Tillförlitlighetsprojekt inom Smartare Elektroniksystem
Allt mer elektronik används i tuffa miljöer som innebär ökad risk för tillförlitlighetsproblem av hårdvaran. Samtidigt ökar kraven på högre tillförlitlighet. Till exempel började OEM-företag inom fordonsindustrin under 2018 ställa krav på att halvledarkomponenter ska hålla under 18 år med noll fel under denna tid. Övergången till självkörande bilar innebär dessutom kraftigt utökad förväntad driftstid.
Ett tidigare utfört projekt inom Smartare Elektroniksystem visade att blyfri lödning medför ökad risk för tidiga fel men också att med rätt val av metalliseringar på lödytor och sammansättning av lodet kan man minska risken för tidiga fel. Projektet visade också att så som de flesta skyddslackar kretskort idag så får man ett dåligt miljöskydd, men även att vissa lacker kan minska livslängden av lödfogar till BGA- och QFN-komponenter med upp till 90 %.
Idag marknadsförs nya typer av lod som kallas ”high relibility solders” hårt mot främst fordonsindustrin. Ett exempel på ett sådant lod är Innolot. De uppges ge mycket bättre tillförlitlighet av lödfogar samt kunna användas vid driftstemperaturer upp till 150-175 °C. Det finns dock nästan inga undersökningar som stöder dessa påståenden samtidigt som det börjar komma rapporter om att de kan orsaka andra tillförlitlighetsproblem som till exempel sprickor i keramiska komponenter.
Ett annan viktig faktor för hög tillförlitlighet är tillräcklig hög renhet på kretskort. I IPCs standard J-STD-001G har man skärpt kravet på hur man ska verifiera tillräcklig hög renhet och har nu krav på ”objective evidence” på tillräcklig renhet genom någon form av temperatur-fukt-bias-test (typ SIR-test). Det kommer troligen leda till krav på tillverkare av elektronikhårdvara att man verifierar tillräcklig renhet enligt denna standard.
För att hjälpa svensk elektronikindustri att möta de ökade kraven på tillförlitlighet kommer ett nytt projekt genomföras inom Smartare Elektroniksystem med fokus på hur man ska säkerställa hög tillförlitlighet av kretskort med höga tillförlitlighetskrav under lång livslängd. Fokus kommer att vara på:
- Utvärdering och rekommendationer för hur tillförlitligheten av lödfogar optimeras genom val av lod i floran av äldre och nya ”high reliability”-lod och metallisering på mönsterkort.
- Utvärdering av hur ”high reliability”-lod påverkar tillförlitligheten av olika komponenter.
- Utvärdering av nya lacker och lackningsmetod för optimerad tillförlitlighet av lödfogar och miljöskydd.
- Verifiering av tillräcklig renhet enligt IPC-J-STD-001G.
- Rekommendationer för hur man verifierar tillförlitlighet av lödfogar för produkter som används inom olika temperaturområden.
En stor del av utvärderingarna kommer att göras på deltagande företags produkter. Den slutliga utformningen av projektet kommer att tas fram under mars-april där deltagande företag har möjlighet att påverka utformningen.
Vid intresse att delta i projektet eller om ni vill ha mer information om projektet så kan ni kontakta Per-Erik Tegehall: [email protected] eller per telefon: 070-780 6148
