LösungenUnterstützung für wichtige Branchen
In der heutigen Halbleiterindustrie mit begrenzten Kapazitäten gehen viele Originalkomponentenhersteller (OCM) zu kürzeren Produktlebenszyklen über. In vielen Branchen müssen die Produkte jedoch jahrzehntelang einsatzbereit sein. Deshalb ist es wichtig, dass diese Anwendungen während ihres gesamten Lebenszyklus kontinuierlich mit Komponenten versorgt werden.
Eine gängige Lösung besteht darin, Halbleiterkomponenten nach Produktionsende für längere Zeit zu lagern. Rochester Electronics lagert bereits seit 1981 erfolgreich Komponenten über längere Zeiträume, um Unterbrechungen der Lieferkette langlebiger Anwendungen zu überbrücken.
Bei einer langfristigen Lagerung von Komponenten müssen die Kunden sich darauf vertrauen können, dass die Komponenten zuverlässig sind, wenn sie eingesetzt werden. Aus diesem Grund haben die Qualitäts- und Zuverlässigkeitsteams von Rochester die Auswirkungen der Langzeitlagerung auf die mechanische Integrität und die elektrische Leistung untersucht.
Mehrere von Texas Instruments veröffentlichte White Paper haben die Zuverlässigkeit von Komponenten nach der Langzeitlagerung untersucht. Anfangs hieß es, dass Halbleiterprodukte, die ordnungsgemäß in einer kontrollierten Umgebung gelagert wurden, eine Haltbarkeit von mehr als 15 Jahren haben. In einer späteren Veröffentlichung von Texas Instruments wurden selbst bei Komponenten, die bis zu 21 Jahre gelagert wurden, keine Ausfallmechanismen gefunden. Es ist zu beachten, dass diese Studien Komponenten untersuchten, die in kontrollierten Umgebungen gelagert wurden.
Die eigenen Untersuchungen von Rochester basieren auf einer Zufallsstichprobe von Komponenten, die bis zu 17 Jahre lang in einer Vielzahl von Umgebungen gelagert wurden. Es wurde eine Auswahl von acht verschiedenen Produkten bewertet, darunter drei verschiedene Typen von Bleioberflächen von insgesamt fünf verschiedenen Lieferanten. Darüber hinaus basiert unsere Analyse auf einem dem Branchenstandard entsprechenden Fertigungsprozess der Leiterplattenmontage und der Reflow-Lötpasten. Der Bestückungsprozess wurde von einem Elektronikdrittanbieter durchgeführt, der Erfahrung in der Leiterplattenbestückung hat. Das Montageunternehmen ist gemäß ISO-9001 zertifiziert und hat mehr als 17 Jahre Branchenerfahrung.
Die Qualitäts- und Zuverlässigkeitsteams von Rochester haben Analysen der internen Integrität des Gehäuses, der Qualität der Lötverbindungen zwischen Komponenten und Leiterplatten und der elektrischen Testergebnisse durchgeführt, um zu überprüfen, ob sich die Halbleiterkomponenten nach längerer Lagerung verschlechtern. Zu den Analysemethoden gehören Röntgenbildgebung, Laser, Entkapselung mit Säure, Querschnitte, Rasterelektronenmikroskopie (REM) und sowohl funktionelle als auch zeitliche elektrische Tests.
Es wurde eine Zufallsstichprobe durchgeführt. Dabei wurden drei verschiedene Gehäusetypen mit unterschiedlichen Datumscodes ausgewählt. Bei den drei Gehäusetypen handelte es sich um ein 28-poliges Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), ein 14-poliges Thin Shrink Small Outline Package (TSSOP) und ein 8-poliges Very Thin Small Outline Non-Leaded Package (VSON).
