WO2020025375A1 - Electrical component for monitoring the electronic assembly for surface mounting, electronic assembly comprising such an electrical component - Google Patents

Electrical component for monitoring the electronic assembly for surface mounting, electronic assembly comprising such an electrical component Download PDF

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WO2020025375A1
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electrical
phase
component
electronic assembly
sacrificial structure
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PCT/EP2019/069645
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Peter Frühauf
Matthias Heimann
Rüdiger Knofe
Stefan Nerreter
Jörg Strogies
Klaus Wilke
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to an electrical component for surface mounting, the component having electrical contacts for contacting a circuit carrier.
  • the invention relates to an electronic assembly, pointing to a circuit carrier on which a circuit with at least one electronic component is mounted.
  • the invention relates to a method for operating one of the like electronic assembly.
  • Electronic assemblies are subject to various environmental influences. These limit the lifespan of such electronic assemblies.
  • the environmental influences can be varied depending on the application. Mainly thermal and mechanical, but also chemical or electrochemical loads occur, which are influenced by operation and rest phase as well as by weather or climate and other environmental factors.
  • the object of the invention is to provide an electrical construction element, which reduces the risk of an unexpected event from an electronic assembly, the costs associated with increasing the security against failure of the electronic assembly should be kept as low as possible.
  • the component has a sacrificial structure into which an electrical connection between the electrical contacts is integrated, such that a change in the electrical properties of the sacrificial structure also affects the electrical properties of the connection influences.
  • a victim structure in the sense of the invention a structure is to be understood that is susceptible to external environmental influences, such as corrosion or temperature. This susceptibility to environmental influences is exploited so that the extent of environmental influences can be detected, which is harmful to an electronic circuit in which the electrical component is installed. If a corresponding change in the victim structure is preferably indicated by an electrical measurement, this event can be evaluated as an indication that measures for quality assurance are necessary which prevent failure of the electronic assembly associated with the electrical component, for example an electronic component of this assembly.
  • V a dro prospective failure of an electronic assembly with sufficient security V can be orhersagen time. Measures can be derived from this that prevent this failure of the electronic assembly. For example, this can be replaced completely, or only the most vulnerable electronic see component to be replaced. Of course, in the latter case, the victim structure should also be replaced so that an impending failure can be indicated again by a suitable change in this victim structure.
  • the electronic assembly can be designed with a lower degree of redundancy or security against a failure. In this way, cheaper components can advantageously be used. A redundant arrangement of components can also be dispensed with. Overall, the cost savings associated therewith are, according to the invention, higher than those which result from additional use of the victim structure. It is therefore advantageous that the solution according to the invention is more economical than the solutions found in the prior art.
  • the victim structures themselves can be simple in construction and are therefore inexpensive to manufacture, as will be explained in more detail below.
  • the sacrificial structure is therefore part of a circuit which changes its electrical properties due to the change in the properties of the sacrificial structure. This can be measured, for example, by changing the resistance of the monitoring circuit (in which the sacrificial structure is integrated). A change in resistance would have to be detected accordingly.
  • the sensors and detection means necessary for this are sufficiently known.
  • Victim structures can also be connected in series to form a monitoring circuit whose electrical properties are monitored. In this case, the sum of the property changes in the victim structures can be determined. This is only possible after a common measurement.
  • the victim structures for example, can be sensitive to various environmental influences, whereby simply changing a victim structure is already sufficient to indicate the need for intervention.
  • the component has a carrier which receives the sacrificial structure and establishes the electrical connection to the contacts.
  • the carrier can advantageously be a standardized component on which different sacrificial structures can be applied, which in turn react differently to certain environmental influences.
  • Several of these standardized carriers with different sacrificial structures can then be connected in parallel or in series, for example in an electronic assembly, in each case, if necessary, installed together in this electronic circuit. This makes it possible to monitor a plurality of different environmental influences at the same time.
  • there is advantageously little effort since the dimensions of the corresponding component are standardized and in this way the installation locations, for example on different circuit boards, can always be produced in the same way.
  • the sacrificial structure consists of an intermetallic phase growth cell which is electrically conductive.
  • the intermetallic phase growth cell is formed from two metallic materials as a first phase and as a second phase. These phases also have a common phase boundary and are soluble in one another. In this way, a victim structure that is advantageously easy to manufacture is created.
  • This sacrificial structure indicates thermal loads on the component, since the diffusion process, which is driven into one another due to the solubility of the phases, is temperature-dependent. This means that the process of mixing the phases is faster at higher temperatures than at lower temperatures.
  • a change in the phases also leads to a change in the electrical properties of the sacrificial structure of the component management. For example, this change can be detected by a change in resistance.
  • the resistance changes the more diffusion occurs between the two phases.
  • the phase boundary mentioned is gradually softened.
  • a diffusion zone is formed which consists of two phases and lies between the two pure phases, that is to say the first phase and the second phase. For example, this changes the electrical resistance of the victim structure, which can be measured by an appropriate evaluation device.
  • a major advantage of the victim structure is that its function also exists when the victim structure is not energized.
  • Tem peraturereignisse lead to changes in the sacrificial structure, the nits within OFF Z electronic compo pe lie. For example, if the electronic assembly is transported after production and is exposed to impermissibly high temperatures during transport.
  • the intermetallic phase growth cell is designed as a sandwich, the first phase being between two layers of the second phase or the second phase being between two layers of the first phase.
  • the sandwich thus consists of a layer sequence of at least three layers, with the layers of the first and second phases alternating. Of course, more than three layers can also be provided. Geometrical structures are to be understood as layers in the sense of the application, the extent (xy plane) of which is small in relation to the thickness (z direction).
  • the sandwich can of course also be made up of more than three alternating layers.
  • the function of the intermetallic phase growth cell is also already given when the Sandwich consists of only two layers, namely one from the first phase and one from the second phase.
  • the layer is formed electrically insulating surface, wherein the layer consists of touching and alternating strips of the first phase and the second phase. So here, so to speak, the layers do not meet in a sandwich, but the layers lie next to each other on the surface of the carrier and adjoin each other in such a way that the phase boundary results at the edges of the strips.
  • the strips are thus layers on the carrier, the carrier providing an x-y plane and the phase boundary being formed by the layer edges, the geometry of which is determined by the thickness of the layer in the z direction.
  • the advantage of a sandwich construction is that the sandwich formed in this way, as a sacrificial structure, is particularly sensitive to environmental influences, in particular temperature increases.
  • the phase boundary has a comparatively large area, so that the diffusion proceeds quickly due to the temperature increase. For this reason, the resulting structure is particularly sensitive to changes in temperature.
  • the sacrificial structure is formed from alternating strips (ie at least one strip of the first phase and one strip of the second phase (but preferably also several alternating strips of both phases), this can advantageously be done on the carrier particularly quickly and inexpensively is provided with suitable masks during the coating process, so that the stripes of one phase and the stripes of the other phase can be produced at the same time can be selected so that the first phase and the second phase advantageously alternate several times.
  • the first phase consists of copper or a copper alloy and the second phase consists of tin or a tin alloy.
  • Copper and tin are each infinitely soluble in each other, so that a diffusion zone can be formed without hindrance.
  • the tendency of both metals to diffuse into one another is, by the way, comparatively pronounced, so that the intermetallic phase growth cell formed by the metals copper and tin is very sensitive to temperature influences.
  • the electrical behavior of the intermetallic phases that form differed so much from the pure metals in their electrical behavior that the formation of the intermetallic phase also leads to an easily measurable change in resistance of the intermetallic phase growth cell.
  • the sacrificial structure consists of an electrically conductive layer which is coated on the carrier with a
  • This sacrificial structure changes its electrical conductivity when environmental influences affect it.
  • the material from which the sacrificial structure is formed must accordingly be selected so that it is sensitive to certain environments, such as B. corrosion. This partially creates a sacrificial structure with which electrochemical or chemical environmental influences can be detected.
  • the layer consists of a material that is tangible due to corrosion.
  • the damage that a corrosive environment exerts, for example, on the assembly to be protected can advantageously be determined with such a layer.
  • iron would be suitable as a material for such a layer.
  • the iron should not or be very little alloyed.
  • Low-alloy steels are also conceivable as sacrificial material.
  • Iron is particularly suitable for determining the presence of moisture (water) or various corrosive gases such as H 2 S or SO 2 . All of these corrosive conditions lead to an accelerated dissolution of the layer or to its corrosion, the corrosion products also having a different electrical conductivity than the iron.
  • a change in resistance in the direction of an increase in resistance can therefore be interpreted to mean that there are corrosive conditions in the electronic assembly.
  • Sacrificial materials of different sensitivity or geometric shape can advantageously be used in order to be able to determine various statements regarding the corrosive conditions of the use of the electronic assembly.
  • the electrical contacts are pre-soldered with a solder material.
  • a solder material advantageously enables a particularly simple assembly of the component on a scarf device carrier, this being subjected, for example, to a reflow soldering process for the purpose of fixing the components (or the component).
  • other components that make up the electronic circuit that is mounted on the circuit board are also soldered.
  • the assembly of the electrical components for checking environmental pollution therefore generates no additional assembly effort.
  • a plurality of sacrificial structures are integrated in the component, the sacrificial structures realized with the electrical components being sensitive to different environmental influences.
  • the built-in components also have sacrificial structures that are sensitive to different environmental influences are.
  • environmental influences of different types can advantageously be monitored at the same time during the operation of the electronic assembly.
