HTV – Ihr erfahrener Partner für qualifizierte Forschungsprojekte rund um elektronische Bauteile und Baugruppen
Jahrzehntelange Erfahrung, hochmodernes Equipment, individuell zusammengestellte Teams aus bestens qualifizierten Ingenieuren, Technikern, Chemikern, Physikern und Materialwissenschaftlern sowie enge Zusammenarbeit mit führenden Universitäten und Forschungseinrichtungen weltweit. Die Zusammenarbeit in einem Konsortium aus verschiedenen Projektpartnern ermöglicht es, ganz unterschiedliche innovative Forschungsprojekte gemäß dem aktuellsten Wissensstand zielführend für Kunden, Institute und offizielle Behörden umzusetzen.
Forschungsdienstleistungen bei HTV
IT- und Hardware-Sicherheit
Luft- und Raumfahrt
Mikroelektronik/Medizintechnik
Ressourceneffizienz
Individuelle Forschungsprojekte
Wir realisieren Ihre individuellen Forschungsprojekte als kompetenter Partner in nahezu allen Bereichen der Elektronik und Materialwissenschaft.
Von der Antragstellung der Fördergelder (Forschungsziel, Arbeitsprogramm, Zeit- und Finanzplan) bei den forschungsfördernden Institutionen, der Projektsteuerung, eigenständige Umfrage- bzw. Marktanalysen bishin zu Patentrecherche und den dazugehörigen Veröffentlichungen. Sei es bei der Erforschung von neuer Hardware, Software, IP (Intellectual Property) oder Fragestellungen im materialwissenschaftlichen Bereich – wir können für nahezu jedes Kundenanliegen die passende Forschungsarbeit umsetzen.
Fragen Sie uns ganz unverbindlich an.
Sehen Sie hier einen Auszug von Forschungsprojekten bei HTV.
IT- und Hardware-Sicherheit
Für Hochlohnländer mit komplexen und schützenswerten Produkten ist die Datensicherheit, Fälschungssicherheit und die Abwehr von Cyber- oder Hardware-Angriffen sehr wichtig. HTV kann Ihnen beim Schutz und der Erforschung von Schutzfunktionen für Ihre Hardware helfen. Darüber hinaus beraten wir Sie gerne zu den Themen Sicherheit und Bauteilfälschung bzw. Bauteilmanipulation.
Weiterentwicklung und Erforschung der (SoC)-FPGA-Technologie
Langjährige Forschung im Rahmen unterschiedlicher Studien der FPGA-Technologie. Hier wurden u.a. Fähigkeiten und Eigenschaften neuester Chip Technologien in der Praxis erprobt und aktuelle Grenzen der Machbarkeit aufgezeigt. Durch diese z. T. bahnbrechende Grundlagenforschung werden sich zukünftig eine Vielzahl neuer Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten, speziell im Bereich der IT- und Funktionssicherheit, ergeben. Zum Beispiel Analysen zum Bitstrom von FPGAs, die die Beeinflussung der Funktion eines FPGA-Designs im laufenden Betrieb vorhersagbar machen. Desweiteren Forschungsprojekte von Demonstratoren bei Seitenkanalangriffen auf Mikrocontroller und FPGAs, die verdeutlichen konnten, wie leicht es ist, innere Prozesse eines digitalen Chips (z. B. seinen geheimen Schlüssel) über dessen Stromverbrauch oder elektromagnetische Abstrahlung abzuhören.
Veröffentlichungen
Bundesforschungsprojekt “Vertrauenswürdige Elektronik”
Verhinderung von Angriffen auf Elektroniksysteme durch innovative Multi-Sensorik (VE-SAFE)
Im einem Verbundvorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) wurde HTV damit beauftragt eine Überwachungselektronik zu entwickeln. Diese soll zusammen mit einer bislang ungeschützten Kundenelektronik in einer Leiterplatte vergossen werden, um mögliche Angriffe auf die Hardware (Kundenelektronik) des jeweiligen elektronischen Gerätes erkennen und passende Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Durch die Entwicklungen im Forschungsprojekt sollen Hersteller elektronischer Geräte zukünftig in die Lage versetzt werden, das Sicherheitsniveau ihrer elektronischen Baugruppen im Bereich der Hardware Security komfortabel und kostengünstig zu erhöhen.
