Untersuchung zur Auswirkung von Feuchte auf elektrisch leitfähige Klebverbindungen

Abstract:
Oberflächenmontierbare Bauelemente können mit Hilfe von elektrisch leitfähigen Klebstoffen mit dem Substrat verbunden werden. Das Nutzen von Leitklebstoffen hat einige Vorteile gegenüber Lotverbindungen wie z.B. Beständigkeit bei höheren Temperaturen (~150 °C).Auf der anderen Seite kommt es zu zusätzlichen Belastungen der Klebschicht, hervorgerufen durch die organische Struktur des Polymers. Zum einen führt die Aufnahme von Feuchte aus der Umgebung zu einer Änderung der mechanischen Eigenschaften. Gleichzeitig kommt es zu einem Quellen des Materials, was einen zusätzlichen Spannungsaufbau bewirkt. Die Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebung kann bei moderaten Temperaturen mit Hilfe des Fick’schen Diffusionsgesetzes beschrieben werden. Sowohl der temperaturabhängige Diffusionskoeffizient als auch die temperaturabhängige Menge des eingelagerten Wassers wurden für den verwendeten Leitklebstoff bestimmt. Dafür mussten bestehende Methodiken weiterentwickelt werden. Die hygrothermische Dehnung, als Maß für die Quellung, wurde in Abhängigkeit von der Menge des eingelagerten Wassers ermittelt. Zur Berechnung der Quellung mit Hilfe der FEA wurde eine Methodik entwickelt und für die kommerzielle Simulationssoftware Abaqus evaluiert