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We propose an interconnection concept for solar cells that enables the soldering of solder coated copper wires directly on the contact fingers of the front side metallization without the need of busbars or contact pads. By reshaping the copper wires we realize a wave-shaped stress relief structure. This reduces the yield force, the force value where plastic deformation of the wire starts, up to 90...
This paper presents results of FEM Simulation and a statistical analysis for cracks in Multilayer Ceramic Capacitors (MLCCs). The main objective of the analysis is to validate the results of bending experiments on MLCCs and mainly the influence of solder type on fracture susceptibility and fracture form in ceramic body. The model also considers the prestresses occurring in the capacitor during firing...
This paper presents results of flex cracking experiments on Multilayer Ceramic Capacitors (MLCCs). The influence of solder fillet height, solder type and MLCC dimensions on the crack susceptibility of the component has been investigated. Subsequent statistical and metallographic analyses were carried out for more understanding of the failure mechanism. The statistical results show that the solder...
Zussamenfassung Ausfälle sind ein Phänomen, welches eng mit der technischen Entwicklung verbunden ist. Besonders bei der Einführung neuer Konstruktions- und Funktionsprinzipien oder bei Werkstoffsubstitutionen zur Gewichtseinsparung und Kostensenkung kommt es gehäuft zum Versagen bestimmter technischer Strukturen. In der Geschichte der Technik wurden diese Ausfallprobleme sehr oft durch eine iterative...
Im Mittelpunkt stehen Zuverlässigkeits- und Lebensdauerfragen mikroskopisch kleiner Bauteilstrukturen, wie sie in der Aubau- und Verbindungstechnik der Mikroelektronik bzw. Mikrosystemtechnik typisch sind. Das Buch zeichnet sich durch eine systematische und detaillierte Darstellung des mikrostrukturellen Aufbaus von Werkstoffen, der Werkstoffverformung und der Materialschädigung aus. Dabei überzeugt...
This paper presents results of fracture tests on Multilayer Ceramic Capacitors (MLCCs). Fracture mechanical calculations were carried out with ANSYS in order to analyse the experimental values of fracture strength for the tested MLCCs. Subsequent metallographic analyses were used to get a precise picture of the origin and the propagation of the crack through the component.
The interconnection of silicon solar cells is commonly realized by soldering copper ribbons or wires with a solder coating onto screen-printed silver contacts. Due to the difference of the coefficient of thermal expansion (CTE) of copper and silicon, thermomechanical stress is induced after the soldering process during cooling down to room temperature. In the first part of this work, a model is introduced...
This paper presents the main observations and results obtained from CFD simulations for lead free SnAgCu (SAC) solder flow in two closely placed pin through holes (PTH's). The CFD results provide insights which can't be readily achieved through pure experimentation only. The influence of pre-heat temperature is also discussed.
In the paper we consider a multi-layer ceramic capacitor (MLCC) of size 1206 with X7R dielectric. The main goal of this study is to analyze the behavior of micro cracks in the ceramic such as to determine if they are able to propagate and if so to determine the preferred direction of propagation. A four-point bending setup of soldered MLCC has been used and a finite element model of the soldered capacitor...
Analysis of solder penetration, shape and electrical continuity assessed using wave soldering simulations for a lead-free SnAgCu (SAC) solder, along with comparisons to real wave soldering, are presented in this paper. The presented results utilise steady state shear stress transport (SST) melting/solidification models of a single pin-through hole (PTH) on a printed circuit board (PCB) where the ANSYS...
In the field of power electronics the requirements in size, weight, reliability, durability and ambient temperature are driving the operational temperature beyond the limits of current die-attach technologies. Common bonding agents such as solder and high conducting adhesives are more and more replaced by silver pastes which are pressure assisted sintered at low temperatures. The silver pastes provide...
