WO2016165828A1 - Verfahren zum prüfen eines elektronischen bauteils - Google Patents

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WO2016165828A1
WO2016165828A1 PCT/EP2016/000612 EP2016000612W WO2016165828A1 WO 2016165828 A1 WO2016165828 A1 WO 2016165828A1 EP 2016000612 W EP2016000612 W EP 2016000612W WO 2016165828 A1 WO2016165828 A1 WO 2016165828A1
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ray
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Keith Bryant
Bernhard MÜRKENS
Matthias WIENTAPPER
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Yxlon International Gmbh
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    • G06T2207/30141—Printed circuit board [PCB]

Definitions

  • the invention relates to a method for testing an electronic component for defects, in which both an automatic optical inspection (AOI) and a
  • NDT non-destructive material analysis
  • Electronic components within the scope of this invention include, inter alia, populated printed circuit boards, wafers
  • Silicon wafers with etched structures such as micro solder balls - and electronic components, such as semiconductors and LEDs understood.
  • the testing of a populated printed circuit board - in the following, the populated printed circuit boards are shortened only referred to as printed circuit boards - and a wafer or a
  • Receiving trays for components are the same.
  • the difference between the inspection of a printed circuit board and a wafer or an electronic component, for example a semiconductor, is essentially that the wafer or the wafer
  • This holder may for example have a rectangular tray shape, analogous to the rectangular geometry of a printed circuit board.
  • Recording tray can be several wafers or
  • the first alternative with integrated X-ray NDT testing device is
  • the problem is that the entire production line is shut down when servicing the X-ray NDT tester
  • each production line requires its own X-ray NDT tester, which means very high costs for the entire system
  • the cost per line is lower because a single X-ray NDT tester can be used for two or more production lines.
  • test is done in a separate X-ray NDT Testing device time-consuming, since the circuit board from the production line in the X-ray NDT test device must be brought and there the entire circuit board again
  • the object of the invention is therefore to provide a method for
  • ROI Regions Of Interest
  • X-ray apparatus - non-destructive material examination - referred to above as the X-ray NDT test apparatus, hereinafter abbreviated as X-ray apparatus -, only the ROIs are examined by X-radiation.
  • the coordinates of the ROIs acquired at the AOI were transferred from the computer to the X-ray apparatus. This saves a great deal of time since it is no longer necessary to irradiate the entire electronic component with X-ray radiation - including the areas that have already been checked for defects by means of the AOI - but only the ROIs, that is
  • Results of the X-ray examination of the ROIs are then transferred to the computer, so that the result can be traced there and statistics on the production process and occurring defects can be created.
  • the identification feature is detected and this data is transmitted to the computer, where a comparison of the data to the identification feature of the production line and the
  • the identifier is a bar code that is detected in the x-ray device by a bar code reader. This will be easy and reliable
  • a further advantageous development of the invention provides that the transfer and / or the return transfer
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the coordinates of the areas in which no
  • Examination with the automatic optical inspection is possible to determine with respect to a location having a unique feature of the electronic component, for example, a corner of the circuit board or the receiving tray or a characteristic bore is.
  • the orientation of the electronic component in the X-ray device is based on the location of the unique feature of the electronic component. This is with
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the type of a detected defect is obtained by the investigation in the X-ray device and with this information, a control of the process in the
  • the electronic component is a populated
  • Circuit board a (silicon) wafer with etched structures, such as molds for Mikrolotbälle, or a
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that in the x-ray device an open Microfocus tube is used, in particular one with a target power of over 10 watts.
  • an open microfocus tube in the X-ray device unlike the use of conventional closed microfocus tubes - which are characterized by an error detectability of about 3-10 ⁇ - a detail recognition of up to 0.1 ⁇ can be achieved.
  • Another positive effect is that open microfocus tubes with high
  • X-ray tubes with a target power of up to 15 watts instead of an average of 3 watts when closed
  • Microfocus tubes allow significantly better error detection of, for example, porosities in solder balls; This is especially true for low-contrast test objects, such as
  • FIG 1 is a flowchart of an inventive
  • Procedure. 1 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention for testing a Printed circuit board shown.
