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Title:
METHOD FOR TESTING AN ELECTRONIC ASSEMBLY, AND ELECTRONIC ASSEMBLY HAVING A DEVICE FOR TESTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/237442
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for quality testing and to an electronic assembly (10) which is designed to carry out the method. The electronic assembly (10) is, in particular, an interconnect device. According to the invention, at least one component (50, 60) of the interconnect device (10) is examined by means of an electrical characterisation process, wherein the examined component (50, 60) is excited by means of ultrasonic waves (110) such that, as a result, changes are brought about in the signal of the electrical characterisation process, which signal changes are evaluated by means of a signal analysis (210) in order to draw conclusions about material changes to the component (50, 60) therefrom.

Inventors:
KRIEGEL KAI (DE)
MITIC GERHARD (DE)
STEGMEIER STEFAN (DE)
WALBRECKER-BAAR CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/064827
Publication Date:
December 14, 2023
Filing Date:
June 02, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
G01R31/26; G01N29/04; G01N29/09
Foreign References:
US20190257798A12019-08-22
US5815002A1998-09-29
EP3312624A12018-04-25
Other References:
MATSUMOTO TORU ET AL: "Resistance change observation of wiring in semiconductor device using ultrasonic stimulation", 2017 IEEE 24TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THE PHYSICAL AND FAILURE ANALYSIS OF INTEGRATED CIRCUITS (IPFA), IEEE, 4 July 2017 (2017-07-04), pages 1 - 5, XP033162922, DOI: 10.1109/IPFA.2017.8060154
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS PATENT ATTORNEYS (DE)
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Claims:
202208201 Auslandsfassung 16 Patentansprüche 1. Verfahren zur Qualitätsprüfung einer elektronischen Bau- gruppe (10), bei dem wenigstens ein Bauteil der elektroni- schen Baugruppe (10) mittels eines elektrischen Charakte- risierungsverfahrens untersucht wird, wobei das untersuch- te Bauteil mittels Ultraschallwellen (130) derart angeregt wird, dass dadurch Veränderungen im Signal des elektri- schen Charakterisierungsverfahrens verursacht werden, wel- che mittels einer Signalanalyse (210) ausgewertet werden und welche materielle Änderungen am Bauteil indizieren. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das elektrische Charak- terisierungsverfahren eine Impedanzspektroskopie ist und wobei mittels der Signalanalyse (210) die Impedanzspektren verglichen werden, wobei festgestellte Veränderungen des Impedanzspektrums Schäden oder Delaminationen am Bauteil indizieren. 3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine frequenzabhängige Impedanzmessung vorgenommen wird und wobei die Signalana- lyse mit der Messung funktional zusammenwirkt, so dass die Messung der frequenzabhängigen Impedanz vergleichend er- folgt, einmal mit und einmal ohne zusätzlich Ultraschall- anregung, und die Differenzsignale ausgewertet werden. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Ultra- schallwellen (130) mittels elektrischer Anregung erzeugt werden. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ultraschall-Signalanteile auf das intermodulierte elektrische Signal moduliert werden. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Signalanalyse vorgenommen wird, mittels welcher ther- 202208201 Auslandsfassung 17 mo-mechanische Anteile und mechanische Anteile des Ver- schleißes getrennt werden. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektronische Baugruppe (10) einen planaren Aufbau hat, und wobei die Ultraschallwellen (130) mittels eines Ultraschallerzeugers (120) erzeugt werden, welcher direkt auf der planaren AVT aufsetzt. 8. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch 7, wobei der Ultraschallerzeuger (120) in den planaren Aufbau inte- griert ist, insbesondere als piezoelektrische Schicht. 9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 oder 8, wobei die Ultraschallwellen (130) als oberflächennahe Welle in die elektronische Baugruppe (10) eingekoppelt werden. 10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ultraschallwellen (130) als Volumenwelle inner- halb der elektronische Baugruppe (10) erzeugt werden. 11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektronische Baugruppe (10) kontinuierlich oder einmalig oder zu diskreten Zeitpunkten in Ultraschall- schwingungen (110) versetzt wird. 12. Elektronische Baugruppe (10), insbesondere Schal- tungsträger, welche ausgestaltet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen, umfassend wenigstens eine Ultraschallquelle (120), wel- che eingerichtet und angeordnet ist, die leistungselekt- ronische Baugruppe (10) in Ultraschallschwingungen (110) zu versetzen, umfassend eine Messeinrichtung (200), wel- che ausgestaltet ist eine elektrische Charakterisierung, insbesondere eine frequenzabhängige Impedanzmessung vor- zunehmen, umfassend eine Auswerteinrichtung (210), wel- che ausgebildet ist, mittels der erfassten elektrischen 202208201 Auslandsfassung 18 Signaländerung auf einen Defekt der elektronischen Bau- gruppe (10) zu schließen. 13. Elektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 12, wel- che einen planaren Aufbau hat und einen Ultraschallerzeu- ger aufweist, welcher direkt auf der planaren AVT auf- setzt. 14. Elektronische Baugruppe (10) nach einem der vorste- henden Ansprüche 12 oder 13, welche einen planaren Aufbau hat und einen Ultraschallerzeuger aufweist, welcher in den planaren Aufbau integriert ist, insbesondere als piezoe- lektrische Schicht. 15. Elektronische Baugruppe (10) nach einem der vorste- henden Ansprüche 12 bis 14, welche einen Ultraschallerzeu- ger aufweist, welcher in ein Bauelement der elektronischen Baugruppe (10) integriert ist, welches piezoelektrische Eigenschaften aufweist, insbesondere als piezoelektrische Schicht.
