About / Advertise
Ett varmt kort avger mer värme än ett svalt. Det är principen bakom uprating, en metod som IVF testar tillsammans med ett tiotal företag.
Finessen med uprating är att metoden för bort mycket värme till en låg kostnad. Man låter kretskort bli varmare än vad de är specificerade för, exempelvis 110°C i ställer för specificerade 85 °C.
Därmed får man en betydligt större temperaturskillnad gentemot omgivningstemperaturen, som brukar specificeras till maximalt 55°C. Och större temperaturskillnad gör att mer värme leds bort. Värmetransporten får dessutom draghjälp, speciellt vid egenkonvektion (kylning utan fläkt) eftersom den högre temperaturskillnaden driver på kylluften lite extra.
Lödfogen svagaste länken
Uprating är ingen ny metod, men svår att använda om man inte vill riskera tillförlitligheten.
- Man måste undersöka en mängd faktorer. En komponent kan exempelvis bli snabbare eller långsammare när den används utanför det specificerade temperaturområdet, säger Anders Sihlbom på IVF.
En annan svårighet är att de termiska egenskaperna är batchberoende, komponenttillverkaren kan utan varning ändra processen så att egenskaperna utanför de specificerade temperaturområden förändras. Den svagaste länken är emellertid lödfogen. Vanligt lod baserat på tenn och bly har för låg smälttemperatur och kan därför inte användas i 110°C. Blyfria lod har dessvärre nackdelar.
- Det verkar som om blyfria lod är skörare och därför har svårare att ta upp mekaniska spänningar i lödfogar. Vi letar efter blyfria legeringar som klarar kraven. Bland ett 20-tal kandidater har vi valt ut de fyra som verkar ge bäst tillförlitlighet, säger Anders Sihlbom.
En fördel med blyfria lod är naturligtvis att det är mer miljövänligt, och EU kan komma att införa ett förbud mot bly i elektronik redan om några år.
IVF undersöker också vilka typer av kretskort och termiska kontaktmaterial som kan vara lämpliga. Man testar även nya byggsätt, som exempelvis att ersätta lod med elektriskt ledande lim.
Rent praktiskt går testerna till så att kretskorten temperaturcyklas, vilket innebär att de befinner sig i en kammare där temperaturen går från -40°C till +125°C om och om igen. Därefter analyseras de och livslängden beräknas.
CvS
