Prakt. Met. Sonderband 50 (2016) 137
20um_ Metallographische Untersuchung von Brandschéden in der Elektronik
Katja Reiter (V), Sebastian Puls
Fraunhofer Institut fiir Siliziumtechnologie, Itzehoe
1 Einführung
Unser Leben wird im Zeitalter der Technisierung immer mehr von der Elektronik beeinflusst. Uber-
‚issspitze zeigen lastung von Steckdosen durch zu hohe Leistungsaufnahme, schadhafte elektrische Leitungen, fal-
Rissflanken der sche Verwendung und Überhitzung von Elektrogeräten in Industrie und Haushalt sowie Material-
'n belegt. fehler können Brände in elektronischen Geräten oder Steuerungen verursachen. Für Elektrobrände
gibt es vielfache Ursachen und entstehen meist aufgrund einer vermeintlichen Kleinigkeit. Eine
beschädigte Isolierung, schlechte Kontakte (z.B. Wackelkontakt), ein zu hoher Kontaktwiderstand
der zu starker Wärmeentwicklung führen kann oder Überlastungen an elektrischen Leitungen und
Anschlüssen sowie Korrosion und Verschmutzungen, ESD Schäden und Materialermüdung sind
häufige Ursachen für einen Brand. Ursachen können aber auch Design- oder Produktionsfehler, die
durch Kosteneinsparungen oder bewusst provozierte Lebensdauerbegrenzungen hervorgerufen wer-
den, sein. Um im Schadensfall die Ursache herleiten zu können, ist es wichtig die elektrotechni-
schen und materialtechnischen Zusammenhänge zu erfassen.
vum 2 Versuchsdurchfiihrung
reel
2.1 Ablauf einer Schadensanalyse
FIB-Schnitt im
Stahloberfliche Fiir eine Schadenanalyse an einer Baugruppe werden folgende Schritte durchgefiihrt:
belegt. Zunächst wird das beschädigte Gerät optisch inspiziert und vorsichtig demontiert. Durch Reinigen
und schichtweises Abtragen der Leiterplatte können Fehler in der Leiterplatte gefunden werden
- (Abb. 1- 3). Eine globale röntgenografische Untersuchung kann Hinweise auf beschädigte Kompo-
= nenten in der Baugruppe geben (Abb.: 4). Fehler in Bauteilen werden durch elektrische Messungen
lokalisiert. Ist ein defektes Bauteil identifiziert wird der Chip durch chemisches Atzen freigelegt
und erneut optisch inspiziert (Bild 4 und 5). Wird hier ein Fehler, z.B. ein Brandfleck auf der Chip-
oberfldche oder ein defekter Drahtbond gefunden, folgt eine metallographische Zielpriparation zur
Beschreibung des Fehlerbildes (Abb. 8). Durch EDX-Analysen können lokal und flächig veränderte
Gefügebestandteile vorhandener Materialien analysiert werden.
Linie grenzt den
lin verlaufenden
