Im sich schnell entwickelnden Bereich der Elektronik stehen Langlebigkeit und Zuverlässigkeit nach wie vor an erster Stelle. Bei Geräten wie Touchscreens, auf die wir uns täglich verlassen, ist es nicht verhandelbar, sicherzustellen, dass sie lange halten und eine optimale Leistung erbringen. Eine aufschlussreiche Diskussion beleuchtete kürzlich die Haltbarkeit von leitfähigen Touchscreen-Leiterbahnen, wobei insbesondere mit Silbertinte gedruckte leitfähige Leiterbahnen und leitfähige Leiterbahnen aus Molybdän-Aluminium-Molybdän (MAM) verglichen wurden. Die Schlussfolgerung? MAM erweist sich als die beste Wahl für alle, die Langlebigkeit und langfristige Leistung suchen. Hier ist der Grund.
Der Kontext: 85/85 HAST-Test
Um die Voraussetzungen zu schaffen, haben wir zunächst die Bedeutung des 85/85-HAST-Tests, einer beschleunigten Zuverlässigkeitstestmethode, angesprochen. Bei diesem Test werden elektronische Komponenten, wie z. B. leitfähige Touchscreen-Leiterbahnen, Bedingungen von 85 °C (185 °F) und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Solche extremen Bedingungen simulieren die langfristige Zuverlässigkeit der Elektronik und beschleunigen potenzielle Defekte und Schwächen.
IEC/EN 60068-2-78 ist ein wunderbares Testverfahren, das Ihnen eine Richtlinie für die Gestaltung Ihres HAST-Tests bietet.
Die Gefahren der Silbermigration
Eines der Hauptprobleme bei mit Silbertinte gedruckten leitfähigen Leiterbahnen in Touchscreens ist die Silbermigration. Dieses Phänomen tritt unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes auf, in das Silberionen wandern und Dendriten oder winzige metallische Filamente bilden. Diese Migration kann zu Kurzschlüssen führen, die die Leistung des Geräts erheblich beeinträchtigen.
Die Herausforderung verschärft sich unter den Bedingungen des 85/85 HAST-Tests. Feuchtigkeit und hohe Temperaturen beschleunigen die Silbermigration erheblich. So zeigen die mit der Silbertinte gedruckten leitfähigen Spuren, die reich an Silber sind, bei solch strengen Tests ihre Anfälligkeit für diese unerwünschte Reaktion.
Warum MAM heraussticht
Molybdän Aluminium Molybdän (MAM), eine Stapelstruktur aus dünnen Schichten, die typischerweise auf Substrate gesputtert werden, erweist sich als die zuverlässigere Alternative. Dafür gibt es mehrere Gründe:
Inhärente Stabilität: Im Gegensatz zu Silber haben die Metalle in MAM - Molybdän (Mo) und Aluminium (Al) - nicht die gleiche Anfälligkeit für elektrochemische Migration. Diese Stabilität macht MAM zu einer günstigen Wahl, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Beständigkeit gegen Umweltstressoren von entscheidender Bedeutung ist.
Zweckorientierte Anwendung: Während leitfähige Leiterbahnen mit Silbertinte aufgrund ihrer Leitfähigkeit, Kosteneffizienz und einfachen Anwendung häufig bevorzugt werden, werden leitfähige MAM-Leiterbahnen bevorzugt, bei denen Haltbarkeit und Langlebigkeit Vorrang haben. Ihre Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen macht sie zu einer unschätzbaren Wahl für Hochleistungsanwendungen.
Leistung unter Testbedingungen: Wenn man der anspruchsvollen Umgebung des 85/85 HAST-Tests ausgesetzt wird, wird die Widerstandsfähigkeit von MAM gegen Faktoren wie Silbermigration deutlich. Seine Zuverlässigkeit und Leistung unter Belastung festigen seine Position als überlegene Wahl.
