»Unser CAM-Workshop hat sich als international wichtige Plattform für Fragen rund um Qualitätssicherung und Fehlerdiagnostik in der Elektronik etabliert. Ich freue mich sehr, dass wir auch in diesem Jahr so viele hochkarätige Gäste begrüßen und zeigen konnten, wie wichtig der Austausch über neue Analysetools, technologische Herausforderungen und methodische Ansätze für die Fehlererkennung und Materialcharakterisierung ist«, sagt Frank Altmann, Leiter des Geschäftsfelds »Werkstoffe und Bauelemente der Elektronik« am Fraunhofer IMWS.

Zu den Schwerpunkten der Tagung zählten neue Ergebnisse in der Defektlokalisierung und -analyse, Fallstudien zu Workflows in der Fehlersuche sowie Innovationen in der Materialcharakterisierung. Besonderes Augenmerk lag dabei auf MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)-Sensorik und auf Galliumnitrid (GaN) basierten Leistungshalbleitern.

Thomas Detzel (Infineon Austria) stellte in einer spannenden Keynote die Vorteile von GaN-Leistungsbauelementen und -Systemen sowie deren industrielle Realisierung in einer Vielzahl von Anwendungen vor. Mikel Azpeitia Urquia (STMicroelectronics, Italien) thematisierte die Bedeutung der MEMS-basierten Sensorik als Schlüsseltechnologie für energieeffiziente KI-Anwendungen. Konstantin Schekotihin (Universität Klagenfurt) stellte den aktuellen Forschungsstand zu KI-Anwendungen in Fehleranalytik-Laboren vor. Ingrid de Wolf (imec, Belgien) rundete das Programm mit einem Tutorial zur Rolle von mechanischem Stress in der Mikroelektronik und dessen Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit ab.

Ein Höhepunkt waren die Ausführungen von Ulrike Ganesh (Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM) zur APECS-Pilotlinie, die als europäische Innovationsplattform für Chiplet-Technologien im Rahmen des EU-Chips-Acts entsteht. Ganesh erläuterte eindrucksvoll, wie die Industrie hier durch die Bereitstellung eines vielseitigen Technologieportfolios bei der Weiterentwicklung von Packaging-Technologien und in der heterogenen Integration unterstützt wird. Diese Technologien sind von entscheidender Bedeutung für Anwendungen wie Telekommunikation, Künstliche Intelligenz oder medizinische Instrumente. Das gebündelte Know-how von zehn Partnern der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) in APECS eröffnet einzigartige Möglichkeiten etwa für nahtlose Design-to-Production-Fähigkeiten und skalierbare Fertigungslösungen für die Elektronikindustrie.

Das Fraunhofer IMWS spielt eine entscheidende Rolle beim Aufbau der APECS-Pilotlinie und bringt sich insbesondere mit seinen Kompetenzen in der präzisen Defekterkennung, hochauflösenden Mikrostrukturanalyse, lokalen Kennwertermittlung und Zuverlässigkeitsanalysen einschließlich der Aufklärung von neuartigen Fehlermechanismen von funktional komplexen Elektronikbauteilen ein. »Die systematische Einbeziehung von Charakterisierung, Test und Zuverlässigkeitsfragen in die Technologieentwicklung ist ein wesentlicher Faktor für hohe Fertigungsqualität, lange Lebensdauer und eine zügige Markteinführung neuer, insbesondere hochkomplexer heterointegrierter Bauelemente. Wir sind sehr stolz darauf, unsere international anerkannten Kompetenzen im Bereich der Zuverlässigkeitsforschung und Fehlerdiagnostik in die APECS-Pilotlinie einbringen zu können«, sagt Altmann.

Im Programm des CAM-Workshops gab es aus dem Institut gleich drei aktuelle Beiträge dazu. Sebastian Brand stellte neue Ansätze zur präzisen 3D-auflösenden Lokalisierung von elektrischen Defekten in 3D-integrierten Bauelementen durch quantitative Analyse der Wärmeausbreitung mittels Lock-in-Thermografie vor. Michél Simon-Najasek präsentierte einen neuen Ansatz zur kombinierten Planar- und Querschnittsanalyse von Gate-Defekten in elektrisch gestressten Normally-On-HEMT-Bauelementen. Lorenz Heinemann erläuterte, wie sich die Machine-Learning-basierte akustische Signalanalyse zum automatisierten Nachweis von Delaminations- und Rissdefekten durch geräteunabhängige Übertragungsfunktionen vereinfachen lässt.

Zum bereits zwölften Mal brachte der CAM-Workshop in Halle (Saale) internationale Fachleute aus der Elektronik-Industrie sowie Hersteller von Analyse-Equipment und Forschungseinrichtungen zusammen, um Herausforderungen, zukünftige Anforderungen und innovative Lösungen in der Fehldiagnostik und Materialcharakterisierung zu diskutieren. Der hohe Anwendungsbezug wurde dabei neben den zahlreichen Fachvorträgen aus der Industrie auch durch eine begleitende Industrie-Geräteausstellung untermauert.

Die Abbildungen dürfen für redaktionelle Zwecke zur Berichterstattung über dieses Thema honorarfrei genutzt werden. Die Verwendung zu anderen Zwecken ist nur nach vorheriger Zustimmung des Fraunhofer IMWS zulässig.

 

Über das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) bietet mikrostrukturbasierte Diagnostik und Technologieentwicklung für innovative Werkstoffe, Bauteile und Systeme. Aufbauend auf den Kernkompetenzen in leistungsfähiger Mikrostrukturanalytik und im mikrostrukturbasierten Materialdesign erforscht das Institut Fragen der Funktionalität und des Einsatzverhaltens sowie der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer von Werkstoffen, die in unterschiedlichen Markt- und Geschäftsfeldern mit hoher Bedeutung für die gesellschaftliche und wirtschaftliche Entwicklung zur Anwendung kommen. Für seine Partner in der Industrie und für öffentliche Auftraggeber verfolgt das Fraunhofer IMWS das Ziel, zur beschleunigten Entwicklung neuer Werkstoffe beizutragen, Materialeffizienz und Wirtschaftlichkeit zu steigern sowie Ressourcen zu schonen. Damit leistet das Institut einen Beitrag zur Sicherung der Innovationsfähigkeit wichtiger Zukunftsfelder sowie zur Nachhaltigkeit als zentraler Herausforderung des 21. Jahrhunderts.

www.imws.fraunhofer.de

 

Über die Pilotlinie für Advanced Packaging and Integration for Electronic Components and Systems (APECS)

Im Rahmen des EU Chips Acts wird die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) mit APECS in den kommenden Jahren eine umfassende Pilotlinie für resiliente und vertrauenswürdige heterogene Systeme aufbauen, die die Innovationsfähigkeit der europäischen Industrie in ihrer gesamten Breite fördert und einen wesentlichen Baustein in Hinblick auf die technologische Resilienz Europas bildet. Durch die Aktivierung neuer Funktionalitäten im Rahmen der »System Technology Co-Optimization« (STCO), ein end-to-end Design sowie Pilotproduktionskapazitäten ermöglicht die Pilotlinie die Weiterentwicklung von Innovationen von der Forschung zu praktischen, skalierbaren Fertigungslösungen. Darüber hinaus bietet APECS einen One-Stop-Shop für Kunden in praktisch allen klassischen vertikalen Industriebranchen, einschließlich Großunternehmen, KMU und Start-ups. APECS bringt die Kompetenzen, Infrastrukturen und das Know-how von zehn Partnern aus acht europäischen Ländern zusammen. In Deutschland sind zwölf Institute der Fraunhofer-Gesellschaft (Projektkoordinator) und zwei Institute der Leibniz-Gemeinschaft an der Pilotlinie beteiligt. Geleitet wird APECS von der FMD – einer der weltweit führenden und standortübergreifenden FuE-Zusammenschlüsse für die Mikro- und Nanoelektronik.

www.apecs.eu

 

Über die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD)

Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) als Kooperation des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik mit den Leibniz-Instituten FBH und IHP ist der zentrale Ansprechpartner für alle Fragestellungen rund um die mikro- und nanoelektronische Forschung und Entwicklung in Deutschland und Europa. Als One-Stop-Shop verbindet die FMD wissenschaftlich exzellente Technologien und Systemlösungen ihrer 15 kooperierenden Institute aus Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft zu einem kundenspezifischen Gesamtangebot. Unter dem virtuellen Dach der FMD entstand somit der europaweit größte Zusammenschluss dieser Art mit inzwischen mehr als 5400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und einer einzigartigen Kompetenz- und Infrastrukturvielfalt. Mehr Informationen finden Sie unter www.forschungsfabrik-mikroelektronik.de Besuchen Sie ebenfalls unseren virtuellen 3D-Showroom unter https://fmd-insight.de/showroom​.