Untersuchungen zur Temperaturbeständigkeit von Lötstopplacken unter Berücksichtigung der Einsatzbedingungen in Automobilanwendungen

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Die zunehmenden Betriebstemperaturen für elektronische Baugruppen in Automotiveanwendungen von über 150 °C sind für die organischen Schaltungsträger eine hohe Herausforderung. Über die Performance von organischem Schaltungsträger und Lötstoppmaske liegt bislang kaum Information über die Temperaturstabilität und ihre Grenzen vor. Legt man einen klassischen Arrheniusansatz zu Grunde entspricht eine Erhöhung der Temperaturbelastung um 10 K etwa der Verdoppelung des Stresses der Komponenten des Schaltungsträgers. Die Lötstoppmaske ist längst von einer reinen Funktionsbeschichtung für den Lötprozess zu einer sicherheitsrelevanten Isolationskomponente des Schaltungsträgers geworden und erfordert daher ebenfalls eine detaillierte Betrachtung ihrer thermischen Performance. Um eine Abschätzung der Temperaturbelastung und ihrer Auswirkungen auf die Eigenschaften von Polymeren - hier der Lötstoppmaske - vornehmen zu können werden Eigenschaftsänderungen bei Temperaturdauerbelastungen von Lötstopplacken mit den Modellansätzen nach Arrhenius bewertet um eine Abschätzung von Lebensdauervorhersagen vornehmen zu können. Für Lötstopplacke wird die Vergleichbarkeit von Lebensdaueraussagen die über eine thermogravimetrische Analyse erhalten werden mit denen aus einer Temperaturdauerlagerung diskutiert. Durchgeführte Untersuchungen zeigen, das die Temperaturbeständigkeit mit bestimmten, auf diese Temperatur- und Temperaturwechselbelastung hin optimierten fotostrukturierbaren Lötstopplacken zum einen eine sichere Prozessierung ohne Delaminationen und Lotanhaftungen möglich ist, zum anderen aber auch der Einsatzbereich auf Dauertemperaturbelastungen von bis 175 °C ausdehnbar ist. Bei diesen thermischen Belastungen können neben den mechanischen Anforderungen auch die elektrischen Isolationsanforderungen von fotostrukturierbaren Lötstoppmasken gehalten werden.