čeština

V teoretické části kurzu získá student základní znalosti z fyziky polovodičů, jednotlivých polovodičových součástek (PN dioda, bipolární tranzistor, MOS a JFET tranzistor, MIS dioda) a je seznámen se základními principy jejich výroby. V praktické části si student osvojí své teoretické znalosti přímo v procesu výroby jednoduchých polovodičových struktur v čistých laboratorních prostorách.

Student po absolvování předmětu:
1. Vybaví si rozdělení a základní principy realizace polovodičových součástek
2. Porozumí a objasní si základní podstatu funkce polovodičových součástek a popíše jejich použití
3. Objasní realizační kroky v postupu výroby základních polovodičových součástek na experimentální činnosti v laboratoři
4. Vysvětlí postup navrhu integrovaných obvodů podle dílčích operací využívaných ve výrobě integrovaných obvodů a demonstruje příslušné technologické postupy
5. Zaujímá nebo podporuje stanovisko k vlastní možnosti uplatnění ve výrobních, servisních a návrhových institucích v oblasti polovodičových komponent, a rovněž rozvíjí základní prerekvizity pro magisterské studium

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Návrh HIO, záznamy z laboratoří a látka z přednášek


Bodové hodnocení:

- laboratoře 30 bodů
- návrh HIO 10 bodů
- písemná zkouška 40 bodů
- ústní dozkoušení 20 bodů

Osnova přednášek (podle tříhodinových vyučovacích bloků):
1) Současné trendy ve výrobě elektronických součástek, obvodů a systémů – pochopení pojmu technologická integrace. Vývoj montážních technologií - současnost a výhledy do příštího století (polovodičové čipy, propojování součástek a pouzdření). Význam materiálového inženýrství ve vývoji nových generací řešení obvodových principů. Základní orientace v materiálech používaných pro elektroniku, typy substrátů.
2) Polovodičové čipy ( provedení holý čip, Flip Chip a pouzdra CSP (Chip Scale Package). Kontaktování drátkovými spoji, TAB. Nové principy v provedení polovodičů, Wafer Level Packaging. Vývoj v oblasti realizace pamětí a mikroprocesorů.
3) Hybridní integrované obvody – princip a provedení. Aplikace v mikrovlnné technice, v automobilovém průmyslu a v dalších oblastech. Různé typy a možnosti provedení včetně typů pouzder.
4) Technologie LTCC a její aplikace v různých oblastech průmyslu.
5) Nekonvenční aplikace vrstvových technologií a hybridních integrovaných obvodů. Senzory a atenuátory, displeje a další použití (stínění, ohřev atd.). Chemické senzory a biosenzory, Fotovoltaika a fotovoltaické články.
6) Multičipové a multisubstrátové moduly – typy a provedení (jejich použití ve výpočetních systémech). Efektivita pouzdření a výpočetní výkon MIPS - význam pro konstrukci počítačů. Základní aspekty návrhu multičipových modulů.
7) Pouzdření a propojování. Základní filozofie systémového pouzdření. SOP vs. SOC, CSP. Pouzdření mikrovlnných integrovaných obvodů.
8) Tepelný management – Teorie přenosu tepla v elektrotechnických součástkách. Modelování chlazení elektrických součástek a systémů. Faktorová analýza vlastností součástek – Flip Chip.
9) Základy strategie návrhu a výroby integrovaných systémů. Řízení technologických procesů. Návrh statistického experimentu a modelování procesů. CIM – Computer Integrated Manufacturing. Filosofie elektrického testování.
10) TQM -Total Quality Management v procesu elektronických a elektrotechnických výrob. . Managerský přístup k organizaci výroby. Aplikace ve velkoseriových a maloseriových výrobách. Faktory a motivace. Manažerský přístup k volbě výrobních montážních technologií. Vliv parametrů zařízení a parametrů procesu na jakost (process window).
11) Statistické metody pro kontrolu kvality. Gaussovo, Weibullovo a Poissonovo rozdělení. Regulační diagramy, statistická přejímka, Paretova analýza a další. Statistické řízení jakosti (SPC) a interaktivní sledování (IPO). Indexy způsobilosti Cp a Cpk a metoda 6 sigma.
12) Jakost a kontrola kvality dle požadavků světových organizací. Eco-design a životní prostředí. Nástroje pro ekologický návrh. Legislativa a norma EuP.

Získat základní znalosti o moderních konstrukčních principech a metodách používaných při návrhu a realizaci elektronických a elektrotechnických obvodů a systémů s ohledem na produktivitu a jakost. Naučit se orientovat a komunikovat při rozhodování o použití moderních technologií jak při konstrukci nových obvodů, tak i při opravách a "upgrade". Nabýt schopnost vykonávat managerskou funkci, se zaměřením na elektrotechniku a elektroniku (pochopit zcela nové aspekty vyžadující nezbytné spojení různých disciplin interdisciplinární vzdělávání jako jeden ze současných světových megatrendů).

Teoretické cvičení – návrh topologie integrovaného obvodu se součástkami pro povrchovou montáž:
Vytvoření vlastního schéma elektronického obvodu, jeho návrh a převod do topologické podoby v uspořádání pro povrchovou montáž.

Laboratorní cvičení:
1) Návrhové systémy pro HIO /využití Eagle/, spolehlivost a jakost (základní aspekty pro
zajištění produktivity a spolehlivosti). Návrh vlastního obvodu v povrchové montáži.
2). Osazování součástek Fine Pitch a jejich pájení. Provádění oprav. Výrobní proces montáže moderních
součástek s kulovými vývody v povrchové montáži – BGA, CSP, Flip Chip.
3) Aplikace programu ANSYS při návrhu elektronických obvodů a systémů. Rebowling a vícesubstrátové
moduly
4) Technologie fotovoltaických článků. Měření vybraných parametrů.
5) Nekonvenční aplikace a senzory, konstrukce a využití - chemické senzory, biosenzory. Měření
charakteristik senzorů a jejich výroba

Szendiuch,I. :Mikroelektronické montážní technologie,VUTIUM VUT v Brně, 1997 (CS)