DE102005007841A1

DE102005007841A1 - Leiterplattenkomponenten-UmgebungsfeuchtigkeitsaussetzungsÜberwachung

Info

Publication number: DE102005007841A1
Application number: DE102005007841A
Authority: DE
Inventors: Yuen-Foo Michael Andover Kou
Original assignee: ACCU-ASSEMBLY Inc ANDOVER; Accu Assembly Inc
Current assignee: ACCU-ASSEMBLY Inc ANDOVER; Accu Assembly Inc
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2005-11-10
Also published as: US7164281B2; US20050184723A1; CN1678172A; JP2005236289A

Abstract

Ein Verfahren zum Zusammenbauen von mehreren elektronischen Komponenten auf einer Leiterplatte beinhaltet ein Sichern einer elektronischen Komponente auf der Leiterplatte, dann ein Erzeugen einer Verbindung bzw. Assoziation zwischen der elektronischen Komponente und einem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät. Das Verfahren beinhaltet weiters ein Aufzeichnen von Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät. Die aufgezeichneten Daten zeigen ein Aussetzen der gesicherten elektronischen Komponente an eine Umgebungsbedingung über die Zeit an. Das Verfahren beinhaltet auch ein Bestimmen, basierend auf den gespeicherten Daten, ob die gesicherte elektronische Komponente für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, die mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert sind bzw. werden.

Description

Hintergrund
Die Erfindung bezieht sich auf ein Überwachen elektronischer Komponenten, welche auf einer Leiterplatte gesichert sind, und genauer auf ein Überwachen der Auswirkungen bzw. Effekte eines Aussetzens an Feuchtigkeit, die mit diesen Komponenten assoziiert sind.

Ein Aufschmelzlöten ist ein Herstellungsverfahren, welches verwendet wird, um elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte zu sichern. In besonderen Beispielen bzw. Fällen können verschiedene elektronische Komponenten auf derselben Leiterplatte gesichert werden, indem verschiedene sequentielle Aufschmelzlötvorgänge bzw. -prozesse auf derselben Leiterplatte durchgeführt werden. Als ein Beispiel kann eine erste elektronische Komponente auf eine Leiterplatte durch ein Aufschmelzen gelötet werden. Dann, einige Zeit später, kann eine zweite elektronische Komponenten auf dieselbe Leiterplatte durch ein Aufschmelzen gelötet werden. Während des späteren Aufschmelzlöt-Vorgangs kann die erste elektronische Komponente erhöhten Temperaturen ausgesetzt sein bzw. werden. Diese erhöhte Temperatur kann bewirken, daß jegliche eingeschlossene Feuchtigkeit innerhalb des Körpers der ersten elektronischen Komponente rasch expandiert, und dadurch die elektronische Komponente beschädigen. Eine derartige Beschädigung kann natürlich sofort ersichtlich sein. Jedoch in bestimmten Fällen kann die Beschädigung bzw. der Schaden unentdeckt bleiben, bis die Leiterplatte, welche die beschädigte Komponente beinhaltet, in irgendein Endprodukt installiert worden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der Erfindung weist ein verbessertes Verfahren zum Sichern mehrerer elektronischer Komponenten auf einer Leiterplatte auf. Das Verfahren beinhaltet ein Sichern einer ersten elektronischen Komponente an der Leiterplatte. Das Verfahren beinhaltet auch ein Erzeugen einer Assoziation bzw. Verbindung zwischen der gesicherten elektronischen Komponente und einem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät. Daten werden dann automatisch und elektronisch durch das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät aufgenommen bzw. aufgezeichnet. Die Daten zeigen ein Aussetzen der gesicherten elektronischen Komponente an eine Umgebungsbedingung über der Zeit an. Das Verfahren beinhaltet auch ein Verwenden des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts, um basierend auf den aufgezeichneten Daten zu bestimmen, ob die gesicherte elektronische Komponente für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an derselben Leiterplatte assoziiert sind.

Gemäß einer Implementierung beinhaltet, wenn eine gesicherte elektronische Komponente als für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet befunden wird, welche mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert sind, das Verfahren ein Aussetzen der geeigneten gesicherten elektronischen Komponente an solche Bedingungen.

Ein anderer Aspekt der Erfindung bietet ein Verfahren zum Sichern von mehreren Sätzen von elektronischen Komponenten an einer Leiterplatte. Dieses Verfahren beinhaltet ein Aufschmelzlöten eines ersten Satzes von elektronischen Komponenten an der Leiterplatte. Das Verfahren beinhaltet auch ein Erzeugen einer Assoziation bzw. Verbindung zwischen dem ersten Satz von elektronischen Komponenten und einem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät. Das Verfahren beinhaltet weiters ein Sammeln von Umgebungs-Aussetzungsdaten, welche mit diesem ersten Satz von elektronischen Komponenten während aufeinanderfolgender Zeitspannen bzw. -perioden assoziiert sind bzw. werden, vor einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte. Die gesammelten Daten sind bzw. werden innerhalb des Umgebungszustands-Aufzeichnungsgeräts gespeichert. Darüber hinaus beinhaltet das Verfahren ein Abschätzen eines kumulativen Effekts der Umgebungsaussetzung auf jede elektronische Komponente des ersten Satzes, basierend auf den gespeicherten Daten. Zusätzlich beinhaltet das Verfahren ein Auswerten, ob jede elektronische Komponente des ersten Satzes für ein Aussetzen an Umgebungsbedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte assoziiert sind.

In einer Implementierung beinhaltet das Verfahren ein Aufschmelzlöten des zweiten Satzes elektronischer Komponenten auf der Leiterplatte, solange jede elektronische Komponente des ersten Satzes als geeignet befunden wird, an Umgebungsbedingungen ausgesetzt zu werden, welche mit einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes elektronischer Komponenten auf die Leiterplatte assoziiert sind bzw. werden.

In einigen Implementierungen kann bzw. können einer oder mehrere der folgenden Vorteile vorhanden sein. Am bedeutsamsten kann die Möglichkeit, Leiterplatten herzustellen, welche gefährdete bzw. beeinträchtigte elektronische Komponenten darauf gesichert aufweisen, reduziert werden. Besonders können das Verfahren und die Techniken, welche hierin besprochen bzw. diskutiert werden, eine Sicherheit zur Verfügung stellen, daß jeder Satz von elektronischen Komponenten, welcher zuvor an einer Leiterplatte festgelegt wurde, nicht an potentiell unerwünschte Umgebungsbedingungen ausgesetzt wurde, wie beispielsweise übermäßiger Umgebungs- bzw. Luftfeuchtigkeitsgehalt, welcher die Komponenten dafür anfällig machen könnte, während Bedingungen beschädigt werden, welche mit einem Aufschmelzlöten eines nachfolgenden Satzes von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte beschädigt werden könnten.

Zusätzlich kann Arbeitskraft, welche zur Überwachung der Auswirkungen bzw. Effekte eines Aussetzens an Feuchtigkeit auf Leiterplatten-Komponenten erforderlich ist, drastisch reduziert werden. Darüber hinaus kann der Vorgang bzw. Prozeß zum Vorhersagen eines Ausfalls einer elektronischen Komponente vereinfacht werden. Auch kann die Genauigkeit, derartige Vorhersagen zu treffen, dramatisch bzw. wesentlich verbessert werden, da die Möglichkeit von "menschlichem Versagen" minimiert werden kann.

