Thermografie in der Elektronik

Häufig untersuchte Bauteile

• Elektrische Bauteile und Unterbaugruppen
• Schaltkreise und Baugruppen

Typische Gründe für Temperaturspitzen und Abweichungen

• Fehlerhafte Bauteile
• Komponentenausfälle
• Unsachgemäßes Löten
• Beschädigte Spuren
• Invertierte Polarität

Die Verwendung von Wärmebildkameras ist in der Elektronikbranche weit verbreitet und sowohl in der Produktion als auch im Diagnosebereich wertvoll. Die Fähigkeit, mithilfe der Thermografie kleine, unregelmäßig geformte Gegenstände zu sehen, um aus der Ferne thermische Eigenschaften und Temperaturen zu ermitteln, ist für Elektroingenieure und -techniker eine wertvolle Hilfe. Da viele Konstruktions- und Fertigungsfehler thermisch sichtbar sind, sehen Konstruktionsteams und Qualitätssicherungsgruppen einen Vorteil im Einsatz von Wärmebildkameras bei der schnellen Ermittlung elektronischer Probleme in ihren Produkten, noch bevor es später zu ernsthafteren Problemen kommt. Ob es um das Konstruieren von Schaltkreisen oder Satelliten geht – mit Wärmebildkameras können Unternehmen ihre Produktionsauslastung maximieren, die Produkteinführungszeit verkürzen und kostenintensive Rückrufe und Gewährleistungsfälle vermeiden.

Anwendungsbeispiele

Produktion von Leiterplatten
Wärmebildkameras können bei der Produktion von Leiterplatten sowohl bei der Konstruktion als auch in der Testphase eine große Rolle spielen. Bei der Konstruktion von Schaltkreisen können Ingenieure die thermischen Eigenschaften bestimmter Bauteile überwachen und auf Grundlage ihrer Beobachtungen Änderungen an der Konstruktion vornehmen. Während der Testphase setzen Ingenieure die Thermografie zur Lokalisierung von Problemen ein, z. B. fehlerhafte Lötstellen, gebrochene Spuren zwischen den Bauteilen, Stromschwankungen infolge angehobener Kontakte, fehlende oder fehlerhaft gelötete Bauteile, invertierte Polarität einer Komponente und falsche Platzierung von Bauteilen und daraus folgende Erhitzung der Schaltung. Durch Visualisierung und Quantifizierung der erzeugten Wärmebildmuster können Ingenieure ihre Produkt und die zu dessen Erschaffung eingesetzten Prozesse verbessern.

Produktion unbestückter Leiterplatten
Unbestückte Leiterplatten aus Glasfaser und Harz müssen in Heißluftöfen gebacken werden. Diese Leiterplatten, die in der Regel aus mehreren Schichten bestehen, müssen mehrmals erhitzt werden, um jede Schicht auszuhärten. Es ist äußerst wichtig, dass diese Schichten auf die richtige Temperatur erhitzt werden, da die Platten ansonsten unbrauchbar werden und verschrottet werden müssen. Eine derartige Ausschussproduktion kann sich bei Leiterplattenherstellern mit ohnehin schon geringen Gewinnmargen drastisch auf den Gewinn auswirken. Um Ausschuss zu vermeiden und den Gewinn zu maximieren, sind Leiterplattenhersteller gut beraten, wenn sie für die Messung der Leiterplattentemperatur während der Aushärtung Wärmebildkameras einsetzen und damit die Temperatur überwachen.

Drahtbonden in integrierten Schaltkreisen
Die Drahtbondenphase im Produktionsprozess bei der Herstellung integrierter Schaltkreise kann einen Engpass darstellen. Das liegt an der großen Anzahl von Schweißstellen und daran, dass ein überwachtes Erhitzen und Abkühlen notwendig ist. Die Temperaturen, bei denen die Drähte im integrierten Schaltkreis geschweißt werden, richten sich nach Durchmesser und Material der Drähte. Hersteller integrierter Schaltkreise sollten das thermische Profil sowie die Temperaturen des Prozesses direkt vor und nach dem Verschweißen der Drähte überwachen. Das ermöglicht einen erhöhten Durchsatz, weil die Schweißzeiten anhand der aus der thermischen Prozessüberwachung gewonnenen Daten angepasst werden kann. Außerdem können die Hersteller Ausschuss verringern, denn die Zahl der integrierten Schaltkreise, die wegen Hitzeschäden oder schlechter Verschweißung nicht funktionieren, nimmt ab.