Optimization of process parameters in lead-free solder jet bonding using laser to increase the shear strength of solder joint in HGA

การกำหนดค่าที่เหมาะสมของพารามิเตอร์ในกระบวนการเชื่อมวงจรด้วยโลหะบัดกรีชนิดไม่มีตะกั่วโดยใช้แสงเลเซอร์เพื่อเพิ่มความสามารถในการทนต่อแรงเฉือนของแนวเชื่อมในชุดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์

Name: Jakawat Deeying

LCSH: Parameter estimation

LCSH: Solder pastes

LCSH: Lasers

LCSH: Shear (Mechanics)

LCSH: Metals -- Weldability

Abstract: This paper aims to investigate the effect of laser solder jet bonding parameters to the solder joints in Head Gimbal Assemblies. Laser solder jet bonding utilizes Laser energy source directed through a fiber laser to melt a solder ball in a capillary prior to ejection. The molten solder is transferred/expelled to two bonding pads by nitrogen gas. The response surface methodology is used to investigate the effects of laser energy, wait time, nitrogen gas pressure, and focal position on the shear strength of solder joints. Also change to the change of pitch static attitude (PSA) must be controlled minimizing the change. The response surface methodology is employed to establish the reliable mathematical relationships between the laser soldering parameters and desired responses. Then, multi-objective optimization is conducted to determine the optimal process parameters that can enhance the joint shear strength and minimize the change of PSA. The validation test confirms that the predicted value has good agreement with the actual value.

Abstract: งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการศึกษาหาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในกระบวนการเชื่อมวงจรด้วยโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วในการประกอบชุดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์การเชื่อมวงจรด้วยโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วโดยใช้พลังงานเลเซอร์ส่งผ่านไปยังไฟเบอร์เลเซอร์ (Fiber Laser) เพื่อทำการหลอมละลายโลหะบัดกรีชนิดลูกบอลในแคปปิลารี่ (Capillary) ก่อนที่จะถูกผลักออก จากนั้นโลหะบัดกรีที่ถูกหลอมละลายจะถูกผลักออกจากแคปปิลารี่ไปยังขาวงจรทั้ง 2 ข้าง โดยใช้ก๊าซไนโตรเจน (Nitrogen Gas) วิธีการพื้นผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology) ได้ถูกใช้ในการวิเคราะห์ผลกระทบของพลังงานเลเซอร์ (Laser Energy) เวลาในการปล่อยแสงเลเซอร์ (Wait Time) ความด้นของก๊าซไนโตรเจน (Nitrogen Gas Pressure) และระยะโฟกัสของเลเซอร์ (Focal Position) ต่อการทนความต้านทานแรงเฉือนในแนวเชื่อมโลหะบัดกรีและต้องมีการเปลี่ยนแปลงค่ามุมที่เกิดจากการเชื่อม (Pitch Static Attitude) น้อยที่สุด วิธีการพื้นผิวตอบสนองถูกนำมาใช้เพื่อหาความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่เชื่อถือได้ระหว่างพารามิเตอร์ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์และค่าตอบสนองที่ต้องการ การหาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมแบบหลายวัตถุประสงค์ (Multi-objective Optimization) จะถูกใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุด ของกระบวนการ ซึ่งสามารถเพิ่มกำลังรับแรงเฉือนและลดการเปลี่ยนแปลงของค่ามุมที่เกิดจากการเชื่อมให้น้อยที่สุด การตรวจสอบจากการทดสอบยืนยันว่าค่าพยากรณ์นั้นมีความแม่นยำเปรียบเทียบกับค่าจริง

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: BANGKOK

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Krisada Asawarungsaengkul

Role: dissert advisors

Email : krisada.a@eng.kmutnb.ac.th

Created: 2019

Modified: 2566-11-17

Issued: 2021-04-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Industrial Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B17502287.pdf	8.68 MB

ใช้เวลา

0.03199 วินาที