Die Zuverlässigkeit befasst sich als wissenschaftliche Disziplin mit der Analyse, Bewertung und Vorhersage der Lebensdauer von mikroelektronischen Systemen (z. B. Packaging integrierter Schaltungen, MEMS, etc.).

Die damit verbundenen großen Herausforderungen sind:

• der Umgang mit der Komplexität von Mikrosystemen (Systemzuverlässigkeit),
• die Korrelation der Degradation mit der Nanostruktur der Materialien (Nano-Zuverläässigkeit),
• die Erstellung von Lebensdauermodellen für die Übertragbarkeit zwischen Feld- und Labortestbedingungen (Definition von beschleunigten und kombinierten Tests), sowie
• die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit in Systemen mit erhöhten Zuverlässigkeitsanforderungen (Prognostik und Health Management)

Die Zuverlässigkeitsvorhersage hängt entscheidend von der korrekten und genauen Beschreibung der jeweiligen Ausfallmechanismen ab. Die Forschung umfasst daher die Entwicklung von Lebensdauermodellen für Mikrosysteme von der Material- bis zur Systemebene, basierend auf dem physikalischen Verständnis der beteiligten Materialien hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Ausfallmechanismen in Abhängigkeit von ihrer Struktur und äußeren Belastungsbedingungen (‘Physics of Failure‘).

Der Lehrstuhl ist verantwortlich für die wissenschaftliche Ausbildung im Bereich der Werkstoffwissenschaft für Studenten der Elektrotechnik und Mikroelektronik und konzentriert sich auf die Zuverlässigkeitsbewertung und -vorhersage für Mikro- und Nanosysteme in Masterprogrammen.

Die angebotenen Lehrveranstaltungen umfassen Themen in:

• Neueste Materialien in der Elektronik und Mikrosystemtechnik
• Zuverlässigkeit von Mikro- and Nanosystems
• Qualitätsmanagement
• Moderne Methoden der Werkstoff- und Schadensanalyse
• Numerische Methoden in der Zuverlässigkeit

Reliability as a scientific discipline is concerned with the analysis, assessment and prediction of the lifetime of microelectronic systems (e.g. of interconnects and interfaces of standard and advanced packages, BEOL-layers, MEMS, 3D- architectures, SIP, etc).

The group carries out R&D in following fields of competence in electronics packaging:

• Physics-of-Failure-based Lifetime modelling
• Material characterisation in the thermal and mechanical domain
• Multi-field and multi scale simulation and experimental characterisation
• Neural networks for prognostics and health management
• Method & hardware development for accelerated stress testing
• Heat transfer and thermal management concepts
• Materials & Components testing at cryogenic temperatures (LN2 & LHe)
• Method & hardware development for inline-testing & smart production of electronic systems

Der Lehrstuhl kooperiert intensiv mit:

• Fraunhofer ENAS
• Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM)
• Forschungszentrum für Materialien, Architekturen und Integration von Nanomembranen (MAIN)
• Joint Lab Berlin (JLB) für Thermisches Management