Eine sehr effektive Methode

Ernst Egelaar, Microtronic

Die Röntgeninspektion ist eine effiziente und kostengünstige Methode, um Fehler, wie Brücken zwischen Lotbumps, Kurzschlüsse, fehlende Lotkugeln, offene Verbindungen, Einschlüsse, Fehlkontaktierungen usw. auf die Spur zu kommen. Manufacturing Defect Analyzer (MDA), optische Inspektionsgeräte und In-Circuit Tester sind die hauptsächlich benutzten Prüfmittel, um die Herstellung von Baugruppen zu überwachen. Weil sich MDA und In-Circuit Test auf die elektrische Funktion der Baugruppen beschränken, können sie keine Lunker, Risse in Verkapselungen, kalte Lötstellen usw. erkennen.

Optische Inspektionsgeräte können visuell zugängliche Fehler auf den Boards erkennen. Sie können aber leider die versteckten Fehler in den Bauelementen und in der Leiterplatte wie die Lötverbindungen von BGAs, Flip-Chips oder J-leaded Bauteile nicht diagnostizieren.

Röntgeninspektionsgeräte, schon seit langem eine effektive Methode zum Prüfen von Leiterplatten und Bauelementen, können die verborgenen Defekte in einer Baugruppe oder in einem Bauelement sichtbar machen. Sie können Fehler zeigen, die MDAs, In-Circuit-Tester und optische Inspektionsgeräte nicht erkennen. Schon seit Jahren werden Röntgeninspektionsgeräte bei der Kontrolle von Die-Attach, Drahtbonds und Package-Integrität eingesetzt. Hochauflösende Röntgeninspektionsgeräte können sogar Fehler im Mikro-Bereich sichtbar machen. Röntgeninspektionsgeräte können in verschiedenen Stadien des Produktionsprozesses eingesetzt werden: Wareneingang, Prozeßkontrolle und Fehleranalyse. Boards mit BGAs und anderen Komponenten können direkt nach dem Reflowprozeß überprüft werden, um Schwachstellen in der Herstellung zu erkennen. Anfänglich empfiehlt es sich, Röntgeninspektionsgeräte für eine 100-%-Inspektion zu verwenden, um die Plazierung, Ausrichtung und die Lötstellen der Bauelemente zu überprüfen. Zudem lassen sich Röntgeninspektionsgeräte auch für Stichprobenkontrollen und in der Qualitätssicherung einsetzen. Für Applikationsbereiche, in denen absolute Zuverlässigkeit gefordert werden, sind Röntgeninspektionsgeräte unverzichtbar, Beispiel Air-Bag-Fertigung. Die Wahl des richtigen Röntgeninspektionsgerät stellt bei der Vielfalt der angebotenen Lösungen durchaus eine Herausforderung dar. Bevor man hier investiert, müssen die Anforderungen an das System einerseits und die Ein-sparungen durch seinen Einsatz analysiert werden. Die Rechtfertigung für solch ein System und damit die Amortisierung der Investition ist über die ansonsten im Produktionsprozeß zu spät oder gar nicht erkannten Fehler zu führen. Ohne Röntgeninspektion könnten diese Fehler erst bei einem Funktionstest in der Endüberprüfung oder beim Kunden auftreten. Wichtige Faktoren in der Investitionsentscheidung sind der Preis: Auflösung, Vergrößerungsfaktor, Bildbearbeitungsmöglichkeiten, die Wiederholgenauigkeit und der Grad der Automation. Röntgengeräte können von 100.000 DM für ein einfaches System bis zu über einer Million für automatische In-Line-Konfigurationen kosten.

Manuelle Systeme sind meistens die flexible und ökonomische Variante der Röntgeninspektion. Sie wer-den meist in einer Umgebung eingesetzt, in der keine 100%ige Kontrolle verlangt wird. Normalerweise werden diese Systeme in verschiedenen Bereichen der Herstellungsprozesse wie Wareneingangskrontrolle, Prozeßmonitor-ing, Qualitätskontrolle und Fehleranalyse eingesetzt. Bei manuellen Systemen analysiert das Bedienpersonal ein Röntgenbild und beurteilt es. Diese Systeme sind flexibel und benötigen wenig Training für das Bedienpersonal. Halbautomatische Röntgeninspektionsgeräte bieten ein hohes Maß an Inspektionsmöglichkeiten mit programmierbaren Positioniereinheiten. Diese Systeme prüfen mit voreingestellten Graustufen die Plazierung und Lötstellen der Bauelemente. Inspektionsbereiche auf Boards werden gewöhnlich durch Teaching und bei großen oder sehr komplexen Baugruppen mit CAD-Daten und Navigationsprogrammen eingestellt. Positionen können manuell oder automatisch angefahren werden. Sogenannte vollautomatische Röntgeninspektionsgeräte werden hauptsächlich in Fertigungslinien mithohem Durchsatz und geringem Produktmix eingesetzt. Hier ist die 100%ige Inspektion erforderlich. Diese Geräte sind mit Transportband ausgestattet und in-line-fähig. Die Inspektion wird automatisch nach vorher definierten Kriterien durch Bilderkennungssoftware durchgeführt. Wegen dieser Art der Programmierung sind die Geräte sehr auf das jeweilige Produkt bezogen und meist weniger für hohe Flexibilität ausgelegt.

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