Einführung
Die Schliffbild-Analyse ist eine zerstörende Methode, die durchgängig in der Leiterplatten-Industrie Anwendung findet. Wir erstellen unsere Schliffbilder täglich, sie ermöglichen uns in das innere der Leiterplatte zu schauen um präzise Messungen durchzuführen. Damit können wir unsere Produktionsprozesse überwachen und die Qualität der Leiterplatten gewährleisten.
Wir nutzen die Schliffbild Analyse für folgende Qualitätsüberprüfungen:
- Leiterplatten Basismaterial
- Strukturen der Innenlagen
- Galvanisierung der durchkontaktierten Bohrungen
- Dicke und Registrierung der Innen- und Außenlagen
- Verbindung der einzelnen Lagen
- Deckung der Lötstoppmaske
- Dicke der Endoberfläche
Verfahren zur Schliffbild-Analyse
- Wählen der entsprechenden Leiterplatte oder Test-Coupon vom Fertigungsnutzen
- Auf Größe Zuschneiden
- Einbetten in Harz
- Zu einer ebenen Fläche schleifen
- Polieren und Rückätzen, falls notwendig
Multilayer Lagenaufbau prüfen
Wir prüfen beim Aufbau von Multilayer die Dicke der Innenlagen, Kupferfolien, Prepregs und die Güte des Verklebens. Wir untersuchen das Laminat auch auf etwaige Mängel nach der thermischen Belastung (Delamination, Blasenbildung, Risse, Fehlstellen usw.).
Wir überprüfen die Registrierung der Innenlagen zu den Bohrungen. Das nächste Bild zeigt die gleiche Leiterplatte wie das vorherige, jedoch kann man einen leichten Versatz der Innenlage zur Bohrung erkennen (in diesem Fall innerhalb der Toleranz). Wir verwenden außerdem einen speziellen Test-Coupon auf jedem Produktionsnutzen von Multilayer Leiterplatten um die Position der Bohrungen zur Innenlage zu überprüfen.
Hier besteht eine robuste Verbindung zwischen der Bohrwandung und dem Kupfer der Innenlagen, wie auf dem folgenden Bild zu sehen ist. Eine schlechte oder defekte Anbindung zwischen Bohrung und Innenlage ist meist ein Problem schlechter Bohrqualität oder Lochwandreinigung. Eine Unterbrechung auf der Innenlage wird beim abschließenden E-Test festgestellt.
Durchkontaktierung
Auf jedem Produktionsnutzen machen wir 5 zerstörungsfreie Messungen um die Schichtdicke der durchkontaktierten Bohrungen zu messen. Wir unterstützen dies mit der regelmäßigen Erstellung von Schliffbilder um mehr Gewissheit über die Produktionsstabilität zu erfahren. Dafür nutzen wir einen Test Coupon der auf jedem Produktionsnutzen integriert ist.
Die ermittelte Schichtdicke ist dabei der Durchschnitt von 6 Messungen, drei von jeder Bohröffnung nach etwa einem viertel, der Hälfte und drei viertel.
Die Standard Toleranz für Bauteilbohrungen beträgt +/- 0.1mm. Der Lochdurchmesser wird bei der Endkontrolle mit einer Konuslehre geprüft. Schliffbilder bestätigen die Ergebnisse und geben detailliertere Rückschlüsse zur Qualität des Prozesses. Das nächste Bild zeigt den tatsächlichen Durchmesser einer durchkontaktierten Bohrung mit einem Nominalwert von 0.25mm.
Kupfer Dicke
Innenlagen
Innenlagen werden nicht galvanisiert, so dass die Kupferdicke der verwendeten Kupfer Folie entspricht. Während der Reinigungsprozesse wird jedoch minimal Kupfer abgetragen. Die IPC A 600 Klasse 2 Standard schreibt folgende Werte der minimalen Kupferdicke auf Innenlage nach der Bearbeitung vor:
| Start Kupfer | Mindest Dicke nach der Bearbeitung |
| 12 µm | 9,3 µm |
| 18 µm | 11,4 µm |
| 35 µm | 24,9 µm |
| 70 µm | 55,7 µm |
Das Bild zeigt die Kupferdicke einer Innenlage nach der Reinigung mit 35 µm Start Kupfer:
Außenlagen
Beim durchkontaktieren der Bohrungen werden die Außenlagen mit aufgalvanisiert, so dass die Endkupfer Dicke aus dem Start Kupfer minus dem Verlust bedingt durch Reinigung plus Aufgalvanisierung resultiert. Die IPC A 600 Klasse 2 schreibt folgende Werte der Endkupfer Dicke nach der Bearbeitung vor:
| Start Kupfer | Mindest Dicke nach der Bearbeitung |
| 12 µm | 29,3 µm |
| 18 µm | 33,4 µm |
| 35 µm | 47,9 µm |
| 70 µm | 78,7 µm |
Das Schliffbild zeigt die Kupferdicke einer Leiterbahn auf einer Außenlage mit 18 µ Start Kupfer:
Wir können außerdem die Dicken des Basis Kupfer und des auf metallisiertem Kupfer ermitteln. Die Kupferfolie in diesem Beispiel beträgt 12 µ.
Lötstoppmaske
Die minimale Dicke der Lötstoppmaske auf Leiterbahnen sollte 8 µm betragen.
Endoberfläche
Wir können bei einem Schliffbild die Dicke von bleifreier Heißluftverzinnung (HAL) messen. Bei chemisch Nickel-Gold (ENIG oder Che Ni/Au) können wir bei einem Schliffbild nur die Schichtdicke des Nickels messen (wie im Bild dargestellt) da die Golddicke weniger als 0.1 µm beträgt. Um die Schichtdicke für Gold oder chemisch Silber zu ermitteln, können wir nur die zerstörungsfreie Röntgenmessung einsetzen.
