Wybrane technologie dla poprawy niezawodności układów elektronicznych

Wysoka niezawodność jest jednym z najważniejszych parametrów dla użytkowników elektroniki, dlatego też producenci urządzeń elektronicznych już na etapie projektowania powinni zadbać o zastosowanie takich materiałów, które zapewnią bezawaryjność wytwarzanym urządzeniom. Poniżej przedstawiamy wybrane technologie, które wpływają na poziom niezawodności układów elektronicznych. Technologie te mogą posłużyć jako wskazówki dla projektantów oraz producentów elektroniki.

Posłuchaj
00:00

Zarządzanie ciepłem

 
Fot. 1.

Poprawa niezawodności jest realizowana poprzez polepszenie przewodnictwa ciepła przy użyciu materiałów pomocniczych na styku źródło ciepła-miejsce rozproszenia ciepła. Są to różnego rodzaju pasty, kleje, przekładki termoprzewodzące. Konwencjonalne produkty nie zawsze zapewniają optymalne przewodzenie ciepła oraz stabilność termiczną, co w konsekwencji może doprowadzić do całkowitego zniszczenia układu.

W celu zapobieżenia temu należy zastosować materiały o szczególnych właściwościach jak np. produkty o nazwie HiFlow dostarczane przez firmę Henkel. Materiały te znalazły i znajdują zastosowanie w układach elektronicznych dla przemysłu, m.in. samochodowego, militarnego, IT oraz wszędzie tam, gdzie występują wysokie moce układów (np. moduły IGBT). Są również często wykorzystywane przy produkcji oświetlenia w technologii LED (fot. 1).

Lutowanie

 
Fot. 2.

Od momentu wprowadzenia na rynek stopów bezołowiowych, zaczęto zwracać szczególną uwagę na niezawodność połączenia lutowniczego. Rozpoczęły się poszukiwania stopów bezołowiowych, które mogłyby dorównać lub nawet przewyższać niezawodnością klasyczny stop Sn-Pb. I tak w toku badań wprowadzono stopy o składzie: klasyczny stop SAC razem z domieszkami bizmutu, antymonu i niklu.

Firma Henkel wprowadziła na rynek pastę 90iSCHF212 charakteryzującą się wysoką niezawodnością złącza.

Wyraża się ona poprzez:

  • wysoką wytrzymałość mechaniczną złącza na wibracje, test upadku,
  • wysoką odporność na szok temperaturowy,
  • brak korozji elektrochemicznej na złączach finalnego produktu (fot. 2).

Zabezpieczenie przed czynnikami zewnętrznymi

 
Fot. 3.

Takie zabezpieczenie można realizować za pomocą technologii:

  • pokrywania lakierami akrylowymi, poliuretanowymi, silikonowymi lub poliuretanowo-akrylowymi,
  • zalewania żywicami,
  • wtrysku niskociśnieniowego z użyciem tworzywa poliamidowego (fot. 3).

Underfill, czyli wypełnianie przestrzeni pod układem scalonym

Underfille to produkty na bazie żywicy, zazwyczaj z dodatkowym wypełniaczem, zmieniającym jej parametry. Podstawową cechą jest mała lepkość, aby materiał mógł podpłynąć samodzielnie pod układ, wykorzystując siły kapilarne. Dodanie wypełniaczy poprawia stałość objętości wypełnienia przy zmianie temperatur oraz poprawia przewodność termiczną.

Produkty underfill stosuje się w celu zwiększenia odporności układu na czynniki mechaniczne, takie jak upadek i ugięcie oraz poprawy niezawodności układu poprzez zdjęcie stresu mechanicznego z kulek BGA i rozłożenie go na całej możliwej powierzchni szczególnie podczas cykli termicznych w czasie pracy urządzenia (fot. tytułowa).

Magazyn Centralny Centrum Sp. z o.o.

Powiązane treści
Produkcja elektroniki na zlecenie - lepsza jakość, większa kompleksowość
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Zasilanie
Transformatory zasilaczy impulsowych - indywidualne rozwiązania z systemem izolacji UL
Produkcja elektroniki
Grupa Renex wprowadza nowe oprogramowanie do robota lutowniczego Reeco z ramieniem Yamaha SCARA
Pomiary
Nowe oscyloskopy Voltcraft - seria DOV ma ekran dotykowy, wyjście HDMI, małą masę i kompaktowe wymiary
Komponenty
SAMA7D65 MPUs - zaawansowana grafika i komunikacja
Produkcja elektroniki
Specjalistyczne usługi dla EMS – przegląd
Mikrokontrolery i IoT
Ekonomiczne mikrokontrolery PIC32A z wydajnymi analogowymi układami peryferyjnymi
Zobacz więcej z tagiem: Produkcja elektroniki
Gospodarka
SK hynix dołącza do Samsunga jako największy producent pamięci na świecie
Gospodarka
Microchip zawiera umowę partnerską z Delta Electronics w sprawie rozwiązań z węglika krzemu
Gospodarka
TSMC przebija prognozy i osiąga rekordowy kwartalny zysk w wysokości 13,5 mld dolarów

Komponenty indukcyjne

Podzespoły indukcyjne determinują osiągi urządzeń z zakresu konwersji mocy, a więc dążenie do minimalizacji strat energii, ułatwiają miniaturyzację urządzeń, a także zapewniają zgodność z wymaganiami norm w zakresie EMC. Stąd rozwój elektromobilności, systemów energii odnawialnej, elektroniki użytkowej sprzyja znacząco temu segmentowi rynku. Zapotrzebowanie na komponenty o wysokiej jakości i stabilności płynie ponadto z aplikacji IT, telekomunikacji, energoelektroniki i oczywiście sektorów specjalnych: wojska, lotnictwa. Pozytywnym zauważalnym zjawiskiem w branży jest powolny, ale stały wzrost zainteresowania klientów rodzimą produkcją pomimo wyższych cen niż produktów azjatyckich. Natomiast paradoksalnie negatywnym zjawiskiem jest fakt, że jakość produktów azjatyckich jest coraz lepsza i jeśli stereotyp "chińskiej bylejakości" przestanie być popularny, to rodzima produkcja będzie miała problem z utrzymaniem się na rynku bez znaczących inwestycji w automatyzację i nowe technologie wykonania, kontroli jakości i pomiarów.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów