Wo kommt die Computer-Laminographie zum Einsatz?

Aug 30, 2023

Mit der Instal­la­tion der neuen Anlage Cheetah EVO bie­tet Kraus Hard­ware sei­nen Kun­den – neben der Rönt­gen­ana­lyse per 2D oder 3D – erst­mals auch die Lami­no­gra­phie-Unter­su­chung an. Wo kommt die­ses Ver­fah­ren zum Ein­satz und wel­che Vor­teile hat es?

 „Das Ver­fah­ren lässt Rück­schlüsse bei­spiels­weise auf die Qua­li­tät von Lei­ter­bah­nen in Pla­ti­nen oder Micro­chips zu.“  

Die Aus­gangs­lage bei der Qua­li­täts­si­che­rung in der EMS-Pro­duk­tion wird zuneh­mend anspruchs­vol­ler. Vor allem die höhere Packungs­dichte von kom­ple­xen Bau­grup­pen (und die dar­aus fol­gen­den Abschat­tun­gen ein­zel­ner Bau­teile) machen eine drei­di­men­sio­nale Rönt­gen­prü­fung in vie­len Anwen­dungs­fäl­len unver­zicht­bar. Zudem zei­gen sich ähn­lich kom­ple­xere Struk­tu­ren inner­halb man­cher Bau­teile, die sich oft ebenso nur per drei­di­men­sio­na­ler Unter­su­chung opti­mal erfas­sen lassen.

Wenn es dabei um ins­ge­samt eher kom­pakte und „räum­li­che“ Pro­ben geht, ist die Com­pu­ter­to­mo­gra­phie (CT) gut geeig­net, die ver­schie­de­nen Berei­che räum­lich abzu­bil­den – ste­hen im Gegen­satz dazu aber flä­chige Bau­teile im Fokus, ist die Com­pu­ter­la­mi­no­gra­phie (CL) häu­fig das Mit­tel der Wahl. Der Grund: Bei die­sem Ver­fah­rens kom­men andere Scan-Geo­me­trien zum Ein­satz, mit deren Hilfe sich die fla­che Bau­gruppe trotzt eines ungüns­ti­gen Aspekt-Ver­hält­nis­ses (das Ver­hält­nis aus der Höhe einer Struk­tur zu ihrer late­ra­len Aus­deh­nung) gut dar­stel­len lässt – inklu­sive ein­zel­ner Schnittebenen.

2,5D-Daten als Ergeb­nis
Wie funk­tio­niert das genau? Zunächst ist wich­tig, dass sich bei der Lami­no­gra­phie die Rönt­gen­kom­po­nen­ten rela­tiv zuein­an­der bewe­gen. Wäh­rend der dabei auf­tre­ten­den Posi­tio­nen und Auf­nah­me­win­kel wer­den ein­zelne Bil­der auf­ge­nom­men, aus denen man „Tie­fen­in­for­ma­tio­nen“ rekon­stru­ie­ren kann – und das lässt wie­derum Rück­schlüsse bei­spiels­weise auf die Qua­li­tät von Lei­ter­bah­nen in Pla­ti­nen oder Micro­chips zu. Ins­ge­samt gel­ten die Tie­fen­in­for­ma­tio­nen der Lami­no­gra­phie im Ver­gleich zur Tomo­gra­fie aller­dings als begrenzt, wes­halb Exper­ten in die­sem Zusam­men­hang gerne von „2,5D-Daten“ statt 3D-Daten sprechen.

Anlagen­tech­no­lo­gie im Fokus
Mit der Inbe­trieb­nahme der Cheetah EVO von Comet Yxlon im Juni 2023 bie­tet Kraus Hard­ware sei­nen Kun­den – neben indus­tri­el­len Rönt­gen­ana­lyse per 2D oder 3D – auch die Lami­no­gra­phie-Unter­su­chung an. Für beste Ergeb­nisse sorgt dabei unter ande­rem große Flach­de­tek­to­ren sowie die micro3Ds­lice- und FF-CT-Soft­ware des Her­stel­lers. Zudem punk­tet bei allen Rönt­gen­ver­fah­ren die was­ser­ge­kühlte Rönt­gen­röhre. Dazu muss man wis­sen, dass sich spe­zi­ell bei lan­gen Scan­zei­ten die Tem­pe­ra­tu­ren von Röh­ren­ge­häuse und Tar­get (ein Bau­teil der Röhre) erhö­hen. Mit der Was­ser­küh­lung der Anlage bleibt die­ser Effekt begrenzt und somit wei­sen die Rönt­gen­bil­der auch nach lan­ger Strahl­zeit eine hohe Schärfe auf. 

Pluspunkte der Cheetah EVO:

Flach­de­tek­to­ren mit gro­ßem Inspektionsbereich

Lami­no­gra­phie mit detail­lier­ter 3D-Visualisierung

auto­ma­ti­sche Void-Analyse

halb­au­to­ma­ti­sche Defekt­ana­lyse für Füll­stand­prü­fun­gen von THT-basier­ten Komponenten

Dosis-Reduk­tion und ‑Über­wa­chung für emp­find­li­che Bauteile

was­ser­ge­kühlte Rönt­gen­röhre für einen sta­bi­len Brennfleck

Zuletzt durch­lie­fen die Mit­ar­bei­ter bei Kraus Hard­ware einige Schu­lun­gen zum neuen Verfahren.

Die Auf­nahme zeigt Kurz­schlüsse unter einem Micro-BGA.

Hier ist ein Ätz­feh­ler zu sehen, der bei der Waren­ein­gangs­prü­fung auf­fiel. Ver­schie­dene Lagen waren nicht rich­tig ausgebildet.

Anlie­fe­rung der neuen Anlage im Frühjahr.

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