Bild 1: Im Gegensatz zu herkömmlichen Lagerungsverfahren reduziert das TAB-Verfahren (Thermisch-Absorptive-Begasung) die Alterungsprozesse elektronischer Komponenten um den Faktor 15 bis 25.HTV Halbleiter Test & Vertriebs-GmbH
Die Bensheimer Unternehmensgruppe ist ein führender Anbieter von Test- und Programmier-Dienstleistungen für elektronische Bauteile sowie der Analytik elektronischer Komponenten. Mit dem TAB-Verfahren können elektronische Bauteile und ganze Baugruppen, je nach Ausgangszustand, zurzeit bis zu 50 Jahren und mehr konserviert werden (Bild 1). Somit werden die Qualität, Verarbeitbarkeit und Funktionalität der elektronischen Komponenten über Jahrzehnte sichergestellt. Die Sicherstellung der langfristigen Verfügbarkeit elektronischer Bauteile ist beispielsweise in den Branchen Luft- und Raumfahrt, Maschinen- und Anlagenbau sowie beim Bau von Schienenfahrzeugen und in der Automobilindustrie von essentieller Bedeutung.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Lagerungsverfahren reduziert das TAB-Verfahren (Thermisch-Absorptive-Begasung) durch eine spezielle konservierende sowie schadstoff-eliminierende Atmosphäre und spezifische Lagerbedingungen die entscheidenden physikalisch-chemischen Alterungsprozesse elektronischer Komponenten aktuell um den Faktor 15 bis 25. Korrosions- und Oxidationsprozesse werden anhand spezieller Absorptions-Verfahren langfristig vermieden. Alterungsprozesse im Inneren eines Bauteils (Diffusion auf Chip-Ebene) und Materialwanderungen auf Chip-Ebene können durch das TAB-Verfahren stark reduziert werden. Auch die Gefahr von Whisker-Bildungen und Zinnpest können mit diesem Lagerungsbedingungen beherrscht werden.
Intermetallisches Phasenwachstum drastisch reduziert
Das intermetallische Phasenwachstum (Diffusionsprozess), beispielsweise zwischen der äußeren Zinnbeschichtung und dem Basismaterial der Anschlußpins, wird durch die warenspezifische, thermisch absorptive Begasung drastisch reduziert. Der direkte Vergleich von Bauteilen, die im Standard-N2-Drypack gelagert und Bauteilen, die nach TAB behandelt werden, zeigt bei der REM-EDX-Untersuchung deutliche Unterschiede im Wachstum der intermetallischen Phase. Während bei einer herkömmlichen Lagerung in Stickstoff eine Zunahme der intermetallischen Phase von etwa 1 µm pro Jahr feststellbar ist, lässt sich bei der Lagerung nach TAB nahezu kein Phasenwachstum feststellen (Bild 2).
Bild 2: Bei der Lagerung nach TAB kann – im Gegensatz zur herkömmlichen Stickstoff-Lagerung – nahezu kein intermetallisches Phasenwachstum festgestellt werden.HTV Halbleiter Test & Vertriebs-GmbH
Umsetzung einer TAB-Langzeitlagerung
Basis für eine Langzeitlagerung ist eine ausführliche Untersuchung und Bewertung der zu lagernden Bauteile im Vorfeld. Dabei werden die aktuelle Alterungssituation, die vorhandenen Schadstoffe und Risiken mithilfe von speziellen Analyseverfahren erfasst und die erforderlichen Parameter für die Langzeitlagerung der Bauteile ermittelt. Zyklische Überwachung und Warenbewertung der eingelagerten Bauteile, stetige Optimierung der Lagerungsparameter und regelmäßige Analyseberichte stellen die Qualität und Transparenz während des gesamten Einlagerungsprozesses sicher.
Eck-Daten
Wenn elektronische Komponenten unter normalen Lagerbedingungen längere Zeitraum gelagert werden, treten in der Mehrzahl der Fälle bereits in den ersten zwei Jahre erhebliche Materialveränderungen durch Alterungsprozesse auf. Mit dem TAB-Verfahren von HTV, einer thermisch-absorptiven Begasung und spezifischen Lagerbedingungen, werden die physikalisch-chemischen Alterungsprozesse um das 15- bis 25-fache zeitlich verzögert. Vor allem das intermetallische Phasenwachstum wird drastisch vermindert. Auf diese Art und Weise wird eine langfristige Verfügbarkeit elektronischer Komponenten möglich; unerwartete oder ungeplante Ausfälle (Obsoleszenz) werden so vermieden.
