Paryleenipinnoitteen käyttö kääntösiruliitosten välitäytteenä
Siljander, Lauri (2010)
2010
Sähkötekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2010-06-23
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201007021217
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201007021217
Tiivistelmä
Elektroniikan tuotantotekniikoista kääntösiruliitos on vanha, alun perin jo 1960-luvulla kehitetty teknologia, joka on kuitenkin vasta 2000-luvulla tullut yleisempään käyttöön elektroniikkatuottajien laitteistoinfrastruktuurin uusiutuessa pikkuhiljaa yhä pienempiskaalaisten pintaliitoskomponenttien liittämiseksi. Kuitenkin kääntösiruliitos kamppailee perinteisessä elektroniikan pakkaustekniikassa yhä altavastaajana esimerkiksi lankaliittämistä vastaan.
Edullisissa sovelluksissa kääntösirujen juoteliittäminen tehdään edullisille, tyypillisesti orgaanisille alustoille, jotka ovat myös termomekaanisilta ominaisuuksiltaan heikompia verrattuna esimerkiksi keraamialustoihin. Tällöin prosessissa tarvitaan erillisen välitäytteen lisääminen, mikä vähentää liitettävän sirun ja alustan lämpölaajenemiskertoimien välisistä eroavaisuuksista johtuvia jännityksiä. Välitäytteenä käytetään perinteisesti kapillaarisia epoksivälitäytteitä, jotka mahdollistavat hyvän luotettavuuden, sillä ne ovat lujia ja adhesiivisia. Samalla kapillaaristen välitäytteiden hyvät ominaisuudet vaikeuttavat niillä parannettujen liitosten korjattavuutta.
Paryleenipinnoitteet ovat ominaisuuksiltaan ylivertaisia, ja jo ohuet kerrokset muodostavat erittäin tiiviin ja liuottumattoman suojapinnoitteen elektroniikalle. Paryleenipinnoitteen soveltumista kääntösirujen välitäytteiksi ei ole juurikaan tutkittu ja aihetta käsitellään vain viitteellisesti liitosten korjattavuuden yhteydessä. Höyryvaporisaatioprosessi mahdollistaa paryleenin tunkeutumisen ahtaisiin väleihin, kuten sirun ja alustan väliin, ja toisaalta paryleeni on termomekaanisilta ominaisuuksiltaan sopiva välitäytemateriaaliksi. Lisäksi paryleenin eduiksi voidaan laskea sen ympäristön vaikutuksilta suojaava vaikutus, mikä on ehto erityistä luotettavuutta vaativissa järjestelmissä ja vaikeissa ympäristöissä.
Työn tuloksena on tehty kirjallisuusselvitystä paryleenipinnoitteen soveltumisesta kääntösirujen välitäytteeksi sekä kokeellinen sarja, jonka perusteella on tutkittu tietyn paryleenipinnoitekerroksen tunkeutumista välitilaan sekä paryleenipinnoitettujen kääntösiruliitosten käyttäytymistä lämpösyklitestissä ja tehty tämän perusteella havaintoja ja ehdotuksia mahdollista jatkotutkimusta varten. /Kir10
Edullisissa sovelluksissa kääntösirujen juoteliittäminen tehdään edullisille, tyypillisesti orgaanisille alustoille, jotka ovat myös termomekaanisilta ominaisuuksiltaan heikompia verrattuna esimerkiksi keraamialustoihin. Tällöin prosessissa tarvitaan erillisen välitäytteen lisääminen, mikä vähentää liitettävän sirun ja alustan lämpölaajenemiskertoimien välisistä eroavaisuuksista johtuvia jännityksiä. Välitäytteenä käytetään perinteisesti kapillaarisia epoksivälitäytteitä, jotka mahdollistavat hyvän luotettavuuden, sillä ne ovat lujia ja adhesiivisia. Samalla kapillaaristen välitäytteiden hyvät ominaisuudet vaikeuttavat niillä parannettujen liitosten korjattavuutta.
Paryleenipinnoitteet ovat ominaisuuksiltaan ylivertaisia, ja jo ohuet kerrokset muodostavat erittäin tiiviin ja liuottumattoman suojapinnoitteen elektroniikalle. Paryleenipinnoitteen soveltumista kääntösirujen välitäytteiksi ei ole juurikaan tutkittu ja aihetta käsitellään vain viitteellisesti liitosten korjattavuuden yhteydessä. Höyryvaporisaatioprosessi mahdollistaa paryleenin tunkeutumisen ahtaisiin väleihin, kuten sirun ja alustan väliin, ja toisaalta paryleeni on termomekaanisilta ominaisuuksiltaan sopiva välitäytemateriaaliksi. Lisäksi paryleenin eduiksi voidaan laskea sen ympäristön vaikutuksilta suojaava vaikutus, mikä on ehto erityistä luotettavuutta vaativissa järjestelmissä ja vaikeissa ympäristöissä.
Työn tuloksena on tehty kirjallisuusselvitystä paryleenipinnoitteen soveltumisesta kääntösirujen välitäytteeksi sekä kokeellinen sarja, jonka perusteella on tutkittu tietyn paryleenipinnoitekerroksen tunkeutumista välitilaan sekä paryleenipinnoitettujen kääntösiruliitosten käyttäytymistä lämpösyklitestissä ja tehty tämän perusteella havaintoja ja ehdotuksia mahdollista jatkotutkimusta varten. /Kir10