Description:
202208201 Auslandsfassung 1 Beschreibung Verfahren zur Prüfung einer elektronischen Baugruppe sowie elektronischen Baugruppe mit Vorrichtung zur Prüfung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer elekt- ronischen Baugruppe sowie eine elektronische Baugruppe mit Vorrichtung zur Ausführung eines solchen Verfahrens. Bei der Fertigung elektronischer Baugruppen, insbesondere nach der Bestückung von Schaltungsträgern für elektronische Baugruppen, bleibt eine Qualitätskontrolle der elektronischen Baugruppe auf Fertigungsfehler zu unternehmen. Regelmäßig auftretende Fertigungsfehler sind Defekte. Solche Defekte sind insbesondere großflächige Lunker in Lötverbindungen, Leiterplattenverwölbungen, unzureichende Lötstellenkontaktie- rungen, Delaminationen von Leitermaterialien in Leiterplat- ten, Flussmittelrückstände, Chipverdrehungen sowie mangelhaf- te Laserschweißverbindungen von metallischen Lastanschlüssen. Es ist bekannt, elektronische Baugruppen, wie insbesondere bestückte Schaltungsträger, mittels optischer Bildgebung und/oder elektrischer Prüfung auf mögliche Defekte zu unter- suchen. Allerdings ist eine optische Qualitätskontrolle mit- tels automatisierter Bildgebung hinsichtlich einiger Defekte noch nicht hinreichend zuverlässig. Insbesondere Leiterplat- tenverwölbungen sind mittels optischer Bildgebung nur schwer zu erkennen. Auch großflächige Lunker, Delaminationen von Leitermaterialen in Leiterplatten sowie mangelhafte Laserschweißverbindungen von metallischen Lastanschlüssen lassen sich optisch und elektrisch noch nicht hinreichend zuverlässig erkennen. Aber auch im Betrieb elektronischer Baugruppen, insbesondere leistungselektronischer Baugruppen, bleibt eine Qualitätskon- trolle erforderlich, da betriebsbedingte beziehungsweise al- terungsbedingte Fehler auftreten. Vor allem durch betriebsbe- 202208201 Auslandsfassung 2 dingte Temperaturzyklen altern leistungselektronische Systeme wie beispielsweise Leistungsmodule. Thermisch stark belastete leistungselektronische Systeme und deren Leistungsschaltmo- dule, beispielsweise IGBT-Module, unterliegen einer merkli- chen Alterung durch den normalen Betrieb innerhalb ihrer spe- zifizierten Betriebsgrenzen IGBT-Module werden etwa in leis- tungselektronischen Umrichtern eingesetzt. Diese Alterung wird hauptsächlich durch eine hohe Zahl von Lastzyklen der Betriebserwärmung und -abkühlung hervorgeru- fen, die zur allmählichen Zerstörung von Chiplotschichten un- ter den Halbleiterchips und zur Ermüdung von Bonddrähten und Chipmetallisierungen führen, die den Strom in die schaltenden und gleichrichtenden Chips leiten. Typische Fehlermechanismen sind der Bond Lift-Off, das heißt das Abheben bis hin zum Riss des Bonddrahtes, der Heel-Crack und die Lotermüdung von Chip- und Systemlot, welches das unterliegende Lot des Kera- mikträgers umfasst. Ein Problem ist unter anderem, dass der Zeitpunkt eines Ausfalles so stark und in so komplizierter Weise von den vergangenen Belastungen abhängt, dass auch fortgeschrittene Vorhersagemodelle sehr ungenau sind. Daneben finden auch Alterungen in der Chip-Peripherie auf- grund der Temperaturschwankungen statt. So kann einerseits der Schaltungsträger (DCB, AMB) aufgrund der unterschiedli- chen Ausdehnungskoeffizienten (Keramik/Kupfer) über einem Mu- schelbruch zerstört werden und andererseits die darüberlie- genden Treiberansteuerung, insbesondere bei zukünftigen inte- grierten Leistungsmodulen. Heute werden beispielsweise modellbasierte Schätzverfahren eingesetzt, die aber sehr ungenau sind. Eine weitere Möglich- keit ist die Impedanzspektroskopie, bei der die thermische Impedanz des Modulaufbaus bestimmt wird. Hierbei wird ein elektronischer Schalter als Heizelement und als Sensor ge- nutzt. Diese Messung kann nur durchgeführt werden, wenn das System nicht im Betrieb ist. Ein weiterer Ansatz ist die Ver- zerrungsmessung mit elektrischer Anregung, die durch Grenz- 202208201 Auslandsfassung 3 flächen und Übergänge entstehen. Diese Messungen werden mit Hochfrequenzsignalen auch im Betrieb durchgeführt. Die Ergeb- nisse bedürfen einer Interpretation, weil die Signale sehr klein sind. In schwer zugänglichen oder dauerbetriebenen Einsatzgebieten, in denen ein Ausfall eines Umrichters unbedingt vermieden werden muss, z.B. Windumrichter off-shore oder bei Traktions- anwendungen, gibt es heute verschiedene Lösungswege, einen überraschenden Betriebsstillstand weitestgehend organisato- risch zu vermeiden. So kann durch Redundanz der Leistungs- elektronik oder durch Maßnahmen auf der Wartungsebene, etwa durch präventiven Austausch der Leistungsmodule, spontanen Stillständen begegnet werden. Mit Hilfe von fortgeschrittenen thermischen Modellen auf Ba- sis von vorherigen, beschleunigten Lebensdauerprüfungen kann dabei auf die zu erwartende und die bereits verbrauchte Le- bensdauer geschlossen werden. Aufgrund der hohen Komplexität der Abhängigkeiten sind diese Berechnungen jedoch nach wie vor mit sehr großen Fehlern behaftet. Von einigen Leistungsmodulherstellern werden IGBT- Leistungsschaltmodule angeboten, in deren IGBTs kleine Mess- dioden als Temperatursensor integriert sind. Über die wach- sende Temperaturerhöhung des IGBTs bei gegebenem Betriebs- strom lässt sich dann indirekt auf eine (Lot-) Alterung schließen. Dies geht jedoch mit Chipflächeneinbußen und höhe- ren Chipkosten einher. Vor diesem Hintergrund des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Prüfung einer elektronischen Baugruppe sowie eine elektronische Bau- gruppe mit Vorrichtung zur Ausführung dieses verbesserten Verfahrens zu schaffen. Insbesondere soll mit dem erfindungs- gemäßen Verfahren zur Prüfung einer elektronischen Baugruppe eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Prüfung der elektronischen Baugruppe möglich sein. 202208201 Auslandsfassung 4 Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren zur Prü- fung einer elektronischen Baugruppe mit den in Anspruch 1 an- gegebenen Merkmalen sowie mit einer elektronischen Baugruppe mit Vorrichtung zur Ausführung eines solchen Verfahrens zur Prüfung mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den zugehö- rigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Qualitätsprüfung einer elektronischen Baugruppe, insbesondere einer leistungselekt- ronischen Baugruppe, umfasst die Untersuchung wenigstens eins Bauteils der elektronischen Baugruppe mittels eines elektri- schen Charakterisierungsverfahrens, bei dem das untersuchte Bauteil mittels Ultraschallwellen derart angeregt wird, dass dadurch Veränderungen im Signal des elektrischen Charakteri- sierungsverfahrens verursacht werden. Die ultraschallbeding- ten Veränderungen des elektrischen Signals werden mittels ei- ner Signalanalyse ausgewertet. Dadurch werden materielle Än- derungen am Bauteil indiziert. Das erfindungsgemäße Verfahren realisiert demnach eine Zu- standsüberwachung, auf der eine Restlebensdauerbestimmung ba- sieren kann. Es werden ungeplante Ausfälle vermieden und eine vorausschauende Wartung ermöglicht. Des Weiteren ergibt sich der Vorteil eine kommerzielle Lösung für die Zustandsüberwa- chung von gesamten Leistungsmodulen in Umrichtern anbieten zu können, die im Hinblick auf eine Lebensdauerprognose nutzbar ist. Die durch die angegebene Qualitätskontrolle vorteilhaft zu detektierenden Fehler sind insbesondere Defekte, wie bei- spielsweise Materialdefekte, die nach der Herstellung aber besonders alterungsbedingt auftreten können. Insbesondere durch zu hohe Bauteiltemperaturen und besonders durch Tempe- raturwechsel, werden Schäden hervorgerufen, die sehr sicher mit dem beschriebenen Verfahren detektiert werden können. Demnach ist das erfindungsgemäße Verfahren zwar auch sehr gut 202208201 Auslandsfassung 5 geeignet für die Bauteil- oder Baugruppen-Prüfung nach der Fertigung, vorteilhafterweise wird es auch basierend auf den Ergebnissen einer Prüfung nach Fertigung zur Alterungsvorher- sage und Ausfallrisikoabschätzung herangezogen. Besonders vorteilhaft am Verfahren ist dessen Einsatzmöglichkeit im Be- trieb des elektronischen Bauelements oder der