Einschalten: Ein wichtiger Testfaktor
Ein wichtiger Hinweis ist die Notwendigkeit, das Gerät während des Tests betriebsbereit zu halten. Der Silbermigrationsprozess benötigt Elektrizität, um stattfinden zu können. Ohne dieses elektrische Feld stagnieren Silberionen, selbst in feuchten Umgebungen. Für eine genaue Einschätzung des Silbermigrationsrisikos oder zur Bewertung anderer elektrisch beeinflusster Ausfallmechanismen müssen die Geräte daher während des Tests eingeschaltet sein. Dies gewährleistet eine umfassende Bewertung potenzieller Probleme unter realen oder beschleunigten Bedingungen. Bei einigen Touchscreen-Controllern ist der Energiesparmodus nach einem bestimmten Zeitintervall aktiviert. Ein Touchscreen im Ruhemodus macht den Test wahrscheinlich obsolet. Es ist sinnvoll, diesen Modus zu deaktivieren oder in kurzen Zeiträumen ein Touch-Ereignis auszulösen.
Zeit ist wichtig
Die Silbermigration ist ein langsamer Prozess und es wird nicht empfohlen, den Testzeitraum zu kurz zu halten. Aber wie lang ist lang genug ?
Die Dauer, für die ein hochbeschleunigter Stresstest (HAST) durchgeführt werden sollte, kann von mehreren Faktoren abhängen:
Ziel des Tests: Das primäre Ziel des Tests bestimmt seine Dauer. Wenn Sie eine frühzeitige Fehlererkennung in einem neuen Design anstreben, kann die Testdauer kürzer sein. Umgekehrt, wenn Sie die gesamte erwartete Lebensdauer eines Produkts unter beschleunigten Bedingungen simulieren möchten, wird der Test natürlich länger dauern.
Produkt/Anwendung: Die Art des Produkts oder der Anwendung und die beabsichtigte Lebensdauer beeinflussen auch die Länge des Tests. Zum Beispiel könnte Unterhaltungselektronik, von der erwartet wird, dass sie einige Jahre hält, eine andere HAST-Dauer haben als Industrieanlagen, die Jahrzehnte halten sollen.
Spezifische Standards oder Richtlinien: Wenn Sie sich an bestimmte Industriestandards oder -richtlinien halten, können diese empfohlene Dauern für HAST- oder ähnliche Tests angeben.
Vorherige Testdaten oder historische Daten: Wenn Sie über frühere Testdaten oder historische Daten zu ähnlichen Produkten oder Komponenten verfügen, kann dies Aufschluss über geeignete Testdauern geben.
Beschleunigte Faktoren: Denken Sie daran, dass HAST ein beschleunigter Test ist, was bedeutet, dass er anhaltenden Stress in kurzer Zeit simuliert. Die Bestimmung, wie die beschleunigten Bedingungen mit der realen Zeit korrelieren, kann bei der Festlegung der Testdauer helfen. Wenn beispielsweise 100 Stunden in einer HAST-Kammer einem Jahr realer Nutzung (hypothetisch) entsprechen und Sie die Haltbarkeit eines Produkts von fünf Jahren testen möchten, können Sie den Test 500 Stunden lang durchführen.
Im Allgemeinen liegen die üblichen HAST-Testdauern, denen Sie in der Branche begegnen können, zwischen 96 Stunden und 1.000 Stunden oder mehr, abhängig von den oben genannten Faktoren.
Es ist jedoch wichtig, sich mit Zuverlässigkeitsingenieuren zu beraten, branchenspezifische Richtlinien zu studieren und die spezifischen Nuancen des zu testenden Produkts zu berücksichtigen. Wenn Sie die Testdauer auf der Grundlage dieser Faktoren anpassen, werden aussagekräftige, umsetzbare Ergebnisse erzielt.
Fazit: Der Langlebigkeits-Champion
Die Touchscreen-Technologie ist nur so gut wie ihre Haltbarkeit. In Umgebungen, in denen erstklassige Leistung, Stabilität und Langlebigkeit gefordert sind, wird die Wahl zwischen silberner Tinte und leitfähigen MAM-Leiterbahnen deutlich. MAM positioniert sich mit seiner inhärenten Widerstandsfähigkeit gegen schwierige Bedingungen und seiner bewährten Leistung im 85/85-HAST-Test als führende Wahl für langlebige Touchscreen-Leiterbahnen. Für Hersteller und Verbraucher bedeutet die Entscheidung für MAM gleichermaßen, dass sie auf Zuverlässigkeit setzen und Geräte gegen potenzielle Ausfälle absichern. Im Wettstreit um Langlebigkeit und Zuverlässigkeit setzt sich MAM zweifellos die Krone auf.