Finding a Needle in a Haystack

In the 2008 edition of the “Regio & Bedrijvengids Twente-Salland”, a one-page story describes the two main activities of MASER Engineering (i.e. diagnostics of electronic components & reliability testing) as ‘finding a needle in a haystack’.

Below you can read the whole story, which is in Dutch. The original document can be downloaded here.

 

 RegioInBedrijf-2.jpg

Speuren naar een naald in een hooiberg

MASER Engineering, opgericht in 1993, is een onafhankelijk onderzoekslaboratorium voor de micro-elektronica industrie. De kernactiviteit bestaat uit twee dienstverlenende groepen:

  • Diagnose van elektronische componenten en materialen: analyse van (defecte) materialen, onderdelen en producten.
  • Bedrijfszekerheidstesten: testen of een product niet alleen nu werkt en geschikt is voor de toepassing en haar gebruiksomgeving maar ook onderzoeken hoelang een product blijft werken onder allerlei (extreme) omstandigheden.

Diagnose van elektronische componenten
Elektronische componenten, modules en systemen zijn zeer complexe micro- constructies. Gedurende de fabricage en de gebruiksduur van deze producten kunnen defecten ontstaan. Deze zijn te classificeren als proces gerelateerd, productontwerpfouten, validatieprocesfouten en velduitval bij de eindgebruiker. In alle gevallen kan MASER Engineering de ontwerp-, product engineering en kwaliteitsafdelingen ondersteuning bieden met een breed scala aan analyseapparatuur en kennis. Voor First Silicon prototype IC’s heeft MASER Engineering één van de meest geavanceerde systemen voor wijziging van de circuits op een IC in huis. Met dit systeem kunnen we zelfs IC’s die in 45 nm technologie zijn gemaakt nog functioneel wijzigen. Door middel van een coaxiaal FIB/Optisch systeem en een nano-precieze houder kunnen we van voor- en achterkant met uiterste precisie naar de kleine metaalsporen boren en nieuwe verbindingen leggen. De trend in micro-elektronica laat een duidelijke verkleining van het functionele oppervlak zien. Door in plaats van één chip in een behuizing nu een heel systeem in een behuizing te stoppen, wordt de diagnose moeilijker.
Er zijn speciale technieken ontwikkeld en beschikbaar binnen MASER Engineering om toegang te krijgen tot de interne structuren van deze systemen. Allereerst gebeurt dit door niet-destructieve technieken. Hiervoor gebruiken wij Röntgen- en Akoestische Microscopie. Röntgenmicroscopie geeft een hoge resolutiebeeld in 2- en 3 dimensies. Akoestische microscopie is aanvullend en in staat om hechtingsproblemen van verschillende materialen zichtbaar te maken. Inmiddels kunnen deze systemen dat ook met een hoge resolutie in XY richting. Een functionele- of structurele elektronische fout in een modern elektronisch circuit met honderden miljoenen transistoren is over het algemeen zo klein dat deze niet zonder meer zichtbaar is. De analyse engineer moet eerst een verdachte locatie vinden.
Daarvoor worden diverse fysische effecten van fouten gebruikt. Dan volgt nog een zeer nauwkeurige preparatie van de verdachte locatie om dan met geavanceerde microscopie het defect in beeld te brengen. Pas dan kan er een nadere materiaalanalyse worden uitgevoerd en een conclusie worden getrokken over een mogelijke foutoorzaak. De beschikbare electronen- en ionen microscopie bij MASER Engineering maakt het zoeken naar die naald in een hooiberg zelfs op nanoschaal mogelijk.

Bedrijfszekerheidstesten
Nieuwe elektronische producten moeten voldoen aan de levensduurverwachting van hun gebruikers. Systeemfabrikanten moeten onderzoek doen naar de verwachte toepassingsomgeving en hun product zo aanpassen dat het een goede kwaliteit en betrouwbaarheid heeft.
Wij ondersteunen onze klanten met bedrijfszekerheidsprogramma’s, versnelde levensduurtesten, module- en systeem ontwerp validatie-programma’s en IPxx behuizingsdichtheidstesten. Als ontwerpvalidatie heeft MASER Engineering sinds 2000 faciliteiten in huis voor HALT en HASS. Dit is een nieuwe testmethode om door een combinatie van temperatuurwisseltesten en 3-assige triltesten de zwakke plekken in een nieuw systeemontwerp en de daarbij gebruikte assemblage processen te valideren.

 
Ref.: Regio & Bedrijvengids Twente-Salland (2008) 55