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Hintergrund: Das am häufigsten verwendete Bauelement auf modernen Elektronikbaugruppen sind keramische Chip-Kondensatoren (MLCC), welche ein kleines Baumaß, hohe Kapazitätsdichten, hohe Robustheit und zudem sehr gute Hochfrequenz-Eigenschaften aufweisen. Allerdings lässt sich, wie aus einem Bericht des CALCE Test Services and Failure Analysis Laboratory (TSFA) hervorgeht, ein erheblicher Anteil aller Ausfälle in Elektronikbaugruppen auf diese Kondensatoren zurückführen. Dabei gehen 25 % dieser Ausfälle wiederum auf Biegebrüche zurück, welche sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb auftreten, z.B. durch Leiterplattenverschraubungen, Nutzentrennen, thermische Ausdehnungen der Leiterplatte, oder Drop-Belastungen. Hierdurch besteht das Risiko, dass Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Elektroden aufgrund der hohen Energiedichte zu Bränden führen. Aufgabenstellung: In der Bachelor- bzw. Masterarbeit sollen gezielt Biegerisse in X5R-Chip- Kondensatoren unter Nutzung eines Vier-Punkt-Biegeversuchs erzeugt werden, um diese systematisch untersuchen zu können. Beim Versuch sollen die Biegekraft und der Biegeradius erfasst und ausgewertet werden. Durch die Analyse der Rissflächen mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie soll der Schädigungsverlauf rekonstruiert werden und eine Beziehung zu den Kraft- und Durchbiegungs-Daten hergestellt werden. Tätigkeiten: - Literaturrecherche - Herstellung von Probeleiterplatten - Montage der Kondensatoren - Durchführung der Biegeversuche - Optische Mikroskopie, REM - Datenauswertung Kontakt: Bei Interesse wenden Sie sich an: Prof. Dr. Ing. habil. S. Wiese Lehrstuhl für Mikrointegration und Zuverlässigkeit Campus C6 3, 4.01 Tel.: 302-71820/71822 Email: [email protected] Bachelor- /Masterarbeit Untersuchung von Biegebrüchen an X5R-Chip-Kondensatoren Bild: Chip-Kondensatoren auf Baugruppe Bild: Biegeversuch für Chip-Kondensatoren

Untersuchung von Biegebrüchen an X5R-Chip-Kondensatoren · Allerdings lässt sich, wie aus einem Bericht des CALCE Test Services and Failure Analysis Laboratory (TSFA) hervorgeht,

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Page 1: Untersuchung von Biegebrüchen an X5R-Chip-Kondensatoren · Allerdings lässt sich, wie aus einem Bericht des CALCE Test Services and Failure Analysis Laboratory (TSFA) hervorgeht,

Hintergrund: Das am häufigsten verwendete Bauelement auf modernen Elektronikbaugruppen sind keramische Chip-Kondensatoren (MLCC), welche ein kleines Baumaß, hohe Kapazitätsdichten, hohe Robustheit und zudem sehr gute Hochfrequenz-Eigenschaften aufweisen. Allerdings lässt sich, wie aus einem Bericht des CALCE Test Services and Failure Analysis Laboratory (TSFA) hervorgeht, ein erheblicher Anteil aller Ausfälle in Elektronikbaugruppen auf diese Kondensatoren zurückführen. Dabei gehen 25 % dieser Ausfälle wiederum auf Biegebrüche zurück, welche sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb auftreten, z.B. durch Leiterplattenverschraubungen, Nutzentrennen, thermische Ausdehnungen der Leiterplatte, oder Drop-Belastungen. Hierdurch besteht das Risiko, dass Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Elektroden aufgrund der hohen Energiedichte zu Bränden führen.

Aufgabenstellung: In der Bachelor- bzw. Masterarbeit sollen gezielt Biegerisse in X5R-Chip-Kondensatoren unter Nutzung eines Vier-Punkt-Biegeversuchs erzeugt werden, um diese systematisch untersuchen zu können. Beim Versuch sollen die Biegekraft und der Biegeradius erfasst und ausgewertet werden. Durch die Analyse der Rissflächen mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie soll der Schädigungsverlauf rekonstruiert werden und eine Beziehung zu den Kraft- und Durchbiegungs-Daten hergestellt werden.

Tätigkeiten:

- Literaturrecherche - Herstellung von Probeleiterplatten - Montage der Kondensatoren - Durchführung der Biegeversuche - Optische Mikroskopie, REM - Datenauswertung

Kontakt: Bei Interesse wenden Sie sich an: Prof. Dr. Ing. habil. S. Wiese Lehrstuhl für Mikrointegration und Zuverlässigkeit Campus C6 3, 4.01 Tel.: 302-71820/71822 Email: [email protected]

Bachelor- /Masterarbeit

Untersuchung von Biegebrüchen an X5R-Chip-Kondensatoren

Bild: Chip-Kondensatoren auf Baugruppe

Bild: Biegeversuch für Chip-Kondensatoren