Failure Analysis und Qualitätsprüfung in der Elektronikfertigung
Elektronische Baugruppen werden immer komplexer und empfindlicher gegenüber Prozessabweichungen. Schon kleinste Defekte, Lötprobleme oder Verunreinigungen können zu Funktionsstörungen, Ausfällen oder Reklamationen führen.
Wir unterstützen Sie bei der Qualitätsprüfung, Failure Analysis und Prozessabsicherung in der Elektronikfertigung – von der Rohleiterplatte bis zur bestückten Baugruppe.
Unsere Analysen helfen Ihnen:
Fehleranalyse
Fertigungsfehler
schnell zu identifizieren
Ursachennachweis
Ausfallursachen
eindeutig nachzuweisen
Prozessoptimierung
Reinigungs- und
Lötprozesse zu optimieren
Normkonformität
Anforderungen
und IPC-Standards zu erfüllen
Prüfung nach IPC-Standards
Unsere Analysen kombinieren zerstörungsfreie und zerstörende Prüfverfahren und ermöglichen eine ganzheitliche Bewertung von Materialien, Baugruppen und Fertigungsprozessen in der Elektronikfertigung.
Alle Untersuchungen erfolgen gemäß relevanter Normen, darunter:
- IPC-A-600 und IPC-A-610
- IPC-6012
- IPC-J-STD-001 sowie
- Prüfmethoden der IPC-TM-650
Für die Untersuchung elektrostatisch sensibler Bauteile stehen zertifizierte ESD-Schutzzonen und geschultes Personal zur Verfügung.
Unsere Analysen im Überblick
Lötstellenanalyse
Lötstellenprobleme erkennen und analysieren
Fehlerhafte Lötstellen gehören zu den häufigsten Ursachen für Ausfälle elektronischer Baugruppen. Besonders bei komplexen Bauformen wie BGA-Bauteilen oder integrierten Schaltungen können Mikrorisse oder Voids zu intermittierenden elektrischen Fehlern führen. Wir unterstützen Sie bei der Lötstellenanalyse, um Probleme in Lötverbindungen zu identifizieren und deren Ursachen zu verstehen.
Unsere Analysen beantworten u.a. folgende Fragen:
- Warum versagen Lötstellen unter thermischer oder mechanischer Belastung?
- Sind Lötverbindungen normgerecht ausgeführt?
- Liegen Voids, Risse oder Benetzungsprobleme vor?
Verfahren zur Lötstellenanalyse:
Zur Untersuchung kombinieren wir zerstörungsfreie Verfahren wie 2D-Röntgenanalyse (AXI) und 3D-Computertomographie mit metallographischen Schliffanalysen und mikroskopischen Untersuchungen.
Bei BGA-Bauteilen ermöglicht der Dye-and-Pry-Test (IPC-TM-650) eine gezielte Untersuchung von Mikrorissen und Delaminationen in Lötstellen.
Leiterplattenanalyse
Leiterplattenfehler frühzeitig erkennen
Defekte in Leiterplatten können zu Kurzschlüssen, Kontaktproblemen oder Zuverlässigkeitsproblemen führen. Ursachen liegen häufig im Herstellprozess – etwa bei der Metallisierung von Durchkontaktierungen, im Schichtaufbau, bei geometrischen Abweichungen oder in Materialfehlern.
Typische Fragestellungen unserer Kunden:
- Sind Durchkontaktierungen korrekt metallisiert?
- Entsprechen Kupferdicken und Schichtaufbau den Spezifikationen?
- Gibt es Strukturfehler oder Delaminationen?
- Stimmen Leiterbahnbreiten, Abstände und Bohrlochdurchmesser mit den Designvorgaben überein?
Prüfverfahren der Leiterplattenanalyse:
Durch eine systematische Untersuchung von bestückten und unbestückten Leiterplatten (PCB / PCBA) lassen sich Probleme frühzeitig erkennen. Wir untersuchen gemäß IPC-6012 sowie den Abnahmekriterien der IPC-A-600.
