Versorgung über mehrere Jahre muss gewährleistet sein

Optimales Einlagern von Automobil-Ersatzteilen

13. April 2007, 11:20 Uhr | Klaus Dittmann

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Automotive-spezifische Bauteile

Das Alterungsverhalten einer Baugruppe resultiert maßgeblich aus den Alterungsmechanismen der einzelnen Bauelemente - und der Ausfall eines Bauelements hat in der Regel auch den Ausfall der kompletten Baugruppe zur Folge. Materialalterung steht hier eindeutig im Vordergrund, funktionale Alterungen treten eher selten auf.

Da die Zielapplikation der Studie Automobilapplikationen sind, wurde bei der Studie ein Schwerpunkt auf solche Bauelemente gelegt, die laut Datenblatt mindestens für einen Einsatz im Temperaturbereich von - 40 bis +85 C ausgelegt sind. Der Umfang an Bauelementtypen wurde somit bewusst reduziert.

Risikoklassen für einzelne Bauteilarten

Für eine übersichtliche Zusammenfassung wurde eine Klassifizierung für das Risikopotential definiert. Die drei Klassen sind:

•  hoch (A): unmittelbarer Handlungsbedarf,

•  mittel (B): applikationsspezifisch prüfen,

•  gering (C): keine besonderen Maßnahmen.


Zu jeder Bauelementefamilie wurden mögliche Funktionsänderungen nach einer Lagerung betrachtet, unterschieden in die Zeiten "bis 5 Jahre" und "ca. 15 Jahre". Interessant ist, dass die Anzahl der risikobehafteten Bauelementklassen recht gering ist. In der Kategorisierung "bis 5 Jahre" wurden von den 23 betrachteten Bauelementklassen nur zwei mit Risikopotential "mittel"  und keine mit "hoch" identifiziert. Auch bei der Betrachtung nach "15 Jahren" sind nur drei Klassen mit Risiko "hoch" und sechs mit "mittel" einzustufen.

Materialalterung versus funktionale Alterung

Hier wurde unter anderem darauf geachtet, ob funktionale Veränderungen durch geeignete Maßnahmen reversibel oder irreversibel sind. Des Weiteren gibt es Veränderungen von elektrischen Parametern während einer Langzeitlagerung - beispielsweise bei Keramikkondensatoren -, die nicht nur vorhersagbar, sondern sogar quantifizierbar sind.

Nachdem die so genannten Parameterdrifts bereits beim Schaltungsdesign berücksichtigt werden können, wurde dieser Bauelementklasse das Risikopotential "gering" zugewiesen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass funktionale Änderungen während der Lagerung unabhängig davon sind, ob das Bauelement einzeln gelagert und erst zu einem späteren Zeitpunkt zu einer Baugruppe zusammengebaut wird oder bereits in einem Gerät montiert eingelagert wird. Wesentlich gravierender indes sind Materialänderungen, welche die Lötbarkeit nach der Langzeitlagerung teilweise stark beeinträchtigen bis unmöglich machen.

Risikoreiche Bauelemente im Automobil

Besonderheit: Nichtflüchtige Speicher

Neben den Bauelementgruppen, die bei einer Langzeitlagerung ihre Parameter ändern, gibt es noch die Gruppe der nichtflüchtigen Speicher. Hier ist die "Data Retention Time" näher zu betrachten. Als einzelnes Bauelement eingelagert und während der Fertigung der Baugruppe programmiert, kann das Risikopotential als "gering" bis "mittel" eingestuft werden. Auf einer Baugruppe bestückt und danach für Jahre eingelagert, kann die Re-Programmierung kritisch werden - beispielsweise im Falle von partiellen Datenverlusten, welche sich auf die Diagnosesoftware auswirken. Dieser Aspekt spielt u.a. bei kompletten Steuergeräten eine wichtige Rolle, da als Programmierschnittstelle üblicherweise nur die Fahrzeugdiagnoseschnittstelle über den Gerätestecker zur Verfügung steht. Ist keine Kommunikation über diese Schnittstelle mehr möglich, sind nach dem Öffnen des Geräts zur Reaktivierung zusätzlich noch spezielle Programmiertools notwendig.

In diesem speziellen Fall wurde das Risikopotential für die Funktionsänderung der Gruppe "Flash/EEPROM" aus Baugruppensicht gegenüber dem Bauelement erhöht und auf "hoch" gesetzt.


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