Detail předmětu

Mikroelektronika a technologie součástek

FEKT-BPC-MTSAk. rok: 2019/2020

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.

Výsledky učení předmětu

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

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti předmětu na úrovni střední školy. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

Szendiuch,I.: Mikroelektronika a technologien součástek, Skriptum VUR vBrně, ÚMEL, ISBN 978-80-214-3960-3 (CS)
Szendiuch,I.: Mikroelektronické montážní technologie, VUTIUM, 1997 (CS)
Szendiuch, I. Technologie elektronických obvodů a systémů. 1 vyd. Brno: Nakladatelství VUTIUM, Brno, 2007. ISBN 80-214-3292-6 (CS)
Tummala, R.: Fundamentals of Microsystems Pacakaging, McGraw-Hill, New York, 2001, ISBN 0-07-137169- (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, laboratoře a cvičení, včetně krátkého odborného překladu. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

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

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod do mikroelektronických technologií.
2. Tlustovrstvá technologie.
3. Polovodičové čipy a integrované obvody.
4. Pasivní prvky a jejich provedení.
5. Propojování v mikroelektronice.
6. Problematika pouzdření a tepelného managementu integrovaných obvodů.
7. Montážní technologie a povrchová montáž.
8. Problematika nastavování pájecích profilů v závislosti na zvolené metodě pájení.
9. Řízení jakosti v elektrotechnických výrobách a legislativa.
10. Ekodesign a lidské zdraví, ekologický návrh elektrotechnických výrobků.

Cíl

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

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

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-MET bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odb. zák.

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ostatní aktivity

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

eLearning