AZ ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA TANSZÉK LABORATÓRIUMAI

Átírás

1 AZ ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA TANSZÉK LABORATÓRIUMAI DR. HARSÁNYI GÁBOR TANSZÉKBEMUTATÓ AZ NNA PROJEKT TÁRSTANSZÉKEINEK BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY LEGFŐBB HAZAI TÁMOGATÓINK AZ INFRASTRUKTÚRA MEGÚJÍTÁSÁBAN /53

2 NYOMTATOTT HUZALOZÁSÚ LEMEZ (NYÁK) LABORATÓRIUMOK V2.003, V2. 121, V laborfelelős: dr. Gál László kísérleti NYHL készítés, prototípus készítés, nagy vezetéksűrűségű, többrétegű NYHL-ek, környezet kímélő technológiák. 3/53 FELÜLETI SZERELÉSTECHNOLÓGIA (SMT) LABORATÓRIUM - V2.204 laborfelelős: dr. Ruszinkó Miklós kis raszterosztású, nagy alkatrész sűrűségű elektronikus áramkörök szerelése, BGA (Ball Grid Array) alkatrészek forrasztása és javítása, gép- és folyamatképesség vizsgálatok pasztanyomtató- és beültető berendezéskre, átmenő-furat-paszta (Pin-in-Paste) technológia, gőzfázisú forrasztás 4/53

3 MIKROHUZAL-KÖTÉS LABORATÓRIUM V2.202 laborfelelős: dr. Németh Pál ultrahangos alumínium huzal kötés, vastagréteg és NYHL köthetőségi vizsgálatok különböző bevonatok esetén, mikro-huzal minőség és megbízhatóság vizsgálatok. 5/53 LÉZERTECHNOLÓGIA LABORATÓRIUM V2.218 laborfelelős: dr. Berényi Richárd merev és hajlékony áramköri hordozók mikro-strukturálása, szenzorok kialakítása, lézeres jelölések a gyártóiparban, lézeres forrasztás. 6/53

4 VÉKONYRÉTEG ÉS LITOGRÁFIAI LABORATÓRIUM - V2.205B, V2.214 laborfelelős: Sinkovics Bálint vékonyréteg párologtatás és porlasztás, fotolitográfiai és lézeres mintázat kialakítás, ellenállás hálózatok, keménybevonatok, képcső fémezés 7/53 VASTAGRÉTEG ÉS LTCC LABORATÓRIUM V2.205A laborfelelős: dr. Illés Balázs vastagréteg ellenállás hálózatok, polimer vastagrétegek, LTCC-k mikrofluidikai alkalmazásai 8/53

5 HIBAANALITIKA LABORATÓRIUM V2.215 laborfelelős: dr. Gordon Péter elektronikus áramkörök, csatlakozók, alkatrészek hibaanalítikája, röntgen és akusztikus mikroszkópia, RoHS (Restriction of Hazardous Substances) kompatibilitás vizsgálatok keresztcsiszolatok készítése, festék-penetrációs repedés vizsgálat anyag- és fémszerkezettani vizsgálatok optikai és pásztázó elektronmikroszkóp segítségével, kiegészítve EMP vizsgálattal 9/53 AUTOMATIKUS OPTIKAI ELLENŐRZÉS (AOI) LABORATÓRIUM - V2.205B laborfelelős: dr. Jakab László megvilágítás és vizsgáló algoritmus optimalizálás, új optikai hibakereső módszerek kidolgozása, AOI megoldások újfajta kihívásokhoz (pl. ólommentes és átmenő furat pasztázott forraszkötések, speciális elektromechanikai alkatrészek) 10/53

6 KLIMATIKUS VIZSGÁLATI LABORATÓRIUM V2.201A laborfelelős: dr. Németh Pál klimatikus vizsgálatok elektronikus alkatrészekre, gyorsított élettartam vizsgálatok, hibák kialakulásának megfigyelése 11/53 NANOVIZSGÁLATI LABORATÓRIUM V2.215 laborfelelős: Molnár László Milán atomerő mikroszkópia, felületi profil mérések: érdesség, topográfia, szennyező anyag vizsgálat, makromolekuláris immobilizáció meghatározása bioérzékelők felületén 12/53

7 ÉRZÉKELŐK ÉS MIKROFLUIDIKA LABORATÓRIUM - V2.217 laborfelelős: dr. Sántha Hunor non-invazív, kényelmes és viselhető vezeték nélküli orvosi érzékelők, kémiai- és bioérzékelők, ezek különböző mérés vezérlő, valamint adatkezelő segédeszközei, mikrofluidika 13/53 SZÁMÍTÓGÉPPEL SEGÍTETT TERVEZÉS (CAD) ÉS SZIMULÁCIÓS LABORATÓRIUM - V2.201 laborfelelős: dr. Berényi Richárd merev és hajlékony áramkörtervezés, elektromos és termikus szimulációk, 3D-s képalkotás az egységekről, hibrid áramkör és multichip modul tervezés 14/53

8 VÁLLALATIRÁNYÍTÁSI RENDSZEREK (VIR) LABORATÓRIUM - V2.216 laborfelelős: dr. Martinek Péter vállalatirányítási rendszerek (fejlesztés, bevezetés, üzemeltetés) vállalati alkalmazásintegráció vállalati folyamatmodellezés és optimalizáció 15/53 E-ÜZLETVITEL, ADATVÉDELEM ÉS INFORMÁCIÓSZABADSÁG VIRTUÁLIS LABORATÓRIUMOK laborfelelős: dr. Székely Iván IT megoldások az E-kereskedelem és E-üzletvitel területeiről adatvédelmi megoldások közérdekű adatok hozzáférését biztosító IT megoldások 16/53

9 HIBAANALITIKA FELÜLETI HIBAJELENSÉGEK ELEKTRONIKUS ESZKÖZÖKBEN (P2-T2) DR. ILLÉS BALÁZS, MEDGYES BÁLINT FEBRUÁR 21. BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY HIBAANALITIKA; MINŐSÉG ÉS MEGBÍZHATÓSÁG Fókuszban: Valós elektronikai gyártási hibák elemzése, a hibák gyökérokainak meghatározása és azok elhárítása Elektronikus készülékek gyorsítottélettartamvizsgálatai megemelt környezeti körülmények között Elektronikus kötések minősítő vizsgálatai 18/53

10 HIBAANALITIKAI BERENDEZÉSEK Röntgen mikroszkóp (Dage XiDAT 6600) Vizsgálatok: golyós (BGA, CSP) forrasztott kötések (geometria, zárvány, forraszhíd) felületszerelt alkatrészek forrasztott kötései (geometria, gyöngy, zárvány) mikrohuzalkötések (golyós, ékes kötés, huzalszakadás) nyomtatott huzalozású lemezek belső vezetőpályái elektromechanikai alkatrészek (érintkezők, tekercselések, motorok) 19/53 HIBAANALITIKAI BERENDEZÉSEK Pásztázó elektronmikroszkóp (FEI Inspect S50) gyorsítófeszültség: 200 V - 30 kv felbontás: <5 nm detektorok: BSED, SED, LFD, EDX alacsony és nagyvákuum üzemmód felületi analízisek és anyagösszetétel-vizsgálta 20/53

11 HIBAANALITIKAI BERENDEZÉSEK Pásztázó akusztikus mikroszkóp (Sonix HS 1000) Repedések, delaminációk, zárványok, réteghatárok, stb. roncsolás mentes kimutatása 15, 50, 75 és 110 MHz-es jelátalakítókkal 21/53 HIBAANALITIKAI BERENDEZÉSEK Röntgenfluoreszcens spektrométer, XRF (Spectro Midex) RoHS/WEEE megfelelőségi vizsgálatok lokális anyagösszetétel-mérés laterális felbontása: 0.2mm kimutatható elemek: Na és U között folyadékok, porok és szigetelő minták analízise is lehetséges 22/53

12 KLÍMAÁLLÓSÁG- VIZSGÁLATI KAMRÁK THB kamra ESPEC SH-241 és WEISS Nedves-meleg tesztek terhelés alatt C, %RH HAST kamra ESPEC EHS-211 Nedves-meleg tesztek túlnyomás alatt C, Pa, %RH Hősokk kamra ESPEC TSE-11-A C 23/53 FELÜLETI HIBAJELENSÉGEK ELEKTRONIKUS ESZKÖZÖKBEN Whisker képződés: tiszta ón bevonatokból spontán növekedő tűszerű ón egykristályok. Elektrokémiai migráció: feszültség alatt lévő vezetősávok között a fémek ionizációja következtében vezető dendritek növekedése tapasztalható. 24/53

