Thermisch absorptive Begasung TAB für Langzeitkonservierung

Wirksame Lösung auf lange Sicht

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Einzigartig ist das von HTV entwickelte Konservierungsverfahren für elektronische Komponenten, die Thermisch-Absorptive-Begasung TAB. Dieses reduziert die entscheidenden physikalischen und chemischen Alterungsprozesse aktuell um den Faktor 12 bis 15 und ermöglicht so eine Konservierung elektronischer Bauteile und Komponenten, je nach Ausgangszustand von bis zu 30 Jahren.

Für viele Branchen ist dieses Konservierungsverfahren ein längst unumgänglicher Teil des Obsolescence-Managements geworden. Irrtümlich wird immer noch angenommen, dass die Verfügbarkeit elektronischer Bauteile durch Lagerung im Stickstoff-Lagerschrank oder im Drypack langfristig sichergestellt ist. Im Zusammenhang mit ständig wachsendem Kostendruck und der Umstellung auf die ROHS -Richtlinie hat sich die Lagerfähigkeit elektronischer Bauteile und Komponenten hinsichtlich der Alterungsmechanismen markant geändert.

Begründet durch die ständigen Preiskämpfe werden die Halbleiter-Hersteller zu Einsparungen gezwungen. So wird auf Sperrschichten verzichtet und Materialdicken werden verringert. Bei heutigen Zinnschichten von 4 bis 6 µm kann eine Diffusion bereits nach ein bis zwei Jahren erfolgen, so dass ein korrektes Löten nicht mehr möglich ist. Untersuchungen haben bestätigt, dass die Alterung zu Beginn des Bausteinlebens am stärksten ist. Aufgrund dessen erteilen die Hersteller mittlerweile ihre Lötbarkeitsgarantien maximal für ein Jahr, selten für zwei oder drei Jahre. Reinzinn bringt verstärktes Oxidations- und Diffusionsverhalten mit sich, erhöht die Materialversprödung und fördert die Neigung zu Whiskern. Zudem haben sich im Rahmen der ROHS-Richtlinien die Materialien zum Packaging elektronischer Bauteile geändert. Daraus resultierend wurde von HTV ein spezielles Thermisch-Absorptives-Begasungs-Verfah- ren TAB, sowohl für elektrische Bauteile und Wafer, als auch für Baugruppen, Komponenten und Geräte entwickelt.
Ein Schwerpunkt bei der Betrachtung von Alterungsmechanismen sind sog. Diffusionsprozesse, welche zur chemisch-physikalischen Zersetzung führen.
Um derartige, durch Materialkombinatorik selbst motivierte Vorgänge deutlich zu reduzieren, ist eine Erhöhung einer sog. Aktivierungsenergie notwendig. Dies bedeutet, dass zur deutlichen Reduzierung der atomaren Wanderung beim Wachstum einer intermetallischen Phase, entsprechende materialabgestimmte Barrieren gegenübergestellt werden müssen. Hier greifen speziell entwickelte Prozesse als Kernelement, welche auf die jeweiligen Bauelemente und deren Inhaltsstoffe abgestimmt sind. Weiterhin ist heute die Alterung von Dies zu beachten. Insbesondere durch die enorme Verkleinerung der Chip Strukturen werden diffusions- und verunreinigungsbedingte Diffusionsprozesse zum Risikofaktor für eine Langzeitlagerung elektronischer Komponenten.
Genau hier setzt das TAB-Konservierungsverfahren ein und hält diese maßgeblichen Alterungsprozesse auf.
Ein weiterer Schwerpunkt stellt die Schadstoffemission aufgrund der notwendigen Verpackungsmaterialien (Kunststoffe) dar. Zur Anwendung gelangt bei der Thermisch-Absorptiven-Begasung TAB ein eigens entwickeltes Absorptionssystem, welches die notwendige Verarbeitungszeit des Absorptions-Materials zulässt, innerhalb verschlossener Einheiten sehr kurzfristig aktiviert ist und abschließend thermisch stabil äußerst langfristig wirkt. Um die notwendige funktionelle und effektive Kombinatorik eines Absorptionsverfahrens und der notwendigen thermischen Prozesse nachhaltig und zuverlässig zu ermöglichen, erfolgt zusätzlich eine speziell abgestimmte Begasung der Einheiten. TAB verhindert nicht nur vollständig und langfristig Korrosions- und Oxidationsbildungen, sondern reduziert auch die chemischen und physikalischen Zersetzungs- und Diffusionsprozesse. Die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit des Verfahrens wird durch eine spezielle Mess- und Prozesstechnik überwacht.
HTV Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH, Bensheim
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