Detail předmětu

Mikroelektronika a technologie součástek

FEKT-BPC-MTSAk. rok: 2025/2026

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

5

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 (laboratorní cvičení).

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

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)
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)

Doporučená literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Osnova

Základní teplotní simulace mikroelektronických struktur v programu Ansys Workbench. Orientace v technických listech se zaměřením na pouzdra elekronikckých komponent.

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.

Osnova

Návrh hybridního integrovaného obvodu.