- GND
- 1273589939
- SCOPUS
- 57200392462
- Sonstiges
- der Hochschule zugeordnet
- GND
- 137351313
- ORCID
-
0000-0002-8802-6621
- ResearcherID
- B-4934-2009
- SCOPUS
- 57202516788
- SCOPUS
- 7102836365
- Sonstiges
- der Hochschule zugeordnet
- GND
- 137074212
- ORCID
-
0000-0001-7583-8332
- SCOPUS
- 57202628974
- SCOPUS
- 58736044000
- SCOPUS
- 59333428700
- SCOPUS
- 7203025573
- Sonstiges
- der Hochschule zugeordnet
- GND
- 2125187-3
Abstract in Deutsch:
Die Einpresstechnik ist ein gut entwickelter Prozess, um eine elektrische Kontaktierung zwischen Pin und Leiterplatte herzustellen. Ein Vorteil der Einpresstechnik ist das Herstellen der Verbindung ohne weitere Hilfsmittel wie Lotpaste oder Wärme. Nachteile des Verfahrens sind zum Teil hohe Einpresskräfte, die zu Beschädigungen an der Leiterplatte führen können oder die Verwendung von zusätzlichen Beschichtungen, um ausreichend hohe Festigkeiten zu erzielen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein neuer Prozess, ultraschallunterstützte Einpresstechnik, untersucht. Dabei wird die Leiterplatte während oder nach dem Einpressen mit Ultraschall angeregt. Das verwendete Materialsystem Kupfer- bzw. Aluminium-basierter Pin und Kupfer-Hülse weist keine zusätzliche metallische Beschichtung auf. Es werden verschiedene Einflussfaktoren des Prozesses auf Einpresskraft, Festigkeit und Qualität der Verbindungen untersucht. Der Prozess wird weiterentwickelt, um eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten und die Prozessparameter werden optimiert. Weiterhin wird eine neue geeignete Pingeometrie entwickelt und ihr Verhalten mit einer flexiblen Pingeometrie verglichen. Der Wirkmechanismus des Ultraschalls wird anhand der Verformung der Fügezone und Veränderungen im Werkstoff erläutert. Zu weiteren Erklärung werden statistische und thermische Modelle aufgestellt. Damit ist eine Voraussage der Auspresskraft und der Temperatur in der Fügezone möglich.
Abstract in Englisch:
The press-fit process is a well-developed process to create an electrical contact between pin and printed circuit board. The advantage of this technology is, that no additional materials as solder paste or additional treatment as heat are needed. Disadvantages are high insertions forces which can lead to damages of the printed circuit boards. Also, additional coatings of the joining partners are needed to achieve a sufficient retention force. Here, a new process ultrasonic assisted press-fitting is investigated. The printed circuit board is excited by ultrasound during or after the pin insertion. The joining partners have no additional metallic coating. Different process parameters are analyzed regarding their influence on insertion force, retention force and quality of the electrical connection. The process is improved to achieve reliable connections and the process parameters are optimized. A new suitable pin geometry is developed and compared with the compliant existing pin geometry. The influence of the ultrasound on material properties and deformation of joining partners is studied. Statistic and thermal models are created to explain the results and enable a prediction of the retention force and temperature in the joining zone.