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Sprodbruchrisiko an keramischen Bauelementen in Abhangigkeit vom Hochtemperatur-Lotwerkstoff und der Beanspruchungsgeschwindigkeit
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机译：Sprodbruchrisiko an keramischen Bauelementen in Abhangigkeit vom Hochtemperatur-Lotwerkstoff und der Beanspruchungsgeschwindigkeit
Der Bedarf an bleifreien Verbindungstechniken fur hohere Temperaturen nimmt zu. Es kommen dabei fur relativ moderaten Temperaturen < 170℃ modifizierte Weichlote zum Einsatz, wie etwa Innolot oder HT1-Lot. Diese Verbindungswerkstoffe weisen veranderte Eigenschaften auf, die sich insbesondere in veranderten plastischen bzw. Kriecheigenschaften ausdrucken. Tendenziell verringert sich fur Innolot, welches einen hoheren Kriechwiderstand aufweist, die plastische Ermudungsneigung der Verbindung, aber damit gefertigte Aufbauten verspannen sich bei thermischer Beanspruchung starker. Daher nimmt die plastische Ermudungsneigung des Aufbaus ab, aber die Sprodbruchgefahr nimmt zu. Es wurden beispielsweise an keramischen Kondensatoren, die mit Innolot gelotet waren, Sprodbruche in der Keramik festgestellt, die nach Thermozyklen 150℃/-40℃ unter Luft-Luft Thermoschockbedingungen auftraten. Da solche Keramikbruche teilweise in Form von schwer detektierbaren Mikrorissen an der Unterseite der Bauelemente in Erscheinung treten, sind sie besonders kritisch. Es wurde daher die Beanspruchung keramischer Zweipoler in Abhangigkeit vom Verbindungswerkstoff mittels FE-Simulation untersucht, wobei ein typischer Thermoschockzyklus -40/150℃, ein vergleichbarer Zyklus mit kontrollierter Rampengeschwindigkeit von 10 K/min gemass Jedec JESD22 sowie ein Feldzyklus betrachtet wurden. Es hat sich gezeigt, dass fur Innolot die hochste mechanische Spannung in den Bauelementekeramiken auftritt, fur SAC305 eine geringere und fur HT1 Lot die geringste. Dementsprechend muss fur Innolot das grosste Bruchrisiko erwartet werden, wobei die Testzyklusbeanspruchung gegebenenfalls einen Fehlermode induziert, der fur vergleichsweise langsame Feldbelastungen nicht in gleichem Masse kritisch ist.
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