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Wednesday, February 24, 2010, Saal I 2:40 PM Zuverlässiges Systemdesign |
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Beeinflussung der Zyklusfestigkeit von QFN-Bauelementen durch sekundäre Verwölbungseffekte
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Rainer Dudek* / Fraunhofer ENAS
Abt. Micro Materials Center
, Deutschland Jens Hammacher / Chemnitzer Werkstoffmechanik GmbH, Deutschland Bernhard Schuch/ Continental, Deutschland Bernd Michel/ Fraunhofer ENAS, Abt. Micro Materials Center Berlin & Chemnitz, Deutschland |
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Einflüsse auf die Zuverlässigkeit von Baugruppen unter thermischer Zyklusbelastung sind bedingt durch die Fehlanpassung von Bauelementen, die zur Ermüdung der Lötverbindungen führen können. Die weithin bekannten primären Effekte wie Differenz der thermischen Dehnungskoeffizienten, Amplitude und Form des Thermozyklus sowie Größe und Standoff des Bauelementes waren Gegenstand zahlreicher Studien. Wenig bekannt sind jedoch Wirkungen von sekundären Effekten, wie sie bei-spielsweise intrinsische Wölbbewegungen des Bauelementes und der Leiterplatte darstellen. Solche Wirkungen sind Gegenstand des vorliegenden Beitrages. Dazu wurden sowohl thermisch bedingte Eigenverwölbungen von Leiterplatten als auch von Bauelementen mittels optischer Messverfahren analysiert. Es zeigte sich, dass signifikante Eigenverwölbungen auftreten. Mit Hilfe der Finiten Elemente Simu-lation wurden diese Verwölbungen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Beanspru-chung von Lötverbindungen analysiert. Es konnte herausgearbeitet werden, dass insbesondere für QFN Bauelemente eine sehr große Abhängigkeit besteht. Um die gemessenen Biegeformen der QFN simulatorisch nachbilden zu können, war die Berücksichtigung der moldbedingten intrinsischen Spannungen erforderlich. Auf der Basis der Simulationsergebnisse kann der Anwender wichtige Hinweise für die Zuverlässigkeitseffekte von Eigenverwölbungen an QFN-Aufbauten entnehmen. |