Studium vlivu nanočástic v nízkotavitelné Bi-Sn pájecí pastě na její vlastnosti

Abstract

Tato bakalářská práce se zaměřuje na výzkum vlivu keramických nanočástic oxidu titaničitého (TiO2) a oxidu hlinitého (Al2O3) na vlastnosti nízkotavitelné bezolovnaté pájecí slitiny Bi58Sn42. Cílem bylo posoudit, jak přídavek těchto nanočástic ovlivňuje vlastnosti pájených spojů, zejména jejich smáčivost a maximální trhací sílu. Experiment byl rozdělen na dvě části: v první fázi byly pasty nanášeny na desky s různou povrchovou úpravou a byla hodnocena roztékavost. Ve druhé fázi byla měřena maximální trhací síla potřebná k oddělení SMT součástek od desek plošných spojů. Výsledky ukázaly, že přídavek TiO2 a Al2O3 nemá výrazný pozitivní vliv na smáčivost, ale může přispět ke zlepšení mechanických vlastností. V ekonomické části byl vypracován model malé firmy vyrábějící desky plošných spojů s využitím testované pájecí pasty. Na základě stanovené zmetkovitosti výrobků a výpočtu čisté současné hodnoty (NPV), ročního ekvivalentního peněžního toku (RCF), vnitřního výnosového procenta (IRR) a citlivostní analýzy bylo doporučeno, která varianta je z hlediska návratnosti investice výhodnější.

This bachelor thesis focuses on researching the influence of ceramic nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) and aluminum oxide (Al2O3) on the properties of the low-melting, lead-free solder alloy Bi58Sn42. The aim was to assess how the addition of these nanoparticles affects the properties of solder joints, particularly their wettability and maximum tensile strength. The experiment was divided into two parts: in the first phase, solder pastes were applied to boards with different surface finishes, and their wettability was evaluated. In the second phase, the maximum force required to detach SMT components from printed circuit boards was measured. The results showed that the addition of TiO2 and Al2O3 does not have a significant positive impact on wettability but may contribute to improvement of mechanical properties. In the economic section, a model of a small company producing printed circuit boards using the tested solder paste was developed. Based on determined defect rate of the products and the calculation of the net present value (NPV), the annual equivalent cash flow (RCF), Internal Rate of Return (IRR) and a sensitivity analysis, a recommendation was made as to which option is more advantageous in terms of investment return.