Viimeisimpien julkaisujen tiivistelmät 1/2
222 KOMPONENTTILEVYN EPÄPUHTAUDET
Tutkimuksessa selvitettiin pesemättömän komponenttilevyn luotetta- vuutta ja luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Kirjallisuusselvityksessä etsittiin eri lähteistä tietoa komponenttilevyn epäpuhtauksista. Tässä raportissa käydään läpi mahdollisia kontaminaatiolähteitä, matalan kiintoainepitoisuuden juoksutteiden sisältämiä aineita eri materiaalien välisiä reagtioita sekä kontaminaation vaikutuksia. Lisäksi raportissa esitellään meneteliniä piirilevyn puhtauden arviointiin ja luodaan katsaus alueen tutkimuksiin.
223 PESEMÄTTÖMÄN KOMPONENTTILEVYN LUOTETTAVUUS
Tutkimuksessa selvitettiin pesemättömän komponenttilevyn luotet- tavuutta ja luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Teollisessa aalto- juotosprosessissa juotettiin testilevyjä ja suoritettiin näille kiihdytettyjä elinikätestejä. Vertailuryhminä testattiin vesipestyjä ja juottamattomia testilevyjä. Juotettuja testilevyjä ja prosesseissa käytettyjä materiaa- leja, kuten juoksute, laminaatti ja juotteenestopinnoite, tutkittiin erilai- sin analyysimenetelmin, joiden soveltuvuudesta saatiin kokemuksia. Erityisesti analyyseillä pyrittiin selvittämään juotosprosessissa levyn pintaan syntyviä jäämiä, jotta saataisiin esiin korroosion syntyyn vaikuttavia tekijöitä.
Tavoitteena oli yleisesti selvittää aaltojuotetun pesemättömän kom- ponenttilevyn luotettavuus määriteltävissä olosuhteissa sekä juoksu- tejäämien sisältämien aineiden ja muiden piirilevyllä esiintyvien epä- puhtauksien vaikutus luotettavuuteen. Epäpuhtauksien tarkan analy- soinnin ongelmallisuudesta johtuen ei varmoja päätelmiä pystytty tekemään kovin monessa tapauksessa eri aineiden haitallisuudesta. Lisäksi alkuperäisenä tavoitteena oli selvittää olosuhteet, jotka edel- lyttävät komponenttilevyn suojapinnoitusta. Testit eivät kuitenkaan antaneet mahdollisuuksia laajamittaiseen selvitykseen esim. ilman epäpuhtauksien suhteen.
225 IC VENTOR APPRAISALAUDIT CHECK LIST
Auditing suppliers is considered as an important method in selecting vendors, to assure the quality and reliability of components and to develop co-operation between component user and the manufacturer. This check list is meant to be used as a basis of a IC vendor technical assessment.
The purpose an IC vendor appraisal, as presented here, is to evaluate operating procedures starting from process and component design and ranging to final. testing. Technical capability and management of reliability issues are evaluated. The check list is divided into sight sections, each containing several questions. Practical advice for auditing is given in appendix.
227 MUOVIALIHANKKIJAREKISTERI
228 ELEKTRONIIKAN LÄMPÖSUUNNITTELUN OHJELMISTOT JA TIETOLÄHTEET
Raportti sisältää luettelomaiset yhteenvetotiedot Suomessa tunne- tuista ja käytetyistä ohjelmistoista ja kirjallisuudesta, joita käytetään elektroniikan lämpösuunnittelussa. Ohjelmistoista ja tietolähteistä on annettu lyhyet tiivistelmät, jotta lukija voisi päätellä, kannattaako ao. ohjelmistosta tai tietolähteestä hankkia lisätietoja. Lisäksi ohjelmis- toista on mainittu valmistajan yhteystiedot. Kunkin ohjelman ja tieto- lähteen yhteydessä mainitaan henkilö, joka joko käyttää tai tuntee sen. Ohjelmatietoja on luetteloitu 18 kpl ja kirjallisuutta 17 kpl.
