Messverfahren zur thermo-mechanischen Charakterisierung von Werkstoffen der Hochtemperatur-AVT

In Zusammenarbeit mit dem ZmP der Technischen Universität Dresden wird aktuell am Fraunhofer IKTS an einer mikro-mechanischen Charakterisierungsmethode gearbeitet, welche an die Anforderungen neuer hochtemperaturtauglicher Verbindungstechnologien angepasst ist. Hintergrund sind die FuE Förderprojekte Hot-Power-Connection (HotPowCon) und ProPower in denen neue Verbindungstechnologien entwickelt wurden, die eine deutlich höhere Betriebstemperatur zwischen Halbleiterbauelement und dem Trägersubstrat erlauben. Somit ergeben sich neue Anforderungen an das mikro-mechanische Messverfahren hinsichtlich des Temperatur-, Kraft- und Wegbereiches. Dies schließt die Entwicklung realitätsnaher Probekörper mit ein, an denen unmittelbar am Verbindungswerkstoff gemessen werden kann, ohne das tatsächliche Verformungsverhalten zu verfälschen. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass mit dem neuen Mikroschertester und dem neuartigen Prüflingskonzept an hochtemperaturtauglichen Verbindungs- Schichten thermo-mechanische Messungen durchgeführt werden können. Diese Messmimik erlaubt es an realitätsnahen Prüflingen der Leistungselektronik umfangreiche mikro-mechanische Charakterisierungen durchzuführen und dies in einem viel höheren Temperaturbereich, als es aktuelle Untersuchungsergebnisse zeigen. Aus den bisherigen Messergebnissen geht hervor, dass insbesondere bei höheren Temperaturen ein zunehmend nicht mehr rein elastisches Materialverhalten vorliegt. Dieses muss in zukünftigen Experimenten und Werkstoffmodellen berücksichtigt werden. Hierzu gehören ebenso Messungen zum Schädigungsverlauf durch niederzyklische thermische oder mechanische Belastungen dazu.