elektronischen Baugruppe. Eine im Betrieb vornehmbare Prüfung und auch wie- derholt vornehmbare Prüfung birgt besondere Vorteile für eine daraus ableitbare Alterungsvorhersage beziehungsweise Aus- fallrisikoabschätzung. Unter einer elektronischen Baugruppe ist insbesondere eine leistungselektronische Baugruppe zu verstehen, z.B. ein Leis- tungsmodul. Eine elektronische Baugruppe umfasst wenigstens ein Bauteil, insbesondere ein Halbleiter-Bauelement, z.B. ei- nen Leistungsschalter. Der Aufbau einer elektronischen Bau- gruppe umfasst demnach unterschiedliche Schichten und allge- mein unterschiedliche Materialien, welche auch mittels unter- schiedlicher Herstellungsverfahren erzeugt und zusammengefügt werden. Unter materiellen Änderungen können Schäden, Delami- nationen, Risse, und allgemein Materialalterung verstanden werden. Typische Bauelemente der Leistungselektronik sind beispiels- weise: bipolare Leistungstransistoren wie Schaltnetzteile und DC/DC-Wandler, Leistungs-MOSFET, IGBTs, insbesondere Schalt- netzteile, Motorsteuerungen und Umrichter, außerdem Thyristo- ren, insbesondere Stromrichter, Halbleiterrelais, Impuls- stromquellen, Ansteuerungen von Thyristoren, GTO-Thyristoren, das sind Stromrichter großer Leistung, des Weiteren Triacs, insbesondere Dimmer oder Halbleiterrelais, außerdem Dioden zur Gleichrichtung und als Freilaufdioden beispielsweise Schottkydioden oder Siliziumdioden, schließlich Leistungskon- densatoren. Einsatzgebiete der Leistungselektronik können beispielsweise sein, Schaltnetzteile, Frequenzumrichter, Hochfrequenzgenera- toren, Gleichstromsteller, Phasenanschnittsteuerungen, Hoch- 202208201 Auslandsfassung 6 spannungs-Gleichstromübertragung, Wechselrichter oder Halb- leiter-Relais. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt beispielsweise darin, dass die Messung nicht nur während des Betriebs und wiederholt während des Betriebs möglich ist, sondern sogar eine kontinuierliche Messung der Alterung er- möglicht wird. So kann der Zustand eines gesamten Modulauf- baus kontinuierlich im Betrieb gemessen werden können, und es können notwendige Maßnahmen daraus abgeleitet werden. Diese Lösung ist kommerziell einsetzbar für die Zustandsüberwachung von gesamten Leistungsmodulen in Umrichtern. Das angegebene Qualitätsprüfungsverfahren ist im Hinblick auf eine Lebens- dauerprognose belastbar. Das Verfahren ermöglicht eine verbesserte, nicht-destruktive, verlässlichere, im Bauteilbetrieb vornehmbare Detektion von alterungsbedingten Schäden oder Delaminationen an einer leis- tungselektronischen Baugruppe sowie an einzelnen Bauteilen dieser Baugruppe, insbesondere Leistungsmodulen leistungs- elektronischer Geräte. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Qualitätsprüfung einer leistungselektronischen Baugruppe hat des Weiteren den Vor- teil, dass die Baugruppe und Bauteile der Baugruppe auch an optisch nicht zugänglichen Bereichen auf Fertigungsfehler nach der Bestückung untersucht werden kann. Bevorzugt wird als elektrisches Charakterisierungsverfahren die Impedanzspektroskopie verwendet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird demnach wenigstens ein Bau- teil der leistungselektronischen Baugruppe durch Messen min- destens eines Impedanzspektrums des Bauteils und dessen Ände- rung infolge der Ultraschallanregung untersucht. Mittels der Signalanalyse werden die Impedanzspektren verglichen, wobei festgestellte Veränderungen Schäden oder Delaminationen am Bauteil indizieren. Insbesondere wirkt die Signalanalyse mit der Messung funktional zusammen: Die Messung der frequenzab- 202208201 Auslandsfassung 7 hängigen Impedanz erfolgt vergleichend einmal mit und einmal ohne zusätzlich US-Anregung. Die Differenzsignale werden aus- gewertet. Bei der elektrischen Verzerrungsmessung kommt es aufgrund von nichtlinearen elektrischen, thermischen und mechanischen Ei- genschaften bei der Hochfrequenzübertragung in leistungs- elektronischen Systemen zur Erzeugung von Hochfrequenzsigna- len, die von der ursprünglichen Frequenz deutlich abweichen. Es werden dabei Frequenzsignale erzeugt, die einem Vielfachen der Ursprungsfrequenz oder bei Einspeisung mehrerer Frequen- zen einer Differenz- oder Summenfrequenz entsprechen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Ultraschallwellen mittels elektrischer Anregung erzeugt. Beispielsweise wird mittels elektrischer Anregung ein Ultra- schallsignal in das zu charakterisierende Bauteil, bezie- hungsweise in die Baugruppe eigekoppelt. An den Grenzflächen der Verbindungsschichten (Lot, Bond o.