Die Lagerung in Hochsicherheitsgebäuden von HTV, die sich durch massiven Stahlbetonbau, besondere brandverhindernde Atmosphäre und aufwendige Alarm- und Kamera-Überwachungssysteme auszeichnet, stellt neben optimierten Lagerungsbedingungen auch den Schutz vor Diebstahl und Naturkatastrophen sicher.
Obsoleszenz-Management sichert Verfügbarkeit
Beim strategischen Obsoleszenz-Management gilt es, Ausfall- oder Versorgungsrisiken frühzeitig zu erkennen, den Handlungsbedarf zu planen und die Versorgungslücken zu schließen. Das TAB-Verfahren ist dabei sehr hilfreich, indem es die Komponenten langfristig einsatzbereit hält beziehungsweise eine Obsoleszenz verhindert. Diese Vorgehensweise spart Kosten ein, denn bei einer ungeplanten Obsoleszenz beziehungsweise deren Beseitigung sind die Handlungsoptionen beschränkt. Unter Umständen können sogar immense Kosten verursacht werden (zum Beispiel ein Re-Design-Prozess).
Durch die Sicherstellung der Langzeitverfügbarkeit elektronischer Bauteile mit der geforderten Qualität können diese (unnötigen) Kosten vermieden werden. Abkündigungen verlieren ihre Brisanz, Produktlebenszyklen können verlängert werden und das After-Sales-Geschäft wird so abgesichert.
Eine der bekanntesten HTV-Erfindungen sind die seit Jahren bewährten „Zahnseidenhalter“; die Geschäftsidee muss also nicht zu den Hauptbetätigungsfeldern von HTV passen.HTV Halbleiter Test & Vertriebs-GmbH
Ergänzende Dienstleistungen im Bereich Langzeitkonservierung sind unter anderem das HTV-Permadoc-Verfahren, welches die Langzeitlagerung und Konservierung wichtiger Dokumente und Datenträger sowie wertvoller, sensibler Schriftstücke ermöglicht. Mit HTV-Everstock können elektronische Originalbauteile aus Überbeständen mit der Möglichkeit zum Verkauf über die Internetplattform www.htv-everstock.de kostenlos eingelagert werden.
Neue Geschäftsideen mit HTV verwirklichen
Mit seinem neu geschaffenen Zentrum für kreative Ideenverwirklichung stellt HTV seine Kompetenz und Erfahrung zur Realisierung neuer Geschäftsideen auf eine breitere Basis und bietet diese auch anderen Unternehmen zur gemeinsamen Verwirklichung an. Dabei bringt HTV auch finanzielle und personelle Ressourcen seinerseits ein. So hat das Unternehmen in den vergangenen 30 Jahren bereits zahlreiche Produkte für die verschiedensten Branchen entwickelt und vermarktet. Eine der bekanntesten HTV-Erfindungen sind die seit Jahren bewährten „Zahnseidenhalter“, die die Zahnseide-Benutzung erheblich vereinfachen. Die Geschäftsidee muss also nicht unbedingt etwas mit den Hauptbetätigungsfeldern des Unternehmens, dem Testen und Programmieren von elektronischen Bauteilen, zu tun haben. Aber natürlich kann sie auch gerade in diesem Umfeld liegen, wie in dem aktuellen Projekt zur Generierung absoluter Datensicherheit im Internet (gegen die Gefährdung von Industrie-4.0-basierten Fertigungsanlagen durch Hacker).
Der gesamte Prozessablauf der Ideenverwirklichung zeichnet sich durch gemeinsame Verantwortung und Vereinbarungen aus: Nach Unterzeichnung einer Geheimhaltungserklärung und Einreichung der „Grundidee“ wird in regelmäßigen Treffen die konkrete Aufgabenstellung erarbeitet und über Lösungsideen, Realisierungskonzepte, Marktanalysen und Machbarkeitsstudien bis hin zur Unternehmensgründung, Herstellung und Vermarktung des neuen Produktes entschieden.
Productronica 2015: Halle A2, Stand 359
Dipl.-Ing. Holger Krumme
(dw)
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