Zum Einsatz kommen Verfahren wie PCB Microsection Analysis / Mikrosektionen, mikroskopische Untersuchungen, Schichtdickenmessungen sowie dimensionelle Messtechnik. Ergänzt werden dazu Materialanalysen, um Herstellfehler (bereits vor der Bestückung der Baugruppen) zuverlässig zu identifizieren.
Geometriekontrolle
Geometrische Abweichungen bei Leiterplatten erkennen
Neben Material- oder Strukturfehlern können auch geometrische Abweichungen zu Funktionsproblemen in elektronischen Baugruppen führen. Abweichungen bei Leiterbahnbreiten, Bohrlochpositionen oder Leiterplattenabmessungen können die elektrische Funktion, Lötbarkeit oder mechanische Passung von Bauteilen beeinträchtigen.
Typische Fragestellungen
- Entsprechen Leiterbahnbreiten und Abstände den Designvorgaben?
- Sind Bohrungen und Vias korrekt positioniert und dimensioniert?
- Stimmen Kontur und Abmessungen der Leiterplatte mit den Spezifikationen überein?
Unsere Analyse
Im Rahmen der dimensionellen Leiterplattenprüfung überprüfen wir kritische Geometrien und Abmessungen der Leiterplatte. Diese Messungen ergänzen die strukturelle und materialanalytische Untersuchung und unterstützen die Qualitätssicherung gemäß IPC-Anforderungen.
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Kontaminationsanalyse
Kontamination auf Leiterplatten identifizieren
Rückstände aus Fertigungsprozessen können die Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen erheblich beeinträchtigen. Ionische oder organische Kontaminationen können Kriechströme, Korrosion oder Benetzungsprobleme verursachen.
Typische Herausforderungen unserer Kunden:
- Ionische Rückstände aus Flussmittel oder Reinigungschemikalien
- Organische Rückstände auf Bauteiloberflächen
- Partikel oder Fasern auf Leiterplatten
- Unerklärliche elektrische Fehlfunktionen
Prüfverfahren der Kontaminationsanalyse:
Die Sauberkeitsprüfung von Leiterplatten und elektronische Baugruppen unterstützt bei der Identifikation kritischer Prozessrückstände.
- Ionische Kontamination mittels ROSE-Test (IPC-TM 650 2.3.25) und Ionenchromatographie (IPC-TM 650 2.3.28)
- Chemisch-filmische (organische) Rückstände mittels spektroskopischer und chromatografischer Methoden
- Partikel und Fasern durch mikroskopische und spektroskopische Partikelanalysen
Defektanalyse
Ursachen von Baugruppenausfällen verstehen
Wenn elektronische Baugruppen im Test oder im Feld ausfallen, ist eine systematische Schadensanalyse erforderlich, um die tatsächliche Fehlerursache zu identifizieren. Im Rahmen einer Electronics Failure Analysis analysieren wir Baugruppen ganzheitlich – von der Oberflächenanalyse bis zur Untersuchung komplexer Materialstrukturen.
Typische Analysen sind:
- Untersuchung von Material- und Fertigungsfehlern
- Analyse von Delaminationen, Rissen oder Einschlüssen
- Chemische Analyse von Ablagerungen und Rückständen
Unser Ansatz
Bei der Defektanalyse elektronischer Baugruppen kombinieren wir verschiedene analytische Verfahren aus der Materialographie und der chemischen Analytik, um Fertigungs-, Material- oder Prozessprobleme eindeutig zu identifizieren.
Beschichtungsanalyse
Material- und Beschichtungsprobleme analysieren
Die Qualität von Metallisierungen, Beschichtungen und Leiterbahnen beeinflusst maßgeblich die elektrische und mechanische Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen.
Unsere Analysen umfassen:
- Analyse des Schichtaufbaus von Leiterbahnen und Beschichtungen
- Untersuchung von Leiterbahndefekten
- Prüfung von Oxidations- oder Korrosionserscheinungen
- Materialbestimmung von Beschichtungen
Zum Einsatz kommen metallographische Schliffanalysen sowie hochauflösende mikroskopische (z.B. FIB-SEM) und spektroskopische Verfahren. Die Analyse von Beschichtungen und Metallisierungen helfen, Materialprobleme oder Prozessabweichungen frühzeitig zu erkennen.
