Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zuverlässig bis auf den Nanometer

19.10.2005


Kleiner Fehler - große Wirkung. Oft sind Fehler in der Elektronik Grund für einen unfreiwilligen Stopp. Denn für die immer winzigeren Dimensionen auf den Chips fehlen zuverlässige Mess- und Prüfverfahren. Abhilfe schaffen Materialtests für den Nanokosmos.


Mikroelektronische Bauteile schrumpfen von Generation zu Generation. Ein Problem ist, dass sich das verwendete Material im Mikro- oder Nanokosmos oft ganz anders verhält als in der makroskopischen Welt. Verlässliche Daten in diesem Bereich fehlen weitgehend. Um trotzdem Lebensdauer und Qualität beurteilen zu können, müssen etablierte Verfahren mit innovativen Konzepten kombiniert werden. Ein Beispiel dafür ist nanoDAC, ein Testverfahren, das Wissenschaftler aus dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin entwickelten.

DAC steht für Deformationsanalyse durch Korrelationsmethoden und analysiert Materialien auf der Nano- bis Mikroebene. Bisher wird es vorrangig zum Testen in der elektronischen Aufbau- und Verbindungstechnik eingesetzt, also um Lötstellen zu prüfen, Risse im Platinenmaterial zu entdecken oder Eigenspannungen in mikromechanischen Aktoren und Sensoren aufzudecken. "Oft wird die Bedeutung dieser kleinen Bauteile unterschätzt", betont IZM-Abteilungsleiter Bernd Michel. "Eine Lötstelle oder ein kleiner Sensor kostet nicht viel. Warum also einen enormen Prüfaufwand betreiben? Wenn sie aber ausfallen, können sie hohe finanzielle Schäden verursachen."


Herzstück des Systems ist ein Atomkraft- oder Rasterelektronenmikroskop. Es nimmt Bilder von Materialien unter verschiedenen Belastungen auf. Mit einer Software ist es möglich, ein fast atomgenaues Bild der Probe und ihrer Fehler wiederzugeben. "Bilder der kritischen Stellen eines Bauteiles werden miteinander verglichen, um Veränderungen und Fehler zu entdecken", erklärt Dietmar Vogel. "Je nach Belastung werden Verschiebungen lokaler Bildmuster sichtbar. Damit ist ein winziger Riss nachweisbar, obwohl er selbst im Mikroskopbild nicht zweifelsfrei zu erkennen ist." Eine spezielle Variante des Systems ist das fibDAC-Verfahren. FIB steht für Focus Ion Beam - also fokussierte Ionenstrahlen. Es ermittelt Eigenspannungen in kleinsten Dimensionen. Das ist etwa für die Chipfertigung interessant, da Eigenspannungen und deren Kontrolle bei der Entwicklung neuer Rechnergenerationen eine wichtige Rolle spielen. Bernd Michel, Dietmar Vogel und Jürgen Keller konzipierten das System und brachten es von der Idee bis zum marktfähigen Messverfahren. Für diese Leistung erhalten sie den Joseph-von-Fraunhofer-Preis. Wie begehrt die Prüfverfahren sind, zeigt die internationale Resonanz. Unternehmen wie Infineon, BMW und Ford - aber auch Bosch, TEMIC und Motorola haben bereits Materialtests im Mikro- und Nanomaßstab durchgeführt oder planen dies.

Ansprechpartner:
Dr. Dietmar Vogel
Telefon: 0 30 / 4 64 03-2 00, Fax: -2 11
dietmar.vogel@izm.fraunhofer.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw
Weitere Informationen:
http://www.izm.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/wissenschaftspreise

Weitere Berichte zu: Bauteil Eigenspannung Materialtest Prüfverfahren Riss

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie