Prof. Wolfgang Müller von der TU-Berlin stellt eine Möglichkeit vor, mit FE-Berechnungen die Lebensdauer von Lötstellen zu analysieren. Hierzu müssen allerdings alle Materialdaten zur Verfügung stehen.
Lötverbindungen altern. Der Grund: Mikrostrukturelle Änderungen verursachen Risse in den Grenzflächen und unterschiedliche Ausdehnungen bei Erwärmung zu Spannungen in der Fügestelle. Die Mikrostrukturänderungen entstehen durch Entmischung der Stoffe in längeren Zeiträumen unter dem Einfluss von Temperaturänderungen.
In Silberloten (SnAG, SnAgCu, AgCu) kommt es zu Ausfällungen im Werkstoff und zur Bildung intermetallischer Phasen. Positiv gesehen können Dispersionsverfestigungen auftreten im negativen Falle aber führt die IMP zu Sprödigkeiten und damit zu Ausfällen.

Aussagen über die Lebensdauer allein mit diesen vorgenannten Betrachtungen sind nicht möglich, Fall- und Thermotests sind notwendig.Mit einer Kombination aus den experimentellen Werten und der FE-Simulation kann nach Coffin-Manson, bzw. mit dem Darveauxschem Ansatz ein Ausfallkriterium errechnet werden. Der Experte stellt das Prinzip und den Ablauf der FE-Methode vor und verweist auf die Wichtigkeit und Zuverlässigkeit der Eingabeparameter. Artefakte und Probleme werden dargestellt und die Erwartungen relativiert. Als Beispiele werden mit den Ergebnissen aus dem W5-Projekt des BFE die Coffin-Manson-Faktoren bestimmt.

von Prof. Dr. Wolfgang Müller, TU Berlin

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