Zur Untersuchung der Zuverlässigkeit von Weichlötverbindungen in elektronischen Packages 'unter der Motorhaube' von Kraftfahrzeugen (z.B. in sehr nahe am Motor montierten Steuer/Regelgeräten) werden Betriebstemperaturmessungen, stationäre und dynamische thermische Belastungsprüfungen sowie Finite-Element-Analysen (FEAs) an den elektronischen Steuerungseinheiten durchgeführt. Als Grundlage für die thermischen Prüfungen werden die jährlichen Temperaturverteilungen der Städte Palermo und Helsinki als Repräsentanten für mediterianes und skandinavisches Klima genommen. Die Betriebstemperaturen liegen an einem Spannungsteiler mit 30 K über der Gehäusetemperatur am höchsten; die Dioden und Resistoren zeigen einen schnellen Temperaturanstieg (TA) innerhalb der ersten 5 min, danach erfolgt ein langsamer Anstieg; die anderen Komponenten weisen einen nahezu linearen TA auf. Der TA gegenüber der Umgebung ist im Stadtverkehr (Durchschnittsgeschwindigkeit vm = 20 km/h) mit 35 K am größten und auf der Autobahn (vm = 110 km/h) mit 10 K am kleinsten. Die größten Temperaturschwankungen (maximale Amplituden 15 K) treten an der Zener-Diode und den Resistoren auf. Nach dem Abstellen des Motors gleicht sich nach 15 min die Temperatur an allen Meßpunkten auf etwa 30 K über der Umgebungstemperatur an. Die Abkühlung auf diese dauert etwa 30 min. Die Werkstoffprüfungen (Zyklen zwischen -10 Grad C und 40 Grad C mit Perioden von 5 d (A) ; stationäre untere Temperatur -10 Grad C (B); obere stationäre Temperatur 40 Grad C (C)) werden an Proben vorgenommen, die die realen Elektronikkomponenten mit kritischem Temperaturverhalten simulieren. Der Stromfluß wird durch Quadratwellen (400 s in der Phase und 400 s außer Phase) simuliert. Die Prüfungen ergeben für die Komponenten Lebensdauern zwischen 10 a und 20 a. Nach 12000 Stromzyklen treten unter den Bedingungen B und C Ermüdungsrisse von 0,030 mm bzw. 0,100 mm bis 0,500 mm Länge auf. Die Bedingungen A führen zu Ergebnissen, die denen von B ähneln. Die FEAs zeigen ein nichtelastischen Verformungsverhalten für alle Testbedingungen mit dem größten Kriechanteil unter den Bedingungen C. (Görges, U.)
Reliabilty of solder joints in 'under the hood' automotive electronic-packages. How represent standard test profiles the effect of real use conditions
Zuverlässigkeit von Weichlötverbindungen in elektronischen Packages 'unter der Motorhaube' von Kraftfahrzeugen. Wie gut repräsentieren Standardprüfbelastungen den Einfluß von tatsächlichen Betriebsbedingungen
1998
4 Seiten, 6 Bilder, 1 Quelle
Conference paper
English
Weichlöten , elektronische Ausrüstung , Weichlötverbindung , Temperaturmessung , Temperaturwechselbeanspruchung , Simulation , Finite-Elemente-Methode , mechanische Spannung , Motorfahrzeug , Temperaturverteilung , Thermoelement , Diode , gedruckte Schaltung , Kühlung , Klima (Erde) , Lebensdauer , Ermüdungsriss , Kriechen (Werkstoff) , plastische Verformung
Component Reliabilty Testing of Long-Life Sorption
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