search query: @keyword polymer / total: 26
reference: 10 / 26
« previous | next »
Author:Pakkanen, Sari
Title:Kapasitiivisen polymeeriohutkalvokosteusanturin juotoskestävyys
Solder resistance of the polymer thin film based capacitive humidity sensor
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:vii + 84 s. + liitt. 18      Language:   fin
Department/School:Kemian laitos
Main subject:Epäorgaaninen kemia   (Kem-35)
Supervisor:Kulmala, Sakari
Instructor:Stor-Pellinen, Jyrki
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  1940   | Archive
Keywords:humidity sensor
polymer
glass transition
lead-free
soldering
kosteusanturi
polymeeri
lasipiste
lyijytön
juottaminen
Abstract (eng): This thesis examined the suitability of lead-free soldering as a connecting method for a polymer thin film based capacitive humidity sensor.
Soldering temperatures of lead-free solders exceed the glass transition temperature (Tg) of the polymer, which can cause changes in the structure of the polymer and in the operation of the sensor.
The thesis was limited in scope to the study of the suitability of the polymer to the lead-free process.
The quality of a lead-free solder joint itself was left out of the scope.

The theory part of this thesis focused on phenomena that take place close to the Tg of the polymer such as phase transitions, thermal degradation, oxidation and crystallization.
Research methods most suitable for studying thin films and the above-mentioned phenomena were chosen for this study.
Polarization microscopy, ellipsometry and positron annihilation spectroscopy were adopted to study the physical structure of the polymer.
The operation of the sensor was investigated by testing its response time, chemical resistance, hysteresis, drift and sensitivity.
Heat-treated polymer thin films and humidity sensors were selected as samples for the research.
Heat treatment was used to simulate soldering profile of a lead-free and a leaded solder.

No changes were found in the physical structure of the polymer.
Still, the operation of the sensor was seen to change when it had been exposed to high temperatures.
The response time of the sensor increased with respect to the exposure temperature.
Also sensors that have been exposed to temperatures higher than Tg were more sensitive to chemicals than those exposed to low temperatures.
The operation tests of the sensor also revealed that sensitivity, dry capacitance, offset and hysteresis of the sensor increase in high temperatures.

Based on the results of this study, a lead-free soldering is not a suitable connection method for the humidity sensor.
The changes that were detected in the response time test were so small that they would not be a restraint for using the lead-free process, nor is increased sensitivity to chemicals, as the sensor can be cleaned from impurities.
The substantial increase in hysteresis and offset has such a significant effect on the operation of the sensor that the lead-free soldering cannot be applied as a connection method for the polymer thin film based capacitive humidity sensor.
Abstract (fin): Työssä tutkittiin soveltuuko lyijytön juotosprosessi kapasitiivinen polymeeriohutkalvokosteusanturin liitosprosessiksi.
Lyijyttömien juoteaineiden korkeat juotoslämpötilat ylittävät polymeerin lasipisteen, mikä voi aiheuttaa muutoksia polymeerin rakenteeseen ja siten kosteusanturin toimintaan.
Tutkimus rajattiin koskemaan polymeerin soveltuvuutta lyijyttömälle liitosprosessille.
Syntyvää juotosliitosta ei tarkasteltu.

Työn teoriaosiossa keskityttiin polymeerin lasipisteen ympärillä tapahtuviin ilmiöihin. kuten faasimuutoksiin. termiseen hapettumiseen ja -rappeutumiseen sekä kiteytymiseen.
Tutkimusmenetelmiksi valittiin parhaiten ohutkalvojen ja yllä mainittujen ilmiöiden tutkimiseen soveltuvat menetelmät.
Polymeerin fysikaalisen rakenteen tutkimusmenetelminä käytettiin polarisaatiomikroskopiaa. ellipsometriaa sekä positroniannihilaatiospektroskopiaa.
Kosteusanturin toimintaa tutkittiin vasteaika-. kemikaalialtistus- sekä ryömintä-. hystereesi- ja dynamiikka (RHD) -testillä.
Näytteinä tutkimuksissa käytettiin lämpökäsiteltyjä polymeeriohutkalvoja sekä kosteusantureita.
Lämpökäsittelyillä simuloitiin lyijyttömän ja lyijyllisen juoteaineen juotosprofiilia.

Polarisaatiomikroskopia-. ellipsometria- ja positroniannihilaatiospektroskopiamittausten perusteella polymeerin fysikaalisessa rakenteessa ei tapahdu muutoksia.
Vasteaika-. kemikaalialtistus ja RHD-testin perusteella kosteusanturin toiminta muuttuu, kun anturi on käynyt polymeerin lasipisteen ylittävässä lämpötilassa.
Anturin vasteaika muuttuu siten, että mitä korkeammassa lämpötilassa se on käynyt, sitä hitaampi se on.
Lasipisteen ylittävässä lämpötilassa käyneet anturit ovat myös herkempiä kemikaaleille kuin ei-lasipisteen ylittäneet anturit.
RHD-testissä havaittiin anturin dynamiikan, kuivakapasitanssin, siirtymän ja hystereesin kasvavan, kun anturit altistettiin korkeille lämpötiloille.

Työn tulosten perusteella lyijytön juotosprosessi ei sovellu kapasitiivisen polymeeriohutkalvokosteusanturin liitosprosessiksi.
Vasteaikatestissä havaitut muutokset olivat niin pieniä, etteivät ne ole este lyijyttömälle prosessille.
Kemikaaliherkkyyskään ei ole este, koska anturi saadaan puhdistettua kemikaaleista.
Hystereesin ja siirtymän huomattava kasvu taas vaikuttaa niin merkittävästi anturin toimintaan, ettei lyijytöntä juotosprosessia voida käyttää kapasitiivisen polymeeriohutkalvokosteusanturin liitosprosessina.
ED:2012-06-25
INSSI record number: 44725
+ add basket
« previous | next »
INSSI