Fizikai, kémiai és nanotechnológiák

A tantárgy angol neve: Physical, Chemical and Nanotechnologies

Adatlap utolsó módosítása: 2014. április 4.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

 

 

Villamosmérnöki szak, MSc képzés
Elektronikai technológia és minőségbiztosítás szakirány

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIETM152 1 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Jakab László Csaba,
4. A tantárgy előadója
Név:

 

Beosztás:

 

Tanszék, Int.:

 

Dr. Jakab László docens Elektronikai Technológia
Dr. Harsányi Gábor egyetemi tanár Elektronikai Technológia
Dr. Bonyár Attila adjunktus Elektronikai Technológia
Dr. Sántha HunordocensElektronikai Technológia
Dr. Gál Lászlóadjunktus Elektronikai Technológia
   
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Anyagtudomány

Fizika

Elektronikai technológia

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEMA00" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIEEMA00", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy célkitűzése az elektronikai gyártástechnológiában alkalmazott folyamatok fizikai és kémiai alapjainak megismertetése, az alkalmazott anyagtudományi alapok technológia orientált elmélyítése, a nanoméretek speciális megközelítésének és leírási módjának megismertetése a technológiában, a természeti törvények innovatív felhasználásának bemutatása a technológiában.

Megszerezhető készségek, képességek: A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy ismerjék az elektronikai technológiák fizikájának és kémiájának elvi és gyakorlati kérdéseit, a leggyakrabban használt berendezések elvi felépítését, és működésének hátterét, az egyes technológiák alapvető jellemzőit, előnyeit és hátrányait

8. A tantárgy részletes tematikája

1.      Elektronikai rendszerek előállításának fizikai, kémiai és nano-techológiai megközelítése, az előállítási folyamatok áttekintése és csoportosítása. Alkatrész és moduláramkör technológiák alapjai.

2.      Egykristályok előállítása. Epitaxiális rétegnövesztés, oxidnövesztés, kémiai rétegleválasztás, diffúzió, ionimplantáció.

3.      Litográfiai módszerek (fotolitográfia, elektron- illetve ionsugaras, lézeres és röntgen litográfia).

4.      Maratási módszerek: plazma és nedves maratás. Anizotrop maratási technológiák. Térbeli szerkezetek előállítása (üregek, mikrocsatornák, membránok, csövek, tű, híd, konzol, felfüggesztett tömeg).

5.      A tömbi és felületi mikromegmunkálás technológiai változatai, technológiai műveletintegráció: elektronikus, mechanikai és optikai funkcióintegráció eszközei, a háromdimenziós struktúraépítés technológiái.

6.      Vékonyrétegek fizikai rétegleválasztási technológiái: vákuumpárologtatási és porlasztási technológiák, atom- és molekulaforrások.

7.      Rétegek létrehozása nedves kémiai leválasztási módszerekkel (elektrokémiai fém ill. polimer leválasztás, elektroforézis, árammentes és immerziós rétegleválasztás), felületi bevonatok létrehozása galvanizálással.

8.      Kerámia és kompozit szerkezetek. Kerámiák technológiája. Többrétegű kerámia és üveg-kerámia szerkezetek típusai és technológiái.

9.      Vastagréteg technológia, pasztanyomtatás és beégetés. Vastagréteg hordozók és alapanyagok, passzív alkatrészek és többrétegű szerkezetek technológiája.

10.  Vastagrétegek fotolitográfiai, diffúziós és direkt rajzolatkialakítási technológiái. Polimer vastagrétegek. Polimer rétegek létrehozása vákuumpolarizációval, elektrokémiai polimerizációval, Langmuir-Blodgett módszerrel, strukturálása fotolitográfiával.

11.  A nanotechnológia alapjai. Nanocsövek, nanovezetékek, speciális multiréteg struktúrák. Nanoobjektumok létrehozása félvezetőkön.

12.  Szilárdtestek és vékonyrétegek nanomechanikai tulajdonságai. Felületi plazmonok. Nanotechnológiai vizsgálati eszközök: pásztázószondás mikroszkópia, atomerő-mikroszkóp, pásztázó alagútmikroszkóp.