  • the object is achieved by the electronic module specified at the outset, which has a circuit carrier on which a circuit having at least one electronic component is mounted.
  • the object is specifically achieved in that, in addition to the at least one electronic component, an electrical component according to the above-mentioned design is provided for monitoring the electronic assembly with regard to one or more environmental influences.
  • a plurality of electrical components can advantageously also be mounted on the circuit carrier, the sacrificial structures realized with the electrical components being sensitive to different environmental influences
  • the electrical connection of the electrical component or the electrical components is connected to one or more monitoring circuits, the monitoring circuits being connected to a monitoring circuit.
  • the monitoring circuit can be formed, for example, by a microcontroller. It is also possible for integrated circuits of the useful circuit to be used to implement a monitoring circuit.
  • a monitoring circuit according to the invention is to be understood as an electronic circuit which is capable of absorbing the property changes, in particular the electrical resistance, of the electrical components and, if appropriate, initiating further measures depending on the monitoring result. These can consist, for example, in a display of a signal for the need to check the electronic assembly. It is also possible that, for example, a signal is output which indicates the necessary measures to be taken to prevent the electronic assembly from failing.
  • the above-mentioned object is achieved by the method given at the beginning for operating an electronic construction group.
  • the electrical connection formed by the component is electrically monitored and a change in the electrical properties of the electrical connection is used to generate a signal which indicates an impending failure of the electronic assembly.
  • this signal can be passed on to take measures to prevent the impending failure of the electronic assembly.
  • measures can consist in an exchange of individual components of the electronic assembly or the exchange of the entire electronic assembly group.
  • the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, and which also further develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded individually or in a combination other than that shown as part of the invention , Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • FIG 1 shows an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows another exemplary embodiment of the component according to the invention, mounted on a circuit carrier, in section,
  • Figure 3 is a plan view of another embodiment of the component according to the invention, which could be constructed as shown in Figure 1 and
  • FIG. 4 shows a top view of an embodiment of the electronic assembly as a top view, and an embodiment of the method according to the invention can also be explained with reference to FIG.
  • FIG. 1 shows a circuit carrier 11 on which an electrical component 12 is mounted.
  • the electrical component has two plated-through holes 13, which are provided on the underside 14 with a solder material 15 in the form of contact bumps, these contact bumps being mounted on an assembly side 16 of the circuit carrier 11. Conductor tracks on the mounting side 16 are not shown in more detail.
  • the electrical component 12 has a carrier 17, the upper side 18 of which serves to receive a sacrificial structure 19. As will be explained in more detail below, this sacrificial structure 19 can have different configurations.
  • the sacrificial structure 19 forms an electrical connection, indicated by a chain line, which leads via the connection 22 made of the solder material 15, via the plated-through holes 13 and soldered connections 21, and precisely the sacrificial structure 19.
  • This electrical connection 22 thus enables the creation of a monitoring circuit (not shown) (see FIG. 4, reference number 29) which leads via the contacts on the mounting side 16 of the circuit carrier 11. Ver now change the electrical properties of the Op
  • the structure 19 is due to environmental influences, these can be electrically detected via said monitoring circuit. This is, for example, a change in the electrical resistance.
  • the sacrificial structure 19 according to FIG. 1 is implemented as a layer 22.
  • This layer consists of a corrodible material, preferably pure iron.
  • the thickness of the layer 22 is reduced, the carrier 17 being designed to be electrically insulating, so that the resistance of the electrical connection 20 in the region of the layer 22 is reduced. This can be measured using a change in resistance, the change in resistance also making it possible to make a quantitative statement about the extent of the damage.
  • the sacrificial structure does not consist of one layer, but of a sandwich 23, which consists of three layers. These alternately form a first phase 24 and a second phase 25, the first phase 24 made of copper and the second phase 25 made of tin. As a result, phase boundaries 26 arise between the phases, through which both copper and tin can diffuse to form diffusion zones 27.
  • the layers of the first phase 24 and second phase 25 are also kept between contact pieces 28, which can be electrically connected to contact surfaces 30 of the circuit carrier 11 with the solder material 15.
  • the electrical component 12 can thus have the dimensions of passive electronic or electrical components such as capacitors or resistors and can advantageously be mounted according to the common methods of SMT (Surface Mounted Technology).
  • an electronic component 12 is Darge, which has a carrier 17 on which several Op fer structures 19 are realized. All these sacrificial structures are contacted via the plated-through holes 13 and the soldered connections 21 in such a way that they can be electrically contacted via the mounting side facing away from the drawing (see FIG. 14 in FIG. 1) using the SMT method.
  • the sacrificial structures 19 according to FIG. 3 are each designed as layers 22, 33, these layers being formed on the top surface 18 of the carrier 17.
  • the layers 22 are constructed exactly as shown in FIG. 1. However, these consist of different materials, e.g. B. iron and a low-alloy steel alloy, so that these different lent to corrosive attacks of the environmental conditions.
  • the layers 33 are alternately formed from strips of the first phase 24 and the second phase 25. With regard to the change between the first phase and the second phase, the construction is thus carried out with the formation of phase boundaries 26 analogous to the sacrificial structure according to FIG.
  • the structure, which is alternately formed from first phases 24 and second phases 25, is referred to overall as an intermetallic phase growth cell 31 (the sandwich 26 according to FIG. 2 accordingly also forms an intermetallic phase growth cell).
  • the intermetallic phase growth cell When the sacrificial structures 19 are subjected to a temperature, the intermetallic phase growth cell increasingly forms and starts from the phase boundaries 26 intermetallic phases. These exist in the case of copper as the first phase and tin as the second phase. B. from the term metallic connection CusZns.
  • the intermetallic phases have a significantly higher electrical resistance than the original material of the first phase and the second phase. The formation of the intermetallic phases can therefore be checked and quantified electrically by means of a resistance measurement.
  • an electronic assembly 14 is shown from above.
  • This has electronic components 34 which together result in a useful circuit of the electronic assembly, ie that a certain desired function of the electronic assembly is realized by this useful circuit.
  • the microcontroller 35 is mounted on the circuit carrier 11 of the electronic assembly, which partially controls the electrical components 13.
  • the monitoring circuits 29 are provided for this purpose, as a result of which a monitoring circuit 32a is implemented.
  • FIG. 4 also shows that a further monitoring circuit 32b can be formed on an electronic component 34. This monitoring circuit can be used specifically for monitoring the functions of the electronic component 34.
  • the electronic component 34 is used as a control unit for this monitoring circuit 32b, so that no separate microcontroller is provided.
  • a further monitoring circuit 32c is provided, in which a further electronic component 34 is used as the control unit, which, like the other electronic component 34, forms part of the useful circuit implemented on the circuit board 11.
  • This electronic component is also connected to electrical construction elements 12 for monitoring the function of the electronic assembly 15.
  • monitoring circuits 32a and 32c make it clear that the electrical components 12 can be connected both in series (cf. monitoring circuit 32c) and in parallel (cf. monitoring circuit 32a). If these are connected in series, a signal to detect an error is displayed if one of the electrical components 12 can be connected both in series (cf. monitoring circuit 32c) and in parallel (cf. monitoring circuit 32a). If these are connected in series, a signal to detect an error is displayed if one of the
  • the characteristics of the sacrificial structures are designed so that they do not suddenly fail, but that their electrical properties change over time due to corrosion or diffusion. This change in properties can be demonstrated electrically. In particular, the electrical resistance of the sacrificial structures can be measured. The time course of the change in this property then allows conclusions to be drawn about the aging behavior of the entire electronic assembly. If a certain limit value is reached, this can be taken as an opportunity to check the electronic circuit and replace it if necessary, in order to avoid failure of individual components of the electronic assembly in any case. Usually, it will not wait that long until the victim structure is subject to a total failure (for example, a complete rusting through of the victim structure).

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Abstract

The invention relates to an electrical component (12) for surface mounting, wherein the component comprises electrical contacts (28) for contacting onto a circuit carrier (11). The invention provides for said component to comprise a sacrificial structure (31) integrated into an electrical connection between the electrical contacts (28). The sacrificial structure is sensitive to thermal influences or environmental influences, for example, with the result that aging of the sacrificial structure can be demonstrated by measurement of the properties of the electrical connection. By way of example, the sacrificial structure (31) can be a diffusion cell having a first phase (24) and a second phase (25). As soon as diffusion zones (27) form between said phases, the electrical resistance of the sacrificial structure changes measurably. Advantageously, a cost-effective analysis tool for aging-dictated changes in electronic assemblies is thus proposed. The invention moreover also relates to electronic assemblies in which such components are installed. Finally, the invention also relates to a method for operating such an electronic assembly.

Description

Beschreibung description
Elektrisches Bauelement zum Überwachen der elektronischen Baugruppe für eine Oberflächenmontage, elektronische Baugrup pe mit einem solchen elektrischen Bauelement Electrical component for monitoring the electronic assembly for surface mounting, electronic assembly with such an electrical component
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement für eine Oberflächenmontage, wobei das Bauelement elektrische Kontakte zur Kontaktierung auf einen Schaltungsträger aufweist. Außer dem betrifft die Erfindung eine elektronische Baugruppe, auf weisend ein Schaltungsträger, auf dem eine Schaltung mit min destens einem elektronischen Bauelement montiert ist. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer der artigen elektronischen Baugruppe. The invention relates to an electrical component for surface mounting, the component having electrical contacts for contacting a circuit carrier. In addition, the invention relates to an electronic assembly, pointing to a circuit carrier on which a circuit with at least one electronic component is mounted. Finally, the invention relates to a method for operating one of the like electronic assembly.
