Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Electronic systems assembly
Course of study:
2014/2015
Code:
IET-1-622-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Dziurdzia Barbara (dziurd@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Dziurdzia Barbara (dziurd@agh.edu.pl)
dr inż. Maziarz Wojciech (maziarz@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje ET1A_K02
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) — podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych ET1A_K01
M_K003 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur ET1A_K03
Skills
M_U001 Student potrafi korzystać z kart katalogowych i not aplikacyjnych w celu dobrania odpowiednich komponentów projektowanego układu lub systemu ET1A_U18
M_U002 Student potrafi — przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań obejmujących projektowanie elementów, układów i systemów elektronicznych i telekomunikacyjnych — dostrzegać ich aspekty pozatechniczne, w tym środowiskowe, ekonomiczne i prawne ET1A_U25
M_U003 Student potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich, typowych dla elektroniki i telekomunikacji oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia ET1A_U27
M_U004 Student potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania; Student potrafi zaprojektować prosty obwód drukowany, korzystając ze specjalizowanego oprogramowania; ET1A_U03, ET1A_U19 Activity during classes
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie metodykę kontroli optycznej i funkcjonalnej poprawności montażu układów elektronicznych, zna normy IPC dotyczące standardów jakości montażu układów elektronicznych. ET1A_W15, ET1A_W12 Test
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie formułowania, analizy i poszukiwanie rozwiązania problemu inżynierskiego i wykorzystuje w swojej pracy komputerowe narzędzia wspomagające zarządzanie i prowadzenie projektów inżynierskich. ET1A_W22, ET1A_W16, ET1A_W15 Test
M_W003 Student dysponuje ogólna wiedzą na temat materiałów lutowniczych, klejów przewodzących, laminatów podłożowych, podłoży ceramicznych oraz zabezpieczania zmontowanych układów elektronicznych. ET1A_W22, ET1A_W05 Test
M_W004 Student ma podstawową wiedzę w zakresie projektowania obwodów drukowanych i nowoczesnych technik montażu elektronicznego na płytach PCB i na podłożach ceramicznych zarówno jedno- jak i wielowarstwowych. ET1A_W02, ET1A_W16, ET1A_W12 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje + - + - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) — podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych + - + - - - - - - - -
M_K003 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi korzystać z kart katalogowych i not aplikacyjnych w celu dobrania odpowiednich komponentów projektowanego układu lub systemu + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi — przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań obejmujących projektowanie elementów, układów i systemów elektronicznych i telekomunikacyjnych — dostrzegać ich aspekty pozatechniczne, w tym środowiskowe, ekonomiczne i prawne + - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich, typowych dla elektroniki i telekomunikacji oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia + - + - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania; Student potrafi zaprojektować prosty obwód drukowany, korzystając ze specjalizowanego oprogramowania; + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie metodykę kontroli optycznej i funkcjonalnej poprawności montażu układów elektronicznych, zna normy IPC dotyczące standardów jakości montażu układów elektronicznych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie formułowania, analizy i poszukiwanie rozwiązania problemu inżynierskiego i wykorzystuje w swojej pracy komputerowe narzędzia wspomagające zarządzanie i prowadzenie projektów inżynierskich. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student dysponuje ogólna wiedzą na temat materiałów lutowniczych, klejów przewodzących, laminatów podłożowych, podłoży ceramicznych oraz zabezpieczania zmontowanych układów elektronicznych. + - + - - - - - - - -
M_W004 Student ma podstawową wiedzę w zakresie projektowania obwodów drukowanych i nowoczesnych technik montażu elektronicznego na płytach PCB i na podłożach ceramicznych zarówno jedno- jak i wielowarstwowych. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Systematyka połączeń elektrycznych w sprzęcie elektronicznym – 4h

    Poziomy montażu elektronicznego. Normy IPC dotyczące jakości montażu układów elektronicznych. Konstrukcja i technologia elektronicznych podzespołów czynnych i biernych (rezystory, kondensatory,cewki, diody, tranzystory, układy scalone). Połączenia i złącza. Połączenia rozłączne. Połączenia nierozłączne. Przewody i kable.

