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 Vorhersage von Kristallisationsprozessen soll bessere Kunststoff-Bauteile möglich machen
20.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

nachricht Heiratsschwindel unter Oxiden
20.06.2018 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt

21.06.2018 | Physik Astronomie

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics