Bei Geräten wie Touchscreens für extreme Temperaturen, auf die wir uns in anspruchsvollen industriellen Anwendungen verlassen, ist es unabdingbar, dass sie lange halten und optimal funktionieren. Eine aufschlussreiche Diskussion beleuchtete kürzlich die Haltbarkeit von Leiterbahnen für Touchscreens und verglich dabei speziell mit Silberfarbe gedruckte Leiterbahnen mit Molybdän-Aluminium Molybdän (MAM)-Leiterbahnen. Die Schlussfolgerung? MAM erweist sich als die bessere Wahl für diejenigen, die Haltbarkeit und langfristige Leistung suchen. Hier ist der Grund dafür.

Der Kontext: 85/85 HAST-Test

Um die Voraussetzungen zu schaffen, haben wir zunächst die Bedeutung des 85/85-HAST-Tests, eines beschleunigten Zuverlässigkeitstests, erläutert. Bei diesem Test werden elektronische Komponenten, wie z. B. Leiterbahnen für Touchscreens, Bedingungen von 85 °C (185 °F) und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Diese extremen Bedingungen simulieren die langfristige Zuverlässigkeit von elektronischen Bauteilen und lassen mögliche Defekte und Schwachstellen schnell erkennen.

IEC/EN 60068-2-78 ist ein wunderbares Testverfahren, das Ihnen einen Leitfaden für die Gestaltung Ihres HAST-Tests bietet.

Touchscreen Silber Migration

Eines der Hauptprobleme bei mit Silbertinte gedruckten Leiterbahnen in Touchscreens ist die Silber Migration. Dieses Phänomen tritt unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes auf, wobei Silberionen wandern und Dendriten oder winzige Metallfäden bilden. Diese Migration kann zu Kurzschlüssen führen, die die Leistung des Geräts stark beeinträchtigen.

Die Herausforderung verschärft sich unter den Bedingungen des 85/85-HAST-Tests. Feuchtigkeit und hohe Temperaturen beschleunigen die Geschwindigkeit der Silbermigration erheblich. Die mit Silbertinte gedruckten, silberhaltigen Leiterbahnen zeigen sich daher bei dieser strengen Prüfung als anfällig für diese negative Reaktion.

Warum MAM sich abhebt

Molybdän-Aluminium-Molybdän (MAM), eine Stapelstruktur aus dünnen Schichten, die üblicherweise auf Substrate gesputtert werden, erweist sich als die zuverlässigere Alternative. Hierfür gibt es mehrere Gründe:

1. Inhärente Stabilität: Im Gegensatz zu Silber sind die Metalle in MAM - Molybdän (Mo) und Aluminium (Al) - nicht so anfällig für elektrochemische Migration. Diese Stabilität macht MAM zu einer vorteilhaften Wahl, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Beständigkeit gegenüber Umweltbelastungen entscheidend ist.

2. Zweckgebundene Anwendung: Während Leiterbahnen aus Silbertinte häufig aufgrund ihrer Leitfähigkeit, Kosteneffizienz und einfachen Anwendung bevorzugt werden, sind MAM-Leiterbahnen dort zu bevorzugen, wo Haltbarkeit und Langlebigkeit im Vordergrund stehen. Ihre Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen macht sie zu einer unschätzbaren Wahl für Hochleistungsanwendungen.

3. Leistung unter Testbedingungen: In der anspruchsvollen Umgebung des 85/85 HAST-Tests wird die Widerstandsfähigkeit von MAM gegenüber Faktoren wie Silber Migration deutlich. Seine Zuverlässigkeit und Leistung unter Belastung festigen seine Position als die beste Wahl.