Siehe auch HTV-News: Bundesforschungsprojekt für “Vertrauenswürdige Elektronik”
Siehe auch: Velektronik – Die Plattform für Vertrauenswürdige Elektronik
Veröffentlichungen
Forschungsprojekt “Erkennung von Hardwaremanipulation/Rework durch die Analyse von Lötzinn”
Die IT-Sicherheit einer elektronischen Baugruppe hängt nicht nur von deren Software, sondern auch maßgeblich von deren Hardware ab. Ist ein Angreifer in der Lage bei der Hardware unbemerkte Änderungen vor der Auslieferung durchzuführen, kann er sich dadurch einen unbemerkten dauerhaften Zugriff auf die internen Abläufe der Baugruppe beschaffen.
In unterschiedlichen Studien erforscht HTV daher zusammen mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) welche Unterschiede reparierte bzw. manipulierte Baugruppen nach einem sogenannten Rework zeigen, welche Untersuchungsverfahren dafür eingesetzt werden können und welche Verfahren die besten Analyseergebnisse erzielen.
Veröffentlichungen
Ressourceneffizienz – Erforschung der Alterung von Materialien und Baugruppen
Langjährige Forschungsprojekte mit internationalen Partnern zur Alterung und Lagerung elektronischer Bauteile sind u.a. das Spezialgebiet von HTV. Dabei bildet das von HTV entwickelte Langzeitkonservierungsverfahren / -lagerungsverfahren TAB® die Grundlage und es bedarf einer kontinuierlichen Forschung zum Alterungsverhalten verschiedener Komponenten und neuester Materialien, um eine adaptierte Langzeitlagerung für neue Bauteile, Baugruppen und Produkte zur Verfügung stellen zu können.
HTV-Forschungsprojekt zur “Langzeitlagerung von OLED-Displays”
OLED-Displays werden verstärkt bei Smartphones oder TVs verwendet und kommen immer häufiger auch in der Automobilindustrie zum Einsatz – HTV unterstützt diese Entwicklungen durch Forschungsprojekte z. B. zur Langzeitlagerung von OLEDs. Insbesondere auch in der Medizintechnik, bei der die optischen Werte von in Messtechnik eingesetzten LEDs über die gesamte Lebensdauer unbedingt konstant bleiben müssen, ist die Forschung und Bestimmung der optischen Parameter von entscheidender Bedeutung.
Siehe auch:
HTV-News: HTV-Forschungsprojekt zur “Langzeitlagerung von OLED-Displays”
HTV-Dienstleitungen: HTV-Lichtlabor – Prüfung optischer Parameter
Veröffentlichungen
Forschungsprojekt: „Langzeitverfügbarkeit von elektronischen/elektromechanischen Bedieneinheiten”
Elektronische/elektromechanische Bedieneinheiten unterscheiden sich aufgrund der komplexen Zusammensetzung, die häufig verschiedene neue Materialien beinhaltet, stark von gängigen elektronischen Bauteilen und Komponenten. Es gab bisher keine geeigneten Verfahren zur Langzeitlagerung von Bedieneinheiten. In diesem Projekt wurden Methoden (optisch, mechanisch, elektronisch) zur Evaluierung von Alterungsprozessen in Bedieneinheiten entwickelt und diese gezielt gealtert, um alterungsbedingte Änderungen mit den entwickelten Methoden erfassen zu können. So konnten kritische Faktoren bei der Lagerung identifiziert und auf dieser Basis Verfahren zur Langzeitlagerung von Bedieneinheiten entwickelt werden. Diese Verfahren werden bei HTV für eine geeignete Langzeitlagerung im Rahmen des TAB® Lagerverfahrens eingesetzt. Mithilfe der entwickelten Analysemethoden kann der Zustand der Bedieneinheiten vor und während der Lagerung regelmäßig begutachtet werden und die Ersatzteilverfügbarkeit über Jahrzehnte sichergestellt und die Nutzungsdauer von Geräten und Maschinen gravierend gesteigert werden.
Veröffentlichungen
Ressourceneffizienz: Langzeitverfügbarkeit von elektronischen/elektromechanischen Bedieneinheiten;
Forschungsziel: Entwicklung eines Lagerverfahrens zur Langzeitlagerung von elektronischen/elektromechanischen Bedieneinheiten
Report/Elektronische Ressource: Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH
Ressourceneffizienz: Langzeitverfügbarkeit von elektronischen/elektromechanischen Bedieneinheiten
Report: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit
Forschungsprojekt: Speicherqualifizierung – Datensicherheit in Flash-Speichern
Die weltweit eingesetzte Elektronik befindet sich in einem starken Wandel, von dem insbesondere auch Speicherbausteine betroffen sind. Aktuelle Entwicklungen bei digitalen Speicherbausteinen zielen darauf ab, Geschwindigkeit und Datenübertragung zu steigern, den Energieverbrauch zu senken und gleichzeitig die gespeicherte Datenmenge pro Flächeneinheit immer weiter zu erhöhen.
