témavezető: Szabó Péter János
helyszín (magyar oldal): Anyagtudomány és Technológia Tanszék helyszín rövidítés: ATT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények:
Az autóiparban használt elektronikai komponensek megnövekedett igénybevétele megköveteli az elektronikát összekapcsoló forraszkötések tönkremenetelének pontos ismeretét, hogy hosszútávon megbízható, mindemellett nem feleslegesen túlméretezett vezérlők kerüljenek felhasználásra. A forraszkapcsolat megbízhatóságának vizsgálatára használt legelterjedtebb módszerek az elektromos mérés, valamint a keresztmetszeti csiszolat optikai mikroszkópos vizsgálata és a degradáció felderítése. A kapcsolat a két meghatározási módszer közt nem meghatározott és ellentmondásokkal terhelt [1]. A szakirodalomban ismertetett eljárás [2], illetve az autóipari beszállítók bevett gyakorlata nem veszi figyelembe a plusz folyamat miatt fellépő intermetallikus réteg vastagodásának hatását a forraszkapcsolat élettartamra gyakorolt hatására. Az Anyagtudomány és Technológia Tanszék régóta vizsgálja a fémes anyagok degradációs folyamatait.
b.) A kutatás célja:
A kutatás célja a kapcsolat feltárása az elektromos funkciók és a forraszkötésben terjedő repedések között. Ennek megvalósításához szükséges az elektromos mérésekből származó élettartammodell összekapcsolása a csiszolatokon látható repedéshosszokból megállapított élettartammodellel, valamint a szimulációs módszerrel előállított repedés alakzatok validálása megfelelő méréstechnikával (pl. röntgenmikroszkóppal) annak érdekében, hogy a költséges tesztelések mennyiségét redukálni lehessen. Cél még az autóelektronikában bevezetésre kerülő forraszkötések javítási eljárásának az élettartamra gyakorolt hatásának feltárása.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye:
A szakirodalomban fellelhető témához kapcsolódó cikkek feldolgozása, szakmai megbeszélések a következő témákban: forraszkötés elektromos mérésekkel történő megbízhatósági vizsgálata; forraszkötés megbízhatóság csiszolati és röntgen képekkel történő vizsgálata; mintaépítés paramétereinek hatása a forraszkötés megbízhatóságra (7 hónap). Bontható kötések vizsgálata, velük végzett mérési módszer kidolgozása és gyártási paraméter optimalizálás (5 hónap). Röntgenmikroszkóp beállítási paramétereinek optimalizálása, mérési módszer fejlesztés, fárasztó vizsgálat, intermetallikus réteg kialakulásának vizsgálata (10 hónap). Elektromos funkció mérés, repedésterjedés szimulációja, a szimuláció optimalizálása (10 hónap). Az eredmények értelmezése, publikációk készítése (8 hónap). A disszertáció elkészítése (8 hónap).
d.) A szükséges berendezések:
A feladatok elvégzéséhez szükséges berendezések elérhetők a tanszéken (polírozógép, precíziós vágógép, automata melegbeágyazó készülék, abrazív vágótárcsás vágógép, fémmikroszkóp, sztereómikroszkóp, pásztázó elektronmikroszkóp energia-diszperzív röntgenspektrométerrel, visszaszórtelektron-diffrakciós (EBSD) mérési lehetőséggel), illetve a kutatásban résztvevő ipari partnernél, a Robert Bosch Kft-nél (mintagyártósor kézi forrasztóállomással és indukciós forrasztóállomással, wetting balance testerrel (WBT), 2D-s röntgenmikroszkóp és 3D röntgenmikroszkóp (XRM).
e.) Várható tudományos eredmények:
Az új funkcionális limitek és mérési módszerek segítségével a forraszkötések túlméretezésének csökkentése. A fejlesztett mérési módszer szabványosítása. Költséges mérések számának és a fejlesztés idejének csökkentése azáltal, hogy végeselemes szimulációk segítségével határozzuk meg a forraszkötések élettartamát. A forraszkötések javításának elterjesztése a gyártásban az intermetallikus réteg szerepének megismerésének hatására.
f.) Irodalom:
[1] Haiyu Qi, Member, IEEE, Nikhil M. Vichare, Michael H. Azarian: Analysis of Solder Joint Failure Criteria and Measurement Techniques in the Qualification of Electronic Products, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 31, No. 2, June 2008.
[2] Adlil Aizat Ismail, MariaAbu Bakar, AbangAnnuar Ehsan, Azman Jalar John Burke, Zol Efendi Zolkefi & Erwan Basiron: Efect of heat shield locations on rework‑induced thermal management in ball grid array solder joint, Scientific Reports volume 12, Article number: 5118 (2022)
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2024-04-30
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
