Detail předmětu
Montážní a propojovací technologie
FEKT-MMOTAk. rok: 2019/2020
Předmět se věnuje problematice montážních a propojovacích technologií s následujícími tématy.
Montážní spoje, druhy, metody vytvoření montážního spoje, vlastnosti. Úrovně propojení, montážní a propojovací struktury a sestavy. Organické a anorganické substráty. Technologické postupy výroby montážních a propojovacích struktur. Mikropojovací montážní struktury.
Technologie výroby montážních a propojovacích sestav. Povrchová montáž součástek. Typy pouzder a zásady manipulace. Pájecí pasty, lepidla, tavidla a jejich aplikace. Lepidla a technologie lepení. Pájecí procesy a technologie pájení a čištění. Strategie testování.
Vady montážních a propojovacích struktur a sestav a jejich příčiny.
Optimalizace výrobního procesu.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
definovat základní pojmy z oblasti montážních a propojovacích technologií a vysvětlit úrovně propojení montážních a propojovací struktur i sestav
popsat druhy a vysvětlit metody vytvoření montážního spoje. Popsat a vysvětlit faktory ovlivňující kvalitu montážního spoje
vysvětlit technologický postup výroby vícevrstvé desky s plošnými spoji i s mikropropoji. Dokáže popsat a vysvětlit jednotlivé výrobní operace
vysvětlit mechanismus vzniku lepeného spoje, vlastnosti i druhy fyzikálně tuhnoucích a chemicky vytvrzovaných adheziv
vysvětlit mechanismus vzniku pájeného spoje, požadavky na pájený spoj, techniky pájení, rozdíly mezi olovnatým a bezolovnatým pájeným spoje. Dokáže vysvětlit problematiku čištění montážních a propojovacích struktur a sestav
v technologickém rozboru dané DPS je student schopen zvolit vhodný technologický postup výroby desky s plošnými spoji, postup montáže součástek i použitý materiál DPS
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Zkouška je zaměřena na ověření znalostí v problematice montážních a propojovacích technologií. Na technologickém rozboru DPS prokazuje student schopnost zvolit odpovídající technologický postup montáže součástek a technologický postup realizace propojovací struktury včetně materiálových otázek.
Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Osnovy výuky
1. Montážní spoje, druhy, metody vytvoření montážního spoje, vlastnosti. Úrovně propojení, montážní a propojovací struktury a sestavy. Montáž součástek na DPS, technologické postupy. Organické základní materiály (ZM), druhy výztuže a pojiva, plátované základní materiály. Anorganické substráty keramické i kovové (IMS). Vlastnosti ZM elektrické, mechanické, tepelné a požadavky na ZM. Nové směry v základních materiálech.
2. Montážní a propojovací struktury. Subtraktivní a aditivní metody. Hlavní směry. Technologické postupy výroby dvouvrstvé a vícevrstvé desky plošných spojů (DPS), MID. Tuhé/pružné DPS – druhy, vlastnosti.
3. DPS s vysokou hustotou propojení (HDI). Realizace VVDPS s mikropropoji. Technologické možnosti a další trendy. 3D montážní a propojovací struktury a sestavy.
4. Chemie v montážním procesu, pájecí slitiny, tavidla, pájecí pasty. Konformní povlaky a vlastnosti.
5. Propojení 1. úrovně, techniky kontaktování a pouzdření. (doc. Szendiuch)
6. SMD součástky, vlastnosti a provedení, vývody součástek, pouzdra pro IO, pasivní součástky, elektromechanické prvky, pouzdra BGA, konstrukce. (ing. Šandera)
7. Lepený spoj, adheze a koheze, mechanismy vzniku lepeného spoje. Fyzikálně a chemicky vytvrzovaná adheziva, aplikace, vlastnosti.
8. Konstrukční lepidla, druhy a vlastnosti. Lepidla pro SMT. Aplikační technologie /sítotisk a šablonový tisk, dispenze/.