Einschalten während des Tests

Ein wichtiger Hinweis ist, dass das Gerät während der Prüfung in Betrieb sein muss. Der Prozess der Silber Migration benötigt Elektrizität, um stattfinden zu können. Ohne dieses elektrische Feld bleiben die Silberionen selbst in feuchten Umgebungen stagnieren. Daher müssen die Geräte während der Prüfung eingeschaltet sein, um die Risiken der Silber Migration oder andere elektrisch beeinflusste Ausfallmechanismen genau beurteilen zu können. Dies gewährleistet eine umfassende Bewertung potenzieller Probleme unter realen oder beschleunigten Bedingungen. Einige Touchscreen-Controller verfügen über einen Energiesparmodus, der nach einem bestimmten Zeitintervall aktiviert wird. Ein Touchscreen im Schlafmodus macht den Test wahrscheinlich obsolet. Es ist sinnvoll, diesen Modus zu deaktivieren oder die Berührungsereignisse in kurzen Zeitabständen auszulösen.

Zeit ist wichtig

Die Silber Migration ist ein langsamer Prozess und es ist nicht ratsam, den Testzeitraum zu kurz zu halten. Aber wie lange ist lang genug?

Die Dauer, für die ein hochbeschleunigter Stresstest (HAST) durchgeführt werden sollte, kann von mehreren Faktoren abhängen:

1. Ziel des Tests: Das Hauptziel des Tests bestimmt seine Dauer. Wenn Sie eine frühzeitige Fehlererkennung bei einem neuen Design anstreben, kann die Testdauer kürzer sein. Wenn Sie dagegen die gesamte erwartete Lebensdauer eines Produkts unter beschleunigten Bedingungen simulieren wollen, wird der Test natürlich länger sein.

2. Produkt/Anwendung: Die Art des Produkts oder der Anwendung und seine vorgesehene Lebensdauer beeinflussen ebenfalls die Länge des Tests. Unterhaltungselektronik, die nur ein paar Jahre halten soll, kann beispielsweise einer anderen HAST-Dauer unterzogen werden als Industrieanlagen, die Jahrzehnte halten sollen.

3. Spezifische Normen oder Richtlinien: Wenn Sie sich an bestimmte Industrienormen oder -richtlinien halten, geben diese möglicherweise empfohlene Zeiträume für HAST- oder ähnliche Tests vor.

4. Vorherige Testdaten oder historische Daten: Wenn Sie über frühere Testdaten oder historische Daten zu ähnlichen Produkten oder Komponenten verfügen, können diese Aufschluss über geeignete Testdauern geben.

5. Beschleunigungsfaktoren: Denken Sie daran, dass es sich bei HAST um einen beschleunigten Test handelt, d. h. er simuliert eine längere Belastung in einem kurzen Zeitraum. Die Bestimmung des Verhältnisses zwischen den beschleunigten Bedingungen und der realen Zeit kann bei der Festlegung der Prüfdauer helfen. Wenn z. B. 100 Stunden in einer HAST-Kammer einer (hypothetischen) einjährigen realen Nutzung entsprechen und Sie die fünfjährige Haltbarkeit eines Produkts testen wollen, könnten Sie den Test 500 Stunden lang durchführen.

Im Allgemeinen reichen die in der Industrie üblichen HAST-Testdauern von 96 Stunden bis zu 1.000 Stunden oder mehr, abhängig von den oben genannten Faktoren.

Es ist jedoch unerlässlich, sich mit Zuverlässigkeitsingenieuren zu beraten, branchenspezifische Richtlinien zu studieren und die spezifischen Nuancen des zu testenden Produkts zu berücksichtigen. Die Anpassung der Testdauer auf der Grundlage dieser Faktoren gewährleistet aussagekräftige und umsetzbare Ergebnisse.

MAM the Durability Champion

Touchscreen-Technologie ist nur so gut wie ihre Haltbarkeit. In Umgebungen, die erstklassige Leistung, Stabilität und Langlebigkeit erfordern, ist die Wahl zwischen Silbertinte und MAM Leiterbahnen klar. MAM mit seiner inhärenten Widerstandsfähigkeit gegenüber schwierigen Bedingungen und seiner bewährten Leistung im 85/85 HAST-Test positioniert sich als die führende Wahl für langlebige Leiterbahnen für Touchscreens. Sowohl für Hersteller als auch für Verbraucher bedeutet die Entscheidung für MAM, dass sie sich für Zuverlässigkeit und die Zukunftssicherheit von Geräten gegen mögliche Fehler entscheiden. In Sachen Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ist MAM zweifelsohne die erste Wahl.