229 EMC-DIREKTIIVI JA ELEKTRONIIKKALAITTEIDEN TUOTEKEHITYS
Tutkimuksessa tarkasteltiin EU:n EMC-direktiivin vaatimuksia ja niiden soveltamista käytännössä. Työssä keskityttiin sähkö- ja elekt- roniikkateollisuuden tärkeimpien tuoteryhmien EMC-vaatimusten selvittämiseen ja tarkasteltiin tuotteiden kelpuutusmenettelyä. Lisäksi käsiteltiin joitakin sellaisia tuoteryhmiä, joihin kuuluvia tuotteita rahoi- ttajayritykset valmistavat. Tarkasteltiin niitä toimintatapoja, joilla tuot- teiden direktiivinmukaisuus voidaan osoittaa, ja arvioitiin niiden etuja ja haittoja. Selvitettiin laitteiden hyväksyntää standardinmukai- sen testauksen tai teknisen rakennetiedoston avulla. Koottiin projektin piiriin kuuluvien laiteryhmien EMC-vaatimukset ja ne testaus- tai tuote- standardit, joiden mukaan testaus suoritetaan. Tarkasteltiin näiden vaatimusten soveltamista käytännössä ja laitteiden testausta em. standardien mukaan sekä testaussuunnittelua. Tarkasteltiin myös teknisen rakennetiedoston laatimista ja siihen tarvittavia liitteitä, kuten teknisiä piirustuksia ja selostuksia, kuvia ym. dokumentteja.
Tarkasteltiin myös EMC-testausta tuotekehityksen aikana ja niitä EMC-palveluja, joita yritykset voivat käyttää tuotekehitysvaiheessa. Esiteltiin tärkeimmät EMC-testausmenetelmät ja testaustilat sekä testauksessa tarvittavia laitteita. Tarkasteltiin myös näiden testien suorittamista yritysten omissa tuotekehityslaboratorioissa. Lisäksi esitettiin sellaisia mittauksia ja testejä, joiden avulla laitteen EMC- ominaisuuksia voidaan tutkia käytännön tuotekehitystyössä.
Esitettiin toimintatapoja, joiden avulla tuotteen EMC-ominaisuuksien hallinta voidaan varmistaa tuotekehityksen ja tuotannon aikana. Tarkasteltiin myös EMC-suunnittelun periaatteita sekä EMC-testauk- sen vaatimia järjestelyjä. Erityisesti korostettiin EMC:n huomioonotta- mista laitteen suunnittelussa kokonaisvaltaisesti, koska lähes kaikki elektroniikkalaitteen osat ja rakenteet vaikuttavat sen EMC-ominai- suuksiin. Siksi kaikkien laitetta suunnittelevien ryhmien on osallistut- tava laitteen EMC-suunnitteluun ja sen EMC-ominaisuuksien seuran- taan tuotekehityksen aikana.
230 VESIPOHJAISET JUOKSUTTEET
Työssä tutkittiin uusien matalan kiintoaineen (LS) vesipohjaisten juok- sutteiden käytettävyyttä aaltojuotosprosessissa ja niillä juotettujen levyjen luotettavuutta. Testilevyt juotettiin teollisessa aaltojuotospro- sessissa, jonka jälkeen niille tehtiin vanhennustesti. Vertailuna olivat juottamattomat ja matalan kiintoaineen juoksutteella (liuottimena isopropanoli) juotetut pesemättömät levyt.
Testatut kaksi vesipohjaista juoksutetta vaikuttivat luotettavilta aalto- juottamisessa käytettyjen komponenttien osalta, mutta aiheuttivat migraatiopolkuja tiheissä suojaamattomissa rakenteissa. Visuaa- lisesti levyt olivat juottamisen jälkeen siistejä, mutta mm. SO-koteloi- den jalkojen välillä oli luotettavuusriskin aiheuttavia pieniä tinapalloja. Vertailujuoksutteen L3 levyissä oli testattuihin vesipohjaisiin juoksut- teisiin verrattuna enemmän migraatiota kampakuvioissa. Myös visuaalisia jäämiä oli enemmän, mutta tinapalloja vähemmän kuin testatuilla vesipohjaisillajuoksutteilla.
231 VIKATIETOKANNAN KÄYTTÖ SULAUTETTUJEN OHJELMISTOJEN TUOTANNOSSA
The objective of this report is to describe, in general terms and using some examples, a fault data base, to explain the associated basic concepts and terminology and to guide in the use and utilization of the fault data base. The hypothesis is that often the mere attention focussed onto the software process and the increasing consciousness resulting from the required measurement activities improve the quality of the software process. The proof of this statement, however, is left to the reader as a practical exercise.
The report deals with the use of a fault data base in the software development process. Later phases are not addressed. Data bases are dealt with generally, no specific products are investigated and no comparisons are made. The report is intended for software managers and designers involved in the production of embedded software.
232 ASIAKASKOHTEISTEN ELEKTRONIIKKATUOTTEIDEN OHJELMISTOVARIAATIOIDEN HALLINTA
The objective was to create an efficient software configuration and delivery processes. All the possible options and product variations in software releases should be managed. This was done by using automatic compilation and linkageof version-controlled software components.
A practical approach to software configuration management (SCM) and version control has been developed. The project was set up because the software configuration management and delivery process is often a serious bottleneck for many other industrial product development and management operations. The developed SCM process is based on incremental improvement of software configuration management practices. The process consists of
identification of the needs and the current best practices for SCM and version control,
setting of measurable improvement goals and
definition of practical means to achieve the defined goals
The industrial applicability of the approach was ensured by several pilot studies. The gained experiences showed that a company can proceed rapidly from an adhoc SCM level to systematic, controllable and automated SCM practices.
At the final stage, the project team could introduce a working approach to improve
software version control
software configuration and change management, and
SCM interfaces to total product management schemes.
233 KIERRÄTYS JA YMPÄRISTÖKYSYMYKSET ELEKTRONIIKKATUOTANNOSSA
Tämä raportti on "Kierrätys ja ympäristökysymykset elektroniikka- tuotannossa" (NUUKA) -projektin loppuraportti. Projektissa selvitettiin elektroniikkateollisuutta koskevaa lainsäädäntöä maailmanlaajuisesti sekä ympäristöjohtamisjärjestelmiä ja -merkintöjä. Lisäksi on laadittu lyhyt lista elektroniikkayritysten ympäristöstrategiaan liittyvistä asioista.
Ympäristölait asettavat minimivaatimukset yritysten ympäristölliselle toiminnalle. Elektroniikkatuotantoa koskevat lait käsittelevät jätteen keräämistä, uudelleenkäyttöä, kierrätystä tai hävittämistä. Ympäristö- lainsäädäntö käsittelee myös ympäristölle ja ihmiselle haitallisia aineita ja kemikaaleja. Haitallisten materiaalien kerääntyminen kaatopaikoille elektroniikkaromun mukana on ympäristöhaitta, joka halutaan ennaltaehkäistä. Useiden EU-maiden sekä Japanin lain- säädännöllä ja vapaaehtoisilla sopimuksilla pyritään lisäämään käytöstä poistettujen laitteiden kierrätystä, hyödyntämistä muutoin ja asianmukaista hävittämistä. Määräykset perustuvat yleensä tuottajan vastuu -periaatteeseen.
Yritykset voivat myös vapaaehtoisesti asettaa toiminnalleen ympäris- tösuojelullisia tavoitteita. Tällöin yrityksen on mahdollista auditoida ympäristöjohtamisjärjestelmä. Kansainvälisiä järjestelmiä ovat mm ISO 14001 ja 14004 sekä EMAS eli "European Comminity Eco- Management and Audit Scheme".
Ympäristömerkinnöillä halutaan ohjata kuluttajia hankkimaan tuotteita, joiden ympäristövaikutuksia on tietoisesti vähennetty. Pohjoismailla on oma joutsenmerkkinsä, saksalaisten ympäristömerkki on "Sininen enkeli". Useille sähkö- ja elektroniikkatuotteille, kuten kodinkoneille, on olemassa omat myöntämisperusteensa. Kartoitusvaiheessa ovat mm matkapuhelimet ja televisiot.
Elektroniikkayrityksillä on useita vaikutusmahdollisuuksia tuottei- densa haitallisten ympäristövaikutusten minimoimiseksi. Ympäristö- ystävällisen tuotteen suunnittelussa ja valmistuksessa voidaan painottaa esimerkiksi seuraavia asioita:
tuote ei sisällä ympäristölle vahingollisia aineita,
tuote kuluttaa käyttöikänsä aikana mahdollisimman vähän energiaa,
tuotteen huoltaminen sekä korjaaminen on mielekästä, lisäksi suunnittelussa huomioidaan tuotteen mahdollinen päivittäminen.