Elektronische Baugruppen unterliegen im Einsatz verschiedenen Umwelteinflüssen. Diese begrenzen die Lebensdauer solcher elektronischen Baugruppen. Die Umwelteinflüsse können je nach Einsatz vielfältig sein. Überwiegend treten thermische und mechanische aber auch chemische bzw. elektrochemische Belas tungen auf, die durch Betrieb und Ruhephase sowie durch Wet ter bzw. Klima und andere Umweltfaktoren beeinflusst werden. Electronic assemblies are subject to various environmental influences. These limit the lifespan of such electronic assemblies. The environmental influences can be varied depending on the application. Mainly thermal and mechanical, but also chemical or electrochemical loads occur, which are influenced by operation and rest phase as well as by weather or climate and other environmental factors.
Diese die Zuverlässigkeit beeinflussenden Faktoren müssen bei der Auslegung der elektronischen Baugruppe berücksichtigt werden, damit das Produkt die Funktion in einem zu definie renden Zeitintervall zuverlässig zur Verfügung stellen kann. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Anwendungen müssen überdies Sicherheiten gegen einen Ausfall realisiert werden. Dies kann beispielsweise durch den Aufbau von Redundanzen er reicht werden, so dass bei Ausfall eines Bauelements ein re dundantes Bauelement zum Einsatz kommen kann. Dies bedeutet jedoch, dass die elektronische Baugruppe sich verteuert, da sicherheitsrelevante Bauelemente doppelt vorgesehen werden müssen. Eine andere Möglichkeit ist eine Überdimensionierung der Bauteile. Diese müssen dann ohne technische Notwendigkeit lange vor dem Ablauf ihrer Lebensdauer ausgetauscht werden, um eine genügende Sicherheit gegen den Ausfall zu gewährleis- ten. Auch in diesem Fall erhöhen sich die Kosten für die elektronische Baugruppe, da die überdimensionierten Bauele mente teurer sind. These factors influencing reliability must be taken into account when designing the electronic assembly so that the product can reliably provide the function in a time interval to be defined. In particular in security-relevant applications, security must also be implemented against failure. This can be achieved, for example, by establishing redundancies so that a redundant component can be used in the event of a component failure. However, this means that the electronic assembly becomes more expensive because safety-relevant components have to be provided twice. Another possibility is to oversize the components. These must then be replaced without technical necessity long before their lifespan expires, in order to guarantee sufficient security against the failure In this case, too, the costs for the electronic assembly increase because the oversized components are more expensive.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein elektrisches Bau element anzugeben, welches das Risiko eines unerwarteten Aus falls einer elektronischen Baugruppe reduziert, wobei die mit der Erhöhung der Sicherheit gegen einen Ausfall der elektro nischen Baugruppe verbundenen Kosten möglichst gering gehal ten werden sollen. The object of the invention is to provide an electrical construction element, which reduces the risk of an unexpected event from an electronic assembly, the costs associated with increasing the security against failure of the electronic assembly should be kept as low as possible.
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Bauelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Bauelement eine Op ferstruktur aufweist, in die eine elektrische Verbindung zwi schen den elektrischen Kontakten integriert ist, derart, dass eine Änderung der elektrischen Eigenschaften der Opferstruk tur auch die elektrischen Eigenschaften der Verbindung beein flusst. Als Opferstruktur im Sinne der Erfindung soll damit eine Struktur aufgefasst werden, die anfällig gegen äußere Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Korrosion oder Tempera tur, ist. Diese Anfälligkeit gegen die Umwelteinflüsse wird ausgenutzt, damit der Umfang von Umwelteinflüssen detektiert werden kann, welche für eine elektronische Schaltung, in der das elektrische Bauelement verbaut ist, schädlich ist. Wird eine dementsprechende Veränderung der Opferstruktur durch vorzugsweise eine elektrische Messung angezeigt, kann dieses Ereignis als Indiz dafür gewertet werden, dass Maßnahmen zur Qualitätssicherung notwendig sind, die einen Ausfall der zum elektrischen Bauelement zugehörigen elektronischen Baugruppe, beispielsweise eines elektronischen Bauelements dieser Bau gruppe, verhindert. This object is achieved with the component specified at the outset according to the invention in that the component has a sacrificial structure into which an electrical connection between the electrical contacts is integrated, such that a change in the electrical properties of the sacrificial structure also affects the electrical properties of the connection influences. As a victim structure in the sense of the invention, a structure is to be understood that is susceptible to external environmental influences, such as corrosion or temperature. This susceptibility to environmental influences is exploited so that the extent of environmental influences can be detected, which is harmful to an electronic circuit in which the electrical component is installed. If a corresponding change in the victim structure is preferably indicated by an electrical measurement, this event can be evaluated as an indication that measures for quality assurance are necessary which prevent failure of the electronic assembly associated with the electrical component, for example an electronic component of this assembly.
Mit der Opferstruktur lässt sich somit rechtzeitig ein dro hender Ausfall einer elektronischen Baugruppe mit hinreichen der Sicherheit Vorhersagen. Hieraus können Maßnahmen abgelei tet werden, die diesen Ausfall der elektronischen Baugruppe verhindern. Beispielsweise kann diese komplett ausgewechselt werden, oder es wird nur das am meisten gefährdete elektroni- sehe Bauelement ausgewechselt werden. Selbstverständlich sollte im letzteren Fall auch die Opferstruktur ausgewechselt werden, damit erneut ein drohender Ausfall durch eine geeig nete Veränderung dieser Opferstruktur angezeigt werden kann. Thus, with the sacrificial structure a dro prospective failure of an electronic assembly with sufficient security V can be orhersagen time. Measures can be derived from this that prevent this failure of the electronic assembly. For example, this can be replaced completely, or only the most vulnerable electronic see component to be replaced. Of course, in the latter case, the victim structure should also be replaced so that an impending failure can be indicated again by a suitable change in this victim structure.
Dadurch, dass ein drohender Ausfall rechtzeitig vorhergesagt werden kann, kann die elektronische Baugruppe mit einem ge ringeren Maß an Redundanz bzw. Sicherheit gegen einen Ausfall konzipiert werden. Hierdurch können vorteilhaft billigere Bauteile zum Einsatz kommen. Auch kann auf eine redundante Anordnung von Bauelementen verzichtet werden. Insgesamt sind die damit verbundenen Kosteneinsparungen erfindungsgemäß also höher, als diejenigen, die durch eine zusätzliche Verwendung der Opferstruktur entstehen. Deswegen ist vorteilhaft die er findungsgemäße Lösung wirtschaftlicher als die im Stand der Technik zu findenden Lösungen. Die Opferstrukturen selbst können einfach im Aufbau sein, und sind daher kostengünstig herzustellen, wie im Folgenden noch näher erläutert wird. Because an impending failure can be predicted in good time, the electronic assembly can be designed with a lower degree of redundancy or security against a failure. In this way, cheaper components can advantageously be used. A redundant arrangement of components can also be dispensed with. Overall, the cost savings associated therewith are, according to the invention, higher than those which result from additional use of the victim structure. It is therefore advantageous that the solution according to the invention is more economical than the solutions found in the prior art. The victim structures themselves can be simple in construction and are therefore inexpensive to manufacture, as will be explained in more detail below.
Eine Überwachung der Opferstruktur erfolgt besonders vorteil haft auf elektrischem Wege. Damit ist die Opferstruktur Teil eines Stromkreises, der aufgrund der Veränderung der Eigen schaften der Opferstruktur seine elektrischen Eigenschaften ändert. Dies kann beispielsweise durch eine Widerstandsände rung der Überwachungsschaltung (in dieser ist die Opferstruk tur integriert) messbar werden. Dementsprechend müsste eine Widerstandsänderung detektiert werden. Die hierfür notwendi gen Sensoren bzw. Detektionsmittel sind hinreichend bekannt. Opferstrukturen können auch in Reihe geschaltet werden, um einen Überwachungsstromkreis zu bilden, dessen elektrische Eigenschaften überwacht werden. In diesem Fall lässt sich die Summe der Eigenschaftsänderungen der Opferstrukturen fest stellen. Dies ist nach Durchführung lediglich einer gemeinsa men Messung möglich. Dabei können die Opferstrukturen bei spielsweise empfindlich gegen überschiedliche Umwelteinflüsse sein, wobei allein die Veränderung einer Opferstruktur be reits ausreicht, um die Notwendigkeit einer Intervention an zuzeigen . Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bauelement einen Träger aufweist, der die Opferstruktur aufnimmt und die elektrische Verbindung zu den Kontakten herstellt. Der Träger kann vorteilhaft ein standardisiertes Bauteil sein, auf den unterschiedliche Op ferstrukturen aufgebracht werden können, die ihrerseits un terschiedlich auf bestimmte Umwelteinflüsse reagieren. Mehre re dieser standardisierten Träger mit unterschiedlichen Op ferstrukturen können dann beispielweise in einer elektroni schen Baugruppe parallel oder in Serie geschaltet werden, je denfalls gemeinsam in dieser elektronischen Schaltung verbaut werden. Hierdurch ist es möglich, eine Mehrzahl von verschie denen Umwelteinflüssen gleichzeitig zu überwachen. Gleichzei tig entsteht vorteilhaft ein geringer Aufwand, da die Maße des entsprechenden Bauelements standardisiert sind und auf diesem Wege die Einbauplätze beispielsweise auf unterschied lichen Schaltungsträgern immer gleich hergestellt werden kön nen . Monitoring the victim structure is particularly advantageous by electrical means. The sacrificial structure is therefore part of a circuit which changes its electrical properties due to the change in the properties of the sacrificial structure. This can be measured, for example, by changing the resistance of the monitoring circuit (in which the sacrificial structure is integrated). A change in resistance would have to be detected accordingly. The sensors and detection means necessary for this are sufficiently known. Victim structures can also be connected in series to form a monitoring circuit whose electrical properties are monitored. In this case, the sum of the property changes in the victim structures can be determined. This is only possible after a common measurement. The victim structures, for example, can be sensitive to various environmental influences, whereby simply changing a victim structure is already sufficient to indicate the need for intervention. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the component has a carrier which receives the sacrificial structure and establishes the electrical connection to the contacts. The carrier can advantageously be a standardized component on which different sacrificial structures can be applied, which in turn react differently to certain environmental influences. Several of these standardized carriers with different sacrificial structures can then be connected in parallel or in series, for example in an electronic assembly, in each case, if necessary, installed together in this electronic circuit. This makes it possible to monitor a plurality of different environmental influences at the same time. At the same time, there is advantageously little effort, since the dimensions of the corresponding component are standardized and in this way the installation locations, for example on different circuit boards, can always be produced in the same way.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, dass die Opferstruktur aus einer intermetallischen- Phasen-Wachstumszelle besteht, welche elektrisch leitend ist. Dabei wird die intermetallische-Phasen-Wachstumszelle aus zwei metallischen Werkstoffen als einer ersten Phase und als einer zweiten Phase gebildet. Diese Phasen weisen außerdem eine gemeinsame Phasengrenze auf und sind ineinander löslich. Auf diesem Wege wird eine vorteilhaft einfach herzustellende Opferstruktur geschaffen. Diese Opferstruktur zeigt thermi sche Belastungen des Bauelements an, da der Diffusionspro zess, der aufgrund der Löslichkeit der Phasen ineinander vo rangetrieben wird, temperaturabhängig ist. Dies bedeutet, dass der Prozess einer Durchmischung der Phasen bei höheren Temperaturen schneller abläuft als bei geringeren Temperatu ren . According to another embodiment of the invention, it is provided that the sacrificial structure consists of an intermetallic phase growth cell which is electrically conductive. The intermetallic phase growth cell is formed from two metallic materials as a first phase and as a second phase. These phases also have a common phase boundary and are soluble in one another. In this way, a victim structure that is advantageously easy to manufacture is created. This sacrificial structure indicates thermal loads on the component, since the diffusion process, which is driven into one another due to the solubility of the phases, is temperature-dependent. This means that the process of mixing the phases is faster at higher temperatures than at lower temperatures.
Eine Veränderung der Phasen führt auch zu einer Veränderung der elektrischen Eigenschaften der Opferstruktur des Bauele- ments. Beispielsweise kann diese Änderung durch eine Wider standsänderung detektiert werden. Dabei verändert sich der Widerstand umso weiter, je stärker eine Diffusion zwischen den beiden Phasen auftritt. Während der Diffusion der jeweils einen Phase in die jeweils andere Phase wird die genannte Phasengrenze nach und nach aufgeweicht. Mit anderen Worten entsteht anstelle der Phasengrenze eine Diffusionszone, wel che aus beiden Phasen besteht und zwischen den beiden reinen Phasen, also der ersten Phase und der zweiten Phase, liegt. Beispielsweise verändert sich hierdurch der elektrische Wi derstand der Opferstruktur, was durch eine entsprechende Aus wertungseinrichtung gemessen werden kann. A change in the phases also leads to a change in the electrical properties of the sacrificial structure of the component management. For example, this change can be detected by a change in resistance. The resistance changes the more diffusion occurs between the two phases. During the diffusion of one phase into the other phase, the phase boundary mentioned is gradually softened. In other words, instead of the phase boundary, a diffusion zone is formed which consists of two phases and lies between the two pure phases, that is to say the first phase and the second phase. For example, this changes the electrical resistance of the victim structure, which can be measured by an appropriate evaluation device.
Ein großer Vorteil der Opferstruktur liegt darin, dass deren Funktion auch gegeben ist, wenn die Opferstruktur nicht stromdurchflossen ist. Somit können beispielsweise auch Tem peraturereignisse zu Veränderungen der Opferstruktur führen, die innerhalb von AusschaltZeiten der elektronischen Baugrup pe liegen. Beispielsweise wenn die elektronische Baugruppe nach der Produktion transportiert wird und während des Trans ports unzulässig hohen Temperaturen ausgesetzt ist. A major advantage of the victim structure is that its function also exists when the victim structure is not energized. Thus, for example, Tem peraturereignisse lead to changes in the sacrificial structure, the nits within OFF Z electronic compo pe lie. For example, if the electronic assembly is transported after production and is exposed to impermissibly high temperatures during transport.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, dass die intermetallische-Phasen-Wachstumszelle als Sandwich ausgeführt ist, wobei die erste Phase sich zwischen zwei Schichten der zweiten Phase oder die zweite Phase sich zwischen zwei Schichten der ersten Phase befindet. Der Sand wich besteht somit aus einer Schichtabfolge von mindestens drei Schichten, wobei die Schichten der ersten und zweiten Phase sich jeweils abwechseln. Auch mehr als drei Schichten können selbstverständlich vorgesehen werden. Als Schichten im Sinne der Anmeldung sind geometrische Gebilde aufzufassen, deren Ausdehnung (x-y-Ebene) im Verhältnis zur Dicke (z- Richtung) klein ist. Der Sandwich kann selbstverständlich auch aus mehr als drei sich abwechselnden Schichten aufgebaut sein. Die Funktion der intermetallischen-Phasen- Wachstumszelle ist außerdem auch bereits gegeben, wenn der Sandwich nur aus zwei Schichten, nämlich einer aus der ersten Phase und einer aus der zweiten Phase, besteht. According to another embodiment of the invention, the intermetallic phase growth cell is designed as a sandwich, the first phase being between two layers of the second phase or the second phase being between two layers of the first phase. The sandwich thus consists of a layer sequence of at least three layers, with the layers of the first and second phases alternating. Of course, more than three layers can also be provided. Geometrical structures are to be understood as layers in the sense of the application, the extent (xy plane) of which is small in relation to the thickness (z direction). The sandwich can of course also be made up of more than three alternating layers. The function of the intermetallic phase growth cell is also already given when the Sandwich consists of only two layers, namely one from the first phase and one from the second phase.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen werden, dass die intermetallische-Phasen- Wachstumszelle als Schicht aus dem Träger mit einer According to another embodiment of the invention it can also be provided that the intermetallic phase growth cell as a layer of the carrier with a
elektrisch isolierenden Oberfläche ausgebildet ist, wobei die Schicht aus sich berührenden und sich abwechselnden Streifen der ersten Phase und der zweiten Phase besteht. Hier stoßen also sozusagen die Schichten nicht in einem Sandwich aneinan der, sondern die Schichten liegen auf der Oberfläche des Trä gers nebeneinander und grenzen derart aneinander, dass sich die Phasengrenze jeweils an den Rändern der Streifen ergibt. Die Streifen sind somit Schichten auf dem Träger, wobei der Träger eine x-y-Ebene zur Verfügung stellt und die Phasen grenze durch die Schichtränder gebildet ist, deren Geometrie von der Dicke der Schicht in z-Richtung bestimmt wird. is formed electrically insulating surface, wherein the layer consists of touching and alternating strips of the first phase and the second phase. So here, so to speak, the layers do not meet in a sandwich, but the layers lie next to each other on the surface of the carrier and adjoin each other in such a way that the phase boundary results at the edges of the strips. The strips are thus layers on the carrier, the carrier providing an x-y plane and the phase boundary being formed by the layer edges, the geometry of which is determined by the thickness of the layer in the z direction.
Der Vorteil einer Sandwichbauweise liegt darin, dass der so gebildete Sandwich als Opferstruktur besonders empfindlich auf die Umwelteinflüsse, insbesondere Temperaturerhöhungen, reagiert. Die Phasengrenze besitzt eine vergleichsweise große Fläche, so dass die Diffusion aufgrund der Temperaturerhöhung schnell voranschreitet. Deswegen ist die so gebildete Op ferstruktur besonders empfindlich gegenüber Temperaturverän derungen . The advantage of a sandwich construction is that the sandwich formed in this way, as a sacrificial structure, is particularly sensitive to environmental influences, in particular temperature increases. The phase boundary has a comparatively large area, so that the diffusion proceeds quickly due to the temperature increase. For this reason, the resulting structure is particularly sensitive to changes in temperature.
