Zuverlässigkeit und Schadensanalyse von elektronischen Komponenten und Systemen

Durch die kontinuierliche Miniaturisierung in der Mikroelektronik und Halbleitertechnik sind die Anforderungen an elektronischen Komponenten und Systemen stark gestiegen. Ausfälle und Fehlfunktionen können aufgrund der Komplexität und der Vielseitigkeit an möglichen Fehlermechanismen insbesondere  für KMU´s eine große Herausforderung darstellen. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Fraunhofer EMFT unterstützen ihre Industriekunden bei der Bewältigung dieser Herausforderung. Basierend auf ihrer langjährigen Erfahrung und Expertisen bieten sie diverse Leistungen auf dem Gebiet der Zuverlässigkeit und Schadensanalyse von elektronischen Komponenten und Systemen sowie Prozessberatung an. 

Röntgenuntersuchung einer bestückten Leiterplatte
© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller
Röntgenuntersuchung einer bestückten Leiterplatte

Systematische Analyse als Basis für Qualitätssicherung und Prozessoptimierung

Das technologische Verständnis der Fraunhofer EMFT Experten und Expertinnen, in Kombination mit den vorhandenen modernsten Mess- und Analysemöglichkeiten, ermöglicht umfangreiche multiparametrische Charakterisierungen und Qualifikationsprüfungen von elektronischen Komponenten und Systemen. Unter Laborbedingungen lassen sich physikalische Einflussgrößen simulieren, sowie die Reaktion des Bauelementes auf den jeweiligen Parameter alleine und als Kollektiv ermitteln. Anhand geeigneter Belastungstests und Umweltsimulationen können zudem Fertigungsfehler und relevante Schwachstellen adressiert, sowie eine Abschätzung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Modulen und Komponenten getroffen werden.

Die systematische Analyse dient auch als Basis für Ableitung einer entsprechenden Produkt- und Prozessoptimierung bei den Kunden. Darüber hinaus kann mittels zerstörungsfreier und zerstörender Untersuchungen die Qualitätssicherung der Fertigungsprozesse gewährleistet werden.

Leistungen im Bereich Analytik und Materialprüfung im Überblick  

Ein breites Anforderungsspektrum bestehend aus Liefervorschriften, Abnahmekriterien und internationaler Normen aus den unterschiedlichsten Branchen wie z.B. Luft- und Raumfahrttechnik (ESA), Automobil und Zulieferer, Medizintechnik bis hin zur einfachen Industrieelektronik wird von der Fraunhofer EMFT abgedeckt. 

  • Analytik mittels   
    • Stereomikroskopie
    • Hochauflösende Röntgeninspektion inkl. µCT
    • Metallografische Schliffpräparation inkl. Lichtmikroskopischer  Inspektion
    • Rasterelektronenmikroskopiee REM inkl. EDX-Analyse
  • Beurteilung gemäß IPC, ESA oder DIN
  • Qualifikationsuntersuchungen und Zuverlässigkeitsprüfungen von Leiterplatten, elektronischen Baugruppen und Hilfsmitteln
  • Metallographische Lötstellenuntersuchungen für Luft- und Raumfahrt nach ESA (ESA - Accepted Qualification Lab) oder IPC
  • Risikoanalyse und Prozessoptimierung sowie Entwicklung von Testmethoden und -geräten
  • Schadensanalytik 
Belastungstest mit Monitoring an elektronischen Baugruppen
© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller
Belastungstest mit Monitoring an elektronischen Baugruppen
Aufgeplatzte Drahtlitzenleiter nach zyklischer Strombelastung
© Fraunhofer EMFT
Aufgeplatzte Drahtlitzenleiter nach zyklischer Strombelastung
Röntgeninspektion eines QFN (Quad Flat No Leads Package)
© Fraunhofer EMFT
Röntgeninspektion eines QFN (Quad Flat No Leads Package)

Qualifikationsprüfungen und Zuverlässigkeitstests

  • Baugruppenuntersuchung nach IPC J-STD-001 und IPC-A-610
  • Lötstellenuntersuchung und –beurteilung nach IPC-J-STD-001 und IPC-A-610 
  • Leiterplattenprüfung nach IPC-6012 (Rigid), IPC-6013 (Flex); IPC-6015 (MCM-L) und IPC-A-600
  • Lötbarkeitsprüfung von Bauelement und Leiterplatte nach IPC oder DIN EN
  • Kontaminationsprüfung: Messung ionischer Rückstände auf LP oder BG
  • Qualifikationen für lötfreie Verbindungstechniken wie Crimpverbindungen; Einpresstechnik; Steckverbinder
  • Crimpprüfung (Spannungsabfallmessung; axialer Auszug; Lebensdauer)
  • Strukturanalysen und Werkstoffcharakterisierung
  • Berührungslose Profil-, Rauhigkeits- und Schichtdickenmessung
  • Umweltsimulation/ Klimaprüfung:
    • Feuchte-Wärme-Zyklisch bis +95°C und 98 % r.F.
    • Temperaturwechselprüfung bis 200°C und bis 10k/min
    • Rascher Temperaturwechsel bis zu -80°C und 220°C
    • Temperaturlagerung bis 300°C
  • Aktive Temperaturwechseltests bzw. Strombelastung zyklisch
  • HAST (highly accelerated stress test)
  • Betauungstests mit kontinuierlicher Überwachung des Isolationswiderstandes elektrische Lebensdauerprüfung mit automatisierter Spannungs- und Widerstandsmessung
  • Korrosionsuntersuchungen
  • Thermografie
  • Vibrationsprüfung: Sinus, Breitband
  • Schockprüfung bis 5,9 kN
  • Zug/Druck- und Biegeprüfung mit Klimakammer und Videoerfassung
  • Kombination diverser Prüf- und Messmethoden

Diese Leistungen im Bereich Zuverlässigkeit und Schadensanalyse von elektronischen Komponenten und Systemen stehen für Ihre Anwendungsthemen an der Fraunhofer EMFT zur Verfügung, nehmen Sie Kontakt mit uns auf!

 

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