Vyhledávání
Diagnostika materiálů
Katedra elektrotechnologie, Technická 2, 166 27 Praha 6, tel. 224 352 214, fax. 224 353 949
Kdo jsme?
Pavel Mach
Zabývá se optimalizací procesů pro výrobu tenkých a tlustých vrstev a procesů vodivého spojování v elektrotechnice. V oblasti diagnostiky je zaměřen na studium souvislostí mezi fyzikálně-chemickými charakteristikami a elektrickými vlastnostmi vybraných materiálů. Je vedoucím týmu.
Jan Urbánek
Je zaměřen na měkké pájení v elektronice, zejména otázky spojené se zaváděním ekologických pájek bez olova. Zabývá se zjišťováním charakteristických vlastností pájek, a hodnocením pájitelnosti součástek, dále hodnocením poruch a vad pájených spojů a technikami k jejich odhalování.
Václav Papež
Je zodpovědný za konstrukci zařízení užívaných pro sledováním nelinearity voltampérové charakteristiky vodivých spojů, impedance spojů v oblasti vysokých frekvencí, za konstrukci zařízení pro měření šumu a realizaci speciálních měření.
Aleš Duraj
Specializuje se na využití měření elektrického odporu a nelinearity voltampérové charakteristiky jako diagnostických nástrojů pro určování kvality lepených a pájených spojů. Výzkum je zaměřen na izotropně a anizotropně elektricky vodivá lepidla a bezolovnaté pájky.
David Bušek
Zabývá se zjišťováním elektrických vlastností isotropně elektricky vodivých lepidel při aplikaci na různě upravené povrchy a na změnu elektrických parametrů po aplikaci klimatického a mechanického namáhání.
Karel Dušek
Specializuje se na problematiku pájení, vlastnosti olovnatých a bezolovnatých pájek. Zabývá se vyhodnocováním kvality spojů, měřením pájitelnosti a obrazovou analýzou pájených spojů. Studuje také vliv tavidel na pájitelnost a vlastnosti spojů.
Ivana Pelikánová
Specializuje se na vrstvové technologie, převážně na oblast výroby a vlastností tlustovrstvých odporových a vodivých vrstev. Zabývá se také hodnocením odolnosti vodivých lepených spojů proti různým typům tepelného namáhání.
Jakým výzkumem se zabýváme
Zabýváme problematikou ekologického vodivého spojování v elektrotechnice, které by nahradilo dosud užívané pájení Sn-Pb pájkami. Ekologickými náhradami těchto pájek jsou elektricky vodivá lepidla a bezolovnaté pájky. Zaměřujeme se zejména na:
- Optimalizaci podmínek aplikace elektricky vodivých lepidel a bezolovnatých pájek.
- Vývoj nových typů lepidel doplňovaných vodivými nanočásticemi, které významně mění elektrické a mechanické vlastnosti stávajících lepidel plněných vodivými mikročásticemi.
- Vývoj elektrické i neelektrické diagnostiky lepených a pájených spojů.
Cílem naší práce není jen zjišťovat vlastnosti spojovacích materiálů a z nich realizovaných spojů, ale také jejich změny vyvolané různými typy namáhání a stárnutím, odhalit příčiny těchto změn a příslušné degradační mechanizmy a analyzovat jejich důsledky pro elektrické a mechanické vlastnosti a životnost a spolehlivost spojů.
Při optimalizaci podmínek aplikace vodivých lepidel a bezolovnatých pájek sledujeme vliv materiálů a kvality spojovaných povrchů na kvalitu spojů.
Nové typy lepidel jsou vyvíjeny modifikací stávajících typů jejich doplňováním vodivými nanočásticemi. V současnosti jsou testovány stříbrné nanokuličky a nanodrátky. Doplnění nanočástic ve vhodné koncentraci vytvoří dodatečná elektrická propojení, sníží se odpor spojů a současně zvýší jejich mechanickou pevnost.
V diagnostice spojů jsme zaměřeni na sledování elektrických a mechanických vlastností spojů a sledování změn těchto vlastností vyvolaných různými typy namáhání. K analýze příčin změn je užíváno různých analytických technik, nejčastěji rastrovací elektronové mikroskopie a různých typů spektroskopií.
Pro elektrickou diagnostiku spojů jsme vyvinuli unikátní metodu měření nelinearity voltampérové charakteristiky, která umožňuje hlubší poznání typů degradačních mechanizmů zejména adhezních spojů. Je třeba si uvědomit, že měření probíhají na spojích, jejichž odpor je v jednotkách miliohmů.
K čemu to je
Elektricky vodivý spoj, ať již pájený nebo lepený, je nejčastějším prvkem elektronického zařízení, nepočítáme-li počty "diskrétních součástek" v integrovaných obvodech. Kvalita spojů a jejich životnost a spolehlivost významně ovlivňují kvalitu zařízení. Aplikace našich výsledků je tedy směřovány do oblasti elektronických montážních technologií.
Kdo financuje náš výzkum
Výzkum je financován zejména z výzkumného záměru MSM6840770021 "Diagnostika materiálů", ale dílčí související úkoly jsou financovány i z projektů GAČR.
S kým spolupracujeme
V oblasti testovacích a diagnostických metod pro bezolovnaté pájení a spojování pomocí elektricky vodivých lepidel spolupracujeme zejména s TU Dresden, kde je výborné experimentální vybavení pro pájecí a adhezní technologie a pro vybrané typy diagnostiky. Existuje zde také skupina zaměřená na problematiku velmi podobnou naší problematice. Dobrým partnerem při vývoji modifikovaných elektricky vodivých nano-mikro lepidel je pro nás polská firma Amepox. V oblasti teoretického popisu vlastností lepidel spolupracujeme zejména s TU Viena.
Vybrané publikace
V posledních dvou letech jsme publikovali 2 články v časopisech SCI Exp., 32 příspěvků na mezinárodních a řadu příspěvků na národních konferencích. Podali jsme 2 přihlášky užitného vzoru a 3 přihlášky vynálezu.
- Mach, P. - Duraj, A.: Adhesive Joining or Lead-Free Soldering ?
In: MIDEM - Journal of Microelectronics, Electronic Components and Materials. 2005, vol. 2005, no. 4, s. 228-235. ISSN 0352-9045. - Duraj, A. - Mach, P. - Radev, R. - Matějec, J.: Influence of High Current Load on Electrical Properties of Adhesive Conductive Joints
In: 1st Electronics Systenintegration Technology Conference. Dresden: IEEE, 2006, vol. 2, s. 1323-1329. ISBN - Dušek, K. - Urbánek, J.: Influence of the Reduced Oxygen Concentration on the Wetting Force
In: 29th International Spring Seminar on Electronics Technology [CD-ROM]. Darmstadt: IEEE, 2006, vol. 1, s. 195-199. ISBN 1-4244-0551-3. - Mach, P. - Bušek, D.: Influence of Interconnection Surface Finishes on Quality of Adhesive Joints
In: ISSE 2005 [CD-ROM]. Vienna: Vienna University of Technology, 2005, ISBN 0-7803-9325-2. - Dušek, K. - Urbánek, J.: Image Analysis of the Mechanically Stressed Lead and Lead Free Soldered Joints
In: Radio-Electronics, Electrical and Power Engineering. Moscow: Moskovskij energeticeskij institut, 2005, vol. 2, s. 42. ISBN 5-87789-019-0. - Mach, P. - Duraj, A. - Bušek, D. - Ješ, J. - Orth, T.: Diagnostics of Adhesive Bonds
In: 3rd European Microelectronic and Packaging Symposium with Table Top Exhibition. Brno: VUT FEI, 2004, s. 83-88. ISBN 80-239-2835-X. - Duraj, A. - Mach, P.: Experiment of Influence Curing Pressure of Anisotropically Conductive Adhesives on Parameters of Joints
In: XXIV International Conference of International Microelectronics and Packaging Society - Poland Chapter. Szczecin: Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecinskiej, 2005, vol. 1, s. 91-94. ISBN 83-917701-2-5. - Mach, P. - Bušek, D. - Duraj, A.: Stability of Adhesive Joints Created on Pads with Different Types of Surface Finishes
In: International Symposium for Design and Technology of Electronic Packaging. Cluj-Napoca: Technical University, 2005, s. 20-24. ISBN 973-713-063-4. - Duraj, A. - Mach, P.: Influence of Different Types of Surfaces on Mechanical Properties of Electrically Conductive Adhesives
In: Radio-Electronics, Electrical and Power Engineering. Moscow: Moskovskij energeticeskij institut, 2005, vol. 2, s. 41-42. ISBN 5-87789-019-0. - Mach, P. - Bušek, D. - Duraj, A.: Properties of Electrically Conductive Adhesive Added with Ag Nanoparticles
In: SIITME 2006 - International Symposium for Design and Technology of Electronic Packaging. Iasi: Technical University, 2006, s. 63-67. ISBN 978-973-896-4. - Mach, P. - Svasta, P.: Influence of Trimming of Resistive Thick Films on Nonlinearity of Their Current vs. Voltage Characteristics
In: Annual School Lectures. 2004, vol. 24, no. B2, s. 309-312. ISSN 0861-0797. - Mach, P. - Rozkošný, T.: Processing of Alumina Nano-films
In: ISSE 2005 [CD-ROM]. Vienna: Vienna University of Technology, 2005, ISBN 0-7803-9325-2.