Erhöhung der Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen durch eine verbesserte Vorhersage der Alterungsbeständigkeit von Vergussmassen und Klebstoffen unter zyklischer thermischer Beanspruchung

Vorhabenbeschreibung:

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Methode, um den Effekt der Alterung von Vergussmassen und Klebstoffen auf die Lebensdauer von elektronischen Baugruppen, die zyklischen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, vorherzusagen. Den Anwendern der Methode, zu denen zahlreiche KMU im Bereich der Entwicklung und Produktion solcher Baugruppen zählen, wird dadurch eine fundierte Bewertung der Alterungsbeständigkeit kritischer Elemente ihrer Produkte ermöglicht. Das Vorhaben gliedert sich in zwei Schritte. Der erste Schritt basiert auf Experimenten, die an Substanzproben durchgeführt werden. Hiermit wird ein Modell für die Kinetik der thermischen Alterung erstellt sowie das mechanische Verhalten in Abhängigkeit vom Alterungszustand modelliert. Nach einer Validierung dieses Modells wird es im zweiten Schritt um die Schädigung ergänzt, d.h. die Reduktion der Festigkeit infolge der thermischen Alterung und der thermisch induzierten Spannungen während der Temperaturzyklen. Die erforderlichen Experimente beziehen nun Substrate mit ein. Die Validierung des vervollständigten Modells erfolgt an Proben mit veränderter Geometrie und anderen Temperaturzyklen. Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit mikroelektronischer Produkte insbesondere bei sicherheitsrelevanten Komponenten sind sehr hoch. Das Projekt soll die Anwender in die Lage versetzen, den Einfluss der Alterung von Vergussmasse oder Klebstoff auf die Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen bei zyklischer thermischer Belastung vorherzusagen. So kann frühzeitig im Entwicklungsprozess flexibel auf neue Anforderungen reagiert werden, aufwändige Testreihen werden eingespart. Den an Entwicklung und Herstellung beteiligten KMU entstehen Wettbewerbsvorteile durch eine Verkürzung der Entwicklungszeit und eine Verringerung der Ausfallrisiken neuer, innovativer Produkte. Die entwickelte Methode wird in einem Leitfaden vorgestellt und allen interessierten Anwendern zur Verfügung gestellt.