Wird die Opferstruktur aus sich abwechselnden Streifen (also mindestens einen Streifen der ersten Phase und einen Streifen der zweiten Phase (bevorzugt aber auch mehrere abwechselnde Streifen beider Phasen) gebildet, so lässt sich dies vorteil haft auf dem Träger besonders schnell und kostengünstig her steilen. Dieser wird bei der Beschichtung mit geeigneten Mas ken versehen, so dass die Streifen der einen Phase sowie die Streifen der anderen Phase jeweils gleichzeitig erzeugt wer den können. Um eine genügend große Grenzfläche für eine Dif fusion zu bekommen, können die Streifen entsprechend schmal gewählt werden, so dass sich die erste Phase sowie die zweite Phase vorteilhaft mehrmals abwechseln. If the sacrificial structure is formed from alternating strips (ie at least one strip of the first phase and one strip of the second phase (but preferably also several alternating strips of both phases), this can advantageously be done on the carrier particularly quickly and inexpensively is provided with suitable masks during the coating process, so that the stripes of one phase and the stripes of the other phase can be produced at the same time can be selected so that the first phase and the second phase advantageously alternate several times.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung ist vorgesehen, dass die erste Phase aus Kupfer oder ei ner Kupferlegierung und die zweite Phase aus Zinn oder einer Zinnlegierung besteht. Kupfer und Zinn sind jeweils unbe grenzt ineinander löslich, wodurch eine Diffusionszone ohne Behinderungen ausgebildet werden kann. Die Neigung beider Me talle, ineinander zu diffundieren, ist im Übrigen vergleichs weise ausgeprägt, so dass die durch die Metalle Kupfer und Zinn ausgebildete intermetallische-Phasen-Wachstumszelle sehr empfindlich auf Temperatureinflüsse reagiert. Die sich aus bildenden intermetallischen Phasen unterschieden sich über dies in ihrem elektrischen Verhalten soweit von den reinen Metallen, dass die Ausbildung der intermetallischen Phase auch zu einer gut messbaren Widerstandsveränderung der inter- metallischen-Phasen-Wachstumszelle führt . According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first phase consists of copper or a copper alloy and the second phase consists of tin or a tin alloy. Copper and tin are each infinitely soluble in each other, so that a diffusion zone can be formed without hindrance. The tendency of both metals to diffuse into one another is, by the way, comparatively pronounced, so that the intermetallic phase growth cell formed by the metals copper and tin is very sensitive to temperature influences. The electrical behavior of the intermetallic phases that form differed so much from the pure metals in their electrical behavior that the formation of the intermetallic phase also leads to an easily measurable change in resistance of the intermetallic phase growth cell.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, dass die Opferstruktur aus einer elektrisch leitfä higen Schicht besteht, die auf dem Träger mit einer According to an alternative embodiment of the invention, it is provided that the sacrificial structure consists of an electrically conductive layer which is coated on the carrier with a
elektrisch isolierenden Oberfläche aufgebracht ist. Diese Op ferstruktur ändert ihr elektrisches Leitverhalten, wenn Um welteinflüsse auf diese einwirken. Das Material, aus dem die Opferstruktur gebildet ist, muss dementsprechend so ausge wählt werden, dass dieses empfindlich für bestimmte Umwelt einflüsse, wie z. B. Korrosion, ist. Hierdurch entsteht vor teilhaft eine Opferstruktur, mit der elektrochemische bzw. chemische Umwelteinflüsse detektiert werden können. electrically insulating surface is applied. This sacrificial structure changes its electrical conductivity when environmental influences affect it. The material from which the sacrificial structure is formed must accordingly be selected so that it is sensitive to certain environments, such as B. corrosion. This partially creates a sacrificial structure with which electrochemical or chemical environmental influences can be detected.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schicht aus einem durch Korrosion an greifbaren Material besteht. Vorteilhaft kann mit einer sol chen Schicht der Schaden ermittelt werden, den eine korrosive Umgebung beispielsweise auf die zu schützende Baugruppe aus übt. Für eine solche Schicht würde sich beispielsweise Eisen als Material eignen. Vorzugsweise sollte das Eisen nicht oder nur sehr wenig legiert sein. Auch niedrig legierte Stähle sind als Opfermaterial vorstellbar. Eisen ist besonders ge eignet, um die Anwesenheit von Feuchtigkeit (Wasser) oder di verse korrosive Gase wie H2S oder SO2 zu ermitteln. Alle die se korrosiven Bedingungen führen zu einer beschleunigten Auf lösung der Schicht bzw. zu deren Korrosion, wobei auch die Korrosionsprodukte eine andere elektrische Leitfähigkeit auf weisen als das Eisen. Eine Widerstandsänderung in Richtung einer Widerstandserhöhung lässt sich also dahingehend inter pretieren, dass korrosive Bedingungen in der elektronischen Baugruppe vorliegen. Vorteilhaft können Opfermaterialien un terschiedlicher Empfindlichkeit oder geometrischer Form ver wendet werden, um verschiedene Aussagen zu den korrosiven Be dingungen des Einsatzes der elektronischen Baugruppe ermit teln zu können. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the layer consists of a material that is tangible due to corrosion. The damage that a corrosive environment exerts, for example, on the assembly to be protected can advantageously be determined with such a layer. For example, iron would be suitable as a material for such a layer. Preferably the iron should not or be very little alloyed. Low-alloy steels are also conceivable as sacrificial material. Iron is particularly suitable for determining the presence of moisture (water) or various corrosive gases such as H 2 S or SO 2 . All of these corrosive conditions lead to an accelerated dissolution of the layer or to its corrosion, the corrosion products also having a different electrical conductivity than the iron. A change in resistance in the direction of an increase in resistance can therefore be interpreted to mean that there are corrosive conditions in the electronic assembly. Sacrificial materials of different sensitivity or geometric shape can advantageously be used in order to be able to determine various statements regarding the corrosive conditions of the use of the electronic assembly.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorge sehen werden, dass die elektrischen Kontakte mit einem Lot werkstoff vorbelotet sind. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders einfache Montage des Bauelements auf einem Schal tungsträger, wobei dieser zwecks Fixierung der Bauelemente (oder des Bauelements ) beispielsweise einem Reflow- Lötprozess unterworfen wird. Bei dieser Gelegenheit werden auch andere Bauelemente, die die elektronische Schaltung aus machen, die auf dem Schaltungsträger montiert ist, verlötet. Die Montage der elektrischen Bauelemente zur Überprüfung von Umweltbelastungen erzeugt daher keinen zusätzlichen Montage aufwand . According to a further embodiment of the invention can be seen that the electrical contacts are pre-soldered with a solder material. This advantageously enables a particularly simple assembly of the component on a scarf device carrier, this being subjected, for example, to a reflow soldering process for the purpose of fixing the components (or the component). On this occasion, other components that make up the electronic circuit that is mounted on the circuit board are also soldered. The assembly of the electrical components for checking environmental pollution therefore generates no additional assembly effort.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Bauelement mehrere Opferstrukturen integriert sind, wobei die mit den elektri schen Bauelementen realisierten Opferstrukturen empfindlich gegenüber unterschiedlichen Umwelteinflüssen sind. Alternativ können selbstverständlich auch Bauelemente mit einer Op ferstruktur zu mehreren auf einem Schaltungsträger einer elektronischen Baugruppe verbaut werden, wobei auch in diesem Fall die verbauten Bauelemente Opferstrukturen aufweisen, die empfindlich gegenüber unterschiedlichen Umwelteinflüssen sind. Dadurch, dass in der elektronischen Baugruppe Bauele mente mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten gegenüber un terschiedlichen Einflüssen aus der Umwelt verbaut werden, lassen sich vorteilhaft Umwelteinflüsse unterschiedlicher Art während des Betriebs der elektronischen Baugruppe gleichzei tig überwachen. It is particularly advantageous if a plurality of sacrificial structures are integrated in the component, the sacrificial structures realized with the electrical components being sensitive to different environmental influences. Alternatively, it is of course also possible to install components with one or more structure on a circuit carrier of an electronic assembly, in which case the built-in components also have sacrificial structures that are sensitive to different environmental influences are. The fact that in the electronic assembly components with different sensitivities to different influences from the environment are installed, environmental influences of different types can advantageously be monitored at the same time during the operation of the electronic assembly.