13.  Nanoelektronikai eszközök, elektromos vezetés és transzportfolyamatok nanoobjektumokban.

14.  Önszerveződő rendszerek és molekulák. Szerves nanotechnológiai alkalmazások: rétegfunkcionalizálás szerves molekula (enzim, DNS) immobilizációs technológiákkal. Mikro és nanofluidika, alkalmazási lehetőségek.

Az előadásokon a gyakorlati vonatkozások elméleti hátterének mesterdiploma szinthez elvárható elmélyítése kapja a fő hangsúlyt. A gyakorlatokon megismerik a hallgatók az egyes technológiai eljárások kombinációjával megvalósítható legfőbb struktúrákat és szükség szerint az azokon alapuló eszközök működési elveit, konstrukciós problémáit. A gyakorlatok a következő főbb témák köré összpotosulnak:

  • Technológiai integráció a integrált áramkörök mikro-elektro-mechanikai rendszerek kialakítására: pl. nyomás, gyorsulás, termikus szenzorok, elektrosztatikus beavatkozók, opto-mechanikai csatolóeszközök szerkezete és előállítása.
  • Vegyület-félvezető struktúrák technológiája és alkalmazásaik: III-V és II-VI típusú vegyület-félvezetők, direkt és indirekt sávszerkezet, optikai tulajdonságok és alkalmazásuk, vegyület-félvezető multirétegek előállítása és alkalmazása.
  • Vékonyréteg technológiák alkalmazása passzív hálózatok, optikai rétegszerkezetek, és kijelzőkben való (képernyők, stb.) előállításában.
  • Vastagréteg integrált elemek előállítása. Ellenállások és RC hálózatok tervezése. Betemetett passzív elemek kialakítási módjai. Többrétegű vastagréteg huzalozások.
  • Kerámia és vastagréteg technológiák alkalmazása elektronikus alkatrészek, kerámia tokok, többrétegű áramköri hordozók és modulok előállítására. Teljesítmény áramkörök speciális hordozói.
  • Hagyományos laminálási és rétegleválasztási technológiák alkalmazása szekvenciális felépítésű, mikroviákat tartalmazó nyomtatott huzalozások előállítására. Fém maggal, illetve kerámia hordozóval kombinált és speciális nyomtatott huzalozási technikák.
  • Nanotechnológia alkalmazása nano-elektronikus eszközök előállítására. Szerves funkcionális rétegek alkalmazása bioszenzorokban: enzimatikus és affinitás bioszenzorok.
9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tantárgy elméleti anyaga a 2 óra/hét kiméretű, 2 óra/hét formában szervezett előadásokon kerül ismertetésre. Az 1 óra/hét kiméretű, 7 * 2 óra/hét formában, vagy kötetlenebbül szervezett gyakorlatokon a hallgatók a fenti problémakörökben kapnak részletesebb alkalmazástechnikai ismereteket, laborlátogatásokon vesznek részt.
10. Követelmények

a)      A szorgalmi időszakban:
Egy sikeres nagyzárthelyi megírása.

b)      A vizsgaidőszakban:
A tantárgy írásbeli vizsgával zárul.

11. Pótlási lehetőségek Sikertelen zárthelyi pólása az utolsó tanulmányi héten, órarenden kívüli időpontban.
12. Konzultációs lehetőségek Igény szerint, az előadókkal egyeztetett időpontban folyamatosan.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

1.      Fizikai technológiák

Hahn Emil, Szikora Béla, Szilágyi Miklós

Műegyetemi kiadó (1996),azonosító: 51419

2.      SENSEDU – ETT, http://www.ett.bme.hu/sensedu/

3.      MEMSEDU – ETT, http://www.ett.bme.hu/memsedu/

4.      Mikroelektronika és technológia

              Mojzes Imre (Szerk.Ed.) Műegyetemi Kiadó (2005)

              ISBN 963 420 847 9

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra10
Felkészülés zárthelyire20
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Név:

 

Beosztás:

 

Tanszék, Int.:

 

Dr. Jakab László Docens Elektronikai Technológia
Dr. Harsányi Gábor Egyetemi tanár Elektronikai Technológia