Wie OPTIPRINT durch die flächenhafte Rauheitsmessung u.a. Fräsprozesse bei der Herstellung von Leiterplatten optimierte. 

Optische 3D-Messung von Durchmesser und Tiefe der Sacklöcher

In der Qualitätssicherung legt Optiprint großen Wert auf die optimale Beschaffenheit der Leiterplatten für die Weiterbearbeitung durch ihre Kunden. Bei der elektrischen Verbindung von mehrlagigen Leiterplatten, dem so genannten Kontaktieren, kommt es auf die richtige Bohrung der Sacklöcher an. Dabei werden Tiefe und Durchmesser der Sacklöcher im Vorfeld definiert. Mit Alicona misst Optiprint sowohl Durchmesser als auch Höhenstufen der Sacklöcher und stellt somit sicher, dass die richtige Lage kontaktiert wurde.

Laserparameter durch Rauheitsmessung optimieren

Eine andere Messung bei laser-gebohrten Sacklöchern ist die Verifizierung der Schmauchspuren. Schmauchspuren entstehen am Rand der Bohrung und sind Aschewülste des geschmolzenen Materials. Durch optimierte Laserparameter für die verschiedenen Materialien werden diese Aschewülste minimiert. Hier wird die flächenhafte Rauheitsmessung zur Messung der Ebenheit am Übergang zum Sackloch eingesetzt. 

Zusätzlich zur Messung von Tiefe, Durchmesser und Rauheit ist auch der Grund des Sackloches im Fokus der Qualitätssicherung. Hier gilt es, eventuelle Rückstände des Isolationsmaterials zu identifizieren, denn Rückstände behindern die elektronische Leitfähigkeit der gesamten Leiterplatte. Vor der Weiterbearbeitung muss daher sichergestellt sein, dass der Grund "sauber" ist. Das setzt Optiprint anhand der hochauflösenden 3D-Visualisierung inklusive registrierter Echtfarbinformation um.

Flächenhafte Messung von Form und Ebenheit der Frästaschen

Im weiteren Prozess der Leiterplattenherstellung werden so genannte Frästaschen oder Chip-Pockets in die Leiterplatte gefräst, in welche der Endkunde später seine Chips einpasst. Das Bestücken und Kleben der Chips in die Frästasche wird als Chip-on-Board Technik bezeichnet. Dabei ist die Form und Ebenheit der gefrästen Freiformen ausschlaggebend für die Bestückung der Silicium-Chips. Durch die Rauheitsmessung mit Alicona ist es Optiprint gelungen, ein besseres Verständnis für die Wechselwirkung zwischen Oberflächeneigenschaften und Montageprozess zu erlangen. In weiterer Folge erzielte der Hersteller damit eine signifikante Effizienzsteigerung bei der Herstellung. Um die richtige Oberflächengüte und damit optimales Bestücken sicher zu stellen, misst Optiprint die Höhenstufen sowie die Form und Ebenheit der Chip-Pockets. "Erst durch die flächenhafte Rauheitsmessung haben wir den Prozess der Frästasche in den Griff bekommen", führt Simon Hütter aus. 

3D-Profilformmessung der Bondkontakte

Ein weiterer Bearbeitungsschritt ist die Kontaktierung der Chips on Board. Die elektrische Verbindung der Chips mit der Leiterplatte wird durch Bonddrähte realisiert. Diese Technik nennt sich Drahtbonden. Fehler auf den Bondkontakten, wie Unebenheiten oder Verschmutzungen, führen zu fehlerhaften Bondverbindungen. Mit der Alicona 3D-Profilmessung misst Optiprint die Form und Koplanarität der Kontaktflächen auf der Leiterplatte und schafft dadurch die idealen Voraussetzungen für das Drahtbonden. 

Folgende Messaufgaben an einer Multilayer-Leiterplatte werden mit der 3D-Messtechnik von Alicona präzise erfasst und dokumentiert:

• Bohrtiefe und Durchmesser der Sacklöcher
• flächenhafte Rauheit am Übergang von Oberfläche zu Bohrloch
• flächenhafte Rauheit und Ebenheit am Grund der Sacklöcher
• flächenhaften Topografie- und Ebenheitsmessung der Frästaschen (Chip-Pockets)
• 3D-Profilformmessung der Bondkontakte
• Analyse und Bewertungen von Qualitätsmerkmal