ISBN 9783843923903

978-3-8439-2390-3, Reihe Ingenieurwissenschaften

Peter Buckmüller
Ein Beitrag zur peripheren Kontaktierung von spritzgegossenen Schaltungsträgern

188 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Für Moulded Interconnect Devices (MID) bzw. spritzgegossene Schaltungsträger stellt die elektrische Verbindung des MID zum peripheren System nach wie vor eine große technologische Herausforderung dar, da die Kosten und Zuverlässigkeit der kompletten Systeme wesentlich durch diese Schnittstelle bestimmt werden. Die elektrische Kontaktierung zwischen MID und dem peripheren System über elektrische Leiter erfolgt derzeit meistens über Lötverbindungen. Dabei ist hervorzuheben, dass sich zur peripheren Kontaktierung noch keine Standards entwickelt haben, d.h. für jede Produktentwicklung muss zusätzlich ein großer Aufwand zur Entwicklung der elektrischen Kontaktierung des MID mit der Peripherie aufgebracht werden.

Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die systematische Erarbeitung von Grundlagen zu kraft- und stoffschlüssigen Verfahren zur peripheren elektrischen Kontaktierung von MID, die bisher noch nicht industriell eingesetzt werden. Wegen der guten Automatisierbarkeit, der kurzen Prozesskette und der hohen Verbreitung bei Leiterplatten wurde einerseits die kraftschlüssige Kontaktierung von MID mittels Einpresstechnik für die wichtigen Verbindungen der MID mit Steckverbindern oder Leiterplatten untersucht. Andererseits wurde die stoffschlüssige Kontaktierung mittels Widerstandsschweißen ausgewählt, die eine einfache Kontaktierung von MID-Baugruppen ohne Verwendung von Fügematerialien wie Loten oder Leitklebern sowie ohne zusätzliche Komponenten wie beispielsweise Stecker oder Klemmvorrichtungen bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit und hoher thermischer Belastbarkeit der Verbindungsstellen ermöglicht.

Zu Beginn werden die theoretischen Grundlagen erarbeitet um Rückschlüsse auf die Einflussfaktoren der Prozessführung sowie auf die Kontaktierung zu erhalten. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden experimentelle Untersuchungen auf MID-Substraten durchgeführt, die mit den MID-Strukturierungsverfahren LPKF-LDS®- und Heißprägetechnik hergestellt wurden. Weiterhin wurde die Anwendbarkeit der vorhandenen normativen Richtlinien zur Charakterisierung der untersuchten Kontaktierungsverfahren überprüft. Die Zuverlässigkeit der Kontaktierungen wurde u.a. anhand von beschleunigten Umwelttests untersucht. Abschließend wurde die industrielle Umsetzbarkeit der untersuchten Verfahren bewertet.