Trendthemen

Zuverlässigkeit

Der Umstand, dass im Packaging verschiedene Materialien mit unterschiedlichen thermischen, mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften Verwendung finden, gibt dem Forschungsgebiet „Zuverlässigkeit“ eine besondere Bedeutung am Fraunhofer IZM. Die zuverlässige Funktion der resultierenden Systeme bei immer härter werdenden Umgebungsbedingungen (hohe Temperaturen, Vibration, hohe Stromdichten oder Spannungen) für eine vorgegebene Betriebszeit sicherzustellen, ist immer im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, egal um welchen Anwendungsfall es sich handelt. Dazu wird der Entwicklungsprozess systematisch angegangen und es werden von Anfang an Modelle genutzt, die auf einem “Physics of Failure“ basieren, um die Materialauswahl hinsichtlich thermomechanischer Spannungen, aber auch thermische Performance zu unterstützen. Um die notwendigen Materialeigenschaften zu ermitteln, stehen umfassende mechanische und thermische Laboratorien zur Verfügung. Ein tiefes Verständnis der genutzten Verbindungs- und Verkapselungstechnologien und der Prozessabläufe ist außerdem unabdingbar, wenn das Ziel höchste Zuverlässigkeit heißt. In anderen Worten, das System muss aus allen Perspektiven verstanden sein.

Das Fraunhofer IZM unterstützt Sie auch dann, sollten bei Ihnen Frühausfälle auftreten. Mithilfe moderner Schadensanalytik und in Kombination mit den technologischen Kenntnissen der Mitarbeiter werden die Fehler gefunden und Abhilfen vorgeschlagen. Ein neueres Forschungsgebiet beschäftigt sich mit dem „Condition Monitoring“, wo der Zustand eines Systems anhand von bestimmten Zustandsindikatoren während des Betriebs überwacht werden kann. Ziel ist es, rechtzeitig zu erkennen, wann ein Ausfall droht, und beispielsweise im Auto den Austausch einer in Kürze defekt werdenden Baugruppe vor der eintretenden Panne durchführen zu können.

IZM-Angebote im Bereich Zuverlässigkeit

Bewertung: Simulation, Test und Optimierung

Das Arbeitsgebiet „Zuverlässigkeitsbewertung: Simulation, Test und Optimierung“ zielt darauf ab, experimentelle und simulative Methoden zu entwickeln und anzuwenden, die ein „Design for Reliability“ ermöglichen.

Werkstoffcharakterisierung und –modellierung

Elektronische Systeme sind während ihres Betriebes zahlreichen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Mechanische Kräfte, Temperaturänderungen und Feuchtigkeitslagerungen u.a können die Zuverlässigkeit wesentlich beeinflussen.

Qualifikations- und Prüfzentrum für Baugruppen (QPZ)

Neue Packages und Lotlegierungen müssen in der jeweiligen Baugruppenkonfiguration hinsichtlich ihrer Betriebszuverlässigkeit bei thermischer, mechanischer und/oder klimatischer Beanspruchung getestet werden.

Zustandsüberwachung von Elektronik

Eine hohe Verfügbarkeit und niedrige Ausfallraten sind wichtige Anforderungen an langlebige Produkte und gleichzeitig Hauptkriterien für deren nachhaltige Nutzung. Konzepte des Condition Monitoring basieren auf der Identifikation der für die Zuverlässigkeit relevanten Parameter und deren effizienter Aufnahme.

Management von Zuverlässigkeit

Methoden und Werkzeuge zur Prozessevaluierung und Absicherung in frühen Entwurfsphasen.

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Robustheits- und Lebensdauerbewertung