Intermetallic layer formation and influence in solder joints reliability

Dissertação de mestrado integrado em Materials Engineering

Bateria de lítio em filme fino: fabrico e caracterização do cátodo em substrato flexível

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

La paletina: un pinzell pla i prim

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. L’origen de l’autora és la Sénia, un poble d'uns 6000 habitants de la província de Tarragona, on, tot i el predomini actual de la fabricació de mobles, les primeres mostres d'industrialització foren el paper i els pinzells. L’arrelament de la indústria pinzellera de la seva família, ha estat el motiu que l’ha portat a desenvolupar aquest treball sobre la paletina, un tipus de pinzell. L'objectiu del treball ha estat dissenyar un model de paletina, a partir de proves pràctiques i d'estudis estadístics sobre quins són els components més adients. En primer lloc, es fa una descripció detallada dels components de la paletina. A continuació, s’estudia el seu procés de fabricació, primer des del punt de vista manual i després d'acord amb els procediments moderns. Finalment, a partir d'un experiment i amb el corresponent estudi estadístic, s’arriba a una nova proposta de paletina amb unes condicions òptimes de qualitat i rendiment. A més també es descriu el procés de fabricació de la paletina que es duia a terme uns cinquanta anys enrere i es pot valorar, així, tant el mèrit del procés en aquella època com també l'evolució tecnològica que s'ha dut a terme fins al moment.

Sähkökoneen staattorikäämityksen kehittäminen

Tämä insinöörityö tehtiin ABB:n Pitäjänmäen konetehtaalle Tahtikoneet-tulosyksikölle. Työssä tutkittiin mahdollisuuksia valmistaa murtovakovyyhtejä kestomagneettituuligeneraattoreihin, joissa vakoluku on alle yhden. Työ tehtiin tutustumalla aluksi Pitäjänmäen konetehtaan käytössä oleviin vyyhden valmistus- ja käämintämenetelmiin. Lisäksi tutkittiin erilaisia mahdollisia murtovakovyyhden valmistusmenetelmiä, joista lupaavimpia myös kokeiltiin. Saatujen kokemusten pohjalta valittiin vyyhden valmistusmenetelmä, jonka mukaan valmistettiin koe-erä. Koe-erälle suoritettiin mittauksia, joilla varmistettiin niiden sähköinen kestävyys Työn tuloksena valitulla valmistusmenetelmällä valmistettiin vyyhdet prototyyppi tuuligeneraattorin.

Residual thermomechanical stresses in thinned-chip assemblies

A new technology for the three-dimensional (3-D) stacking of very thin chips on a substrate is currently under development within the ultrathin chip stacking (UTCS) Esprit Project 24910. In this work, we present the first-level UTCS structure and the analysis of the thermomechanical stresses produced by the manufacturing process. Chips are thinned up to 10 or 15 m. We discuss potentially critical points at the edges of the chips, the suppression of delamination problems of the peripheral dielectric matrix and produce a comparative study of several technological choices for the design of metallic interconnect structures. The purpose of these calculations is to give inputs for the definition of design rules for this technology. We have therefore undertaken a programme that analyzes the influence of sundry design parameters and alternative development options. Numerical analyses are based on the finite element method.

Use of information on the manufacture of samples for the optical characterization of multilayers through a global optimization

We present a procedure for the optical characterization of thin-film stacks from spectrophotometric data. The procedure overcomes the intrinsic limitations arising in the numerical determination of manyparameters from reflectance or transmittance spectra measurements. The key point is to use all theinformation available from the manufacturing process in a single global optimization process. The method is illustrated by a case study of solgel applications.

IL-17F co-expression improves cell growth characteristics and enhances recombinant protein production during CHO cell line engineering.

The generation of a high productivity cell line is a critical step in the production of a therapeutic protein. Many innovative engineering strategies have been devised in order to maximize the expression rate of production cells for increased process efficiency. Less effort has focused on improvements to the cell line generation process, which is typically long and laborious when using mammalian cells. Based on unexpected findings when generating stable CHO cell lines expressing human IL-17F, we studied the benefit of expressing this protein during the establishment of production cell lines. We demonstrate that IL-17F expression enhances the rate of selection and overall number of selected cell lines as well as their transgene expression levels. We also show that this benefit is observed with different parental CHO cell lines and selection systems. Furthermore, IL-17F expression improves the efficiency of cell line subcloning processes. IL-17F can therefore be exploited in a standard manufacturing process to obtain higher productivity clones in a reduced time frame.

Surface reconstruction from microscopic images in optical lithography.

This paper presents a method to reconstruct 3D surfaces of silicon wafers from 2D images of printed circuits taken with a scanning electron microscope. Our reconstruction method combines the physical model of the optical acquisition system with prior knowledge about the shapes of the patterns in the circuit; the result is a shape-from-shading technique with a shape prior. The reconstruction of the surface is formulated as an optimization problem with an objective functional that combines a data-fidelity term on the microscopic image with two prior terms on the surface. The data term models the acquisition system through the irradiance equation characteristic of the microscope; the first prior is a smoothness penalty on the reconstructed surface, and the second prior constrains the shape of the surface to agree with the expected shape of the pattern in the circuit. In order to account for the variability of the manufacturing process, this second prior includes a deformation field that allows a nonlinear elastic deformation between the expected pattern and the reconstructed surface. As a result, the minimization problem has two unknowns, and the reconstruction method provides two outputs: 1) a reconstructed surface and 2) a deformation field. The reconstructed surface is derived from the shading observed in the image and the prior knowledge about the pattern in the circuit, while the deformation field produces a mapping between the expected shape and the reconstructed surface that provides a measure of deviation between the circuit design models and the real manufacturing process.