13 MIGRÁCIÓS KÍSÉRLETEK Migráció valós idejű optikai monitorozása THB kamrában, a dendrit növekedés és párakondenzáció megfigyelése Különféle kontaktusfelületbevonatok migrációs tulajdonságainak vizsgálata 25/53 WHISKER NÖVEKEDÉSE KÖZTES RÉTEGGEL ELLÁTOTT MINTÁKON Ag és Ni köztes rétegek hatásának vizsgálata Tesztek: 105ºC/100RH%, 40ºC/95RH%, 50ºC/25RH%, 4000 óra 26/53

14 WHISKER NÖVEKEDÉSE KÖZTES RÉTEGGEL ELLÁTOTT MINTÁKON Ni 3 Sn 4 intermetalikus réteg képződésének vizsgálata Szemcseorientáció meghatározása az (TEM- XRD) Társ kutatóintézet: NIMS Japán 27/53 WHISKEREK ÚJRAKRISTÁLYOSÍTOTT ÉS HŐKEZELT MINTÁKON A whiskerek növekedési hajlamának csökkentése hőkezeléssel és újrakristályosítással Társ kutatóintézet: NIMS Japán Referencia minta, 105ºC/100RH% 1600h Újrakristályosított minta, 105ºC/100RH% 1600h 28/53

15 WHISKEREK RÉZZEL ÖTVÖZÖTT ÓN BEVONATOKON Rézzel ötvözött (0-5wt%) ón bevonat vizsgálata whisker növekedés szempontjából Társ kutatóintézet: NIMS Japán Cu 5 wt%, 1000h 105ºC/100RH% Cu 2 wt%, 1000h 105ºC/100%RH 29/53 ÉRZÉKELŐK ÉS MIKROFLUIDIKA LABORATÓRIUM BIOFUNKCIONALIZÁLT FELÜLETEK KUTATÁSA PÁSZTÁZÓ-MIKROSZKÓPIÁS MÓDSZEREKKEL (P4-T3) BONYÁR ATTILA, DR. SÁNTHA HUNOR FEBRUÁR /53

16 ÉRZÉKELŐK ÉS MIKROFLUIDIKA Fókuszban: 1) Viselhető érzékelők Non-invazív technikák Wireless adattovábbítás Pl. EKG, pulzoximéter 2) Bioérzékelők Eszközfejlesztés platform technológiák Surface Plasmon Resonance Imaging (SPRi) Hordozható Elektrokémiai Impedancia Spektroszkópia (EIS) mérőplatform Transzducer fejlesztés Alapkutatás 3) Mikrofluidikai rendszerek 3D Rapid Prototyping Technology (RPT) Polimer megmunkálás (pl. PDMS) 31/53 VISELHETŐ ÉRZÉKELŐK Magzati pulzoximetria Non-invazív, reflexív pulzoximetriai méréstechnika, Szülés közben a magzat agyi oxigénellátottságának monitorozására, Wireless adatátvitel, Világon legkisebb méret (átmérő 23 mm, vastagság 7 mm). Wireless EKG készülék 10mm LED (NIR + piros) ASIC RF IC Fotódióda 32/53

17 BIOÉRZÉKELŐK SPRi Felületi plazmon rezonancia imaging mérőplatform Kretschmann konfiguráció 1 MP CCD kamerával Moduláris mikrofluidikai cella és prizmatartó 20 * 20 mm 2 chipen akár 100 funkcionalizált pont 33/53 BIOÉRZÉKELŐK EIS Reader Kézi Elektrokémiai Impedancia Spektroszkópia mérőplatform eldobható mikrofluidikai cartridge 3 Hz 100 khz frekvencia tartomány Beépített adatkiértékelés Wireless kommunikáció (e-health rendszer) 10*10*20 cm 3 méret 34/53

18 BIOÉRZÉKELŐK További analitikai berendezések Spektrofotométer fényforrásokkal: Avantes AvaLight (UV, VIS, NIR, IR) Potenciosztátok: Voltalab PGZ 301 (CV, EIS), Voltalab PST 50 (CV). 35/53 MIKROFLUIDIKAI RENDSZEREK 3D RPT Rapid Prototyping Technology Objet Eden 250 3D nyomtató PDMS alapú mikrofluidika Direkt RPT alapú mikrofluidikai prototípusok 36/53

