Bachelor's Thesis

Research on the Influence of Mechanical Vibrations on the Formation and Release of Voids in Solder Alloy

Final Thesis 21.1 MB Appendix 14.05 MB

Author of thesis: Bc. Anežka Pechová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.

Reviewer: Ing. Josef Skácel, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on researching the influence of mechanical vibrations on
the formation and release of voids during the reflow process of the lead-free SAC solder
alloy. The theoretical part is devoted to the properties and structure of the solder
joint, the occurrence of various types of voids in solder joints and the basic principles of
vibrations. The practical part examines the effects of vibration frequency, amplitude and
deflection on the number and size of voids formed in the solder joint during the reflow
process. The experimental evaluation also includes a basic analysis of the influence of
vibrations on the microstructure of solder joints.

Keywords:

Solder joint, voids, mechanical vibrations, microstructure

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka seznámila státní zkušební komisi s řešením své bakalářské práce a zodpověděla otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděla na otázky komise: Jakým způsobem byli výbrusy připraveny a jak jste výbrusy pozorovala? Studentka proces výroby výbrusů popsala. Studentka uvedla, že výbrusy sledovala světelným mikroskopem. Komise požádala o srovnání dvou typů dutin i pomocí obrázků a jak vznikají. Studentka uvedla, že teorii má popsanou v teoretické části práce. Na co je potřeba proměnit ultrazvukovou energii při pájení a jakým způsobem vznikají spoje ultrazvukem. Studentka správně uvedla proměnu energie, neuvedla správně způsob tvorby spojení při polovodičích.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Microelectronics

Study programme

Microelectronics and Technology (BPC-MET)

Composition of Committee

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Szendiuch, CSc. (člen)
Ing. Martin Šťáva, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Alexandr Knápek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se věnuje výzkumu vlivu mechanických vibrací na tvorbu a uvolňování dutin v pájecí slitině SAC při procesu přetavení. Studentka zpracovala rešerši zaměřenou na dutiny v pájených spojích, jejich vznik, detekci, vliv na kvalitu spoje, mikrostrukturu pájecí slitiny a působení vibrací na kapalné prostředí. Na základě těchto poznatků navrhla a provedla rozsáhlý experiment, ve kterém sledovala vliv frekvence, amplitudy a zrychlení mechanických vibrací na výsledný tvar, povrch a vnitřní strukturu pájených spojů.

Velmi pozitivně hodnotím mimořádně aktivní přístup studentky během celého semestru. Na práci pracovala průběžně, pravidelně a velmi často docházela na konzultace, samostatně připravovala vzorky, prováděla experimenty, měření zrychlení, mikroskopické hodnocení i metalografické výbrusy. Rozsah praktické práce je na bakalářskou práci nadstandardní. Studentka vytvořila velké množství experimentálních vzorků, vyhodnotila vliv různých vibračních podmínek, popsala vznik povrchového vlnění, deformací, kráterovitých prohlubní a dutin a výsledky doplnila o obrazovou dokumentaci i grafické zpracování.

Celkově se jedná o velmi kvalitní a poctivě zpracovanou bakalářskou práci s výrazným experimentálním přínosem. Studentka odvedla skutečně velké množství práce, prokázala samostatnost, pečlivost a schopnost systematicky řešit náročné laboratorní téma. Výsledky práce jsou dobře využitelné jako základ pro další výzkum vlivu mechanických vibrací na strukturu a defekty pájených spojů. Doporučuji práci k obhajobě a hodnotím 100 body. Points proposed by supervisor: 100

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Josef Skácel, Ph.D.

Bakalářská práce Anežky Pechové se zabývá výzkumem vlivu mechanických vibrací na tvorbu a uvolňování dutin v bezolovnaté pájecí slitině SAC při procesu přetavení. Autorka zpracovala rešerši zaměřenou na vznik dutin v pájených spojích, jejich druhy, možnosti detekce, mikrostrukturu pájecích slitin a vliv vibrací. Na základě těchto poznatků navrhla a provedla experiment s proměnnou amplitudou a frekvencí mechanických vibrací. Připravené vzorky byly hodnoceny optickou mikroskopií a pomocí metalografických výbrusů. Pozitivně hodnotím zejména rozsah experimentální části, měření zrychlení při různých amplitudách, rozlišení malých a velkých pájecích plošek a snahu o vyhodnocení povrchových i vnitřních vad. Prezentační úroveň technické zprávy je dobrá. Práce má logickou strukturu, přiměřený rozsah a obsahuje velké množství snímků, grafů a dokumentaci experimentální aparatury. Práce s literaturou je odpovídající. Autorka využila odborné články, kvalifikační práce i zdroje zaměřené na pájené spoje, dutiny, ultrazvuk, kavitaci a mikrostrukturu pájecích slitin. Celkově se jedná o zdařilou experimentální bakalářskou práci s praktickým přínosem. Hlavní cíle zadání byly splněny, práce obsahuje rozsáhlou experimentální část a přináší zajímavé výsledky. Práci hodnotím známkou A s celkovým počtem bodu 95. Topics for thesis defence:
  1. 1) Jak bylo dosaženo stejného množství pájecí slitiny na experimentálních vzorcích?
  2. 2) Obsahovala pájecí slitina tavidlo? Jaký vliv může mít tavidlo obsažené v pájecí pastě na vznik dutin během přetavení?
Points proposed by reviewer: 95

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová