JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
ImageForskningsprojektet Elfnet lever vidare som ett virtuellt institut och i det svenska kvalitetsnätverket EQS, skriver Dag Andersson på IVF.
ImageDr Dag Andersson leder elektronikgruppen inom avdelningen för materialapplikationer på IVF industriforskning och utveckling AB.
Han har varit ansvarig för olika blyfriprojekt på IVF sedan år 2000. I Elfnet ledde han de tekniska expertgrupperna.
Den här e-postadressen skyddas mot spambots. Du måste tillåta JavaScript för att se den.
När det europeiska forskningsnätverket Elfnet, European Lead-Free Soldering Network, höll sitt slutmöte i spanska San Sebastian tidigare i år var det kulmen på tre intensiva år med nätverkande på hög nivå. Projektet sammanfattas kanske bäst av att 380 experter och 530 representanter från elektronikindustrin deltog i nätverket. Resultat från 120 forskningsprojekt presenteras på hemsidorna som hade cirka 1000 besökare per dag (Tills vidare hålls dessa öppna men utan att uppdateras. Ett tips – använd sökfunktionen för att hitta rätt information!). Under projektet var dessa hemsidor förmodligen den enskilt viktigaste källan till kunskap om RoHS-direktivet och blyfri lödning i Europa. Där hittar man bland annat rapporter från forskningsprojekt, vägledande dokument och översikter som tagits fram inom Elfnet samt ett sökbart register över alla medlemmar.

Vad lämnar då Elfnet efter sig förutom dessa hemsidor? Elfnet hade som huvudsyfte att ”erbjuda en plattform för att samordna, integrera och optimera forskningen inom blyfri lödning”. Detta lyckades vi riktigt bra med, vilket framgår av siffrorna ovan. Men Elfnet var också ett experiment i nätverkande. Forskare och teknikexperter från industrin sökte inom ramen för Elfnet tillsammans finna lösningar med fokus på industrins behov. Förutom regelbundna nätverksmöten två gånger om året med seminarier och parallella arbetsgruppsmöten provade vi ett antal verktyg för att mellan möten stimulera nätverkande, kunskapsutbyte, gapanalys och projektgenerering. De flesta verktygen var webb- eller mailbaserade och hade som gemensam plattform de avancerade hemsidorna. För att göra en lång historia kort kan vi konstatera att bäst lyckades vi när vi träffades i grupp på möten med konkreta industrirelevanta tekniska problem i fokus. Dessa grupper leddes av forskare som starkt drev frågorna också mellan möten.

Bland all information som tagits fram i Elfnet och som finns tillgänglig på hemsidorna har jag valt ut tre stycken centrala rapporter som fortfarande är aktuella och användbara.

Elfnet Roadmap. Arbetet med att definiera frågeställningar och lösningar inom blyfri lödning, ”Issues to solutions” (Elektroniktidningen 14/2005) var embryot till en roadmap för sammanbindningstekniker i allmänhet. Elektroniska sammanbindningstekniker är centrala för bland annat global kommunikation och säkerhet och genomgår en revolution genom den miljölagstiftning som kräver att miljöfarliga material fasas ut. Samtidigt finns ett marknadstryck som driver elektroniken mot allt starkare miniatyrisering med större funktionalitet. Branscher med krav på hög tillförlitlighet, till exempel rymd och försvar, kommunikations- och transporttillämpningar kan för närvarande inte självklart uppfylla kommande miljökrav och samtidigt garantera bibehållen tillförlitlighet. Fortsatt forskning och teknisk utveckling behövs för att möta dessa nya delvis motstridiga krav.

Denna Roadmap sammanfattar arbetet inom Elfnet att se bortom övergången till blyfri lödning och behandlar allmänna sammanbindningstekniker. Det är ett komplement till mer ambitiösa roadmaps som industrin tar fram, till exempel av IPC, iNEMI och ITRS, och fokuserar på kostnadseffektiva, uthålliga och tillförlitliga teknologier.

Ämnen som behandlas är
• Värdekedjan
• Modellering och konstruktion
• Materialtekniker
• Processtekniker
• Provning och tillförlitlighet
• Miljöanpassad elektronik
• Tillämpad naonoteknik
• ElektronikbyggsättRapporten avslutas med branschvisa trender för byggsätt fram till år 2009

Elfnets ”böcker” om tillförlitlighet och kvalitet. Arbetet med dessa ”böcker” initierades vid diskussioner inom tillförlitlighetsgruppen där man insåg att det fanns ett stort behov av tillförlitlighetsdata och att de som fanns ofta var svåra att jämföra och dessutom motsägelsefulla. Samtidigt fanns ett industrikrav på livslängd för produkter på upp till 30 år. Hur skulle man effektivast kunna förse industrin med verktyg för att tackla dessa frågor? Några principiella frågor som diskuterades var:
• Kan man för blyfria material utan vidare tillämpa provningsmetoder som utvecklats för SnPb?
• Vilka faktorer påverkar utformningen av tester?
• Behövs ytterligare forskning för att definiera tillförlitlighetstester för blyfria lödfogar?

