Post on 05-Feb-2018
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Hochstrom-Durchkontaktierung für die Hybridtechnik
Links: Querschliff einer Durchkontaktierung. Rechts dargestellt ist die Temperaturverteilung, während
ein Strompuls angelegt wird; rechts: simultane Kontaktierung der Durchkontaktierungen eines Substrates
in einem Nadeladapter des aufgebauten Messplatzes
Mithilfe physikalischer Modelle können die Schwachstellen von Durchkontaktierungen in
Dickschichttechnik analysiert und die Anwendungsgrenzen bei Impulsstrombelastung hin
zu höheren Strömen verschoben werden.
Ein Teil der im Kfz eingesetzten Steuerge-
räte wird in keramischer Dickschichttechnik
(Hybridtechnik) hergestellt, die hohe Inte-
grationsdichten mit hohen Anwendungstem-
peraturen und moderaten Produktionskosten
verbindet. Bei der Hybridtechnik werden auf
Keramikleiterplatten elektrische Schaltungen
mittels Dickschichttechnik aufgebracht. Um
Ströme von der Vorder- auf die Rückseite der
Leiterplatte abzuleiten, befinden sich elek-
trische Durchkontaktierungen in den Lei-
terplatten. Deren Stromtragfähigkeit bei Im-
pulsstrombelastung war Gegenstand dieser
Forschungsarbeit.
Insbesondere wurden folgende Punkte bear-
beitet:
• Bestimmen der Versagensmechanismen bei
Hochstrombelastung und wissensbasiertes
Verschieben der Anwendungsgrenzen her-
kömmlicher Durchkontaktierungen hin zu
höheren Strömen mithilfe physikalischer
Modelle (FEM-Simulationen).
• Aufbau eines Hochstrompulsmessplatzes.
Experimentelles Validieren und statisches
Absichern des Modells in Messreihen.
• Modellgestütztes Entwickeln vollständig
verfüllter Durchkontaktierungen mit redu-
ziertem Edelmetallgehalt.
Mithilfe des FEM-Modells wurde nicht nur
ein quantitatives Verständnis für die Vor-
gänge bei Bestromung einer Durchkontak-
tierung gewonnen, sondern es wurden auch
Schwachstellen der Durchkontaktierungen
analysiert.
Am aufgebauten Messplatz wurde das Modell
verifiziert, und darauf aufbauend wurde ein
Konzept zur zerstörungsfreien Prüfung und
Abschätzung der potenziellen maximalen
Strombelastung entwickelt.
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Universität Bayreuth
Lehrstuhl für Funktionsmaterialien
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95440 Bayreuth
P Ro j E KT PA RT N E R
Conti Temic microelectronic GmbH
Industrial Engineering
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bayerische Forschungsstiftung
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r e D a k t i o n
Dorothea Leonhardt, Ministerialrätin,
geschäftsführerin bayerische Forschungsstiftung
g e s t a L t u n g
H a a k & n a k a t [ www.haak-nakat.de ]
Die inhalte des Jahresberichts sprechen Frauen und Männer gleichermaßen an. Zur besseren Lesbarkeit
wird z.t. nur die männliche sprachform (z.b. Wissenschaftler, Doktorand) verwendet.
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