Es wurde eine Laserentkapselung der ausgewählten Produkte durchgeführt, um die Dies freizulegen und auf Defekte zu untersuchen. Es wurde keine Korrosion, Kraterbildung oder Risse in den Bondpads festgestellt. Rochester arbeitet mit Branchenexperten für die Entwicklung, Herstellung und Verwendung von Leiterplatten zusammen, um verschiedene oberflächenmontierbare Produkte mit unterschiedlichen Gehäusetypen und Datumscodes zu bauen. Alle Produkte haben den Reflow-Prozess bei dem unabhängigen Leiterplattenbestücker erfolgreich abgeschlossen. Rochester überprüfte diese Ergebnisse mittels optischer und röntgentechnischer Inspektion von Lötstellen, Querschnittsuntersuchungen entlang der Länge der gelöteten Leitungen und REM-Aufnahmen von Querschnitten der Lötstellen.
Siebenundfünfzig oberflächenmontierbare Kunststoffprodukte mit zwölf verschiedenen Konturen, die bereits 2006 verpackt worden waren, wurden auf beiden Seiten jeder Leiterplatte montiert. Alle Pads wurden inspiziert, und es wurden keine Fehler festgestellt, was eine erfolgreiche PCB-Montage bestätigt.
Um weitere Einblicke in ansonsten verdeckte Lötkehlen zu erhalten, wurden Leiterplattenbaugruppen mittels Röntgenstrahlung in einer schrägen Ansicht abgebildet. Die Bildgebung des VSON-Gehäuses lieferte aufgrund der Längenskala und der Dichte der Lötstellenabdeckung keine zusätzlichen Details.
Darüber hinaus wurden nach dem Querschnitt durch die Leiterbahnen REM-Bilder aufgenommen, die das genaue Profil und die innere Struktur der Lötfäden zeigen. Die inneren Strukturen der Lötstellen erwiesen sich als robust und stimmten mit den äußeren Inspektionen überein, was die erfolgreiche Leiterplattenbestückung weiter bestätigte.
Die gleichen bildgebenden Verfahren wurden auch verwendet, um die Unversehrtheit der eingekapselten Materialien zu überprüfen und die inneren Merkmale des Produkts auf Defekte zu untersuchen. Es wurden keine Mängel beobachtet.
Alle Produkte wurden laserentkapselt und mit einer kurzen Säureätzung veredelt. Es wurden keine Schäden beobachtet, die auf Umweltbelastungen oder vermutete Mechanismen des Abbaus nach langfristiger Lagerung hinweisen. Es wurde festgestellt, dass alle Produkte frei von Rissen, Delaminierung und Bonddrahtdefekten waren.
Drei Produkte mit zwei unterschiedlichen Datumscodes wurden gemäß ihren jeweiligen Datenblattanforderungen getestet. Die geprüften Geräte umfassen fast 15 Jahre. Es wurden zwanzig 9513APC, 25 27S21PC und fünfzig UC3835N von jedem Datumscode geprüft. Alle Produkte erfüllten die jeweiligen Spezifikationsgrenzen des Datenblatts und wiesen keine signifikanten oder konsistenten Verschiebungen in der Datenverteilung zwischen den Datumscodes auf.
Die in diesem White Paper präsentierten Daten zeigen, dass die Produkte ihre interne und externe Integrität, einschließlich robustem Löten auf Leiterplatten, im Laufe von mehr als einem Jahrzehnt der Lagerung beibehalten. Die Produkte zeigten keine Anzeichen von Korrosion, Rissen oder Delaminierung. Die getesteten Produkte haben alle anwendbaren Funktions- und Zeittests bestanden.
Rochesters sorgfältige Forschung hat gezeigt, dass eine langfristige Lagerung nicht unbedingt zu einer Produktverschlechterung führt. Tatsächlich lassen sich die funktionstüchtigen Bauteile noch montieren und über viele Jahre mit Strom versorgen. Die Lagerung stellt eine praktikable Lösung für Anwendungen mit langer Lebensdauer dar.
Technisches Whitepaper von Rochester Electronics: „Die Auswirkungen der Langzeitlagerung auf die mechanische Integrität und die elektrische Leistung“
Technisches Whitepaper von Rochester Electronics: „Die Auswirkungen der Langzeitlagerung auf die Lötbarkeit von Halbleiterkomponenten“
Technisches Whitepaper von Texas Instruments: „Beurteilung der Langzeitlagerung von Halbleiterkomponenten“
Technisches Whitepaper von Texas Instruments: „Zuverlässigkeit von Komponenten nach der Langzeitlagerung“
