Abb.: Die Temperaturwechsel-Ausrüstung
Abb.: Die Temperaturwechsel-Ausrüstung

Elektronische Geräte können vielen verschiedenen Arten von Temperaturschocks, über einen weiten Frequenz- und Beschleunigungsbereich, ausgesetzt werden. Temperaturwechsel- und Temperaturschockprüfungen in Elektronikgehäusen werden verwendet, um die Widerstandsfähigkeit elektronischer Geräte gegen plötzliche Einwirkung extremer Temperaturschwankungen zu bestimmen.

Die primären Ziele sind die Qualifizierung der elektronischen Verbindungsoptionen für Anwendungen in realen Umgebungen und die Ermittlung der Zuverlässigkeit sowie der Ausfallmechanismen. Der Hauptansatz in unserem Labor besteht darin, die Veränderungen in der Mikrostruktur zu untersuchen und die mögliche Verschlechterung der mechanischen Festigkeit zu bewerten, nachdem die elektronischen Geräte den thermischen Zyklen und Schocks ausgesetzt wurden. Deshalb koppeln wir die Temperaturwechselversuche mit Mikrostrukturanalyse-Techniken sowie Scherversuchen und versuchen, eine Korrelation zwischen beiden herzustellen.

Abb.: Beispiel für das Thermoschockprofil
Abb.: Beispiel für das Thermoschockprofil

Parameter in diesem Test sind die minimale Temperatur, die maximale Temperatur, die Rampenrate und die Verweilzeit. Das thermische Spannungsprofil beginnt typischerweise bei Raumtemperatur und verläuft mit Rampen zwischen der minimalen sowie der maximalen Temperatur. Es läuft typischerweise auch mit der gewünschten Rampenrate und der gewünschten Verweilzeit für eine bestimmte Anzahl von Zyklen ab.

Thermische Spannungen können mikrostrukturelle Defekte wie Hohlräume, Risse, Delaminierung, Plattenverzug, unregelmäßige Plattierung und schlechte Lochfüllung verursachen.

Die durch thermische Spannung verursachten Versagensmechanismen sind wie folgt:

  • Thermische Ermüdung, die durch kernhaltige Defekte ausgelöst werden und sich zu größeren Rissen ausbreiten,
  • Rissbildung und Degradation an den Grenzflächen aufgrund des unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE).

 

Offene Stellen

Bei Interesse an offenen Stellen für Studentische Arbeiten innerhalb der Forschungsgruppe, senden Sie bitte eine Mail mit Lebenslauf an assistenz-iimo-elger@thi.de.