DFMA- Analysis and Aspects of Applying Internet Based Collaborative Design for Axial Eccentric Oil-Pump Design

The integrated system of design for manufacturing and assembly (DFMA) and internet based collaborative design are presented to support product design, manufacturing process, and assembly planning for axial eccentric oil-pump design. The presented system manages and schedules group oriented collaborative activities. The design guidelines of internet based collaborative design & DFMA are expressed. The components and the manufacturing stages of axial eccentric oil-pump are expressed in detail. The file formats of the presented system include the data types of collaborative design of the product, assembly design, assembly planning and assembly system design. Product design and assembly planning can be operated synchronously and intelligently and they are integrated under the condition of internet based collaborative design and DFMA. The technologies of collaborative modelling, collaborative manufacturing, and internet based collaborative assembly for the specific pump construction are developed. A seven-security level is presented to ensure the security of the internet based collaborative design system.

Biotechnology in Lausanne: the Rh D project.

Hemolytic disease of the newborn is an often fatal condition of some newborn babies due to the immunogenicity of their Rh D positive erythrocytes in the Rh D negative mother. This condition can be prevented by injecting anti-Rh D antibodies. The current source of these antibodies is blood from immunized human donors. In order to avoid problems with limited supply and donor safety, the Rh D project was set up to develop recombinant monoclonal anti-Rh D antibodies as a possible replacement. In a multidisciplinary collaboration between the Zentrallaboratorium Blutspendedienst (ZlB) of the Swiss Red Cross, the Center of Biotechnology of the University and the EPFL (CBUE), and the Institute of Chemical and Biochemical Engineering (EPFl), co-funded by the Swiss National Science Foundation and ZLB, a candidate monoclonal anti-Rh D antibody has been selected, expressed in CHO cells, and a manufacturing process for large-scale production has been developed.

The influence ofvariable amplitude loading on the fatigue strength of rhs corners

Rectangular hollow section (RHS) members are components widely used in engineering applications because of their good-looking, good properties in engineering areas and inexpensive cost comparing to members with other sections. The increasing use of RHS in load bearing structures makes it necessary to analyze the fatigue behavior of the RHS members. In this thesis, concentration will be given to the fatigue behavior of the RHS members under variable amplitude pure torsional loading. For the RHS members, failure will normally occur in the corner region if the welded regions are under full penetration. This is because of the complicated stress components' distributions at the RHScorners, where all of three fracture mechanics modes will happen. Mode I is mainly caused by the residual stresses that caused by the manufacturing process. Modes II and III are caused by the applied torsional loading. Stress based Findleymodel is also used to analyze the stress components. Constant amplitude fatigue tests have been done as well as variable amplitude fatigue tests. The specimens under variable amplitude loading gave longer fatigue lives than those under constant amplitude loading. Results from tests show an S-N curvewith slope around 5.

Harvennusmännyn soveltuvuus liimalevyn raaka-aineeksi

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää harvennusmännynsoveltuvuutta liimalevyn raaka-aineeksi. Lähtökohtana olivat myös väittämät, joiden mukaan mustat oksat ja sydänpuun kiemurtelu aiheuttavat laatuongelmia harvennusmännyn tyviosassa. Tutkimuksen teoreettisessa viitekehyksessä kuvattiin puun koko jalostusketju raaka-aineesta lopputuotteeksi sisältäen kuvaukset harvennuspuun raaka-aineominaisuuksista, sahauksesta ja kuivauksesta sekä liimalevyn valmistuksesta. Tutkimusongelman selvittämiseksi laskettiin leimikosta lankeavan harvennuspuun kokonaiskertymä ja liimalevyn valmistukseen soveltuvan sahatavaran saanto ja laatu sekä niihin vaikuttavat tekijät tuotannon eri vaiheissa. Tutkimustulosten mukaan harvennushakkuun kokonaiskertymästä sahaukseen kelpaavaa raaka-ainetta oli noin puolet. Sahaukseen kelpaamattomien runkojen yleisimmät vikaisuudet olivat muotoviat. Sahauksen keskimääräinen käyttösuhde oli 2,31 k-m3/m3 . Liimalevyn valmistukseen kelpaavaa sahatavaraasaatiin 81,97 %. Liimalevyn valmistukseen kelpaamattomien sahatavarakappaleidensuurimmat vikaisuudet olivat halkeamat ja sydänjuovan kiemurtelu. Mustat oksat olivat pieniä eivätkä ne aiheuttaneet laadun alenemisia harvennuspuun tyviosassa. Tutkimuksen perusteella voidaan tehdä johtopäätös, jonka mukaan harvennusmäntysoveltuu hyvin+ liimalevyn raaka-aineeksi.