Die hierin geoffenbarten Verfahren bzw. Methoden und Techniken können in einer verbesserten Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten, der Leiterplatten, in welchen diese Komponenten installiert sind, und der Maschinen resultieren, welche schließlich derartige Leiterplatten aufnehmen.

Die Menge an Daten eines Aussetzens an Feuchtigkeit, welche gesammelt werden, kann erhöht werden. Dies kann eine Herstellung dazu befähigen, effektivere und aussagekräftigere Entscheidungen zu treffen, ob elektronische Komponenten vor Aufschmelzlötverfahren getrocknet werden sollen. Typischerweise wird ein derartiges Trocknen ausgeführt, indem die elektronischen Komponenten gebacken bzw. gebrannt werden. Als ein Ergebnis der hierin diskutierten Techniken und Verfahren kann die Frequenz bzw. Häufigkeit von unnötigem Backen vermindert werden.

Andere Merkmale und Vorteile werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Flußdiagramm, welches einen Vorgang bzw. Prozeß zum Überwachen einer Umgebungsfeuchtigkeits-Aussetzung eines Satzes von elektronischen Komponenten beschreibt, welche an einer Leiterplatte gesichert sind.
2 illustriert ein System zum Zusammenbauen von Leiterplatten.
3 illustriert eine alternative Ausführungsform eines Systems zum Zusammenbauen von Leiterplatten.
4 ist eine Tabelle nach dem Stand der Technik, welche empfohlene äquivalente Gesamtlebenszeitdaten auflistet.
5 ist ein Graph, der einen beispielhaften Satz von Messungen von Prozent relativer Feuchtigkeit und Temperatur als eine Funktion der Zeit anzeigt.
6 ist ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren zum Auswerten eines Satzes von Feuchtigkeits-Aussetzungsdatenpunkten detailliert.
Ähnliche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen zeigen ähnliche Elemente an.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Flußdiagramm, welches ein verbessertes Verfahren zur Auswertung detailliert, ob ein Satz von elektronischen Komponenten, welche an einer Leiterplatte gesichert sind, für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte assoziiert ist. Dieses verbesserte Verfahren kann die Wahrscheinlichkeit reduzieren, daß eine Komponente von dem ersten Satz durch die Ausdehnung von eingeschlossener Feuchtigkeit beschädigt wird, wenn dieser Satz von Komponenten an die Bedingungen ausgesetzt wird, welche mit einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von Komponenten assoziiert sind bzw. werden.
Gemäß der illustrierten Ausführungsform lötet ein Leiterplatten-Hersteller zuerst einen ersten Satz von elektronischen Komponenten auf eine Leiterplatte durch ein Aufschmelzen 102. Dieser erste Satz von elektronischen Komponenten kann tatsächlich nur eine einzelne Komponente sein; er kann eine Gruppe von identischen Komponenten sein; oder wahrscheinlicher, kann er eine Gruppe von nicht identischen Komponenten sein. Typischerweise wird der Satz von elektronischen Komponenten aus an einer Oberfläche montierten Einrichtungen bzw. Bauteilen (SMDs, surface mounted devices) bestehen und die Leiterplatte wird eine gedruckte Leiterplatte sein, wie sie beispielsweise routinemäßig in Computeranlagen und dgl. installiert werden. In vielen Fällen wird dieser erste Satz von elektronischen Komponenten auf eine Weise positioniert werden, um beispielsweise nur eine Seite der Leiterplatte zu bestücken, wobei die gegenüberliegende Seite zur Bestückung für nachfolgend festgelegte Komponenten verfügbar gelassen wird. Besonders können, obwohl ein Aufschmelzlöten besonders als das Festlegungs- bzw. Sicherungsverfahren identifiziert ist, andere Sicherungsverfahren ebenfalls verwendet werden.
Nach einem Aufschmelzlöten 102 des ersten Satzes von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte wird eine Verbindung hergestellt 104 zwischen dem ersten Satz von gesicherten elektronischen Komponenten und einem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät. Diese Verbindung kann beispielsweise erstellt bzw. erzeugt werden, indem physikalisch das Umgebungsbedingungs- Aufzeichnungsgerät auf der Leiterplatte festgelegt wird, auf welcher der erste Satz von elektronischen Komponenten gesichert wurde. Alternativ kann eine logische Verbindung zwischen jeder Komponente des ersten Satzes und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät in einer Computerdatenbank erstellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät eine kompakte Einrichtung, welche einen durch eine Maschine lesbaren Computerchip, ein eine Umgebungstemperatur erfassendes Element und eine eine relative Umgebungsfeuchtigkeit erfassende Einrichtung beinhaltet. Diese erfassenden bzw. Sensorelemente sprechen typischerweise in Echtzeit an. Der Maschinen-lesbare Chip beinhaltet einen integralen Prozessor, eine Speichereinheit und ein Zeitgeberelement. Der Prozessor ist konfiguriert, um periodisch Daten von den Sensor- bzw. Erfassungselementen zu empfangen und diese Daten in der Speichereinheit zu speichern. Der Prozessor bzw. Rechner kann auch in bestimmten Ausführungsformen die gespeicherten Daten auswerten, um zu bestimmen, ob irgendwelche der elektronischen Komponenten dieses ersten Satzes von elektronischen Komponenten zu einer vorgegebenen Zeit an ein ausreichendes Ausmaß von Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt war, um für eine Beschädigung anfällig zu sein, wenn ein zweiter Satz von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte durch ein Aufschmelzen gelötet würde. Diese Bestimmung würde den kumulativen Effekt über der Zeit der Aussetzung bzw. eines Aussetzens des ersten Satzes an Umgebungsfeuchtigkeit (bestimmt durch Umgebungstemperatur-Messungen und Messungen der relativen Umgebungsfeuchtigkeit) von der Zeit, wenn der erste Satz von elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte befestigt wurde, bis kurz davor berücksichtigen, wenn der zweite Satz von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet werden soll.
Der durch einen Computer lesbare Chip ist typischerweise imstande, mit einer fernen bzw. entfernten Einrichtung über einen Kommunikationskanal zu kommunizieren. Eine derartige entfernte Einrichtung könnte beispielsweise ein handgehaltener bzw. tragbarer Scanner sein und die Kommunikationskanäle könnten beispielsweise eine drahtlose Verbindung sein. Ein beispielhaftes Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät, welches verwendet werden könnte, um die hierin beschriebenen Techniken und Verfahren zu implementieren, ist HumiTel^TM von Accu-Assembly^TM Incorporated. Ein anderes beispielhaftes Umgebungs-Aufzeichnungsgerät wurde in allgemeinen Begriffen in einer gleichzeitig anhängigen U.S. Patenanmeldung Serien Nr. 09/924,279 beschrieben, welche am 8. August 2001 angemeldet wurde. Diese gleichzeitig anhängige Anmeldung wird hierdurch durch Bezug in ihrer Gesamtheit einbezogen bzw. aufgenommen.
Nach einem Erstellen 104 einer Verbindung zwischen dem ersten Satz von Komponenten und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät sammelt 106 das assoziierte bzw. zugeordnete Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät über die Zeit Umgebungs-Aussetzungsdaten, welche mit dem ersten Satz von elektronischen Komponenten assoziiert sind. Diese gesammelten Umgebungs-Aussetzungsdaten können beispielsweise Umgebungstemperatur-Messungen, Messungen von Prozent relativer Umgebungsfeuchtigkeit, wie auch andere Messungen beinhalten, welche ein Aussetzen an Umgebungs-Feuchtigkeitsgehalt anzeigen. Im allgemeinen werden diese Daten automatisch und periodisch gesammelt, da bzw. wenn der Prozessor Messungen abtastet, welche durch die Umgebungs-Sensorelemente erhalten werden. Es wird im allgemeinen als wünschenswert betrachtet, daß das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät Umgebungs-Aussetzungsdaten, unmittelbar nachdem der erste Satz von Komponenten auf die Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet wurde, bis kurz davor sammelt, wenn der zweite Satz von Komponenten auf die Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet wird.
