CZ EN

TEZ: Technologie elektronických zařízení

Garant: Ing. Karel Witas
Zkratka: TEZ
Rozsah: prezenční - zápočet a zkouška 2+2, kombinovaná - zápočet a zkouška 2+8
Zařazení: navazující magisterské
Katedra: Katedra telekomunikační techniky
Úroveň studia: pregraduální nebo graduální
Web předmětu: http://homen.vsb.cz/~jah01/tez
Rok zavedení: 2010/2011
Určeno pro fakulty: FEI
Kredity: 4
Povinnost: povinně volitelný
Jazyk: čeština
Typ studia: navazující magisterské

Partnerský předmět

Konstrukce elektronických zařízení

Spolupráce VUT-VŠB

Skripta "Materiály a techniky při realizaci elektronických obvodů pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO"

Stručný popis

Garant verze předmětu: Ing. Karel Witas

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.

Popis předmětu

Vyučovací metody

  • Přednášky
  • Cvičení (v učebně)
  • Experimentální práce v laboratoři
  • Projekt

Anotace

Počítačová podpora návrhu plošného spoje. Návrh schématu, plošného spoje, dokumentace. Technologie výroby plošných spojů, vícevrstvé DPS, materiály pro DPS (organické, neorganické), tepelná roztažnost, nepájivá maska, potisk, povlaky, speciální plošní spoje. Osazování SMD, přísun prvků, přesnost osazování a vystřeďování. Pájení, metalografie pájeného spoje, fázový diagram, bezolovnaté pájky, vliv příměsí v pájce, pájitelnost, tavidla, zkoušky pájitelnosti, pájení vlnou, přetavením, v parách, další druhy pájení, dávkovače tavidla, pájecí olej. Pájecí pasta, nanášení pasty, parametry pasty. Materiály v technologii, krystalová struktura, význam dislokací, slitiny. Kovy, materiály podle využití, organické a anorganické materiály, polovodiče, kapalné krystaly, displeje. Technologie výroby integrovaných 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.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

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.

Další požadavky na studenta

Projekty:

  • Vytvoření DPS v programu OrCAD.
  • Výroba a osazení navržené DPS. 

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.

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.


Zpět