ä.) kommt es dann zu elektrischen Verzerrungen durch nichtlineare Effekte basie- rend auf lokale Temperaturen, mechanische Delaminationen und elektrische Übergangswiderstände. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden die Ultraschall-Signalanteile auf das intermodulierte elektrische Signal moduliert. Mit elekt- rischem Signal ist das Ausgangssignal des elektrischen Cha- rakterisierungsverfahrens gemeint. Hierdurch ergibt sich ins- besondere der Vorteil, dass Fehler im getesteten Aufbau zu- nächst verstärkt und dadurch besser erkennbar werden. Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer seiner Ausführungsformen eine Signalanalyse vorge- nommen, mittels welcher thermo-mechanische Anteile und mecha- nische Anteile des Verschleißes getrennt werden. Dies ist möglich, da durch das Ultraschall-Signal vor allem die mecha- nischen Signale verstärkt werden, welche die Hinweise auf De- fekte geben. 202208201 Auslandsfassung 8 In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird eine elektronische Baugruppe unter- sucht, welche einen planaren Aufbau hat, und die Ultraschall- wellen werden mittels eines Ultraschallerzeugers erzeugt, welcher direkt auf der planaren AVT aufsetzt. Unter AVT ist ein planarer Aufbau in der Aufbau- und Verbindungstechnik zu verstehen. Besonders bevorzugt ist dabei der Einsatz eines Ultraschallerzeugers im Verfahren, welcher direkt in den planaren Aufbau integriert ist, insbesondere als piezoelekt- rische Schicht. In einer dieser beschriebenen Ausführungsfor- men werden beispielsweise die Ultraschallwellen als oberflä- chennahe Welle in die leistungselektronische Baugruppe einge- koppelt werden. Alternativ oder zusätzlich können in einer weiteren vorteil- haften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ultraschallwellen als Volumenwelle innerhalb der elektroni- sche Baugruppe erzeugt werden. Insbesondere werden die Ultra- schallwellen dazu an mehreren Positionen der leistungselekt- ronischen Baugruppe erzeugt. Es gibt dazu insbesondere mehre- re Ultraschallerzeuger im planaren Aufbau. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die elektronische Baugruppe kontinuierlich oder einmalig oder zu diskreten Zeitpunkten in Ultraschallschwingungen ver- setzt. Die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe, insbesondere eine leistungselektronische Baugruppe, insbesondere ein Schaltungsträger, ist ausgestaltet, ein wie vorstehend be- schriebenes erfindungsgemäßes auszuführen. Dazu umfasst die Baugruppe wenigstens eine Ultraschallquelle, welche einge- richtet und angeordnet ist, die elektronische Baugruppe in Ultraschallschwingungen zu versetzen, eine Messeinrichtung, welche ausgestaltet ist, eine elektrische Charakterisierung, insbesondere eine frequenzabhängige Impedanzmessung vorzuneh- men, und eine Auswerteinrichtung, welche ausgebildet ist, 202208201 Auslandsfassung 9 mittels der erfassten elektrischen Signaländerung auf einen Defekt der elektronischen Baugruppe zu schließen. Die Baugruppe ist insbesondere eine leistungselektronische Baugruppe, insbesondere ein Schaltungsträger, d.h. mindestens ein Bauteil der Baugruppe ist ein Leistungsschalter. Als Messeinrichtung, welche ausgestaltet ist, eine frequenz- abhängige Impedanzmessung vorzunehmen, kann beispielsweise ein Spektrumanalyzer oder Lock-In-Verstärker dienen In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe einen planaren Auf- bau hat und umfasst einen Ultraschallerzeuger, welcher direkt auf der planaren AVT aufsetzt. Für die oberflächennahe Ultra- schallsignal-Einstrahlung kann beispielsweise ein Piezoaktor oder eine Sonotrode benutzt werden. In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- dung weist die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe einen planaren Aufbau auf und umfasst einen Ultraschallerzeuger, welcher in den planaren Aufbau integriert ist, insbesondere als piezoelektrische Schicht. Bevorzugt dienen Siliziumcar- bid-Halbleiter oder Siliziumcarbid-MOS (Metal oxide semi- conductors) oder Galliumnitrid als Ultraschallerzeuger. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe alternativ oder zusätzlich einen Ultraschallerzeuger auf, welcher in ein Bauelement der leistungselektronischen Baugruppe integriert ist, welches piezoelektrische Eigenschaften aufweist, insbe- sondere als piezoelektrische Schicht. Das heißt wenigstens ein Ultraschallerzeuger ist umfasst, welcher in weiterer Funktion ein Bauelement der leistungselektronischen Baugruppe darstellt, welches Bauelement eine piezoelektrische Schicht umfasst. 202208201 Auslandsfassung 10 Beispiele und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden noch in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 der angehängten Zeichnung beschrieben: Figur 1 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm der Messsignal- auswertung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 zeigt schematisch eine Baugruppe mit entsprechenden Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- rens. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Prüfung einer elekt- ronischen Baugruppe 10 wird die elektronische Baugruppe 10 in Ultraschallschwingungen 110 versetzt. Ultraschallschwingungen 110 erstrecken sich regelmäßig über einen Frequenzbereich von 10 bis 300 kHz. Gleichzeitig wird die elektronischen Baugrup- pe 10 mittels eines elektrischen Charakterisierungsverfah- rens, insbesondere Impedanzspektroskopie, untersucht. Bevor- zugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das durch Ult- raschallschwingungen 110 veränderte Impedanzspektrum Z us [Ω] der elektronischen Baugruppe 10, oder nur einer elektroni- schen Anbindung 80, 90 oder das eines Bauteils 50, 60 erfasst und herangezogen, um auf einen Defekt zu schließen. Für die Auswertung 210 wird das veränderte Impedanzspektrum Z us [Ω] mit dem Impedanzspektrum ohne Ultraschallanregung Z o [Ω] ver- glichen, wie schematisch im Ablaufdiagramm der Fig. 1 ge- zeigt. Diese Messsignalauswertung findet bevorzugt in einer Auswerteeinheit 210 statt, welche ausgestaltet ist die elektrischen Messsignale aufzunehmen und auswerten. Mittels des angegebenen Verfahrens können vorteilhaft elektronische Baugruppen 10 auf Defekte, wie insbesondere auf lokale Fehl- stellen 95, geprüft werden, welche mit optischen oder elekt- ronischen Verfahren, wie sie aus dem Stand der Technik be- kannt sind, nicht erfasst werden können. Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die elekt- ronische Baugruppe 10 einmalig in Ultraschallschwingungen 110 versetzt. Zweckmäßig wird dazu die elektronische Baugruppe 10 mittels eines zeitlich begrenzten Ultraschallwellenzuges an- 202208201 Auslandsfassung 11 geregt und so in Schwingung versetzt. Alternativ und eben- falls bevorzugt kann die elektronische Baugruppe 10 zu dis- kreten Zeitpunkten wiederholt in Ultraschallschwingungen ver- setzt werden. Beispielsweise kommen dazu mehrere zeitlich lo- kalisierte Ultraschallwellenzüge zum Einsatz. Auf diese Weise lassen sich auch abklingende Ultraschallschwingungen 110 der elektronischen Baugruppe 10 auswerten. Insbesondere aus ab- klingenden Ultraschallschwingungen 110 können Informationen über lokale Dämpfungen und Eigenresonanzen erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann die elektronische Baugruppe 10 auch kontinuierlich in Ultraschallschwingungen 110 ver- setzt werden. So lassen sich insbesondere Änderungen der Re- sonanzfrequenzen von Eigenschwingungen der elektronischen Baugruppe 10 oder Teilen der elektronischen Baugruppe 50, 60, 80, 90 heranziehen, um auf das Vorhandensein von Defekten und/oder auf den Ort 95 von solchen Defekten zu schließen. Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die elekt- ronische Baugruppe 10 an mehreren Bereichen 120 der elektro- nischen Baugruppe 10 in Ultraschallschwingungen 110 versetzt. So kann ein Versetzen der elektronischen Baugruppe 10 an meh- reren Bereichen der elektronischen Baugruppe 10 in Ultra- schallschwingungen 110 Informationen über eine räumliche Lo- kalisierung von Defekten 95 geben. Zudem kann vorteilhaft si- chergestellt werden, dass sämtliche relevanten Eigenschwin- gungen der elektronischen Baugruppe 10 angeregt werden, wenn die elektronische Baugruppe 10 nicht nur ein einem einzigen Bereich in Ultraschallschwingungen 110 versetzt wird. Die Zu- verlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dieser Weiterbildung folglich weiter erhöht. Insbesondere fehlerhafte Anbindungen 80, 90 von unterschied- lichen Materialien haben ein verändertes Schwingungsverhalten der elektronischen Baugruppe 10 bei Ultraschallschwingungen 110 zur Folge. Besonders eine großflächige Lötverbindung 80, 90 von Bauteilen 50, 60 oder Laserverschweißungen von Lastan- schlüssen weisen im Falle von Defekten ein verändertes Schwingungsverhalten auf. Auch und gerade defektbehaftete Me- tallisierungen 40 von Schaltungsträgern 20 oder Verwölbungen 202208201 Auslandsfassung 12 von Schaltungsträgern 20 lassen sich leicht mittels des er- findungsgemäßen Verfahrens erfassen. Mittels des erfindungs- gemäßen Verfahrens ist folglich eine besonders zuverlässige Prüfung elektronischer Baugruppen 10 möglich. Beispielsweise ist die elektronische Baugruppe 10 ein Schal- tungsträger, oder die elektronische Baugruppe weist einen Schaltungsträger 20 auf. Eine elektronische Baugruppe 10 ist häufig aus verschiedenen Bauelementen 50, 60, beziehungsweise Bauteilen und dementsprechend aus verschiedenen Materialien, insbesondere Materialien der Aufbau- und Verbindungstechnik, zusammengesetzt, bei welchen Materialien Defekte in Form von Hohlräumen, Rissen oder partiellen Ablösungen der Verbindung regelmäßig auftreten. Auf diese Weise kann gerade in diesem wichtigen Fall der Schaltungsträger 20 umfassenden elektroni- schen Baugruppen 10 eine Prüfung auf Defekte zuverlässig und effizient erfolgen. Fig. 2 zeigt schematisch eine Prinzipskizze einer elektroni- schen Baugruppe 10, welche angeordnet und ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Prüfung der elektroni- schen Baugruppe 10 auszuführen. Die elektronische Baugruppe 10 umfasst beispielsweise eine Ultraschallquelle 120, welche eingerichtet und angeordnet ist, um die elektronische Bau- gruppe 10 in Ultraschallschwingungen 110 zu ersetzen. Zudem umfasst die elektronische Baugruppe 10 eine Vorrichtung 200 zur Durchführung einer Impedanzmessung beziehungsweise elekt- rische Kontakte zur Anbindung einer Vorrichtung 200 zur Durchführung einer Impedanzmessung. Eine Auswerteinrichtung 210, welche nicht in Fig. 2 dargestellt ist, da sie nicht zwingend mit der Baugruppe 10 baulich verbunden sein muss, schließt mittels der ultraschallwellenbeeinflussten Impedanz- spektroskopie Z us [Ω] auf einen Defekt 95 der elektronischen Baugruppe 10. Bevorzugt wird das Verfahren zur Prüfung einer elektronischen Baugruppe in Gestalt eines Leistungsmoduls 10 durchgeführt. Das Leistungsmodul 10 weist einen Schaltungsträger in Gestalt 202208201 Auslandsfassung 13 einer Leiterplatte 20 auf, welcher als Flachteil mit einer Flachseite 30 ausgebildet ist. An der Flachseite 30 ist eine Kupfermetallisierung in Gestalt einer flächig angebundenen Kupferschicht 40 befindlich. An die Kupferschicht 40 sind Halbleiterbauelemente 50, 60 sowie ein Lastanschluss 70 ange- bunden. Die Halbleiterbauelemente 50, 60 sind mittels Löt- schichten 80, 90 an die Kupfermetallisierung 40 angebunden. Der Lastanschluss 70 ist mittels einer Laserschweißung 100 an die Kupfermetallisierung 40 geschweißt. Bei den Lötschichten 80, 90, mittels welchen die Halbleiterbauelemente 50, 60 an die Kupfermetallisierung 40 angebunden sind sowie bei der La- serverschweißung 