Typischerweise, da das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät Umgebungsbedingungs-Aussetzungsdaten sammelt 106, speichert 108 es diese gesammelten Daten in einer Speichereinrichtung.
An irgendeinem Punkt vor einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte wird auf die gesammelten Umgebungsbedingungs-Aussetzungsdaten zur Auswertung zugegriffen 110. Dies kann entweder durch eine Be- bzw. Verarbeitungseinheit innerhalb des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts vorgenommen werden, oder durch eine externe Einrichtung, wie beispielsweise eine handgehaltene bzw. tragbare Leseeinrichtung, welche konfiguriert ist, um auf Daten von der internen Speichereinrichtung des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts zuzugreifen.
Die zugegriffenen Daten werden überprüft, um einen kumulativen Effekt der Umgebungsaussetzung, welcher durch die zugegriffenen Daten repräsentiert wird, auf den ersten Satz von elektronischen Komponenten abzuschätzen 112. Diese Abschätzung kann entweder durch die interne Verarbeitungseinheit des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts oder durch eine externe Bearbeitungseinheit ausgeführt werden. Die Abschätzung kann beispielsweise durch ein Berücksichtigen des Effekts einer derartigen Aussetzung auf jede individuelle elektronische Komponente des ersten Satzes von Komponenten ausgeführt bzw. erzielt werden. Zusätzlich kann sich die Abschätzung auf Industrie-Standard-Richtlinien beziehen, die eine maximale Feuchtigkeitsaussetzung für bestimmte Typen von elektronischen Komponenten, beispielsweise IPC/JEDEC J-STD-033A, empfehlen. Auch kann die Abschätzung ein Abschätzen der verbleibenden Lebenszeit von jeder Komponente des ersten Satzes miteinbeziehen.
Gemäß dem nächsten Schritt des Verfahrens bestimmt 114 ein Prozessor, basierend auf dem abgeschätzten kumulativen Effekt, ob der erste Satz von Komponenten für ein Aussetzen an Umgebungsbedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte assoziiert sind. Die Umgebungsbedingungen, welche mit einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten assoziiert sind, beinhalten im allgemeinen ein Aussetzen an erhöhte Temperaturen während einer gewissen Zeitspanne bzw. -periode. Die Amplitude der erhöhten Temperatur kann beispielsweise von der implementieren Aufschmelzlöt-Technik, der Nähe des zweiten Satzes von Komponenten zu dem ersten Satz von Komponenten, der Anzahl von elektronischen Komponenten, welche in dem zweiten Satz zu sichern sind, usw. abhängen. Jeder dieser Faktoren kann in die Bestimmung einer Eignung eingehen. Es wird im allgemeinen als wünschenswert betrachtet, diese Eignungsbestimmung so nahe wie möglich zu der Zeit vorzunehmen, wenn der zweite Satz von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet wird.
Was als nächstes gemäß der illustrierten Ausführungsform geschieht, hängt von dem Ausgang der Eignungsbestimmung 116 ab. Wenn der erste Satz von elektronischen Komponenten als für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet bestimmt bzw. befunden wurde, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von Komponenten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind, dann wird der zweite Satz von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet 118. Wenn andererseits der erste Satz von elektronischen Komponenten als nicht für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet bestimmt wurde, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von Komponenten auf dieselbe Leiterplatte assoziiert sind, dann wird der zweite Satz von elektronischen Komponenten nicht 120 auf die Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet. In diesem Fall können korrigierende Maßnahmen, wie beispielsweise ein Backen bzw. Brennen implementiert werden, um irgendwelche Feuchtigkeitsbelange bzw. -bedenken zu berichtigen.
2 illustriert eine besondere Ausführungsform eines Systems zum Auswerten, ob ein Satz von elektronischen Komponenten, welcher auf einer Leiterplatte gesichert ist, dazu geeignet ist, Bedingungen ausgesetzt zu werden, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind. Wie oben besprochen bzw. diskutiert, kann das illustrierte System die Wahrscheinlichkeit reduzieren, daß eine Komponente der ersten Satzes von Komponenten, welcher auf der Leiterplatte festgelegt ist, durch die Ausdehnung von innerhalb von Komponenten dieses Satzes eingeschlossener Feuchtigkeit beschädigt werden wird, wenn diese Komponenten Bedingungen ausgesetzt werden, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von Komponenten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind.
Die illustrierte Ausführungsform zeigt eine Leiterplatte 202 auf verschiedenen Stufen eines Zusammenbaus. Wie dargestellt, tritt die Leiterplatte 202 zuerst in einen Aufschmelzlöt-Bereich 204 ein. In dem Aufschmelzlöt-Bereich 204 ist bzw. wird ein erster Satz 206 von elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte 202 gesichert. Besonders kann eine beliebige Anzahl von in der Technik bekannten Techniken verwendet werden, um den ersten Satz 206 von elektronischen Komponenten an der Leiterplatte festzulegen. Die elektronischen Komponenten können beispielsweise Oberflächen-montierte Bauteile sein. Typischerweise ist dieser erste Satz 206 an der Leiterplatte 202 auf eine Weise derart festgelegt, daß die elektronischen Komponenten des Satzes 206 nur eine Seite der Leiterplatte 202 bestücken.
Unmittelbar nachdem der erste Satz 206 elektronischer Komponenten auf der Leiterplatte 202 gesichert ist (oder kurz danach), wird ein Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 auf der Leiterplatte 202 unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens festgelegt, wie beispielsweise ein Anwenden eines klebenden Materials, um das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 an der Stelle zu halten. Im allgemeinen ist das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 auf der Leiterplatte 202 auf eine Weise festgelegt, welche sicherstellen wird, daß es mit bzw. auf der Leiterplatte bis kurz davor bleibt, bevor ein zweiter Satz von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte durch Aufschmelzen gelötet wird. Gemäß der illustrierten Ausführungsform beinhaltet das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 einen Maschinen lesbaren Computerchip in einer Edelstahlbüchse 208a, welche an einem Flanschglied 208b festgelegt ist, welches eine Öffnung 208c aufweist.
Wie durch Position 210 angezeigt wird, bewegt sich das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 mit der Leiterplatte 202 und mit dem ersten Satz von elektronischen Komponenten 206, welche darauf montiert sind, wo immer sie sich bewegen mögen. Das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 zeichnet periodisch und automatisch Umgebungsbedingungs-Daten auf. Nachdem das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 auf der Leiterplatte 202 gesichert ist, kann die resultierende Anordnung beispielsweise in einem trockenen Lagerraum oder irgendeiner anderen Lagereinrichtung für eine gewisse Zeitspanne angeordnet werden. Das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 überwacht kontinuierlich eine Aussetzung an Umgebungsfeuchtigkeit und zeichnet automatisch Daten auf, welche ein derartiges Aussetzen anzeigen, während das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 auf der Leiterplatte 202 gesichert ist.
An einem Punkt vor einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes 212 von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte 202 wird auf die Feuchtigkeits-Aussetzungsdaten, welche durch das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät gesammelt und gespeichert wurden, zugegriffen. In der illustrierten Ausführungsform wird dies durch einen in der Hand gehaltenen bzw. tragbaren Scanner 214 ausgeführt, welcher konfiguriert ist, um auf die gespeicherten Daten über eine drahtlose Verbindung 216 mit dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 zuzugreifen. Daten, welche von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 zu dem Scanner 214 passieren, können beispielsweise Messungen der Umgebungstemperatur und relativen Feuchtigkeit, welche mit der Zeit gesammelten wurden, andere Daten, welche ein Aussetzen an Umgebungsfeuchtigkeitsgehalt über der Zeit anzeigen, Daten, welche die Eignung der Komponenten des ersten Satzes von Komponenten eines Aussetzens an Bedingungen anzeigen, welche mit einem nachfolgenden Aufschmelzlöten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind, usw. beinhalten. Das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 kann von der Leiterplatte 202 zu diesem Zeitpunkt abgenommen bzw. entfernt werden.
Der Scanner bzw. die Abtasteinrichtung 214 ist mit einem Computer 217 über einen Verbindungs- bzw. Kommunikationskanal 218 verbunden. Der Computer 217 nimmt Daten von dem Scanner 214 über den Kommunikationskanal 218 auf. Der Computer 217 führt ein weiteres Verarbeiten der Daten durch und stellt einen Anwenderschnittstellen-Bildschirm zur Verfügung, wo ein Systembediener optisch, beispielsweise Feuchtigkeits-Aussetzungsdaten und andere Systeminformation inspizieren kann.
Wenn der erste Satz 206 von elektronischen Komponenten als geeignet für ein Aussetzen an Bedingungen befunden wird, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes 212 von elektronischen Komponenten auf derselben Leiterplatte 202 assoziiert sind, dann wird die Leiterplatte 202 (mit dem ersten Satz 206 von darauf festgelegten Komponenten) in einem zweiten Aufschmelzlöt-Bereich 220 angeordnet bzw. plaziert. Es sollte sich natürlich verstehen, daß, obwohl zwei verschiedene Rückfluß- bzw. Aufschmelz-Bereiche (d.h. 204, 220) illustriert sind, die zwei aufeinanderfolgenden Aufschmelzlöt-Vorgänge, welche hierin diskutiert wurden, in demselben Aufschmelzlöt-Bereich zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt werden können.
Während des zweiten Aufschmelzlöt-Vorgangs bzw. -Prozesses wird der zweite Satz 212 von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte 202 durch Aufschmelzen gelötet. Bemerkenswerterweise werden, sobald bzw. wenn der zweite Satz 212 von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte 202 durch Aufschmelzen gelötet wird, die Komponenten des ersten Satzes 206 von elektronischen Komponenten einer erhöhten Temperatur für eine Zeitspanne ausgesetzt.
Nachdem der zweite Aufschmelzlöt-Vorgang abgeschlossen ist, tritt eine Leiterplatte 202 aus dem Aufschmelzlöt-Bereich 220 hervor, die einen ersten und zweiten Satz (d.h. 206 bzw. 212) elektronischer Komponenten darauf gesichert bzw. festgelegt aufweist. Wegen der hierin beschriebenen Verfahren und Techniken kann der Hersteller sich eines Niveaus an Komfort erfreuen, darauf vertrauend, daß der erste Satz 206 elektronischer Komponenten nicht während einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes 212 von elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte 202 beschädigt wurde.
3 illustriert eine alternative Ausführungsform eines Systems zum Auswerten, ob ein Satz von elektronischen Komponenten, welcher auf einer Leiterplatte festgelegt ist, zum Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte assoziiert sind. Diese alternative bzw. abgewandelte Ausführungsform illustriert ein. anderes Verfahren eines Erzeugens einer Verbindung zwischen dem ersten Satz 206 von elektronischen Komponenten und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208. Da viele der im oberen Bereich besprochenen Elemente ebenfalls hier illustriert sind, zeigen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente an.
Die Ausführungsform von 3 unterscheidet sich von der in 2 illustrierten Ausführungsform primär darin, daß eine Strichcode-Identifiziereinrichtung 302 auf der Leiterplatte 202 positioniert ist, das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 sicher innerhalb eines vorläufigen Speicher- bzw. Aufbewahrungsbereich 304 angeordnet ist und Strichcode-Scanner bzw. -Abtaster 308a, 308b an dem Eingang und Ausgang des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 positioniert sind. Es sollte beachtet werden, daß der vorläufige Aufbewahrungsbereich 304 nicht ein diskreter, umschlossener Bereich sein muß, sondern stattdessen ganz einfach ein Bereich nahe dem ersten Aufschmelzbereich 204 sein kann, welcher ungeregelten bzw. ungesteuerten atmosphärischen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist bzw. wird.
Die Strichcode-Identifikationseinrichtung 302 wird typischerweise wenigstens einen einzigartigen Leiterplatten Identifizierungscode und ausreichende Information beinhalten, um eine Identifizierung von jeder Komponente des ersten Satzes 206 von elektronischen Komponenten zu ermöglichen.
Nachdem die Leiterplatte 202 den ersten Aufschmelzlöt-Bereich 204 verläßt, wobei der erste Satz 206 an elektronischen Komponenten darauf gesichert ist, scannt der Systembediener die Strichcode-Identifikationseinrichtung 302 unter Verwendung des Strichcode-Scanners 308a und ordnet die Leiterplatte 202 im Inneren des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 an. Es sollte sich verstehen, daß die Schritte eines Abtastens der Strichcode-Identifikationseinrichtung 302 und eines Anordnens der Leiterplatte 202 im Inneren des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs in einigen Fällen automatisiert sein könnte. Es wird im allgemeinen als wünschenswert betrachtet, die Leiterplatte 202 im Inneren des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 anzuordnen, unmittelbar nachdem (oder sehr kurz danach) die Leiterplatte 202 aus dem Aufschmelzlöt-Bereich 204 austritt.
Der Strichcode-Scanner 308a sendet die Daten, die er scannt bzw. erfaßt, zu einem Computer 217. Der Computer 217 ist konfiguriert, um eine Datenbank von Information aufrecht zu erhalten, welche mit einer Feuchtigkeitsaussetzung von verschiedenen Leiterplatten (und den darauf gesicherten diskreten Komponenten) assoziiert ist, welche innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs aufbewahrt sind bzw. werden. Wenn der Computer 217 Daten von dem Strichcode-Scanner 208a empfängt, aktualisiert er die Datenbank, um zu reflektieren, daß eine bestimmte Leiterplatte (identifiziert durch den einzigartigen Leiterplatten-Identifikationscode, welcher in der Strichcode-Identifikationseinrichtung 302 beinhaltet ist), welche bestimmte Komponenten darauf montiert aufweist (ebenfalls durch Information in der Strichcode-Identifiziereinrichtung 302 identifiziert) den vorläufigen Aufbewahrungsbereich 304 zu einer bestimmten Zeit betreten hat. Der Computer 217 erstellt bzw. erzeugt eine logische Assoziation in seiner Datenbank zwischen dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208, welches Bedingungen innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 überwacht, und der Leiterplatte 202, wenn sie innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 angeordnet wird bzw. ist.
