Im Kraftfahrzeug werden für die Steuer- und Leistungselektronik im Bereich des Motors (Temperaturen bis zu 150 Grad Cel) Schaltungsträger auf Keramikbasis verwendet. Als alternatives Verdrahtungsträgerkonzept etabliert sich zunehmend der auf polymerer Folien basierende flexible Schaltungsträger. Wesentliche Vorteile sind die optimale Anpassungsfähigkeit an verschiedenste Einbauräume, die Gewichtseinsparung und eine verbesserte Recyclingfähigkeit. Die Montage der Bauelemente auf dem Schaltungsträger erfolgt heutzutage überwiegend in Löttechnik. Eine alternativ und als Ergänzung zum Löten immer häufiger eingesetzte Technik stellt das Leitkleben dar. Im Beitrag wird anhand leitgeklebter Chipwiderstände und QFP-Bauelemente die Zuverlässigkeit des Leitklebens auf Verbundsubstraten aus flexiblem Schaltungsträger, Transferklebeband und einem starren Träger untersucht. Als Verbundsubstrat wurde eine 'Low-cost'-Variante mit Polyesterfolie auf Polycarbonatträger für den Temperaturbereich bis 85 Grad Cel und eine 'High-temperatur'-Variante mit Polyimidfolie auf Aluminium für den Temperaturbereich bis 150 Grad Cel gewählt. Der Schwerpunkt der Arbeit lag in der Untersuchung des Einflusses der geometrischen und materialspezifischen Parameter von Verbundsubstrat, Leitklebstoff und Bauelement auf den thermisch induzierten Spannungseintrag in die Leitklebfuge der Verbindung. Zur Berechnung der in den einzelnen Schichten des Verbundes auftretenden Spannungen wurde ein analytischer Ansatz entwickelt und die benötigten werkstoffspezifischen Kennwerte experimentell ermittelt. Als die wesentlichen, die Spannungsbeanspruchung von Verbundstubstraten beeinflussenden Grössen werden die Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Folie und starrem Träger, die Dicke und der Modul des Klebebandes, die Länge des Verbundsubstrates sowie der Betrag der zugrunde liegenden Temperaturdifferenz genannt. In einem zweiten Schritt wurden Tools generiert, mit denen die Schubspannung berechnet und die Kontaktierung spannungsoptimiert ausgelegt werden kann. In einem dritten Schritt konnte nachgewiesen werden, daß sich die mit den analytischen Modellen gefundenen Zusammenhänge prinzipiell auch auf reale Leitklebungen übertragen lassen.
Aufbau- und Verbindungstechnik in der Elektronik, Leitkleben und Glob Top auf flexiblen Schaltungsträgern
2001
102 Seiten, Bilder, Tabellen, 86 Quellen
Theses
German
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