Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMMaterialcharakterisierung und Entwicklung von Zuverlässigkeitsmodellen
Die Entwicklung neuer Systemintegrationstechnologien erfordert die Optimierung der Zuverlässigkeit. Wesentliche Einflussfaktoren auf die Zuverlässigkeit sind die verwendeten Materialien, deren thermomechanische Eigenschaften und die Einsatzbedingungen. Die Optimierung kann mit den Modellen und dem Material-Know-how unterstützt werden, die wir in diesem Forschungsbereich entwickeln. So wird ein Physics-of-Failure -Ansatz angewendet und Zuverlässigkeitsrisiken können durch Design (Design for Reliability - DfR) gemindert werden. Dies hilft unseren Partnern, komplexe Zuverlässigkeitsprobleme zu vermeiden und zu lösen, insbesondere bei Technologien, die neu sind und für die nur begrenzte Erfahrungen vorliegen.
Eine wichtige Grundlage unserer Arbeit ist die Kalibrierung und Validierung neuer Modelle, denn die Qualität eines Modells hängt von der Qualität und Gültigkeit der Eingangsdaten ab. Daher bieten wir eine Reihe von Charakterisierungstechniken an und sind an der Entwicklung neuer fortschrittlicher Methoden beteiligt. Um die Modelle zu validieren, führen wir Verformungsanalysen in verschiedenen Lastfällen durch. Insbesondere Lebensdauermodelle müssen mit Ergebnissen aus Zuverlässigkeitstests kalibriert werden. Diese Korrelation von Modell und Experiment kann innerhalb des Instituts durchgeführt werden (QPZ).
Die Anwendung der entwickelten und validierten Modelle erfolgt zur Identifizierung der besten Designoptionen (Flyer: Zuverlässigkeitsbewertung mit FEM) und kann ein Teil einer vollständigen Lebenszyklusbewertung werden (Flyer: Robustness and Life Cycle Assessment).
Aktuelle Beispiele für die von uns bearbeiteten Forschungsthemen:
- Verwölbung von FO-WLP, FO-PLP and PCB-embedded Packages
- Zuverlässigkeit von Leiterplatten Durchkontaktierungen
- Spannungs- und Deformationsmanagement in 3D and RDL Verbindungstechnologien
- Thermische Alterung und Zuverlässigkeit von RF Packages
- Schadensmodellierung von neuen Verbindungstechniken der Leistungselektronik (Die Attach, Drahtbonds, Verkapselung)
- Feuchtetransportphänomene in Packages und Gehäusen
- Neue Techniken der Charakterisierung der Grenzflächenfestigkeit
- Zuverlässigkeit von dehnbarer Elektronik
- Zuverlässigkeit von photonischen Baugruppen
- Multiskalen thermomechanische Charakterisierung
