454-0517/02 – Technologie elektronických zařízení (TEZ)
Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 6 |
Garant předmětu | Ing. Michal Jahelka, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Michal Jahelka, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2009/2010 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Rozumět konstrukci zařízení z pohledu technologie výroby.
Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti technologií elektronických zařízení.
Vyučovací metody
Anotace
Materiály pro přesnou mechaniku a slaboproudou elektrotechniku. Isolační laky. Elektrovodivá lepidla. Postup při konstrukci obvodu na desce ploš. spoje. Technologie výroby plošných spojů. Počítačová podpora návrhu plošného spoje a technologie jeho výroby. Pájky, pájení a čištění. Metalografie pájeného spoje. Pájecí pasty. Tavidla. Součástky a jejich montáž na desky. Součástky pro povrch. montáž. Osazování součástek SMD. Počítačová podpora konstrukce desky ploš. spoje. Kvalifikační zkoušky. Technologie hybridních obvodů.
Povinná literatura:
Abel, M. : Terchnologie povrchové montáže, Platan 2000
Mach, P., Skočil V., Urbánek J.: Montáž v elektronice, ČVUT Praha, 2001
Záhlava V.: OrCAD 10, Grada 2004
Abel, M. : Plošné spoje se SMD, návrh a konstrukce, Platan 2000.
Doporučená literatura:
Šavel, J. : Materiály a technologie v elektronice a elektrotechnice, BEN 1999.
Strauss, R.: Surface mount technology, Butterworth - Heinemann, 1994
Szendiuch, I.: Mikroelektronické montážní technologie, VUTIUM Brno, 1997
Musil, V. a kol.: Konstrukce a technologie elektronických zařízení, PC DIR Brno, 1994
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky udělení zápočtu:
Musí být navržena DPS v programu OrCAD. Tato musí být odevzdána nejpozději v zápočtovém týdnu, včetně schématu. Dále musí být přiložena dokumentace ve Wordu, OpenOffice nebo PDF formátu. V dokumentaci je: schéma, plošný spoj (pokud je oboustranný tak každá strana zvlášť), osazovací plán (pokud je deska osazena z obou stran, pak pro každou stranu), rozpiska s rozmístěním děr na DPS.
Musí být odevzdána nebo ukázána hotová a osazená DPS. Musí obsahovat alespoň 50% SMD součástek. DPS musí být přiměřeně složitá (alespoň 50 součástek).
Student si buďto platí DPS a součástky a pak mu tato zůstává, nebo vyrábí zařízení pro katedru, které neplatí, ale musí dodržet předepsané výrobní technologie a zařízení mu nezůstává
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Počítačová podpora návrhu desek s plošnými spoji (OrCad, Pads, Eagle, kiCAD). Systém Orcad - kreslení schématu, návrh plošného spoje, vytvoření součástky, závěrečné zpracování (celkem 3 přednášky).
Technologie výroby plošných spojů. Subtraktivní a aditivní technologie. Třídy. Materiály plošných spojů. Leptadla, podleptávání. Fotorezisty, jejich nanášení. Suché rezisty.
Postupy technologie subtraktivní. Cínování v lázni (HAL). Postupy technologie aditivní. Vrtání děr a jejich specifika. Pokovování děr. Potisk desek plošných spojů. Výroba vícevrstvých desek a ohebných plošných spojů.
Materiály, jejich vlastnosti a použití. Obecné vlastnosti materiálů: Vnitřní pnutí. Stárnutí přirozené a zrychlené (umělé). Odolnost vůči povětrnosti. Obrobitelnost materiálu. Tvarová stálost. Materiály umělé: Termoplasty (plexisklo, polyvinilchlorid, polyetylen, polypropylen, polyisobutylen,polyakryláty, polyamidy, polyestery, polykarbonáty).Termosety (bakelit, polyester, epoxydové pryskyřice, polyuretany).
Zpracování termoplastů a termosetů. Lisování, odlévání. Technologické požadavky na model a formu. Stříhání, lepení a vrtání. Použití šroubů.