Das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 ist innerhalb bzw. im Inneren des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs angeordnet und ist konfiguriert zum kontinuierlichen Überwachen und periodischen und elektronischen Aufzeichnen von Umgebungs-Feuchtigkeitsbedingungen innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304. Wie oben detaillierter diskutiert wurde, kann das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 dies durchführen, indem Daten gemessen und aufgezeichnet werden, welche für eine Umgebungstemperatur und Prozent relativer Umgebungsfeuchtigkeit anzeigend bzw. hinweisend sind. In bestimmten Ausführungsformen, besonders wo der vorläufige Aufbewahrungsbereich sehr groß ist, kann es wünschenswert sein, verschiedene Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräte einzuschließen, welche an verschiedenen Stellen innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs positioniert sind.
Ein Scanner 214 ist in der Nähe des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts 208 innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs positioniert und ist konfiguriert, um periodisch Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät zu extrahieren bzw. zu entnehmen. Der Scanner 214 reicht diese extrahierten Daten zu dem Computer 217 über einen Kommunikationskanal 218 für eine weitere Verarbeitung und Anwenderkopplung. Eine alternative Anordnung könnte ein Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät 208 beinhalten, welches konfiguriert ist, um direkt mit dem Computer 217 zu kommunizieren, wodurch der Bedarf bzw. das Erfordernis für einen Scanner 214 beseitigt wird.
Der Computer 217 wird in seiner Datenbank jegliche Feuchtigkeits-Aussetzungsdaten assoziieren, welche er mit einer bestimmten Leiterplatte 202 (und dem ersten Satz 206 von darauf montierten Komponenten) empfängt, solange wie die Leiterplatte 202 innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 bleibt.
Wenn der Systembediener bereit ist, einen zweiten Satz 212 von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte 202 durch Aufschmelzen zu löten, wird er oder sie die Leiterplatte 202 von dem vorläufigen Aufbewahrungsbereich 304 entfernen. Sobald die Leiterplatte 202 von dem vorläufigen Aufbewahrungsbereich entfernt ist bzw. wird, wird die Strichcode-Identifikationseinrichtung 302 erneut, diesmal durch den Strichcode-Scanner 308b, gescannt bzw. abgetastet. Der Strichcode-Scanner 308b sendet dann die gescannten bzw. abgetasteten Daten zu dem Computer 217, um anzuzeigen, daß die Leiterplatte 202 aus dem vorläufigen Aufbewahrungsbereich 304 entfernt wird. Der Computer 217 aktualisiert dann seine Datenbank, um diese Veränderung zu reflektieren.
Der Computer 217 schätzt dann einen kumulativen Effekt der Umgebungsfeuchtigkeit ab, welcher der erste Satz 206 von Komponenten ausgesetzt war, während er sich innerhalb des vorläufigen Aufbewahrungsbereichs 304 befand. Der Computer 217 bestimmt auch, ob der erste Satz 206 von elektronischen Komponenten zum Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes 212 von elektronischen Komponenten auf dieselbe Leiterplatte 202 assoziiert sind. Der Computer 217 kann beispielsweise eine Anzeige seiner Bestimmungen einem Systembediener zur Verfügung stellen oder kann automatisch ein Aufschmelzlöten des zweiten Satzes 212 von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte 202 verhindern, wenn seine Bestimmung nachteilig ist.
4 ist eine Tabelle, welche aus dem gemeinsamen Industrie-Standard IPC/JEDEC J-STD-033A, mit dem Titel "Handhabung, Verpackung, Versand und Verwendung von Feuchtigkeits/Rückfluß-empfindlichen, auf Oberflächen montierten Bauteilen" (April 1999), entnommen wurde. Diese Tabelle stellt nützliche Bezugsinformation zum Abschätzen eines kumulativen Effekts der Umgebungsaussetzung über die Zeit auf den ersten Satz von elektronischen Komponenten, welche auf der Leiterplatte gesichert sind, und zum Bestimmen zur Verfügung, ob dieser erste Satz von Komponenten zu einem Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Rückfluß bzw. Aufschmelzen assoziiert sind. Die illustrierte Tabelle listet äquivalente herabgesetzte Lebensdauern für drei Temperaturen, entweder 20 °C, 25 °C oder 30 °C und für relative Feuchtigkeitspegel bzw. -niveaus bzw. -levels auf, welche von 20 %–90 % RH reichen. Wie unten detaillierter beschrieben wird, kann eine Bezugnahme auf eine derartige Information eine Anleitung zur Verfügung stellen, ob ein Satz elektronischer Komponenten, welche auf einer Leiterplatte gesichert sind, für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von Komponenten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind.
5 illustriert in grafischer Form den Typ von Daten, welche durch eine Einrichtung zum Erfassen der prozentuellen relativen Umgebungsfeuchtigkeit und eine Einrichtung zum Erfassen einer Umgebungstemperatur eines Umgebungsbedingens-Aufzeichnungsgeräts 202 über die Zeit gesammelt werden könnten. Wie illustriert, zeigt die vertikale Achse 506 (Ordinate) des oberen Graphen 502 die relative Umgebungsfeuchtigkeit an, ausgedrückt in einem Prozentsatz relativer Feuchtigkeit, und die horizontale Achse 508 (Abszisse) repräsentiert die Zeit, ausgedrückt in Tagen. Dieser obere Graph 502 stellt eine Anzeige der relativen Umgebungsfeuchtigkeit zur Verfügung, welcher ein erster Satz von assoziierten bzw. zugeordneten elektronischen Komponenten über die Zeit ausgesetzt war. Die Datenpunkte 504 auf dem Graphen zeigen aktuelle bzw. tatsächliche Abtastungen bzw. Proben der relativen Feuchtigkeit an. Der Graph 502 zeigt an, daß Messungen einer relativen Feuchtigkeit einmal pro Tag abgetastet bzw. erfaßt wurden. Um eine Genauigkeit der graphischen Darstellung zu maximieren, kann es wünschenswert sein, die Zeit zwischen Datenpunkten 504 zu reduzieren. Jedoch kann dies die Erschöpfung eines verfügbaren Speichers zum Speichern derartiger Daten beschleunigen.
Nunmehr bezugnehmend auf den unteren Graphen 512 von 5 zeigt die vertikale Achse 510 (Ordinate) des unteren Graphen 512 die Umgebungstemperatur an, ausgedrückt in Grad Celsius, und die horizontale Achse 516 (Abszisse) repräsentiert erneut die Zeit, ausgedrückt in Tagen. Dieser untere Graph 512 stellt eine Anzeige eines Aussetzens an Umgebungstemperatur des ersten Satzes von assoziierten elektronischen Komponenten über der Zeit dar. Die Datenpunkte 514 repräsentieren aktuelle Abtastungen der Umgebungstemperatur zu bestimmten Zeiten.
Besonders korrespondiert die Zeitachse 516 des unteren Graphen 512 direkt mit der Zeitachse 508 des oberen Graphen 502. So ist es möglich, sowohl die relative Umgebungsfeuchtigkeit als auch die Umgebungstemperatur zu jeder Abtastung entlang der Zeitachsen zu bestimmen. Diese Daten der relativen Feuchtigkeit und Temperaturdaten können verwendet werden, um den Betrag bzw. das Ausmaß von Umgebungsfeuchtigkeit nahe dem Satz von Komponenten zu jeder vorgegebenen Abtastzeit zu bestimmen.
