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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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Conti Temic microelectronic GmbH

Industrial Engineering

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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

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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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