Multifunktionstester für die Automatisierte Bestimmung der mechanischen Festigkeit von Baugruppen

Abstract:
In einem vom BMBF geförderten und vom FZ Karlsruhe begleiteten Verbundprojekt mit dem Titel „Zerstörende und zerstörungsfreie Prüftechnik für die Charakterisierung von nanoskaligen Alterungsmechanismen an hochminiaturisierten Lötverbindungen“ kurz „nanoPAL“, werden hervorgerufene neuartige Alterungsmechanismen nanoskaliger Verbindungskonstruktionen untersucht. Ein wesentliches Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung eines neuartgien Prüfgerätes sowie des zugehörigen Prüfverfahrens zur Bewertung der thermo- mechanischen Zuverlässigkeit. Der für die Prüfung notwendige neue Präzisionsschertester muss unter verschiedenen thermischen Randbedingungen über entsprechende Temperiermöglichkeiten verfügen. Große Anforderungen werden an die Genauigkeit bei der mechanischen Prüfung gestellt. Eine automatische Justierung und Fehlerkorrektur ist deshalb über eine optische Kontrolle (hochauflösendes Bildverarbeitungssystem) notwendig. Von konventionellen Schertestern unterscheidet sich das Gerät durch ein integriertes Kriechmodul. Eine definierte Kriechverformung mit langsamen Deformationsgeschwindigkeiten ermöglicht neben der Festigkeitsmessung die Analyse des Kriechverhaltens unter Berücksichtigung von Volumen und Grenzflächendefekten. Weitestgehend ist eine automatisierte Prüfung der miniaturisierten Verbindungen erforderlich, das Gerät wird deshalb über die ohnehin vorhandenen Layout- Daten und eine optische Kontrolle mit Informationen versorgt. Anhand dieser Daten kann das System schneller und präziser auf die entsprechende Prüfposition eingerichtet werden. Durch Verwendung von Referenzproben, die in einer Datenbank der Gerätesoftware erfasst werden können, sind vergleichende Bewertungen und eine verbesserte Absicherung der Zuverlässigkeitsprognose möglich.