Abstract No.:	1877
Scheduled at:	Wednesday, February 24, 2010, Saal II 4:45 PM Prozess- und Produktprüfung II
Title:	Schadensmodell für SAC-Lötlegierungen auf der Basis von EBSD-Untersuchungen thermomechanisch belasteter Lötverbindungen
Authors:	Juergen Villain* / University of Applied Sciences c2m, Bayern Christina Weippert / University of Applied Sciences Augsburg, Germany Ulrike Corradi/ University of Applied Sciences Augsburg, Germany Hans-Juergen Albrecht/ Siemens AG, Germany Roumen Ratchev/ R. Bosch GmbH, Germany
Abstract:	Bleifreie Lötverbindungen auf der Basis von SnAgCu-Systemen zeigen in ihrem Lebensdauerverhalten ein abweichendes Verhalten zu bleihaltigen Systemen, was sich z. B. in unterschiedlichen Coffin-Manson Faktoren andeutet. Betrachtet man die metallkundlichen Vorgänge währen der Alterung unter beschleunigten thermomechanischen Belastungen, wie z. B. TS -40 °C/125 °C, so können diese an gestressten Bausteinen mittels EBSD Messungen verfolgt werden. Dieses Verfahren erlaubt es, mit, an Kristallgittern reflektierten Elektronen (Bragg`sche Gleichung), die an dazu senkrecht stehenden Phosphorschirmen sog. Kikushi-Linien erzeugen, die jeweilige Kristallart, die Orientierung des Kristalls, Korngrenzen und Subkorngrenzen zu bestimmen. Der Schädigungsmechanismus beginnt mit einer dynamische Rekristallisation mit Subkornbildung und Subkornwachstum, wobei sich das dendritische Gefüge nach dem Reflowlöten unter mechanischer Spannung und Temperatur in globulares Gefüge umwandelt. Da die sich bildenden mechanischen Spannungen im Lotvolumen (Grund: Unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe des Systems Lötstelle) nicht homogen verteilt sind, tritt die dynamische Rekristallisation nur an den Stellen höchster mechanischer Spannungen auf. Dabei zeigt das Rekristallisationsdiagramm von Zinn im unteren Bereich der Verformungsgrade einen fast exponentiellen Verlauf der entsprechenden minimalen Rekristallisationstemperatur, so dass z. B. an kleinen Bausteinen, z. B. 0201, der minimale Verformungsgrad nicht erreicht wird. Danach erfolgt an den Stellen höchster Schubspannung eine Subkorndrehung und die eutektischen intermetallischen Phasen koagulieren. Eine geringe Kohäsion an Korngrenzen bewirkt ein Korngrenzengleiten zwischen Sn/Sn- bzw. Sn/IMP-Phase, was zur Rissbildung und weiter zur Rissausbreitung führt. Als Ergebnis der Analyse werden metallkundliche Hinweise zur Verzögerung des o. g. Schädigungsmechanismus gegeben.

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