Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Filters

2 2
Reset filters

Settings
Now showing 1 - 4 of 4
  • Publication
    Qualifizierung eines inline Qualitätskontroll-Verfahrens zum Leitkleben von SMD-Baugruppen
    ( 2009)
    Gesang, T.
    ;
    Markus, S.
    ;
    Halberland, J.
    Bei vielen Verbindungstechniken spielt die Reinheit der Oberflächen eine entscheidende Rolle für die Qualität und die Zuverlässigkeit der resultierenden Verbindungen. Deshalb wurden am Beispiel des elektrisch isotrop leitfähigen SMD-Klebens (surface mounted devices) zwei derzeit bestehende Hemmnisse für eine qualitätsgesicherte Klebtechnik durch die folgenden Maßnahmen überwunden: Qualifizierung einer neuartigen inline-fähigen Oberflächenanalytik, die die Reinheit der Klebflächen direkt vor dem Kleben prüft. Technologische Bestimmung von Kontaminationsniveaus, die aussagen, welche Kontaminationen (Art, Menge) kritisch sind und welche unkritisch. Hierzu erfolgte zuerst die klassische oberflächenanalytische Charakterisierung der Leiterplatten. Dann folgte die Herstellung definiert kontaminierter Leiterplatten mit folgenden Chemikalien und Kontaminationsgraden von klein bis sehr hoch: Reiniger gegen Flussmittel und Trennmittel; Flussmittel; künstlicher Schweiß; Silikonöl. Als neuartige, inline-fähige Oberflächenanalytik wurde die Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) ausgewählt. Das Gerät erfordert in der Nähe der zu untersuchenden Oberflächen nur einen geringen Platzbedarf. Zur Optimierung der Messbedingung sind die Anregungs- und Messparameter an die ausgewählten Leiterplattenwerkstoffe angepasst worden. Die Messzeit einer Einzelmessung lag im Bereich von einer Sekunde. Für die definiert kontaminierten Leiterplatten wurde ein Verfahren erarbeitet, mit dem ein im industriellen Betrieb zuverlässiger Einsatz möglich ist. In einem Sonderversuch wurden Fingerabdrücke auf den Leiterbahnmetallisierungen klar von sauberen Metallisierungen unterschieden. Zur technologischen Bestimmung von kritischen Kontaminationsgrenzen wurden SMD-Klebungen hergestellt. Dies waren 0603- und 1206-Bauelemente (0-Ohm-Widerstände) auf FR4- Leiterplatten. Dabei fanden drei unterschiedliche elektrisch isotrop leitfähige Klebstoffe Verwendung, die alle auf Epoxidharzen basierten. Auf den definiert kontaminierten Leiterplatten wurden insgesamt ca. 22700 Bauelemente verklebt. Vor und nach Alterungen wurden mittels 4-Punkt-Messung die elektrischen Kontaktwiderstände bestimmt, weiterhin die Abscherkräfte und -modi. Die Alterungen waren 200 h, 500 h und 1000 h Feuchteauslagerung (80 °C/85 % RH) bzw. 200, 500 und 1000 thermische Zyklen. Für 96 Einzelfälle wurden die kritischen Kontaminationsgrenzen bestimmt, die zu 12 Kontaminationsgrenzen für jede der 12 Kombinationen Klebstoff plus Kontaminationsart verallgemeinert wurden. Ein Vergleich dieser Kontaminationsgrenzen mit den Empfindlichkeiten bzw. Auflösungen der UBS bei den verwendeten Leiterbahnmetallisierungen und Kontaminationsarten erbrachte folgenden Schluß: Die LIBS lässt sich für die hier untersuchten Systeme sinnvoll zur Qualitätssicherung einsetzen, indem diese kritischen Kontaminationsgrenzen bei den Leiterplatten vor dem Verkleben Inline überwacht werden. Zum Einsatz der UBS als Qualitätskontrollverfahren sind im Bericht außerdem Aspekte zur Wartung und Reparatur von LIBS-Systemen, Sicherheitsaspekte sowie eine Verfahrenesvorschrift LIBS-Analyse als inline Qualitätskontroll-Verfahren zum Leitkleben von SMD-Baugruppen aufgeführt. LIBS wird häufig als quasi zerstörungsfrei bezeichnet. Technologische Untersuchungen (Abscherkräfte und Kontaktwiderstände nach Thermozyklen und warmer Feuchte) bestätigten, dass die LIBS-Analyse mit anschließendem Verkleben keine Unterschiede im Vergleich zu nicht mit LIBS analysierten Leiterplatten bewirkt.
  • Publication
    Adaption berührungslos induzierter Strukturbildungen mit Nanopartikeln für die Mikro-Nano-AVT
    (Fraunhofer IZM, 2008)
    Fiedler, S.
    ;
    Braun, T.
    ;
    Bauer, J.
