Kontakt
České vysoké učení technické v Praze
Fakulta elektrotechnická
Katedra elektrotechnologie
doc. Ing. Pavel Mach, CSc.
Technická 2
166 27 PRAHA 6
email: mach (at) fel.cvut.cz

Diagnostika materiálů

Kdo jsme?

mach.gif
Pavel Mach se zabývá 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.

urbanek.gif
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.


papez.gif
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.

busek.gif
David Bušek se zabývá zjišťováním elektrických vlastností isotropně elektricky vodivých lepidel při aplikaci na různě upravené povrchy a na změnu elektrických parametrů po aplikaci klimatického a mechanického namáhání.


dusek.gif
Karel Dušek se specializuje 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.


pelikanova.gif
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 se 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.

obr01.png
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.

obr02.png
obr03.png

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 dva články v časopisech SCI Expanded, třicet dva příspěvků na mezinárodních a řadu příspěvků na národních konferencích. Podali jsme dvě přihlášky užitného vzoru a tři 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.
  • Papež, V., Měření nelinearity pasivních součástek pomocí intermodulačního zkreslení (The measurement of Non-linearity of passive components using a method of intermodulation distortion), In XII. Proceedings of conference DIDMATTECH'99. Nitra: Univerzita Konštantína Filozofa v Nitre, Slovakia, 2000, p. 130-133. ISBN 80-8050-283-8.




Za informace zodpovídá: Pavel Mach, vedoucí týmu

Verze 109.1 naposledy upravil K13113PowerUser - 28/03/2016 - 21:59

Komentáře 0

Žádné komentáře pro tento dokument

Přílohy 12

Image
diag-1.png 1.1
PostedBy: Martin Molhanec na 10/02/2009 (46kb )
Image
diag-2.png 1.1
PostedBy: Martin Molhanec na 10/02/2009 (412kb )
Image
busek.gif 1.1
PostedBy: K13113PowerUser na 21/06/2015 (11kb )
Image
dusek.gif 1.1
PostedBy: K13113PowerUser na 21/06/2015 (11kb )
Image
mach.gif 1.1
PostedBy: K13113PowerUser na 21/06/2015 (10kb )
Image
papez.gif 1.1
PostedBy: K13113PowerUser na 21/06/2015 (10kb )
Image
pelikanova.gif 1.1
PostedBy: K13113PowerUser na 21/06/2015 (11kb )
Image
obr01.png 1.1
PostedBy: Martin Molhanec na 11/02/2009 (27kb )
Image
obr02.png 1.1
PostedBy: Martin Molhanec na 11/02/2009 (130kb )
Image
obr03.png 1.1
PostedBy: Martin Molhanec na 11/02/2009 (57kb )
PDF
DMT.pdf 1.1
PostedBy: Martin Molhanec na 20/01/2014 (2Mb )
Image
urbanek.gif 1.1
PostedBy: K13113PowerUser na 21/06/2015 (11kb )

Vytvořil: Martin Molhanec - 2009/02/10 18:53
Copyright Department of Electrotechnology of CTU FEE in Prague
XWiki Enterprise 1.5.11446 - Documentation