6 detailliert ein besonderes Verfahren, welches verwendet werden kann, um den kumulativen Effekt eines Aussetzens bzw. einer Aussetzung an Umgebungs-Feuchtigkeitsgehalt auf einen ersten Satz (z.B. 206) von elektronischen Komponenten, welche an einer Leiterplatte (z.B. 202) gesichert sind, abzuschätzen 112 und um zu bestimmen 114, ob dieser Satz 206 für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, welche mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes (z.B. 212) von elektronischen Komponenten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind. Im allgemeinen beinhaltet das Verfahren ein Berechnen einer erwarteten Lebenszeit, welche mit jeder Komponente auf der Leiteplatte zu diskreten Zeiten assoziiert ist, basierend auf Umgebungsbedingungen zu diesen Zeiten bzw. Zeitpunkten. Sobald die erwartete Lebenszeit zu einer vorgegebenen Zeit bestimmt ist, kann die tatsächliche erwartete Lebenszeit, welche für diese bestimmte Komponente verbleibt, um einen geeigneten Betrag reduziert werden, abhängig davon, wie lange ungefähr die Komponente diesen Bedienungen ausgesetzt war. Gemäß dem illustrierten Verfahren wird, wenn die tatsächliche verbleibende Lebenszeit 0 % für eine beliebige Komponente erreicht, dann der gesamte Satz als ungeeignet erachtet, Aufschmelzlöt-Bedingungen ausgesetzt zu werden, und Abhilfe-Maßnahmen, wie beispielsweise ein Backen, würden wahrscheinlich ergriffen. Dieses Verfahren kann durch jede Verarbeitungseinheit ausgeführt werden, beispielsweise eine Verarbeitungseinheit, welche im Inneren eines Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts 202 angeordnet ist, oder eine Verarbeitungseinheit, welche innerhalb eines entfernten Computers (z.B. 217) angeordnet ist.
Wenn eine bestimmte Installation mehrere elektronische Komponenten beinhaltet, welche auf einer Leiterplatte festgelegt werden sollen, kann es notwendig sein, den illustrierten Vorgang für jede Komponente individuell zu wiederholen, bis beispielsweise eine Komponente für ungeeignet befunden wird. Um eine Klarheit sicherzustellen, ist die folgende Beschreibung auf eine Leiterplatte mit nur einer darauf gesicherten elektronischen Komponente begrenzt. Jedoch wird jemand mit Erfahrung in der Technik leicht verstehen, wie die Techniken unten an Installationen angepaßt werden können, welche mehrere elektronische Komponenten aufweisen, welche auf einer Leiterplatte gesichert sind.
Gemäß dem illustrierten Verfahren greift 602 die Verarbeitungseinheit auf Daten zu, welche unter anderem ein Aussetzen an Umgebungs-Feuchtigkeitsgehalt darstellen, welche ein Satz von elektronischen Komponenten über die Zeit ausgehalten bzw. ertragen hat. Gemäß einer Ausführungsform werden die zugegriffenen Daten eine Serie von Datenpunkten von relativer Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur, welche über die Zeit (ähnlich zu der in 5 illustrierten Information) gesammelt wurden, einen einzigartigen Identifikationscode für den Satz von elektronischen Komponenten unter Prüfung, und Daten beinhalten, welche ausreichend detailliert sind, um eine Identifikation von jeder elektronischen Komponente des Satzes zu ermöglichen. Auf verschiedene andere Typen von Daten kann gemäß den Besonderheiten bzw. Merkmalen von unterschiedlichen Ausführungsformen zugegriffen werden. Dies wird natürlich durch jemanden mit Erfahrung in der Technik verstanden werden.
Nach einem Zugreifen auf die Daten bestimmt 604 die Verarbeitungseinheit einen Anfangswert für die verbleibende Lebenszeit von jeder elektronischen Komponente des Satzes. Dieser Anfangswert repräsentiert, was die erwartete Lebenszeit für jede Komponente war, wenn der erste Satz von Datenpunkten gesammelt wurde (z.B. verweisend auf 5, wurde der erste Satz von Datenpunkten zur Zeit = 0 Tage gesammelt). Gemäß einer Implementierung wird die Abschätzung der verbleibenden Lebenszeit vor einem Aufschmelzlöten des ersten Satzes von elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte (und deshalb vor der Zeit = 0 Tage in 5) berechnet worden sein. Das Resultat dieser vorhergehenden Berechnung wird in einer Datenbank gespeichert worden sein. In einem derartigen Fall kann der Anfangswert einfach von dieser Datenbank abgerufen werden.
Gemäß der illustrierten Ausführungsform initialisiert 606 dann die Verarbeitungseinheit einen Zähler (dargestellt als "n") durch Speichern eines numerischen Werts "0" darin. Typischerweise wird der Zähler ein einfacher elektronischer Zähler sein, wie er in der Technik bekannt ist.
Als nächstes berücksichtigt 608 die Verarbeitungseinheit den ersten Satz von Datenpunkten. Als ein Beispiel, quer verweisend auf 5, repräsentiert der erste Satz von Datenpunkten die Prozent relativer Feuchtigkeit und Temperatur zur Zeit = 0 Tage. In diesem Beispiel wären diese Werte 20 % bzw. 30 °C.
Der Prozessor bzw. Rechner bestimmt 610 dann eine äquivalente herabgesetzte Lebenszeit für die elektronische Komponente zur Zeit = 0 Tage, beispielsweise unter Bezugnahme auf Information von der IPC/JEDEC-Tabelle von 4. Für illustrative Zwecke können wir annehmen, daß die fragliche elektronische Komponente eine Körperdicke bzw. -stärke von = 3,1 mm aufweist, und daß sie einen Feuchtigkeits-Empfindlichkeitspegel von 3 aufweist. Da der erste Satz von Datenpunkten eine relative Feuchtigkeit von 20 % und eine Temperatur von 30 °C anzeigt, wird dann, entsprechend 4, die für diese Komponenten erwartete äquivalente Gesamtlebenszeit unter diesen Bedingungen 10 Tage betragen.
Als nächstes stellt 612 der Prozessor den verbleibenden Lebenszeitwert für die elektronische Komponente gemäß dem Effekt eine Abtastperiode bzw. -zeitdauer ein. Dies kann in einer Anzahl von Arten vorgenommen werden. Gemäß einer Ausführungsform wird der Prozessor zunächst die Feuchtigkeits-Aussetzungsdaten durchsehen bzw. bewerten, um zu identifizieren, wieviel Zeit zwischen Datenpunkt-Abtastungen vergangen ist. Indem zu illustrativen Zwecken erneut auf 5 Bezug genommen wird, betrug die Zeitdauer zwischen Datenpunkt-Abtastungen 1 Tag. Der Prozessor bestimmt dann, wie lange die elektronische Komponente jenen bestimmten Umgebungsfeuchtigkeits-Bedingungen ausgesetzt war, und drückt diese Zeitdauer als einen Prozentsatz von äquivalenter Gesamtlebenszeit (beispielsweise durch IPC/JEDEC-Standards) aus. Diese Bestimmung erfordert eine Annahme, wie sich ungefähr die Umgebungsfeuchtigkeit über den Tag verändert haben könnte. Abhängig von der bestimmten Ausführungsform kann jede Anzahl von möglichen Vorraussetzungen geeignet sein. Eine Annäherung bzw. ein Zugang ist vorauszusetzen, daß der Umgebungsfeuchtigkeits-Pegel konstant im Verlauf dieses Tages auf demselben Pegel blieb, wie er durch den ersten Datenpunkt angezeigt wurde. Indem diese Annäherung in diesem Beispiel verwendet wird, war die elektronische Komponente vermutlich einer 20 %-igen relativen Feuchtigkeit und einer Temperatur von 30 °C für einen Tag ausgesetzt. Dieser 1 Tag überträgt sich zu 10 % ihrer äquivalenten Gesamtlebenszeit (1 Tag/10 Tage × 100 = 10 %). Vorrausgesetzt, daß der Anfangswert für die verbleibende Lebenszeit zur Zeit = 0 Tage 100 % war, würde der Prozessor folgern, daß die verbleibende Lebenszeit eingestellt werden sollte, um anzuzeigen, daß zur Zeit "t" = 1 Tag die verbleibende Lebenszeit 90 % (100 % × 0,9 = 90%) war.
Nach einem Einstellen 612 der verbleibenden Lebenszeit der elektronischen Komponente fragt 614 der Prozessor ab, ob die verbleibende Lebenszeit = 0 % ist bzw. beträgt. Wenn die verbleibende Lebenszeit = 0 % beträgt, dann wird der Prozessor eine Art von Alarm anzeigen 616. Gemäß einer Ausführungsform ist der Alarm ein audio/visueller Alarm, welcher den Systembediener mahnt, eine Abhilfemaßnahme zu ergreifen (z.B. die Leiterplatte und eine verdächtige Komponente vor einem Aufschmelzlöten anderer Komponenten auf der Leiterplatte zu backen). Gemäß einer anderen Ausführungsform wird der Alarm durch eine Systemabschaltsequenz verkörpert, welche einfach die Leiterplatte, auf welcher die verdächtige elektronische Komponente montiert ist, daran hindert, Bedingungen ausgesetzt zu werden, welche mit einem Aufschmelzlöten anderer Komponenten auf derselben Leiterplatte assoziiert sind.
