5. Einflüsse von Kontaminationen, Schutz durch Nanobeschichtung

5.1 Die Zinn-Gold-Affinität

Bereits seit dem Jahr 2002 ist die so genannte RoHS-Direktive (s. Wikipedia) in Kraft. Sie verbietet u.a. die Verwendung von Blei als Legierungsbestandteil in vielen Werkstoffen, so auch im Lötzinn. Heute ist das Löten mit bleifreien Loten weitgehender Standard, zum Einsatz kommen Sn/Ag, Sn/Cu und Sn/Ag/Cu-Legierungen in verschiedenen Lötverfahren.

Bezogen auf die Prüftechnik – und damit auf den Federkontakt – hatte die Umstellung von bleihaltigen Elektronikloten auf bleifreie Ersatzlegierungen zum Teil eklatant negative Auswirkungen auf den reibungslosen Serienbetrieb. Die Standzeit der Prüfnadeln in Adaptern ging massiv zurück, und vor allem war ein extremer Anstieg an Pseudofehlern zu verzeichnen – in anderen Worten: die First-Pass-Quote ging stark zurück, was Zeit, Geld und Nerven kostet.

Bei FIXTEST wurde diese Entwicklung rasch zur Chefsache erklärt und ein F&E-Projekt daraus gestartet. Zunächst ging man den genauen Ursachen dieser Erscheinungen auf den Grund. Durch die Zusammenarbeit mit einem befreundeten Institut für Nanotechnologie standen Analyseverfahren und wissenschaftliche Fachkompetenz zur Verfügung, die sich bei der Bewältigung dieser Aufgabe als äusserst nützlich erwiesen. Mit Hilfe der chemischen Kraftmikroskopie wurde eine gewisse Affinität zwischen reinem Zinn und Gold beobachtet. Bei jeder Kontaktierung werden kleinste Zinnpartikel aus der Lotmasse herausgerissen und bleiben an der Goldoberfläche haften.

Die neuen Zinn-Silber-Kupfer-Lote sind wesentlich härter als bleihaltiges Lot. Mit der Dauer der Lagerung nach dem Lötvorgang nimmt die Härte noch zu. Geschieht also der Baugruppentest erst 48 Stunden nach dem Löten, sind solche Lötstellen regelrecht „durchgehärtet“ – die Spitzen der Prüfkontakte nutzen sich wesentlich schneller ab.

5.2 Auswirkungen auf die Anwendung

In der unmittelbaren Folge wurde unter Anwendung neuer Verfahrenstechniken aus der Nanotechnologie die XXLonglife–Veredelung entwickelt.

Diese kann in einer Vielzahl von Kontaktbereichen angewendet werden und schützt die Kontaktstellen vor Kontamination, mechanischer Belastung und Korrosion und damit vor Kontaktverlust. Dies alles unter Beibehaltung der elektrischen Eigenschaften des Basismaterials (z.B. Au).

Während unbeschichtetes Gold eine deutlich adhäsive Wechselwirkung zu bleifreiem Zinn aufzeigt, verhält sich die mit XXLonglife-Veredelung beschichtete Fläche völlig anders: wir finden hier sogar eine repulsive, also „abstossende“, Wechselwirkung zum Zinn. Dies bedeutet in der Praxis eine massive Erhöhung der Kontaktlebensdauer und eine dauerhaft störungsfreie Signalübertragung auch beim Einsatz von problembehafteten bleifreien Zinnkontaktflächen.Die Pseudofehlerrate sinkt, der First-Pass-Yield steigt auf das gewünschte Niveau, der gesamte Testbereich läuft rund und störungsfrei.

Durch die reduzierten Kosten sparen Sie bares Geld … so schön kann die Welt sein!

Fast alle FIXTEST-Kontaktprodukte sind optional mit der XXLonglife-Nanobeschichtung erhältlich. Im Bestellnummerncode wird dazu einfach ein „X“ hinter den ersten Nummernblock ergänzt, so wird beispielsweise aus der Type 100.118.09.20 die 100X.118.09.20.