Verbundprojekt RAYMENT

Dieses Projekt wird kofinanziert durch den Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE).

Auffälligkeiten rechtzeitig erkennen – Röntgenprüfsystem mit integrierter Umweltsimulation – RAYMENT

Über das Projekt RAYMENT

Motivation

Die weltweite Nachfrage nach elektronischen Komponenten ist in den vergangenen Jahren signifikant gestiegen. Neben Konsumgütern wird zunehmend in industriellen Bereichen eine verstärkte Vernetzung und Integration von elektronischen Komponenten verzeichnet. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Produkte hinsichtlich deren Sicherheit, Zuverlässigkeit und Integrationsgrad. Die aktuellen Standards zur Umweltsimulation umfassen unterschiedliche Klimaprüfungen sowie mechatronische und elektrische Prüfungen, die nach Normen und Standards durchgeführt werden und sich durch die einzuhaltenden technischen Parameter unterscheiden. Jedoch erlauben Umweltsimulationen bisher keine Rückschlüsse auf die Ausfallursachen, weil viele Fehlfunktionen auf Anomalien zurückzuführen sind, die von außen nicht sichtbar sind.

Ziele und Vorgehen

Ziel des angestrebten Forschungsverbundes ist die Konzipierung und die Umsetzung eines 3D-Röntgeninspektionssystems als Demonstrator zur digitalisierten Prüfung von aktiven elektronischen Baugruppen bei gleichzeitiger Simulation von anwendertypischen Umwelteinflüssen. Zu diesem Zweck sollen im Projekt variable Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen simuliert und mit der dreidimensionalen Röntgenbildgebung sowie der Auswertung elektrischer Signale kombiniert werden. Eine Erfassung der elektrischen Kenngrößen aktiver Prüfkörper erfolgt unter Betriebsbedingungen durch Anlegen einer Stromquelle. Die Simulation von Umwelteinflüssen wird in einem durchstrahlungsfähigen Prüfkammer-System durchgeführt, welches über mindestens zwei Klimatoren verfügt. Auf diese Weise können Anwendungsfälle simuliert werden, bei denen Prüflinge unterschiedlichen gerichteten Temperaturen- und Luftfeuchtebedingungen ausgesetzt sind. Die zeitgleich zur Umweltsimulation stattfindende Röntgeninspektion erlaubt die messtechnische Erfassung des Prüfkörpers samt innen liegender Strukturen, ohne mechanisch auf diesen einzuwirken. Auf diese Weise können Defekte sowie Material- und Konstruktionsfehler, die unter Normalbedingungen nicht zu erfassen sind, identifiziert und lokalisiert werden. Das Vorgehen führt zu einer deutlichen Verkürzung der Entwicklungszeit für Elektronik-Komponenten und Baugruppen, verbunden mit dem Nachweis der Zuverlässigkeit, auch unter extremen Umweltbedingungen.

Innovation und Perspektiven

Das Projekt zeichnet aus, dass es etablierte Technologien wie die Umweltsimulation und die Computertomografie erstmalig vereinigt und somit über die individuellen Grenzen, der bisher eingesetzten Technologien hinausgeht. Neu ist, dass dieses Verfahren erstmals einen Aufschluss über die inneren Vorgänge bei der Umweltsimulationsprüfung ermöglicht und damit die Effektivität deutlich erhöht. Von den Projektergebnissen profitieren insbesondere Hersteller von kleineren Elektronikkomponenten. Für sie kann der Prüfprozess deutlich schneller und wirtschaftlicher durchgeführt werden, was zu verkürzten Produktentwicklungszeiten führt.

Projektdaten im Überblick

Anm.: Das Foto oben zeigt den konstruktiven Aufbau des Röntgenprüfsystems mit Umweltsimulationsprüfeinrichtung.