Wenn der Prozessor bestimmt 614, das die verbleibende Lebenszeit nicht = 0 ist, dann überprüft der Prozessor die Feuchtigkeits-Aussetzungsdaten, um zu bestimmen 618, ob noch mehr Datenpunkt-Abtastperioden vorhanden sind, welche noch nicht berücksichtigt wurden. Wenn alle Datenpunkt-Abtastperioden berücksichtigt wurden, dann wird der Prozessor eine Eignung der elektronischen Komponenten anzeigen 620, Konditionen bzw. Bedingungen ausgesetzt zu werden, welche mit einem Aufschmelzlöten zusätzlicher Komponenten auf dieselbe Leiterplatte assoziiert sind.
Wenn jedoch Datenpunkte existieren, welche noch nicht berücksichtigt wurden, wird der Prozessor den in dem "n"-Zähler gespeicherten Wert um 1 erhöhen 622, und dann die Datenpunkte der relativen Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur berücksichtigen 608, welche diese Variablen zur Zeit = 1 Tag anzeigen. Diese Datenpunkte werden ausgewertet und auf eine Weise behandelt, welche zu der Weise ähnlich ist, welche oben bezüglich der Datenpunkte zur Zeit = 0 Tage besprochen wurde.
Im allgemeinen werden alle verbleibenden Datenpunkte so behandelt, wie dies oben beschrieben wurde, bis alle Datenperioden berücksichtigt wurden oder bis die verbleibende Lebenszeit einen Wert von 0 % oder darunter erreicht.
Eine Anzahl von Implementierungen der Erfindung wurde beschrieben. Trotzdem versteht es sich, daß verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich von dem Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung zu entfernen. Beispielsweise kann auf andere Industrie-Standards oder Nicht-Standard-Richtlinien zum Abschätzen der verbleibenden Lebenszeit verwiesen werden, um den kumulativen Effekt einer Umgebungsaussetzung eines Satzes von elektronischen Komponenten abzuschätzen. Andere Technologien können anstelle der hierin beschriebenen Strichcode-Technologie verwendet werden, wie beispielsweise eine auf Radiofrequenz ("RF") basierende Technologie. Zusätzlich können die hierin beschriebenen Techniken auf andere Situationen angewandt werden, wo eine elektronische Einrichtung, welche auf einer Leiterplatte gesichert ist, in Kontakt mit erhöhten Temperaturen kommen könnte. Auch werden verschiedene Modifikationen an den Details der hierin präsentierten beispielhaften Berechnungen der verbleibenden Lebenszeit für jemanden mit Erfahrung in der Technik erkennbar bzw. augenscheinlich sein. Dementsprechend liegen andere Implementierungen innerhalb des Gültigkeitsbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Zusammenbauen von mehreren elektronischen Komponenten zu einer bzw. an eine Leiterplatte, wobei das Verfahren umfaßt: Sichern einer elektronischen Komponente an der Leiterplatte; Erzeugen einer Verbindung bzw. Assoziation zwischen der gesicherten elektronischen Komponente und einem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät; Aufzeichnen von Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät, wobei die Daten ein Aussetzen der gesicherten elektronischen Komponenten an Umgebungsbedingungen über die Zeit anzeigen; und Bestimmen, basierend auf den aufgezeichneten Daten, ob die gesicherte elektronische Komponente für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, die mit der Sicherung einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters umfassend für eine gesicherte elektronische Komponente, die für geeignet befunden wurde, ein Aussetzen der geeigneten, gesicherten, elektronischen Komponente an Bedingungen, die mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiters umfassend ein Aufrechterhalten der Verbindung zwischen der gesicherten elektronischen Komponente und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät von kurz nach einem Sichern der elektronischen Komponente bis zu einem Bestimmen einer Eignung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät adaptiert wird, um kontinuierlich einen Umgebungsbedingungs-Zustand zu überwachen und periodisch aufzuzeichnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät adaptiert ist, um automatisch eine Umgebungsbedingung über die Zeit aufzuzeichnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bedingungen, die mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden, ein Aussetzen der gesicherten elektronischen Komponente an Bedingungen umfassen, die mit einem Aufschmelzlöten bzw. Fließlöten der zweiten Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bedingungen, die mit einem Sichern der zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden, ein Aussetzen der gesicherten elektronischen Komponente an eine erhöhte Temperatur umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Aufzeichnen der Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät ein Speichern von Daten umfaßt, die für ein Aussetzen der gesicherten elektronischen Komponente an atmosphärischen bzw. Luft-Feuchtigkeitsgehalt hinweisend sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Daten, die für den Luft-Feuchtigkeitsgehalt hinweisend sind, Temperaturmessungen und Messungen der prozentuellen relativen Feuchtigkeit umfassen, die durch das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät über die Zeit gesammelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Erzeugen der Verbindung zwischen der gesicherten, elektronischen Komponente und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät ein physikalisches Festlegen des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts an der Leiterplatte umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Erzeugen der Verbindung zwischen der gesicherten elektronischen Komponente und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät ein Erzeugen einer logischen Verbindung zwischen der gesicherten elektronischen Komponente und dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät in einer Computerdatenbank umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Identifikationscode auf der Leiterplatte positioniert wird, wobei der Identifizierungscode ausreichend Information zur Verfügung stellt, um eine Identifikation der gesicherten Komponente und der Leiterplatte zu ermöglichen, und wobei ein Erzeugen der Verbindung ein logisches Verbinden bzw. Verknüpfen in einer Computerdatenbank der gesicherten elektronischen Komponente und der Leiterplatte basierend auf Information umfaßt, die durch ein Abtasten des Identifikationscodes zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Identifikationscode, der auf der Leiterplatte positioniert wird, auf einer Strichcode-Technologie basiert.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Identifikationscode auf Radiofrequenz-Technologie basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Aufzeichnen der Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät ein Aufzeichnen der Daten zu einer Speichereinheit innerhalb des Umgebungs-Aufzeichnungsgeräts umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 15, weiters umfassend ein Zugreifen auf die aufgezeichneten Daten von der Speichereinheit für die Bestimmung der Eignung über einen Kommunikationskanal.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Aufzeichnen von Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät ein Aufzeichnen von Daten zu einer Speichereinheit umfaßt, welche extern von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiters umfassend ein Abschätzen eines kumulativen Effekts, den ein Aussetzen an die aufgezeichneten Umgebungsbedingungen auf die gesicherte Komponente besitzen würde.