Das elektronische Stabilitäts-Probramm (ESP) liefert einen wesentlichen Beitrag zur Fahrzeugsicherheit im Bereich Fahrdynamik. Die Sicherheitsrelevanz dieses Systems erfordert ein hohes Maß an Zuverlässigkeit. Aufgrund des häufig motornahen Anbaus ist das Steuergerät des Systems hohen Umweltbelastungen ausgesetzt. So ist, bedingt durch hohe Temperaturbelastung, die zuverlässige thermomechanische Auslegung des Steuergeräts von zentraler Bedeutung. Insbesondere durch die komplexe Verformung geklebter, glasfaserverstärkter Kunststoffgehäuse in Kombination mit Werkstoffen mit deutlich abweichender thermischer Ausdehnung kommt es zu mechanischen Belastungen der Bauelemente sowie der Elemente der Aufbautechnik und Verbindungstechnik. Aluminiumdickdrahtbonds, die zur Verbindung der elektronischen Schaltung mit elektrischen Komponenten von z.B. Magnetspulen und Steckerpins verwendet werden, stehen aufgrund der möglichen elastisch-plastischen Verformung besonders im Fokus. Der Vortrag zeigt die systematische Vorgehensweise, wie die Verformung durch den Klebeprozess sowie die thermische Verformung des glasfaserverstärkten Kunststoffgehäuses mittels Optimierungsverfahren an die gemessene Verformung angepasst wird. Anschließend wird das Temperaturlastkollektiv durch FE-Berechnungen des Steuergeräts auf lokale Belastungskollektive einzelner Bonds umgerechnet. Mittels elastisch-plastischer FE-Berechnung von Bondsubmodellen und unter Verwendung eines geometrieunabhängigen Lebensdauermodells für Aluminiumdickdrahtbonds wird die Geometrie des jeweiligen Bondloops optimiert, um die geforderte Lebensdauer sicher zu erreichen. Somit steht eine Vorgehensweise zur Verfügung, um die Zuverlässigkeit von Bondverbindungen in der Frühphase des Entwicklungsprozesses zu gestalten.
Zuverlässiges Design von Aluminiumdickdrahtbonds bei Temperaturwechselbelastung von Steuergeräten mit Gehäusen aus glasfaserverstärktem Kunststoff am Beispiel ESP
Reliable design of aluminium thick wire bonds at cyclic temperature load of electronic control units with housings made of glass fibre reinforced plastics for the example of ESP
2010
12 Seiten, 10 Bilder, 2 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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