Helge Schimanski

Detektion von Fehlerquellen bei µBGAs - Fehlerursachenforschung und Strategien zur Prozessoptimierung

Dieser TechBlog ist im Rahmen eines Votrages von Helge Schimanski auf dem von der Vogel Communications Group veranstalteten Digital Events „Technologietage Leiterplatte & Baugruppe 2021“ am 08. Juni 2021 entstanden.

Fehlerhaft gelöteter µBGA

Fehlerquellen

Unzähligen Fehlerquellen, die zu elektrischen Funktionsfehlern führen, geht es auf den Grund zu gehen. Hierzu wird auf Basis fortschrittlicher Fehleranalyse das Fehlerbild analysiert, dokumentiert und Ursachenforschung betrieben. Dadurch können Anlieferqualität und Fertigungsprozesse verbessert werden, was letztendlich die Grundlage für zuverlässige Elektronik darstellt und die garantierte Funktion im Produktlebenszyklus ermöglicht.

Typische Fehler

Typische Fehler, die im Verarbeitungsprozess von µBGAs entstehen, wurden anhand von Beispielen aus der Praxis zerstörungsfreier und zerstörender Qualitätsbewertung aufgezeigt. Dies können Anbindungsfehler durch unzureichende Benetzung oder Lotabfluss sein, deren Ursachen sowohl im fehlerhaften Layout zu finden sind als auch in einem ungeeigneten, nicht auf die Produktanforderungen angepassten Fertigungsprozess. Ebenso können ESD-Schäden auftreten, die auf falsches Handling im Fertigungsprozess zurückzuführen sein können. Oder bei einem vermeintlich fehlerhaften BGA lässt sich durch eine Röntgeninspektion eine offene Lötstelle eines Vorwiderstands nachweisen.

Aufgeätztes Gehäuse mit ESD-Schaden (REM-Darstellung)
Offene Lötstelle durch Tombstoning eines Chip-Widerstands unter einem BGA

Analysestrategie

Basierend auf der richtig definierten Aufgabenstellung und den notwendigen Informationen über das Ausfallteil sowie das Fehlerbild wird die Analysestrategie festgelegt. Optische Inspektion, Röntgenprüfung, Querschliffanalyse incl. REM/EDX-Untersuchung stellt eine typische Abfolge von Analysen dar. Diese werden bei Bedarf durch weitergehende nichtzerstörende (z.B. elektrische Prüfungen, Thermografie) und zerstörende Prüfungen (z.B. chemische Gehäuseöffnung, Schertest) ergänzt.

Optimierungsschritte

Hierbei wird immer wieder Ursachenforschung betrieben und es werden Wege aufgezeigt, wie Anlieferqualität und Fertigungsprozesse verbessert werden können. Diese Optimierung kann auf Wunsch auch gemeinsam mit dem Kunden vor Ort auf seine individuelle Fertigungsumgebung übertragen werden. Ebenso steht das Fraunhofer ISIT im Streitfall als neutrales Institut vermittelnd zur Verfügung.

 

Gemeinsames Ziel aller an der Fertigung Beteiligten ist die Herstellung qualitativ hochwertiger und zuverlässiger Elektronik.

Das Fraunhofer ISIT kann Sie hierbei unterstützen.
Kontaktieren Sie uns gern.