Weiterhin wird die Aufgabe durch die eingangs angegebene elektronische Baugruppe gelöst, welche einen Schaltungsträger aufweist, auf dem eine Schaltung mit mindestens einem elekt ronischen Bauelement montiert ist. Die Aufgabe wird konkret dadurch gelöst, dass zusätzlich zu dem mindestens einen elektronischen Bauelement ein elektrisches Bauelement gemäß der oben angegebenen Bauweise zur Überwachung der elektroni schen Baugruppe hinsichtlich eines oder mehrerer Umweltein flüsse vorgesehen ist. Hiermit werden die Vorteile erreicht, dass sich die Wirkung von Umwelteinflüssen für die elektroni sche Baugruppe hinreichend sicher Vorhersagen lassen, damit eine Maßnahme rechtzeitig vor einem Ausfall der elektroni schen Baugruppe eingeleitet werden kann. Wie bereits erläu tert, vermindern sich hierdurch die notwendigen Fertigungs kosten, da sich die elektrischen Bauteile kostengünstig her steilen lassen und demgegenüber auf eine kostenträchtige Überdimensionierung der elektronischen Bauelemente der be treffenden elektronischen Baugruppe oder auf die redundante Anordnung mehrerer Komponenten mit gleicher Funktion verzich tet werden kann. Furthermore, the object is achieved by the electronic module specified at the outset, which has a circuit carrier on which a circuit having at least one electronic component is mounted. The object is specifically achieved in that, in addition to the at least one electronic component, an electrical component according to the above-mentioned design is provided for monitoring the electronic assembly with regard to one or more environmental influences. With this, the advantages are achieved, the effect that can be reasonably certain V orhersagen of environmental factors for the electronic specific assembly for a measure can be introduced in good time before failure of the electronic rule module. As already explained, this reduces the necessary manufacturing costs, since the electrical components can be inexpensively manufactured and, in contrast, a costly oversizing of the electronic components of the relevant electronic assembly or the redundant arrangement of several components with the same function can be dispensed with ,
Vorteilhaft können auch mehrere elektrische Bauelemente auf den Schaltungsträger montiert werden, wobei die mit den elektrischen Bauelementen realisierten Opferstrukturen emp findlich gegenüber unterschiedlichen Umwelteinflüssen A plurality of electrical components can advantageously also be mounted on the circuit carrier, the sacrificial structures realized with the electrical components being sensitive to different environmental influences
und/oder gegenüber einem bestimmten Umwelteinfluss unter schiedlich empfindlich sind. Die Motivation dieser Maßnahme ist bereits oben erläutert worden. Hierduch können für eine elektronische Baugruppe mehrere Umwelteinflüsse untersucht werden, die potentiell zu einem Versagen der elektronischen Baugruppe führen könnten. Durch Vorsehen mehrerer Opferstruk- turen, die nur unterschiedlich empfindlich gegenüber eines bestimmten Umwelteinflusses sind, wird der Vorteil erreicht, dass das Maß, in dem dieser betreffende Umwelteinfluss die elektronische Baugruppe bereits geschädigt hat, in mehreren Stufen ablesbar wird. Das empfindlichste elektrische Bauele ment zeigt eine unzulässig hohe Belastung früher an, als das unempfindlichste elektrische Bauelement. Vorhersagen, wann es zu einer notwendigen Maßnahme zur Erhaltung der Funktion der elektronischen Baugruppe kommen muss, können hierdurch besser getroffen werden. and / or are sensitive to a certain environmental impact. The motivation for this measure has already been explained above. In this way, several environmental influences can be examined for an electronic assembly, which could potentially lead to failure of the electronic assembly. By providing several victim structures structures that are only differently sensitive to a certain environmental influence, the advantage is achieved that the extent to which this environmental influence has already damaged the electronic assembly can be read in several stages. The most sensitive electrical component indicates an impermissibly high load earlier than the most insensitive electrical component. This makes it easier to predict when a necessary measure must be taken to maintain the function of the electronic assembly.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, dass die elektrische Verbindung des elektrischen Bauele ments oder der elektrischen Bauelemente mit einem oder mehre ren Überwachungsstromkreisen verbunden ist, wobei die Überwa chungsstromkreise mit einer Überwachungsschaltung verbunden sind. Die Überwachungsschaltung kann beispielsweise durch ei nen Mikrocontroller gebildet werden. Es ist auch möglich, dass integrierte Schaltkreise der Nutzschaltung verwendet werden, um eine Überwachungsschaltung zu realisieren. Als Überwachungsschaltung gemäß der Erfindung ist eine elektroni sche Schaltung zu verstehen, die fähig ist, die Eigenschafts änderungen, insbesondere den elektrischen Widerstand, der elektrischen Bauelemente aufzunehmen und ggf. abhängig vom Überwachungsergebnis weitere Maßnahmen einzuleiten. Diese können beispielsweise in einer Anzeige eines Signals zur not wendigen Überprüfung der elektronischen Baugruppe bestehen. Auch ist es möglich, dass beispielsweise ein Signal ausgege ben wird, welches die erforderliche Ergreifung von Maßnahmen gegen einen Ausfall der elektronischen Baugruppe anzeigt. According to another embodiment of the invention, it is provided that the electrical connection of the electrical component or the electrical components is connected to one or more monitoring circuits, the monitoring circuits being connected to a monitoring circuit. The monitoring circuit can be formed, for example, by a microcontroller. It is also possible for integrated circuits of the useful circuit to be used to implement a monitoring circuit. A monitoring circuit according to the invention is to be understood as an electronic circuit which is capable of absorbing the property changes, in particular the electrical resistance, of the electrical components and, if appropriate, initiating further measures depending on the monitoring result. These can consist, for example, in a display of a signal for the need to check the electronic assembly. It is also possible that, for example, a signal is output which indicates the necessary measures to be taken to prevent the electronic assembly from failing.
Zuletzt wird die oben genannte Aufgabe durch das eingangs an gegebene Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Bau gruppe gelöst. Hierbei wird die durch das Bauelement gebilde te elektrische Verbindung elektrisch überwacht und eine Ver änderung der elektrischen Eigenschaften der elektrischen Ver bindung dazu verwendet, ein Signal zu erzeugen, welches ein drohendes Versagen der elektronischen Baugruppe anzeigt. Wie bereits erläutert, kann dieses Signal weitergeleitet werden, um Maßnahmen zu ergreifen, das drohende Ausfallen der elekt ronischen Baugruppe zu verhindern. Diese Maßnahmen können in einem Austausch von einzelnen Bauelementen der elektronischen Baugruppe oder dem Austausch der gesamten elektronischen Bau gruppe bestehen. Finally, the above-mentioned object is achieved by the method given at the beginning for operating an electronic construction group. Here, the electrical connection formed by the component is electrically monitored and a change in the electrical properties of the electrical connection is used to generate a signal which indicates an impending failure of the electronic assembly. How already explained, this signal can be passed on to take measures to prevent the impending failure of the electronic assembly. These measures can consist in an exchange of individual components of the electronic assembly or the exchange of the entire electronic assembly group.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszei chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Further details of the invention are described below with reference to the drawing. The same or corresponding drawing elements are each provided with the same reference characters and are only explained to the extent that there are differences between the individual figures.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen han delt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Kom ponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, wel che die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiter bilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Er findung ergänzbar. The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, and which also further develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded individually or in a combination other than that shown as part of the invention , Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen  Figure 1 shows an embodiment of the invention
elektrischen Bauelements, montiert auf einem Schal tungsträger, schematisch und geschnitten,  electrical component, mounted on a circuit board, schematic and cut,
Figur 2 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä ßen Bauelements, montiert auf einem Schaltungsträ- ger, geschnitten, FIG. 2 shows another exemplary embodiment of the component according to the invention, mounted on a circuit carrier, in section,
Figur 3 eine Aufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauelements, wobei dieses wie in Figur 1 dargestellt aufgebaut sein könnte und Figur 4 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der elektronischen Baugruppe als Aufsicht, wobei anhand von Figur 4 auch ein Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Verfahrens erläutert werden kann. Figure 3 is a plan view of another embodiment of the component according to the invention, which could be constructed as shown in Figure 1 and FIG. 4 shows a top view of an embodiment of the electronic assembly as a top view, and an embodiment of the method according to the invention can also be explained with reference to FIG.
In Figur 1 ist eine Schaltungsträger 11 dargestellt, auf dem ein elektrisches Bauelement 12 montiert ist. Hierzu weist das elektrische Bauelement zwei Durchkontaktierungen 13 auf, die auf einer Unterseite 14 mit einem Lotwerkstoff 15 in Form von Kontaktbumps versehen sind, wobei diese Kontaktbumps auf ei ner Montageseite 16 des Schaltungsträgers 11 montiert sind. Leiterbahnen auf der Montageseite 16 sind nicht näher darge stellt . FIG. 1 shows a circuit carrier 11 on which an electrical component 12 is mounted. For this purpose, the electrical component has two plated-through holes 13, which are provided on the underside 14 with a solder material 15 in the form of contact bumps, these contact bumps being mounted on an assembly side 16 of the circuit carrier 11. Conductor tracks on the mounting side 16 are not shown in more detail.
Das elektrische Bauelement 12 weist einen Träger 17 auf, des sen Oberseite 18 zur Aufnahme einer Opferstruktur 19 dient. Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, kann diese Op ferstruktur 19 verschiedene Ausgestaltungen aufweisen. The electrical component 12 has a carrier 17, the upper side 18 of which serves to receive a sacrificial structure 19. As will be explained in more detail below, this sacrificial structure 19 can have different configurations.
Die Opferstruktur 19 bildet eine durch eine Strichpunktlinie angedeutete elektrische Verbindung, die über die Verbindung 22 aus dem Lotwerkstoff 15 über die Durchkontaktierungen 13 und Lötverbindungen 21 und eben die Opferstruktur 19 führt. Diese elektrische Verbindung 22 ermöglicht damit die Schaf fung eines nicht näher dargestellten Überwachungsstromkreises (vgl. Figur 4, Bezugszeichen 29) der über die Kontaktierungen auf der Montageseite 16 des Schaltungsträgers 11 führt. Ver ändern sich nun die elektrischen Eigenschaften der Op The sacrificial structure 19 forms an electrical connection, indicated by a chain line, which leads via the connection 22 made of the solder material 15, via the plated-through holes 13 and soldered connections 21, and precisely the sacrificial structure 19. This electrical connection 22 thus enables the creation of a monitoring circuit (not shown) (see FIG. 4, reference number 29) which leads via the contacts on the mounting side 16 of the circuit carrier 11. Ver now change the electrical properties of the Op
ferstruktur 19 aufgrund von Umwelteinflüssen, so können diese über den besagten Überwachungsstromkreis elektrisch detek- tiert werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Änderung des elektrischen Widerstands. If the structure 19 is due to environmental influences, these can be electrically detected via said monitoring circuit. This is, for example, a change in the electrical resistance.
