Additiivisin menetelmin valmistetun rakenteellisen hybridielektroniikan laadun arviointi ja luotettavuus

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin hybridielektroniikan ja rakenteellisen elektroniikan valmistettavuutta sekä simulaatioavusteisen rakenneanalyysin soveltuvuutta teknologiakehityksen työkaluksi. Lisäksi opinnäytetyössä analysoitiin teknologian valmistusprosessin saantoa, tuotteiden laatua ja luotettavuutta. Aihetta lähestyttiin tutkimalla hybridielektroniikan näytteitä ja sekä valmistuksen että käytön aikaisten olosuhteiden vaikutusta niiden toimintaan.

Tutkimuksen aikana hyödynnettiin neljää eri näytetyyppiä ja kahta simulaatiomallia. Hybridi- ja rakenteellisen elektroniikan toteutettavuutta analysoitiin hyödyntämällä simulaatioympäristöä sekä pintaa rikkomattomia, optisia ja sähköisiä mittausmenetelmiä. Luotettavuuden arvioimiseksi syklisessä kiertotaivutustestauksessa hyödynnettiin itserakennettua mittausjärjestelmää. Analyysien avulla näytteistä tunnistettiin rakenteelle tyypillisiä vioittumismekanismeja. Tuloksien pohjalta tunnistettiin myös keskeisiä suunnitteluehtoja ja valmistusparametreja, joilla voidaan parantaa rakenteita ja vaikuttaa positiivisesti myös lopullisen laitteen luotettavuuteen.

Tutkimus osoitti hybridi- ja rakenteellisen elektroniikan konseptin mahdollistavan uusia ominaisuuksia elektroniikalle sekä simulaatioavusteisen, pintaa rikkomaton rakenneanalyysin olevan teknologialle soveltuva karakterisointimenetelmä. Tulosten mukaan prosessin tuottoa, tuotteen laatua ja luotettavuutta voidaan parantaa oikeilla suunnitteluvalinnoilla ja valmistusparametreilla