  • the upper rectangle shows the steps in an AOI system, the steps in the middle rectangle in an (NDT) x-ray device and in the lower rectangle the steps to decide what to do with the board being tested.
  • the first step in the upper rectangle as part of the AOI test within a production line is the result of the
  • Typical defects in wafers are not completely etched structures of, for example, micro-solder ball shapes.
  • Place for example, one of the vertices of the circuit board or a characteristic hole in the circuit board; if available, CAD data can also be used. If not a printed circuit board is tested, but a wafer or an electronic component, the whole receiving tray receives a bar code which is arranged on the receiving tray.
  • Identification of the individual component, which may be present on the receiving tray may be accomplished, for example, by automated numbering by the software on the receiving tray.
  • the printed circuit board is moved from the production line to an X-ray machine located outside the production line;
  • PCB from the production line can be done either manually or by means of an automatic decoupling from the production line with automatic promotion of the PCB in the X-ray device.
  • the middle rectangle shows the steps performed during the NDT test in the X-ray apparatus.
  • the information needed for the test of the circuit board is transferred from the database of the computer to the X-ray device.
  • These include the above-mentioned ID number of the circuit board, its bar code and the coordinates of the areas where no AOI method is used
  • Printed circuit board in the X-ray device is based on the above-described unique reference points on the circuit board, such as one of the vertices of
  • Circuit board a characteristic hole in the Printed circuit board or the CAD data of the printed circuit board.
  • the barcode of the printed circuit board is scanned by means of a barcode scanner and then compared with the information from the database. If it is determined that there is no match, then the scan is repeated to check for erroneous readout. In the unlikely event that a wrong printed circuit board was supplied, this is from the
  • X-ray fluoroscopy is performed as part of an NDT procedure.
  • the NDT process is not performed over the entire board, but only in the areas previously determined in the AOI method, which significantly reduces the time required for the NDT test. If not a printed circuit board is tested, but rather a wafer or an electronic component, the identification of a whole recording tray takes place via the bar code on the receiving tray. The identification of the individual component, which may be present on the receiving tray, may be carried out via the automated serial numbering already mentioned above by the software on the receiving tray.
  • one of the alternative types of inspection is indicated: a surgeon makes a visual inspection and decides whether there is a defect in the area being investigated and, if so, what type of defect is present, for example defects in solder bridges, porosities in the solder joint or missing contacts of the solder balls from the PCB to
  • an automatic can also be used
  • this process control system makes the decision as to whether the printed circuit board is in order - minor defects can certainly also lead to a positive result with regard to the
  • Test method according to the invention terminated with a return transfer of the printed circuit board in the production line. If the defects found are so serious that the circuit board can not be used, one goes out
  • Test objects such as certain

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Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zum Prüfen eines elektronischen Bauteils auf Defekte mit folgenden Schritten: Untersuchung des elektronischen Bauteils in einer Produktionslinie mittels Automatischer Optischer Inspektion; Bestimmung der Koordinaten von Gebieten, in denen keine Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist; Übertragung der Koordinaten dieser Gebiete von der Produktionslinie an einen Computer; Überführung des elektronischen Bauteils von der Produktionslinie in eine Röntgen-Vorrichtung, die außerhalb der Produktionslinie angeordnet ist, zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung; Übertragung der Koordinaten der Gebiete vom Computer an diese Röntgen-Vorrichtung; Untersuchung des elektronischen Bauteils mittels der Röntgen-Vorrichtung nur in den Gebieten, in denen keine Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist; Übertragung der Ergebnisse der Untersuchung in der Röntgen-Vorrichtung an den Computer; RückÜberführung des elektronischen Bauteils in die Produktionslinie bei einem Ergebnis, dass es nicht defekt ist.

Description

Verfahren zum Prüfen eines elektronischen Bauteils
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zum Prüfen eines elektronischen Bauteils auf Defekte, bei dem sowohl eine Automatische Optische Inspektion (AOI) als auch eine
zerstörungsfreie Materialuntersuchung (NDT) mittels
Röntgenstrahlung durchgeführt wird. Unter elektronischen Bauteilen im Rahmen dieser Erfindung werden unter anderem bestückte Leiterplatten, Wafer —
Silizium-Scheiben mit eingeätzten Strukturen wie zum Beispiel Mikrolötbällen — und Elektronikkomponenten, wie beispielsweise Halbleiter und LEDs, verstanden.
