Juoteviiksien synty ja ehkäisy optisissa komponenteissa

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli tutkia kvalitatiivisesti paineen vaikutusta juoteviiksien syntyyn optisissa komponenteissa. Toimeksiantajana toimi Vexlum Oy. Aiheen valinta perustui sen tärkeyteen laserin eliniän kannalta. Työ liittyy prosessiin, joka on osa laajemman kokonaisuuden kriittistä komponenttia.

Työn tavoitteena oli tutkia paineen merkitystä juoteviiksien muodostumiselle ottamatta huomioon muita tekijöitä, kuten lämpökäsittelyä tai materiaalien ominaisuuksia. Tarkoituksena oli testata kokeellisesti testikappaleiden avulla eri paineiden vaikutuksia ja tarkkailla mikroskoopilla mahdollisia muutoksia kvalitatiivisesti.

Tutkimustulokset osoittivat, että paine vaikutti merkittävästi juoteviiksien muodostumiseen. Korkeapaineisissa testikappaleissa havaittiin enemmän juoteviiksiä, erityisesti huonommin puhdistetuilla pinnoilla, kun taas matalapaineisissa kappaleissa juoteviiksiä ei muodostunut.

Tutkimus vahvisti paineen merkityksen juoteviiksien muodostumiselle, vaikka tutkimuksen kesto oli lyhyt suhteessa juoteviiksien tavanomaiseen muodostumisaikaan. Tutkimuksessa ei otettu huomioon muita mahdollisia tekijöitä, kuten materiaalien ominaisuuksia tai juotteen määrää. Jatkotutkimuksissa olisi hyödyllistä tarkastella näiden tekijöiden sekä pitkäaikaisen painealtistuksen vaikutuksia. Käytännössä olisi tärkeää välttää liiallista painetta, koska se voi edistää juoteviiksien muodostumista.

The aim of this thesis was to qualitatively investigate the impact of pressure on the formation of solder whiskers in optical components. Vexlum Oy acted as the commissioning company. The topic was chosen due to its importance in extending the lifetime of lasers and its relevance to a critical component within a larger process.

The goal of the study was to focus on the effect of pressure on solder whisker formation, excluding other factors such as heat treatment and material properties. The research involved experimentally testing the effects of different pressure levels on test samples and monitoring potential changes under a microscope qualitatively.

The results showed that pressure significantly affects the formation of solder whiskers. High-pressure test samples exhibited a greater number of whiskers, particularly on less thoroughly cleaned surfaces, while low-pressure samples showed no formation of whiskers.

While the study confirmed the importance of pressure in whisker formation, the relatively short duration of the experiment, compared to the typical whisker growth time, limits the conclusions. Other factors such as material properties and solder quantity were not considered this time. Future studies should explore the effects of these variables and the impact of long-term pressure exposure. Practically, it is crucial to avoid excessive pressure, as it can promote the formation of solder whiskers.