Innovatives Prüfsystem zur schnelleren Entwicklung langzeitzuverlässiger Mikrosysteme (ThermiPower)
Projektlaufzeit: 01.02.2016 - 31.10.2019 

INNOVATIVE ZUVERLÄSSIGKEITS- UND LEBENSDAUERPRÜFUNG VON MODERNEN ELEKTRONIKBAUGRUPPEN

Motivation

In vielen Bereichen der Elektronikfertigung sind die Produktzyklen heute sehr kurz. Dies erfordert eine schnelle Prüfung der Einzelkomponenten hinsichtlich ihrer Lebensdauer und Fehleranfälligkeit. Herkömmliche Prüfverfahren arbeiten mit häufigen Temperaturwechselbelastungen, dies erfordert sehr viel Zeit und verursacht dadurch hohe Kosten. Deshalb soll ein Verfahren entwickelt werden, das die Dauer und Kosten derartiger Prüfungen erheblich reduziert.

Ein weiterer Punkt ist das mit der Temperaturwechselprüfung keine qualitativen Aussagen zum Materialverhalten getroffen werden können, sondern nur zum Bauteilverhalten ohne zusätzliche mechanische Belastungen. 

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes ist die Erforschung eines neuartigen Verfahrens zur Zuverlässigkeits- und Lebensdauerprüfung von modernen Elektronikbaugruppen. Dafür soll ein Demonstrator aufgebaut werden. Anstelle der üblichen zyklischen Temperaturwechselbelastungen bis zum Versagen und anschließender Analyse soll das neue Verfahren Kräfte und Verformungen unter thermischer Last direkt messen können. Zu den thermischen Eigenspannungen werden zusätzliche, thermisch getriebene, Spannungen in die Proben eingetragen und ermöglichen so eine Materialanalyse und eine bessere Vorhersage von Schädigungen in thermisch belasteten Elementen. Zusätzlich zur Hardware- und Software-Entwicklung für den Demonstrator soll das Gesamtsystem anhand von Referenzprüflingen mit kontrollierten Defekten gegenüber dem aktuellen Stand der Technik bewertet werden, um einen neuen Standard etablieren zu können.

Innovationen und Perspektiven

Das innovative Verfahren führt zu einer schnelleren und kostengünstigeren Prüftechnik für die Entwicklung von Elektronikbauteilen in einer Vielzahl von Branchen, z. B. Automotive und Leistungselektronik, was zu einer Stärkung der deutschen Hersteller im internationalen Vergleich führt. Perspektivisch kann die neue Technologie auch auf andere Anwendungsfelder übertragen werden, in denen Defekte durch Wärmeeintrag auftreten und denen so effektiver gegengesteuert werden kann, z. B. im Maschinen- und Apparatebau.

Projektpartner

Hegewald & Peschke
Meß- und Prüftechnik GmbH, Nossen
www.hegewald-peschke.de

www.ip-coswig.de

Industrie Partner GmbH
Coswig b. Dresden
www.ip-coswig.de

www.ekm-elektronik.de

EKM Elektronik GmbH & Co. KG
Zwönitz
www.ekm-elektronik.de

www.micro-hybrid.de

Micro-Hybrid Electronic GmbH
Hermsdorf
www.micro-hybrid.de

www.mytron.de

mytron Bio- und Solartechnik GmbH
Heilbad Heiligenstadt 
www.mytron.de 

www.ikts.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Dresden
www.ikts.fraunhofer.de

Ansprechpartner

Uwe Naumann
Leiter Entwicklung

Verbundkoordinator
Hegewald & Peschke Meß- und Prüftechnik GmbH
Am Gründchen 1, 01683 Nossen

Telefon: +49 35242 445-0 
info@hegewald-peschke.com

Dr.-Ing. Mike Röllig
Leiter Elektronikprüfung und Optische Verfahren

Wissenschaftlicher Ansprechpartner
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien 
und Systeme IKTS, Materialdiagnostik
Maria-Reiche-Strasse 2, 01109, Dresden

Telefon: +49 351 88815-557
mike.roellig@ikts.fraunhofer.de

Media

Hier finden Sie  relevante Literatur zum Thema.

R. Metasch, M. Roellig, K.-J. Wolter und N. Meyendorf,

„Zuverlässigkeitsbewertung von elektrischen und mechanischen Verbindungen mit dem iQPro-Demonstrator“, Elektronische Baugruppen und Leiterplatten EBL 2014, Von Hochstrom bis Hochintegration, 
7. DVS/GMM-Tagung in Fellbach am 11. und 12. Februar 2014
DVS-Berichte Band 301
ISBN 978-3-87155-573-2

Metasch, René; Roellig, Mike; Kuczynska, Marta; Schafet, Natalja; Becker, Ulrich; Meier, Karsten; Panchenko, Iuliana;

“Accelerated life time measurement with in-situ force and displacement monitoring during thermal cycling on solder joints”; 18th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems, 
EuroSimE 2017 : 3-5 April 2017, Dresden, 
Tagungsband: ISBN: 978-1-5090-4344-6

Kuczynska, Marta; Schafet, Natalja; Becker, Ulrich; Metasch, René; Roellig, Mike; Kabakchiev, Alexander; Weihe, Stefan;

“Validation of different SAC305 material models calibrated on isothermal tests using in-situ TMF measurement of thermally induced shear load”
18th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems, 
EuroSimE 2017 : 3-5 April 2017, Dresden, 
Tagungsband: ISBN: 978-1-5090-4344-6