ElFys, ein wegbereitendes Unternehmen, das von Forschern der Aalto-Universität in Finnland gegründet wurde, steht bei der Entwicklung von Lichtsensortechnologien für Hochleistungs-Fotodiodenprodukte, die in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt werden, an vorderster Front.
In diesem Artikel erkunden wir die Brillanz der Fotodiodentechnologie von ElFys und die entscheidende Rolle, die unser DSX1000 Digitalmikroskop für das Erreichen von Spitzenleistungen während des Produktionsprozesses spielt.
Technologie als Herzensangelegenheit
Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihre Smartwatch Ihren Herzschlag genau erkennen kann? Wie schafft es ein kleines Metallstück an Ihrem Handgelenk, die feinen Schwankungen Ihrer Herzfrequenz über den Tag hinweg zu erfassen?
Die Antwort liegt in einer bemerkenswerten Technologie, der Fotodiode, einem Lichtsensor, der Licht in Energie umwandeln kann. Die Smartwatch sendet ein grünes Licht auf die Haut, das von roten Blutkörperchen aufgenommen wird. Beim Schlagen des Herzens dehnen sich die Blutgefäße rhythmisch aus und ziehen sich zusammen, was zu Schwankungen in der Intensität des reflektierten Lichts führt. Die Fotodiode kann diese Veränderungen des reflektierten Lichts messen, sodass die Smartwatch die Herzfrequenz in Echtzeit berechnen kann.
Aber die Brillanz von Fotodioden geht weit über die Anwendung in Smartwatches hinaus. Diese vielseitigen Geräte sind in einer Reihe von Alltagsgegenständen zu finden, beispielsweise in Laptops, Mobiltelefonen, Autos und sogar Ringen. Ihre Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und reichen von Gepäckscannern an Flughäfen über medizinische Bildgebungsgeräte in Krankenhäusern bis hin zu Registrierkassen in Einzelhandelsgeschäften.
Signalverarbeitungs-Potential: Der Beginn von ElFys
Das 2017 von einem Forscherteam der Aalto-Universität gegründete Unternehmen ElFys steht an der Spitze der modernsten Fotodiodentechnologie und revolutioniert Lichtsensoren mit einer innovativen Kombination aus moderner MEMS-Nanotechnologie (mikro-elektromechanische Systeme) und ALD (Atomic Layer Deposition).
Mit dieser innovativen Technologie kann ElFys jeden einzelnen Lichtstrahl erfassen, was zu einer verbesserten Leistung für eine Vielzahl von Geräten führt, die mit Lichtsensoren arbeiten. Das Unternehmen legt großen Wert auf Spitzenleistungen und Forschung und wurde so zu einem führenden Anbieter von Hochleistungs-Fotodiodenprodukten, die in einer Vielzahl von Industriezweigen zum Einsatz kommen.
Die Technologie, die den Fotodioden von ElFys zugrunde liegt, beruht auf drei innovativen Techniken: Nanostrukturierung der Vorderseite, gleichmäßige ALD-Aluminiumoxidabscheidung und eine induzierte Verbindung. Durch diese einzigartige Kombination entsteht eine hocheffiziente Fotodiode mit hervorragender Lichtabsorption und der Fähigkeit, die gesamte erzeugte Ladung zu erfassen. Dies garantiert unvergleichlich hohe Lichtsensorfähigkeiten.
Auswahl des richtigen Geräts für die Aufgabe
Um herausragende Produkte zu fertigen, nutzt ElFys modernste Prüfgeräte, die die Einhaltung der Qualität und Präzision der Fotodiodenprodukte gewährleisten. Dazu gehört auch der Einsatz von Mikroskopen, um etwaige Defekte auf den Wafern, Chips und verkapselten Komponenten zu erkennen.
Bei der Auswahl eines Mikroskops für diese Aufgabe suchte ElFys nach einem Gerät, das eine außergewöhnliche Flexibilität bietet und in der Lage ist, verschiedene Arten von Proben aufzunehmen, anstatt auf einen einzigen spezifischen Zweck beschränkt zu sein.
In unserem Gespräch mit Mikko Juntunen, dem Gründer und CEO von ElFys, und Juha Heinonen, dem Project Manager, erhielten wir wertvolle Einblicke in den Entscheidungsprozess, der zur Wahl des Mikroskops DSX1000 führte.
Das DSX1000 Digitalmikroskop
Mikko Juntunen berichtet: „Nachdem wir uns nach möglichen Lösungen erkundigt hatten, entdeckten wir glücklicherweise, dass der finnische Vertriebspartner GWB ein Vorführgerät direkt hier in Finnland zur Verfügung hatte. Dies bot uns eine fantastische Gelegenheit, vor der Entscheidung für ein Gerät praktische Erfahrungen damit zu sammeln.
Bei unserem Besuch bei GWB konnten wir das DSX1000 Digitalmikroskop mit unseren eigenen Proben testen und aus erster Hand erfahren, wie es funktioniert. Diese praktische Erfahrung war für unseren Entscheidungsprozess sehr wichtig, da wir so die Fähigkeiten des Systems wirklich verstehen konnten.