19 A P4-T3 ALPROJEKT CÉLJAI Sok dolog, ami bio 0,5-10 nm egyben nano is! Bármilyen bioreceptorként beépített (immobilizált) molekula (pl. egy enzim) esetében a bioérzékelő optimális működése a nanoszerkezet és nanoorientáció jóságán múlik. Az aktív centrum torzulása az immobilizáció miatt Helytelen és működésképtelen orientáció HELYES IMMOBILIZÁCIÓ 37/53 A P4-T3 ALPROJEKT CÉLJAI Bioreceptor rétegek nanostrukturáltságának optimalizálása Mi az optimális felületi borítottság? Mi az optimális receptor orientáció? 38/53

20 DNS NANOBOROTVÁLÁS A DNS nanoborotválás (nanoshaving) és alkalmazása Az eljárás elve: a felületre felvitt DNS réteg eltávolítása a pásztázó tű nyomásának növelésével Keresztmetszeti analízis 39/53 DNS NANOBOROTVÁLÁS A DNS nanobeültetés (nanografting/nanopatching) és alkalmazása DNS molekulák Alkántiol SAM Forrás: S. Xu /53

21 DNS NANOBOROTVÁLÁS Nanoborotválás a gyakorlatban Dr. Giampaolo Zuccheri (Bolognai Egyetem) laboratóriumában közösen készített képek MultiMode AFM képalkotás folyadékcellában DNS réteg nanoborotválása (nanoshaving) A leborotvált DNS réteg vastagsága 1,908 nm! Szükséges hordozó felületi érdessége Ra < 0,3 nm! 41/53 DNS NANOBOROTVÁLÁS Bioreceptor felületek orientációjának AFM nanoborotválásos összehasonlító vizsgálata A DNS receptor nanobortválás mint egzotikus vizsgálati mód elsősorban ORIENTÁCIÓ felőli megközelítés: Forrás: M. Castronovo 2008 hibridizáció immobilizáció 42/53

22 PÁSZTÁZÓSZONDÁS MIKROSZKÓPIA FELÜLETEK MINŐSÍTÉSE SPM-MEL (P2-T1) MOLNÁR LÁSZLÓ MILÁN, DR. JAKAB LÁSZLÓ FEBRUÁR 21. BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY FELÜLETEK MINŐSÍTÉSE SPM-MEL Fókuszban: Különböző pásztázószondás mérési módszerek alkalmazása változatos motivációval, például: szennyeződések kimutatása (kapcsolódás a P2-T2-vel), elektrokémiai célú elektródák minősítése (kapcsolódás P4- T3-mal) felületi jellemzők és optikai tulajdonságok összefüggései (a topográfia szimulációhoz szolgáltat paramétereket) 44/53

23 PÁSZTÁZÓSZONDÁS MIKROSZKÓP SPM Veeco (Bruker) diinnova diinnova 45/53 A MIKROSZKÓP JELLEMZŐI, MÉRÉSI MÓDJAI Kontakt mód AFM TappingMode AFM Laterális erő Pásztázó alagútmikroszkóp Mágneses erő PhaseImaging Elektrosztatikus erő Vezető Atomerő C-AFM Erő-távolság pontspektroszkópia I-V pontspektroszkópia Nanolitográfia 46/53

24 HA KALAPÁCSOD VAN, KERESD A SZÖGEKET fémek, üvegek: elektródák, vékony- és vastagrétegek, bevonatok, polimerek: pórusos bevonatok, szerves minták: sejthalál, vezikulák (membránbuborék) DNS, SPM 47/53 FELÜLETI SZENNYEZŐK AgPd vastagréteg szennyeződése Gyártástechnológiai problémákat okoz! 48/53

25 TOPOGRÁFIA ÉS OPTIKAI TULAJDONSÁGOK Optikai jelenségek (szórás, visszaverés) függnek a felület minőségétől Hullámhossz alatti méretskála fontos! Példa: különböző anyagú forraszanyagok optikai vizsgálata Másik példa: üvegek transzmissziója, iránykarakterisztika 49/53 ITO BEVONAT Átlátszó vezető rétegként használják (TFT kijelzők) maszkolás után mérhető a bevonat vastagsága 50/53

26 SEJTHALÁL RAJZON ÉS AFM ALATT Együttműködés a SE Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézetével 51/53 POLIMER BEVONATOK Felületi térképek fém és polimer mintákon Pl.: Biokompatibilis gyógyszermegkötő PUR bevonatok (kapcsolódás P3-T3) Koszorúér-sztentek és bevonatuk 52/53

27 VÁRJUK A NANO (VAGY NEM NANO) SZÖGEKET! 53/53