Eine Speicherqualifizierung dient zur Analyse der Datensicherheit in elektronischen Flash-Speichern (z. B. NAND und NOR). Der Ablauf einer Qualifizierung ist folgendermaßen: Alterung einzelner Speicherbereiche, Programmierung von Testdaten, Hochtemperaturlagerung der Bauteile, sowie Auslesen des Speichers mit Analyse der auftretenden Bitkipper. Für die spätere Applikation ist es daher von essentieller Bedeutung, die Qualität bzw. Lebensdauer der eingesetzten Speichertechnologie zu kennen, um einen sicheren Betrieb über die gesamte Produktlebensdauer sicherstellen zu können.
Durch eine Speicherqualifikation bei HTV kann die Qualität unterschiedlicher Speichertechnologien ermittelt und für die jeweilige Anwendung die passendste Technologie ausgewählt werden, um für den gesamten Betrieb der jeweiligen elektronischen Baugruppe eine ausreichend große Datensicherheit sicherzustellen.
Veröffentlichungen
Forschungsprojekt: Charakterisierung und Analyse der Alterungsprozesse von LC-Modulen
In vielen Produkten aus der Elektronikbranche sind LC-Displays (Flüssigkristalldisplays/liquid crystal displays) eingebaut und werden für die Anzeige unterschiedlichster Informationen verwendet. Gerade im Automobilbereich bzw. auch in der Luft- und Raumfahrt, wo historisch analoge Anzeigeelemente zum Einsatz kamen, erfolgte in den letzten Jahren ein kontinuierlicher Technologiewechsel. Dabei steigt die Anzahl der z. B. in Autos oder Flugzeugen verbauten LC-Displays kontinuierlich und auch die Größe der Module wächst von Jahr zu Jahr.
Aufgrund des komplexen Multi-Materialaufbaus besteht bei LC-Displays ein erhebliches Risiko bei der Langzeitlagerung. Aus diesem Grund erforschte HTV die Alterungseffekte von Flüssigkristalldisplays, um das weltweit einmalige Langzeitkonservierungsverfahren TAB® für die Lagerung von Displays besser anzupassen und zu validieren.
Veröffentlichungen
Charakterisierung und Analyse der Alterungsprozesse von LC-Modulen
Luft- und Raumfahrt
Die Luft- und Raumfahrt Branche stellt extrem hohe Anforderungen an Sicherheit, Qualität und Zuverlässigkeit an die verwendeten Bauteile und Werkstoffe. Ein Satellit im Orbit beispielsweise muss länger als 10 Jahre einwandfrei funktionieren, ohne das die Möglichkeit besteht eine Reparatur durchzuführen. Aus diesem Grund gelten in der Luft- und Raumfahrt besonders strenge Regeln zur Qualifizierung der einzelnen Komponenten.
Im Bereich der Luft- und Raumfahrt unterstützt HTV mit seinen sehr gut ausgestatteten Analyseabteilungen und entsprechendem Spezial-Know-How sowohl staatliche als auch kommerzielle Raumfahrtprojekte.
LEAD-FREE TRANSITION FOR THE EUROPEAN SPACE SECTOR
Aufgrund der weltweiten Umstellung der Elektronikindustrie auf eine bleifreie Umgebung sieht sich die Raumfahrtindustrie mehr und mehr mit einer Situation konfrontiert, in der sie die Verwendung von EEE-Bauteilen (elektrische, elektronische und elektromechanische Bauteile) mit bleifreier Oberfläche nicht vermeiden kann und die damit verbundenen Risiken beherrschen muss. Die zunehmende Verwendung kommerzieller Komponenten (COTS = commercial off-the-shelf), insbesondere für den expandierenden Marktsektor der Konstellationen, bedeutet, dass die europäische Raumfahrtindustrie bereits eine große Anzahl von Komponenten mit bleifreier Oberfläche verwendet, selbst wenn die entsprechende bleihaltige, hochzuverlässige Version verfügbar ist. Obwohl der Raumfahrtsektor von den RoHS-Beschränkungen (Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe) ausgenommen ist, könnte der Marktdruck auch dazu führen, dass die Verfügbarkeit von bleihaltiger Lotpasten in Zukunft schwierig wird.
