Elektroniken mit einer Haltbarkeit von 40 Jahren

Hallo Leute,

Ein Leser schreibt:

Meine Firma stellt ein elektronisches Produkt her, das eine Haltbarkeit von 40 Jahren erfordert. Wir montieren mit Zinn-Blei-Lot auf FR-4 PWBs. Das Produkt soll ältere Technologien ersetzen (d.h. 1960-70er), besitzt allerdings ein paar neuere Komponenten wie beispielsweise BGAs, SOICs und PQFPs. Das Produkt wird in trockenem Stickstoff bei 70F gelagert.  Wir sind sehr sorgfältig bei der Herstellung, indem wir das Endprodukt reinigen, untersuchen und testen.

Meine Frage ist: kennen Sie Studien, welche sich mit der Zuverlässigkeit von Produkten befassen, die 40 Jahre gelagert oder verwendet wurden?

Ich schätze, dass unser Leser erfolgreich sein wird, aber seine Frage ist tiefgreifend und schwer mit Gewissheit zu beantworten. Das Militär hätte gerne, dass seine Produkte so lange halten, aber realistisch betrachtet wird vieles davon so etwa alle zehn Jahre ausgetauscht. Wenn man sich so etwas wie den B-52 bomber anschaut, den es seit 1952 gibt, hier wurden die Elektroniken regelmäßig erneuert. Es gibt also nicht so viel Erfahrung mit Elektroniken, die 40 Jahren verwendet werden, wie man denken mag. Eine Ausnahme ist der  IBM AP-101 computer. Dieser Computer hat 30 Jahre lang seinen Dienst verrichtet, da er seine Funktion erfüllt hat und die strengen und teuren militärischen Qualitätstests überstanden hat.

Anekdotenhafte Daten schüren jedoch vielleicht Optimismus für 40 Jahre Haltbarkeit. In einer Klasse, die ich an dert Dartmouth unterrichte,  The Technology of Everyday Things, habe ich ein paar alte Transistorradios aus den späten 1960ern und frühen 70ern herausgesucht, um der Klasse zu zeigen, wie diese alte Technologie funktioniert. Jedes Mal, wenn ich ein altes Gerät wie dieses finde, funktioniert es noch, obwohl die Batterien im Radio ausgelaufen sind.

Bei dieser Frage ergibt sich eine interessante Überlegung. Obwohl sich die unter uns, die in der Elektronikmontage arbeiten, Gedanken über die Haltbarkeit von Zinn-Blei und bleifreien Lötverbindungen machen, was ist mit den modernen Geräten innerhalb der Komponenten? Vierzig Jahre ist eine lange Zeit. Wie werden die 3D-22 Nanometer Kupferbahnen in einem modernen Mikroprozessor diese lange Zeit überstehen? Diese Kupferbahnen sind so dünn, dass die Breite von 22 Nanometer nur etwa 70 Atomen entspricht.  Außerdem sind kupferintegrierte Schaltungen immer noch eine relativ neue Technologie. Ich bin mir sicher, dass viele beschleunigte Alterungstests an solchen Schaltungen durchgeführt wurden, aber können solche Tests eine 40-jährige Haltbarkeit und Benutzungsdauer belegen?

Ich würde mich sehr über jegliche Gedanken von Lesern zu diesen Fragen freuen.



Bis bald!



Dr. Ron

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