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Helmut Fischer GmbH
Institut für Elektronik und Messtechnik

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71069 Sindelfingen
Deutschland

Mikrowiderstandsverfahren

Kupferdicken auf PCB präzise bestimmen.

Das Mikrowiderstandsverfahren eignet sich, um die Dicke von elektrisch leitenden Schichten auf isolierendem Untergrund nach ISO 14571 zu messen. Häufig werden Kupferbeschichtungen auf Leiterplatten und Multilayer-PCB damit kontrolliert. Vorteil des Verfahrens: Andere Layer bzw. Zwischenlagen in der Leiterplatte haben keinen Einfluss auf die Messung, sodass auch bei dünnen Schichten die Dicke präzise bestimmt werden kann.

So funktioniert das Mikrowiderstandsverfahren.

Mikrowiderstandsverfahren

Bei diesem Verfahren werden Sonden mit vier an der Sondenunterseite in einer Reihe angeordneten Nadeln verwendet. Wird die Sonde auf der Oberfläche aufgesetzt , fließt Strom zwischen den beiden äußeren Nadeln. Die Beschichtung wirkt als elektrischer Widerstand, an dem mit den zwei inneren Nadeln ein Spannungsabfall gemessen wird. Spannungsabfall und somit auch der Widerstand werden größer, je kleiner die Schichtdicke wird und umgekehrt.

Wo kommt dieses Verfahren zum Einsatz?

  • Kontrolle von Kupferbeschichtungen auf Leiterplatten und Multilayer-PCB

Welche Faktoren können die Messung beeinflussen?

Alle elektromagnetischen Messverfahren sind vergleichend. Das bedeutet, dass das gemessene Signal mit einer im Gerät gespeicherten Kennlinie verglichen wird. Damit das Ergebnis richtig ist, muss die Kennlinie an die aktuellen Begebenheiten angepasst werden. Das geschieht mit einer Kalibrierung des Messgerätes für die Schichtdickenmessung.

  • Die richtige Kalibrierung macht’s

      Faktoren, die die Messung der Schichtdicke stark beeinflussen können, sind: der spezifische Widerstand des Grundwerkstoffs, die Form des Prüfteils und die Rauheit der Oberfläche. Außerdem kann der Bediener selbst das Ergebnis beeinflussen.

  • Spezifischer Widerstand

      Neben der Schichtdicke beeinflusst auch der spezifische Widerstand des Kupfers den Spannungsabfall zwischen den Messnadeln. Der Widerstand kann sich je nach Legierung und Verarbeitung des Metalls unterscheiden. Zusätzlich variiert er bei verschiedenen Temperaturen. Das macht unter Umständen eine Temperaturkompensation oder eine Kalibrierung unter den Messbedingungen notwendig.

  • Form des Prüfteils

      Bei sehr schmalen Proben verlaufen die Feldlinien anders als bei breiten Gegenständen. Diese Abweichung vom theoretischen Feldlinienverlauf führt zu systematischen Fehlern in der Schichtdickenmessung. Deswegen gibt es sondenspezifische Vorgaben für die Mindestgröße der Probe bzw. den Mindestabstand zum Probenrand.

Wichtig
Um fehlerhaften Messergebnissen entgegenzuwirken, müssen auch folgende Einflüsse beachtet werden:

  • Eindruckfehler bei besonders weichen Schichten (z. B. Phosphatschichten)
  • Mit Abnutzung des Sondenpols steigt die Streuung. Wir empfehlen regelmäßige Kontrollen durchzuführen.

Welche Norm kommt hier zur Anwendung?

Mikrowiderstandsverfahren nach ISO 14571