Wann ist eine Prüfung ionischer Verunreinigungen sinnvoll?
Ob Serienfreigabe, Prozessänderung, Reklamation oder Feldausfall: Wenn die Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen auf dem Spiel steht, braucht es belastbare Messergebnisse. Unsere Analysen zeigen, ob ionische Rückstände kritisch sind, wo mögliche Ursachen liegen und welche nächsten Schritte technisch sinnvoll sind.
Rasche und zuverlässige
Messergebnisse
- Bestimmung des Summerparameters mittels ROSE-Test
- Bestimmung der auf der Baugruppe befindlichen ionischen Verunreinigungen (Anionen, Kationen und organische Säuren) mittels Ionenchromatographie
- Qualitative und quantitative Auflösung von Substanzen mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)
- Bestimmung unbekannter Substanzen anhand der Retentionszeit
- Kontinuierliche Qualitätsüberwachung und Oberflächenqualifikation mittels IC
- Untersuchung nach Standards wie IPC TM-650 2.3.25, IPC TM-650 2.3.28 oder kundenspezifischen Vorgaben
Nachweis ionischer Verunreinigung nach IPC-TM-650
Beim Nachweis ionischer Verunreinigungen verwenden wir den ROSE-Test nach IPC-TM-650 2.3.25 und die Ionenchromatographie (IC) nach IPC-TM-650 2.3.28. Weitere kundenspezifische Normen können angewandt werden.
ROSE-Test
Der ROSE-Test (Resistivity of Solvent Extract) ist ein bewährtes Verfahren zur Ermittlung der ionischen Gesamtbelastung. Dabei werden ionisierbare Rückstände aus einer Probe extrahiert und über die Veränderung der Leitfähigkeit/Resistivität bewertet.
Der ROSE-Test eignet sich, wenn…
- eine schnelle Gesamtbewertung benötigt wird
- Prozesse regelmäßig überwacht werden
- Grenzwerte oder interne Standards geprüft werden sollen
Ionenchromatographie
Die Ionenchromatographie (IC) ist die Detailanalyse für ionische Verunreinigungen. Im Gegensatz zum ROSE-Test liefert sie nicht nur einen Summenwert, sondern identifiziert und quantifiziert einzelne Ionen.
Die Ionenchromatographie eignet sich, wenn…
- einzelne Ionenarten bestimmt werden sollen
- Ursachen einer Kontamination eingegrenzt werden müssen
- Auffälligkeiten aus ROSE-Test, Serie oder Reklamation weiter untersucht werden
Für jede Anforderung die richtige Methode
| Verfahren | ROSE-Test | Ionenchromatographie |
|---|---|---|
| Ergebnis | Summenwert der ionischen Gesamtbelastung | Identifikation und Quantifizierung einzelner Ionen (Anionen, Kationen und organische Säuren) |
| Einsatzbereich | Screening, Serienüberwachung, Prozesskontrolle | Ursachenanalyse, Reklamation, detaillierte Bewertung |
| Vorteil | Schnell, robust, vergleichbar | Umfangreiche Detailanalyse, gezielte Maßnahmen möglich |
Besonders kritische Bauteile
bei ionischen Kontaminationen
Ionische Rückstände werden besonders kritisch, wenn enge Strukturen, schwer zugängliche Bereiche, Feuchtigkeit und elektrische Belastung zusammentreffen. In diesen Bereichen können bereits geringe Restmengen zu Leckströmen, Korrosion oder Langzeiteffekten führen.
Besonders anfällig sind unter anderem:
- Schwer reinigbare Bauteile und verdeckte Bereiche
- BGA, CSP und µBGA mit Rückständen unter dem Bauteil
- QFN und LGA, da Unterkörperbereiche Rückstände einschließen können
- Fine-Pitch-ICs sowie sehr kleine Passivbauteile wie 0402 und 0201
- THT-Bohrungen und Lötaugen mit möglichen Kapillareffekten
- Bereiche mit kleinen Leiterbahnabständen
- Steckverbinder, Kontaktflächen und sensible Anschlussbereiche
- Hochimpedanz- und Hochspannungsbereiche, z. B. in Analogfrontends oder Sensorik
Typische Anwendungsfälle der ionischen Kontaminationsmessung
Ionische Kontaminationsmessungen werden eingesetzt, wenn die Sauberkeit von Leiterplatten und elektronischen Baugruppen objektiv bewertet, Prozesse abgesichert oder Ursachen für Auffälligkeiten eingegrenzt werden sollen.
Typische Anwendungsfälle sind:
- Qualitätssicherung in der Serie, z. B. durch Stichproben und Trendmonitoring
- Wareneingangsprüfungen und Lieferantenvergleiche
- Prozessfreigaben nach Änderungen an Flussmittel, Reiniger oder Prozessparametern
- Reklamationen, Schadensanalysen und Untersuchungen von Feldrückläufern
- Absicherung vor Schutzlackierung, Conformal Coating oder Verguss
Häufig gestellte Fragen zu ionischen Verunreinigungen
Ionische Kontamination bezeichnet Rückstände auf Oberflächen, die unter bestimmten Bedingungen elektrisch leitfähig werden können. In der Elektronik betrifft das vor allem Leiterplatten, Baugruppen, Lötstellen und Bauteilanschlüsse. Kritisch wird die Kontamination insbesondere bei Feuchtigkeit und elektrischer Spannung.
