Detail předmětu

Printed Circuits and Surface Mount Technology

FEKT-CPSMAk. rok: 2010/2011

Základní materiály pro výrobu desek plošných spojů (DPS), vlastnosti, aplikace, srovnání s anorganickými substráty. Technologické postupy výroby jedno-, dvou- a vícevrstvých DPS. Nové technologické směry výroby DPS s důrazem na mikropojovací struktury (HDI).
Vývodová (THT), povrchová (SMT) a kombinovaná montáž elektronických součástek. Seznámení s montážním procesem od součástek a používané "chemie" na vstupu až po opravy a požadavky na kvalitu.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Výsledky učení předmětu

Student se bude plně orientovat v široké problematice související s výrobou desek plošných spojů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

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

Osnovy výuky

1. Definice základních pojmů. Základní materiály pro výrobu desek s plošnými spoji
(DPS), organické a anorganické, druhy výztuže pojiva, plátované základní materiály.
Základní materiály organické, tuhé, ohebné, tuhé/ohebné. Vlastnosti elektrické,
mechanické, tepelné i chemické. Normy ČSN EN 61249 – xx – xx.
(Starý) (2 hod.)
2. Druhy organických základních materiálů, vlastnosti. Základní materiály anorganické a
porovnání s organickými. Požadavky na ZM a nové směry v oblasti materiálů. MID.
(Starý) (2 hod.)
3. Montážní a propojovací struktury, druhy. Subtraktivní, semiaditivní a aditivní metody
výroby montážních a propojovacích struktur. Hlavní směry ve výrobě DPS. Dílčí
operace výrobního procesu DPS. Technologické postupy výroby 1V, 2V a VV DPS.
(Starý) (2 hod.)
4. Mikropropojovací struktury, SBU metoda. Montáž DPS vývodová, povrchová,
kombinovaná. Technologické postupy. Nové směry v povrchové montáži součástek.
(Starý) (2 hod.)
5. SMD součástky, vlastnosti a provedení, vývody součástek, pouzdra pro IO, pasivní
součástky, elektromechanické prvky, pouzdra BGA, konstrukce.
(Šandera) (2 hod.)
6. "Chemie v montážním procesu" a její správná volba / pájecí pasty, pájecí slitiny,
lepidla, tavidla, konformní povlaky, pouzdřící hmoty / (Starý) (2 hod.)
7. Půlsemestrální test (10 otázek/9 minut). Aplikační technologie /sítotisk a šablonový
tisk, dispenze/. Výroba šablon a sít. Zásady kvalitního tisku a faktory.
(Starý) (2 hod.)
8. Optická kontrola po tisku. Osazování SMD, osazovací automaty, principy, metody
centrování součástek.
(Starý) (2 hod.)
9. Pájení, pájený spoj, požadavky na kvalitní spoj, porovnání pájený vs. svařovaný spoj
vs. lepený spoj. Metody pájení. Požadavky na kvalitu osazení a pájení dle IPC A 610
rev. D.
(Starý) (2 hod.)
10. Spolehlivost pájeného spoje. Bezolovnaté vs. olovnaté pájení. Teplotní management
DPS. Měření teplotních profilů.
(Starý) (2 hod.)
11. Strojní pájení vlnou, vliv dusíkové ochranné atmosféry. Ruční pájení, zásady, údržba
hrotů. Pájení přetavením, metody, nucená konvekce a vliv dusíkové atmosféry.
(Starý) (2 hod.)
12. Testování neosazených a osazených DPS, kontrola kvality, kontrolní metody. Automatická optická inspekce (AOI).
Statistické nástroje sledování kvality.
(Starý) (2 hod.)
13. Opravy DPS, kontaktní a bezkontaktní metody demontáže a montáže součástek.
Zásady a technika oprav. Požadavky na DPS dle IPC a českých norem.
(Starý) (2 hod.)

Učební cíle

Seznámit studenta s problematikou výroby desek plošných spojů. Zasvětit jej do materiálových i technologických možností, jež jsou v současné době k dispozici.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

LEA, C.: A Scientific Guide to Surface Mount Technology, Electrochemical Publications Ltd., GB 1998 (EN)
Starý, J., Presentations in pdf (EN)
Wassing, R.J.K.:Manufacturing Techniques for Surface Mounted Assemblies, Electrochemical Publications Ltd. GB 1995 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-MET , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Osnova

Základní materiály organické, druhy výztuže pojiva, plátované základní materiály. Organické základní materiály tuhé a ohebné.
Základní materiály organické , vlastnosti elektrické, mechanické i tepelné. Základní materiály anorganické a porovnání s organickými
Zásady návrhu DPS, tvar a velikost pájecích plošek a vodivých cest. Zásady návrhu pro pájení vlnou a přetavením
Zásady návrhu DPS, návrh nepájivé masky, návrh pájecích plošek pro BGA a CSP, příklady "footprintů" pro SMT
Montážní a propojovací struktury, druhy. Subtraktivní, semiaditivní a aditivní metody výroby montážních a propojovacích struktur. Hlavní aplikační směry v elektrotechnice
Technologické postupy výroby 1V, 2V a VV DPS. Mikropropojovací struktury, MID. Jednotlivé operace výrobního procesu
Montáž DPS vývodová , povrchová, kombinovaná. Technologické postupy. Nové směry v povrchové montáži součástek
"Chemie v montážním procesu" a její správná volba / 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. 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

Cvičení na počítači

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Osnova

Zásady práce s návrhovým systémem
Návrhový systém a technologické výstupy

Laboratorní cvičení

18 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Starý, Ph.D.

Osnova

Organické základní materiály, vlastnosti. Zásady pro volbu materiálů
Výroba 1V a 2V DPS na lince BUNGARD/PROTOCAD
Výroba 1V a 2V DPS na lince BUNGARD/PROTOCAD
Pájecí pasty, lepidla, tavidla. Vlastnosti a dělení. Technické a bezpečnostní listy, manipulace a skladování, zásady.
Sítotisk/šablonový tisk. Síta, šablony, vlastnosti.Tisk pájecí pasty. Faktory ovlivňující kvalitu tisku, defekty a jejich příčiny.
Poloautomatické osazování SMD, zhotovení programu. Dispenze lepidla. Osazení SMD do pájecí pasty. Montážní postupy, diskuse
Pájení přetavením pájecí pasty, měření teplotních profilů a zásady. Vady pájených spojů. Test pájecí pasty na vytváření kuliček.
Opravy montážních celků kontaktní metodou/horkým vzduchem. Montáž/demontáž čipů(0805,1206), SOIC, QFP
Požadavky na osazení a pájení SMD. Kontrola kvality montážního celku dle IPC-A-610B