Nyomtatott huzalozású szerelőlemezek mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

1. Nyomtatott huzalozású szerelőlemezek mechanikai tulajdonságainak vizsgálata Készítette: Fehérvári Péter Konzulens: Hajdu István

2. A probléma aktualitása • Növekvő integráltság, egyre több technológiai lépés • MEMS alkatrészek egyre gyakoribb elterjedése • Lehetséges hibák: MEMS struktúrák törése, forraszkötések sérülése, nagyméretű SMD alkatrészek sérülése, MLCC delamináció, via problémák • Fokozódó érzékenység mechanikai igénybevételekkel szemben • Gyártás során a hőmérséklet monitorozható, a mechanikai igénybevétel, deformáció, vetemedés jelenleg még nem -> A feladat: Egy erre alkalmas in situ mérési megoldás kidolgozása

3. Mechanikai és szilárdságtani alapok • Feszültség, relatív megnyúlás, Young modulus, Poisson tényező • 3D esetben Hooke törvény

4. Mechanikai deformáció mérésének lehetőségei – Optikai mérések • Működési elv szerint (optikai, röntgensugaras, koordinátamérők, elektromos tulajdonságok változásán alapuló [kapacitív, rezisztív]) • Mérés helye szerint (pontbeli <–-> „full field”) • Alkalmazhatóság (in situ <--> laboratóriumi környezetben)

5. Mechanikai deformáció mérésének lehetőségei-Piezorezisztív nyúlásmérés • Meander ellenállás struktúra, érzékenység fogalma, irányérzékenység • K=(ΔR/R)/ε • Érzékenység független a mérettől • -10<K<6 (1.5-1.7 geometriai) -> fajlagos ellenállás változás jelentős lehet! • Hőmérséklet függőség, (ön)kompenzáció ΔRv=ΔRM=RM*K*ε

6. Nyomtatott huzalozású szerelőlemezek deformációjának mérése együttlaminált nyúlásmérő ellenállás hálózat segítségével

8. A tervezés szempontjai • X és Y irányú nyúlásmérés megvalósítása • FR4 NYÁK gyártási technológiába illeszkedő • Termomechanikai kompatibilitás a szerelőlemezzel • Környezeti hatásokkal szemben robosztus mérés • A szerelőlemez tulajdonságait lényegesen ne módosítsa • Gyártósori körülmények közt in situ mérésre alkalmas legyen • Időmultiplexelt adatrögzítéssel real time mérés az egész felszínen („címezhetőség”!)

9. A tervezett mérőelrendezés paraméterei

10. Mérőcella FEM modellezése • Termikus • Mechanikai • Elektromos tulajdonságok

11. Összefoglalás • Mechanikai tulajdonságok monitorozása iránti valós igény, igazán jó megoldás nincsen a piacon • Lehetséges megoldás a kidolgozott mérőhálózat • NYÁK gyártásba illeszthető, tulajdonságaiban kompatibilis • Lehetővé teszi folyamatparaméterek optimalizálását • Segítségével megvalósítható a mechanikai eredetű kiesések minimalizálása.