Untersuchung der Eignung traditioneller Lötbarkeitstests für gealterte Komponenten
Examining the compatibility of traditional solderability testing for aged components
Trotz der zunehmenden Anerkennung in der Branche, dass Date-Code-Beschränkungen keine sachliche Grundlage haben, setzen einige Anwender von Halbleiterkomponenten und Auftragsfertiger weiterhin Einschränkungen für Produkte durch, die älter sind als willkürlich festgelegte Altersgrenzen.
Aufbauend auf früheren Erkenntnissen, dass bei längerer Lagerung in den eigenen Einrichtungen keine Verschlechterung der Komponenten festgestellt wurde, führte Rochester eine neue Studie durch, um die Lötbarkeit und Leiterplattenmontage von SMT-Komponenten (Surface Mount Technology) nach unterschiedlichen Langzeitlagerungszeiträumen zu bewerten.
Frühere Whitepaper von Rochester zeigten, dass verschiedene Bauteiltypen auch nach langfristiger Lagerung weiterhin einsatzfähig bleiben. Diese Studie verglich die Ergebnisse von Lötbarkeitstests und die Leistung bei der Leiterplattenmontage von gealterten SMT-Bauelementen. Ziel von Rochester war es, die genaueste Prüfmethode zur Vorhersage einer erfolgreichen Leiterplattenmontage zu identifizieren. Die Studie zeigte deutliche Unterschiede zwischen traditionellen Lötbarkeitstests und der tatsächlichen Montage von Bauteilen bei der Bewertung von Komponenten nach Langzeitlagerung.
Traditionelle Lötbarkeitstests wurden unabhängig an drei Teststandorten durchgeführt, sowohl mit Solder Bath/Dip- als auch mit Look-and-Surface-Mount-Process-Simulation-Methoden. Die für die Montage dieser Bauteile entwickelten Leiterplatten wurden bei drei Auftragsfertigern sowie intern bei Rochester Electronics bestückt. Die montierten Leiterplatten jedes Auftragsfertigers wurden an ein externes Labor zur Querschliffanalyse und Rasterelektronenmikroskopie (REM/SEM) übergeben. Zusätzlich wurden elektrische Tests an SMT-Bauelementen durchgeführt, unabhängig von den für die Leiterplattenmontage ausgewählten Komponenten.
Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf eine überraschende Erkenntnis hin: Traditionelle Lötbarkeitstestmethoden spiegeln möglicherweise nicht exakt die tatsächliche Leistung von Komponenten auf Leiterplatten nach langfristiger Lagerung wider. Diese Abweichung ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass diese Methoden ursprünglich für neu gefertigte Bauteile entwickelt wurden. Wie hier gezeigt wird, bietet die direkte Montage von Bauteilen auf einer relevanten Leiterplatte eine wesentlich präzisere Simulation realer Einsatzbedingungen.
Jede Komponente kann für Hersteller langlebiger Systeme, die mit Herausforderungen hinsichtlich Produktverfügbarkeit und Lieferkettenkontinuität konfrontiert sind, von entscheidender Bedeutung sein. Der Einsatz traditioneller Lötbarkeitstestmethoden als Eingangskontrolle kann eine zusätzliche und unnötige Einschränkung für die ohnehin begrenzte Verfügbarkeit von Bauteilen darstellen. Anwender gealterter Halbleiter sollten daher sorgfältig prüfen, ob voll funktionsfähige und lötbare Bauteile möglicherweise unnötig zurückgewiesen werden, wenn Prüfprotokolle definiert werden.
Die Forschung von Rochester Electronics zur Langzeitlagerung erstreckt sich mittlerweile über mehr als vier Jahre, umfasst Dutzende von Produkttypen sowie Bauteile aus vier Jahrzehnten Fertigung. Zu den angewandten Methoden gehören elektrische Tests, zerstörungsfreie Röntgeninspektionen, Lötbarkeitstests, Gehäuseanalysen, Leiterplattenmontage, Querschliffanalysen, SEM-Bildgebung und visuelle Inspektionen.
Bis heute konnten keine Daten gefunden werden, die auf eine Verschlechterung der Produktfunktionalität oder Nutzbarkeit infolge langfristiger Lagerung bei Rochester hinweisen. Die neueste Studie von Rochester bestätigt erneut das branchenweit vorherrschende Verständnis, dass es keine Nachweise zur Rechtfertigung von Date-Code-Beschränkungen gibt.
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