Ionische Verunreinigungen können durch Flussmittel, Lötprozesse, Reinigungschemikalien, Prozessrückstände, Handling, Verpackung, Lagerung oder Umwelteinflüsse entstehen. Häufig ist die Ursache nicht auf den ersten Blick erkennbar und muss analytisch eingegrenzt werden.
Mögliche Folgen von ionischer Verunreinigung sind Korrosion, Leckströme, elektrochemische Migration, Dendritenbildung, Kurzschlüsse, Funktionsstörungen oder Feldausfälle. Auch Haftungsprobleme bei Schutzlacken oder Beschichtungen können durch Rückstände begünstigt werden.
Ionische Kontaminationen werden mit Prüfverfahren wie dem ROSE-Test oder der Ionenchromatographie gemessen. Dafür werden Rückstände von der Oberfläche der Leiterplatte oder Baugruppe gelöst und anschließend analytisch bewertet. Welches Verfahren eingesetzt wird, hängt von der jeweiligen Fragestellung ab.
Der ROSE-Test misst die gesamte ionische Kontamination als Summenwert. Die Ionenchromatographie geht genauer vor: Sie zeigt, welche Ionen vorhanden sind und in welcher Konzentration. Der ROSE-Test eignet sich daher vor allem für schnelle Kontrollen, die Ionenchromatographie für detaillierte Ursachenanalysen.
Eine Ionenchromatographie ist sinnvoll, wenn ionische Verunreinigungen genauer untersucht werden müssen. Im Gegensatz zum ROSE-Test identifiziert und quantifiziert sie einzelne Ionenarten, zum Beispiel Anionen, Kationen oder organische Säuren. Dadurch eignet sie sich besonders für Ursachenanalysen, Reklamationen, auffällige Messergebnisse oder technische Fragestellungen, bei denen die reine Gesamtbelastung nicht ausreicht.
Die Bewertung hängt vom Produkt, der Anwendung, der Norm, der Spezifikation und den jeweiligen Einsatzbedingungen ab. Pauschale Grenzwerte reichen daher nicht immer aus. Entscheidend ist die fachliche Einordnung im konkreten technischen Kontext.
Mit der Ionenchromatographie (IC) werden Kationen und Anionen mithilfe von Standards bestimmt. So können auch unbekannte Substanzen über ihre Retentionszeit identifiziert werden.
Standardmäßig analysieren im Rahmen der Ermittlung der ionischen Kontamination für Sie:
- Anionen (Bromid, Chlorid, Fluorid, Nitrat, Nitrit, Phosphat, Sulfat)
- Kationen (Ammonium, Calcium, Lithium, Magnesium, Kalium, Natrium)
- Organische Säuren (Acetat, Adipat, Glutamat, Malat, Methansulfonat, Succinat, Phthalat)
Für Sonderanalysen kontaktieren Sie uns gerne.
Umfangreiche Analytik bei Quality Analysis
Technische Sauberkeit
Neben ionischer Verunreinigung untersuchen wir auch partikuläre Verschmutzungen oder filmische Verunreinigungen, führen korrelative Partikelanalysen durch und unterstützen beim Partikelmonitoring sowie bei Fragen der Montagesauberkeit.
Industrielle Computertomographie
Im Bereich industrielle Computertomographie und der 2D-Röntgeninspektion machen wir innere Strukturen, Einschlüsse, Lunker, Risse oder Montageabweichungen sichtbar – zerstörungsfrei und dreidimensional auswertbar.
Industrielle Messtechnik
Die industrielle Messtechnik umfasst unter anderem die optische 3D-Vermessung, die taktile Messtechnik sowie die 3D-Computertomographie. Damit lassen sich Bauteile, Geometrien und Abweichungen präzise erfassen und bewerten.
Materialographie
Im Bereich Materialographie prüfen wir metallische und nichtmetallische Werkstoffe, analysieren Schadensursachen und untersuchen Oberflächen, Strukturen und Materialzusammensetzungen – unter anderem mit Rasterelektronenmikroskopie, FIB-SEM-Mikroskopie und metallographischen Verfahren.
Chemische Analytik
Zur chemischen Analytik gehören unter anderem Kunststoffanalytik, thermische Analysen, Wasseranalytik, PFAS-Analytik, PAK-Analytik und Batterierecycling. So lassen sich Stoffe, Rückstände und materialbezogene Fragestellungen gezielt einordnen.
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Akkreditiertes Prüflabor zur Untersuchung ionischer Verunreinigungen
Unsere Messmethoden zur Identifizierung und Quantifizierung von organischen und anorganischen Stoffen, Werkstoffen, Rückständen, Ablagerungen und Verschmutzungen sind durch die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert. Wir gehören zu den wenigen Prüflaboratorien in Europa, bei denen alle Fachbereiche erfolgreich akkreditiert wurden.
Lesen Sie mehr darüber, welche Vorteile Ihnen unsere Akkreditierung bietet:
Quality Analysis
der richtige Partner
für ionische Verunreinigung
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Wir beraten Sie gerne zu den Analysemöglichkeiten und unterstützen Sie bei der Bewertung der ionischen Verunreinigung. Das Ziel: die beste, wirtschaftlichste und effizienteste Analyse Ihres Bauteils.