|
1898 |
|
Wednesday, February 24, 2010, Saal II 6:05 PM Prozess- und Produktprüfung II |
|
Impedanzspektroskopie als Werkzeug zur Qualitätssicherung von bestückten und unbestückten Leiterplatten |
|
Werner Strunz* / Zahner-elektrik GmbH&Co KG, Deutschland Helmut Schweigart / Zestron Europe, Deutschland |
|
Die klassische Gleichstrommessung zur Bestimmung des Oberflächenwiderstands einer Leiterplatte wird lediglich zur Pastenqualifikation an Kammstrukturen durchgeführt. Die so ermittelten Ergebnisse können nur näherungsweise auf bestückte Baugruppen übertragen werden. Eine direkte Messung des Oberflächenwiderstandes von Baugruppen würde mittels Impedanzmessung über IC-Messpunkte möglich. Bezüglich seines elektrischen Verhaltens weist jedes Material zwei grundlegende Merkmale auf, zum einen leitfähige- (resistive) zum anderen dielektrische (kapazitive) Eigenschaften. Bei der Anwendung von bleifreien No-Clean-Lotpasten bzw. Flussmitteln mit hohem Harzanteil ist der Einfluss auf den Oberflächenwiderstand belanglos. Jedoch verändert es die kapazitiven Eigenschaften, da das Harz als Dielektrikum wirkt. Somit haben diese Rückstände bei Hochfrequenzschaltungen einen negativen Einfluss auf das Signalverhalten. Auch hinsichtlich der Stabilität elektronischer Schaltungen können sich parasitäre Kapazitäten nachteilig auswirken. So führt die Miniaturisierung der Baugruppen dazu, dass diese parasitären Impedanzen bei hohen Taktfrequenzen so niederohmig werden können, dass die Strombelastung von Teilen der elektronischen Schaltung ihre Spezifikation überschreitet und es zu Ausfällen der Schaltung kommt. Dieser Effekt ist umso schwerwiegender, da diese parasitären Kapazitäten nicht konstant sind sondern durch Temperatur, Oberflächenzustand, Luftfeuchtigkeit und Alterung negativ beeinflusst werden können. Als dynamische, elektrische Untersuchungsmethode kann die Impedanzspektroskopie quantitative Aussagen über diese beiden parasitären Impedanzen machen. Neben der schnellen und sicheren Bestimmung von parasitären Kapazitäten der Leiterplatte kann diese Methode auch zur Bestimmung des Oberflächenwiderstandes herangezogen werden, wobei die Methode toleranter auf überlagerten Elektrosmog reagiert und die schnellere Bestimmung eines vorgegebenen Maximalwiderstandes gestattet. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit dieser Technik sind auch Untersuchungen auf bereits bestückten Leiterplatten möglich. Diese Studie verdeutlicht die Prinzipien des Messverfahrens und zeigt wie die Impedanzspektroskpoie als ressourceneffizientes Verfahren zur Qualitätssicherung von bestückten Baugruppen anwendbar ist. |