Laitteiden, kuten äärimmäisissä lämpötiloissa toimivien kosketusnäyttöjen, joihin luotamme vaativissa teollisuussovelluksissa, kestävyyden ja optimaalisen suorituskyvyn varmistaminen on ehdoton edellytys. Äskettäin käydyssä oivaltavassa keskustelussa valotettiin johtavien kosketusnäytön jälkien kestävyyttä, erityisesti vertaamalla hopeamusteella painettuja johtavia jälkiä ja molybdeenialumiinisia molybdeeniä (MAM) johtavia jälkiä. Johtopäätös? MAM on ylivoimainen valinta niille, jotka haluavat kestävyyttä ja pitkäaikaista suorituskykyä. Tässä on syy.
Konteksti: 85/85 HAST-testi
Alustukseksi käsittelimme ensin 85/85 HAST-testin, nopeutetun luotettavuustestausmenetelmän, merkitystä. Tässä testissä elektroniikkakomponentit, kuten kosketusnäytön johtavat jäljet, altistetaan 85 °C:n (185 °F) ja 85 %:n suhteelliselle kosteudelle. Tällaiset ääriolosuhteet simuloivat elektroniikan pitkäaikaista luotettavuutta, mikä nopeuttaa mahdollisten vikojen ja heikkouksien jäljittämistä.
IEC/EN 60068-2-78 on hieno testimenettely, joka antaa suuntaviivat HAST-testin suunnitteluun.
Kosketusnäytön hopea siirtyminen
Yksi kosketusnäytöissä käytettävien hopeamusteella painettujen johtavien jälkien ensisijaisista huolenaiheista on hopean siirtyminen. Tämä ilmiö tapahtuu sähkökentän vaikutuksesta, jolloin hopeaionit siirtyvät muodostaen dendriittejä tai pieniä metallisia säikeitä. Tämä migraatio voi johtaa oikosulkuun, mikä heikentää laitteen suorituskykyä vakavasti.
Haaste korostuu 85/85 HAST-testin olosuhteissa. Kosteus ja korkeat lämpötilat nopeuttavat huomattavasti hopean siirtymistä. Näin ollen tällaisessa tiukassa testissä hopeamusteella painetut johtavat jäljet, joissa on runsaasti hopeaa, paljastavat alttiutensa tälle haittavaikutukselle.
Miksi MAM erottuu edukseen
Molybdeenialumiinimolybdeeni (MAM), joka on tyypillisesti substraatille ruiskutettu ohuiden kalvojen pinorakenne, osoittautuu luotettavammaksi vaihtoehdoksi. Tähän on useita syitä:
Sisäsyntyinen vakaus: Toisin kuin hopea, MAM:n sisältämillä metalleilla - molybdeenillä (Mo) ja alumiinilla (Al) - ei ole samanlaista alttiutta sähkökemialliseen siirtymiseen. Tämä vakaus tekee MAM:stä suotuisan valinnan erityisesti sovelluksissa, joissa ympäristön rasitustekijöiden kestävyys on elintärkeää.
Tarkoituksenmukainen sovellus: Vaikka hopeamusteella tehdyt johtavat jäljet ovat usein suosittuja niiden johtavuuden, kustannustehokkuuden ja helppokäyttöisyyden vuoksi, MAM-johtavia jälkiä suositaan silloin, kun kestävyys ja pitkäikäisyys ovat etusijalla. Niiden kestävyys ympäristötekijöitä vastaan tekee niistä korvaamattoman arvokkaan valinnan suorituskykyisiin sovelluksiin.
Suorituskyky testiolosuhteissa: Kun MAM:lle altistetaan 85/85 HAST-testin haastavat olosuhteet, sen kestävyys hopean siirtymisen kaltaisia tekijöitä vastaan käy selväksi. Sen luotettavuus ja suorituskyky rasituksessa vahvistavat sen asemaa ylivoimaisena valintana.
Virran kytkeminen päälle testauksen aikana
Tärkeä huomautus on, että laite on oltava toiminnassa testauksen aikana. Hopeansiirtoprosessi tarvitsee sähköä tapahtuakseen. Ilman tätä sähkökenttää hopeaionit pysyvät paikoillaan jopa kosteissa ympäristöissä. Jotta hopean migraatioriskiä tai muita sähköisesti vaikuttavia vikamekanismeja voitaisiin arvioida tarkasti, laitteiden on siis oltava päällä testin aikana. Näin varmistetaan mahdollisten ongelmien kattava arviointi todellisissa tai kiihdytetyissä olosuhteissa. Joissakin kosketusnäytön ohjaimissa on virransäästötila, joka on aktivoitu tietyn ajan kuluttua. Lepotilassa oleva kosketusnäyttö tekee testin todennäköisesti tarpeettomaksi. On järkevää poistaa tämä tila käytöstä tai laukaista kosketustapahtumat lyhyinä ajanjaksoina.
Aika on tärkeää
Hopean siirtyminen on hidas prosessi, eikä liian lyhyttä testijaksoa suositella. Mutta kuinka pitkä aika on tarpeeksi pitkä?
Kesto, jonka ajan erittäin nopeutettu stressitesti (Highly Accelerated Stress Test, HAST) olisi suoritettava, voi vaihdella useiden tekijöiden perusteella:
Testin tavoite: Testin ensisijainen tavoite ohjaa sen kestoa. Jos tavoitteena on vikojen varhainen havaitseminen uudessa suunnittelussa, testin kesto voi olla lyhyempi. Jos taas tarkoituksena on simuloida tuotteen koko odotettu käyttöikä kiihdytetyissä olosuhteissa, testi on luonnollisesti pidempi.
Tuote/sovellus: Tuotteen tai sovelluksen tyyppi ja sen suunniteltu käyttöikä vaikuttavat myös testin pituuteen. Esimerkiksi kulutuselektroniikan, jonka odotetaan kestävän muutaman vuoden, HAST-testin kesto voi olla erilainen kuin teollisuuslaitteiden, joiden on tarkoitus kestää vuosikymmeniä.
Kohtaiset standardit tai ohjeet: Jos noudatat tiettyjä teollisuusstandardeja tai -ohjeita, niissä saatetaan määritellä HAST- tai vastaavien testien suositellut kestot.
Edelliset testitiedot tai historiatiedot: Jos sinulla on aiempia testitietoja tai historiatietoja samankaltaisista tuotteista tai komponenteista, ne voivat antaa tietoa sopivista testien kestoista.
Kiihdytetyt tekijät: Muista, että HAST on kiihdytetty testi, mikä tarkoittaa, että siinä simuloidaan pitkäaikaista rasitusta lyhyessä ajassa. Sen määrittäminen, miten kiihdytetyt olosuhteet korreloivat reaalimaailman ajan kanssa, voi auttaa asettamaan testin keston. Jos esimerkiksi 100 tuntia HAST-kammiossa vastaa (hypoteettisesti) yhtä vuotta reaalimaailman käyttöä ja tavoitteena on testata tuotteen viiden vuoden kestävyys, testi voidaan suorittaa 500 tunnin ajan.
Yleisesti ottaen HAST-testien kesto vaihtelee 96 tunnista 1 000 tuntiin tai pidempään, riippuen edellä mainituista tekijöistä.
On kuitenkin olennaista kuulla luotettavuusinsinöörejä, perehtyä teollisuuskohtaisiin ohjeisiin ja ottaa huomioon testattavan tuotteen erityispiirteet. Testauksen keston mukauttaminen näiden tekijöiden perusteella varmistaa mielekkäät ja käyttökelpoiset tulokset.
MAM the Durability Champion
Kosketusnäyttöteknologia on vain niin hyvä kuin sen kestävyys. Ympäristöissä, joissa vaaditaan huippuluokan suorituskykyä, vakautta ja pitkäikäisyyttä, valinta hopeamusteen ja MAM-johtavien jälkien välillä on selvä. MAM, jonka luontainen kestävyys haastavissa olosuhteissa ja todistettu suorituskyky 85/85 HAST-testissä tekevät siitä johtavan valinnan kestäville kosketusnäytön johtaville jäljille. Sekä valmistajille että kuluttajille MAM:n valitseminen tarkoittaa luotettavuuden omaksumista ja laitteiden suojaamista tulevaisuudelta mahdollisia vikoja vastaan. Kestävyyden ja luotettavuuden osalta MAM vie epäilemättä kruunun.
