Einsatz von Magnetfeldsensoren in der zerstörungsfreien Materialprüfung und Qualitätssicherung

Patrick Hölzl; Florian Dietachmayr; Johannes Atzlesberger; Bernhard Zagar

doi:10.1007/s00502-015-0307-4

Einsatz von Magnetfeldsensoren in der zerstörungsfreien Materialprüfung und Qualitätssicherung

Translated title of the contribution: Magnetic field sensors applications in non-destructive material testing and quality assurance

Patrick Hölzl
, Florian Dietachmayr
, Johannes Atzlesberger
, Bernhard Zagar

Institute of Measurement Technology

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

Abstract

Non-destructive material testing is an important part of industrial quality assurance applications. As a consequence, a variety of testing methods based on magnetic field imaging have recently been developed for this field of application. In this paper, magnetic field sensors based on the giant magneto resistance effect (GMR) and the magneto-optical Faraday effect are presented and their applicability for quality assurance purposes is analyzed. These applications span from the detection of non-ferromagnetic inclusions within steel sheets to the recognition of defective bond wire connections in integrated circuits. It is demonstrated that industrial GMR-sensors are able to resolve inclusions the size of a tenth of a millimeter within a steel sheet. Furthermore, a GMR-sensor array for the estimation of the current flowing thru bond wires of an IC is presented. Finally, an area sensor based on the Faraday effect is utilized for the detection of defective bond wire connections.

Translated title of the contribution	Magnetic field sensors applications in non-destructive material testing and quality assurance
Original language	German (Austria)
Pages (from-to)	199-206
Number of pages	8
Journal	e&i Elektrotechnik und Informationstechnik
Volume	132
Issue number	4-5
DOIs	https://doi.org/10.1007/s00502-015-0307-4
Publication status	Published - 07 Aug 2015

Fields of science

202012 Electrical measurement technology
202014 Electromagnetism
202021 Industrial electronics
202036 Sensor systems
102003 Image processing
202015 Electronics
202016 Electrical engineering
202037 Signal processing
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103021 Optics

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Mechatronics and Information Processing

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10.1007/s00502-015-0307-4

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@article{1fb531ea5f9045ecb820367d6d35602a,

title = "Einsatz von Magnetfeldsensoren in der zerst{\"o}rungsfreien Materialpr{\"u}fung und Qualit{\"a}tssicherung",

abstract = "Die zerst{\"o}rungsfreie Materialpr{\"u}fung spielt in der Industrie eine wichtige Rolle, insbesondere im Bereich der Qualit{\"a}tskontrolle. Dabei haben sich in den letzten Jahren vermehrt Verfahren durchgesetzt, die auf magnetischer Bildgebung basieren. Im vorliegenden Beitrag werden Sensoren basierend auf zwei unterschiedlichen Effekten, dem Riesenmagnetowiderstand (engl. giant magnetoresistance, GMR) und dem Faraday-Effekt beschrieben und ihre Einsatzm{\"o}glichkeiten in der Qualit{\"a}tssicherung demonstriert. Die Einsatzgebiete kommerzieller Sensoren, die auf diesen beiden Effekten basieren, reichen von der Qualit{\"a}tssicherung in der Stahlindustrie bis zur Endkontrolle von integrierten Schaltungen in der Halbleiterindustrie. Es wird gezeigt, dass GMR--Sensoren in der Lage sind selbst kleinste Einschl{\"u}sse in Stahlb{\"a}ndern bereits w{\"a}hrend der Produktion sicher zu erkennen. Mittels eines GMR-Zeilensensors k{\"o}nnen stromdurchflossene Leiter innerhalb eines Halbleiter-Chips kontrolliert werden. Damit er{\"o}ffnen sich parallel zu den sonst {\"u}blichen potentiometrischen auch magnetfeldbasierte Charakterisierungsverfahren in der Endkontrolle der ICs. Der Pr{\"u}fung mittels GMR-Zeilensensoren wird auch die Messdatenaufnahme {\"u}ber fl{\"a}chig messende, auf dem Faraday--Effekt beruhende Sensoren gegen{\"u}bergestellt.",

author = "Patrick H{\"o}lzl and Florian Dietachmayr and Johannes Atzlesberger and Bernhard Zagar",

year = "2015",

month = aug,

day = "7",

doi = "10.1007/s00502-015-0307-4",

language = "Deutsch ({\"O}sterreich)",

volume = "132",

pages = "199--206",

journal = "e\&i Elektrotechnik und Informationstechnik",

issn = "0932-383X",

publisher = "Springer",

number = "4-5",

}

TY - JOUR

T1 - Einsatz von Magnetfeldsensoren in der zerstörungsfreien Materialprüfung und Qualitätssicherung

