Ob Mikrochips und Leiterplatten, Smartphones und Tablets oder Batterien für Elektrofahrzeuge – bei der Prüfung planarer Objekte ist die Laminographie die Methode der Wahl.

Laminografie: die Vorteile des 2D- und 3D-Prüfens kombiniert.

Die Computerlaminografie wird manchmal als „2,5D-Prüfung“ bezeichnet, da sie ein technologisches Bindeglied zwischen der 2D-Röntgendurchleuchtung und der 3D-Computertomografie (CT) darstellt. Die Laminografie löst die spezifischen Herausforderungen bei der Prüfung flacher Bauteile wie Leiterplatten (PCB), Mikrochips (IC), kompletter Handys, Tablets, Laptops oder sogar von Schriften auf Papyrus. Während eine 2D-Röntgenprüfung eine hohe Auflösung bietet, aber keine räumlichen Informationen liefert, liefert die 3D-CT gute räumliche Informationen, lässt aber oft Vermisstes an Auflösung vermissen. Ein Fall für die Laminografie: Sie fügt hochauflösenden 2D-Bildern Tiefeninformationen hinzu, sodass Fehler zuverlässig erkannt und in einem ebenen Objekt räumlich verortet werden können.

Computerlaminografie mit Detektorkippung
Computerlaminografie mit Röntgenröhren- und Detektordrehung

Wie unterscheiden sich Laminografie und CT bei der Erzeugung ihrer Bilddaten?

Im Gegensatz zur Computertomographie zeichnet die Laminographie keine 360-Grad-Projektionen zur Erzeugung räumlicher Informationen auf, sondern scannt Objekte aus einem begrenzten Winkelbereich. Dieser begrenzte Winkel ermöglicht es, die Röntgenröhre für eine höhere Auflösung deutlich näher an das flache Prüfobjekt heranzuführen. Das Prüfsystem generiert hochauflösende Schichtbilder in der lateralen Ebene des Objekts.

Diese Comet Yxlon Systeme bieten Computerlaminografie

  • CA20
  • Cougar EVO
  • Cheetah EVO
  • FF20 CT
  • FF35 CT
  • FF85 CT

Elektronik: Prüfung von Leiterplatten (PCB) mit Laminografie

Die Laminografie ist die ideale Technologie für die Qualitätssicherung von Lötverbindungen, wie sie beispielsweise bei Ball Grid Arrays (BGA) eingesetzt werden, die per Reflow-Verfahren auf Leiterplatten gelötet sind. Die Prüfung der Lötstellen stellt sicher, dass die Kontaktflächen groß genug sind, um Strom oder Wärme wie spezifiziert zu leiten, und bestimmt das Vorhandensein, die Größe oder die Verteilung von Poren. Bei der Inspektion dicht bestückter, doppelseitiger PCBs nutzen Systeme wie der Comet Yxlon Cheetah EVO und Cougar EVO die Laminografie, um Schichtbilder des Kontaktbereichs zu erzeugen, frei von Überlagerungen durch Bauteile auf der Rückseite der Leiterplatte, die bei 2D-Röntgenaufnahmen die Sicht versperren. Für die abschließende Bewertung der Lötstellen bietet der Inspektions-Workflow VoidInspect CL softwareseitige Unterstützung.

Visualisierter gerissener Bonddraht in der Computerlaminografie
Der Laminografiescan zeigt die Pads und Leiterbahnen des BGA deutlich.

Halbleiter: Qualitätskontrolle von Mikrochips

Bei ICs und Wafern müssen oft nicht die Verbindungen zwischen einer Leiterplatte und einem Chip geprüft werden, sondern die Verbindungen zwischen verschiedenen Schichten innerhalb eines Chips – zum Beispiel zwischen Silizium-Dies oder zwischen Silizium-Dies und einem Substrat oder einer Redistribution Layer. Da Advanced-Packaging-ICs mehrere Schichten enthalten, reicht ein 2D-Durchleuchtungsbild für die Analyse meist nicht aus, da es keine räumlichen Informationen liefert und sich die verschiedenen internen Strukturen überlagern. Systeme wie Comet Yxlon Cheetah EVO und Cougar EVO nutzen die Laminografie, um qualitativ hochwertige Bilder der Verbindungsebene zu erzeugen.

Montagekontrolle von flachen elektronischen Geräten

Da kritische Komponenten in Tablets, Mobiltelefonen oder Laptops typischerweise in einer Ebene angeordnet sind, eignet sich die Laminografie besonders gut als Prüfverfahren für diese flachen elektronischen Geräte. In der Qualitätssicherung und Fehleranalyse zeigen die Laminografiesysteme von Comet Yxlon, ob alle Bauteile montiert und korrekt positioniert sind oder ob mechanische Defekte wie Unterbrechungen an Anschlüssen, Steckern oder Leiterplatten vorliegen. Mithilfe der hochauflösenden Laminografie lassen sich zudem beispielsweise Kurzschlüsse zwischen Drähten erkennen oder prüfen, ob der Klebstoff sich an der vorgesehenen Stelle befindet, etwa bei Handydisplays.

3D-Visualisierung eines Laminography-Scans einer mehrschichtigen Leiterplatte unter Verwendung der Funktion „Inverted Clipping Box“
Lithium-Batteriepack für ein Elektrofahrzeug

Zerstörungsfreie Prüfung von EV-Batteriezellen und -modulen

Im rasant wachsenden E-Mobilitätssektor verändern sich die Batteriekonfigurationen für Elektrofahrzeuge schnell. Um Sicherheit und Qualität in der Serienproduktion zu gewährleisten, müssen Lithium-Ionen-Batterien in großen Stückzahlen geprüft werden. Die Inspektion während der Produktion erfordert neben einer hohen Auflösung, gemessen an der Größe der Batterie, vor allem einen hohen Durchsatz. Im Gegensatz zur klassischen 2D-Prüfung ermöglicht die Laminographie eine noch zuverlässigere und präzisere Untersuchung der inneren Batteriestrukturen. So lassen sich beispielsweise die Geometrie gepackter Elektroden mit Wandabständen und Winkeln, Anodenüberlappungen oder Einschlüsse von Fremdkörpern und Lunkern aufdecken.

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Optionale 3D-Visualisierungssoftware für Comet Yxlon Systeme

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