Neue Methode zur Robustheitsvalidierung von MEMS-Bauelementen verbessert Nutzwert
Der ZVEI hat sein Handbuch zur Robustheitsprüfung von MEMS-Bauelementen (Micro-Electro-Mechanical Systems) grundlegend überarbeitet. Die ursprüngliche Idee der Robustheitsvalidierung wurde erweitert und um eine umfassende Null-Fehler-Strategie ergänzt. Dieser neue Ansatz heißt "Advanced Robustness Validation and Reliability Assessment" (ARRA).
MEMS-Bauelemente sind winzige Geräte, die sowohl mechanische als auch elektrische Funktionen auf einem Chip vereinen. Sie bieten hohe Präzision, Zuverlässigkeit und niedrigen Energieverbrauch. Aufgrund ihrer geringen Größe können sie in tragbaren Geräten und Systemen eingesetzt werden, wo Platz und Gewicht begrenzt sind. Die Vorteile von MEMS kommen jedoch nur zum Tragen, wenn sie eine angemessene Robustheit aufweisen. Ein elektronisches Gerät oder Bauteil gilt als robust, wenn es unter verschiedenen Anwendungs- und Produktionsbedingungen korrekt funktioniert oder nicht ausfällt. Diese Robustheit zu prüfen und nachzuweisen ist in der Praxis oft sehr aufwendig.
Seit 2007 (für Halbleiter) beziehungsweise 2008 (erweitert für MEMS-Elemente), unterstützt dabei das ZVEI-Handbuch zur Robustheitsprüfung. Es behandelte in der bisher verfügbaren Version ausschließlich die RV-Methode (Robustheitsvalidierung). „Viele Unternehmen haben in den vergangenen 16 Jahren damit gearbeitet“, sagt Dr. Sven Baumann, Mikroelektronik- sowie Sensor- und Aktuator-Experte im ZVEI-Fachverband Electronic Components and Systems. „Dabei wurde deutlich, dass in der Praxis der Qualifizierung eines elektronischen Geräts oft Hürden existieren, die RV konkret umzusetzen.“ Auch habe sich gezeigt, dass vor allem größere Unternehmen die Methode nutzten, wohingegen den meisten KMU ausreichende Ressourcen dafür fehlten.
Ziel: Branchenübergreifender Industriestandard
„Im bisherigen Handbuch fehlten jedoch eindeutige Handlungs- und Testvorgaben analog zum Beispiel der AEC-Q-Standards. Diese dienen der Qualifizierung von Elektronikkomponenten in der Automobilzulieferindustrie“, so Baumann. „Hier setzt das neue Handbuch an, indem es drei sogenannte ARRA-Levels definiert, welche die Durchführung der RV und die Bewertung der Zuverlässigkeit eines bestimmten MEMS-Bauteils erleichtern.“
Klare Teilschritte und Checklisten unterstützten auf dem Weg zu einer guten Qualität und Robustheit und vereinfachten den Austausch entlang der Lieferkette. Baumann: „Der Mehrwert von ARRA liegt darin, dass er die Vorteile der vorhandenen Qualifizierungsmethoden – RV-Ansatz und AEC-Q-Standards – verbindet.“ ARRA helfe dabei, die wachsenden Herausforderungen automobiler und industrieller Qualitätsanforderungen zu bewältigen. Nützlich sein könne ARRA zudem für die Hersteller nicht-automobiler Anwendungen wie zum Beispiel MEMS-Beschleunigungssensoren für Mobiltelefone.
Das Handbuch (in englischer Sprache) kann hier heruntergeladen werden.
