Um der Nachfrage nach immer höheren Übertragungsraten in modernen Smartphones gerecht werden zu können, erweitern Mobilfunkanbieter die genutzten Frequenzbänder für jede neue Generation von Mobilfunkstandards. Das breitere Portfolio an verwendeten Frequenzbändern bedingt dabei eine signifikante Erhöhung der Anzahl an Frequenzfiltern in aktuellen Geräten für die mobile Kommunikation. Dies, zusammen mit der weltweit starken Nachfrage nach z. B. Smartphones, führt zu einem erhöhten Bedarf an präzisen, effizienten und preiswerten Filterkomponenten. In diesem Zusammenhang sind akustische Oberflächenwellen (AOW) - Filter heute eine der führenden Technologien. Eine große Herausforderung bei diesen hochentwickelten mikroelektronischen Bauteilen stellt die große Vielfalt an verwendeten Materialklassen und die damit verbundenen Unterschiede in den thermo-mechanischen Eigenschaften dar. Als Konsequenz können hohe mechanische Spannungen beim Abkühlen nach der Produktion, beim Thermozyklieren während der Qualifizierung oder später im Einsatz auftreten. Bei den verwendeten spröden Materialien besteht immer eine gewisse Versagenswahrscheinlichkeit, sobald mechanische Belastungen auftreten. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein vertieftes Verständnis für die Versagens- und Verformungsmechanismen für die in modernen AOW-Frequenzfiltern integrierten spröden Bauelemente zu gewinnen. Die mechanischen Eigenschaften stark anisotroper, piezoelektrischer Einkristalle sowie mehrschichtiger Keramik-/Metall-Schichtsysteme, welche komplexe elektrische 3D-Verbindungen zwischen funktionellen Komponenten bilden, wurden eingehend untersucht. Es wurden biaxiale und uniaxiale Festigkeitsmessungen in Kombination mit fraktographischen Untersuchungen durchgeführt, um beobachtete Unterschiede mit dem jeweiligen Bruchausgang verknüpfen zu können. Nanoindentationsexperimente und In-situ-Zähigkeitsmessungen lieferten bedeutende Erkenntnisse über den Ursprung von irreversiblen Deformationen bzw. des daraus resultierenden Bruchverhaltens. Das gewonnene Wissen kann verwendet werden, um die Kristallorientierungen gezielt zu variieren und die Ausrichtung der notwendigen Oberflächenrauheit in Bezug auf die identifizierten Spaltebenen maßzuschneidern. Folglich konnte die mechanische Festigkeit der einkristallinen Materialien für spezifische Orientierungen signifikant verbessert werden. Für die untersuchten Mehrschichtkeramiksubstrate konnte die Wirkung einzelner, gezielt eingebrachter Merkmale, z. B. Vias oder Elektroden, zusammen mit Umgebungseinflüssen untersucht und zur Entwicklung verbesserter Konstruktionsrichtlinien für mikroelektronische Systeme angewandt werden. Um die Bedeutung dieser scheinbar kleinen Details zu unterstreichen, konnte für ein echtes Vielschicht-Bauteil gezeigt werden, dass eine kleine Änderung des Elektroden-Designs die mechanische Festigkeit des Bauteils beinahe verdoppeln kann, was die für eine zuverlässige und kosteneffiziente Produktion erforderliche Stabilität liefert. Dieser Punkt ist für Unternehmen unverzichtbar, um sich im hart umkämpften Bereich der mikroelektronischen Zuliefererindustrie behaupten zu können.