Vorlesung: Zuverlässigkeit

Die im Wintersemester gehaltene Vorlesung zeigt einen Einstieg in den immer wichtig werdenden Forschungsbereich der Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten. Hierbei wird zunächst ein Überblick über unterschiedliche Fehlermechanismen von Halbleiterkomponenten bei unterschiedlichen Umweltbedingungen gegeben. Anschließend werden Degradationsmechanismen auf der Metallisierungsebene von gefertigten Chips erläutert und dessen Auswirkung auf die Lebensdauer beschrieben. Dabei erfolgt die Betrachtung von Ausfallmechismen beginnend beim Halbleiterchip, über das Bonding des Chips auf einem Leadframe, bis hin zur Kontaktierung auf einer Leiterplatte. Des Weiteren wird das Packaging von elektrischen Komponenten vorgestellt mit dem Bezug auf dessen Zuverlässigkeit. Aufbauend auf den gesammelten Erkenntnissen werden Testmethoden und die daraus resultierende Modellbildungen für beschleunigte Testverfahren vorgestellt. Ebenfalls wird ein Einblick in die Simulation von Halbleiterkomponenen mittels Finite-Elmente- Methode (FEM) gegeben. Abschließend wird erläutert, wie die gesammelten Ergebnisse mittels statistischen Methodiken nach Gauß oder Weibull aufbereitet und interpretiert werden können.

INHALTE

1. Einleitung
2. Fehlerarten und Fehlermechanismen
3. Metallisierungsfehler
4. Messung und Validierung

5. Gehäuse
6. Test, Evaluation und Qualifikation
3. Hot Carrier/ TDDB/ ESD
4. Wahrscheinlichkeitsverteilungen

Ergänzendes Labor

Zur Anrechnung der Vorlesung muss ein ergänzendes eintägiges Simulationslabor durchgeführt werden. Es wird mir dem Programm ANSYS gearbeitet. Es werden thermisch-elektrische Berechnungen an einer einfachen Metallisierungsstruktur durchgeführt. Ein Protokoll über den Laborversuch ist für die Anerkennung zu erstellen.

Voraussetzungen

Kenntnisse in Halbleitertechnologie und Thermodynamik sind wünschenswert jedoch keine Voraussetzung.

Prüfung

Mündlich, Dauer 30 min, keine Unterlagen erlaubt. Zur mündlichen Prüfung müssen ein amtlicher Lichtbildausweis und ein Studierendenausweis mitgebracht werden, sonst droht ein Ausschluss von der Prüfung. Prüfungstermine nach Vereinbarung.

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