100, mittels welcher der Lastanschluss 70 an die Kupfermetallisierung 40 angebunden ist, treten Defekte in Form von Hohlräumen, wie insbesondere Lunker oder Delaminati- onen auf. Zur Prüfung des Leistungsmoduls 10 auf diese Defek- te wird das Leistungsmodul 10 in Ultraschallschwingungen 110 versetzt. Dazu sind Ultraschallquellen 120 vorgesehen, welche Ultraschallwellen 130 in Richtung 140 senkrecht zur Flachsei- te 30 auf eine der Flachseite 30 abgewandte Seite der Leiter- platte 20 auf die Leiterplatte 20 einstrahlen. Dabei sind die Ultraschallquellen 120 in den flächigen Erstreckungsrichtun- gen der Flachseite 30 betrachtet an voneinander entfernten Enden der Flachseite 30 der Leiterplatte 20 angeordnet. Das Leistungsmodul 10 wird also an mehreren Bereichen in Ultra- schallschwingungen 110 versetzt. Eine Alterung im Leistungsmodul macht sich durch ein verän- dertes Schwingungsverhalten der Bonddrähte 70 und gelöteten Chips 50, 60 bemerkbar, da sich diese Verbindungen 80, 90 durch Delamination lockern. Die Schwingungsbelastung durch den Ultraschall 110 greift an solchen Delaminationen an, ver- stärkt die Signale und erzeugt insbesondere zusätzliche Sig- nale, wenn Delaminationen auftreten und anwachsen. So können z.B. bei Rissen die US-Anteile auf das elektrische Signal mo- duliert werden. Durch eine Signalanalyse 210 können die ther- mischen Anteile und die mechanischen Anteile getrennt werden. Dies kann besonders vorteilhaft bei einer planaren Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) eingesetzt werden, da ein US- 202208201 Auslandsfassung 14 Sender 1250 leicht in den planaren Aufbau einkoppeln kann. Der US-Sender 120 sitzt dann auf der planaren AVT und kann die Ultraschallwellen 110 in den planaren Aufbau einkoppeln. Der US-Sender 120 umfasst piezoelektrische Schichten, welche auch in der planaren Aufbau- und Verbindungstechnik inte- griert werden können. Hierbei ist zu beachten, dass der Ult- raschall 110 sowohl als oberflächennahe Welle eingekoppelt werden kann, aber auch als Volumenwelle im zu untersuchenden Bauteil erzeugt werden kann. Besonders vorteilhaft kann ein Leistungsbauteil 50, 60 selbst als US-Sender 120 und Empfänger fungieren, da insbesondere SiC- und GaN-Halbleiter piezoelektrische Eigenschaften besit- zen. Auch dann liegen die Ultraschallsender 120 im Leistungsmodul 10 integriert vor. Durch entsprechende elektrische Anregungen kann das Bauteil 50, 60 Ultraschallsignale 110 aussenden und rücklaufende Signale detektieren. Die zusätzliche mechanische Stimulierung mittels Ultraschall 110 kann besonders einfach bei planaren Aufbauten erreicht werden kann. Hierdurch können Delaminationen und Risse besser erkannt werden. Vorteilhaft gegenüber bisherigen Prüfungsverfahren, wie beispielsweise der HF-Reflektometrie, ist das vorgeschlagene Verfahren drahtgebunden, bei deutlich niedrigeren Frequenzen. Piezoak- toren zur US-Stimulierung 120 können direkt in der planaren Aufbautechnik integriert werden bzw. die Leistungsbauteile 50, 60 selbst übernehmen diese Funktion. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Messgenauigkeit, gegebenenfalls mit Ortsauflö- sung, je nach dem, wieviele und wie verteilt die Ultraschall- erzeuger 120 und Sensoren eingesetzt werden. Des Weiteren ist die vorgeschlagene Messtechnik relativ kostengünstig und das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine frühzeitige Detekti- on von Umfang und Art einer thermomechanischen Alterung. Bezugszeichenliste: 110 Ultraschallschwingungen 202208201 Auslandsfassung 15 120 Ultraschallquelle, z.B. elektrisch anregbare piezoelekt- rische Schicht 130 Ultraschallwellen 140 Richtung der Ultraschallwellen 10 elektronische Baugruppe, Leistungsmodul 20 Leiterplatte 30 Flachseite 40 Kupferschicht 50 Halbleiterbauelement 60 Halbleiterbauelement 70 Bonddrähte, Lötverbindungen 80 Lötschicht 90 Lötschicht 95 lokale Fehlstelle 100 Laserschweißung Z us [Ω] Impedanz bei Ultraschallanregung Z o [Ω] Impedanz ohne Ultraschallanregung 200 Empfangseinheit, Messeinheit für Impedanz 210 Auswerteeinheit