Materialcharakterisierung & Produktprüfung

Mithilfe der Technologie Laser-Ultraschall können wir charakteristische Eigenschaften der Gefügestruktur von Proben, als auch Qualitätseigenschaften von Bauteilen aus Metall berührungslos und zerstörungsfrei untersuchen, ohne Aufbereiten oder Zerschneiden der Probe oder des Bauteils. Dabei kann die Messung entweder in situ während der thermischen Behandlung der Probe, als auch ex situ am fertigen Bauteil durchgeführt werden.

Für in-situ Untersuchungen während thermischer Behandlung steht in unserem Labor ein Abschreck- und Umformdilatometer der Fa. Linseis (Typ DIL L78/RITA Q/D/T) zur Verfügung, das wir in Kooperation mit Linseis um unser eigens entwickeltes Laser-Ultraschallsystem MetProLUS erweitert haben. Somit können simultan zu den Dilatometer-Untersuchungen temperaturabhängige Änderungen in der Gefügestruktur der Probe und abhängig von der Probengeometrie auch elastische Eigenschaften des Materials in Echtzeit gemessen werden.

Im Vergleich zu aktuellen Standardmethoden in der Halbleitertechnik (z.B. akustische Mikroskopie (C-SAM)) können mit der lokalen akustischen Spektroskopie zusätzlich materialeigene Parameter und elastische Phänomene in unterschiedlichen Materialien und Dünnschichten bis in hohe Frequenzbereiche berührungslos und zerstörungsfrei messtechnisch erfasst werden. Dabei liefert unser eigens entwickeltes Laser-Ultraschall-Verfahren (siehe auch unser Produkt FreDomLUS) eine ortsaufgelöste Bildgebung unterschiedlichster Parameter, die eine Wellenausbreitung im Material beeinflussen, wie z.B. dimensionale oder elastische Eigenschaften.

Anwendungsbeispiele:

• Detektion von Delaminationen bei Wafer, etc.
• Charakterisierung von Filtermaterialien für z.B. RF-Filter (wie BAW- oder FBAR-Filter)
• Charakterisierung von dünnen Schichten und Schichtsystemen (µm bis nm)
• Charakterisierung von Mikroelektromechanische Systeme (MEMS)
• Untersuchung von piezoelektrischen Materialien

Die Qualität einer Beschichtung kann die Funktionalität eines Produktes oder Bauteils erheblich beeinflussen. Dazu ist die Kenntnis von charakteristischen Eigenschaften wie z.B. Schichtdicke oder Qualitätsmerkmale wie z.B. Homogenität der aufgetragenen Beschichtung essenziell. Dabei ist nicht nur die Schicht selbst, sondern auch die Verbindung zum Substrat oder zu weiteren Schichten von großer Bedeutung. Delamination sollte vermieden werden. Mit unseren Technologien können nicht-metallische Beschichtungen und Schichtstrukturen auf unterschiedlichsten Trägermaterialien hochauflösend untersucht werden.

Anwendungsbeispiele:

• Lacke (Polyamid, Acryl, etc.)
• Polymer-Beschichtungen
• Keramische Beschichtungen
• Glasbeschichtungen
• Beschichtung von Tabletten
• Mehrschichtstrukturen
• Einschicht- und Mehrschichtfolien
• Platten und Laminate
• Linsensystem
• Halbleiterprodukte

Blicken Sie unter die Oberfläche Ihrer Probe! Mit unseren Technologien erhalten Sie Einblick in die innere Struktur und können so berührungslos und zerstörungsfrei wichtige Eigenschaften und Qualitätsmerkmale Ihrer Probe bestimmen. Sämtliche nicht-metallische Materialstrukturen (von transparenten/semi-transparenten Materialien über Kunststoffe, Keramiken und Glas bis biologische Proben) können wir in unseren Labors prüfen und charakterisieren.

Anwendungsbeispiele:

• Spritzgussteile
• Gefüllte Polymere
• Schaumstrukturen
• Pulver
• Papier/Karton
• Gewebeproben

Je nach Materialauswahl und Anwendung kann der Aufbau eines Verbundwerkstoffes sehr unterschiedlich ausgeführt sein (z.B. Schichtverbund, Strukturverbund, Faserverbund, Teilchenverbund, etc.). Dabei ist der Aufbau ausschlaggebend für die Festigkeit, Integrität und Funktionalität des Werkstoffes in dessen Anwendung. Mit unseren zerstörungsfreien und berührungslosen Messverfahren sind wir in der Lage charakteristische Struktureigenschaften, aber auch unterschiedliche Fehlerarten des Verbundmaterials zu detektieren und zu charakterisieren. Durch die hohe axiale Auflösung und große Eindringtiefe können Fehler im Inneren des Materials auch in tiefen Schichten erkannt werden.

Anwendungsbeispiele:

• Detektion von Produktionsfehlern
• Detektion von Einschlägen
• Unterstützung bei Materialentwicklung

Löt- und Schweißverbindungen werden bei uns mit der Technologie Laser-Ultraschall berührungslos untersucht. Diese Technologie spielt vor allem dann eine Rolle, wenn entweder die Anwendbarkeit einer normgerechten Prüfung (für Schweißverbindungen nach DIN EN ISO 5817, DIN EN ISO 10042 und DIN EN ISO 17635) nicht gegeben ist (z.B. bei sehr kleinen Batterieschweißnähten) oder zusätzliche Informationen zur Beurteilung der Qualität der Löt- oder Schweißverbindung ermittelt werden sollen.

Je nach Anforderung ist durch Abscannen des interessanten Bereiches eine hochauflösende, bildgebende Darstellung der Zonen mit tatsächlicher Materialverbindung möglich. Dadurch kann die Verbindungsqualität in unterschiedlichen Tiefen oder Schichten des Materials beurteilt und Fehlstellen oder Ungänzen detektiert werden. Unabhängig vom Löt- bzw. Schweißverfahren (anwendbar bei Weich- und Hartlöten, Lichtbogen-, Gasschmelz-, Press-, Widerstands-, und Strahlschweißen) können durch die hohe Bandbreite der Testfrequenzen des Messsystems auch kleinste Ungänzen (z.B. Zinkstellen) visualisiert und charakterisiert werden.

Anwendungsbeispiele:

• Batterieproduktion
• Karosseriefertigung
• Multi-Blech-Schweißverbindungen
• Wire-Arc-Additive-Manufacturing (WAAM)