Vergleich von Montagetechniken für Hochtemperatursensoren

Conference: Elektronische Baugruppen und Leiterplatten - EBL 2012 - Hochentwickelte Baugruppen in Europa - 6. DVS/GMM-Tagung
02/14/2012 - 02/15/2012 at Stuttgart, Deutschland

Proceedings: Elektronische Baugruppen und Leiterplatten - EBL 2012

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Zeiser, Roderich; Wagner, Philipp; Wilde, Jürgen (Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Professur für Aufbau- und Verbindungstechnik, Georges-Köhler-Allee 103, 79110 Freiburg, Deutschland)

Abstract:
In dieser Forschungsarbeit werden Technologien wie Aktivhartlöten, Glaslöten und keramisches Kleben für den Aufbau von Hochtemperatur-Baugruppen wie HT-Sensoren auf keramischen Schaltungsträgern präsentiert. Zur Erprobung der Technologien wurden Testsensoren aus Silizium angefertigt. Damit wurden die Stabilität und der Einfluss der Montage auf den Hochtemperatursensor ermittelt. Als Substrate wurden die Keramiken Al2O3, AlN, und Si3N4 verwendet. Die Testsensoren wurden unter Verwendung der unterschiedlichen Montagetechniken montiert. Anhand von Scherversuchen wurden die hergestellten Testaufbauten auf ihre Festigkeit getestet. Der Einfluss der Aufbautechnik auf den Siliziumchip auf den thermischen Stress wurde untersucht. Thermisch induzierte Spannungen im Chip, durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten des Materialverbundes, führten zu einer Verformung der Chipoberfläche. Dies wurde bei Raumtemperatur mittels eines Weißlichtinterferometers gemessen, um eine Aussage über den Spannungszustand im Chip treffen zu können. Abschließend wurden die vorgestellten Montagetechniken hinsichtlich ihrer Stabilität und ihres Einflusses auf den Sensor miteinander verglichen und bewertet. Ein Hochtemperatur-Klebstoff auf Siloxan-Basis stellte sich von den innerhalb dieser Forschungsarbeit untersuchten Montagematerialien als am geeignetsten zum Aufbau von Hochtemperatursensoren heraus. Bei einem geringen thermischen Stress auf den Testsensor zeigte dieser Klebstoff hohe Scherwerte und somit eine hohe Stabilität.