Ausfallmechanismen, Ausfallmodelle und ...

124 Ausfallmechanismen und Schadensbilder
dauer. Auch bei 150 °C ergaben sich abhängig von der Belastungsrichtung
deutliche Unterschiede in der Lebensdauer. Ein
verändertes Schadensbild war jedoch bei erhöhter Umgebungstemperatur
nicht zu beobachten. Kam es zum Ausfall der Verbindung,
so geschah dies weiterhin durch einen Pinbruch.
Unter den erprobten Belastungen war somit die Biegewechselfestigkeit
des Tyco Actionpins entscheidend für die Lebensdauer der
Verbindung. Das Schwingfestigkeitsverhalten von CuSn 6 folgt
bei erhöhten Temperaturen dem Verhalten der Festigkeitskennwerte
[Rad07, Sch97]. Dies erklärt die reduzierte Lebensdauer
der Verbindung bei erhöhten Temperaturen.
Eine signifikante Schädigung der Kontaktzone bei keiner mechanisch
belasteten Probe nachgewiesen werden. Allerdings zeigten
einige geöffnete Proben im Randbereich der Kontaktzone
eine Oxidbildung (siehe 4.2.50). Wie bereits beschrieben, wurde
der Übergangswiderstand nicht über eine 4-Punkt-Messung bestimmt.
Somit enthielt dieser nicht nur den Kontaktwiderstand
zwischen Pin und Hülse, sondern auch den Pinwiderstand. Die
gemessene Widerstandserhöhung war somit auf zwei Effekte zurückzuführen.
Einerseits führt eine Rissbildung aufgrund des
reduzierten Pinquerschnitts zu einem Engewiderstand, andererseits
verschlechtert sich der Kontaktwiderstand durch die
beobachtete Oxidbildung.
Zur Abschätzung der jeweiligen Anteile am Gesamtwiderstand,
wurde die Zunahme des Engewiderstands durch eine Rissbildung
rechnerisch ermittelt und der gemessenen Widerstandserhöhung
gegenübergestellt. Der Engewiderstand einer rechteckigen Kontaktfläche
ergibt sich nach [Sla99] zu:
R E (t) =0, 868 ·
ρ
√
A(t)
,
wobei ρ die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktmaterials und