und EOS-Schäden. Auch die Untersuchung der Chip-Silberleitverklebung mit dem Leadframe etwa auf Lunker, die Analyse von Bondstellen und Leadframes sowie die Untersuchung der Leiterplattendurchkontaktierung auf CAF (Conductive Anodic Filament), sind wesentlicher Bestandteil des 2D-Röntgen-Aufgabenspektrums.
Ergänzend ist bei Leiterplatten eine Betrachtung der inneren Leiterbahnlagen möglich. Bei Bauteilen, deren Herkunft unsicher ist, kann überprüft werden, ob sich überhaupt ein Chip im Bauteil befindet und ob die Bondreihenfolge eingehalten wurde oder unzulässige Bonddraht-Kreuzungen zu erkennen sind.
Mithilfe der dreidimensionalen Darstellung von Röntgenbildern mittels Computertomographie (CT) können neben der räumlichen Zuordnung von Fehlern und Effekten auch einzelne Schichten und Schnittbilder für die tiefer gehende Analyse sichtbar gemacht werden. Bei Bedarf werden die unterschiedlichen Materialien farblich hervorgehoben, lokalisiert und analysiert. Dies bietet eine zusätzliche Option Bauteile, wie auch komplexe Baugruppen, Geräte oder Leiterplatten im Rahmen der Fehleranalyse und Qualitätskontrolle auf eventuell vorhandene Material- oder Verarbeitungsfehler zu überprüfen.
3D-Inspektion der Anschlusspins
Eine 3D-Inspektion der Anschlusspins inklusive 100-%-Koplanaritätsprüfung stellt sicher, dass alle Bauteilanschlüsse beim Bestücken auch wirklich gelötet wurden und keine intermittierenden Fehler durch „Auflieger“ entstehen können. Denn ein einziges qualitativ schlechtes Bauteil oder eine schlechte Lötverbindung kann die Funktion und die Qualität der gesamten elektronischen Baugruppe gefährden. 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 Revivec-Aufarbeitungsverfahrens von HTV wiederherstellen: Mittels eines speziellen Plasmas und spezifischer Einstellung werden Oxidschichten oder organische Rückstände zuverlässig entfernt.
Eine Vielzahl weiterer Untersuchungsmethoden geben Unterstützung in nahezu allen Fragen rund um die Qualität in der Elektronikfertigung. ■
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