Lebensdauermodellierung von Aluminiumoxid-basierten Direct Bonded Copper-Substraten
Abstract: In dieser Arbeit wurde ein Lebensdauermodell für das auftretende Fehlerbild des Risswachstums in Aluminiumoxid-basierten Direct Bonded Copper (DBC)-Substraten aufgebaut.
DBC-Substrate bestehen aus einem (Cu/Al2O3/Cu)-Schichtverbund. Aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und der elektrisch isolierenden Eigenschaft der Keramik finden sie Anwendung als Schaltungsträger leistungselektronischer Steuergeräte. Damit ist es möglich, die durch Halbleiterbauelemente erzeugte Wärme über das Substrat zu spreizen und schließlich über einen Kühler abzuleiten.
Aufgrund des hohen Unterschieds der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Cu und Al2O3 kommt es durch Temperaturwechsel zu hohen zyklischen Beanspruchungen in beiden Materialien, welche schließlich zu Rissen im Al2O3 führen. In dieser Arbeit wurde ein Lebensdauermodell mittels Experimenten und Simulationen hinsichtlich der Rissinitiierung und des Rissfortschritts in Al2O3-basierten DBC-Substraten aufgebaut. Das Lebensdauermodell dient dem Zweck, Vorhersagen über die Lebensdauer zu treffen und mögliche lebensdauererhöhende Designmaßnahmen einzuleiten. So ist es gelungen, die Lebensdauer mittels einer stufenähnlichen Cu-Randstruktur in starkem Maße zu erhöhen
- Location
-
Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
- Extent
-
Online-Ressource
- Language
-
Deutsch
- Notes
-
Universität Freiburg, Dissertation, 2019
- Classification
-
Elektrotechnik, Elektronik
- Keyword
-
Rissausbreitung
Lebensdauer
DBC-Substrat
Spannungsrisskorrosion
Aluminiumoxide
Verfestigung
DBC-Substrat
Lebensdauer
Riss
Bruchmechanik
Rissausbreitung
Spannungsrisskorrosion
Ermüdungsbruch
Finite-Elemente-Methode
Zyklische Belastung
Thermische Belastung
Schichtverbundwerkstoff
Modellierung
Verfestigung
Anrisslebensdauer
- Event
-
Veröffentlichung
- (where)
-
Freiburg
- (who)
-
Universität
- (when)
-
2020
- Creator
- DOI
-
10.6094/UNIFR/151836
- URN
-
urn:nbn:de:bsz:25-freidok-1518362
- Rights
-
Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
- Last update
-
25.03.2025, 1:55 PM CET
Data provider
Deutsche Nationalbibliothek. If you have any questions about the object, please contact the data provider.
Associated
Time of origin
- 2020
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