Prinzipiell ist die Prüfung einer bestückten Leiterplatte — im Folgenden werden die bestückten Leiterplatten verkürzt nur als Leiterplatten bezeichnet — und eines Wafers oder eines
Aufnahmetabletts für Komponenten gleich. Der Unterschied zwischen der Prüfung einer Leiterplatte und einem Wafer oder einer Elektronikkomponente, zum Beispiel eines Halbleiters, besteht im Wesentlichen darin, dass der Wafer oder die
Komponente in einer fest vordefinierten Halterung — einer Art Aufnahmetablett — eindeutig positioniert ist. Diese Halterung kann zum Beispiel eine rechteckige Tablettform haben, analog der rechteckigen Geometrie einer Leiterplatte. Auf einem
Aufnahmetablett können mehrere Wafer oder
Elektronikkomponenten positioniert sein. Zur Vereinfachung werden im Folgenden Ausführungen nur für
Leiterplatten gemacht; diese gelten jedoch immer auch genauso für in einem Aufnahmetablett angeordnete Wafer oder
elektronische Komponenten, sofern an einzelnen Stellen nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
Bei der Prüfung von Leiterplatten auf Defekte ist es bekannt, innerhalb der Produktionslinie die Leiterplatten mittels einer AOI zu untersuchen. Hierbei werden Fehler bei der Ausrichtung der auf der Leiterplatte aufgeklebten Bauteile oder Defekte der Lötverbindungen zwischen der Leiterplatte und den damit verbundenen Bauteilen detektiert. Zu den möglichen Defekten gehören beispielsweise Lötbrücken, fehlende Lötverbindungen, Lötverbindungen mit Porositäten. Bei der optischen
Untersuchung mittels AOI können jedoch nur von außen sichtbare Defekte gefunden werden; verborgene Defekte können damit nicht detektiert werden. Um diese Defekte erkennen zu können wird die Leiterplatte zusätzlich zu der AOI einem NDT-Verfahren mittels Röntgenstrahlung unterzogen. Dabei werden ohne die Leiterplatte zu beschädigen mittels Röntgendurchleuchtung die nicht sichtbaren Stellen untersucht. Aus einer Kombination der Ergebnisse der AOI und der Röntgen-NDT kann dann entschieden werden, ob die Leiterplatte in der Produktionslinie
weiterlaufen kann oder ob sie Ausschuss ist beziehungsweise einer Überarbeitung unterzogen werden muss.
Diese kombinierte Prüfung aus AOI und Röntgen-NDT kann
entweder dadurch erfolgen, dass die Röntgen-NDT- Prüfvorrichtung in die Produktionslinie integriert ist oder separat von dieser angeordnet ist. Bei der ersten Alternative mit integrierter Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung ist
problematisch, dass die gesamte Produktionslinie stillsteht, wenn an der Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung Wartungs- oder
Reparaturarbeiten durchgeführt werden müssen; außerdem ist für jede Produktionslinie eine eigene Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung nötig, wodurch sehr hohe Kosten für die gesamte
Produktionslinie entstehen.
Bei der zweiten Alternative mit separat angeordneter Röntgen- NDT-Prüfvorrichtung sind die Kosten pro Produktionslinie geringer, da eine einzige Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung für zwei oder mehrere Produktionslinien verwendet werden kann.