234 ELEKTRONIIKAN KOMPONENTTIEN VIKATAAJUUS
Tässä raportissa on esitetty kahdessa yrityksessä vuosien 1993-1995 välisenä aikana koottujen käyttökokemustietojen perusteella lasketut elektroniikan komponenttien vikataajuustiedot. Laitteet sijaitsevat sekä ulko- että sisäasennuskohteissa pohjois- maissa, muualla Euroopassa ja kaukoidässä ja ne kattavat useita tuoteperheitä. Vertailuna on esitetty myös MIL-HDBK-217 F-mallin avulla arvioidut vikataajuudet. Verrattaessa vikataajuuksia keskenään havaitaan, että MIL-HDBK-217 F-mallin avulla lasketut vikataajuudet ovat pääsääntöisesti useita dekadeja suurempia.
Ko. yrityksissä tiedoista on pyritty karsimaan ulkoisiin tekijöihin, suunnitteluvirheisiin, virheelliseen käsittelyyn, laitevalmistuksen virheisiin tai huonoihin komponenttieriin liittyvät viat.
KOTELin työryhmän “Luotettavuustekniikka” tavoitteena on myös määrävälein päivittää ja ylläpitää raportin tietoja ja mahdollisuuksien mukaan laajentaa niiden yritysten piiriä, joista käyttökokemustietoa on kerätty.
235 ELEKTRONIIKKATUOTTEEN SUUNNITTELUN YMPÄRISTÖNÖÄKÖKOHDAT
Kokonaisvaltaisessa ympäristönäkökohtien huomioimisessa tarkas- tellaan sekä yrityksen toimintaa että tuotetta luonnonvarojen käytön, energian kulutuksen sekä syntyvien päästöjen näkökulmasta. Kun suunnittelija miettii tuotteen ympäristövaikutuksia, olennaisinta on ottaa mahdolliset ympäristötekijät huomioon kaikissa yksittäisissä ratkaisuissa. Ympäristöasioissa edetään askel kerrallaan, ja pienetkin ratkaisut auttavat siihen, että kokonaistulos on ympäristön kannalta parempi. Tietoisuus eri ratkaisujen ympäristövaikutuksista lisääntyy jatkuvasti. Suunnittelijoille on kehitteillä myös erilaisia apu- työkaluja, esim. ohjelmistopaketteja, jotka helpottavat analysoimaan kunkin ratkaisun vaikutusta ympäristöön. Ympäristönäkökohtien huomioiminen tuotesuunnittelussa on voimakkaasti heräämässä, ja vielä on pitkä matka koko elinkaaren aikaisten vaikutusten tunte- miseen. Mutta yksittäisten, pientenkin ympäristömielessä hyvien ratkaisujen tekemiseen jokainen suunnittelija voi vaikuttaa ja viedä tuotekehitystä oikeaan suuntaan.
Komponenttien valinnassa kannattaa suosia uusimmilla teknologioilla valmistettuja komponentteja, sillä uusissa valmistusprosesseissa on ympäristövaikutuksiin kiinnitetty enemmän huomiota. Esimerkiksi puolijohteiden valmistuksessa käytetään lukuisia ympäristölle haital- lisia kemikaaleja, käytetään korkeita lämpötiloja ja runsaasti kaasuja, joko suojaamaan prosessia tai kuljettamaan haluttuja aineita puoli- johteille. Uusimmat valmistusprosessit kuluttavat yleensä vähemmän energiaa ja ovat ympäristöä säästäviä.
Kierrätettävyys on tärkeä näkökohta mekaanisten osien materiaalien valinnassa ja suunnittelussa. Tuote on suunniteltava helposti puretta- vaksi, niin että eri materiaalijakeet on helppo irrottaa toisistaan. Mitä helpommin eri materiaalit voidaan erottaa, ja mitä vähemmän erilaisia materiaaleja rakenne sisältää, sitä helpompi se on kierrättää. Tämä lisää tuotteen arvoa romuna ja pienentää kaatopaikoille joutuvaa osuutta.
Elektroniikan materiaalit joudutaan usein pinnoittamaan haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Pinnoitusprosessit kuluttavat energiaa ja niissä käytetään monia ympäristölle haitallisia kemi- kaaleja. Pinnoittamattomuus olisi ympäristömielessä etu, mutta useimmiten elektroniikan metallien pinnan ominaisuuksien on vuosien aikana pysyttävä muuttumattomina ja siksi pinnoitteita on käytettävä. Tuotteen suunnitteleminen mahdollisimman luotettavaksi ja pitkä- ikäiseksi on järkevää myös ympäristömielessä, vaikka se edel- lyttäisikin erilaisten pinnoitusprosessien käyttöä. Muovin pinnoit- tamista metallilla on vältettävä, sillä se estää muovin kierrättämisen.
