Röntgentomografie durchschaut Elektronik

Elektronische Produkte, wie z. B. Handys oder Hörgeräte bestehen heute aus vielen einzelnen, nur wenige Millimeter grossen Bauelementen, die in einem komplexen Aufbau miteinander verbunden sind. Die in den Siemens-Forschungslaboratorien in München-Perlach entwickelte hochauflösende Röntgen-Computertomografie erlaubt es nun, das Innenleben solcher Produkte zerstörungsfrei mit einer Ortauflösung von wenigen tausendstel Millimetern in dreidimensionaler Darstellung zu untersuchen.

Die Röntgen-Computertomografie (CT) stellt für die medizinische Diagnose ein bewährtes, äußerst wertvolles Hilfsmittel dar, das dem Arzt einen dreidimensionalen Einblick in das Innere des Körpers erlaubt. Auflösungen von bis zu 0,6 mm sind dafür in der Regel ausreichend und können wegen der Körperbewegung während der relativ langen Aufnahmezeit nicht wesentlich unterschritten werden. Für die Untersuchung von hochintegrierten Mikrosystemen reicht diese Auflösung allerdings bei weitem nicht aus.

Ausgehend von den medizinisch eingesetzten Verfahren ist es den Forschern der Zentralabteilung Technik der Siemens AG nun gelungen, die Auflösung von Röntgen-Computertomografen bis in den Mikrometerbereich zu steigern. Möglich wurde dieser Fortschritt durch das Zusammenwirken von Röntgenröhren mit einem Fokusdurchmesser von bis zu einem Mikrometer, von planaren Röntgendetektorarrays mit etwa 7 Millionen Bildpunkten, sowie einem Rechnercluster mit einer 64-bit Architektur zur Bewältigung der dabei anfallenden enormen Datenmengen.

Mit dem neuen „Hochauflösungs-Computertomografen“ lassen sich Strukturen im Bereich weniger Mikrometer erfassen und dreidimensional darstellen. Bei Modulen und Produkten der Elektronik und Mikrotechnik wird damit zerstörungsfrei das „Innenleben“ in den verschiedenen Phasen des Entstehungsprozesses in einer bisher nicht vorstellbaren Aussagefähigkeit und Auflösung zugänglich. So ist in einer solchen Aufnahme der Verlauf der haarfeinen Verbindungsdrähte der Elektronik eines Innenohr-Hörgerätes dreidimensional erkennbar. Eine Besonderheit dabei ist, dass per Computer beliebige Materialien an jeder Stelle durchsichtig gemacht werden können. Damit werden auch verdeckte oder umschlossene Strukturen und Elemente einer zerstörungsfreien Prüfung zugänglich.

Eine detaillierte Information über die Abweichung des tatsächlichen Aufbaus von den Designdaten beschleunigt die Produktentwicklung erheblich. Darüber hinaus führt diese zu einer weitergehenden Optimierung der technologischen Prozesse und unterstützt wirkungsvoll die Qualitätssicherung.

Ansprechpartner:
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