Allerdings ist die Prüfung in einer separaten Röntgen-NDT- PrüfVorrichtung zeitaufwendig, da die Leiterplatte von der Produktionslinie in die Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung gebracht werden muss und dort die gesamte Leiterplatte nochmals
untersucht werden muss, dieses Mal mit Röntgenstrahlung anstatt Licht.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur
Verfügung zu stellen, das für die zweite Alternative mit separater Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung eine geringere Prüfzeit in der Röntgen-NDT-Prüfvorrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass in der Produktionslinie während der Durchführung der AOI die Koordinaten der Gebiete bestimmt werden, in denen keine Aussage über den Zustand des elektronischen Bauteils mittels Licht gemacht werden kann. Die Koordinaten der
einzelnen Gebiete, die so gefunden wurden, die als Regions Of Interest (ROI) bezeichnet werden, werden an einen Computer übertragen. Nachdem das elektronische Bauteil von der
Produktionslinie in die Röntgen-Vorrichtung zur
zerstörungsfreien Materialuntersuchung — die oben als Röntgen- NDT-Prüfvorrichtung bezeichnet wurde und im folgenden als Röntgen-Vorrichtung abgekürzt wird — überführt wurde, werden nur die ROIs mittels Röntgenstrahlung untersucht. Hierzu wurden die bei der AOI erfassten Koordinaten der ROIs vom Computer an die Röntgen-Vorrichtung übertragen. Dadurch wird enorm Zeit eingespart, da nicht mehr das gesamte elektronische Bauteil mittels Röntgenstrahlung durchstrahlt werden muss — also auch die Gebiete, die schon mittels der AOI auf Defekte überprüft wurden —, sondern nur noch die ROIs, also die
Gebiete, über die keine Aussage mittels der AOI hinsichtlich des Vorliegens von Defekten gemacht werden kann. Die
Ergebnisse der Röntgenuntersuchung der ROIs wird dann an den Computer übertragen, so dass dort das Ergebnis nachvollzogen werden kann und Statistiken zum Produktionsprozess und auftretenden Defekten erstellt werden können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das elektronische Bauteil ein Identifizierungsmerkmal
aufweist, mittels dem das elektronische Bauteil eindeutig identifizierbar ist, und dieses Identifizierungsmerkmal an den Computer von der Produktionslinie an die Röntgen-Vorrichtung zusammen mit den Koordinaten der Gebiete übertragen wird, in denen keine Untersuchung mit der Automatischen Optischen
Inspektion möglich ist, und in der Röntgen-Vorrichtung das Identifizierungsmerkmal erfasst wird und diese Daten an den Computer übertragen werden, wo ein Abgleich der Daten zu dem Identifizierungsmerkmal von der Produktionslinie und der
Röntgen-Vorrichtung durchgeführt wird. Dadurch wird eine einfach vorzunehmende und eindeutige Ausrichtung des
elektronischen Bauteils in der Röntgen-Vorrichtung ermöglicht, so dass die vorher in der AOI ermittelten Koordinaten der ROIs exakt angefahren werden können.
Bevorzugt ist das Identifizierungsmerkmal ein Strichcode, der in der Röntgen-Vorrichtung von einem Strichcodelesegerät erfasst wird. Hierdurch wird einfach und zuverlässig
sichergestellt, dass das elektronische Bauteil, für das die fraglichen Daten in der AOI gewonnen wurden, dasselbe ist, das nun der Röntgen-Prüfung unterzogen wird. Damit wird auch sichergestellt, dass die richtigen ROIs für das sich gerade in der Röntgen-Vorrichtung befindliche elektronische Bauteil untersucht werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Überführung und/oder die RückÜberführung
zwischen Produktionslinie und Röntgen-Vorrichtung des
elektronischen Bauteils automatisch erfolgt. Damit wird eine etwaige Fehlerquelle durch ein händisches Entfernen des elektronischen Bauteils aus der Produktionslinie, ein Tragen des elektronischen Bauteils von der Produktionslinie in die Röntgen-Vorrichtung und dortiges händisches Einlegen und
Ausrichten ausgeschaltet. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Koordinaten der Gebiete, in denen keine
Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist, in Bezug auf einen Ort bestimmt werden, der ein eindeutiges Merkmal des elektronischen Bauteils aufweist, beispielsweise ein Eckpunkt der Leiterplatte beziehungsweise des Aufnahmetabletts oder eine charakteristische Bohrung ist. Bevorzugt erfolgt die Ausrichtung des elektronischen Bauteils in der Röntgen-Vorrichtung anhand des Ortes des eindeutigen Merkmals des elektronischen Bauteils. Dadurch wird mit
Sicherheit gewährleistet, dass ein exaktes Anfahren der ROIs aufgrund der in der AOI gefundenen Koordinaten erfolgen kann.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch die Untersuchung in der Röntgen-Vorrichtung die Art eines festgestellten Defekts erhalten wird und mit dieser Information eine Steuerung des Prozesses in der
Produktionslinie zur Vermeidung der Art des Defekts erfolgt. Damit kann in den Produktionsprozess lenkend eingegriffen werden, wenn erkennbar wird, dass ein Defekt nicht nur
vereinzelt auftritt, sondern sich ein Trend zu einem solchen Fehler feststellen lässt. Somit wird eine hohe Ausschussquote vermieden und die Produktionskosten gesenkt.
Bevorzugt ist das elektronische Bauteil eine bestückte
Leiterplatte, ein ( Silizium- )Wafer mit eingeätzten Strukturen, wie zum Beispiel Formen für Mikrolötbälle, oder eine
Elektronikkomponente, wie beispielsweise ein Halbleiter oder eine LED. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der Röntgen-Vorrichtung eine offene Mikrofokusröhre verwendet wird, insbesondere eine solche mit einer Targetleistung von über 10 Watt. Durch die Verwendung einer offenen Mikrofokusröhre in der Röntgen-Vorrichtung kann anders als bei der Verwendung herkömmlicher geschlossener Mikrofokusröhren — welche sich durch eine Fehlererkennbarkeit von circa 3-10 μπι auszeichnen —, eine Detailerkennbarkeit von bis zu 0,1 μιτι erzielt werden. Ein weiterer positiver Effekt entsteht dadurch, dass offene Mikrofokusröhren mit hoher
Targetleistung — bestimmte Hersteller bieten heute schon
Röntgenröhren mit bis zu 15 Watt Targetleistung an — statt durchschnittlich maximal 3 Watt bei geschlossenen
Mikrofokusröhren eine wesentliche besser Fehlererkennbarkeit von zum Beispiel Porositäten in Lötbällen erlauben; dies gilt insbesondere bei kontrastarmen PrüfObjekten, wie
beispielsweise bestimmten Elektronikbauteilen. Aktuelle bildgebende Röntgen-NDT-Systeme in der inline-Prüfung von Elektronikbauteilen setzen überwiegend Röhren des
geschlossenen Typs ein, welche zum Ergebnis haben, dass einige der hier beschriebenen Fehler nicht oder nicht richtig erkannt werden was zu einer erhöhten Ausschussrate oder im schlimmsten Fall zum Übersehen von Produktionsfehlern führen kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels im
Folgenden erläutert. Dabei wird zur Vereinfachung explizit nur auf die Prüfung einer Leiterplatte eingegangen; für andere elektronische Bauteile, wie beispielsweise Wafer oder
Elektronikkomponenten, gilt das Folgende ebenso, sofern nicht an einzelnen Stellen explizit etwas anderes ausgeführt ist. Es zeigt:
Figur 1 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens . In Figur 1 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Prüfung einer Leiterplatte dargestellt. Im oberen Rechteck sind die Schritte in einem AOI-System dargestellt, im mittleren Rechteck die Schritte im einer (NDT- )Röntgen-Vorrichtung und im unteren Rechteck die Schritte zur Entscheidung, was mit der geprüften Leiterplatte geschehen soll.
Der erste Schritt im oberen Rechteck im Rahmen der AOI-Prüfung innerhalb einer Produktionslinie ist das Ergebnis der
vorangegangenen AOI-Prüfung der Leiterplatte; dabei wurden Gebiete auf der Leiterplatte ermittelt, in denen mittels
Lichts im Rahmen der AOI-Untersuchung keine Aussage über das Vorliegen oder die Abwesenheit von Defekten der Leiterplatte getroffen werden können. Dies kann aus einer Reihe von Gründen der Fall sein, wie beispielsweise von verdeckten Fehlern, die nur im Röntgenbild erkennbar sind. Typische nicht erkennbare Fehler im AOI sind beispielsweise Porositäten in Lotbrücken, nicht geschlossene Kontaktierungen der Lötverbindungen
zwischen einer Komponente — wie einem Microchip — und der Leiterplatte. Typische nicht erkennbare Fehler in
Elektronikkomponenten wie Mikrochips sind Porositäten in
Mikrolotbällen. Typische Fehler in Wafern sind nicht komplett eingeätzte Strukturen von zum Beispiel Microlötballformen.
