Zuverlässig bis auf den Nanometer

Mikroelektronische Bauteile schrumpfen von Generation zu Generation. Das verwendete Material im Mikro- oder Nanokosmos verhält sich aber oft ganz anders als in der makroskopischen Welt - es fehlen verlässliche Daten in diesem Bereich. Um trotzdem die Qualität beurteilen zu können, müssen etablierte Verfahren mit innovativen Konzepten kombiniert werden.

Ein Beispiel dafür ist nanoDAC, ein Testverfahren, das Wissenschaftler aus dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin entwickelten. DAC steht für Deformationsanalyse durch Korrelationsmethoden und analysiert Materialien auf der Nano- bis Mikroebene. Bisher wird es vorrangig zum Testen in der elektronischen Aufbau- und Verbindungstechnik eingesetzt, um Lötstellen zu prüfen, Risse im Platinenmaterial zu entdecken oder Eigenspannungen in mikromechanischen Aktoren und Sensoren aufzudecken.

"Oft wird die Bedeutung dieser kleinen Bauteile unterschätzt", betont IZM- Abteilungsleiter Bernd Michel. "Eine Lötstelle oder ein kleiner Sensor kostet nicht viel. Warum also einen enormen Prüfaufwand betreiben? Wenn sie aber ausfallen, können sie hohe finanzielle Schäden verursachen."

Herzstück des Systems ist ein Atomkraft- oder Rasterelektronenmikroskop. Es nimmt Bilder von Materialien unter verschiedenen Belastungen auf. Mit einer Software ist es möglich, ein fast atomgenaues Bild der Probe und ihrer Fehler wiederzugeben. "Bilder der kritischen Stellen eines Bauteiles werden miteinander verglichen, um Veränderungen und Fehler zu entdecken", erklärt Dietmar Vogel. "Je nach Belastung werden Verschiebungen lokaler Bildmuster sichtbar. Damit ist ein winziger Riss nachweisbar, obwohl er selbst im Mikroskopbild nicht zweifelsfrei zu erkennen ist."

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft