Lötstellenzuverlässigkeit von Ball-Grid-Array-Bauelementen auf Leiterplatten mit mechanischen Zwangsbedingungen

Abstract: In dieser Arbeit wurde der Einfluss mechanischer Zwangsbedingungen der Leiterplatte auf die Lötstellenzuverlässigkeit von Ball-Grid-Array-Bauelementen unter Temperaturwechsellast untersucht.

Die Zwangsbedingungen resultieren aus der Fixierung der Leiterplatte im Elektronikgehäuse. Unter Temperaturwechsellast führen die Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Gehäuse und Leiterplatte zu Verspannungen der Leiterplatte. Die daraus entstehenden Belastungen der Lötstellen überlagern die thermomechanischen Lötstellenbeanspruchungen aus dem Unterschied in den Wärmeausdehnungen von Bauelementen und Leiterplatte. Sie stellen damit eine zusätzliche Belastung der Kfz-Elektronik dar.

Wesentliches Ziel dieser Arbeit war die Erstellung eines Konzepts zu ihrer Berücksichtigung. Der Einfluss mechanischer Zwangsbedingungen der Leiterplatte auf die Zuverlässigkeit der Lötstellen wurde experimentell über die Ermittlung der Lötstellenlebensdauer von BGA-Bauelementen auf Leiterplatten ohne mechanische Zwangsbedingungen und in einem 3-Punkt-Biegetest untersucht. Für die Erstellung von Lebensdauermodellen wurden mit der Finite-Elemente-Methode schädigungsrelevante Beanspruchungen in den Lötstellen ermittelt. Zusätzlich wurde eine neue schädigungsrelevante Größe basierend auf einfach zugänglichen Parametern entwickelt, die eine schnelle Bewertung der Lötstellenzuverlässigkeit in einer Kfz-Elektronik ermöglicht.

Die Prognosegüte der erstellten Lebensdauermodelle wurde durch den Abgleich von prognostizierten Lebensdauern mit experimentell ermittelten Lebensdauern auf einer Leiterplatte im Gehäuse einer Kfz-Elektronik bewertet

Angaben zum Objekt

• Standort: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Umfang: Online-Ressource
• Sprache: Deutsch
• Anmerkungen: Universität Freiburg, Dissertation, 2022

Klassifikation und Themen

• Klassifikation: Elektrotechnik, Elektronik
• Schlagwort: Gedruckte Schaltung ; Lebensdauer ; Kraftfahrzeugelektronik ; Finite-Elemente-Methode ; Zuverlässigkeit ; Verbindungstechnik ; Thermische Belastung ; Zuverlässigkeit ; Kriechermüdung ; Kraftfahrzeugelektronik ; Finite-Elemente-Methode ; Zyklische Belastung ; Lebensdauer ; Riss ; Ball Grid Array ; Weichlot

Beteiligte, Orts- und Zeitangaben

• Ereignis: Veröffentlichung
• (wo): Freiburg
• (wer): Universität
• (wann): 2022
• Urheber: Schempp, Fabian
• Beteiligte Personen und Organisationen: Wilde, Jürgen ; Zimmermann, André ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Institut für Mikrosystemtechnik ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Fakultät für Angewandte Wissenschaften

Weitere Informationen

• DOI: 10.6094/UNIFR/229709
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-2297098
• Rechteinformation: Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Letzte Aktualisierung: 15.08.2025, 07:29 MESZ