Leute,
Einer meiner engsten und am meisten respektierten Kollegen in unserer Branche ist Jim Hall von ITM.
Zusammen mit Phil Zarrow, ebenfalls von ITM, haben Jim und ich denSMTA-Prozesszertifizierungs-Workshopund die Prüfung entwickelt. Jim ist auch Ausbilder im Six-Sigma-Programm von Dartmouth und dort häufig als Dozent und Studentencoach tätig. Jim kann unter [email protected] erreicht werden.
Es folgen Jims jüngste Untersuchungen zum Thema Zinnbärtchen.
Zum Wohl,
Dr. Ron
RoHS-Auswirkungen: Einige langfristige Realitäten.
Zinn-Whisker können an SnPb-Lötstellen auftreten! Dieser Punkt wurde mir durch Daten und Fotos aus dem Bericht "The Effect of Surface Mounting Process on Whisker Growth in IC Package" (Die Auswirkung des Oberflächenmontageprozesses auf das Whiskerwachstum in IC-Gehäusen), der auf der SMTAI-06 von Jeffrey Lee und C.G. Tuanvorgestellt wurde, deutlich vor Augen geführt. Wie bei den meisten bleifreien Evaluierungstests führten Lee und Tuan traditionelle SnPb-Kontrollproben parallel zu den bleifreien Testeinheiten durch. Auch auf den SnPb-Komponentenanschlüssen wurden Whisker beobachtet. Sie waren zwar kleiner und weniger zahlreich, aber es waren dennoch Whisker! Dies bestätigte die Aussagen der Luft- und Raumfahrtexperten, die immer behauptet haben: "Definieren Sie eine beliebige Kombination von Lötmaterialien und Verfahren, und wir werden Ihnen Beispiele für Whisker zeigen!" Da Whisker niemals vollständig beseitigt werden können, erscheint die Aufgabe, die Zuverlässigkeit bleifreier Versionen von unternehmenskritischen Produkten mit Sicherheit zu qualifizieren, noch schwieriger und zeitaufwändiger. Dies ist insofern von Bedeutung, als viele Hersteller dieser Produkte, wie z. B. die Militär- und Raumfahrtindustrie, die Umstellung auf bleifreie Produkte als langfristige Strategie anstreben, und zwar nicht, um Rechtsvorschriften wie RoHS einzuhalten, von denen sie nicht betroffen sind, sondern um mit der zunehmenden Nichtverfügbarkeit von SnPb-Komponenten und -Materialien fertig zu werden.
Die Validierung der Zuverlässigkeit durch beschleunigte Lebensdauertests ist ein weiteres langfristiges Problem bei der Qualifizierung von High-Rel-Produkten für die bleifreie Umstellung. Die größte Sorge ist, ob die Tests wirklich die Bedingungen simulieren, die während des realen Produktbetriebs angetroffen werden oder nicht. Wenn man bedenkt, dass es sich um einsatzkritische Baugruppen mit langen Lebensdaueranforderungen handelt, müssen die Tests ALLE Bedingungen und Zeitintervalle simulieren. Die meisten Hersteller sind mit einer bestimmten Reihe von Tests für ihre mit SnPb-Loten montierten Produkte zufrieden. Sind diese Tests auch für die Umstellung auf bleifreie Produkte geeignet und gültig? Die bisherigen Tests haben genügend Fragen aufgeworfen, um ernsthafte Bedenken für High-Rel-Produkte zu wecken. Ein Problem mit den weit verbreiteten Thermal Cycling Tests (TCT) wurde von Jean-Paul Clech von EPSI Inc. festgestellt. Jean-Paul Clech hat einen enormen Aufwand betrieben, um die Ergebnisse von buchstäblich Tausenden unabhängiger TCT zu normalisieren und zu vergleichen, wobei er SnPb mit SnAgCu (SAC), der gängigsten bleifreien Lotlegierung, verglichen hat. Seine Analyse zeigt, dass SAC in Tests, die in einem niedrigeren zyklischen Scherdehnungsbereich (geringe Belastung) durchgeführt werden, eine höhere Zuverlässigkeit aufweist, während SnPb in Tests mit höheren Belastungen besser abschneidet. Wenn also bei Versuchen, die TCT zu beschleunigen, deutlich höhere Spannungen erzeugt werden, als das Produkt bei normalem Betrieb erfahren würde, kann dies zu falschen Angaben über die Zuverlässigkeit führen. Dieses Beispiel ist typisch für die Probleme, die langfristige Strategien für hochwertige Produkte als Reaktion auf die branchenweite Umsetzung von RoHS weiterhin erschweren.
Diese Probleme stellen eine "Bleeding Edge" der RoHS-Einführung dar und betreffen nur eine sehr begrenzte Anzahl von Produkten. Zinnwhisker- und andere Zuverlässigkeitsprobleme werden in der gesamten Branche mit gutem Erfolg für eine immer breitere Palette von Produkten und Anwendungen angegangen. Nichtsdestotrotz haben Unternehmen, die Produkte herstellen, die von der RoHS-Richtlinie ausgenommen sind oder nicht in den Geltungsbereich fallen, eine Reihe von Optionen, die sie sowohl für kurz- als auch langfristige Strategien in Betracht ziehen können. ITM Consulting entwickelt derzeit Workshops speziell für dieses Marktsegment; nicht um "Patentlösungen" anzubieten, sondern um bei der Definition und Navigation des Entscheidungsprozesses zu helfen.
Die besten Wünsche an alle,
Jim Hall
