Nagy alkatrész-sűrűségű áramkörök anyagainak, valamint összekötési és szerelési eljárásainak kutatása

Átírás

1 Nagy alkatrész-sűrűségű áramkörök anyagainak, valamint összekötési és szerelési eljárásainak kutatása Géczy Attila Konzulens: Dr. Illyefalvi-Vitéz Zsolt PhD szeminárium beszámoló BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY

2 VPS gőzfázisú forrasztás Fűtőszál folyadék fűtése szaturált réteg A szaturált gőz a levegőnél nehezebb (nincs szökés) A hideg tárgyat a gőzbe helyezve az összeesik A gőz kondenzálódik, kicsapódik a tárgy felszínén Vékony filmréteg kapilláris erők minden levegőbuborékot kiszorítanak Teljesen levegőmentes forrasztás Utána nincs üledék Mivel szabályozunk? -Teljesítménnyel! Gőz hőmérsékletének növelése, fűtőszálra adott plusz teljesítménnyel. 2/10

3 VPS kísérleti állomás 3/10

4 V-MOLE + Adatgyűjtés - Forrasztás termikus viszonyainak vizsgálatára - Hőprofil vizsgálat mindkét VPS berendezésben - Különböző alkatrészek, szerelvényemeletek vizsgálata, different levels, evaluating soldering heights - A kísérleti VPS kamra vizsgálatára - 2 csatorna 5 készülék, 10 db Pt500 szenzor egyidejű vizsgálata - Olcsó, hatékony, könnyen kezelhető, pontos 4/10

5 Mi az amivel foglalkoztam? (VPS) A GŐZFÁZISÚ FORRASZTÁST vizsgáltam, hogy a gőzfejlődésről és kondenzációs folyamatokről bővítsem a tudásunkat. A következő paramétereket vizgsáltam a kísérleti állomáson a felmelegítés és a lehülés szakaszaiban: - Hőmérséklet eloszlás a kamrában a Pt500 thermisztorok használatával (létra elrendezés) - A gőzréteg magassága egy optikai szálas mérőfejjel - A gőzréteg magassága lebegő polimerpárnácska segítségével - A gőz/köd fázisának optikai vizsgálata (visszavert lézerfény segítségével) - Hőmérsékleteloszlás és az energiaátadás hatékonyságának vizsgálata a szenzorokkal mért minta magasságának változtatásával. - SVP azaz Soft Vapor Phase módszerének tanulmányozása - 5/10

6 Miért a VPS? Hőátadási együtthatók bizonyos közegek és módszerek függvényében 6/10

7 Hőmérsékleti profilok (hőkapacitás hatása) 7/10

8 Publikációs Stratégia - ELEKTROnet - A Package-on-Package technológiáról egy review jellegű írás - Alapvető problémák, típusok, lehetséges fejlesztési irányok, már meglévő eredmények - Nincs impakt-faktora de kiindulásnak jó - Még idén szeretném a review-t megírni - ISSE Tavaszi szeminárium - ESTC 2010 Berlin -? 8/10

9 Publikációs Stratégia III. hosszú távon Cikkek összegyűjtése, legfontosabb, szignifikáns folyóiratok meghatározása cél: ezekben publikálni később Impakt faktor: Az impakt faktor (leggyakoribb magyar fordításban hatástényező) a tudományos folyóiratok átlagos idézettsége alapján létrehozott mutatószám. (kfki.hu) Az impakt faktort úgy számítjuk ki, hogy a folyóirat előző két évben publikált cikkeire a tárgyévben kapott idézetek számát elosztjuk a folyóiratban az előző két évben publikált cikkek számával - Microelectronic Engineering - The aim of Microelectronic Engineering is to bring together in one publication the results of international work in the rapidly expanding field of integrated microelectronics. - Impact factor: /10

10 Publikációs Stratégia IV. hosszú távon - IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies - focus on manuscripts dealing with the underlying packaging technologies - electrical, mechanical, chemical, or thermal - for packaging. Papers cover developments in passives, connectors, materials, reliability, thermal design/analysis, and other areas. - Impact factor: IEEE Transactions of Advanced Packaging - dealing with specific implementations of packages would best find readers here. Typical papers cover analysis/characterization/test of an entire module or packaging system, and also may cover types of packages (QFP, BGA, Flip- Chip, COB, VCSEL, and others) and specific packages - Impact factor: /10

11 Tézisötletek, irányok Gőzfázisú forrasztás PoP később jön be I. Téziscsoport: - folyadék - állandó fűtés; hogyan tartjuk kézben - szimuláció, gőz modellezése - gőz - megfigyelés/mérés (modell verifikáció) Hogyan lehetséges? - Végeselem módszer, Ansys/Comsol megfelelő (működő) verziójával - További irodalmazás szükséges (fizikai leírás, áramlástan) II. Téziscsoport: - Soft Vapor Phase Soldering bizonyos szintig visszük a forrasztandó elemet (merítési profil, mire lehet kihasználni?) - A szimuláció feltehetően választ ad pár kérdésre van-e jól leírható felszíne a gőznek? - Hogyan sugároz a gőz? - Hősokk alól mentesíteni bizonyos alkatrészeket; egy oldalról bemártani a gőzbe - Milyen új anyagokat kell / lehet használnunk - Profillal térben forrasztunk szelektíven (3D technológiákra jól alkalmazható-e?) 11/10

12 Tézisötletek, irányok folyt. Gőzfázisú forrasztás és PoP házasítása Az irodalom beszámol a sikeres PoP forrasztásról VPS módszerrel, de nem ás le a részletekig. III. Téziscsoport: 3D forrasztás, PoP forrasztása VPS módszerrel - Ötlet: flux/solder dipping megvizsgálása VPS használatkor - A szelektív VPS megvalósíthatóságának esetén külön a 3D szintek forrasztása minőség vizsgálat, hibák létrejötte. - Kéynyes alkatrészek szelektív VP forrasztása (szenzorok, mikrofluidika) -IV. Téziscsoport: Még csak ötletelés szintjén van róla szó -Milyen áthallási problémák lehetnek a PoP alkatrészek huzalozásánál? -Szintén szimuláció adhatna választ a kérdésre 12/10

13 Köszönöm a figyelmet! Köszönet továbbá: Krammer Olivér, Bátorfi Réka, Szőke Zoli, Nagy Tibor, Ripka Gábor, Balogh Bálint, Rigler Dániel 13/10