Verbundprojekt: Transfer- und Qualifizierungsmethodik höchstintegrierter Elektronikkomponenten für die Automobil- und Automatisierungsindustrie -TRACE-; Teilvorhaben: Thermische Charakterisierung, Bewertung und Optimierung als Teil eines neuen Übertragungs- und Qualifizierungsprozesses in der Automobilelektronik

Das Verbundprojekt TRACE soll neue Lösungskonzepte für die Überführung von Consumer-Elektronik in den Automobilsektor liefern, wozu komplexe Materialkombinationen in den zu adaptierenden Gehäusen eingesetzt werden und veränderten, überlagerten und verschärften Beanspruchungen unterliegen. Nanotest obliegt die thermische Charakterisierung der Materialien, Baugruppen und Interfaces, der wegen der aus thermischem Mismatch resultierenden, lebensdauerrelevanten Spannungen eine entscheidende Bedeutung zukommt. Ziel sind die entsprechende Entwicklung der anwendungsangepassten Messmethodik und die Bereitstellung von Mess- und Testwerten für die thermo-mechanische Simulation. Die thermische Charakterisierung betrifft Wärmeleitfähigkeiten und Übergangswiderstände an kritischen Interfaces, zudem Messungen mit transienten Versuchsanordnungen und Aufnahmetechniken. Innovative Messverfahren werden Messungen unter realen Bedingungen gestatten und Umgebungs- sowie Oberflächenbeschaffenheitseinflüsse ermitteln lassen. Thermische Messverfahren liefern Aussagen zum Alterungsverhalten, die ermittelten Kenndaten finden Eingang in die FE-Simulation (Lebensdauermodell). Belastungstests an Subsystemen sollen die Übereinstimmung zwischen Simulation und Messung hinsichtlich Temperatur- und Verformungsfeld nachweisen bzw. die Erzielung der Übereinstimmung ermöglichen, um Vorhersagen bezüglich Risiken für die Herstellung und Zuverlässigkeit sowie Schwachstellen im Design validieren zu können. Weiterer Schwerpunkt sind transiente thermische FEM-Analysen unter Berücksichtigung des gemessenen Materialverhaltens und der relevanten Umgebungsbedingungen, mit der kritische Zustände detektiert, Maßnahmen zur Beseitigung evaluiert und thermische Pfade optimiert werden sollen. An Testvehikeln werden aktive und passive thermische Zykeltests sowie Temperatur- und Spannungsmessungen unter Einsatz integrierter Sensorik zum Monitoring der Degradation des thermischen Verhaltens durchgeführt.