Hochauflösende Röntgenanalyse und Computertomographie von Lötstellen

Abstract:
Für BGA, CSP und Flip-Chip-Lötstellen ist die Röntgeninspektion ein anerkanntes und teilweise standardisiertes Prüfverfahren. Sie wird zunehmend auch auf verdeckte Merkmale von anderen SMD-Lötstellen, wie etwa bei QFP- und MLF-Bauelementen, angewandt. Alle Lötfehler, die einen merklichen Einfluss auf die Form der Lötstelle haben, können bei der Fehleranalyse im Röntgenbild nachgewiesen werden. Die Fehlererkennung erreicht durch Röntgenröhren mit nanofocus-Technik und volldigitale Bildaufnahme und –verarbeitung den Submikrometerbereich, so dass auch bei Lötstellen mit einigen 10 Mikrometern Ausdehnung mikrometergrosse Fehlstellen klar dargestellt werden. Schrägdurchstrahlungen bei hoher Vergrösserung ermöglichen die Bewertung der Landeflächenbenetzung sowie die Ermittlung der Porenposition und stellen die dreidimensionale Gestalt der Lötstellen klar dar. Wie sich gezeigt hat, bleibt beim Übergang zu bleifreien Lötstellen die Güte des Röntgenbildes unverändert, so dass die Röntgeninspektion bei der Anpassung der Prozesse an das bleifreie Lot in gewohnter Weise beitragen kann. Bei komplexen Baugruppen, die im konventionellen Röntgenbild zahlreiche Überdeckungen zeigen, liefert die Mikrofokus-Computertomographie klare Aussagen mit hervorragender dreidimensionaler Bildqualität und Auflösung im Mikrometerbereich, jedoch bleibt ihre Anwendung vorläufig auf kleinere Proben beschränkt. Sie kann allerdings zerstörende Verfahren wie mechanische Schliffe zumindest teilweise und unter erheblicher Zeitersparnis ersetzen.