Zuverlässigkeitsuntersuchungen an organischen Leiterplatten mit dickem Kupferkern für leistungselektronische Anwendungen

Die Trends und Entwicklungen in der Energieerzeugung und -Übertragung, Elektromobilität, Automatisierung, Beleuchtung und Medizintechnik verlangen nach einem verstärkten Einsatz leistungselektronischer Produkte. Miniaturisierung, Energieeffizienz, thermisches Management, Kostensenkungsdruck und Zuverlässigkeit sind die hauptsächlichen Entwicklungstreiber und können von organischen Schaltungsträgem mit ganzflächig integrierten, strukturierten Dickkupferkernlagen getragen werden. Allerdings ist das Risiko des Ausfalls derartiger Baugruppen aufgrund des neuen Systemaufbaus neu zu bewerten. In dieser Arbeit werden daher sowohl Temperaturwechsel- als auch Vibrationsuntersuchungen an Versuchsträgem mit Dickkupferkernlagen und montierten SMD-Chipwiderständen vorgestellt. In den Temperaturwechselversuchen wird der Effekt verschiedener Montagepositionen der SMD-Bauelemente auf das Ausfallverhalten untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine erhöhte Ausfallquote für Bauelemente montiert über Dickkupferkernen. Zur Reduktion dieser Ausfallquoten kann ein erhöhtes Lotvolumen beitragen. In Vibrationsversuchen an eigens entwickelten Probekörpern wurden deutliche Schädigungen in den Lotkontakten und bisher keine Schäden in den Isolationsstrukturen festgestellt. Die gewonnenen Ergebnisse sind vielversprechend hinsichtlich der Erreichbarkeit einer zumindest vergleichbaren Zuverlässigkeit der Dickkupfertechnologie gegenüber Standardleiterplattentechnologien.