Das Preventlab kann durch die Kombination vieler Analysetechniken nach IPC-, ASTM-, IEC- und ISO-Standards umfassende Services rund um die Leiterplatte anbieten. Im modern ausgestatteten Labor kümmern sich die qualifizierten Mitarbeiter um alle relevanten Qualitätsparameter. Auf Wunsch bietet das Labor zusammen mit externen Instituten und Universitäten spezifische Qualitätstests. All dies geschieht, um den Kunden qualitativ hochwertige, normgerechte Produkte zu liefern.
Analysen für bestückte und unbestückte Leiterplatten
Folgende Analysen bzw. Untersuchungen bieten die Experten: Leiterplattenlayout und thermische Belastung, dielektrische Materialcharakterisierung, Qualität von Lötstellen, organische und anorganische Verunreinigungen, Sauberkeit, thermische Simulationen, Alterungstest für Zuverlässigkeitsthemen. Das Labor offeriert ausserdem komplette Qualifizierungspläne bzw. -strategien für Produkte und/oder ganze Prozesse. Je nach Anforderung oder Kundenwunsch lassen sich dabei Querschnitt-, Röntgen-, Zug- und Schertests, Klimakammern, optische und Rasterelektronenmikroskopie kombinieren.
Darüber hinaus organisiert Preventlab Schulungen und Seminare, die individuell auf das Wissen der Teilnehmer zugeschnitten sind. In Workshops lassen sich Erfahrungen und Wissen austauschen.
Praxisbeispiel zeigt das Vorgehen
Das folgende Praxisbeispiel zeigt, wie die Preventlab-Mitarbeiter bei einer Untersuchung zum Thema CAF «Conductive Anodic Filament», oder auf deutsch «leitender Glühfaden an Anoden» systematisch vorgehen. Der CAF-Effekt gewinnt in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung. Gründe sind unter anderem: immer kleinere Leiterplatten, daraus resultierend eine Erhöhung der Schaltungsdichte und eine engere Platzierungen im Bereich der geforderten Sicherheitsabstände bei höheren Spannungen. Die Wertschöpfung von elektronischen Geräten wird unter anderem durch die Baugruppen erreicht, die oft bei extremen Temperatur-, Feuchte- und Spannungsumgebungen zum Einsatz kommen – CAF ist ein sicherheitsrelevantes Thema.
Der CAF-Entstehungsmechanismus
Hohe Gleichspannungen erzeugen statische elektrische Felder auch im Isolationsmaterial innerhalb der Leiterplatte. Diese verursachen eine Kupfer-Ionen-Migration in das Isolationsmaterial hinein. Die so entstehenden Ablagerungen können zu gefährlichen Durchschlägen durch die Isolationsschicht führen. Wie stark es zur Ionenmigration kommt, hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Schaltungslayout: Zwischen benachbarten Oberflächenleitern wird CAF angeregt
- Betriebsbedingungen: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Spannungsgradient
- Auswahl des Substratmaterials: FR4, CEM- 3, G-10, MC-2, PI, BT
- Laminatqualität: Feuchtigkeitsaufnahme und Haftvermittler wie Silane sind CAF-Schlüsselfaktoren
- Herstellungsverfahren: Laminieren, Bohren, Oberflächenbeschichtung
Allfällige Leckagen oder Kurzschlüsse können zu schwerwiegenden Ausfällen im Feld führen.
Analyse findet potenzielle Mängel
Das CAF-Phänomen lässt sich prinzipiell in vier verschiedene Typologien klassifizieren:
- Loch zu Loch
- Linie zu Cu-Bahn
- Cu-Bahn zu Loch
- Cu-Bahn zu Cu-Bahn
Dazu untersuchten die Preventlab-Mitarbeiter eine sehr dicht bestückte Multilayer-Leiterplatte. Der am häufigst auftretende CAF-Typ ist dabei Loch-zu-Loch, wegen der extrem grossen Kontaktfläche zwischen Kupferleiter und Glasfasern. Zur Untersuchung des CAF-Phänomens machten die Experten PTH-Mikroschnitte (PTH = Pin-Through-Hole). Rasterelektronenmikroskop- bzw. energiedispersive Röntgenanalysen wurden zur Untersuchung der CAF-Präsenz angewendet. Die Analysen ergaben folgende Resultate:
- Beobachtung der Kupferbahnen in Mikroschnitten – CAF-Bildung wurde mit optischer Mikroskopie dokumentiert
- Die CAF-Morphologie wurde dann durch Rasterelektronenmikroskopie (SEM) Sekundär- und Rückstreu-Elektronen-Bild-gebung charakterisiert
- Die CAF-Ausprägung wurde mittels energiedispersiver Röntgenmikroanalyse (EDS) bewertet
Laboranalysen, wie es das Preventlab dank modernster Infrastruktur und ausgewiesenem Fachpersonal anbietet und realisiert, sind von grundlegender Bedeutung. Dadurch lässt sich die Qualität von bestückten und unbestückten Leiterplatten beurteilen und schwerwiegende Ausfälle im Feld verhindern.
Infoservice
PreventPCB SA
P.le Roncàa, 4, 6850 Mendrisio
Tel. 091 646 02 13, Fax 091 646 02 16
sales@preventpcb.com, www.preventpcb.com
Productronica: Halle B2, Stand 118
