422 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999)
Bild 1: Leiterplattennutzen eines GSM-Handys
Aufgrund der extremen Härteunterschiede von Keramik (17000 HU) und Zinn-Blei-Lot (230 HU)
werden an die metallographische Präparation besondere Anforderungen gestellt. Im folgenden
werden zwei verschiedene Präparationsmöglichkeiten miteinander verglichen. Desweiteren wird auf
besondere Problemstellungen von der Probennahme bis zum fertig polierten Querschliff
eingegangen. Folgende Arbeitsschritte sind in der Baugruppenbewertung üblich: Optische
Inspektion, Probenentnahme und Einbetten, Schleifen und Polieren, Gefügebeurteilung mit Hilfe
der Licht- und Rasterelektronenmikroskopie.
Optische Inspektion:
Zunächst ist eine makroskopische Untersuchung des Aufbaus des Verbundwerkstoffes erforderlich.
Hier werden kritische Stellen gesichtet und offensichtliche oder mögliche Fehlerorte markiert, z.B.
schlechte Lötverbindungen, Risse in Bauelementen oder Defekte am Leiterplattenmaterial, die dann
mit anderen Methoden weiter untersucht werden. Die Ursachen verdeckter Fehler, z.B. elektrische
Unterbrechungen oder Kurzschliisse, können teilweise zerstörungsfrei mittels
Ultraschallmikroskopie oder Röntgendurchstrahlung analysiert werden. Die Lage der Schliffebene
wird auf die Orientierung der darzustellenden Details abgestimmt und z.B. im Bestückplan
markiert. Ist der Fehlerort gefunden, wird die Schliffebene festgelegt.
Probennahme und Einbetten:
Bei der Probennahme darf der zu untersuchende Bereich in keiner Weise verändert oder gar
beschädigt werden. Dabei sind bestimmte Eingriffe bei der Entnahme sowie die Wärmeeinbringung
und die Verformung kritisch. Der Trennschnitt muß in einer sicheren Entfernung von der zu
untersuchenden Stelle gelegt werden.(1)
Zum Trennen von Leiterplattenmaterial mit aufgelöteten Bauelementen eignet sich eine einfache
Laubsäge mit sehr feinen Metallsägeblättern. Es ist darauf zu achten, daß der Abstand zur
untersuchenden Stelle groß genug ist und die Leiterplatte beim Sägen nicht gebogen wird. Befinden
sich in der Leiterplatte Innenlagen aus Kovar oder wurde auf Keramik gelötet oder liegt gar ein
Verbund aus Aluminium- oder Kupferguß mit Keramik und Weichlot vor, so sind beim Trennen