HTV

Qualitätsprobleme bei elektronischen Bauteilen gemeinsam lösen

| Redakteur: Holger Heller

Mitte April trafen sich 35 Mitgliedsfirmen des Interessenverbunds für Qualität (IVQ), unter denen sich Elektronikhersteller für den Automobil- und Industriebereich befinden, beim Hochleistungszentrum für elektronische Bauteile HTV in Bensheim.

Ziel des IVQ, der bereits seit mehr als 20 Jahren besteht und von HTV geführt wird, ist die gegenseitige Information der Mitglieder im Falle auftretender Qualitätsprobleme bei elektronischen Bauelementen sowie ein gemeinsames Auftreten gegenüber den Herstellern. Somit lebt der „Interessenverbund Qualität“, dessen Mitgliedschaft kostenlos ist, vom gegenseitigen Geben und Nehmen und dem ehrenamtlichen Einsatz der Mitglieder.

Alle sechs Monate trifft man sich abwechselnd bei den verschiedenen Mitgliedsfirmen, um sich auszutauschen. Bei HTV in Bensheim widmet man sich dem Testen, Programmieren und Langzeitkonservieren elektronischer Komponenten. Hauptthemen des IVQ-Treffens Mitte April 2011 waren unter anderen:

  • Internationale Beschaffung elektronischer Bauteile und deren Gefahren,
  • Elektromigration an elektronischen Komponenten,
  • Einfluss von Höhenstrahlung auf elektronische Bauteile.

Speziell das Thema „Einfluss von Höhenstrahlung auf elektronische Bauteile“ ist brisant. Seit einem Jahr kommen immer häufiger Firmen auf HTV zu und bitten um Hilfe: Bei ausgelieferten und bereits im Einsatz befindlichen Geräten stimmen plötzlich die Programme in den Speicherbausteinen nicht mehr. Dies kann zum Teil fatale Folgen haben: Wird auch nur eine einzige Zelle verändert, funktioniert möglicherweise die gesamte Software nicht mehr oder liefert falsche Ergebnisse zurück. Dies kann bei medizinischen Geräten, Fahrzeugen, Flugzeugen und Maschinen zu Gefahr für Leib und Leben führen.

Bit-Informationsverfälschung vermeiden

Das Phänomen der Informationsverfälschung durch „Bitkipper“ ist bei HTV bereits seit einiger Zeit sehr gut bekannt. Die Ursache hierfür liegt oft in der Höhenstrahlung oder auch anderen hochenergetischen Strahlungsarten, wie z.B. der Gamma- und Röntgenstrahlung in Kombination mit den immer kleineren Abständen auf den heutigen ICs. Untersuchungen zeigen unterschiedliche Phänomene: So kann es sein, dass diese vagabundierenden Ladungen in Abhängigkeit von der Dosis und der Bauteilarchitektur nach Sekunden, Minuten, Stunden oder auch Tagen wieder zurück in ihre Ursprungslage wandern und somit die Information wieder korrekt ist. Dies ist aber nicht immer so, da der Teilchenbeschuss speziell bei hoher Dosis auch zu einer Zerstörung bestimmter Teilbereiche führen kann.

Es kommt also in beiden Fällen zu Bitkippern und somit zumindest zeitweise zu einem Informationsverlust. Ein erneutes Programmieren der Zellen gelingt häufig, vorausgesetzt es liegt keine hardwaremäßige Schädigung vor. Um die Empfindlichkeit von Bauteilen bezüglich eines Informationsverlustes unter Strahleneinwirkung zu reduzieren, entwickelt HTV eine neue Art der Programmierung. Diese soll der Teilchenstrahlung besser widerstehen und wird voraussichtlich in den nächsten Monaten unter der Bezeichnung "BIP" (Best Information Preservation) zur Verfügung stehen.

Ein weiterer Teil der IVQ-Vortragsreihe befasste sich mit dem ebenfalls brisanten Thema der „Kopien und Fälschungen elektronischer Bauteile“. Sind bisher bereits ca. 10% der über den freien Markt beschaffbaren Bauteile gefälscht, so wird dieser Anteil durch die Japankrise weiter steigen und die Verbreitung von Fakes beschleunigt. Diese Fälschungen werden fast täglich professioneller hergestellt, so dass es immer schwieriger wird, sie als solche zu erkennen.

Gefälschte Bauteile sicher erkennen

Daher sind für die sichere Identifikation immer aufwändigere Tests und Analysen erforderlich. HTV bietet verschiedene Möglichkeiten, die zur Verifizierung von elektronischen Bauteilen zur Verfügung stehen: Neben den elektrischen Prüfungen werden Überprüfungen mittels FTIR, 3D-Röntgentomographie, Bauteilöffnung zur Identifizierung der Chips sowie Untersuchungen mittels Rasterelektronen-Mikroskop durchgeführt, um die Originalität und Funktionalität sicherzustellen.

Wesentlicher Punkt für die Versorgung mit qualitativ hochwertigen Bauteilen ist jedoch die gute Zusammenarbeit mit einem gewissenhaften Beschaffungs-Dienstleister, der seine Quelle kennt und bis zum Ursprung zurückverfolgt.

Unter der Überschrift „Elektromigration an elektronischen Komponenten“ stellte HTV die unterschiedlichen Ursachen für Migrationsprozesse auf Leiterplatten sowie deren Erscheinungsbild und entsprechende Abhilfemaßnahmen dar. Weitere Themen waren Neuerungen, wie z.B. die Neuverzinnung überlagerter elektronischer Bauteile oder die Waferrückpräparation, die seitens HTV seit kurzem angeboten werden.

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