Detail předmětu

Mikroelektronika a technologie součástek

FEKT-BPC-MTSAk. rok: 2024/2025

Předmět pojednává o moderní elektronické součástkové základně (hardware), s důrazem na získání znalostí a porozumění pasivním i aktivním prvků, včetně jejich integrace zahrnující nejnovější technologie montáže a propojování. Je sestaven tak, aby seznámil studenty se základními principy funkce, od návrhu a výroby až po základní pravidla využití elektronických komponent používaných pro konstrukci moderních elektronických systémů. Jsou zde popsány nejen vrstvové technologie a technologie povrchové montáže, ale také nové způsoby pouzdření a propojování elektronických součástek včetně polovodičových čipů. Dále jsou vysvětleny moderní typy pouzder, jako jsou multičipové moduly, Chip Scale Package, Flip Chip, Wafer Level Packaging a další perspektivní řešení včetně 3D. Pro získání komplexních znalostí a uplatnění v praxi jsou na závěr zařazeny vybrané kapitoly z řízení jakosti a ekologie zaměřené na oblast mikroelektronických technologií. Předmět tak dává ucelený přehled o základech elektronického hardware, od návrhu až po využití. To umožňuje studentům po získání znalostí a porozumění látky jak bezprostřední zapojení do praxe, tak navázat na rozvíjení intelektuálních schopností v magisterském studiu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti předmětu na úrovni střední školy.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, 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

Do 42 bodů za práci v semestru.

Do 58 bodů za zkoušku.

 
Laboratorní výuka probíhá v laboratoři mikroelektronických technologií a pouzdření, vždy ve skupinách max. 6 studentů dle časového plánu stanoveného na začátku semestru.
Náhrada je možná pouze po osobní dohodě s vyučujícím ve výjimečných případech (na základě předložení lékařského potvrzení).

Laboratorní cvičení :
1. Návrh hybridního integrovaného obvodu.
2. Realizace hybridního integrovaného obvodu.
3. Měření vlastností tlustovrstvých rezistorů čtyřbodovou metodou.
4. Dosavování vrstvových rezistorů a jejich statistické vyhodnocení.
5. Pájení a měření teplotních profilů.
6. Pouzdření a kontaktování.

Učební cíle

Cilem je seznámit studenty se základy technologie mikroelektronických součástek, obvodů a systémů v míře nezbytné jak pro zapojení do praxe, tak pro pokračování studia v magisterském studijním programu


Základní znalosti a orientace v oblasti technologie návrhu a výroby moderních elektronických obvodů, zařízení a systémů (hardware), které umožní studentovi definovat, popsat a také vysvětlit a případně vypočítat základní parametry z výše uvedené problematiky.

Student po absolvování předmětu:
1. Vybaví si základní problematiku elektronického hardware, jeho význam, složení a základní princip použití
2. Porozumí a objasní si základní podstatu jednotlivých elektronických součástek a popíše jejich principy realizace a použití
3. Vysvětlí teoretickou funkci základních komponent hardware a identifikuje jeho nejčastěji používané typy, pojmenuje jejich parametry v souvislosti s použitím v různých aplikacích
4. Je schopen navrhnout hybridní integrované obvody, demonstrovat a objasnit základní principy jejich realizace a provedení
5. Zaujímá nebo podporuje stanovisko k vlastní možnosti uplatnění ve výrobních, servisních a návrhových institucích v oblasti mikroelektroniky a elektrotechniky, a rovněž rozvíjí základní prerekvizity pro magisterské studium

Základní literatura

SZENDIUCH, Ivan. Mikroelektronika a technologien součástek. Skriptum VUR vBrně, ÚMEL, ISBN 978-80-214-3960-3. (CS)
TUMMALA, Rao. Fundamentals of Microsystems Pacakaging. McGraw-Hill, New York, 2001, ISBN 0-07-137169-9. (EN)
SZENDIUCH, Ivan. Základy technologie mikroelektronických obvodů a systémů. Brno: VUTIUM, 2006. ISBN 80-214-3292-6. (CS)
AXELEVITCH, Alexander. Thin Films Technology: Practical Manual For The Laborat. Thin Films Technology: Practical Manual For The Laborat, 2021. ISBN 9789811246326 (CS)
SESHAN, Krishna, SCHEPIS, Dominic. Handbook of Thin Film Deposition. 2024. ISBN 0443135231 (CS)

Doporučená literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-MET bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.

Osnova

Mikroelektronika a její vývojové trendy
Polovodičové čipy - princip a výroba
Základní způsoby provedení čipů a jejich pouzdření
Vrstvové obvody - tenké a tlusté vrstvy
Hybridní integrované obvody
Součástková základna pro povrchovou montáž
Technologie povrchové montáže - základní postupy
Technologické postupy v povrchové montáži
Elektrotechnické výroby a statistické řízení jakosti
Řízení technologických procesů
Jakost a certifikace v elektronice
Mikroelektronika a životní prostředí

Cvičení odborného základu

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.

Osnova

Návrh vlastního HIO a HIOCAD
Sítotisk a výpal tlustých vrstev
Dostavování odporů a kontaktování polovodičových čipů
Měření teplotních profilů při pájení, pájení přetavením a bezolovnaté pájky
Základní operace v povrchové montáži, osazování součástek SMD

Projekt

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D.