Environmental & Reliability Engineering

Neue Produkte und Technologien müssen immer vielfältigere und härtere Anforderungen erfüllen und sollen gleichzeitig kosteneffizient und umweltschonend sein. Die Abteilung Environmental and Reliability Engineering unterstützt technische Entwicklungen auf dem Weg zur Marktreife durch Umwelt- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen von der Nanocharakterisierung bis zur Bewertung und Optimierung auf Systemebene. Unter der Leitung von Dr. Nils F. Nissen sind hier die etablierten Querschnittskompetenzen Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit in bisher einmaliger Weise zusammengeführt.

Vor dem Hintergrund von weltweitem Wachstum und begrenzten Ressourcen muss jede neue Technologie- und Produktgeneration aus weniger Ressourcenverbrauch mehr Funktionalität und eine abgesicherte Zuverlässigkeit generieren. Ohne adäquate Zuverlässigkeit ist der wirtschaftliche Erfolg einer Anwendung ohnehin gefährdet, und gleichzeitig wird bei den typischerweise herstellungsintensiven Produkten der Mikroelektronik die Umweltbilanz durch vorzeitigen Ausfall oder Ersatz massiv verschlechtert. Nachhaltige Elektroniktechnologien müssen daher umweltgerecht und zuverlässig sein.

Forschungsschwerpunkte

 

Materialcharakterisierung und Entwicklung von Zuverlässigkeitsmodellen

Zuverlässigkeitsmodelle, die auf validierten Materialeigenschaften basieren, werden entwickelt und angewandt, um zuverlässige elektronische Komponenten auf der Grundlage eines Design for Reliability (DfR) Ansatzes zu realisieren.

 

Zuverlässigkeit: Simulation, Test und Optimierung

Thermomechanische Lebensdauermodelle werden benötigt, um ein simulationsgestütztes „Design for Reliability“ zu ermöglichen. Die Grundlage wird durch moderne kombinierte und beschleunigte Belastungstests in Verbindung mit Simulationen und modernen Analyse- und Optimierungsverfahren gelegt.

 

Zustandsüberwachung von Elektronik

Die Vorhersage von Alterung und Ausfällen im Feld erfordert eine „Top-Down“-Betrachtung der Zuverlässigkeit ganzer Systeme, also oberhalb der Teilsysteme der Verbindungstechnik und der Bauelemente, unter Berücksichtigung der Umweltbedingungen und intrinsisch entstehender wechselwirkender Belastungen.
 

Applikationsspezifische Systembewertung

Die Zuverlässigkeit elektrischer, elektronischer und mechatronischer Systeme erfordert eine zusammenfassende und übergreifende Betrachtung von Produkten, Produktions- und Geschäftsprozessen. Wechselseitig sind Experten- und Managementwissen bzw. die geeigneten Instrumente anzuwenden.

 

ÖkoDesign und kreislaufgerechte Technologien

Schritt für Schritt zur nachhaltigen Innovation innerhalb der IKT-Wertschöpfungskette.

 

Umweltbewertung für Elektroniksysteme

Der Forschungsschwerpunkt Umweltbewertungen und Ökodesign umfasst die methodische Seite zur Bewertung und Umweltoptimierung von Elektronikprodukten.
 

Umweltgesetzgebung: RoHS, WEEE, ÖkoDesign

Die umweltgesetzlichen Vorgaben stellen hohe Anforderungen an die Produktentwicklung, erlauben vorausschauenden Unternehmen aber auch Marktvorteile.
 

Corrosion, electrochemical migration, moisture diffusion

Investigate moisture-based failures of electronics such like corrosion or migration damage.

Ausstattung

Die Abteilung Environmental and Reliability Engineering verfügt am Standort Berlin über Labore mit modernster Ausstattung und fortschrittlichen Testumgebungen. Neben einer hohen Flexibilität bei der Kombination von Testparametern (Vibration, Schock, Temperatur, Feuchte, Powerzyklen usw.) bieten wir Ihnen ein breites Spektrum der Analyse von Umweltparametern sowie der Simulation der Verbindungstechnik Ihrer elektronischen Anwendungen. Darüber verfügen wir mit dem Micro Materials Testing Lab über ein Testportfolio, das werkstoffseitige Voraussagen über die Zuverlässigkeit von komplexen Systemen im Mikro/Nano-Bereich ermöglicht.

 

Active Power Cycling Lab

Qualitätssicherung an Leistungselektronik ist wesentlicher Bestandteil der Produktabsicherung. Der elektrische Lastwechseltest (Active Power Cycling) liefert umgehend Daten zur Lebensdauer von Leistungshalbleitermodulen.

 

Corrosion Analysis Lab

Elektrochemischen Charakterisierung von Materialien und deren Verbünde in Bezug auf ihr Korrosionsverhalten in Abhängigkeit von den in der Anwendung auftretenden Elektrolytbelastungen

 

Electronics Condition Monitoring Lab

Durchführung von Vibrationsmessungen und -tests mit elektronischen Baugruppen, bei Bedarf in Verbindung mit Feuchte- und Temperaturbeanspruchung. Berührungslose Schwingungsmessung mit Laservibrometern. In-Situ-Erfassung des Ausfalls der elektronischen Baugruppen.
 

Micro Materials Testing Lab

Mechanische Kräfte, Temperaturänderungen und Feuchtigkeitseinflüsse können die Zuverlässigkeit wesentlich beeinflussen. Für eine erfolgreiche Optimierung der Zuverlässigkeit von komplexen Systemen im Mikro/Nano-Bereich sind werkstoffseitig Kenntnisse vom Versagensverhalten bzw. Kenntnisse zur Schädigungsentwicklung erforderlich.
 

Thermal & Environmental Analysis Lab

Um thermische Interface-Materialien (TIM) charakterisieren zu können, entstand ein Arbeitsplatz zur Bestimmung von Wärmeleitfähigkeiten und thermischen Widerständen in Abhängigkeit der Anpresskraft. Die bildgebende Infrarot-Messtechnik erlaubt uns, berührungslos Temperaturen und Fehler in Systemen, Baugruppen oder Bauteilen zu detektieren.
 

High Performance Computing Cluster

Erhöhte Anforderungen an die Robustheit und Lebensdauer elektronischer Bauelemente sowie immer kürzere Innovationszyklen bedürfen Entwicklungsmethoden, die in kurzer Zeit zu einem zuverlässigen Gesamtsystem führen. Der Einsatz von Simulationsmodellen bietet hier die Möglichkeit, Zusammen­hänge sichtbar zu machen.

Mehr Informationen

Kontaktpersonen

Projekte der Abteilung Environmental and Reliability Engineering

Newsletter zu Veranstaltungen & Messen

Möchten Sie per E-Mail über Veranstaltungen und Messeauftritte aus dem Bereich Environmental and Reliability Engineering informiert werden? Dann tragen Sie sich einfach in die Mailingliste des gewünschten Themenbereichs ein.