Optische Inspektion von Leiterplatten und Ball-Grid-Arrays
In der Elektronik- und Halbleiterfertigung sind Ball Grid Arrays (BGAs) zentrale Verbindungselemente mit extrem hohen Anforderungen an Geometrie und Ebenheit. Bereits geringste Abweichungen in Bump-Höhe, Koplanarität oder Bauteilverformung können die elektrische Kontaktierung beeinträchtigen und zu Ausfällen im Feld führen.
Optische 3D-Oberflächenmesstechnik von Polytec ermöglicht die flächenhafte, berührungslose Prüfung kompletter BGAs mit Nanometerauflösung. Bump-Höhen, Ebenheit von Chips und Balls sowie BGA-Verformungen lassen sich präzise erfassen, visualisieren und bewerten – in der Prozessentwicklung ebenso wie in der Qualitätskontrolle und Serienfertigung.
Arten von Ball-Grid-Array-Gehäusen
Ball-Grid-Arrays haben sich als leistungsfähige Gehäusetechnologie für hochintegrierte elektronische Baugruppen etabliert. Im Vergleich zu klassischen DIP-, QFP- oder QFN-Gehäusen bieten BGAs eine deutlich höhere Anzahl an I/O-Verbindungen bei gleichzeitig kürzeren elektrischen Verbindungswegen.
Typische BGA-Anwendungen finden sich in Smartphones, Tablets, Motherboards, Kameras und anderen elektronischen Hochleistungsgeräten. Die eingesetzten Lotmaterialien – etwa SnPb, SnAgCu, SnIn oder SnBi – weisen Bump-Durchmesser von typischerweise 90 bis 400 µm auf, bei Pitch-Abständen im Bereich von etwa 0,1 bis 2 mm. Diese feinen Strukturen stellen höchste Anforderungen an die Messtechnik.
Flächenhafte 3D-Messung von BGA-Topografien
Optische 3D-Profiler erfassen BGA-Strukturen flächig und hochauflösend. Neben einzelnen Bumps lassen sich komplette Arrays inklusive Pitch, Höhenverteilung und Formabweichungen analysieren. Durch Stitching mehrerer Messfelder können auch großflächige BGAs zuverlässig ausgewertet werden.
Die gewonnenen Topografiedaten liefern eine belastbare Grundlage für die Bewertung von Bump-Höhe, Ebenheit und Koplanarität – entscheidend für die Qualität der späteren Lötverbindungen.
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Typische Fehlerbilder in der BGA-Fertigung
Während der BGA-Herstellung, etwa beim Flip-Chip-Verfahren, können unterschiedliche Defekte auftreten. Abweichungen in der Bump-Höhe, unzureichende Koplanarität oder Verformungen des Chips führen häufig zu Kontaktproblemen oder mechanischen Spannungen im Betrieb.
Optische 3D-Oberflächenmesstechnik erlaubt die frühzeitige Erkennung solcher Fehlerbilder. TopMap Oberflächenprofiler analysieren Kugelhöhe, Chip-Ebenheit, BGA-Verformung und die Geometrie einzelner Ballspitzen vollständig berührungslos und mit hoher Wiederholgenauigkeit.
3D-Profilierung als Werkzeug der Qualitätskontrolle
Die flächenhafte optische 3D-Profilierung ist ein leistungsfähiges Instrument für die Qualitätsprüfung elektronischer Baugruppen. Sie unterstützt unter anderem:
- die Prüfung von Leiterplatten und BGAs
- die Analyse von Ebenheit, Koplanarität und Höhenverteilungen
- Pass/Fail-Auswertungen in der Produktion
- die Fehleranalyse bei Ausfällen und Prozessabweichungen
Gerade bei mehrlagigen Leiterplattenstrukturen gewinnt zudem die präzise Schichtdickenmessung an Bedeutung. Optische Prüflösungen von Polytec liefern hierfür reproduzierbare Messdaten und ermöglichen eine gezielte Prozessrückkopplung.Für die Charakterisierung von Leiterplatten zur Fehleranalyse, die berührungslose Überprüfung der BGA-Ebenheit, kostenlose Machbarkeitsstudien und einen ersten Probe-Bericht kontaktieren Sie uns bitte.
Passende 3D Messtechnik für BGA und Leiterplattenprüfung
Roughness Tester
Roughness Tester ist unser kosteneffizientes Rauheitsmessgerät aus der Micro.View-Serie. Für den einfachen Einstieg in die flächenhafte Rauheitsmessung - von Ra, Rz, Rq zu Sa Sz Sq!
Micro.View
TopMap Micro.View® ist ein benutzerfreundlicher optischer Profiler im kompakten Tischaufbau. Micro.View® ist die kosteneffiziente Lösung zur Inspektion präzisionsgefertigter Oberflächen bis in den Sub-nm-Bereich und eignet sich für die Untersuchung von Rauheit, Mikrostrukturen und weiteren Oberflächenmerkmalen.
Micro.View+
Micro.View+ ist ein mikroskopbasierter Oberflächenprofiler mit Automatisierung und Farbkamerasystem. Er bietet reproduzierbare, anwenderunabhängige Analysen von Rauheit und Oberflächentextur und eignet sich sowohl für Laboranwendungen als auch für den Einsatz in der Produktion.
Überzeugen Sie sich vor dem Kauf von der Leistung eines Profilers – nutzen Sie unseren „Try before buy“ Ansatz.
Verwandte Anwendungen und Messaufgaben
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Besprechen Sie Ihre Anforderungen mit unseren Experten
Gerne erfahren wir mehr über Ihre Bauteile, Toleranzen und Herausforderungen. Basierend darauf können wir Empfehlungen zu Technologien und Systemen geben. Oder wir zeigen Ihnen in einer kurzen Demo, wie einfach und effizient Messungen mit dem passenden Polytec Profilometer durchgeführt werden – entweder an unseren Komponenten oder direkt an Ihrem Bauteil.
