Röntgeninspektion von Baugruppen - 2D oder 3D-CT?
Verdeckte Lötstellen unter BGA, QFN oder Bottom-Termination-Bauteilen lassen sich optisch nicht prüfen. Dieser Ratgeber zeigt, wann Röntgeninspektion nötig ist und wie sich 2D-Durchstrahlung und 3D-CT für die Fehlersuche an Baugruppen unterscheiden.
Löttechnik ansehenWann ist eine Röntgeninspektion nötig?
Röntgeninspektion wird immer dann nötig, wenn die Lötstelle optisch nicht mehr zugänglich ist. Bei BGA, LGA, QFN und Bottom-Termination-Bauteilen liegen die Anschlüsse unter dem Gehäuse - eine automatische optische Inspektion (AOI) sieht sie nicht. Erst die Durchstrahlung zeigt Lunker, Brücken, offene Lötstellen und Kopf-in-Kissen-Fehler (Head-in-Pillow).
Auch bei Durchsteckmontage mit selektivem oder wellengelötetem Anschluss, bei Pressfit-Kontakten oder bei der Prüfung der Lotpastenverteilung nach dem Reflow liefert Röntgen belastbare Aussagen. Für die Serienfertigung dient die Röntgenprüfung der Prozesskontrolle, im Labor der Fehleranalyse an Rückläufern.
- BGA / LGA / CSP: Voids, Brücken, fehlende Balls, Head-in-Pillow.
- QFN / Bottom Termination: Benetzung und Lotmenge unter dem Pad.
- THT selektiv / Welle: Durchstieg des Lots durch die Bohrung.
- Pressfit-Pins und verdeckte Steckverbinder.
- Prozesskontrolle: Voiding-Anteil und Ausrichtung nach Reflow.
2D-Durchstrahlung oder 3D-CT - was zeigt was?
Die 2D-Röntgeninspektion durchstrahlt die Baugruppe in einer Ebene und liefert ein Summenbild aller übereinanderliegenden Strukturen. Mit einer schrägen Betrachtung (oblique view, 45‑70 Grad) lassen sich Lötstellen räumlich abschätzen. 2D ist schnell, günstig und für die meisten Serienfehler ausreichend.
Die 3D-Computertomografie (CT) nimmt hunderte Projektionen aus verschiedenen Winkeln auf und rekonstruiert ein Volumenmodell. Damit lässt sich jede Schnittebene einzeln betrachten - überlagerungsfrei. CT deckt feine Risse, exakte Void-Verteilung über die Höhe und innere Defekte auf, die 2D nicht trennen kann. Der Preis: deutlich längere Messzeit und höhere Systemkosten.
Worauf kommt es bei der Systemauswahl an?
Entscheidend sind Röhrentyp, Detailerkennbarkeit und Vergrösserung. Eine offene Mikrofokus- oder Nanofokus-Röhre erreicht Detailerkennbarkeiten von unter 1 µm und feiner Auflösung an modernen Package-Anschlüssen. Geschlossene Röhren sind wartungsärmer, aber gröber aufgelöst.
- Röhrenleistung und Brennfleck: bestimmen die Detailerkennbarkeit.
- Vergrösserung: geometrisch (Abstand) plus digital am Detektor.
- Detektor: Flachbilddetektor für Dynamik und Rauscharmut.
- Kippachse / Schrägdurchstrahlung für 3D-Eindruck ohne CT.
- Software: automatische Void-Messung und IPC-Bewertung.
Häufige Fragen
Ist Röntgeninspektion für den Bediener gefährlich?
Moderne Systeme sind vollständig strahlungsdicht gekapselte Anlagen und im Betrieb sicher unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte. Sie unterliegen der Strahlenschutzverordnung, erfordern aber im Normalbetrieb keine persönliche Schutzausrüstung.
Wann reicht 2D und wann brauche ich 3D-CT?
Für Voiding, Brücken und offene Lötstellen in der Serie reicht 2D, oft mit Schrägdurchstrahlung. 3D-CT lohnt sich bei feinen Rissen, exakter Void-Verteilung über die Höhe und der Wurzelursachenanalyse einzelner Ausfälle.
Beschädigt Röntgen die Bauteile?
Bei üblichen Inspektionsdosen bleiben elektronische Bauteile unbeschädigt. Nur bei extrem hoher Dosis und sehr langer CT-Aufnahme können empfindliche Bauelemente belastet werden - relevant vor allem bei wiederholter CT-Analyse.
Welchen Void-Grenzwert soll ich ansetzen?
Als Richtwert gelten nach IPC oft etwa 25 Prozent Void-Fläche je BGA-Ball. Kritische Leistungs- oder Thermoanwendungen setzen strengere Grenzen. Das Kriterium sollte im Prüfplan projektspezifisch festgelegt werden.
Röntgeninspektion für Ihre Baugruppen?
Von der 2D-Durchstrahlung für die Serie bis zur 3D-CT für die Fehleranalyse - wir beraten zu Verfahren, Auflösung und Void-Bewertung nach IPC.
Nach IPC bewertet
Void- und Lötstellenbewertung nach IPC-A-610 und IPC-7095.
Feine Auflösung
Mikrofokus-Systeme mit Detailerkennbarkeit unter 1 µm.
2D und 3D-CT
Passendes Verfahren für Serie und Fehleranalyse.
Fachberatung
Spezialisten unterstützen bei Auswahl und Prüfplan.