Format:
Online-Ressource
ISSN:
2196-7113
Content:
Bei der Herstellung von Leistungselektronik ist die Qualität und Zuverlässigkeit ein wichtiger Faktor. Vor allem die Verbindungsschicht zwischen dem Chip und dem keramischen Substrat weist häufig Defekte auf, die die Wärmeableitung in diesen Bereichen verringern können. Dies kann zu einer Überhitzung führen und die Lebensdauer des Bauteils verringern. Im schlimmsten Fall können solche Fehler große Auswirkungen auf sicherheitsrelevante Systeme haben. Daher ist eine Qualitätskontrolle innerhalb der Produktionslinie bzw. vor der Verpackung der Bauteile sehr wichtig. Die Laser-Speckle- Photometrie (LSP) bietet eine vielversprechende Lösung für dieses Problem. Speckle-Muster werden durch interferierende Lichtwellen erzeugt, die von der beleuchteten Oberfläche reflektiert werden. Das Verhalten dieser Muster ist eng mit dem Oberflächenzustand der untersuchten Proben verbunden. In diesem Beitrag wird ein auf der LSP basierendes Qualitätskontrollkonzept für den Produktionsprozess von Leistungselektronik-Chips für die Automobilindustrie vorgestellt. Ziel ist es, die Hohlräume in der Lötverbindung zu finden und zu bewerten und darüber hinaus die Porosität in gesinterten Verbindungen zu bestimmen. Insbesondere die Größe und Lage dieser Hohlräume sind von großem Interesse. Erste Untersuchungen haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt und Defekte mit einer Größe von weniger als 15 % (v/v) der eigentlichen Verbindungsschicht gefunden. Dies beweist, dass die LSP ein vielversprechender Ansatz zur Überprüfung der Verbindungsqualität von Chips bei der Herstellung von Leistungselektronik ist.
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Abstract: In the production of power electronics, quality, and reliability are important factors. Especially, the connection layer between the chip and the ceramic-based substrate often includes defects which can reduce the heat dissipation in these areas. This can lead to overheating and, furthermore, reduce the lifetime of the component. In the worst case, such failures can have a huge impact on safety-relevant systems. Therefore, a quality control within the production line or at least before the packaging of the components is very important. Laser Speckle Photometry (LSP) provides a promising solution to this problem. Speckle patterns are generated by interfering light waves that are reflected by the illuminated surface. These patterns are closely linked to the surface state of the investigated samples. In this paper, a quality control concept based on LSP in the production process of power electronic chips for the automotive industry is presented. The aim is to find and evaluate the voids in the solder connection and, furthermore, determine the porosity in sintered connections. Especially, the size and location of these voids are of great interest. First investigations have shown promising results, finding defects with a size of less than 15% (v/v) of the actual connection layer of the chips. This proves that the LSP has a big potential to inspect the connection quality of chips during the manufacturing of power electronics.
In:
volume:91
In:
number:s1
In:
year:2024
In:
pages:96-101
In:
extent:6
In:
Technisches Messen, Berlin : De @Gruyter, 1976-, 91, Heft s1 (2024), 96-101 (gesamt 6), 2196-7113
Language:
German
DOI:
10.1515/teme-2024-0043
URN:
urn:nbn:de:101:1-2408051735023.437787001017
URL:
https://doi.org/10.1515/teme-2024-0043
URL:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2408051735023.437787001017
URL:
https://d-nb.info/1337947539/34
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