Im Gegensatz dazu stellen andere Hersteller in der Regel nur Datenblätter zur Verfügung, in denen die Eigenschaften des Geräts beschrieben werden, sodass wir die tatsächliche Leistung nicht abschätzen konnten. Da wir das Mikroskop selbst ausprobieren konnten, wussten wir sicher, dass es sich für unsere Bedürfnisse eignet. Wir konnten uns selbst davon überzeugen, dass es unsere spezifischen Anforderungen erfüllen kann.“
Das Streben nach Spitzenleistungen
„Wie Sie an meiner Haarfarbe erkennen können, bin ich schon seit geraumer Zeit in diesem Fachgebiet tätig, und beim Thema Mikroskop fällt mir als erstes Olympus ein.“ — Mikko Juntunen, Gründer und CEO von ElFys
Das DSX1000 Digitalmikroskop
Das DSX1000 Digitalmikroskop ist für ElFys zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, das die detaillierte Prüfung von Siliziumwafern, Chips und verkapselten Komponenten nach der Produktion ermöglicht. Angesichts der geringen Größe von Halbleiterkomponenten fertigt ElFys diese auf 6 Zoll breiten Wafern, etwa so groß wie eine CD, mit Tausenden von Komponenten auf jedem Wafer.
In Bezug auf den Arbeitsablauf besteht der erste Schritt darin, den Wafer auf Defekte und Anomalien in den Chips zu untersuchen. Der Dunkelfeldmodus des Mikroskops hat sich als besonders hilfreich bei der Hervorhebung von Kratzern und Defekten erwiesen und trägt dazu bei, dass nur Produkte von höchster Qualität auf den Markt kommen. Die beiden Mitarbeiter von ElFys hoben auch die äußerst nützliche Fähigkeit des Mikroskops zum nahtlosen Stitching hervor, die eine entscheidende Rolle bei der Prüfung des gesamten Wafers spielte. Aufgrund der Größe des Wafers muss er in Vierteln geprüft werden. Mit der Funktion des nahtlosen Stitchings ermöglicht das Mikroskop jedoch die Erstellung von großen, hochwertigen Bildern.
Zusammengesetztes Bild eines oberflächenmontierten Bauteils mit dem Dunkelfeldverfahren (links) und MIX-Beleuchtung (rechts).
Aufgenommen von Juha Heinonen mit dem DSX1000 Digitalmikroskop. Bildquelle: ElFys.
Eine besondere Herausforderung für ElFys war die Prüfung von Chips, die mit einer transparenten Epoxidschicht beschichtet sind. Hier erwies sich der DIC-Modus (differentieller Interferenzkontrast) des Mikroskops als unschätzbar wertvoll, da er Kratzer und Mikrostrukturen auf der Epoxidoberfläche sichtbar machte.
Nach Abschluss der ersten Prüfungen ist eine Prüfung des Fotodiodengehäuses erforderlich, das eine entscheidende Rolle dabei spielt, dass das Licht den empfindlichsten Teil des Geräts erreichen kann. An diesem Punkt muss statt einer 2D-Struktur eine 3D-Struktur geprüft werden. Für die Prüfung der verkapselten Komponenten ist es also wichtig, dass das Mikroskop, 3D-Bilder erzeugen kann. Die Erfassung von 3D-Bildern bietet eine umfassende Sicht auf komplexe Strukturen. Gleichzeitig kann die Probe in verschiedenen Tiefen fokussiert werden, um die Bauteile gründlich zu untersuchen.
Dunkelfeldbilder eines oberflächenmontierten Bauteils aus verschiedenen Blickwinkeln. Aufgenommen von Juha Heinonen mit dem DSX1000 Digitalmikroskop. Bildquelle: ElFys.
Auf die Frage, ob er das DSX1000 Digitalmikroskop anderen Unternehmen in der Branche empfehlen würde, fiel Juha Heinonens Antwort sehr deutlich aus: „Das DSX1000 Digitalmikroskop ist eine hervorragende Wahl, vor allem wenn es um kleinere Proben geht, die leicht auf den Objekttisch passen. Seine hohe Flexibilität ermöglicht eine breite Palette von Mikroskopieverfahren und die Betrachtung aus verschiedenen Winkeln. Die Benutzerfreundlichkeit ist intuitiv und effizient. Da keine Feineinstellungen erforderlich sind, spart man wertvolle Zeit.
In Bereichen wie der Halbleiterforschung, in denen zahlreiche ähnliche Proben untersucht werden müssen, ist dieses Mikroskop von unschätzbarem Wert. Dank der Automatisierung und der schnellen Bildgebungsfunktionen können die Forscher schnell mehrere Proben analysieren und so die Produktivität und Effizienz maximieren. Mit diesem Grad an Automatisierung und Geschwindigkeit können sich die Forscher auf die Untersuchung einer größeren Anzahl von Proben in kürzerer Zeit konzentrieren, was ihre Arbeitsabläufe erheblich verbessert.“
Zukunftsplanungen
ElFys arbeitet weiter daran, die Grenzen der Lichtsensortechnologie zu verschieben. Die laufende Forschung zielt darauf ab, die Fähigkeiten der Fotodetektoren auf das tiefere Infrarotspektrum auszuweiten. Durch den Einsatz verschiedener Halbleitermaterialien will ElFys die durch Silizium auferlegten Grenzen überwinden und relevante Reaktionen im nahen Infrarotbereich erzielen, die für Technologien wie tragbare Medizinprodukte von Bedeutung sind, die zusätzliche Parameter wie Blutzucker oder Laktatwerte erfassen sollen.
Als forschungs- und innovationsgetriebenes Unternehmen hat sich ElFys zu einem Pionier auf dem Gebiet der Lichtsensortechnologie entwickelt. Aufgrund seines Engagements für Spitzenleistungen und Vielfalt in Kombination mit einem starken Team von Forschern und führenden Ingenieuren ist das Unternehmen mittlerweile ein Vorreiter in der Branche. Mit dem DSX1000 Digitalmikroskop als wichtigem Verbündeten im Streben nach
Spitzenleistungen wird ElFys auch weiterhin die Zukunft von Lichtsensoranwendungen in verschiedenen Branchen gestalten und so zu einer helleren Welt beitragen.
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