Elektrische Impedanzspektroskopie – eine zerstörungsfreie Methode zur Qualitätsbeurteilung von Isolationsmaterialien in Signal- & Leistungselektronik
Dr. Helmut Schweigart, Dr. Markus Meier, Dr. Mirco Eckardt
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Brief Insight
Die Zuverlässigkeit von Leistungsmodulen ist entscheidend für Anwendungen in der Automobil- und Energietechnik. Um ihre Funktion unter Belastungen wie Temperaturwechseln, Schadgasen und Feuchtigkeit sicherzustellen, werden sie mit Polymer-basierten Materialien wie Epoxy Mold Compounds (EMC) vergossen oder verkapselt.
Um die Qualität und Langzeitstabilität dieser Schutzsysteme zu bewerten, hat sich die elektrische Impedanzspektroskopie (EIS) als zerstörungsfreie Analysemethode bewährt. In Kombination mit hochbeschleunigten Alterungstests (HAST) ermöglicht sie die frühzeitige Identifikation potenzieller Schwachstellen – und das innerhalb weniger Stunden bis Tage.
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Artikelnummer: DE-2509-09
Whitepaper
Elektrische Impedanzspektroskopie – eine zerstörungsfreie Methode zur Qualitätsbeurteilung von Isolationsmaterialien in Signal- & Leistungselektronik
Abstract
Die Zuverlässigkeit von Leistungsmodulen wird zunehmend zu einem zentralen Qualitätskriterium in zahlreichen kritischen Anwendungen, wie etwa in der Automobil- und Energietechnik. Als Isolationssystem, aber auch um die Funktion solcher Module unter harschen Bedingungen wie Temperaturwechseln, Schadgasbelastung und Feuchtigkeit zu gewährleisten, werden diese mit Hilfe zumeist Polymer-basierter Stoffsysteme beschichtet, vergossen oder verkapselt. Immer häufiger werden dabei sogenannte „Epoxy Mold Compounds“ (EMC) verwendet.
Um die Qualität und langfristige Stabilität u.a. der EMCs zu gewährleisten müssen die elektrischen Eigenschaften dieser Polymer-basierten Schutz- und Isolationssysteme in spezifischen Stressszenarien charakterisiert werden. Hierfür hat sich die elektrische Impedanzspektroskopie (EIS) als vielversprechende und zerstörungsfreie Methode herauskristallisiert. Insbesondere in zeitkritischen Entwicklungsschritten ist die Kombination von EIS mit sog. „highly accelerated stress tests“ (HAST) eine leistungsfähige Methode zur frühzeitigen Identifikation potenzieller Schwachstellen innerhalb von Stunden bis wenigen Tagen.
Inhaltliche Schwerpunkte
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Isolations- und Schutzmaterialien
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Elektrische Impedanzspektroskopie (EIS) Grundlagen
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Bestimmung von Feuchterobustheit durch Kombination von EIS und Stresstests
Kategorie: Leistungselektronik | Anfrage: Auf die Merkliste
Dr. Helmut Schweigart
Leiter Reliability & Surfaces, ZESTRON Europe
Dr. Helmut Schweigart promovierte im Bereich Zuverlässigkeit von elektronischen Baugruppen und ist seit den Anfängen des Unternehmens bei ZESTRON Europe. Mittlerweile leitet er das Reliability & Surfaces Team. Zudem ist er Vorstandsmitglied der GfKORR (Gesellschaft für Korrosionsschutz) sowie aktives Mitglied bei der GUS (Gesellschaft für Umweltsimulation) und IPC.
Dr. Markus Meier
Gruppenleiter Reliability & Surfaces, ZESTRON Europe
Dr. Markus Meier studierte und promivierte Chemie an der Technischen Universität München. Er ist Experte auf den Gebieten Grenzflächenchemie und Oberflächenanalytik. Bei ZESTRON Europe arbeitet er als Senior Technology Analyst im Bereich Reliability & Surfaces und ist dort für die Koordination von Forschungsprojekten sowie für die Organisation und Durchführung von Technologie Coachings zu den Themen Schadensanalytik und Risikobewertung verantwortlich.
Dr. Mirco Eckardt
Technology Analyst, ZESTRON Europe
Dr. Mirco Eckardt absolvierte seine Promotion der Chemie wie auch sein Studium der Chemie an der Universität Bayreuth. Im ZESTRON Europe Reliability & Surfaces Team verantwortet er die Durchführung von Technology-Coachings in den Bereichen Risikobewertung und Schadensanalyse sowie die Leitung von Forschungsförderprojekten.
