Wo sich schwere Kupferfehler verbergen
Auf Standardplatinen sind die meisten Fehler Oberflächenfehler: Kratzer, Maskenblasen, falsch ausgerichtete Beschriftungen. Auf Platinen mit hohem Kupferanteil sind die kostspieligen Fehler struktureller Natur. Eine einseitig dünne Leiterbahn, eine Ebene, die in der Mitte des Panels 15 % unter dem Sollwert liegt, eine Maske, die eine hohe Leiterbahnkante überspringt – all dies ist von oben nicht sichtbar und wird bei der Sichtprüfung nicht erkannt.
Die Qualitätskontrolle verlagert sich daher von genauerem Hinsehen hin zu anderen Messmethoden.
Die Prüfstrategie
Querschnittsprüfung: Die primäre Messmethode bei Platinen mit hohem Kupferanteil. Prüfmuster desselben Panels zeigen die Dicke der Lochwand- und Oberflächenkupferschicht, des Ringrings und der Maske und verdeutlichen das Leiterprofil, für das die Toleranz von ±20 % gilt.
Röntgenprüfung: Wird für verdeckte Strukturen innerhalb der inneren Lagen und bei der Bestückung für Lötstellen unter Steckverbindern und BGA-Gehäusen verwendet, wo die Kupfermasse das Reflow-Löten weniger vorhersehbar macht.
Fliegende Sonden- oder Prüfvorrichtungsprüfung. Die 100 %ige elektrische Prüfung dient als Sicherheitsmaßnahme: Sie deckt Unterbrechungen und Kurzschlüsse auf, die mit Optiken und Abschnitten nicht erkennbar sind, einschließlich Defekte, die durch die Handhabung einer schweren Platine entstehen.
Prüfung auf Ionenkontamination. Bei Platinen, die mit einer Schutzlackierung versehen werden oder mit hoher Impedanz arbeiten, wird die Reinheit gemessen statt angenommen; die Methode ist in der Testnotiz zur ionischen Kontamination beschrieben.
Optische Prüfung mit schrägem Licht. Wird weiterhin für Masken, Beschriftungen und Oberflächenbeschaffenheit verwendet, dient aber eher der Qualitätskontrolle als der primären Prüfmethode.
Planheit ist ein Qualitätsmerkmal
Durch die dicke Kupferschicht wird Planheit zu einer Spezifikation und nicht zu einem Störfaktor. Eine Platine mit einseitiger Kupferschicht wölbt sich nur beim Laminieren, und selbst eine plan wirkende Platine kann sich verziehen, wenn beim Reflow-Löten eine Seite schneller erhitzt wird als die andere.
Zwei Kontrollpunkte sind entscheidend: die Kupferbalance im Laminierprozess und die Messung der Abweichung vom Grenzwert von 0,7 % für Wölbung und Verdrehung nach der Fertigung. Bei Platinen mit einseitiger Kupferschicht sind die Montagevorrichtung und das Reflow-Profil von Bedeutung.
Dokumentation, die einer Prüfung standhält
Jede Charge enthält die Ergebnisse des Querschnitts, die Daten der elektrischen Prüfung und die Planheitsmessung, verknüpft mit der Platinennummer. Für die Automobilindustrie gemäß IATF 16949:2016 ist diese Rückverfolgbarkeit erforderlich; für alle anderen ermöglicht sie die Diagnose eines Fehlers im Feld und macht ihn nicht diskutabel. Die Fertigungsabnahme erfolgt gemäß IPC-6012B und IPC-A-600H, mit UL-Anerkennung gemäß E354070, und die Zertifikate sind aufgeführt auf der Zertifikatsseite.
Was Sie einen Lieferanten fragen sollten
Fragen Sie, welche Messgröße bei einer Leiterplatte mit hohem Kupferanteil über die Abnahme entscheidet und was der Prüfcoupon aussagt. Ein Lieferant, der mit „AOI“ antwortet, beschreibt eine Standardplatine. Derjenige, der Querschnittsdaten, Planheitswerte und eine 100 %ige elektrische Prüfung nennt, beschreibt den Prozess, der für diese Leiterplatte tatsächlich erforderlich ist.