Tiefenanalyse
Halbleiteranalyse und Tiefenanalyse mit FIB-SEM
Für komplexe elektronische Bauteile und Chips sind Untersuchungen im Nanobereich erforderlich.
FIB-SEM-Analysen ermöglichen:
- Erzeugung von Querschnitten direkt im Material
- Untersuchung empfindlicher Schichtsysteme
- Analyse von Halbleiterstrukturen und Materialinterfaces
Diese Untersuchungen sind ein wichtiger Bestandteil der Semiconductor Failure Analysis moderner elektronischer Bauteile.
Kontaktieren Sie uns –
die passende Lösung ist oft näher als Sie denken.
Mit modernsten Analyseverfahren unterstützen wir Sie bei Qualitätsproblemen, Schadensfällen und Entwicklungsherausforderungen – präzise, fundiert und lösungsorientiert.
Häufig Gestellte Fragen zur Elektronikfertigung
Hier finden Sie Antworten auf die wichtigsten Fragen rund um die Analyse elektronischer Baugruppen.
Elektronische Baugruppen können aus verschiedenen Gründen ausfallen. Häufige Ursachen sind Mikrorisse in Lötverbindungen, Delaminationen zwischen Materialschichten, Voids in Lötstellen, Materialfehler in Leiterplatten oder Prozesskontaminationen durch Flussmittelrückstände oder Partikel.
Eine systematische Failure Analysis elektronischer Baugruppen hilft, diese Ursachen eindeutig zu identifizieren und geeignete Maßnahmen zur Prozessverbesserung abzuleiten.
Lötstellen können durch thermische Zyklen, mechanische Belastungen oder Prozessfehler versagen. Typische Fehlerbilder sind Mikrorisse, Voids oder Benetzungsprobleme.
Zur Untersuchung solcher Defekte werden Verfahren wie 2D-Röntgenanalyse, metallographische Schliffanalysen oder Dye-and-Pry-Tests eingesetzt, die eine detaillierte Solder Joint Analysis und BGA Failure Analysis ermöglichen.
Der Dye-and-Pry-Test ist ein zerstörendes Prüfverfahren zur Analyse von Lötstellen unter Ball Grid Arrays (BGA). Dabei wird ein Farbstoff in mögliche Risse oder Delaminationen eingebracht. Nach dem Ablösen des Bauteils lassen sich diese Defekte mikroskopisch sichtbar machen.
Das Verfahren wird häufig in der BGA Failure Analysis und Solder Joint Analysis eingesetzt.
Eine Failure Analysis elektronischer Baugruppen ist sinnvoll, wenn:
- Baugruppen im Test oder im Feld ausfallen
- Ursachen für Reklamationen analysiert werden müssen
- neue Fertigungsprozesse validiert werden sollen
- Material- oder Prozessprobleme vermutet werden
Ziel ist es, die genaue Ursache eines Defekts zu identifizieren, beispielsweise Materialfehler, Prozessabweichungen oder Lötstellenprobleme. Dabei werden zerstörungsfreie und zerstörende Analyseverfahren für eine systematische Untersuchung kombiniert, um eine Root Cause Analysis durchzuführen.
Kontaminationen auf Leiterplatten können durch Flussmittelrückstände, Prozesschemikalien oder Partikel entstehen und die elektrische Zuverlässigkeit von Baugruppen beeinträchtigen.
Zum Nachweis werden Verfahren wie ROSE-Test, Ionenchromatographie, spektroskopische sowie mikroskopisch Analysen eingesetzt. Diese Untersuchungen sind Teil des PCB Cleanliness Testing und der Contamination Analysis in der Elektronikfertigung.
Die Sauberkeit von Leiterplatten wird durch sogenannte PCB Cleanliness Tests überprüft. Dazu gehören Verfahren wie der ROSE-Test zur Bestimmung der Summenparameter ionischer Rückstände (IPC-TM 650 2.3.25) sowie die Ionenchromatographie (IPC-TM 650 2.3.28) zur detaillierten Analyse einzelner Ionen. Zusätzlich können spektroskopische Methoden eingesetzt werden, um organische Verunreinigungen zu identifizieren.