Im nächsten Schritt im oberen Rechteck werden die Koordinaten dieser Gebiete, in denen keine Untersuchung der Leiterplatte mittels AOI vorgenommen werden kann an eine Datenbank in einem Computer übertragen. Zu den übertragenen Daten zählen
Informationen zu einem Strichcode, der auf der Leiterplatte angebracht ist und durch den eine eindeutige Identifizierung der gerade geprüften Leiterplatte möglich ist, sowie eine der Leiterplatte zugewiesene ID-Nummer. Außerdem werden die
Koordinaten ( x/y-Koordinaten in der Leiterplattenebene, beziehungsweise einer parallelen Ebene hierzu) der oben genannten Gebiete übertragen. Diese Koordinaten beziehen sich auf eine eindeutig auf der Leiterplatte identifizierbare
Stelle, beispielsweise einen der Eckpunkte der Leiterplatte oder eine charakteristische Bohrung in der Leiterplatte; falls vorhanden können auch CAD-Daten herangezogen werden. Wird nicht eine Leiterplatte geprüft, sondern ein Wafer oder eine Elektronikkomponente, erhält das ganze Aufnahmetablett einen Barcode, der am Aufnahmetablett angeordnet ist. Die
Identifizierung der einzelnen Komponente, die gegebenenfalls auf dem Aufnahmetablett vorhanden sind, kann zum Beispiel über eine automatisierte Durchnummerierung durch die Software auf dem Aufnahmetablett erfolgen.
Als letzter Schritt im oberen Rechteck wird die Leiterplatte von der Produktionslinie in eine Röntgen-Vorrichtung bewegt, die außerhalb der Produktionslinie angeordnet ist; diese
Röntgenvorrichtung, in der ein NDT-Verfahren durchgeführt wird, insbesondere mittels einer Durchleuchtung, kann
gegebenenfalls zur Prüfung von Leiterplatten aus verschiedenen Produktionslinien verwendet werden. Die Überführung der
Leiterplatte von der Produktionslinie kann entweder händisch erfolgen oder mittels einer automatischen Auskoppelung aus der Produktionslinie mit automatischer Förderung der Leiterplatte in die Röntgen-Vorrichtung erfolgen.
In dem mittleren Rechteck werden die Schritte gezeigt, die im Rahmen der NDT-Prüfung in der Röntgen-Vorrichtung durchgeführt werden.
Im ersten Schritt werden die für die Prüfung der Leiterplatte benötigten Informationen aus der Datenbank des Computers an die Röntgen-Vorrichtung übertragen. Dazu zählen die oben schon erwähnten ID-Nummer der Leiterplatte, deren Strichcode und die Koordinaten der Gebiete, in denen kein AOI-Verfahren
durchgeführt werden konnte. Die Positionierung der
Leiterplatte in der Röntgen-Vorrichtung erfolgt anhand der oben schon beschriebenen eindeutigen Bezugspunkte auf der Leiterplatte, wie beispielsweise einen der Eckpunkte der
Leiterplatte, eine charakteristische Bohrung in der Leiterplatte oder die CAD-Daten der Leiterplatte.
Im zweiten Schritt im mittleren Rechteck wird der Strichcode der Leiterplatte mittels eines Strichcode-Scanners gescannt und im Anschluss daran mit der Information aus der Datenbank abgeglichen. Wird festgestellt, dass keine Übereinstimmung vorliegt, dann wird der Scan wiederholt, um eine fehlerhafte Auslesung zu überprüfen. Im unwahrscheinlichen Fall, dass eine falsche Leiterplatte zugeführt wurde, wird diese aus dem
Prüfprozess herausgenommen. Bei vorliegender Übereinstimmung werden die aus der Datenbank des Computers übertragenen
Koordinaten der Gebiete angefahren, in denen keine Aussagen mittels des AOI-Verfahrens über eventuell vorliegende Defekte getroffen werden konnten. In jedem dieser Gebiete wird eine Durchleuchtung mittels Röntgenstrahlung im Rahmen eines NDT- Verfahrens vorgenommen. Das NDT-Verfahren wird dabei nicht über die gesamte Leiterplatte durchgeführt, sondern nur in den vorher im AOI-Verfahren bestimmten Gebieten, wodurch sich der Zeitaufwand für die NDT-Prüfung erheblich verringert. Wird nicht eine Leiterplatte geprüft, sondern ein Wafer oder eine Elektronikkomponente, erfolgt die Identifizierung eines ganzen Aufnahmetabletts über den Barcode am Aufnahmetablett . Die Identifizierung der einzelnen Komponente, die gegebenenfalls auf dem Aufnahmetablett vorhanden sind, kann über die oben schon angesprochene automatisierte Durchnummerierung durch die Software auf dem Aufnahmetablett erfolgen.