    Teilprojekte: DubNanoAVT - Dielektrophorese und Ultraschall zur berührungslosen Montage von Nanodrähten für die AVT. NanoMag - Skalierbare berührungslose Komponenten-Montage durch Einsatz magnetischer Wirkprinzipien. NanoMoist - Nanopartikel gefüllte Polymere mit verbesserten Diffusionsbarrieren für die Aufbau- und Verbindungstechnik. Abstract: Als entscheidendes Ergebnis des Teilprojekts DubNanoAVT lässt sich die Aussage treffen, dass mikroskalige Objekte nach der Art metallischer Nanodrähte und Partikel, z.B. Quantenpunkte, berührungslos und damit zerstörungsfrei mit der erarbeiteten Methodenkombinationen von Dielektrophorese und stehenden Ultraschallwellen manipuliert und geordnet miteinander assembliert sowie nachfolgend auf einem, gegebenenfalls in Druckverfahren speziell präparierten Substrat assembliert werden können. Im Teilprojekt NanoMag wurden die Grundlagen zur Generierung ausreichend starker magnetischer Felder mit einer Auflösung im Submillimeterbereich erarbeitet sowie auf die Feldgeometrie abgestimmte Muster/Strukturen zur magnetischen Bauteilmarkierung entwickelt. Des Weiteren erfolgte die Entwicklung von Materialien und Verfahren zur Markierung von Bauteilen mit magnetisch funktionalen Strukturen in der erforderlichen Auflösung und der Möglichkeit der Integration in den Fertigungsprozess der Chipherstellung. Der entwickelte Technologieansatz wurde so konzipiert, dass eine nahtlose Integration in etablierte Prozesse der Leiterplatten- und Chipfertigung ermöglicht wird. Im Rahmen des Teilprojekts NanoMoist wurde gezeigt, dass durch Verwendung kleiner Mengen nanoskaliger Schichtsilikat-Füllstoffpartikel in Epoxidharzen die Feuchteaufnahme und/oder Feuchtediffusion positiv beeinflusst werden können. Im Rahmen grundlegender Untersuchungen wurde die Verträglichkeit nanoskaliger Bentonite mit mikroskaligen SiO2? Standardfüllstoffen bezüglich Misch- und Verarbeitbarkeit gezeigt. Zur Bestimmung von Feuchteaufnahme und Diffusion wurden unterschiedliche Messverfahren eingesetzt, wobei ein für die Mikroelektronikverkapselung sehr anwendungsnahes Verfahren entwickelt wurde.
  • Publication
    Verbundprojekt "Industrieplattform Modulare Mikrosysteme MSTMASCH II"
    ( 2002)
    Zimmer, K.
    ;
    Jam, A.K.
    ;
    Schäfer, W.
    Mitglieder des industriellen Lenkungsausschusses im wissenschaftlichen Vorprojekt "Mikrosystemtechnik im Maschinen- und Anlagenbau" (BMBF-Vorhaben im Förderprogramm Mikrosystemtechnik) gründeten nach Projektabschluss die Nutzergruppe Mikrosystemtechnik im VDMA. Das Ziel der Nutzergruppe besteht in der industriellen Umsetzung des MST-Baukastens. Die Nutzergruppe umfasst aktiv mitwirkende Unternehmen, IZM, IPA und VDMA. Zwischenzeitlich gehören der Nutzergruppe 25 Mitglieder an. Die Industrieplattform "Modulare Mikrosysteme" setzt sich zum Ziel das Baukastensystem zu entwickeln und auf dem Markt einzuführen. Der Industrieplattform gehören sowohl Systemanwender, Systemhersteller als auch Bausteinhersteller an, so dass der Kundenregelkreis in diesem Gremium vollständig abgebildet werden kann. Aus den Zielen von Systemanwendern, Systemherstellern und Bausteinherstellern definiert sich für die Industrieplattform eine übergeordnete Gesamtzielsetzung - die begleitende Umsetzung des Baukastensystems und damit verbunden die Verfügbarkeit einer hinreichend großen Anzahl von modularen Bausteinen. Das Projektziel des Vorhabens ist die Überführung des Baukastensystems aus dem vorliegenden Konzeptstadium in am Markt verfügbare Produkte.
  • Publication
    Schulungsunterlagen zur Vermittlung der Grundlagen und anwendungsbezogenen Informationen des mikrotechnischen Baukastensystems
    ( 2002)
    Schünemann, M.
    ;
    Schüle, A.
    ;
    Jam, A.K.
    ;
    Luczak, F.
    Die Entwicklung der Halbleiterfertigung und der Mikroelektronik führte in den vergangenen Jahren zu einer atemberaubenden Steigerung der Computerleistung, die dank radikaler Fortschritte im Bereich der Molekularelektronik und der dazugehörigen Nanotechnik auch mittelfristig ungebremst scheint. Diese Steigerung der verfügbaren Rechenleistung hat revolutionäre Auswirkungen auf das gesamte Leben der Menschen, ihre Art zu produzieren, zu kommunizieren, zu konsumieren. Durch die Entwicklung der Nanotechnologie und die rasanten Fortschritte in der Computertechnik wird eine Welt erschlossen, die heute noch die Vorstellungskraft des Menschen sprengt. Deutschland ist ein Land des Maschinenbaus und der Feinwerktechnik. Herausragende Produkte im Maschinen- und Anlagenbau, in der Büro- und Kommunikationstechnik, in der Medizintechnik und in der Unterhaltungselektronik fanden lange Zeit weltweiten Absatz und führten zu einer starken Wettbewerbsposition deutscher Unternehmen. Durch das Verkennen der Einsatzpotentiale neuer Technologien, insbesondere der Mikroelektronik, sowie der fehlenden Risikobereitschaft, diese neue Technologien in bestehende und neue Produkte zu integrieren, gingen Märkte verloren, und die Besetzung neuer Märkte wurde versäumt. In der Kombination neuer Technologien mit den Fortschritten der Computertechnik und den traditionellen Stärken deutscher Unternehmen eröffnet sich die Möglichkeit, verlorenes Terrain zurückzugewinnen.