9. Pájený spoj, pájený spoj a jeho formování. Materiálové a procesní faktory. Spolehlivost pájeného spoje. Některé aspekty bezolovnatého pájení.
10. Techniky pájení, strojní pájení vlnou, pájení přetavením, ruční pájení. Vliv dusíkové atmosféry. Měření teplotních profilů a teplotní management.
11. Čištění montážních a propojovacích struktur a sestav. Technologické postupy. Čistící prostředky. Mikroemulzní čištění. Měření kontaminace montážních a propojovacích struktur a sestav. Defekty způsobené tavidlovými zbytky.
12. Mechanické montážní spoje, členění a vlastnosti. Optické propojovací systémy, výroba optických kabelů. (ing. Zatloukal)
13. Faktory ovlivňující kvalitu montážního procesu, metody optimalizace, DOE. AOI natisknuté pájecí pasty, osazení a zapájení, princip. Vady montážních a propojovacích struktur a sestav a jejich příčiny.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Normy ANSI/IPC-A-610 rev. E, rev F, The Institute for Electronic and Packaging Electronic Circuits, USA, ANSI/IPC-CM-770C a ANSI/IPC-SM-782 a normy ČSN EN dle doporučení (CS)
Starý,J.,Šandera,J.,Kahle P.:Plošné spoje a povrchová montáž, PC DIR-REAL Brno, 1999 (CS)
Wassink, R. J. K.:Manufacturing Techniques for Surface Mounted Assemblies,Electrochemical Publications Ltd, GB 1995 (EN)
Doporučená literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Organické základní materiály, vlastnosti elektrické, mechanické i tepelné. Nové směry v základních materiálech a požadavky. Základní materiály anorganické a jejich vlastnosti, porovnání s organickými
Montážní a propojovací struktury, druhy. Subtraktivní, semiaditivní a aditivní metody. Hlavní směry.
Technologické postupy výroby jednovrstvé, dvouvrstvé a vícevrstvé desky plošných spojů (DPS), MID. Mikropropojovací struktury. Technologické možnosti a další trendy
Montáž DPS vývodová , povrchová, kombinovaná. Technologické postupy. Nové směry v povrchové montáži součástek
Pájecí pasty, pájecí slitiny, lepidla, tavidla, konformní povlaky, pouzdřící hmoty
Aplikační technologie /sítotisk a šablonový tisk, dispenze/. Proces osazování SMD, osazovací automaty, principy, metody centrování součástek
SMD součástky, vlastnosti a provedení, vývody součástek, pouzdra pro IO, pasivní součástky, elektromechanické prvky, pouzdra BGA, konstrukce.
Pájení, metody pájení, pájený spoj a spolehlivost pájeného spoje. Strojní pájení vlnou, vliv dusíkové ochranné atmosféry. Ruční pájení, zásady
Pájení přetavením, metody, nucená konvekce a vliv dusíkové atmosféry. Měření teplotních profilů. Strategie testování. Testování neosazených a osazených DPS, kontrola kvality, kontrolní metody.
Opravy DPS, kontaktní a bezkontaktní metody demontáže a montáže součástek. Zásady a technika oprav. Požadavky na DPS dle IPC a českých norem, antistatická prevence
Faktory ovlivňující spolehlivost montážního procesu. Optimalizace výrobního procesu.
Vady montážních a propojovacích struktur a sestav a jejich příčiny.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Proces prototypové výroby dvouvrstvých desek plošných spojů na lince BUNGARD/PROTOCAD
Povrchová montáž součástek - tisk/dispenze pájecí pasty, zhotovení programu na poloutomatickém osazovacím zařízení, osazení SMD, pájení přetavením, kontrola kvality
Požadavky na kvalitu osazení a zapájení SMD
Kontaktní/bezkontaktní metody montáže/demontáže SMD
Typy pouzder, značení součástek, zásady antistatické prevence (interaktivní výukový program)