Uudella menetelmällä yhä kestävämpiä elektroniikkatuotteita

Lämmönhallintamateriaalien ominaisuudet selville

Elektroniikkatuotteiden toimintoihin saadaan VTT:n kehittämän elektroniikan jäähdytyksen testimenetelmän ansiosta lisää pitkäaikaiskestävyyttä. Tulosten perusteella kuluttaja- ja teollisuuselektroniikka voidaan nykyistä helpommin saada myös yhä pienempään tilaan. Siten elektroniikkatuotteiden valmistajien kilpailukyky paranee.

Uudella menetelmällä voi testata elektroniikkakomponentin ja tämän jäähdytysrivan välissä käytettävän, lämpöä hyvin johtavan muovimateriaalin, rasvan tai teipin tehokkuutta osana komponentin jäähdytystä. Testi tehdään ns. kiihdytetyillä testeillä ja kattavasti vaihtelevissa ympäristöolosuhteissa: pakkasessa, kuumassa sekä hyvin kosteissa olosuhteissa.

VTT testasi menetelmällä noin 30 kaupallisesti tarjottavaa lämmönhallintamateriaalia. Niistä parhaita käytettäessä saadaan elektroniikkatuotteille lisää pitkäaikaiskestävyyttä. Lisäksi testi paljasti, että osa jäähdytyksen väliainemateriaaleista käytännössä jopa huonontaa ylikuumenemisen estävää jäähdytystä.

Taustalla laaja tutkimustyö

VTT:n tekemä elektroniikan jäähdytyksessä käytettävien materiaalien tutkimustyö oli kansainvälisesti ajatellen laaja, ja kehitetty testausmenetelmä on tuotteistettavissa. Tulokset vähentävät olennaisesti alalla vallinnutta epävarmuutta lämmönhallintamateriaaleista, ja osaksi ne myös oikovat ilmenneitä harhakäsityksiä kyseisten materiaalien merkityksestä estää elektroniikkakomponentin ylikuumeneminen ja vioittuminen.

Vertailukelpoisia tuloksia lämmönhallintamateriaaleista

Testi antoi ensi kertaa vertailukelpoiset tulokset erilaisista jäähdytyksen parantamiseen käytettävistä lämmönhallintamateriaaleista. Jäähtymiseen eli lämmön siirtymiseen elektroniikkakomponentista pois vaikuttavat lämmönhallintamateriaalin lämmönjohtavuuden lisäksi materiaalin kontaktipinnat komponenttiin ja jäähdytysripaan. Kontaktipintojen lämpöimpedanssi riippuu pintapaineista ja pintojen laadusta sekä lämmönhallintamateriaalin kyvystä mukautua pintojen epätasaisuuksiin.

Tutkimus- ja kehittämistyöhön osallistuneet yritykset saivat osaksi yksityiskohtaisia tietoja testattaviksi valitsemistaan materiaaleista. Tietojen perusteella yritykset voivat valmistaa yhä korkeatasoisempia ja pitkäaikaisesti kestävämpiä elektroniikkaa sisältäviä tuotteita. Työn rahoittivat Tekes, ABB, Nokia, OEM Electronics, Sanmina SCI Haukipudas ja VTT.

 


Lisätietoja

VTT on puolueeton asiantuntijaorganisaatio, joka kehittää uutta teknologiaa, tuottaa tutkimus-, kehitys-, testaus- ja tietopalveluita sekä kotimaisille että kansainvälisille asiakkailleen, yrityksille ja julkiselle sektorille. Osaamisellaan ja uusilla innovaatioilla VTT pyrkii lisäämään omistajansa ja asiakkaidensa teknistaloudellista kilpailukykyä ja yhteiskunnan hyvinvointia.