Wolfgang Kempe, Daimler-Chrysler

Etwa 5 bis 7% des Elektronikmarktes entfallen auf die Kfz-Branche. Die elektronischen Baugruppen für den Einsatz im Kfz müssen besonders hohe Anforderungen erfüllen. Mit der Leistungsverdichtung der Prozessoren sowie dem komprimierten Aufbau der Bauelemente und Module wird die Wärmeabfuhr zu einem Problem ersten Ranges.

Während im Motorraum Temperaturen von 150 bis 170°C herrschen, sind die Komponenten an den Rädern Temperaturen bis zu 300°C ausgesetzt. Um den Kraftstoffverbrauch zu optimieren, wird die Kühlmitteltemperatur auf 125°C steigen und die motorblocknahe Elektronik wird diesen Temperaturen ausgesetzt. Ferner ist geplant, Elektronik in den Aggregaten unterzubringen, um lange Übertragungsstrecken zu sparen. Diese Entwicklung stellt erhöhte Anforderungen an die Basismaterialen und die Kunststoffmassen für die elektronischen Module. Der Verzicht auf halogenhaltige Flammhemmer bereitet Probleme.

Für den Technologieumstieg auf bleifreie Lötverbindungen wurde ein Testboard entwickelt bestehend aus dem Basismaterial FR5 mit den Leiterplattenoberflächen Ni/Au, OSP und chemisch Zinn. Bauelemente mit bleifreien Anschlüssen stehen etwa zu 20% zur Verfügung.
Die Ergebnisse der Tests:

• In den Testläufen zeigten sich bei der Bildung der intermetallischen Phase kaum Unterschiede zu den bisherigen Erfahrungen.
• Die Scherkräfte bei Sn/Ag-Lotlegierungen veränderten sich nach Auslagerung über 2000 Stunden bei 150°C verursacht durch eine Veränderung der Nickel-Schicht.
• Für die Fehlerbewertung der Baugruppen mussten vollkommen neue Kataloge erstellt werden.
• Die Systemanalyse für die Zuverlässigkeit muss die Vielzahl der Komponenten beachten. Für die Temperaturen bis 150°C ist dieser Prozess abgeschlossen, bis 170°C werden die Ergebnisse eines BMFT-Förderprojektes bis Ende 2004 abgewartet.

Unterlagen komplett als Download (für Mitglieder):