Några slutsatser är:
• Tillförlitlighet är ett tal, d v s sannolikheten att en enhet fungerar
• Kvalificeringsprovning ¤ tillförlitlighetsprovning
• Ett kvalitetsproblem ¤ tillförlitlighetsproblem.
• Standardtester ger inte information om tillförlitligheten hos en testad produkt utan är essensen av tillförlitlighetskunskapen om kända teknologier.
• Tillförlitlighetstester kan bara definieras om felmekanismen är känd och måste relateras till den driftsmiljö som produkten testas för.

Exempel på nya felmekanismer för blyfria lod är Kirkendallporer, champagneporer och sprickor under ledare

Målet med arbetet inom Elfnet var inte att definiera nya standarder utan att skapa en guideline. Slutresultatet från två års arbete och ett flertal möten är ”The Elfnet Reliability/

Quality Colour Books”. I dessa sammanfattas dagsläget och senaste resultat för orsaker och provningsmetoder för alla kända felmekanismer som kan uppträda för lödfogar. Varje felmekanism beskrivs inklusive testmetoder för att aktivera den, relevant driftsmiljö, referens till standarder, definition av vad som är ett felutfall och hur det kan detekteras.

Några felmekanismer som behandlas är, utmattning (low/high cycle), sprödbrott i bulk och gränsyta, korrosion, elektromigration, och elektrokemisk migration.

Av kvalitetsproblem behandlas bland annat tin whiskers, Conductive Anodic Filament, inverkan av ”black pad” och intermetalliska faser på sprödbrott samt delaminering av PCB.

Boken kommer om allt går enligt plan att publiceras av Springer i vår.
Elfnet (European Lead-Free Soldering Network) var ett europeiskt forskningsnätverk med deltagare från nationella organisationer, tekniska expertgrupper och industrigrupper inom mikroelektronik. Elfnet erbjöd en plattform för att samordna, integrera och optimera forskningen, för att göra det möjligt för elektronikproducenter att möta EUs deadline för införandet av blyfria lösningar för konsumentprodukter 1 juli 2006.

Elfnet stöddes av Europeiska Kommissionen och verkade i 19 europeiska länder. IVF koordinerade verksamheten inom det svenska nationella nätverket och ledde dessutom arbetet inom Elfnets tekniska expertgrupper.

Projektet avslutades i mars 2007. Information som tagits fram inom projektet är tills vidare tillgänglig på projektets hemsida.


Databas över egenskaper hos blyfria lod. Mer än tio års arbete med blyfria lod har producerat en stor mängd data om fysiska, mekaniska och termodynamiska egenskaper hos blyfria lod och lödfogar. Dessa samlades nu för första gången genom ett samarbete mellan Elfnet och COST 531 (se länk nedan) i ”Database for properties of lead-free solder alloys”.

Att jämföra data för lod kompliceras av det faktum att endast få standarder existerar för testmetoder och tillgängliga data har därför tagits fram med flera olika metoder. För att kunna värdera de data som presenteras beskrivs i rapporten också metoderna som använts. Denna första version ägnas helt åt Sn-Ag-Cu (SAC) lod på grund aav deras stora tekniska betydelse och kan gratis laddas ner från Elfnets hemsida.

COST 531 är nu avslutad och följs av COST MP0602 som skall arbeta med att söka blyfria ersättningslod för högsmältande lod med 85–90 procent bly. Detta är ett mycket angeläget arbete eftersom det ännu inte finns något blyfritt lod som till rimlig kostnad ersätter dessa (se länk nedan).

Elfnet som nätverksprojekt är avslutat men större och mindre konstellationer lever vidare inom forskningsprojekt och andra nätverk. Forskningspartners från Elfnet har nyligen inlett arbetet med att skapa ett virtuellt institut, Interconnect Virtual Institute (iVi) som skall erbjuda ett samlat tjänsteutbud och gemensamma forskningsprojekt. Arbetet i Elfnet Sverige fortsätter i EQS, ett initiativ av IVF och Kimab (se länk).

Länkar
www.europeanleadfree.net
http://extra.ivf.se/eqs/
www.ivf.se
www.kimab.com
www.cost.esf.org/index.php?id=248&action_number=MP0602
www.univie.ac.at/cost531
MER LÄSNING:
 
Pappersmagasinet Nyhetsbrev
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)