Die Opferstruktur 19 gemäß Figur 1 ist als Schicht 22 ausge führt. Diese Schicht besteht aus einem korrodierbaren Materi al, vorzugsweise reinem Eisen. Bei einem korrosiven Angriff verringert sich dadurch die Dicke der Schicht 22, wobei der Träger 17 elektrisch isolierend ausgeführt ist, so dass sich der Widerstand der elektrischen Verbindung 20 im Bereich der Schicht 22 verringert. Dies kann anhand einer Widerstandsän derung gemessen werden, wobei die Widerstandsänderung auch eine quantitative Aussage über das Maß der Schädigung ermög licht . The sacrificial structure 19 according to FIG. 1 is implemented as a layer 22. This layer consists of a corrodible material, preferably pure iron. In the event of a corrosive attack, the thickness of the layer 22 is reduced, the carrier 17 being designed to be electrically insulating, so that the resistance of the electrical connection 20 in the region of the layer 22 is reduced. This can be measured using a change in resistance, the change in resistance also making it possible to make a quantitative statement about the extent of the damage.
In Figur 2 besteht die Opferstruktur nicht aus einer Schicht, sondern aus einem Sandwich 23, welcher aus drei Schichten be steht. Diese bilden abwechselnd eine erste Phase 24 und eine zweite Phase 25, wobei die erste Phase 24 aus Kupfer und die zweite Phase 25 aus Zinn besteht. Zwischen den Phasen entste hen dadurch Phasengrenzen 26, durch die hindurch sowohl Kup fer als auch Zinn unter Ausbildung von Diffusionszonen 27 diffundieren können. Die Schichten der ersten Phase 24 und zweiten Phase 25 sind außerdem zwischen Kontaktstücken 28 ge halten, welche auf Kontaktflächen 30 des Schaltungsträgers 11 mit dem Lotwerkstoff 15 elektrisch verbunden sein können. Das elektrische Bauelement 12 kann somit die Abmessungen von pas siven elektronischen oder elektrischen Bauelementen wie Kon densatoren oder Widerständen aufweisen und vorteilhaft nach den gängigen Methoden der SMT (Surface Mounted Technology) montiert werden. In Figure 2, the sacrificial structure does not consist of one layer, but of a sandwich 23, which consists of three layers. These alternately form a first phase 24 and a second phase 25, the first phase 24 made of copper and the second phase 25 made of tin. As a result, phase boundaries 26 arise between the phases, through which both copper and tin can diffuse to form diffusion zones 27. The layers of the first phase 24 and second phase 25 are also kept between contact pieces 28, which can be electrically connected to contact surfaces 30 of the circuit carrier 11 with the solder material 15. The electrical component 12 can thus have the dimensions of passive electronic or electrical components such as capacitors or resistors and can advantageously be mounted according to the common methods of SMT (Surface Mounted Technology).
Gemäß Figur 3 ist ein elektronisches Bauelement 12 darge stellt, welches einen Träger 17 aufweist, auf dem mehrere Op ferstrukturen 19 realisiert sind. Alle diese Opferstrukturen werden über die Durchkontaktierungen 13 und die Lötverbindun gen 21 derart kontaktiert, dass diese über die der Zeichen ebene abgewandte Montageseite (vgl. 14 in Figur 1) im SMT- Verfahren elektrisch kontaktiert werden können. According to Figure 3, an electronic component 12 is Darge, which has a carrier 17 on which several Op fer structures 19 are realized. All these sacrificial structures are contacted via the plated-through holes 13 and the soldered connections 21 in such a way that they can be electrically contacted via the mounting side facing away from the drawing (see FIG. 14 in FIG. 1) using the SMT method.
Die Opferstrukturen 19 gemäß Figur 3 sind jeweils als Schich ten 22, 33 ausgeführt, wobei diese Schichten auf der Obersei te 18 des Trägers 17 ausgebildet sind. Die Schichten 22 sind genauso aufgebaut, wie in Figur 1 dargestellt. Diese bestehen jedoch aus verschiedenen Materialien, z. B. Eisen und einer niedrig legierten Stahllegierung, so dass diese unterschied- lieh auf korrosive Angriffe der Umgebungsbedingungen reagie ren . The sacrificial structures 19 according to FIG. 3 are each designed as layers 22, 33, these layers being formed on the top surface 18 of the carrier 17. The layers 22 are constructed exactly as shown in FIG. 1. However, these consist of different materials, e.g. B. iron and a low-alloy steel alloy, so that these different lent to corrosive attacks of the environmental conditions.
Die Schichten 33 sind abwechselnd aus Streifen der ersten Phase 24 und der zweiten Phase 25 ausgebildet. Der Aufbau ist somit hinsichtlich des Wechsels zwischen erster Phase und zweiter Phase unter Ausbildung von Phasengrenzen 26 analog zu der Opferstruktur gemäß Figur 2 ausgeführt. Die Struktur, die abwechselnd aus ersten Phasen 24 und zweiten Phasen 25 gebil det ist, wird insgesamt als intermetallische-Phasen- Wachstumszelle 31 bezeichnet (der Sandwich 26 gemäß Figur 2 bildet demnach ebenfalls eine intermetallische-Phasen- Wachstumszelle aus) . The layers 33 are alternately formed from strips of the first phase 24 and the second phase 25. With regard to the change between the first phase and the second phase, the construction is thus carried out with the formation of phase boundaries 26 analogous to the sacrificial structure according to FIG. The structure, which is alternately formed from first phases 24 and second phases 25, is referred to overall as an intermetallic phase growth cell 31 (the sandwich 26 according to FIG. 2 accordingly also forms an intermetallic phase growth cell).
Bei einer Temperaturbeanspruchung der Opferstrukturen 19 bil den sich in der intermetallische-Phasen-Wachstumszelle zuneh mend und ausgehend von den Phasengrenzen 26 intermetallische Phasen aus. Diese bestehen im Falle der Materialien Kupfer als erste Phase und Zinn als zweite Phase z. B. aus der in termetallischen Verbindung CusZns. Die intermetallischen Pha sen haben einen bedeutend höheren elektrischen Widerstand, als das Ursprungsmaterial der ersten Phase und der zweiten Phase. Daher kann die Ausbildung der intermetallischen Phasen elektrisch durch eine Widerstandsmessung nachgeprüft und quantifiziert werden. When the sacrificial structures 19 are subjected to a temperature, the intermetallic phase growth cell increasingly forms and starts from the phase boundaries 26 intermetallic phases. These exist in the case of copper as the first phase and tin as the second phase. B. from the term metallic connection CusZns. The intermetallic phases have a significantly higher electrical resistance than the original material of the first phase and the second phase. The formation of the intermetallic phases can therefore be checked and quantified electrically by means of a resistance measurement.
Gemäß Figur 4 ist eine elektronische Baugruppe 14 von oben dargestellt. Diese weist elektronische Bauelemente 34 auf, die gemeinsam eine Nutzschaltung der elektronischen Baugruppe ergeben, d. h., dass durch diese Nutzschaltung eine bestimmte gewünschte Funktion der elektronischen Baugruppe realisiert ist. Außerdem ist auf dem Schaltungsträger 11 der elektroni schen Baugruppe der Mikrocontroller 35 montiert, der die elektrischen Bauelemente 13 zum Teil kontrolliert. Hierfür sind die Überwachungsstromkreise 29 vorgesehen, wodurch eine Überwachungsschaltung 32a realisiert ist. In Figur 4 ist außerdem dargestellt, dass eine weitere Über wachungsschaltung 32b auf einem elektronischen Bauelement 34 ausgebildet sein kann. Diese Überwachungsschaltung kann spe ziell zur Überwachung der Funktionen des elektronischen Bau elements 34 herangezogen werden. Gleichzeitig wird das elekt ronische Bauelement 34 als Kontrolleinheit für diese Überwa chungsschaltung 32b genutzt, so dass kein gesonderter Mikro controller vorgesehen ist. According to FIG. 4, an electronic assembly 14 is shown from above. This has electronic components 34 which together result in a useful circuit of the electronic assembly, ie that a certain desired function of the electronic assembly is realized by this useful circuit. In addition, the microcontroller 35 is mounted on the circuit carrier 11 of the electronic assembly, which partially controls the electrical components 13. The monitoring circuits 29 are provided for this purpose, as a result of which a monitoring circuit 32a is implemented. FIG. 4 also shows that a further monitoring circuit 32b can be formed on an electronic component 34. This monitoring circuit can be used specifically for monitoring the functions of the electronic component 34. At the same time, the electronic component 34 is used as a control unit for this monitoring circuit 32b, so that no separate microcontroller is provided.
Außerdem ist eine weitere Überwachungsschaltung 32c vorgese hen, bei der als Kontrolleinheit ein weiteres elektronisches Bauelement 34 verwendet wird, welches ähnlich wie das andere elektronische Bauelement 34 einen Teil der auf dem Schal tungsträger 11 realisierten Nutzschaltung darstellt. Dieses elektronische Bauelement ist ebenfalls mit elektrischen Bau elementen 12 zur Überwachung der Funktion der elektronischen Baugruppe 15 verbunden. In addition, a further monitoring circuit 32c is provided, in which a further electronic component 34 is used as the control unit, which, like the other electronic component 34, forms part of the useful circuit implemented on the circuit board 11. This electronic component is also connected to electrical construction elements 12 for monitoring the function of the electronic assembly 15.
