Erweiterte SIR-Prüfung für die Zuverlässigkeit

SIR-Prüfungen, d. h. Prüfungen des Oberflächen- und Isolationswiderstands (Surface and Insulation Resistance), gibt es schon seit einiger Zeit. Warum? (Lesen Sie diesen Blog-Beitrag!) Und warum sollten wir Prüfungen verwenden, die noch anspruchsvoller sind als die aktuelle Norm J-STD-004B?

Nun, auf PCBAs bedeutet eine noch so sorgfältig ausgewählte und äußerst zuverlässige Lotlegierung nicht viel, wenn der elektrische Strom an Stellen fließt, an denen er nicht sein sollte. Das kann in großem Stil bei einem „Kurzschluss“ passieren, wenn Metall dort landet, wo es nicht sein sollte (verursacht durch die Dendriten-Bildung, Zinn-Whisker oder Lotperlen). Die Ursache kann jedoch auch subtiler sein. Ein metallischer Kurzschluss kann einen SEHR niedrigen Widerstand aufweisen. Flussmittelrückstände alleine können jedoch schon leiten – und sei es auch nur ein bisschen – was den Widerstand verringert und die Leistung beeinträchtigt.

Okay, wir haben also No-Clean-Flussmittel, die so konzipiert sind, dass sie nicht leitend sind. Wir haben Prozessempfehlungen für diese Flussmittel, die den Herstellern helfen, diese Flussmittel zu verwenden. Und wir haben die Prüfung nach J-STD-004B SIR, die beweist, dass der elektrische Widerstand der Flussmittel nach Anwendung der empfohlenen Verfahren sehr hoch bleibt (über 100 Megaohm). Was ist also diese „verbesserte“ SIR-Version?

Warum testen wir erneut unter anspruchsvolleren Bedingungen?

• Wir testen hochzuverlässige Materialien wie Indium8.9HF unter zwei verschiedenen Umgebungsbedingungen, weil wir eine gute Leistung unter einer großen Bandbreite von Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen sicherstellen müssen. Während 40 °C für die meisten elektronischen Anwendungen eine „realistische“ Temperatur ist, muss hochzuverlässige Elektronik unter Umständen viel höhere Temperaturen überstehen. Die Umgebungsbedingungen von 85 °C und 85 % Luftfeuchte stammen aus dem früheren Prüfkonzept J-STD-004A.
• Die Verlängerung der SIR-Testzeit auf 1000 Stunden ist entscheidend für Elektronik mit einer langen erwarteten Lebensdauer, insbesondere im Automobilbereich. Wenn wir die Testzeit auf 1000 Stunden (6 Wochen!) verlängern, können wir davon ausgehen, dass sich die Leistung im Laufe der Zeit nicht verändert. Außerdem hilft uns die zusätzliche Zeit zu bestätigen, dass es keine verzögerten Reaktionen gibt.
• Kleinere Abstände zwischen den Leiterbahnen bedeuten, dass der Strom leichter zwischen den Bahnen entweichen kann. Da die Komponenten im Laufe der Jahre immer kleiner geworden sind, müssen wir sicherstellen, dass unsere Flussmittel dieser Herausforderung gewachsen sind.
• Die Prüfung mit höheren Spannungen ist ebenfalls sehr wichtig bei neuen Bestückungen wie etwa bei elektronischen Fahrzeugen, bei denen höhere Spannungen für einsatzkritische Elektronik zum Einsatz kommen.
• Und schließlich kann ein höherer Standard für das Bestehen der Prüfung für Sicherheit und ein größeres Prozessfenster bei der Entwicklung einer hohen Zuverlässigkeit sorgen.

Wenn Sie Fragen zur SIR-Leistung und Prüfung haben, wenden Sie sich bitte an mich oder an ein Mitglied des Indium Corporation Teams.