čeština

Student po absolvování předmětu:

1. Popíše moderní technologie využívané při realizaci elektronického hardware
2. Vysvětlí základní principy moderních elektronických součástek, od jejich výroby až po aplikace
3. Zvládá teoretické i praktické poznatky umožňující navrhovat a používat moderní komponenty elektronického hardware, pracovat s jejich parametry
4. Navrhuje hybridní integrované obvody a má schopnosti rozhodování o koncepci a konstrukci nových navrhovaných obvodů
5. Je schopen rozhodnout o uplatnění v návrhových, výrobních a servisních institucích v oblasti mikroelektroniky a elektrotechniky, a také získání prerekvizit pro další vědeckou práci

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia a platné přezkoušení pro kvalifikaci pracovníků pro samostatnou činnost (ve smyslu §6 Vyhlášky).dia.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, laboratoře a cvičení, včetně krátkého odborného překladu. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Přednášky

Návrhový seminář 8b. (návrh ANSYS a realizace HIO)

Laboratorní cvičení 32b. (zpracování laboratorních úloh + přezkoušení)

Písemka 10 x 5b. (10 otázek, koef. 5) – min. 25b. / max. 50b.


Ústní dozkoušení při dosažení min. 50 b. 0 - 10b.

Osnova přednášek (podle tříhodinových vyučovacích bloků):

0. O předmětu MMTE. Intel Keynotes IEMT
1. Úvod do konstrukce pouzdření mikrosystémů. Vývoj montážních technologií - současnost a výhledy do příštího století materiálového inženýrství ve vývoji nových generací řešení obvodových principů. Základní orientace v pouzdření moderních elektronických systémů. Keynote IEMT Intel.
2. Elektronický hardware – pouzdření a propojování elektronických obvodů a systémů. Substráty pro elektronické systémy. Polovodičové čipy a jejich připojování, pouzdření. Moderní typy pouzder – návrh, volba a parametry. Pouzdření a legislativa.
3. Inovační technologie pro konstrukci elektronických systémů na anorganických substrátech – HIO, HTCC, LTCC, specifika polymerní tlustovrstvé technologie a její aplikace v elektronice. Povrchová montáž – výrobní operace a technologické postupy (nanášení pájecích past a lepidel, pájení, osazování, testování). Inovační postupy v povrchové montáži. Testování povrchově montovaných obvodů.
4. Spoje v elektronice. Pájené, lepené a speciální spoje. Rozbor bezolovnatého pájení (přetavením, vlnou, selektivní, manuální). Vlastností pájených spojů a jejich spolehlivost. Srovnání s ostatními způsoby propojování (lepené spoje, mikrospoje). Kontrola spojů a jejich význam pro spolehlivost elektronických systémů.
5. Moderní součástky pro elektroniku – základ hardware. Pasivní součástky a jejich integrace. Obvody se soustředěnými a rozloženými parametry. Polovodičové čipy a jejich pouzdření. Holé čipy a Flip chip – jejich připojování do obvodu. Termokompresní a ultrazvukové kontaktování, připojování do pouzder a na substrát. Pouzdření na úrovni waferu – WLP.
6. Základy elektrického návrhu pouzder a tepelný management. Role spolehlivosti v pouzdření a role tepelného managementu. Modelování tepelných poměrů elektrických součástek, spojů a systémů s pomocí software ANSYS. Základní filozofie systémového pouzdření. SOP vs. SOC.
7. Nekonvenční aplikace I – senzory, zobrazovací jednotky, topné elementy, výkonové hybridní moduly a jejich základní aspekty návrhu.
8. Nekonvenční aplikace II – vrstvové mikrovlnné obvody, základy návrhu, princip a realizace. Antény pro čipové karty. Piezoelektrické aplikace a využití hybridních technologií v lékařství.
9. Manažerský pohled na řízení jakosti a spolehlivost – aplikace řízení jakosti v elektronických výrobách. Sběr a vyhodnocení dat, statistické nástroje. Faktorová analýza. Statistické řízení jakosti (SPC) a interaktivní analýza (IPO). Metoda 6 sigma a její použití ve výrobní praxi, Cp a Cpk.
10. Legislativa, EcoDesign a lidské zdraví - návrh mikrosystémů a životní prostředí, ECO-design jako nástroj pro návrh nových výrobků. Životní prostředí a zacházení s elektrotechnickými odpady, normy WEEE, RoHS a EuP.

Seznamit a naučit porozumnět budouci inzenyry novym špičkovým technologickým principům elektronickych obvodu, zarizeni a systemu (hardware) v takové míře, aby byli schopni se aktivně zapojit jak do činnosti ve výzkumných a výrobních subjektech, a také aby byli schopni navázat na pokračování v oblasti vědecké činnosti.

Teoretické cvičení – simulace v programu ANSYS při návrhu elektronických obvodů, proces montáže polovodičových čipů a moderních součástek – BGA, CSP, Flip Chip, WLP atd.
- aplikace ekologického návrhu nových výrobků

Laboratorní cvičení – návrh, realizace a testování moderních komponent:
1) Realizace hybridních integrovaných obvodů na bázi tlustých a tenkých vrstev (realizace pasivní TLV sítě s rezistory a jejich justování - testovací motiv). Měření vrstvového odporu – 4 bodová metoda, statistické vyhodnocení souboru dat.
2) Senzorika – využití TLV při realizaci senzorů, biosenzorů a nekonvenčních aplikací. LTCC a aplikace této technologie v moderních elektronických zařízeních.
3) Polovodičové čipy a jejich provedení, různé způsoby připojování do obvodu („wire bonding“,“flip chip“, TAB). Testování spojů a statistické vyhodnocování. Rebowling.
4) Povrchová montáž a pouzdření, modelování namáhání spojů a pouzder (ANSYS). Pájení přetavením (demonstrace pájení v parách, ručního pájení, IR-400). Měření teplotního profilu pájení různých pouzder a jejich opravy. Kontrola jakosti spojů – Ersascope, AOI).

Szendiuch, I. Technologie elektronických obvodů a systémů. 1 vyd. Brno: Nakladatelství VUTIUM, Brno, 2007. ISBN 80-214-3292-6 (CS)
Tummala, R.: Fundamentals of Microsystems Pacakaging, McGraw-Hill, New York, 2001, ISBN 0-07-137169- (EN)

Abel, M., Cimburek, V.: Bezolovnaté pájení v legislativě i praxi, ABE.TEC, Pardubice, 2005, ISBN 80-903597-0-1 (CS)
Charles A Harper : Handbook of thick film hybrid microelectronics, McGraw-Hill, New York, 1974, ISBN 0-07-026680-8 (EN)
Szendiuch,I.: Mikroelektronické montážní technologie, VUTIUM, 1997 (kniha) ISBN 80-214-0901-0 (CS)