čeština

Základní znalosti a orientace v návrhu a konstrukci elektronických obvodů, zařízení a systémů.

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

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

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

1) Význam mikroelektronických technologií, technologická integrace, základy a typy elektronických výrob, megatrendy současného vývoje v elektronice, základní složky mikroelektroniky a jejich cíle. 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).
2) Pasivní součástky pro mikroelektroniku – diskrétní, integrované, sdružené a násobné. Základy pasivních součástek a jejich fyzikální představitelé. Parametry, jejich posuzování a výběr. Vývojové trendy a specifika použití.
3) Substráty používané v mikroelektronice – křemík, keramika a organické materiály. Parametry, vlastnosti a použití. Polymerní materiály a jejich aplikace při výrobě mikroelektronických systémů. Materiály pro mikroelektroniku a základy materiálového inženýrství.
4) Vrstvové integrované obvody – tlusté vrstvy, cermetové a polymerní. Význam v realizaci pasivních sítí – parametry a vlastnosti (trimování rezistorů). Princip sítotisku jako nevakuového způsobu vytváření tlustých vrstev. Vrstvový odpor a základní parametry. Aplikace v různých průmyslových oblastech.
5) Vrstvové integrované obvody – tenké vrstvy. Vakuové fyzikální depoziční metody pro vytváření tenkých vrstev, vakuové napařování a naprašování. Význam v realizaci pasivních sítí – parametry a vlastnosti. Základní aspekty návrhu pasivních sítí.
6) Polovodičové čipy, jejich kontaktování a pouzdření – různé způsoby a principy. Základy výroby polovodičových čipů – koncentrační profily, bipolární a unipolární obvody. Význam a vývoj litografie. Perspektivní polovodičové struktury – TTL, CMOS, BIFET, BiCMOS. Vývoj v oblasti realizace pamětí a mikroprocesorů.
7) Spoje v mikroelektronice a spolehlivost. Pájení - principy, faktory a parametry. Pájitelnost a smáčivosti povrchů, techniky a teplotní profily různých typů pájení. Pájky olovnaté a bezolovnaté - volba a parametry. Normy WEEE a RoHS. Struktura pájených spojů. Vliv pájených spojů na spolehlivost elektronických systémů.
8) Povrchová montáž. Součástková základna, pouzdra s páskovými, kulovými a plošnými vývody (SOT, SOIC, CC, LCC, BGA apod.). Vývoj v pouzdření, MCM , Flip-chip a pod. Základní aspekty a zásady návrhu obvodů.
9) Technologické postupy v procesu povrchové montáže. Čistá a kombinovaná povrchová montáž. Základní operace a jejich provedení. Osazování součástek a základní parametry osazovacích zařízení.
10) Elektrotechnické výroby a statistické řízení jakosti, sledování a řízení výrob a informační systémy, výskyt chyb, jejich záznam a vyhodnocování (spolehlivost – jakost – produktivita). Matematický přístup k ppm.
11) Řízení technologických procesů a aplikace v technologii povrchové montáže. Výskyt a třídění poruch. Matematický přístup k výpočtu hodnoty ppm - sledování a vyhodnocování. Použití různých typů statistických rozložení – Gaussovo a jeho parametry. Předpověď pravděpodobnosti výskytu poruch.
12) Jakost a certifikace. Kontrola kvality dle požadavků světových organizací. Řízení jakosti, ISO 9000, 14000, 45000 a přidružené normy. Podmínky udělování shody a označení CE. Akreditace pracovišť a certifikace. Sledování životního prostředí a zacházení s elektrotechnickými odpady.

Seznámit studenty s technologií mikroelektronických součástek, obvodů a systémů

Teoretické cvičení – návrh hybridního integrovaného obvodu:
Vytvoření vlastního schéma elektronického obvodu, jeho návrh a převod do topologické podoby tlustovrstvého hybridního obvodu na keramickém substrátu.

Laboratorní cvičení – integrovaná tlustovrstvá struktůra:

1. Příprava předloh pro sítotisk (screen) a šablonový tisk (stencil), výroba masek, praktická ukázka, základní parametry sítotisku a jeho provedení – tisk pasivní sítě.
2. Sintrování tlustých vrstev, základní princip a vypalovací profil, faktory a parametry, statistické vyhodnocení zhotovených rezistorů.
3. Justování (dostavování) rezistorů, základní metody a postup (pískování, laser), pouzdření hybridních integrovaných obvodů. Vsazování polovodičových čipů a jejich kontaktování, ultrazvuk a termokomprese.
4. Pájení a měření teplotních profilů při přetavení, demonstrace pájení přetavením pro olovnaté a bezolovnaté pájky.
5. Základní operace v povrchové montáži, nanášení pájecí pasty, osazování, pájení přetavením, opravy v povrchové montáži – ukázka osazování součástek SMD.

SZENDIUCH, Ivan. Mikroelektronika a technologien součástek. Skriptum VUR vBrně, ÚMEL, ISBN 978-80-214-3960-3. (CS)
SZENDIUCH, Ivan. Základy technologie mikroelektronických obvodů a systémů. Brno: VUTIUM, 2006. ISBN 80-214-3292-6. (CS)
TUMMALA, Rao. Fundamentals of Microsystems Pacakaging. McGraw-Hill, New York, 2001, ISBN 0-07-137169-9. (EN)

SZENDIUCH, Ivan. Mikroelektronické montážní technologie. VUTIUM, 1997. (CS)