Zussamenfassung Die plastische Verformung eines polykristallinen Metalls wird üblicherweise mit dem in Abb. 1.5 dargestellten Verformungsverhalten assoziiert, bei dem das Material nach dem Erreichen einer Fließspannung sich plastisch zu verformen beginnt und der Deformation nur noch einen geringen Widerstand entgegensetzt, während es sich unterhalb dieser Fließgrenze elastisch verformt und der Deformation...
Zussamenfassung Die Komplexität und Vielfalt von Erscheinungen bei der Verformung von Werkstoffen wirft für deren Beschreibung folgendes grundsätzliche Problem auf. Geht man über die Beschreibung grundsätzlicher Verhaltensformen, wie elastisches Verhalten, Materialfließen oder Bruch, hinaus und kommt in den Bereich sehr spezieller Verhaltensformen, so treffen diese in einigen Fällen nur für die Beschreibung...
Zussamenfassung „Die Versuchsanordnung wird einzig aus bekannten, in einer bestimmten Situation vorhandenen Methoden und Verfahren kombiniert. Während der Konfigurierung können jedoch praktische Unvollkommenheiten des Forschungspotentials den Problemlösungsprozeß aufhalten oder abbrechen. Unabhängig vom Experimentator wirkende (zufällige) Bedingungen oder solche, die bei der Konstruktion des Aufforderungssystems...
Zussamenfassung Eine der Schwierigkeiten bei der Interpretation von Ergebnissen aus Verformungs- und Schädigungsversuchen besteht in der allgemeinen Neigung, experimentell gewonnenen Erkenntnissen einen hohen Grad an Objektivität zuzuschreiben. Hierbei wird sehr oft übersehen, dass diese Objektivität - bezogen auf ein einzelnes Experiment - vollkommen gerechtfertigt wäre, dass es jedoch für die Erfassung...
Zussamenfassung Um die charakteristischen makroskopisch beobachtbaren Erscheinungen bei der elastischen Verformung deutlich zu machen, wird der in Abb. 1.5 dargestellte Zugversuch geringfügig abgeändert (siehe Abb. 4.1). Die Beanspruchung, d. h. die Dehnungsänderung über der Zeit, wird dabei beginnend bei null (A) nur bis zu einem Wert gesteigert, welcher unterhalb der Grenze ε...
Zussamenfassung Wie Alan Howard Cottrell 1966 im Prolog zu seinem ein Jahr später erstmals herausgegebenen Grundlagenwerk „An Introduction to Metallurgy“ feststellte, weilt über der Metallurgie nach wie vor der Geist des Mystischen, sodass kein respektables Raumschiff in einem Science-Fiction-Roman ohne eine geheime Wunderlegierung auszukommen scheint [184]. Eine vergleichbare Situation bestand, als...
Zussamenfassung Das Versagen einer mechanisch funktionellen Struktur zeigt sich phänomenologisch durch einen Bruch, welcher die jeweilige Struktur in mindestens zwei nicht mehr miteinander verbundene Bereiche teilt. Diese für einen (mechanischen) Ausfall charakteristische makroskopisch beobachtbare Erscheinung des Bruches ist allerdings nur der Endzustand, welchem üblicherweise eine weniger sichtbare...
Zussamenfassung Bei Beschäftigung mit der Schädigung und der Verformung von Werkstoffen besteht das Bemühen, alle dazu notwendigen Betrachtungen nur auf einen bestimmten Werkstoff oder eine Werkstoffklasse zu richten, ohne dabei Bezug auf ein konkretes technisches Artefakt zu nehmen. Eine solche Methode der Betrachtung geht davon aus, dass die der Verformung und Schädigung zugrunde liegende Physik...
Die allgemeinen Anforderungen an Materialien in UHPLC‐Systemen werden hierin diskutiert, während auf die Materialien, die in Pumpen, Autosamplern und Kapillaren verbaut werden, genauer eingegangen wird. Die Materialien müssen im Wesentlichen drei Wesensmerkmalen wie der mechanischen und chemischen Beständigkeit als auch der Kompatibilität zum Analyten, gerecht werden. Da im Niederdruckflussweg ein...
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