AU - Hölzl, Patrick

AU - Dietachmayr, Florian

AU - Atzlesberger, Johannes

AU - Zagar, Bernhard

PY - 2015/8/7

Y1 - 2015/8/7

N2 - Die zerstörungsfreie Materialprüfung spielt in der Industrie eine wichtige Rolle, insbesondere im Bereich der Qualitätskontrolle. Dabei haben sich in den letzten Jahren vermehrt Verfahren durchgesetzt, die auf magnetischer Bildgebung basieren. Im vorliegenden Beitrag werden Sensoren basierend auf zwei unterschiedlichen Effekten, dem Riesenmagnetowiderstand (engl. giant magnetoresistance, GMR) und dem Faraday-Effekt beschrieben und ihre Einsatzmöglichkeiten in der Qualitätssicherung demonstriert. Die Einsatzgebiete kommerzieller Sensoren, die auf diesen beiden Effekten basieren, reichen von der Qualitätssicherung in der Stahlindustrie bis zur Endkontrolle von integrierten Schaltungen in der Halbleiterindustrie. Es wird gezeigt, dass GMR--Sensoren in der Lage sind selbst kleinste Einschlüsse in Stahlbändern bereits während der Produktion sicher zu erkennen. Mittels eines GMR-Zeilensensors können stromdurchflossene Leiter innerhalb eines Halbleiter-Chips kontrolliert werden. Damit eröffnen sich parallel zu den sonst üblichen potentiometrischen auch magnetfeldbasierte Charakterisierungsverfahren in der Endkontrolle der ICs. Der Prüfung mittels GMR-Zeilensensoren wird auch die Messdatenaufnahme über flächig messende, auf dem Faraday--Effekt beruhende Sensoren gegenübergestellt.

AB - Die zerstörungsfreie Materialprüfung spielt in der Industrie eine wichtige Rolle, insbesondere im Bereich der Qualitätskontrolle. Dabei haben sich in den letzten Jahren vermehrt Verfahren durchgesetzt, die auf magnetischer Bildgebung basieren. Im vorliegenden Beitrag werden Sensoren basierend auf zwei unterschiedlichen Effekten, dem Riesenmagnetowiderstand (engl. giant magnetoresistance, GMR) und dem Faraday-Effekt beschrieben und ihre Einsatzmöglichkeiten in der Qualitätssicherung demonstriert. Die Einsatzgebiete kommerzieller Sensoren, die auf diesen beiden Effekten basieren, reichen von der Qualitätssicherung in der Stahlindustrie bis zur Endkontrolle von integrierten Schaltungen in der Halbleiterindustrie. Es wird gezeigt, dass GMR--Sensoren in der Lage sind selbst kleinste Einschlüsse in Stahlbändern bereits während der Produktion sicher zu erkennen. Mittels eines GMR-Zeilensensors können stromdurchflossene Leiter innerhalb eines Halbleiter-Chips kontrolliert werden. Damit eröffnen sich parallel zu den sonst üblichen potentiometrischen auch magnetfeldbasierte Charakterisierungsverfahren in der Endkontrolle der ICs. Der Prüfung mittels GMR-Zeilensensoren wird auch die Messdatenaufnahme über flächig messende, auf dem Faraday--Effekt beruhende Sensoren gegenübergestellt.

UR - https://www.scopus.com/pages/publications/84938751368

U2 - 10.1007/s00502-015-0307-4

DO - 10.1007/s00502-015-0307-4

M3 - Artikel

SN - 0932-383X

VL - 132

SP - 199

EP - 206

JO - e&i Elektrotechnik und Informationstechnik

JF - e&i Elektrotechnik und Informationstechnik

IS - 4-5

ER -

Einsatz von Magnetfeldsensoren in der zerstörungsfreien Materialprüfung und Qualitätssicherung

Abstract

Fields of science

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