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein Abschätzen des kumulativen Effekts, den ein Aussetzen an die aufgezeichneten Umgebungsbedingungen besitzen würde, ein näherungsweises Integrieren von Effekten eines Aussetzens an die aufgezeichneten Umgebungsbedingungen über die Zeit annähert.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei ein Abschätzen des kumulativen Effekts, den ein Aussetzen an die aufgezeichneten Umgebungsbedingungen besitzen würde, eine Bezugnahme auf Industrie-Standard-Richtlinien umfaßt, die mit der erwarteten gesamten Einsatz- bzw. Lebensdauer für die gesicherte elektronische Komponente unter bestimmten Umgebungsbedingungen in bezug gesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät umfaßt: ein Sensor- bzw. Abtastelement, das auf eine Umgebungsbedingung anspricht; eine Speichereinheit in elektronischer Verbindung bzw. Nachrichtenverbindung mit dem Sensorelement und die adaptiert ist, um Umgebungsbedingungs-Daten zu speichern, die durch das Sensorelement erfaßt bzw. abgetastet werden; und eine Bearbeitungseinheit in elektronischer Verbindung mit dem Sensorelement und der Speichereinheit.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Bearbeitungseinheit adaptiert wird, um die Daten von dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät durch ein periodisches Abtasten des Sensorelements und ein elektronisches Speichern der Abtastung bzw. Probe in der Speichereinheit aufzuzeichnen.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Bearbeitungseinheit adaptiert wird, um zu bestimmen, ob die gesicherte Komponente für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, die mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden, durch ein Auswerten der Probe, die in der Speichereinheit gespeichert wird.
Verfahren zum Sichern von mehreren Sätzen von elektronischen Komponenten an einer Leiterplatte, wobei das Verfahren umfaßt: Aufschmelzlöten bzw. Fließlöten eines ersten Satzes von elektronischen Komponenten auf eine Leiterplatte; Erzeugen einer Verbindung bzw. Assoziation zwischen dem ersten Satz von elektronischen Komponenten und einem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät; Sammeln von Umgebungsaussetzungs-Daten mit dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät, wobei die Umgebungsaussetzungs-Daten mit dem ersten Satz von elektronischen Komponenten assoziiert werden, während aufeinanderfolgender Zeitperioden vor einem Aufschmelzlöten bzw. Fließlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an der Leiterplatte; Speichern der gesammelten Daten in dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät; Abschätzen mit dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät eines kumulativen Effekts der Umgebungsaussetzung von jeder elektronischen Komponente des ersten Satzes, basierend auf den gespeicherten Daten; und Auswerten mit dem Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät, ob jede elektronische Komponente des ersten Satzes für ein Aussetzen an Umgebungsbedingungen geeignet ist, die mit einem Aufschmelzlöten bzw. Fließlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an die Leiterplatte assoziiert werden.
Verfahren nach Anspruch 24, weiters umfassend ein Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an die Leiterplatte in Abhängigkeit davon, ob jede elektronische Komponente des ersten Satzes geeignet ist für ein Aussetzen an Umgebungsbedingungen, die mit einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an die Leiterplatte assoziiert werden.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Bedingungen, die mit einem Aufschmelzlöten eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an die Leiterplatte assoziiert werden, eine erhöhte Temperatur umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei ein Sammeln von Umgebungsbedingungs-Aussetzungsdaten ein Sammeln von Temperaturmessungen und Messungen einer relativen Feuchtigkeit umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei ein Erzeugen der Verbindung ein Festlegen des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts an die Leiterplatte umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei ein Erzeugen der Verbindung ein Abtasten eines Strichcodes umfaßt, der an der Leiterplatte festgelegt wird, wobei der Strichcode jede elektronische Komponente des ersten Satzes von Komponenten identifiziert, der an der Leiterplatte gesichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, wobei ein Speichern der gesammelten Daten ein Speichern der gesammelten Daten in einer Speichereinheit innerhalb des Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, wobei die gesammelten Daten Temperaturmessungen und Messungen einer relativen Feuchtigkeit umfassen, die über die Zeit gesammelt werden, und wobei ein Abschätzen des kumulativen Effekts der Umgebungsaussetzung ein Integrieren der Temperaturmessungen und Messungen der relativen Feuchtigkeit in bezug auf die Zeit umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, wobei ein Auswerten, ob jede elektronische Komponente des ersten Satzes für ein Aussetzen an Umgebungsbedingungen geeignet ist, die mit einem Aufschmelzlöten des zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an die Leiterplatte assoziiert werden, eine Bezugnahme auf Industrie-Standard-Richtlinien umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, wobei ein Sammeln der Umgebungsbedingungs-Aussetzungsdaten, die mit dem ersten Satz von elektronischen Komponenten assoziiert werden, ein Verwenden eines Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts umfaßt, um kontinuierlich eine Umgebungsbedingung zu überwachen und diese periodisch und elektronisch aufzuzeichnen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 33, wobei ein Sammeln der Umgebungsbedingungs-Aussetzungsdaten, die mit dem ersten Satz von elektronischen Komponenten assoziiert werden, ein Verwenden eines Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgeräts umfaßt, um automatisch Umgebungsbedingungs-Daten aufzuzeichnen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, wobei das Umgebungsbedingungs-Aufzeichnungsgerät umfaßt: ein Sensor- bzw. Abtastelement, das auf eine Umgebungsbedingung anspricht; eine Speichereinheit in elektronischer Verbindung mit dem Sensorelement, das adaptiert wird, um Umgebungsbedingungs-Daten zu speichern, die durch das Sensorelement erfaßt werden; und eine Bearbeitungseinheit in elektronischer Verbindung mit dem Sensorelement und der Speichereinheit.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Bearbeitungseinheit adaptiert wird, um Umgebungsbedingungs-Aussetzungsdaten durch ein periodisches Abtasten des Sensorelements und ein elektronisches Speichern der Probe in der Speichereinheit zu sammeln.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, wobei die Bearbeitungseinheit adaptiert wird, um abzuschätzen bzw. zu evaluieren, ob jede elektronische Komponente des ersten Satzes für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, die mit einem Sichern einer zweiten elektronischen Komponente an der Leiterplatte assoziiert werden, durch ein Auswerten der Probe, die in der Speichereinheit gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, wobei die Bearbeitungseinheit adaptiert wird, um abzuschätzen, ob jede elektronische Komponente des ersten Satzes für ein Aussetzen an Bedingungen geeignet ist, die mit einem Sichern eines zweiten Satzes von elektronischen Komponenten an der Leiterplatte assoziiert werden, durch ein Auswerten der Probe, die in der Speichereinheit gespeichert wird.