Röntgeninspektion

Durch Einsatz der Röntgeninspektion werden die inneren Strukturen – Lötstellen, Anschlüsse – sowie Material und Verarbeitung von bestückten Leiterplatten, elektronischen Bauteilen oder Baugruppen sichtbar gemacht. Sie dient zur Qualitätskontrolle der inneren Leiterbahnanlagen. 

Mittels Röntgeninspektion werden die nicht sichtbaren Bereiche elektronischer Bauteile kontrolliert, ein wichtiger Schritt in der Qualitätssicherung. Das Verfahren erlaubt die zerstörungsfreie Überprüfung von bestückten Leiterplatten und deren innerer Strukturen wie Bonddrähte, Anschlüsse, Lötstellen und Chip-Positionen. Anhand der Röntgen-Technologie lassen sich typische Fehler – beispielsweise Kurzschlüsse, Versatz von Bauteilen, Lufteinschlüsse im Lot, Risse, Brüche, Poren/Lunker, offene Verbindungen, abgehobene Lotkugeln usw. aufdecken. Die Röntgeninspektion findet außerdem Anwendung in der Kontrolle der verdeckten Lötstellen von BGA-Bauteilen (BGA-Rework) und kann bei Bauteilen mit unsicherer Herkunft zeigen, ob sie überhaupt einen Chip enthalten.

Wie funktioniert die Röntgeninspektion?
Die automatische Röntgeninspektion (AXI) ist im Prinzip vergleichbar mit der automatischen optischen Inspektion (AOI), nur wird anstelle von Licht mit Röntgenstrahlung gearbeitet. Diese wird von den unterschiedlichen Materialien der Leiterplatten, Bauteilen und Lotlegierungen jeweils unterschiedlich absorbiert. Auf den daraus entstehenden Aufnahmen werden so die verschiedenen Komponenten und Verbindungen der Leiterplatten dargestellt und mit Hilfe entsprechender Bildverarbeitungsprogramme bei Serien automatisch ausgewertet. Die manuelle Röntgeninspektion (MXI) wird zur Stichprobenanalyse und Sonderprüfung einzelner Komponenten eingesetzt.

Verschiedene Ansätze für verschiedene Anforderungen
Die Röntgeninspektion unterscheidet drei unterschiedliche Prüfansätze:

  • Die 2D-Technologie mit senkrechter Durchstrahlung der Baugruppen. Da nur ein Bild pro zu prüfendes Bauteil gemacht wird, ist beim 2D-Ansatz der Aufwand nicht so hoch und der Ablauf schnell. Das Verfahren eignet sich zur Überprüfung von verdeckten Lötstellen (BGA-Inspektion der Lotballform und Lunkerbildung), von Bondstellen, Anschlusskontakten und zur Verifikation von Qualität und Homogenität der Lötstellen.
  • Mittels 2,5D- Technologie mit schräger Durchstrahlung können Abschattungen besser erkannt werden. Der technische Aufwand zur Erzeugung der Schrägdurchsichten ist um einiges höher.
  • Mit Hilfe der 3D- Technologie bzw. der Computertomografie mit schräger Durchstrahlung aus verschiedenen Richtungen können die verschiedenen Bestückebenen dargestellt werden, d.h. von komplexer Bauteilen (beispielweise doppelseitig bestückten Leiterplatten) werden die verschiedenen Ebenen einzeln erfasst. Durch die Möglichkeit, unterschiedliche Materialien farblich hervorzuheben, können Bauteile und Baugruppen zusätzlich auf eventuelle Material- oder Verarbeitungsfehler geprüft werden, wie z.B. Volumengröße der Lunker, Spaltgröße bei einem abgehobenen Lotball oder die Oberflächenstruktur des Pads bei einem nichtverlöteten Lotball.

Durch Röntgeninspektion werden Produktsicherheit und hohe Qualitätsanforderungen vor allem in der Automotive-Branche und Medizintechnik gewährleistet.