Hochauflösende Computerlaminographie (HRCL) für elektronische Bauelemente

Flache Baugruppen wie elektronische Leiterplatten können aufgrund ihrer meist großflächigen Probengeometrie in nur unzureichend guter Auflösung untersucht werden. Der Abstand zwischen Röntgenquelle und Probe ist meist zu groß, um kleine Teilbereiche genauer zu untersuchen und kleinste Fehler wie Risse oder Poren in Lötverbindungen (BGA, QFN, QFP) zu detektieren.

Das Fraunhofer IKTS bietet für diese Aufgabenstellung ein spezielles Röntgen-Tomographieverfahren an, das Teilbereiche großflächiger Schaltungsträger wie Leiterplatten hochaufgelöst und zerstörungsfrei analysieren kann. Mit der so genannten hochauflösenden Computerlaminographie (High Resolution Computed Laminography, HRCL) verfügt das Fraunhofer IKTS in Dresden über ein unikales Verfahren für die Leiterplattenuntersuchung, bei dem der Prüfling hochauflösend (bis zu 1,5 µm³) und mit nur einer Drehung untersucht werden kann. Umfangreiche Probenpräparationen für die Leiterplatteninspektion entfallen. Die HRCL ist auch für die automatische Röntgeninspektion (AXI) einsetzbar.

Messprinzip

Funktionsweise der hochauflösenden Computerlaminographie für die Untersuchung von flachen Elektronikbaugruppen.

Bei der hochauflösenden Computerlaminographie handelt es sich um eine Optimierung des Kegelstrahl-Tomographieverfahrens. Aufgrund der veränderten Ausrichtung von Röntgenröhre und Röntgendetektor erlaubt es die HRCL, eine flache elektronische Baugruppe sehr nahe an der Röntgenquelle zu positionieren, wobei die volle Rotationsfreiheit erhalten bleibt. Durch den veränderten Messaufbau und einen optimierten Rekonstruktionsalgorithmus stellt die hochaufgelöste Untersuchung von Leiterplatten kein Problem mehr dar.

So können beispielsweise Steuerplatinen für die Automotive- oder Leistungselektronik sowie in CFK-Strukturen eingebettete Systeme zerstörungsfrei analysiert werden (Vollständigkeitsuntersuchungen, Porenanalyse, Voidanalyse, Maßhaltigkeitsanalyse). Die HRCL bietet oft einen Ersatz für die Anfertigung metallurgischer Schliffe bzw. ist es mit den Ergebnissen möglich, eine zerstörende Prüfung besser zu planen. Die elektronischen Baugruppen können direkt nach der Messung weiteren Charakterisierungen unterzogen werden.

3D-Visualisierung eines mit Rissen und Voids durchzogenen BGA-Balls.
Riss durch den Interposer eines BGAs.
2D-Ansicht eines 100 %-Risses in einem BGA-Ball.

Anwendungsfelder
 

  • ­Leiterplattenuntersuchungen (AXI): Vollständigkeitsuntersuchungen, Porenanalyse, Voidanalyse, Maßhaltigkeitsanalyse
  • ­Prüfung von in CFK-Platten eingebetteten Systemen


Technische Details
 

  • ­225 kV Mikrofokus-Röntgenröhre
  • ­2048 x 2048 Pixel-Flächendetektor
  • ­Max. reale Auflösung: > 3 µm/Voxel
  • ­Max. Probendiagonale: < 300 mm (< 700 mm mit Einschränkungen im Messbereich)
  • ­Max. Probengewicht: < 6 kg


Leistungsangebot
 

  • ­Zerstörungsfreie, hochauflösende Leiterplatteninspektion und Kleinserienprüfung ohne Präparationsaufwand
  • ­Vollständig rekonstruierte Datensätze im gewünschten Format
  • ­Support für Datenbetrachtungssoftware
  • Individuelle Auswertung der Messdaten

Datenschutz und Datenverarbeitung

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