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In-Line-Prüfung für Leiterplatten

EU-finanzierte Wissenschaftler erstellten ein umfassendes automatisiertes In-Line-Qualitätssicherungssystem, das eine erhebliche Steigerung der Zuverlässigkeit und Qualität von Leiterplatten - und das bei drastisch reduzierten Fertigungskosten - verspricht.
In-Line-Prüfung für Leiterplatten
Leiterplatten sind die Substrate (typischerweise mit isolierenden Eigenschaften), auf welche die Leiterbahnen zur Verbindung der elektronischen Bauteile aufgedruckt werden. Sie sind überall zu finden: kein Gerät, angefangen bei Armbanduhren und Mikrowellenherden bis hin zur Kraftfahrzeug-, Luftfahrt- und Raumfahrt- sowie Medizinelektronik, funktioniert ohne sie.

Defekte sind nicht selten. Das Versagen während des Einsatzes kann große Kosten für die Hersteller sowie Schäden für die Reputation des Unternehmens verursachen. Eine bessere und schnellere Fehlererkennung während der Fertigung könnte enorme Zeit- und Kosteneinsparungen nach sich ziehen.

Die Leiterplattenhersteller setzen vielfältige zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) ein, um die Produkte nach Fehlern zu bewerten. Die meisten kommen außerhalb der Fertigungslinie und an einzelnen Bauteilen zur Anwendung. Stellt man einen Mangel fest, so wird oft die ganze Charge zu Ausschuss erklärt oder es muss zusätzlicher Zeit- und Kostenaufwand betrieben werden, um das Los weitergehend zu testen.

Beschränkt zur Verfügung stehende Geräte und Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung verhindern eine Einbeziehung in ein in den Fertigungsablauf einbezogenes einheitliches System, mit dem der Qualitätssicherungsprozess erheblich verbessert werden könnte.

Europäische Forscher initiierten das Microscan-Projekt ("Development of comprehensive in-line quality control system for printed circuit board assemblies"), um die derzeitigen Einschränkungen zu überwinden und neue zerstörungsfreie Prüfverfahren zu entwickeln. Sie kombinierten die zerstörungsfreie Methode mit einem Leiterplattenmontagesystem, um ein lückenloses und umfassendes zerstörungsfreies On-line-Qualitätssicherungssystem für Leiterplatten zu schaffen.

Die Wissenschaftler integrierten vier verschiedene ZfP-Module zur Röntgenprüfung, Wärmeprüfung, (automatisierten) optischen und akustischen Inspektion, die jeweils auf eine bestimmte Art von Defekt testen. Das System wurde in eine generische Plattform einbezogen, um den Einsatz individueller Module einzeln oder in verschiedenen Kombinationen angepasst an die Bedürfnisse der Hersteller zu ermöglichen.

Das System gestattet nicht nur zum ersten Mal eine Erkennung aller Fehlertypen auf Leiterplatten innerhalb des Fertigungsdurchlaufs, sondern der Prototyp konnte auch eine Reihe von Defekten erfassen, die derzeit nicht nachweisbar sind.

Mit der zunehmenden Komplexität der Leiterplatten in Kombination mit der Forderung nach schnelleren Durchlaufzeiten von der Bestellung bis zur Auslieferung wird die Kommerzialisierung der Microscan-Technologie von der Elektronikindustrie begrüßt werden. Die Microscan-Systeme bergen das Potenzial einer deutlichen Steigerung von Zuverlässigkeit und Qualität der Leiterplatten bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten von Fehlerdiagnose, Reparatur und Produktionsausfall in sich. Schäden an der Reputation eines Unternehmens wären auf diese Weise zu vermeiden.

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