Weiterhin wird durch den Vergleich der Überwachungsschaltun gen 32a und 32c deutlich, dass die elektrischen Bauelemente 12 sowohl in Reihe (vgl. Überwachungsschaltung 32c) als auch parallel (vgl. Überwachungsschaltung 32a) geschaltet werden können. Wenn diese in Reihe geschaltet sind, wird ein Signal zur Detektion eines Fehlers angezeigt, wenn eines der Furthermore, the comparison of the monitoring circuits 32a and 32c makes it clear that the electrical components 12 can be connected both in series (cf. monitoring circuit 32c) and in parallel (cf. monitoring circuit 32a). If these are connected in series, a signal to detect an error is displayed if one of the
elektrischen Bauelemente 12 ausfällt. Dabei kann nicht fest gestellt werden, welches der elektrischen Bauelemente 12 dies ist. Bei der Überwachungsschaltung 32a wird ein entsprechen des Signal in dem Überwachungsstromkreis generiert, in dem der Ausfall stattfindet. Der Mikrocontroller 30 kann dieses Signal eindeutig dem ausgefallenen elektrischen Bauelement 12 zuordnen . electrical components 12 fails. It cannot be determined which of the electrical components 12 this is. In the monitoring circuit 32a, a corresponding signal is generated in the monitoring circuit in which the failure takes place. The microcontroller 30 can clearly assign this signal to the failed electrical component 12.
Die Charakteristik der Opferstrukturen ist so ausgebildet, dass diese nicht plötzlich ausfallen, sondern dass sich ihre elektrischen Eigenschaften aufgrund von Korrosion oder Diffu sion im Laufe der Zeit verändern. Diese Eigenschaftsänderung lässt sich elektrisch nachweisen. Insbesondere kann eine Mes sung des elektrischen Widerstands der Opferstrukturen erfol- gen. Der zeitliche Verlauf der Änderung dieser Eigenschaft lässt dann Rückschlüsse über das Alterungsverhalten der ge samten elektronischen Baugruppe zu. Wird ein gewisser Grenz wert erreicht, kann dies als Anlass genommen werden, die elektronische Schaltung zu überprüfen und ggf. auszuwechseln, um ein Versagen einzelner Komponenten der elektronischen Bau gruppe auf jeden Fall zu vermeiden. Gewöhnlich wird damit nicht so lange gewartet werden, bis die Opferstruktur einem Totalausfall unterliegt (beispielsweise komplettes Durchros- ten der Opferstruktur) . The characteristics of the sacrificial structures are designed so that they do not suddenly fail, but that their electrical properties change over time due to corrosion or diffusion. This change in properties can be demonstrated electrically. In particular, the electrical resistance of the sacrificial structures can be measured. The time course of the change in this property then allows conclusions to be drawn about the aging behavior of the entire electronic assembly. If a certain limit value is reached, this can be taken as an opportunity to check the electronic circuit and replace it if necessary, in order to avoid failure of individual components of the electronic assembly in any case. Usually, it will not wait that long until the victim structure is subject to a total failure (for example, a complete rusting through of the victim structure).

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrisches Bauelement für eine Oberflächenmontage, wobei das Bauelement elektrische Kontakte (13) zur Kontaktierung auf einem Schaltungsträger (11) aufweist, 1. Electrical component for surface mounting, the component having electrical contacts (13) for contacting on a circuit carrier (11),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass das Bauelement eine Opferstruktur aufweist, in die eine elektrische Verbindung (20) zwischen den elektrischen Kontak ten (13) integriert ist, derart, dass ein eine Änderung der elektrischen Eigenschaften der Opferstruktur auch die that the component has a sacrificial structure, in which an electrical connection (20) between the electrical contacts (13) is integrated, such that a change in the electrical properties of the sacrificial structure also
elektrischen Eigenschaften der elektrischen Verbindung beein flusst . influences electrical properties of the electrical connection.
2. Bauelement nach Anspruch 1, 2. Component according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass dieses einen Träger (17) aufweist, der die Opferstruktur aufnimmt und die elektrische Verbindung (20) zu den Kontakten (13) herstellt. that this has a carrier (17) which receives the sacrificial structure and establishes the electrical connection (20) to the contacts (13).
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, 3. Component according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die Opferstruktur aus einer intermetallische-Phasen- Wachstumszelle (31) besteht, welche elektrisch leitend ist, wobei die intermetallische-Phasen-Wachstumszelle (31) aus zwei metallischen Werkstoffen als erster Phase (24) und als zweiter Phase (25) gebildet ist, welche eine gemeinsame Pha sengrenze (26) aufweisen und welche ineinander löslich sind. that the sacrificial structure consists of an intermetallic phase growth cell (31) which is electrically conductive, the intermetallic phase growth cell (31) being formed from two metallic materials as the first phase (24) and the second phase (25), which have a common phase boundary (26) and which are soluble in one another.
4. Bauelement nach Anspruch 3, 4. The component according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die intermetallische-Phasen-Wachstumszelle (31) als Sandwich ausgeführt ist, wobei die erste Phase sich zwischen zwei Schichten der zweiten Phase oder die zweite Phase zwi schen 2 Schichten der ersten Phase befindet. that the intermetallic phase growth cell (31) is designed as a sandwich, the first phase being between two layers of the second phase or the second phase being between two layers of the first phase.
5. Bauelement nach dem auf Anspruch 2 rückbezogenen Anspruch5. The component according to the claim referring back to claim 2
3, 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die intermetallische-Phasen-Wachstumszelle (31) als Schicht (33) auf dem Träger (17) mit einer elektrisch isolie renden Oberfläche ausgebildet ist, wobei die Schicht aus sich berührenden und sich abwechselnden Streifen der ersten Phase (24) und der zweiten Phase (25) besteht. characterized, that the intermetallic phase growth cell (31) is formed as a layer (33) on the carrier (17) with an electrically insulating surface, the layer consisting of touching and alternating strips of the first phase (24) and the second phase (25) exists.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 6. Component according to one of claims 3 to 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die erste Phase (24) aus Kupfer oder einer Kupferlegie rung und die zweite Phase (25) aus Zinn oder einer Zinnlegie rung besteht. that the first phase (24) consists of copper or a copper alloy and the second phase (25) consists of tin or a tin alloy.
7. Bauelement nach Anspruch 6, 7. The component according to claim 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die Opferstruktur aus einer elektrisch leitfähigen Schicht (22) besteht, die auf dem Träger (17) mit einer elektrisch isolierenden Oberfläche aufgebracht ist. that the sacrificial structure consists of an electrically conductive layer (22) which is applied to the carrier (17) with an electrically insulating surface.
8. Bauelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 8. Component according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Schicht 25 aus einem durch Korrosion angreifenden Material besteht. that the layer 25 consists of a material attacked by corrosion.
9. Bauelement nach Anspruch 8, 9. The component according to claim 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die elektrischen Kontakte (13) mit einem Lotwerkstoff (15) vorbelotet sind. that the electrical contacts (13) are pre-soldered with a solder material (15).
10. Bauelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 10. Component according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass in dem Bauelement mehrere Opferstrukturen integriert sind, wobei die mit den elektrischen Bauelementen (12) reali sierten Opferstrukturen empfindlich gegenüber unterschiedli chen Umwelteinflüssen sind. that several victim structures are integrated in the component, the victim structures realized with the electrical components (12) being sensitive to different environmental influences.
11. Elektronische Baugruppe, aufweisend einen Schaltungsträ- ger (11), auf dem eine Schaltung mit mindestens einem elekt ronischen Bauelement (34) montiert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 11. Electronic assembly, comprising a circuit carrier (11) on which a circuit with at least one electronic component (34) is mounted, characterized,
dass zusätzlich zu dem mindestens einen elektronischen Bau element (34) ein elektrisches Bauelement (12) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche auf dem Schaltungsträger (11) mon tiert ist. that in addition to the at least one electronic component (34) an electrical component (12) according to one of the preceding claims is mounted on the circuit carrier (11).
12. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 11, 12. Electronic assembly according to claim 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass mehrere elektrische Bauelemente (12) auf dem Schaltungs träger (11) montiert sind, wobei die mit den elektrischen Bauelementen (12) realisierten Opferstrukturen empfindlich gegenüber unterschiedlichen Umwelteinflüssen und/oder durch einen bestimmten Umwelteinfluss unterschiedlich empfindlich sind . that several electrical components (12) are mounted on the circuit carrier (11), the sacrificial structures realized with the electrical components (12) being sensitive to different environmental influences and / or being sensitive to different effects due to a specific environmental influence.
13. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 11 oder13. Electronic assembly according to one of claims 11 or
12, 12
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die elektrische Verbindung des elektrischen Bauelements (12) oder der elektrischen Bauelemente (12) mit einem oder mehreren Überwachungsstromkreisen (29) verbunden ist, wobei die Überwachungsstromkreise (29) mit einer Überwachungsschal tung verbunden sind. that the electrical connection of the electrical component (12) or of the electrical components (12) is connected to one or more monitoring circuits (29), the monitoring circuits (29) being connected to a monitoring circuit.
14. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Baugruppe nach einem der Ansprüche 11 bis 13, 14. A method for operating an electronic assembly according to one of claims 11 to 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die elektrische Verbindung in dem elektrischen Bauele ment (12) elektrisch überwacht wird und ein Veränderung der elektrischen Eigenschaften der elektrischen Verbindung die Erzeugung eines Signals auslöst, welches ein drohendes Versa gen der elektronischen Baugruppe anzeigt. that the electrical connection in the electrical component (12) is electrically monitored and a change in the electrical properties of the electrical connection triggers the generation of a signal which indicates impending failure of the electronic assembly.
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