Předložená bakalářská práce se zabývá problematikou zaplnění pokovených otvorů vývodových komponent pájkou během procesu pájení vlnou. Kvalita zapájení pokovených otvorů je jedním z požadavků standardu IPC-A-610 a její dosažení může být u vícevrstvých DPS komplikováno především připojením otvorů k zemnicím plochám. Práce se zaměřuje na analýzu tohoto problému a na návrh konstrukčních úprav vedoucích ke zlepšení pájkové výplně problematických spojů.
Cílem práce bylo navrhnout a experimentálně ověřit optimální rozložení mědi v okolí pokovených otvorů tak, aby jejich zaplnění vyhovovalo požadavkům normy IPC-A-610, a na základě získaných výsledků formulovat doporučení pro návrh DPS. Stanovené cíle práce byly v plné míře splněny.

Student během řešení práce pracoval samostatně a iniciativně. Pravidelně se účastnil konzultací a při řešení problematiky tepelných simulací konzultoval svůj postup také s odborníkem z průmyslové praxe. Připomínky z konzultací dokázal efektivně zapracovávat do dalšího postupu řešení a během práce prokázal schopnost samostatně řešit technické problémy.

Vytvořit přesnou simulaci procesu pájení vlnou je velmi komplikované a svým rozsahem výrazně přesahuje rámec bakalářské práce. Přesto se studentovi podařilo vytvořit dostatečně citlivý model, který dokázal zachytit trendy změn teplot na DPS a umožnil porovnávání jednotlivých konstrukčních variant. Během řešení práce navrhl a simuloval více než 30 různých variant rozložení mědi v okolí pokovených otvorů, ze kterých následně vybral čtyři návrhy pro experimentální ověření na prototypových DPS. Jelikož dosažené výsledky neposkytovaly dostatečnou procesní rezervu, navrhl student další čtyři varianty, které byly implementovány přímo na DPS finálního produktu a následně ověřeny ve výrobě.

K ověření dosažených výsledků byly využity rentgenová analýza a metalografické výbrusy. Za významný přínos práce považuji zejména propojení numerických simulací s experimentálním ověřením výsledků a formulaci prakticky využitelných doporučení pro návrh DPS.

Práci doporučuji k obhajobě a vzhledem k její odborné úrovni a přístupu studenta navrhuji hodnocení slovem výborně. Points proposed by supervisor: 98

Téma: Návrh blízkého okolí pokoveného otvoru určeného pro montáž vývodových komponent

Posudek:
Student měl za úkol seznámit se s problematikou strojního pájení vlnou a studovat rozložení měděných struktur v okolí pokovených otvorů. Následně analyzovat jejich vliv na kvalitu jejich zapájení při pájení vlnou a navrhnout konstrukční úpravy vedoucí ke zlepšení navzlínání pájky a tedy i zvýšení spolehlivosti osazených DPS.
Student rozdělil práci do 7 kapitol. Po krátkém úvodu se v teoretickém rozboru zabýval podrobněji strojním pájení vlnou, tepelnými vlastnostmi DPS a přenosem tepla.
V rámci teoretické části byly popsány principy technologie pájení vlnou, problematika přenosu tepla v deskách plošných spojů a požadavky normy IPC-A-610 revize H na kvalitu zapájení pokovených otvorů. Stěžejní část a praktická část práce byla zaměřena volbě vhodného SW na vytvoření numerického modelu DPS a simulaci teplotního chování při pájení vlnou a v následných simulacích v prostředí Ansys Icepak.
Na základě změřeného teplotního profilu pájecího procesu byly vytvořeny                   a porovnávány různé varianty konstrukčního řešení okolí dvou problémových pokovených otvorů. Navržené varianty byly následně experimentálně ověřeny při reálném procesu pájení vlnou. Výška navzlínání pájky v jednotlivých otvorech 4V DPS byla změřena pomocí rentgenové kontroly a metalografického výbrusu. U původního návrhu DPS byly naměřeny nejnižší hodnoty výplně otvoru 53 ev. 28 %. Ve finální sérii návrhů vykazoval nejlepší výsledky návrh 2TB (dvouramenné thermal relief bez vnitřních zemí), který dosahoval až  100 % zaplnění obou sledovaných otvorů během simulací i experimentálního měření. Student následně z hlediska průmyslové aplikace doporučil finální konstrukční návrh 4TB pro dosažení lepších elektrických i mechanických vlastností.
Student prakticky prokázal využitelnost numerických simulací při konstrukčním návrhu DPS pro pájení vlnou. Nutno ocenit jeho sofistikovaný návrh modelu a dosaženou poměrně dobrou shodu mezi simulovanými a reálně naměřenými hodnotami. Je zřejmé, že student v předložené bakalářské práci řešil poměrně složitý a časově náročný úkol, jak simulaci jednotlivých konstrukčních návrhů DPS, výběr vhodných simulací s odstraněním propojení s vnitřními zemnícími vrstvami a optimálním tepelným odlehčením pokovených otvorů, tak i navazující experimenty včetně jejich vyhodnocení.

Odborná literatura včetně norem byla použita a je citována v dostatečné míře.

Student zpracoval bakalářskou práci přehledně, podrobně rozebral zadanou problematiku a je zřejmé, že se v zadané problematice velmi dobře orientuje. Grafická úroveň práce je na velmi dobré úrovni. Získaná data student vyhodnotil a zpracoval do přiložených rozsáhlých grafických závislostí, rentgenových snímků i mikrovýbrusů.

K práci mám následující drobné připomínky:
-    gramatické chyby – např. chybějící čárka v souvětí – str. 64, 5. ř. odspodu
-    pečlivěji mohly být provedeny metalografické výbrusy

Celkově lze hodnotit práci jako obsahově inspirativní a aktuální pro problematiku pokovených otvorů a spolehlivosti bezolovnatých pájených spojů.


Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji klasifikaci 95 bodů. Topics for thesis defence:

1. 1) Diskutujte vliv horního předehřevu/ zvýšení teploty horního předehřevu na kvalitu vzlínání pájky v pokovených otvorech.
2. 2) Jakým jiným způsobem můžete řešit snímání aktuální teploty na povrchu DPS i v otvorech DPS, kromě vámi uvedené kaptonové pásky.
3. 3) Diskutujte vliv rozdílných teplot skelného přechodu (Tg) u materiálu FR4 vícevrstvé DPS na spolehlivost pokoveného otvoru.

Points proposed by reviewer: 95