Entwicklung und Charakterisierung deformationsangepasster Werkstoffverbundbodenplatten zur Reduzierung des Pump-Out-Effekts leistungselektronischer Baugruppen

Abstract

Das thermische Langzeitverhalten ist wichtig für den optimalen Einsatz von leistungselektronischen Baugruppen. Dieses Verhalten wird durch den Pump-Out-Effekt negativ beeinflusst und kann zu Frühausfällen führen. Diese Arbeit umfasst eine experimentelle Messung des Pump-Out-Effekts, die Bewertung des Einflusses auf das thermische Langzeitverhalten und die Vorstellung eines alternativen Modulkonzepts zur Minimierung des Ausfallmechanismus. Das alternative Modulkonzept beinhaltet die Verwendung von mehrschichtigen Wärmespreizplatten in einer asymmetrischen Schichtkombination. Mithilfe der mehrlagigen Wärmespreizplatten kann das Verformungsverhalten unter dem Einfluss einer thermischen Wechsellast eingestellt werden. Dies führt zu einer Reduzierung des Pump-Out-Effekts und zu einer Verbesserung des thermischen Langzeitverhaltens.

The thermal long-term behaviour of power electronic assemblies is important for the optimum use. This behaviour is negatively influenced by the Pump-Out-Effect and can lead to early failures. This report includes an experimental measurement of the Pump-Out-Effect, the evaluation of the influence related to thermal performance and the presentation of an alternative module concept to minimize the failure mechanism. The alternative module concept includes the use of multi-layer heat spreader in an asymmetrical layer combination. With help of multi-layer heat spreader, the deformation behaviour can be adjusted under the influence of a thermal alternating load. This leads to a reduction of the Pump-Out-Effect and to an improvement of the thermal long-term behaviour.