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2-2019

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Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement

Dienstleistung Bild 5:

Dienstleistung Bild 5: HTV-Hochsicherheitsgebäude Bild 4: Bei der Lagerung nach TAB ist nahezu kein intermetallisches Phasenwachstum feststellbar E.I.S. - Ihr Partner für Entwicklung, Bestückung und Montage Kostengünstige Elektronikfertigung in der EU Mit unserer langjährigen Erfahrung als EMS-Dienstleister und Systemlieferant und umfangreichem Knowhow in den Bereichen Design, Entwicklung und Fertigung von Elektroniken, bieten wir den kompletten Service aus einer Hand, entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Weil wir in Bulgarien mit kostengünstigen Strukturen, hochqualifiziertem Personal wettbewerbsfähig produzieren und bei der Entwicklung eine effektive Fertigung im Blick haben, können wir Ihre Produktideen unter Berücksichtigung höchster Qualitätsstandards zu einem attraktiven Preis realisieren. Weitere Leistungen: Hardware- und Software-Entwicklung nach neuesten Standards und Kundenanforderungen, selektives Lackieren, Endmontage von Elektronik und Gehäuse zum Komplettsystem, Klimatest sowie Vorprüfung im hauseigenen EMV-Labor. E.I.S. GmbH, Elektronik Industrie Service Mühllach 7, D-90552 Röthenbach a. d. Pegnitz Telefon: 0911/544438-0, Fax: 0911/544438 90 info@eis-gmbh.de, www.eis-gmbh.de dukte und Investitionsgüter mit langer Nutzungsdauer, sollten unbedingt rechtzeitig eingelagert werden, um jegliche Gefahr einer mangelnden Verfügbarkeit für die Serie oder später von Ersatzteilen auszuschließen. Doch die Einlagerung von LTB-Teilen birgt nicht zu unterschätzende Risiken, da nur ein qualifiziertes, speziell auf die Komponente zugeschnittenes Lagerungskonzept die Funktionalität und Verarbeitbarkeit nach einer Lagerungszeit von mehreren Jahren oder Jahrzehnten sicherstellt. Risiken bei der Langzeitlagerung elektronischer Komponenten Zur Beurteilung der Risiken für die Langzeitlagerung muss in zunächst im Vorfeld der aktuelle Gesamtzustand der zu lagernden Komponenten erfasst werden. Dabei ist zu ermitteln, ob die Bauteile mechanisch und elektrisch einwandfrei sind und welche Risiken während der Lagerung zu erwarten sind, bzw. ob die Komponenten überhaupt für eine Lagerung geeignet sind. Verschiedenste Alterungsprozesse können bereits bei normaler Lagerung aber auch unter Stickstoffatmosphäre (Stickstoff-Dry-Pack) innerhalb von 1 - 2 Jahren die Funktionalität (z. B. durch Daten- und Kapazitätsverluste, Leckströme) und Verarbeitbarkeit (z. B. im Löt-oder Crimp-Prozess) elektronischer Komponenten maßgeblich beeinträchtigen. Wesentliche Alterungsprozesse • Diffusionsprozesse der Bauteilanschlüsse • Diffusionsprozesse auf dem Halbleiterchip • Alterung durch Feuchte und Sauerstoff (Korrosion und Oxidation) • Alterung durch Schadstoffe • Whiskerbildung • Zinnpest Vielfach ist die Meinung verbreitet, eine Lagerung in Stickstoff-Atmosphäre stoppe die Alterungsprozesse. Das ist falsch! Durch Stickstoff wird ausschließlich die Oxidation reduziert, die nur einen sehr kleinen Bestandteil der vorgestellten Alterungsprozesse darstellt. In den sogenannten Stickstoff-Drypacks, die oftmals für eine Langzeitlagerung verwendet werden, findet man bei einem Standardverpackungsprozess zudem noch einen Sauerstoffanteil im Prozentbereich. Dementsprechend ist sogar die Wirkung der verminderten Oxidation fraglich. Die relevanten Alterungsprozesse, wie z. B. die Diffusions- oder auch Korro sionsprozesse durch ausgasende Schadstoffe, werden hierbei in keiner Weise reduziert! Die Komplexität der verschie- Das HTV-Forschungsprojekt zur Langzeitverfügbarkeit elektronischer/elektromechanischer Bedien einheiten wurde vom BMBF gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor 12 2/2019

Dienstleistung Bild 6: Vergleich verfügbarer Lagerungsverfahren denen Alterungsmechanismen verdeutlicht zudem die Notwendigkeit einer umfassenden Eingangsanalyse aber auch der Überwachung des Zustandes der Komponenten während des Lagerprozesses. Langzeitverfügbarkeit durch das TAB-Langzeitkonservierungsverfahren Zur Lösung der Problematik, dass Bauteile während der Lagerung auf vielfache Weise altern, hat die Firma HTV Halbleiter-Test & Vertriebs- GmbH mit TAB (Thermisch-Absorptive-Begasung) ein Verfahren entwickelt, um die Langzeitverfügbarkeit elektronischer Komponenten mit der erforderlichen Qualität sicherzustellen. Als komplexe Kombination unterschiedlichster Methoden vermeidet bzw. verringert TAB im Gegensatz zur herkömmlichen Lagerung in Stickstoff Dry-Packs oder Korrosionsschutz-Folien nahezu alle relevanten Alterungsfaktoren elektronischer Komponenten. TAB ermöglicht es, elektronische Komponenten wie z. B. Bauteile, Baugruppen, Displays sowie Wafer und DIEs bei vollem Erhalt der Verarbeitbarkeit und Funktionalität für bis zu 50 Jahre einzulagern. Das TAB-Verfahren im Überblick Die drastische Reduktion der Alterung wird beim TAB-Verfahren im Wesentlichen durch drei Faktoren erreicht: Zunächst wird durch gezielte individuelle Temperaturreduktion die Aktivierungsenergie drastisch reduziert. Chemische Reaktionen laufen dementsprechend gar nicht oder nur sehr langsam ab. Dadurch werden viele der inneren (auf dem Halbleiterchip) und äußeren Alterungsprozesse nahezu gestoppt, wie es z. B. am Wachstum der intermetallischen Phase (Diffusion am Bauteilanschluss) zwischen dem Kupfer aus dem Inneren des Bauteil- 2/2019 13

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