Im vorletzten Schritt im mittleren Rechteck ist eine der alternativen Inspektionsarten angegeben: Ein Operateur nimmt eine visuelle Inspektion vor und entscheidet, ob in dem gerade untersuchten Gebiet ein Defekt vorliegt und gegebenenfalls, welche Art von Defekt gegeben ist, zum Beispiel Defekte in Lötbrücken, Porositäten in der Lötverbindung oder fehlende Kontaktierungen der Lötbälle von der Leiterplatte zur
Komponente . Diese Ergebnisse — also qualifizierte Aussagen über das
Untersuchungsresultat in dem jeweiligen geprüften Gebiet —, zu denen unter anderem eine Aussage gehört, ob ein Defekt
vorliegt oder nicht, sowie das Röntgendurchleuchtungsbild und die ID-Nummer der Leiterplatte, werden gemäß dem letzten
Schritt im mittleren Rechteck an die Datenbank im Computer übertragen und dort gespeichert. Alternativ zu der Inspektion mittels eines Operateurs kann auch eine Automatische
Fehlererkennung (Automatic Defect Recognition — ADR)
durchgeführt werden, durch die die oben angeführten Ergebnisse auch ohne dass ein Operateur tätig werden muss, erhalten werden; diese Ergebnisse werden dann — analog der
Vorgehensweise mit Operateur — an die Datenbank übertragen. Die in der Datenbank zu der Leiterplatte enthaltenen Daten werden für die Schritte, die im unteren Rechteck dargestellt sind, herangezogen. Im ersten Schritt werden die oben
genannten Daten des NDT-Verfahrens zur Leiterplatte aus der Datenbank des Computers an ein Prozess-Kontroll-System
übertragen. Dieses Prozess-Kontroll-System trifft dann in einem zweiten Schritt die Entscheidung, ob die Leiterplatte soweit in Ordnung ist — kleinere Defekte können durchaus auch noch zu einem positiven Ergebnis hinsichtlich der
Verwendbarkeit der Leiterplatte führen —, dass Sie wieder in die Produktionslinie zurückgeführt werden kann und die
Produktion weiter geht. Ist dies der Fall, ist das
erfindungsgemäße Prüfverfahren mit einer RückÜberführung der Leiterplatte in die Produktionslinie beendet. Falls die gefundenen Defekte so gravierend sind, dass die Leiterplatte nicht verwendet werden kann, ergeht eine
Entscheidung, dass die Leiterplatte entweder vollkommen unbrauchbar — also Ausschuss — ist oder einer Überarbeitung unterzogen werden muss. Falls eine Überarbeitung notwendig ist, wird in der Regel das erfindungsgemäße Verfahren nach Abschluss der Überarbeitung nochmals durchgeführt, um entscheiden zu können, ob die Leiterplatte dann in die Produktionslinie zurückgeführt werden kann.
Durch die Verwendung einer offenen Mikrofokusröhre in der
Röntgen-Vorrichtung wird anders als bei der Verwendung
herkömmlicher geschlossener Mikrofokusröhren — welche sich durch eine Fehlererkennbarkeit von circa 3-10 μπι auszeichnen —, eine Detailerkennbarkeit von bis zu 0,1 μπι erzielt; dies gilt insbesondere bei einer Targetleistung von über 10 Watt. Eine offene Mikrofokusröhre mit hoher Targetleistung im Bereich von 15 Watt — anstatt durchschnittlich maximal 3 Watt bei
geschlossenen Mikrofokusröhren — bringt eine wesentlich
bessere Fehlererkennbarkeit von zum Beispiel Porositäten in Lötbällen; dies gilt insbesondere bei kontrastarmen
PrüfObjekten, wie beispielsweise bestimmten
Elektronikbauteilen. Aktuelle bildgebende Röntgen-NDT-Systeme in der inline-Prüfung von Elektronikbauteilen setzen
überwiegend Röhren des geschlossenen Typs ein, welche zum
Ergebnis haben, dass einige der hier beschriebenen Fehler nicht oder nicht richtig erkannt werden, was zu einer erhöhten Ausschussrate oder im schlimmsten Fall zum Übersehen Von
Produktionsfehlern führen kann. Durch die Erfindung wird hier eine deutliche Verbesserung oder Abhilfe erreicht.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Prüfen eines elektronischen Bauteils auf Defekte mit folgenden Schritten:
— Untersuchung des elektronischen Bauteils in einer
Produktionslinie mittels Automatischer Optischer
Inspektion;
— Bestimmung der Koordinaten von Gebieten, in denen keine Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist;
— Übertragung der Koordinaten dieser Gebiete von der
Produktionslinie an einen Computer;
— Überführung des elektronischen Bauteils von der
Produktionslinie in eine Röntgen-Vorrichtung, die außerhalb der Produktionslinie angeordnet ist, zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung;
— Übertragung der Koordinaten der Gebiete vom Computer an diese Röntgen-Vorrichtung;
— Untersuchung des elektronischen Bauteils mittels der
Röntgen-Vorrichtung nur in den Gebieten, in denen keine Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist;
— Übertragung der Ergebnisse der Untersuchung in der
Röntgen-Vorrichtung an den Computer;
— RückÜberführung des elektronischen Bauteils in die
Produktionslinie bei einem Ergebnis, dass es nicht defekt ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das elektronische Bauteil ein Identifizierungsmerkmal aufweist, mittels dem das elektronische Bauteil eindeutig identifizierbar ist, und dieses Identifizierungsmerkmal an den Computer von der Produktionslinie an die Röntgen-Vorrichtung zusammen mit den Koordinaten der Gebiete übertragen wird, in denen keine Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist, und in der Röntgen-Vorrichtung das Identifizierungsmerkmal erfasst wird und diese Daten an den Computer übertragen werden, wo ein Abgleich der Daten zu dem Identifizierungsmerkmal von der Produktionslinie und der Röntgen-Vorrichtung durchgeführt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei das
Identifizierungsmerkmal ein Strichcode ist, der in der Röntgen-Vorrichtung von einem Strichcodelesegerät erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Überführung und/oder die RückÜberführung zwischen Produktionslinie und Röntgen-Vorrichtung des elektronischen Bauteils automatisch erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Koordinaten der Gebiete, in denen keine
Untersuchung mit der Automatischen Optischen Inspektion möglich ist, in Bezug auf einen Ort bestimmt werden, der ein eindeutiges Merkmal des elektronischen Bauteils
aufweist, beispielsweise ein Eckpunkt einer Leiterplatte beziehungsweise eines Aufnahmetabletts oder eine
charakteristische Bohrung ist.
Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei die Ausrichtung des elektronischen Bauteils beziehungsweise des
Aufnahmetabletts in der Röntgen-Vorrichtung anhand des Ortes des eindeutigen Merkmals der Leiterplatte erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei durch die Untersuchung in der Röntgen-Vorrichtung die Art eines festgestellten Defekts erhalten wird und mit dieser Information eine Steuerung des Prozesses in der Produktionslinie zur Vermeidung der Art des Defekts
erfolgt . Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei das elektronische Bauteil eine bestückte
Leiterplatte, ein Wafer mit eingeätzten Strukturen und Mikrolötbällen oder eine Elektronikkomponente, wie beispielsweise ein Halbleiter oder eine LED, ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei in der Röntgen-Vorrichtung eine offene
Mikrofokusröhre verwendet wird, insbesondere eine solche mit einer Targetleistung von über 10 Watt.
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