Kylmämuokatun austeniittisen ruostumattoman teräsputkipalkin hitsaus

Diplomityön tavoitteena on selvittää kylmälujitetusta austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä valmistettavan putkipalkin pituussuunnassa hitsaamalla tapahtuvaa valmistusta. Työssä tarkastellaan eri hitsausprosessien lämmöntuonnin ja putkipalkin kylmämuovaamalla tapahtuvan valmistuksen ja hitsin jälkikäsittelynvaikutuksia putkipalkin pituushitsin mekaanisiin ominaisuuksiin. Teoriaosassa on perehdytty austeniittisen ruostumattoman teräksen hitsaukseen, kylmämuokkaamalla lujitetun teräksen käyttäytymiseen hitsauksessa, monipoltinkaari-, TIG-suurtaajuuspulssi- ja kaariavusteiseen laserhitsaukseen. Kokeellisessa osassaon suoritettu koehitsauksia edellä mainituilla menetelmillä kylmälujitetulle austeniittiselle ruostumattomalle teräkselle ja suoritettu saatujen koehitsien mekaanisien ominaisuuksien arviointia. Saatujen koetulosten perusteella ontodettu, että huolimatta hitsauksen lämmöntuonnin kylmämuokatun teräksen lujuusarvoja alentavasta vaikutuksesta on mahdollista valmistaa hitsin osalta perusaineen lujuusluokituksen täyttäviä putkipalkkeja. Tämä johtuu putkipalkin kylmämuovaamalla tapahtuvan valmistuksen ja hitsin jälkikäsittelyn hitsauksessa pehmentyneen vyöhykkeen lujuusarvoja takaisin perusaineen tasolle palauttavasta vaikutuksesta.

Taloudellinen ja läpimenoajaltaan lyhyt ruiskupuristusmuotin valmistusprosessi

Tämän diplomityön tavoitteena oli löytää Perlos Tools Joensuun tehtaalle sopiva taloudellinen ja läpimenoajaltaan lyhyt ruiskupuristusmuotin valmistusprosessi. Kirjallisuusosiossa tarkastellaan valmistuksen prosessimalleja, esitellään tärkeimmät muotinvalmistuksen menetelmät, sekä nykytilan ja tulevaisuuden haasteet. Lisäksi tarkastellaan muotinvalmistuksen työajan ja kulujen jakaantumista, tärkeimpiä investointilaskelmia, sekä investointien perustelemista simulointien avulla. Tutkimusosiossa simuloidaan erilaisia prosessimalleja, selvitetään valmistusmenetelmienja koneiden vaikutusta muotinvalmistuksen läpimenoaikaan, sekä lasketaan investointien ja valmistuskoneiden vaikutukset takaisinmaksuaikoihin. Simulaation tavoitteena on asiaankuuluvien mallien, sopivien kysymysten sekä prosessimallien kehittämisen kautta tuottaa analysoitua informaatiota päätöksenteon tueksi. Tutkimustulosten perusteella ruiskupuristusmuotin valmistusprosessi on optimoitu. Optimoinnin tuloksena tarkasteltavalla yrityksellä on käytössään taloudellinen ja läpimenoajaltaan lyhyt ruiskupuristusmuotin valmistusprosessi.

Teknisten tuoteominaisuuksien todentaminen suomalaisessa huonekaluteollisuudessa

Työn tavoitteena oli saada kokonaiskuva, missä määrinja kuinka suomalainen huonekaluala hyödyntää huonekalutestaustoiminnan tuloksiatämän hetkisessä liiketoiminnassa sekä kuinka testaustuloksia tullaan hyödyntämään tulevaisuuden liiketoiminnassa. Lisäksi kartoitettiin, tarvitaanko Suomessa akkreditoitua huonekalutestauslaboratoriota. Työn teoriaosassa käsitellään suomalaisen huonekaluteollisuuden tämän hetkistä tilannetta, huonekalutestauksen syitä sekä tuotelaadun ja laatukustannusten vaikutuksia yrityksen toimintaan. Teoriaosassa pohditaan myös testauksen ja laadun välisiä vuorovaikutuksia sekä niiden vaikutuksia tuotteen välittömiin ja välillisiin kustannuksiin. Käytännön osassa päädyttiin mm. seuraaviin johtopäätöksiin. Tällä hetkellä huonekalutestauksia teettävät lähinnä liikevaihdoltaan isoimmat yritykset. Vientikauppa mahdollistaa suuret liikevaihdot ja yhtenä edellytyksenä vientikaupalle on testatut tuotteet. Vientikauppaa tekevistä yrityksistä lähes 80 % testasi tuotteitaan. Testauksia tekevät yritykset hyödyntävät testaustuloksia koko tuotantoprosessin läpi aina tuotekehityksestä markkinointiin. Tulevaisuuden testaustarpeet eivät juuri eroa tämän hetken tarpeista, joskin testausten määrän odotetaan lisääntyvän. Yritykset kokevat tärkeänä akkreditoidun huonekalutestauslaboratorion olemassa olon Suomessa.