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2-2019

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

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Dienstleister Bild 4: Bei der Lagerung nach TAB ist nahezu kein intermetallisches Phasenwachstum feststellbar Verschiedenste Alterungsprozesse können bereits bei normaler Lagerung aber auch unter Stickstoffatmosphäre (Stickstoff- Dry-Pack) innerhalb von 1 - 2 Jahren die Funktionalität (z. B. durch Wir realisieren Ihr Produkt Von der ersten Idee bis zur Serienlieferung - Alles aus einer Hand • Silikonschaltmatten, Folientastaturen • Formteile aus Kunststoff, Gummi, Metall, Glas • Kabelkonfektionierung, Steckverbinder • Federkontakte, Drucktaster, Mikroschalter Gießerallee 21, 47877 Willich, T: 02154 – 8125 0 info@nh-technology.de, www.nh-technology.de Bild 5: HTV-Hochsicherheitsgebäude Daten- und Kapazitätsverluste, Leckströme) und Verarbeitbarkeit (z. B. im Löt-oder Crimp-Prozess) elektronischer Komponenten maßgeblich beeinträchtigen. Wesentliche Alterungsprozesse sind: • 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 Diffusionsoder auch Korro sionsprozesse durch ausgasende Schadstoffe, werden hierbei in keiner Weise reduziert! Die Komplexität der verschiedenen 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, DIEs und, dank aktueller Forschungserfolge, auch elektronische/elektromechanische Bedien einheiten, 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 Bauteilpins in das Zinn der Pinoberfläche, als ein Indikator für Diffusionsprozesse, deutlich gezeigt werden kann. 12 meditronic-journal 2/2019

Dienstleister Bild 6: Vergleich verfügbarer Lagerungsverfahren Das HTV-Forschungsprojekt zur Langzeitverfügbarkeit elektronischer/elektromechanischer Bedien einheiten wurde vom BMBF gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor Die jahrzehntelange Forschung, die z.T. sogar auch durch das BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) gefördert wurde und abgestimmte Verfahren ermöglichen es dabei, kritische Nebeneffekte, wie z. B. die Zinnpest, auszuschließen. Die Lagerung insbesondere bei tiefen Temperaturen erfordert eine genaue Kenntnis der Umwandlungsprozesse, um durch geeignete Einstellung der Lagerungsparameter und zugehörige Überwachungsstrategien eine Umwandlung zu verhindern. Der zweite wesentliche Faktor des TAB-Verfahrens ist ein von HTV entwickeltes System aus speziellen Funktionsfolien und individuell zusammengestellten komponentenspezifischen Absorptionsmaterialien. Dieses bewirkt die Absorption organischer und anorganischer Schadstoffe, die aus den elektronischen Komponenten ausgasen oder von außen in die Verpackungen diffundieren. Der dritte Faktor ist ein spezieller konservierender Gascocktail, welcher die zu lagernden Komponenten umspült und Korrosionsprozessen entgegenwirkt. Zudem werden Feuchtigkeit, Sauerstoff und Gaszusammensetzung kontrolliert und auf das Produkt angepasst eingestellt, so dass eine Alterung bestmöglich reduziert ist. WILD ist Ihr Systempartner für Auftragsentwicklungund fertigung in den Bereichen: • Ophthalmologie • InVitro Diagnostik & Analytik • Bildgebende Verfahren • Dermatologie & Ästhetik THE MOST TRUSTED COMPANY • zertifiziert nach ISO 13485 & ISO 9001 • FDA registriert • Reinraum ISO Klasse 6 und Flow Box ISO Klasse 5 WILD GmbH | Wildstraße 4 | 9100 Völkermarkt | Austria T.: +43 4232 2527-0 | E.: sales@wild.at | www.wild.at meditronic-journal 2/2019 13

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