Laatste nieuws:

DUISBURG, 4 mei 2017 14:12

Condensatoren die stabiel blijven tot 300°C

Warmte behoort tot de grootste vijanden van elektronica. Warmte kan de functionaliteit verstoren, laat elektronische componenten sneller verouderen en kan deze zelfs laten sneuvelen. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut hebben een condensator ontwikkeld die temperaturen tot 300°C weerstaat. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een nieuw soort materiaalmatrix en bijzonder 3D-trucje.

De condensator is bestand tegen temperaturen tot 300°C.'
De condensator is bestand tegen temperaturen tot 300°C.
1/1

Hitte, stof en vocht zijn schadelijk voor elektronicacomponenten. Ze zijn goed te beschermen tegen stof en vocht, maar hitte veroorzaken ze zelf.

Waar stroom is, wordt warmte gegenereerd. Maar niet altijd hebben elektronische componenten voldoende plaats om de warmte af te voeren via koelribben of ventilatoren.

Bestand tot 300°C

Het wordt nog moeilijker als een apparaat in een warme omgeving werkt, bijvoorbeeld bij een boor in de oliewinning die op 1000 m diepte met hoge snelheid ronddraait. Daarbij ontstaan temperaturen tot +250°C. Daar komen enorme mechanische belastingen voor de elektronicacomponenten nog eens bovenop.

Het Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) heeft een condensator ontwikkeld die bestand is tegen temperaturen tot 300°C. Ter vergelijking: conventionele elektronica kan hooguit temperaturen van 125°C verdragen.

Condensatoren behoren tot de meest gebruikte passieve componenten in de elektronica. De opbouw is eenvoudig: twee geleiders fungeren als plus- respectievelijk min-elektronica. Daartussen bevindt zich een isolerende laag, het zogeheten diëlektricum.

Om de thermische bestandheid te verbeteren gebruikte het onderzoeksteam een nieuw soort materiaalmatrix en enkele constructieve foefjes.

3D-truc voor meer oppervlak

Bij de productie van de geleidende metaallager worden miniscule gaatjes in het grondvlak geëtst om het oppervlak te vergroten. De 3D-truc verhoogt de capaciteit en maakt het tegelijkertijd mogeoijk een dikker diëlektricum te gebruiken. Een dikkere laag is beter besrand tegen hoge temperaturen en kan ongecontroleerde lekstromen in de condensator verminderen.

ok bij de productie van het isolerende diëlektricum slaan de onderzoekers nieuwe wegen in. Ze gebruiken tantaliumpentoxide en aluminiumoxide. Deze materiaalmatrix slaat de ladingsdrager beter op dan het gewoonlijk gebruikte siliciumoxide en realiseert aldus een hogere capaciteit van de condensator.

Bovendien gebruiken de onderzoekers een elektrisch goed geleidend silicium en het robuuste en thermisch stabiele ruthenium. Met deze materialen en constructieve trucjes konden de onderzoekers een condensator produceren die robuust en thermisch stabiel is, zonder aan prestaties in te boeten.

Hoge nauwkeurigheid

Maar de bestandheid tegen hoge temperaturen is niet het enige voordeel van de halfgeleiders uit het Fraunhofer-Institut. De condensator werden namelijk geproduceerd volgens het metaaloxyde halfgeleider methode (MOS). Daarbij worden lagen met een dikte van slechts één atoom verwerkt (Atomic Layer Deposition).

Hierdoor is de totale dikte van de lagen exact in te stellen. Dat maakt de productie heel flexibel: de producent kan de componenten nauwkeurig op de specificaties van de klant produceren zonder het procesverloop te moeten veranderen.

De kennis op het gebied van elektronica voor hoge temperaturen kan ook worden toegepast op veel andere passieve componenten, zoals weerstanden, diodes en transistoren. De aan het IMS ontwikkelde technologie is ook geschikt voor complete geïntegreerde schakelingen. Daardoor kan de condensator niet alleen in boren maar ook in injectiesystemen van motoren of vliegtuigturbines worden gebruikt - kortom overal waar thermisch stabiele en robuuste componenten worden gevraagd.

bron: Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (6)...

Pilz Nederland

Rotero Holland bv

Rollon Lineairtechniek BV

EUCHNER (Benelux) BV

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Bege Aandrijftechniek BV

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (34)

6 september 2017 - Rotterdam, Havenbedrijf Rotterdam – WPC
10 jaar Platform Schone Scheepvaart
12 september 2017 - Hilvarenbeek, Hilvaria Studio’s
AluminiumNext
13 september 2017 - Garching (D), FZG, TU München
7th International Conference on Gears 2017
19 september 2017 - Hardenberg - Evenementenhal
Technische Industriële Vakbeurs
21 september 2017 - Vianen, Pilz Nederland
Vrouwen in de techniek
21 september 2017 - Veldhoven, *techniekHuys
ROS-Industrial
26 september 2017 - Gorinchem - IMC Test & Measurement
IMC Test & Measurement Days
27 september 2017 - Coventry (UK), Windmill Village Hotel
FLIR International User Conference

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden