Elektroniikan keraamikomponenteille kehitettiin uusi valmistusmenetelmä

Oulun yliopiston mikroelektroniikan tutkimusyksikössä on kehitetty keraamikomponenttien uusi valmistusmenetelmä, joka avaa mahdollisuuden tehdä elektroniikan ja tietoliikennetekniikan sovelluksiin runsaasti uusia ominaisuuksia -  vieläpä entistä taloudellisemmin ja luotettavammin. Menetelmän ansiosta keraamikomponentteja voidaan tehdä suoraan myös 3D tulostamalla tai osaksi painettavaa elektroniikkaa.

Hanna Kähärin kehittämällä uudella valmistusmenetelmällä on tehty litiummolybdaatista antenni, jonka ominaisuudet vastaavat täysin korkeammassa lämpötilassa valmistettua keraamiantennia. 

Tähän saakka keraamikomponenttien valmistus on vaatinut erittäin korkean lämpökäsittelyn 850-2000 °C asteessa, minkä vuoksi niihin on ollut mahdotonta suoraan yhdistää lämpöherkkiä nykymateriaaleja kuten elektroniikalle elintärkeitä puolijohteita ja polymeereja. Tohtorikoulutettava Hanna Kähärin kehittämällä valmistusmenetelmällä keraamikomponenttien valmistus onnistuu huoneenlämmössä. Valmistus tapahtuu liuottamalla ensin pieni määrä keraamijauhetta nesteeseen ja puristamalla se sitten kovaksi ja tiiviiksi.

Huikeita mahdollisuuksia

Uusi valmistusmenetelmä mahdollistaa monimutkaisten ja -muotoisten keraamikomponenttien valmistuksen. Esimerkiksi älypuhelimen muovikuoreen on mahdollista toteuttaa juuri halutunlaisia sähköisiä ominaisuuksia käyttämällä menetelmällä tehtyjä keraamimateriaaleja. Integroitaessa keraamikomponentit suoraan kannettavien älylaitteiden muihin materiaaleihin erilliset liitokset vähenevät ja laitteen luotettavuus paranee. Lisäksi toimintoja voidaan pakata entistä pienempään tilaan. Uusi menetelmä vähentää myös valmistukseen tarvittavan energian määrää 15-30-kertaisesti.

Valmistusmenetelmän perusidean ydin on keraamijauheen osittainen liukeneminen. Puristamisen jälkeen komponentti kuivuu huoneenlämmössäkin riittävän tiiviiksi ja kovaksi koon muuttumatta. 

Hanna Kähärin mikroelektroniikan alaan kuuluva väitöskirja uudesta valmistusmenetelmästä tarkastetaan Oulun yliopistossa 4.11.2016.

Keraamikomponenttien uusi valmistusmenetelmä on syntynyt mikroelektroniikan tutkimusyksikön European Research Council (ERC) Ultimate Ceramics - tutkimusprojektissa, jota johtaa professori Heli Jantunen.
 

Lisätietoa: Sähkökeraamien tutkimus mikroelektroniikan tutkimusyksikössä

Viimeksi päivitetty: 4.11.2016