Výzkum - chronologicky jak probíhá

Hlavní část výzkumu probíhá v oblasti moderních technologií a konstrukce ve spolupráci firmy SMTplus.CZ s Vysokým učením technickým, fakultou elektrotechniky a komunikačních technologií Brno. Firma poskytuje moderní výrobní technologie jako je osazovací automat, pájecí vlna a další. Na vývoji se podílí studenti řešením svých bakalářských, diplomových a disertačních projektů.

Výzkum z oblasti elektrického spojování systémů v ose "z" (průběžně)

V současné době pracujeme ve spolupráci s VUT-FEKT na řešení vrstvených mikrosystémů.. Máme již vyřešeno připojení modulů plošného spoje libovolné velikosti na základní substrát. Vodivé spojení je realizováno z boku, nebo zespodu pájením přetavením. Toto řešení pomocí modulů umožňuje:

• částečně realizovat vícevrstvou strukturu na plošném spoji
• spojení je rozebíratelné za použití klasických metod odpájení pro SMD IO.
• metoda je vhodná při záměně pouzder PLCC pouzdry FLAT-PACK,(tzv. redukce)
• je možno část klasické montáže nahradit povrchovou montáží, za použití stávajícího plošného spoje

Řešíme rovněž problematiku spojení keramické podložky na organický substrát typu FR4. Bylo simulováno termomechanické namáhání těchto systémů a měřena a teoreticky vypočtena spolehlivost spojení. Měření a některé simulace byly realizovány i pro bezolovnatou pájku SAC. Krátké shrnutí výsledků je možno nalézt na 3D struktury.

Výzkum v oblasti spojování a montáže křemíkových solárních článků (2010)

Ve spolupráci s firmou SOLARTEC řešíme možnosti osazování křemíkových solárních článků pomocí automatu. Problematika je popsána v článku Solar Cell Dice Connecting. Způsoby montáže uvedené v článku dávají možnost použít standardní technologické postupy jako jsou šablonový tisk, pájení přetavením, osazení automatem, což výrazně zlevňuje montáž. Bude třeba řešit problematiku spolehlivosti v souvislosti s nepružným spojením elementů s různou délkovou roztažností.

Od roku 2010 výzkum ve spolupráci s AV ČR pokračoval řešením montáže solárních čipů pro solární koncentrátory. V rámci spolupráce na projektu byla zkoušena montáž a zkoumána termomechanická spolehlivost propojení solárních čipů určených pro koncentrátory na organickém (FR4) a keramickém (ALUMINA) substrátu.

Výzkum v oblasti vyhodnocování spolehlivosti pájených spojů s bezolovnatou pájkou. (průběžně)

Firma spolupracuje s VUT Brno, Fakultou elektroniky a komunikačních technologií na měření termomechanické spolehlivosti pájených spojů v elektrotechnice. Zkoumá převážně spolehlivost SMT montáže, spolehlivost připojení polovodičových a solárních čipů a další. Společně bylo vytvořeno pracoviště pro měření spolehlivosti. Jelikož poruchy mají charakter přerušení ve tvaru impulsů různé délky, byl realizován a použit systém klopných obvodů. Následuje článek „Měření termomechanické spolehlivosti pájených spojů“.

Spojování elektronických a mikroelektronických modulů se základní deskou (2011)

Ve spolupráci s VUT Brno FEKT se řeší problematika propojení elektronických a mikroelektronických modulů pomocí SMD pouzder. Spojení využívá užitný vzor „Elektronická sestava desek PCB“, jehož majitelem je VUT Brno. Řešení spočívá v použití klasických čipových a válcových SMD pouzder jako propojovací kontakty mezi elektronickým nebo mikroelektronickým modulem a deskou plošného spoje. Následuje volný překlad článku „New connection of electronic modules”.

Princip tohoto spojení (CWC - Connection With cylindrical and chip Components) je zobrazen na obrázku. Elektronický, nebo mikroelektronický modul (1) je spojen s deskou plošného spoje (2) pomocí vývodů klasických SMD pouzder. Pouzdra mohou být čipová nebo válcová. (3,4). Toto spojení přináší některé výhody:

Spojení CWC (užitný vzor 19310 číslo přihlášky 2008-20682)

1. Pro montáž je možno použít klasické osazovací automaty s běžnými podavači
2. Pokud jsou pouzdra dostatečně vysoká, je možno umístit funkční elektronické součástky modulu také zespodu
3. Relativně velká výška vývodů podstatně snižuje termomechanické namáhání pájeného spojení což může mít za důsledek zvýšení spolehlivosti systému

Řeší se problematika optimalizace technologického postupu montáže tj.:

1. výroba modulů opatřenými uvedenými typy vývodů
2. osazování modulů automatem a s tím související vhodné balení modulů
3. vyhodnocování spolehlivosti spojení CWC

V roce 2011 skončil společný projekt s VUT Brno, FEKT, projekt TIP FR-TI1/072 „Aplikace moderních montážních technologií a materiálů v elektrotechnickém průmyslu“, který vyhlásilo Ministerstvo průmyslu a obchodu.České republiky, viz „INFO"

V rámci projektu byly navrženy moduly, které budou použity pro vrstvené 3D propojení a navržen maticový displej s 256 LED diodami v SMD pouzdrech velikosti 0603. Připojení displeje na základní desku je realizováno hranovým propojením. Provedení hranového propojení a aplikace displeje je na následujících obrázcích.

.

Realizace hranového kontaktu

Maticový displej s hranovým propojením

Osazovaní a tréning pájení pouzder QFN (2018)

V rámci výzkumu bylo navrženo a realizováno zkušební pouzdro QFN16 a zkušební deska plošného spoje s motivem seriového propojení pro ohmickou kontrolu (motiv Daisy Chain).Tato sestava umožňuje zkontrolovat správné připájení zkušebního pouzdra na DPS pomocí ohmetru.Toto řešení se od roku 2020 využívá pro tréning pájení pouzder QFN v rámci praktických SMT kursů.

Testovací pouzdro-vrch

Testovaci pouzdro-spodek

Motiv na testovací desce

V letech 2019 až 2021 žádný významný výzkum neprobíhal

V letech 2022 žádný významný výzkum neprobíhal

Informuje: Doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.
Aktualizace: 09/2023