Muovirakenteissa on syytä valita sellaisia materiaaleja, joille yleisesti on käytössä kierrätysjärjestelmät. PVC:n käyttöä tulisi välttää, koska sen kierrättäminen on hankalaa. PVC:n joutuminen kaatopaikoille on todennäköistä, ja sen kaatopaikoille viemisestä on jo rajoituksia eri maissa. Halogeenittomien materiaalien käyttö esimerkiksi kaapelien eristemateriaalina on suositeltavaa.
Elektroniikan komponenttien muovikoteloissa, mekaanisten raken- teiden muoviosissa ja piirilevy-materiaaleissa käytetään palonesto- aineita, yleensä orgaanisia bromiyhdisteitä. Useat bromatut palon- estoaineet ovat ympäristölle haitallisia jo sellaisenaan. Vaarallisim- pina ne ovat palaessaan, jolloin syntyy myrkyllisiä kaasuja, dioksiideja ja furaaneja. Vaihtoehtoisia palonestoaineita tutkitaan, ja halogeenit- tomien vaihtoehtojen määrä todennäköisesti pian lisääntyy.
Lyijy on elektroniikan tuotteiden yleisin raskasmetalli. Lyijyakkujen kierrättäminen on jo tehokasta useissa maissa, mutta liitosmate- riaalina se vielä joutuu elektroniikkaromun mukana kaatopaikalle. Lyijyttömiä liitosprosesseja on kehitetty ja niitä tutkitaan jatkuvasti. Juotteiden sisältämien kemikaalien suhteellinen työperäinen myrkyllisyys noudattaa järjestystä Bi<Zn<In<Sn<Cu <Sb<Ag<Pb. Johtavien liimojen käyttö on joissakin tapauksissa edullista. Yksiselit- teistä vaihtoehtoa tina/lyijyn korvaamiseksi luotettavuudesta tinkimättä ei vielä ole löytynyt, vaan vaihtoehtojen soveltuvuus tutkitaan tapaus- kohtaisesti.
Akut ja paristot ovat perinteisesti sisältäneet runsaasti raskasmetal- leja. Lyijyakkujen keräys on järjestetty hyvin useimmissa maissa ja lyijy kiertää uusien tuotteiden valmistukseen. Akkujen ja paristojen valikoi- missa on jo tarjolla lukuisia vaihtoehtoja, joissa raskasmetalleja ei enää käytetä.
Ympäristöasioita koskevia merkintöjä ovat mm. materiaalimerkinnät, kierrätykseen ja uudelleenkäyttöön opastavat merkinnät sekä ns. ympäristömerkit. Kierrätyksen kannalta oleelliset osat on syytä varustaa merkinnöin, esim. akut, paristot ja kaikki yli 25 g painavat muoviosat. Eri tuoteryhmille on käytössä ympäristömerkintöjä, joiden myöntämisen perusteet on erikseen määritelty.
Pakkaukset kasvattavat merkittävästi jätemääriä. Pakkausten keräys, uudelleenkäyttö ja kierrätys on useissa maissa hyvin järjestetty ja jopa lakisääteistä. Pakkaussuunnittelu tulee aloittaa mahdollisimman aikaisessa vaiheessa osana tuotesuunnittelua. Pakkauksen tärkein tehtävä on suojata tuotetta mekaanista, ilmastollista ja mahdollisesti myös biologista rasitusta vastaan. On hyvä suosia materiaaleja, joilla kierrätys ja keräysjärjestelmä on laajasti käytössä.
Ympäristöasioiden kokonaisvaltainen huomioiminen tuotekehityk- sessä on haastava tehtävä. Tulosten saavuttamiseksi on tärkeää, ettei ympäristöasioita pidetä erillisenä osa-alueena vaan niiden on oltava keskeinen osa uusien tuotteiden suunnittelua. Yksityiskohtaisia ohjeita ympäristön huomioon ottavalle tuotesuunnittelulle ei voida antaa. Asiaa on pohdittava tapauskohtaisesti ja mietittävä kokonais- valtaisesti parasta ratkaisua. Tärkeätä on, että ympäristönäkökohdat ovat mukana tuotesuunnittelussa ja päätöksenteossa yhtenä osate- kijänä muiden joukossa.
