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Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Platine in Reflow-Ofen © Hannes Schmidt​/​TU Dortmund
Forschung

ThermOBS

Thermische On-Board-Spektroskopie

Mit dem Wegfall des Fahrers beim autonomen Fahren wird die Ausfallsicherheit elektronischer Komponenten zu einer zentralen Fragestellung. Die fehlende menschliche Intuition und Flexibilität benötigt ein elektronisches Äquivalent. Online-Monitoring, d.h. die Selbstüberwachung kritischer Bauteile während des Betriebs, muss zukünftig diese Rolle übernehmen. Dabei kann es sich um kontinuierliche Überwachung oder aber intermittierende Überwachung, z.B. bei jedem An- oder Abschaltvorgang, handeln.

Im Projekt ThermOBS wird nun ein Weg zur direkten Diagnose und räumlichen Detektion physischer Fehlstellen in der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) einer elektronischen Komponente sowie eines Systems erforscht. Das zu untersuchende Verfahren der Thermischen On-Board Spektroskopie soll mittels intelligenter Temperaturmessungen den Gesundheitszustand elektronischer Baugruppen und ECUs während der Fahrzeugnutzung überwachen.

  • Entwicklung eines on-board Temperaturmessverfahrens für Leistungshalbleiter
  • 3D-FEM basierte elektrothermische Simulation von diskreten Halbleitern
  • Entwicklung von Algorithmen und Auswertungsmethoden zur Bewertung des Halbleiterzustands und der Ausfallwahrscheinlichkeit

Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Förderkennung 16EMO0368 gefördert. https://www.elektronikforschung.de/projekte/thermobs

Bildliche Darstellung einer Selbstüberwachung kritischer Bauteile
Bildliche Darstellung einer Selbstüberwachung
Die Abbildung zeigt die On-Board Temperaturmessung diskreter Leistungshalbleiter. Es sind Dioden zur Temperaturmessung um das Bauteil platziert.
On-Board Temperaturmessung diskreter Leistungshalbleiter
Ergebnis einer thermischen Simulation eines Leistungshalbleiters, welches eine starke Erwärmung in der Mitte des bauteils aufzeigt
Thermische 3D-Simulation eines Leistungshalbleiters

Kontakt

Publikationen

Jahn, N.; Pfost, M.: Detection of Bond Wire Failure in Power Semiconductors by Adjacent Temperature Sensors , 2022 IEEE 24th Electronics Packaging Technology Conference (EPTC), Singapur, 12.2022, doi: 10.1109/EPTC56328.2022.10013223

Jahn, N.; Pfost, M.: Void Detection in the Solder Layer between Power Semiconductor and PCB, Thermal Investigations of ICs and Systems (THERMINIC), Dublin, 09.2022, doi: 10.1109/THERMINIC57263.2022.9950678

Jahn, N.; Pfost, M.: Size Determination of Voids in the Soldering of Automotive DC/DC-Converters via IR Thermography, Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems (ITherm), San Diego, 31.05. - 03.06.2022, doi: https://doi.org/10.1109/iTherm54085.2022.9899529

Jahn, N.; Pfost, M.: Solder Defect Detection for Power Semiconductors by Adjacent Temperature Monitors, Thermal Investigations of ICs and Systems (THERMINIC), Berlin (virtuell), 09.2020, doi: https://doi.org/10.1109/THERMINIC49743.2020.9420522

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