Beispieluntersuchungen

Mikroskopische Untersuchung
Lötfehleranalyse
Optische Inspektion
Schadensanalytik
Hier geben wir Ihnen einen Einblick in die verschiedenen Untersuchungen welche bei uns im Hause durchgeführt werden.

Es handelt sich dabei nur um einen sehr kleinen Ausschnitt unserer Tätigkeiten

Optisch auffällige Benetzungsfehler im Lötprozess

Die optische Inspektion erfolgt mit bloßem Auge und am Stereomikroskop unter verschiedenen Beleuchtungseinstellungen.
  • Die Verwendung von Stereomikroskop und Videomikroskop ist technisch vergleichbar.
  • Die Verwendung von Filtern (Interferenzkontrast, Polarisationskontrast) bietet Vorteile.
  • Benetzungsfehler Reflowlötung
  • Benetzungsstörung der Pads
  • Entnetzung hinterlässt dunkle Flächen
  • Benetzungsfehler nach Wellenlötung (Lotdurchstieg)
  • Nichtbenetzung auf der Goldschicht

Optisch unauffällige, verdeckte Fehler an Lötverbindungen

Verdeckte Fehler werden erst im metallographischen Befund oder nach mechanischer Belastung auffällig.
  • Der Pull-Test hat gegenüber dem Shear-Test die bessere Aussage, da die Kraft als Schälkraft in Z-Richtung auf die Oberfläche der Pads wirkt.
  • Beim Shear-Test werden auch bei stark betroffenen Baugruppen häufig gute Kraft-Werte erreicht, da es zu einer seitlichen Verklammerung bei Copper Defined Pads kommt und das Lot fest in den Ätzspalten sitzt.
Pull-Test
Typische Versuchsaufbauten
  • Zange
  • Haken
  • Trennung entlang der Anschlussoberflächen, regelkonforme Lötung (links)
  • Trennung entlang der Padoberflächen, dunkle Padflächen (rechts)
Eine unspezifische Haftungsschwäche der Lotfüllung auf der Nickel-Phosphor-Schicht wird umgangssprachlich häufig als “Black Pad“ bezeichnet. “Black Pad“ ist also eine Art Oberbegriff für Effekte, die für optisch nicht regelkonforme oder mechanisch instabile Lötverbindungen auf Nickel-Gold-Oberflächen sorgen.
Die namensgebende Verfärbung der Nickel-Phospor-Oberfläche kann aber muss nicht zwangsweise auftreten.
Da auch andere Effekte Haftungsschwächen bewirken, ist es günstiger von Haftungsschwächen oder Haftungsmängeln zu reden, um eine verbale Vorbeurteilung zu vermeiden.

Thermografieaufnahmen mit hoher Genauigkeit

  • Lokalisierung von Hot Spots
  • Messung von Junction Temperaturen
  • Optimierung des Leiterplattendesigns

Ionische Kontamination

  • Bestimmung des NaCl-Äquivalents
  • optische Inspektion vor und nach Test

Dye and Pry Test an BGA

  • BGA nach Einbringen des Farbstoffes (links)
  • Befund der Leiterplattenseite nach dem Abheben des BGA (rechts)
  • Detail: Trennflächen (partiell) mit Farbstoff bedeckt als Indikator für das Vorliegen von Rissen oder Nichtbenetzungen
  • Achtung: Farbstoff muss ausgehärtet sein. Andernfalls besteht die Gefahr von Fehlinterpretationen. Das betrifft insbesondere die Wechselwirkung mit Flussmittelresten.

Keramik-Kondensator-Feldausfälle

  • ungünstige Platzierung oder Ausrichtung zu mechanischen Biegelinien auf der Platine
  • Verbiegung bei Handhabung oder Transport
  • Deformation bei der Montage
  • Cracks durch Thermostress

Steckverbindungen

  • Test auf Einfluss von Feuchte und korrosiven Gasen wie z.B. NO2 SO2 Cl2 H2S NH3 O3 Dichtigkeitsüberprüfung nach IEC 60529
  • Prüfung der Widerstandsfähigkeit von Halbzeugen oder kompletten Steckverbindern gegen die Entstehung von Whiskern nach IEC 60068 und JESD-22-A12 besonders bei Zinnoberflächen

Inspektion am metallographischen Schliff

  • Außergewöhnliche Goldbadkorrosion, nach Lotkontakt vollflächige Bildung der intermetallischen Zone, Anreicherung von Phosphororganik an der Grenzfläche zum Bulk-Material (links)
  • partielle Trennung, Narbenbildung (v-förmige Ätzgräben) und normale Phasenbildung (rechts)
  • Außergewöhnliche Goldbadkorrosion an ungelöteter Leiterplatte
  • Bewertungskriterium: Tiefe der Ätzgräben

Röntgeninspektion

  • BGA: Übersicht + Details Eckpins
  • Schrägdurchstrahlung BGA-Balls mit guter Benetzung (links)
  • BGA-Ball abgetrennt vom PAD (rechts)
Begleitende Standards bei der Röntgeninspektion
  • IEC 61191-6: Printed board assemblies – Part 6: Evaluation criteria for voids in soldered joints of BGA and LGA Verfahrensbeschreibung, Algorithmen
  • IPC-TM-650 - Test Methods Manual - Method 2.6.10 X-Ray (Radiography), Multilayer Printed Wiring
  • IPC-7095 Design and Assembly Process Implementation for BGAs
  • MIL-STD-1580-B-Test method standard-Destructive physical analysis for electronic,electromagnetic and electromechanical parts