3D-Profilometrie und digitale Mikroskopie zur Analyse von elektronischen Mikrosystemen

Thema

Die hohen Anforderungen an elektronische Baugruppen, wie Kostenreduktion, Minimierung des Bauraums oder eine hohe Zuverlässigkeit, erfordern reproduzierbare Prozesse. Die optische Inspektion ist dabei zur Kontrolle oder Fehleranalyse nach wie vor ein wichtiges Instrument. Sie dient vor allem der Überwachung der korrekten Umsetzung von Füge- und Bestückungsprozessen. Hierfür nutzt unsere Arbeitsgruppe »Zuverlässigkeit von elektronischen Mikrosystemen« die 3D-Digitalmikroskopie und -Profilometrie.


 

3D-Digitalmikroskopie

Keyence VHX-5000 Digitalmikroskop.
© www.keyence.de
Keyence VHX-5000 Digitalmikroskop.
Real-Lotverbindung zwischen  Al2O3-Substraten, abgebildet mit hoher Tiefenschärfe.
© Fraunhofer IKTS
Real-Lotverbindung zwischen Al2O3-Substraten, abgebildet mit hoher Tiefenschärfe.
Vermessener Lotkontakt am Schliffbild.
© Fraunhofer IKTS
Vermessener Lotkontakt am Schliffbild.
  • Schnelle Betrachtung von Leiterplatten und Schliffproben durch automatisierten xy-Tisch 
  • Inhouse-Herstellung metallurgischer Schliffproben 
  • Hohe Tiefenschärfe durch automatische z-Fokussierung
  • Vergrößerung: 5 bis 5000
  • Hellfeld, Dunkelfeld, Polfilter
  • Beleuchtung im Auflicht, Durchlicht, Ringlicht oder kombiniert
  • Geometrievermessung in 2D- und 3D-Daten

 


3D-Profilometrie

Keyence VR-5200 Profilometer.
© www.keyence.de
Keyence VR-5200 Profilometer.
Aufnahme eines QFP-Bauelements.
© Fraunhofer IKTS
Aufnahme eines QFP-Bauelements.
3D-Darstellung des QFPs.
© Fraunhofer IKTS
3D-Darstellung des QFPs.
  • Teilautomatisierte Messung von geometrischen Abweichungen
  • Messung von Verwölbungen von Leiterplatten etc.
  • xy-Auflösung: 500 nm
  • z-Auflösung: 100 nm
  • Messbereich: 206 x 104 mm²
  • Messgenauigkeit: 2-2,5 µm

Anwendungsfelder

Fehleranalyse an Baugruppen

Herstellungsbedingte Fehlerursachen

  • Aufdeckung von Designfehlern durch Routing
  • Fehler im Prozess der Leiterplattenherstellung
  • Fehlerhafte Bauteilbestückung und Lotpastendruck
  • Qualitativ unzureichende Zulieferkomponenten


Alterungsbedingte Fehlerursachen

  • Ungünstige Materialkombinationen oder Überlasten
  • Risse in Fügeverbindungen (Lötung, Schweißung, Klebungen)
  • Delaminationen und Verwölbung von Schichtsystemen