Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Nagyintegráltságú moduláramkörök

    A tantárgy angol neve: Highly Integrated Module Circuits

    Adatlap utolsó módosítása: 2012. szeptember 6.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

     

     

    		Villamosmérnöki szak, MSc képzés
    Elektronikai technológia és minőségbiztosítás szakirány

     
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIETM240 2 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Berényi Richárd,
    4. A tantárgy előadója
    Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
    Dr. Harsányi Gábor egyetemi tanár ETT
    Dr. Berényi Richárd egyetemi docens ETT
    Dr. Krammer Olivér adjunktus ETT
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronikai technológia; Elektronika; Anyagtudomány
    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    Nem különbözik az MSc képzésbe kerülés feltételeitől
    7. A tantárgy célkitűzése
    • a nagy alkatrész sűrűségű moduláramkörök alapvető típusainak bemutatása,
    • a szerelőlemezek technológiai és konstrukciós elveinek ismertetése,
    • a kettő és háromdimenziós összekötési rendszerek összehasonlítása,
    • a nagy integráltság szerelés-technológiai, tokozási és minőségbiztosítási elveinek elsajátíttatása.
    Megszerezhető készségek/képességek:

    A tárgy követelményeit teljesítő hallgatók képesek lesznek:

    a nagy integráltságú moduláramkörök technologizálására és ezeknek a  technológiai folyamatoknak a tervezésére,

    javaslat tételre a fejlesztők felé a konstrukciós megoldások zsűrizésében,

    folyamatmérnöki feladatok ellátására és kapcsolattartásra a minőségbiztosítási és gyártásszervezési menedzsmenttel.

     
    8. A tantárgy részletes tematikája

    A nagy integráltságú, nagy alkatrész sűrűségű moduláramkörök típusai, szerelőlemezek fajtái: laminált hordozók (laminált PWB hordozón megvalósított multichip modulok, MCM-L), a vékonyréteg és polimer technológia kombinálásával kialakított (leválasztott rétegekből felépített MCM-D) típusok, a többrétegű kerámia technológiák és a vastagréteg technikák kombinációját alkalmazó változatok (MCM-C): magas hőmérsékletű (HTCC) ill. alacsony hőmérsékletű (LTCC) eljárással készülő együttégetett kerámiák. Alkatrészek eltemetése a hordozókban. Moduláramkörök két- és háromdimenziós kialakítása, flexibilis hordozók alkalmazása. Szerelési és kötési technológiák és ezek eszközei: a chipek kezelése, védelme és bumpolása, direkt chip beültetési és bekötési módszerek, a közvetlen mikrohuzalkötési technikák, „chip-on-board”, „chip-in-board”, „flip-chip”, TAB (Tape Automated Bonding), BGA (Ball Grid Array) kiszerelésű alkatrészek szerelése nagy alkatrész-sűrűségű hordozókon. Tokozási eljárások, a kivezetők anyagai, méretezése és kötési technikái, lezárási módszerek, hőtechnikai méretezés, hőelvezetési megoldások. Parazita hatások figyelembe vétele a tervezésben.

     

     

    1. Bevezetés; nagy integráltságú moduláramkörök típusai.
    2. Szerelőlemezek fajtái. Alkatrészek eltemetése a hordozókban.
    3. Az MCM-L moduláramkörök konstrukciói, parazita hatások figyelembevétele.
    4. Az MCM-C moduláramkörök konstrukciói.
    5. Az LTCC és a  HTCC többrétegű kerámiahordozók.
    6. A MCM-D moduláramkörök konstrukciói.
    7. Mikrohuzalkötések. Chipek beültetése: chip-and-wire, flip chip és TAB.
    8.  A BGA kiszerelésű alkatrészek változatai, azok szerelése nagysűrűségű hordozókon, javítás-újraforrasztási megoldások (BGA rework).
    9. Moduláramkörök két és háromdimenziós kialakítása: SiP, WLP, PoP és SoC.
    10.  Flexibilis hordozók anyagai; a mintázatkialakítás tervezési irányelvei flexibilis hordozókon.
    11. Moduláramkörök vizsgálati módszerei: AOI, AXI, RXI és SAM.
    12. Lézertechnológiák nagy integráltságú moduláramkörök kialakításához. Mikro- via kialakítási technológiák.
    13. Nagy integráltságú moduláramkörök tokozása és hőtechnikája.
    14. Nagy integráltságú moduláramkörök fejlesztési irányzatai.

    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 moduláramköri struktúrákat, azok működési elveit, konstrukciós problémáit. A gyakorlatok a következő főbb témák köré összpontosulnak:

    • Nagy integráltságú elektromos összeköttetések (HDI) kialakításának lehetősége flexibilis, laminált, vékonyréteg és kerámia alapú hordozókon.
    • Flexibilis alapanyagú hordozók alapanyag választéka, felhasználási területei.
    • Nagy integráltságú moduláramkörök mechanikus és termikus FEM szimulációja.
    • Chip méretű alkatrészek (R, C, BGA, µBGA, QFP, QFN) mechanikus és elektromos áramköri szimulációja.
    • Hőtechikai megoldások moduláramkörök hűtésére.
    • Lézerek gyakorlati alkalmazásai, esettanulmányok feldolgozása.
    • Alkatrészek tokozásának gyakorlati megközelítése, tokozások anyagának kiválasztása, tervezése.
    • IC chip-ek BUMP technológia változatai. Chip és Wafer bump kialakítás.
    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,  óra/hét formában, vagy kötetlenebbül szervezett gyakorlatokon a hallgatók a fenti problémakörökben kapnak részletesebb alkalmazástechnikai ismereteket, ipari konstrukciókat értékelnek, laborlátogatásokon vesznek részt.

    10. Követelmények

    a)   A szorgalmi időszakban:
    Egy sikeres nagyzárthelyi megírása.

    b)   A vizsgaidőszakban:
    Írásbeli vizsga előre kiadott tételsor alapján,

    11. Pótlási lehetőségek

    Sikertelen zárthelyi pótlása az utolsó tanulmányi héten órarenden kívüli időpontban. Pót-pót ZH a pótlási héten.

    12. Konzultációs lehetőségek A vizsgaidőszakban a vizsganapokat megelőző napon tartunk konzultációt a Tanszéken, az előadáson kihirdetett időpontban és teremben
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Harsányi Gábor - Illyefalvi-Vitéz Zsolt - Ripka Gábor: Multichip Modulok. Műegyetemi Kiadó. 2000. A jegyzet száma: 55052

     

    Rao R. Tummala: Fundamentals of Microsystems Packaging, McGraw-Hill, 2001
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra 
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
    Dr. Harsányi Gábor Egyetemi tanár ETT
    dr. Ripka Gábor c. docens ETT
    Berényi Richárd Adjunktus ETT