Exam text content

 

Tehtävä 3.
Pohdi millaisia sidoksia muodostavat seuraavat atomit ja molekyylit yksin tai keskenään. Millainen
materiaali tuloksena muodostuu? Mitä voi päätellä materiaalin ominaisuuksista pelkästään sen
muodostavien sidoksien pohjalta? Perustele

A) Magnesium, Mg (järjestysluku 12, ryhmä 11)

B) Hiili, C (järjestysluku 6, ryhmä IV)

C) Kalium, K (järjestysluku 19, ryhmä I) ja Happi, O (järjestysluku 8, ryhmä VI)

nn
D) Polyeteeni = a
H H

Tehtävä 4. (6p)
a) Mitä ovat n- ja p-tyypin puolijohteet? Millainen rakenne niillä on ja miten se vaikuttaa
materiaalin johtavuuteen?
b) Vertaile keraami- ja muovimateriaalien tyypillisiä omaisuuksia toisiinsa elektroniikan
sovellusten kannalta.

Tehtävä 5. (6p)
Tavoitteena on suunnitella sensorikomponentti. Käytössä on alla olevan taulukon materiaaleja
(koht. = kohtalainen).

a) Sensorin alustaksi tarvitaan eristävä materiaali, joka on erittäin vakaa valmistusolosuhteissa
noin 550*C. Sensori itsessään valmistetaan painamalla tälle alustalle.

b) Lisäksi tarvitaan materiaali, josta liitosalueet sensorille valmistetaan. Tämä materiaalin
pitäisi johtaa erittäin hyvin sähköä ja myös kestää hyvin valmistuslämpötila. Materiaali ei
saisi hapettua helposti.

c) Sensori liitetään joustavalle alustalle. Sen pitäisi kestää jatkuvaa taivutusta ja kestää noin
250*C:een liitoslämpötila. (alustan eristemateriaali)

d) Lopuksi sensori valetaan suojamateriaaliin, joka kovetetaan noin 150*C:ssa.

Valitse materiaalit taulukosta kohtiin a-d. Perustele vastauksesi hyvin. Mieti mikä materiaali voisi
oikeasti olla kyseessä.

 

    
 

 

Materiaalin nimi

 
  

Kimmomoduuli / Gpa

 
 

Virumisen kesto

 
  

Väsymisen kesto

Korroosion kesto

 
    
 

Kovuus

Dielektrisyysvakio

    
     

Johtavuus / (0cm)' 4,26*10? | 3,77*105

      

 

CTE /10*K"'

 

 

 

 

 

 

 

 
 

ELE-4200 Elektroniikan materiaalit

Tentti 13.12.2012 / Laura Frisk
Oman laskimen käyttö tentissä sallittu

Tehtävä 1. (12 p) i >

Määrittele seuraavat termit lyhyesti. Vastauksen ohjepituus 2-. 4 lausetta. Voit myös halutessasi
piirtää kuvan selventämään. S
Lasisiirtymälämpötila Te aani
Koheesiovoima

GaAs

Amorfinen rakenne

FR-4

Metallien välinen yhdiste

eaa s US

Tehtävä 2. (6p)
Alla on kuvattuna tinan ja vismutin välinen tasapainopiirros.

Temperature/*C
sn ssa

 

 

 

 

 

 

 

- T T s TI NISA. = 1 s T -
10 20 ! ad 40 44 50 60 70 80 90 100
Bi K Weight % Sn = 89% Sn

a) Tutkitaan seosta, jonka koostumusta ei tunneta. Huomataan, että seokseen alkaa muodostua

kiteitä noin 200*C:ssa. Mikä on seoksen koostumus? Miksi?

b) Käytössä on myös eutektinen seos. Mitä faaseja tällä seoksella on läsnä ja mitkä ovat niiden

koostumukset, kun seoksen lämpötila on 175 *C ja 100 *C.

c) Sovellukseen on valittavissa kolme juotetta alla olevan taulukon mukaisesti. Mikä kannattaa

valita? Miksi?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Koostumus Hinta
A Bi 80%, Sn 20% Korkea
B Bi 60%, Sn 40% Kohtalainen
c Bi 20%, Sn 80% Pieni