Dieses Projekt befasst sich mit den wichtigsten Herausforderungen des Übergangs zur bleifreien Technologie für den europäischen Raumfahrtsektor, die in der zu diesem Zweck eingerichteten ESCC-Task Force erstellten Roadmap für 2020 beschrieben wurden. Zunächst werden die Hindernisse untersucht, die einer breiteren Verwendung von COTS-Komponenten in Raumfahrtprojekten entgegenstehen, bei denen bestehende qualifizierte Montageprozesse auf der Basis von bleihaltigen Loten zum Einsatz kommen. Weiter wird eine umfassende Bewertung von zwei bleifreien Loten vorgenommen, die für den Raumfahrtsektor vielversprechend sind, einschließlich der Entwicklung von Zuverlässigkeitsmodellen.
Sn-Lote wurden zu Beginn des Elektronikzeitalters mit Blei legiert, um das Wachstum von Whiskern zu unterdrücken. Die Umstellung auf bleifreie Elektronik birgt daher ein ernsthaftes Whisker-Risiko für Raumfahrtprojekte. Mit dieser Umstellung kann es zu katastrophalen Ausfällen im Satelliten aufgrund von Whiskerwachstum kommen. Der Raumfahrtsektor hat Ansätze zur Risikominderung entwickelt, aber die eigentliche Herausforderung besteht darin, beschleunigte Tests durchzuführen, die die Gewissheit geben, dass das Risiko für die Dauer des Projekts beherrschbar und akzeptabel ist. Zu diesem Zweck wird im Rahmen des Projekts Grundlagenforschung betrieben, um das Wissen über das Whisker-Wachstum auf den neuesten Stand zu bringen, was zur Bestimmung der relevanten Aktivierungsenergien führt, die bei der Entwicklung von beschleunigten Tests verwendet werden können.
HTV trägt mit seinen umfassenden Analysemethoden, die von der Röntgenuntersuchung, über die Lichtmikroskopie, XRF, Nanoindentation, Schliffbildanalysen bis hin zur REM-Analyse reichen, zum LETTERSS-Projekt bei. Weiter wird die HTV eine wichtige Rolle bei der Literaturrecherche spielen und eine Marktumfrage zur Ermittlung des Standes der Technik bei Lötlegierungen in der Raumfahrtindustrie durchführen. Darüber hinaus werden die Lötstellen der Hälfte der Testfahrzeuge in den Labors von HTV mit den oben genannten Analysemethoden untersucht. Weiter werden die Testfahrzeuge in den Labors von HTV thermisch zykliert und während der Zyklen elektrisch überwacht. Die Fehleranalyse nach der thermischen Prüfung wird ebenfalls bei der HTV durchgeführt. In WP5 wird die HTV die Arbeiten in enger Zusammenarbeit mit der TU-Darmstadt leiten und an der Forschung zur Whiskerbildung teilnehmen. Die verschiedenen Einrichtungen der HTV werden auch hier genutzt, um einen beschleunigten Whiskertest zu entwickeln. Darüber hinaus werden die HTV-Wissenschaftler an der Erstellung von Berichten, Literaturrecherchen und der Präsentation von Ergebnissen auf Konferenzen beteiligt sein.
Weiterführende Informationen zum Projekt finden Sie auf der offiziellen Homepage von LETTERSS unter www.letterssproject.eu.
Untersuchung zum Status von EEE-Bauteilen in Deutschland
Elektrische, elektronische und elektromechanische Bauteile, sogenannte EEE-Bauteile werden im erheblichen Maße bei Raumfahrtsystemen und Satelliten benötigt. In der Automobilindustrie kommen Automotive Bauteile serienmäßig zum Einsatz. Im Auftrag der Raumfahrtagentur im DLR führte HTV eine Untersuchung bezüglich raumfahrtqualifizierter EEE-Bauteile durch. Die Raumfahrtagentur im DLR (Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.) koordiniert und vertritt im europäischen ESCC‐System (European Space Components Coordination) die Interessen der deutschen Raumfahrt-Anwender und Raumfahrt-Hersteller. Sie organisiert die Ausarbeitung von Strategien für den effektiven Einsatz von EEE-Bauteilen und Technologien in Abstimmung mit der Raumfahrtindustrie.
