Detail předmětu

Montážní a propojovací technologie

FEKT-MKC-MOTAk. rok: 2023/2024

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

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení z laboratorních úloh - max 10 bodů, zpracované samostatné práce - max. 40 bodů, závěrečná zkouška písemná - max 40 bodů, závěrečná ústní zkouška - max 10 bodů. Písemná a ústní část zkoušky je povinná. Pro postup do ústní části je nutné získat v písemné části alespoň 25 bodů. Pro úspěšné absolvování ústní části je nutné dosáhnout minimálně 4 bodů.
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s problematikou výroby desek s plošnými spoji. Prohloubit znalosti zejména z oblasti povrchové montáže součástek, techniky pájeného a lepeného spoje. Zdůraznit rozhodující faktory v jednotlivých výrobních operacích a jejich vliv na kvalitu výrobního procesu
Absolvent předmětu je schopen:
 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

Základní literatura

Lea, C.:A Scientific Guide to Surface Mount Technology, Electrochemical Publications Ltd, GB 1998 (EN)
Normy ANSI/IPC-A-610 rev. E,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., Zatloukal, M.: MMOT - Montážní a propojovací technologie, skripta verze 1.1., 2014 (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

Hwang, J., S.:Environment-Friendly Electronics: Lead Free Technology, Electrochemical Publications Limited 2001, ISBN 0 901150 401 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MKC-EVM magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Osnova

Organické substráty, druhy výztuže a pojiva, plátované základní materiály. Anorganické substráty.
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

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Osnova

Úvodní LC - Proces prototypové výroby desek plošných spojů na lince BUNGARD/PROTOCAD
Laboratorní úloha č. 1:
o základní materiály, postupy výroby montážních a propojovacích struktur a sestav. Technologický postup výroby 2 až 8 vrstvé HDI struktury
o chemie. Čištění DPS. Měření ionizovatelných nečistot na DPS.
Laboratorní úloha č. 2: Vliv rozdílné tepelné kapacity součástek na teplotní profil osazené DPS
o podélný teplotní profil na DPS u pájení přetavením v průběžné reflow peci
o teplotní odezva sendvičových struktur FR4/FR4 a Al2O3/FR4
o demo pracoviště PACE TF 2700 dle čas. možností – demontáž/montáž SMD.
Laboratorní úloha č. 3: Metoda smáčecích vah a měření smáčivosti vývodů součástek. Vliv povrchové úpravy a tavidla. Příprava mikrovýbrusu.
Laboratorní úloha č. 4: Zhotovení mikrovýbrusu, hodnocení mikrovýbrusu pomocí stereomikroskopu. Defekty na DPS a příčiny.