Elektronik aus dem Baukasten Kourosh Amiri Jam, Michael Braun, Volker Großer, Fraunhofer IZM, Berlin

Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM befasst sich seit Jahren mit dem Design, der Fertigung und dem Test von elektrischen Bausteinen in Form von stapelbaren 3D-Packages aus FR4 und LTCC. Als ein gemeinsames Ergebnis der Arbeiten mit Partnern aus der Industrie kann man den Match-X-Baukasten nennen. Die Bausteine werden zur Modularisierung und Miniaturisierung komplexer Systeme eingesetzt.

Die Modularisierung der Elektronik basiert auf standardisierten systembezogenen bzw. allgemein definierten Schnittstellen. Diese Standardisierung erlaubt das Zusammenspiel der unterschiedlichen Funktionseinheiten eines komplexen elektronischen Systems. Die Funktionseinheiten (Mikrocontroller, Speicher, Sensor, AD-Wandler, Ein- und Ausgabeeinheiten, etc.) werden durch in Match-X-Bausteine integrierte, elektronische Komponenten realisiert.

Die zur Zeit existierenden Bausteine (Funktionseinheiten) stammen zum größten Teil aus der Zusammenarbeit mit den Projektpartnern aus Forschung und Industrie, die sich infolge der hohen Dynamik des Marktes für eine Modularisierung ihres Systems entschieden haben. Die Einheiten können innerhalb eines Systems unterschiedliche geometrische Abmessungen haben, und lassen sich automatisch bestücken.

In den letzten Monaten hatten die Match-X-Bausteine eine rasante Entwicklung in Bezug auf Fertigung und Funktionalität, aber ein Test bzw. eine Qualifizierung der Bausteine war nur sehr begrenzt oder mit hohem Aufwand möglich. Für die Akzeptanz dieser neuen Kategorie von Bauelementen auf dem Markt ist aber eine Aussage über die Zuverlässigkeit und die gefertigte Qualität sowie Funktionalität unentbehrlich. Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, wurde am Fraunhofer IZM eine Testvorrichtung zur elektrischen Prüfung und Qualifizierung Match-X-kompatibler Bausteine entwickelt.

Die Testvorrichtung besteht aus einem mechanischen Teil zur Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse (BGA-Anschlüsse an der Ober- und Unterseite der Bausteine), einer Messelektronik, einer Bedien- und Steuersoftware und einem PC. Durch Betätigen des Hebels wird der Baustein beidseitig kontaktiert. Es wird sequenziell an den oberen Anschlüssen ein Signal angelegt und parallel an den unteren Anschlüssen detektiert. Das Testergebnis wird über die serielle Schnittstelle (RS232) an einen PC geschickt und in Form von einem Protokoll dokumentiert. Die Software wertet das Messergebnis aus, und stellt es grafisch auf der Bedienoberfläche dar. Dieser Test wird in erster Linie zur Beurteilung der Aufbau- und Verbindungstechnik herangezogen (Durchgangstest).

Productronica, Stand B6.504

EPP 512