Die Ionenchromatographie (IC) wird eingesetzt, um ionische Rückstände auf Leiterplatten qualitativ und quantitativ zu bestimmen. Dazu gehören beispielsweise
- Anionen (Bromid, Chlorid, Fluorid, Nitrat, Nitrit, Phosphat, Sulfat)
- Kationen (Ammonium, Calcium, Lithium, Magnesium, Kalium, Natrium)
- Organische Säuren (Acetat, Adipat, Glutamat, Malat, Methansulfonat, Succinat, Phthalat)
Die Ionenchromatographie liefert im Vergleich zum ROSE-Test eine Analyse der Einzelionen. Die Analyse erfolgt gemäß dem Standard IPC-TM 650 2.3.28. Die Methode ermöglicht eine detaillierte Bewertung der ionischen Kontamination in elektronischen Baugruppen.
Die FIB-SEM-Mikroskopie (Focused Ion Beam – Scanning Electron Microscopy) ermöglicht präzise Querschnitte direkt im Material mit nur geringsten thermischen und mechanischen Einflüssen.
Damit lassen sich komplexe Schichtstrukturen moderner Halbleiter oder Chips analysieren und Defekte im Rahmen einer Semiconductor Failure Analysis untersuchen.
Im Rahmen der Leiterplattenprüfung werden auch dimensionelle Messungen durchgeführt. Dabei wird überprüft, ob geometrische Eigenschaften der Leiterplatte den Designvorgaben entsprechen – beispielsweise Leiterbahnbreiten, Leiterbahnabstände, Bohrloch- und Via-Durchmesser, Restringbreiten sowie die Gesamtstärke der Leiterplatte überprüft. Diese Messungen sind ein wichtiger Bestandteil der PCB Analysis und Qualitätssicherung gemäß IPC-Standards, um Fertigungsabweichungen frühzeitig zu erkennen.
Was uns unterscheidet:
Mehrwert bei Quality Analysis
Warum wir Ihr Partner für die Analyse von Leiterplatten, Lötstellen und elektronischen Baugruppen sind
IPC Standards
Normgerechte Bewertung von Leiterplatten, Lötstellen und Baugruppen gemäß relevanter IPC-Abnahmekriterien.
Prozessoptimierung
Analyseergebnisse liefern konkrete Ansätze zur Verbesserung von Löt-, Reinigungs- und Fertigungsprozessen.
Ursachenanalyse
Schnelle und strukturierte Failure Analysis zur Identifikation von Material-, Fertigungs- oder Prozessproblemen.
Vertraulichkeit
NDA/Geheimhaltung für Daten, Prüfergebnisse und Bauteile – projektbezogen und verbindlich.
Klare Basis für Entscheidungen
Individuelle Berichte und Auswertungen als fundierte Grundlage für Serienfreigaben, Systemintegration oder Schadensfälle.
Vernetzte Analytik
Zerstörungsfreie Prüfverfahren, Metallographie, Mikroskopie und chemische Analytik in einem abgestimmten Analysekonzept.
Mit fundierter Prüftechnologie und spezialisierter Analytik unterstützen wir Unternehmen der Elektronikfertigung bei der Analyse von Leiterplatten, Lötstellen und elektronischen Baugruppen.
Akkreditiertes Prüflabor
für Elektronikfertigung
Unsere DAkkS-Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 steht für geprüfte Qualität und maximale Sicherheit. Sie profitieren von normenkonformen Prüfverfahren, validierten Methoden und international anerkannten Prüfergebnissen. Als verlässlicher Partner begleiten wir Sie bei der Analyse von Leiterplatten, Lötstellen und elektronischen Baugruppen.
Lesen Sie hier mehr darüber, welche Vorteile Ihnen unsere Akkreditierung bietet:
Quality Analysis
der richtige Partner
für elektronische Baugruppen
Was können wir für Sie analysieren?
Beschreiben Sie uns Ihr Bauteil und Ihr Analyseziel – z.B. Fehlerursache, Qualitätsbewertung oder Prozessoptimierung.
Unsere Experten empfehlen die passende Analysestrategie oder unterstützen Sie bei der schnellen Identifikation der Ursache.