Veröffentlichungen
Untersuchung zum Status von EEE-Bauteilen in Deutschland
Alternative Test Methoden für COTS (ATCOS)
Die Nutzung kommerzieller Standardkomponenten (COTS) durch die europäische Raumfahrtindustrie gewinnt immer mehr an Tempo und Zugkraft. Immer häufiger werden Tests auf Board- oder Einheitsebene vorgeschlagen anstelle der klassischen Standardalternativen auf Komponentenebene. Dies kann zwar sehr nützlich und kosteneffektiv sein, stellt die Raumfahrtindustrie aber vor die Schwierigkeit, ausreichend Informationen über die Effektivität des finalen Testsystems und auch über die Zuverlässigkeit kommerzieller Komponenten beim Einsatz in der Raumfahrt zu erhalten.
Ziel des Forschungsprojektes, beauftragt von der ESA, ist es weitere Erkenntnisse über die tatsächliche Leistung und Zuverlässigkeit kommerzieller elektronischer Bauteile mit besonderem Schwerpunkt auf Komponenten der Automobilindustrie (qualifiziert nach AEC-Q100) zu gewinnen. Insbesondere soll die Effektivität und Eignung der Prüfung elektronischer Baugruppen im Vergleich zu einzelnen elektronischen Bauteilen (EEE-Komponenten) untersucht, als auch beschleunigte Testmethoden (z. B. HASS, HALT) eingesetzt werden. Die im Forschungsprojekt hergestellten Testobjekte werden anschließend anhand spezieller Prüfpläne umfangreich auf Zuverlässigkeit, Frühausfälle und Strahlungshärte geprüft. Große Mengen an Testdaten und Informationen zur Rückverfolgbarkeit zu kommerziellen Standardkomponenten (EEE-Bauteile) werden durch das Forschungsprojekt gesammelt und analysiert.
Veröffentlichungen
Erforschung alternativer Test Methoden für COTS (ATCOS)
Mikroelektronik und Medizintechnik – Prototypenbau elektronischer Geräte und Machbarkeitsstudien
Benötigen Sie Expertise im Bereich Hardwareentwicklung, Muster- und Prototypenentwicklung? Durch eigene Forschungsprojekte, einen Inhouse-Werkzeugbau, Erfahrung aus Fehleranalysen für Kunden, sowie Mitarbeitern mit jahrelanger Erfahrung in Schaltungsentwicklung, Layouterstellung und Baugruppenentwicklung, kann HTV Ihnen bei der Umsetzung Ihrer Hardware- und Softwareprojekte helfen.
Zur Veranschaulichung der Funktionsweise unterschiedlichster Technologien werden bei HTV auf Kundenwunsch Demonstratoren und Prototypen entwickelt. Für die Simulation elektrischer Schaltkreise oder Algorithmen wird häufig die FPGA-Technologie für das Rapid-Prototyping eingesetzt. So kann in kurzer Zeit eruiert werden, ob sich die ausgewählte Technologie für den geplanten Einsatzzweck eignet.
Entwicklung eines textilen Sensors für Pflegebetten
Ambulante Alten- und Krankenpflegekräfte stehen vor besonderen Herausforderungen, wenn mit wenig Personal bei hoher psychischer und körperlicher Belastung qualitativ hochwertige Pflege geleistet werden soll. Von verschiedenen Unternehmen werden für diese Problematik pflegeunterstützende Technologien entwickelt und angeboten, aber es fällt nicht leicht, den tatsächlichen Bedarf der Pflegekräfte gezielt zu adressieren.
Im Forschungsprojekt DigiKomp-Ambulant werden hierzu in enger Kooperation zwischen Entwicklern und Anwendern neue benutzerfreundliche Lösungen erarbeitet. Ausgangspunkt ist die Entwicklung einer neuen Sensorik, die im ambulanten Setting solche Daten der Pflegebedürftigen erfasst, die von ihnen selbst, ihren Angehörigen, den Pflegekräften und den betreuenden Ärzten für wesentlich gehalten werden (Vitaldaten, Bewegungsdaten etc.). Eine neue Vernetzungssoftware für mobile Geräte bietet die Grundlage, diese Informationen u.a. den Pflegekräften auch dann zugänglich zu machen, wenn sie nicht vor Ort sind. Auf diese Weise können die ambulanten Einsatzkräfte Kompetenzen für einen souveränen Umgang mit Mensch und Technik erlangen: sie sind besser vorbereitet, können anstehende Tätigkeiten zielgerichtet durchführen und stehen in Kontakt mit allen Beteiligten. So bleibt mehr Zeit für Kommunikation und Beziehungsgestaltung durch persönliche Gespräche. Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde im Rahmen des Programms „Zukunft der Arbeit” vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert.