Izolační laky. Laky pro vodiče, tkaniny a papír. Impregnační laky. Technologie nanášení. Lepidla pro mechanické spojování. Elektrovodivá lepidla jako elektrický spojovací prvek. Tmely. Povrchové úpravy a ochrana proti korozi: Lakování, elektrostatické nanášení ochranných vrstev, černění chemické a elektrochemické, eloxování hliníku, pokovování. Umělá oxidace zahříváním, máčením v roztocích solí, kyselin a tavenin, elektrolytická oxidace.
Pájky, pájení a čištění. Cíno-olověné pájky pro slaboproudou elektrotechniku. Stavový diagram cín-olovo. Metalografie pájeného spoje. Bezolovnaté pájky. Příměsi v pájce. Stárnutí spoje. Vlivy nečistot ve spoji. Chladnutí a jeho vliv na krystalickou strukturu spoje. Mechanické vlastnosti spoje. Pájecí pasty. Nanášení past tiskem, dispenserem. Pájení přetavením, cínovou vlnou, impulsní pájení, laserové. Tavidla, jejich složení. Zdravotní a ekologická hlediska na tavidla a pájky. Odstranění zbytků tavidla z desky. Montáž s ohledem na čistitelnost.
Kontrola průběhu výroby, testování během výroby. Likvidace odpadu z výroby desek plošných spojů. Provedení diskrétních součástek, typy pouzder, osazování, tepelné pnutí ve spoji. Součástky pro povrchovou montáž: Rezistory a kondenzátory, velikosti, typy. Diody. Provedení 1206, 0805, Melf. Pouzdření integrovaných obvodů SOT, SO(IC), PLCC (SOJ), QFP, PGA, TAB... Osazování součástek SMD. Balení součástek pro automatické osazování. Lepení před pájením. Tombstoning. Lepené spoje.
Zpracování plechů: Pájení, svařování, bodové svařování. Deformace při svařování a jejich odstranění. Stříhání, vrtání, prostřihování. Řezání laserem, vodním paprskem. Závity v plechu. Ohýbání plechů. Technologičnost konstrukce.
Opravy na hotových deskách plošných spojů. Demontáž, příprava povrchu, osazení nové součástky. Konstrukce z hlediska opravitelnosti zařízení. 1.
Krystalografická struktura materiálu, význam dislokací, omezení pohybu dislokací, tvrdost materiálu. Materiály v elektrinice (vysoké vodivosti, ostatní kovy, těžko tavitelné kovy, polokovy, nekovy). Materiály podle využití (rezistory, kontakty, pájky, magnetické). Izolanty a dielektrika (plasty, skla, keramika). Polovodiče. Kapalné krystaly.
Laboratoře:
8. týden semestru - Zacházení s mikropájkou, práce s pájecí pastou a přetavení v horkém vzduchu, odpajování vícevývodových IO horkým vzduchem, test tvorby kuliček pájecí pasty. Seznámení se sítotiskem a pájení ponořením.
9 a 10 týden - možné exkurze (pokud bude zájem), pájení, ukázky plošných spojů, tvorba dokumentace.
11. týden semestru - Tvorba dokumentace k DPS (osazovací plán, rozpiska děr). Osazování.
12. týden semestru - Osazování DPS.
13. týden semestru - Osazování DPS.
14. týden semestru -; Osazování DPS, Odevzdání projektu, ukázka nebo odevzdání DPS.
Projekty:
Vytvoření DPS v programu OrCAD
Výroba a osazení navržené DPS.
Počítačové laboratoře:
1. týden semestru Úvod, seznámení s požadavky pro zápočet, bezpečnost práce v laboratoři. Seznámení s programy pro návrh plošných spojů.
2.týden semestru - Zadání zařízení, které si studenti navrhnou, vyrobí a osadí na DPS. Studenti si mohou zvolit zařízení sami. Kreslení schématu v programu OrCAD.
3.týden semestru - Návrh plošného spoje v programu OrCAD.
4.týden semestru - Závěrečné zpracování DPS v programu OrCAD, vytvoření knihovny.
5.týden semestru - Práce s programem OrCAD při návrhu vlastního zařízení.
6.týden semestru - Práce s programem OrCAD při návrhu vlastního zařízení.
7.týden semestru - Práce s programem OrCAD při návrhu vlastního zařízení. Seznámení s programy pro výrobu planfilmů - Gerb2Bitmap, RunPlotter. Odevzdání návrhu PCB v programu OrCAD pro výrobu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.