보관수명이 40년인 전자제품들

안녕하세요, 

한 독자가 이렇게 쓰셨습니다:

우리 회사에서는 보관수명이 40년은 되어야 하는 전자제품을 제조합니다. FR-4 PWB에 주석-납 솔더로 조립합니다. 이 제품은 오래된 기술(즉, 1960-70년대)을 대체하는 것이지만, BGA, SOIC, 그리고 PQFP 등과 같은 새로운 부품들도 장착되어 있습니다. 이 제품은 70F의 온도에서 건조한 니트로겐 속에 보관될 것입니다. 우리는 최종 제품을 세척, 검사, 그리고 테스팅해서 제조에 만전을 기하고 있습니다.

제가 갖고 있는 질문은, 40년 동안 보관 또는 사용하는 제품의 신뢰성에 관해 다룬 자료를 알고 계신가 해서요.

제 생각에 우리 독자분은 잘 해내실 것이지만, 그의 질문은 난해하고 확신를 갖고 대답하기는 어려울 것 같습니다. 군사분야의 담당자들은 그들의 전자기기가 그렇게 오랜 기간 동안 작동했으면 하겠지만, 현실적으로는 대부분의 경우 매 10년마다 장비들이 교체됩니다. 1952년에 취역한 B-52 폭격기와 같은 경우에도 전자기기들은 주기적으로 업그레이드를 거쳐 왔습니다. 그래서 사람들이 생각하듯이 40년이나 되는 전자기기에 관한 경험이란 많지 않습니다. IBM AP-101 컴퓨터는 하나의 예외일 수 있습니다. 이 컴퓨터는 30년 이상 계속 사용되어 왔는데, 그건 이것이 자기 기능을 제데로 발휘했고 또 엄격하고 많은 비용이 소요되는 군사 품질 테스팅을 통과해왔기 때문입니다.

하지만, 일화적인 자료들은 40년의 보관수명에 대한 희망을 불러 일으킬 수도 있을 것입니다. 제가 Dartmouth 에서 강의하는 일상 사물들의 기술 , 이란 강좌에서, 지난 60년대 말과 70년대 초반에 나온 구식 트랜지스터 라디오를 찾아 어떻게 구식 기술들이 작동하는지 보여준 적이 있습니다. 이처럼 오래된 기기들은, 라디오 안에서 전지만 누출되지 않았다면, 항상 작동하는 것을 알 수 있었습니다.

이 질문은 흥미로운 생각을 불러 일으켰습니다. 우리처럼 전자기기 조립업계에 종사하는 사람들은 주석-납 및 비납 솔더 조인트의 수명에는 관심이 많지만, 부품 안에 들어 있는 최신 기기들은 어떨까요? 40년이란 꽤 긴 시간입니다. 현대식 마이크로프로세서 안에 있는 3D-22 나노미터 동 회로선은 어떻게 이런 기간 동안을 견딜 수 있을까요? 이들 회로선은 너무 미세해서 22 나노미터의 너비는 단지 70 원자에 불과합니다. 게다가, 동 집적회로는 아직도 상대적으로는 신기술입니다. 이들 회로기판를 대상으로 많은 가속 수명 테스트가 있었겠지만 이런 테스트가 40년간의 보관 또는 서비스 수명을 확인해줄 수 있을까요?

이러한 질문들에 대한 독자분들의 어떤 생각이라도 환영합니다.

Cheers,

Dr. Ron

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