Detail předmětu
Moderní technologie elektronických obvodů a systémů
FEKT-MMTEAk. rok: 2019/2020
Předmět se zabývá popisem moderních mikroelektronických technologií a jimi realizovaných elektronických systémů, což lze charakterizovat jako oblast hardware. Klíčovým pojmem je pouzdření (packaging), jež bezprostředně souvisí s integrací polovodičových čipů do elektronických obvodů a systémů. To tvoří také základní stavební kámen hardware, jenž je určující pro výsledné elektrické parametry. Jsou popsány základní technologie pro výrobu součástek, obvodů a funkčních bloků, jež jsou používány pro konstrukci moderních elektronických systémů. Cílem je získat přehled o principech moderních součástek, a také o jejich použití, včetně základních integračních principů. Základem moderních elektronických systémů jsou jak samotné součástky, tak procesní technologie používané propojování a pouzdření (Multi Chip Modules, Chip Scale Packages, Flip-chips, Low Temperature Cofired Ceramics). Jsou popsány a v laboratořích ukázány dílčí výrobní procesy (povrchová montáž, hybridní integrované obvody, moderní způsoby pájení a propojování apod.), jež jsou aplikovány pro moderní mikroelektroniku.
Základním posláním je získání znalostí pro rozhodování o návrhu, výrobě a konstrukci moderních elektronických obvodů a systémů, jež velmi úzce souvisí s technologickou integrací. Pojem technologie se dnes stává módou, aniž si mnozí uvědomují, co vše tento pojem v moderní elektronice skrývá. Proto je tato látka určena pro všechny elektrotechnické inženýry bez rozdílu jaké je jejich zaměření či specializace.
Celá látka je zakomponována do rámce pochopení základního manažerského přístupu, jenž je nezbytný pro vedení a organizaci pracovního kolektivu, ať už výzkumného, vývojového nebo výrobního. Proto je látka také zastřešena nezbytnými pasážemi týkajícími se oblastí managementu jakosti a životního prostředí v souladu s mezinárodními požadavky stanovenými normami ISO, EN, RoHS, WEEE, EuP a příslušnou certifikaci, nevyjímaje značení CE a související audity.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení 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
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Návrh HIO: 8b
Písemná a ústní zkouška: 80b
Zkouška z předmětu bude probíhat prezenčně i distančně.
Osnovy výuky
1. Úvod do konstrukce a technologie elektrických obvodů (pouzdření a propojování)
2. Tlusovrstvá technologie I - (materiály)
3. Tlusovrstvá technologie II - (procesy)
4. Vakuové technologie a hromadné operace na čipech
5. Montáž a kontaktování polovodičových čipů, pouzdření
6. ESD - Electrostatic discharge
7. Moderní elektronická pouzdra QFN a BGA
8. Legislativa, EcoDesign a lidské zdraví
9. Jakost a spolehlivost v elektrotechnice
10. Praktický pohled na opravy elektronických sestav
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
1. Návrh hybridního integrovaného obvodu
2. Realizace hybridního integrovaného obvodu
3. Pouzdření a propojování mikroelektronických struktur
4. Pájení složitějších elektronických pouzder
5. Výroba LTCC struktur
Základní literatura
Tummala, R.: Fundamentals of Microsystems Pacakaging, McGraw-Hill, New York, 2001, ISBN 0-07-137169- (EN)
Doporučená literatura
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)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Polovodičové čipy ( provedení holý čip, Flip Chip a pod.) a jejich kontaktování (ultrazvuk a termokomprese) a pouzdření
Hybridní integrované obvody na keramickych substratech
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Interaktivní návrh HIO (+ návrh vlastního obvodu), rozdíly v pojetí vrstvových obvodů vs. povrchová montáž
Sítotisk a výpal tlustých vrstev, dostavování rezistorů (statistické vyhodnocení)
Montáž polovodičových čipů (ultrazvuk), moderní typy FlipChip, MCM
Povrchová montáž součástek a provádění oprav, moderní konstrukce pouzder
Senzory a jejich aplikace, využití a konstrukce chemických senzorů, biosenzory
Systémy pro řízení výrob, demo verze SPC a IS
Elearning