  2. Nowoczesne metody montażu za pomocą stopów lutowniczych – 4h

    Budowa i właściwości złącza lutowanego. Ołowiowe i bezołowiowe stopy lutownicze. Dyrektywa RoHS. Powłoki zabezpieczające pól lutowniczych i wyprowadzeń elementów. Rola topników w lutowaniu. Przegląd stacji lutowniczych i akcesoriów do lutowania i rozlutowywania ręcznego. Zasady poprawnego lutowania ręcznego tradycyjną lutownicą i lutownicą z nadmuchem gorącego powietrza. Preparaty myjące i metody usuwania pozostałości po lutowaniu. Ochrona przed elektrycznością statyczną w procesie lutowania. Montaż powierzchniowy. Pasty lutownicze i metody ich nanoszenia na podłoża za pomocą szablonów. Automatyczny montaż powierzchniowy za pomocą układarek Pick&Place. Lutowanie na fali. Lutowanie kondensacyjne. Wady połączeń lutowanych i metody ich naprawy.

  3. Nowoczesne metody montażu za pomocą połączeń drutowych – 4h

    Montaż drutowy kulkowy. Montaż drutowy krawędziowy. Połączenia drutowe w układach mocy. Zabezpieczenia połączeń drutowych. Sprawdzanie wytrzymałości połączeń drutowych.

  4. Nowoczesne metody montażu za pomocą zgrzewania i klejenia – 2h

    Zgrzewanie termokompresyjne. Zgrzewanie ultradźwiękowe. Zgrzewanie termoultradźwiękowe.. Kleje strukturalne. Kleje przewodzące elektrycznie. Kleje przewodzące cieplnie. Sposoby dozowania kleju.

  5. Montaż flip chip – 4h

    Montaż kulkowy struktur nieobudowanych na płytkach obwodów drukowanych. Montaż kulkowy elementów w obudowach na płytkach PCB. Diagnostyka uszkodzeń połączeń kulkowych. Metody naprawy połączeń kulkowych.

  6. Technologia wykonania obwodów drukowanych PCB w skali laboratoryjnej i w skali przemysłowej – 4h

    Rodzaje obwodów drukowanych. Laminaty i ich właściwości. Subtraktywne i addytywne metody formowania ścieżek na powierzchniach laminatów. Sposób wytwarzania wielowarstwowych obwodów drukowanych sztywnych i giętkich. Techniki formowania przepustów między warstwami i ich metalizacji (ablacja laserowa, trawienie plazmowe, fotolitograficzne formowanie otworów). Elementy zagrzebane w układach wielowarstwowych.

  7. Inspekcja obwodów drukowanych PCB – 2h

    Metody diagnostyki układów jednowarstwowych i wielowarstwowych. Inspekcja optyczna. Igłowe testy elektryczne. Inspekcja rentgenowska. Tomografia komputerowa. Mikroskop akustyczny.

  8. Niezawodność w montażu elektronicznym – 2h

    Narażenia środowiskowe. Narażenia mechaniczne. Narażenia termiczne. Zasady odprowadzania ciepła.

  9. Zasady projektowania obwodów drukowanych – 2h

    Zasady projektowania płytek obwodów drukowanych – siatka modułowa, optymalizacja ścieżek i pól lutowniczych. Zasady rozmieszczania podzespołów do lutowania ręcznego, lutowania rozpływowego i lutowania na fali.

  10. Technologia grubowarstwowa – 2h

    Zasada sitodruku. Projektowanie fotomasek i wykonywanie sit. Pasty do sitodruku. Metody nanoszenia past w technologii grubowarstwowej – sitodruk, fotoformowanie, rysowanie bezpośrednie za pomocą dyspensera (direct writing). Technologia układów ceramicznych wielowarstwowych (LTCC).

Laboratory classes:
  1. Montaż powierzchniowy i przewlekany na podłożach PCB – 7.5h

    zapoznanie się z techniką prawidłowego lutowania ręcznego w technologii ołowiowej i bezołowiowej oraz obsługą nowoczesnych stacji lutowniczych – wykonanie struktury testowej na podłożu PCB techniką montażu przewlekanego i montażu powierzchniowego, uruchomienie układu i diagnostyka ewentualnych błędów montażu.

  2. Bonding i zgrzewanie – 7.5h

    zapoznanie się z obsługą bondera typu krawędziowego, zasadami doboru optymalnych parametrów bondowania – wykonanie samodzielne połączeń drutowych na płytce testowej a następnie wykonanie testu zrywania tych połączeń; zapoznanie się z obsługą zgrzewarki do połączeń drutowych, zasadami doboru optymalnych parametrów zgrzewania – wykonanie samodzielne połączeń zgrzewanych na płytce testowej;

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 75 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 30 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Participation in laboratory classes 15 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 5 h
Examination or Final test 10 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz kolokwium zaliczeniowego z wykładu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (50%) i wykładów (50%) uzyskanych we wszystkich terminach.
3. Wyznaczamy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0
elseif sr>4.25 then OK:=4.5
elseif sr>3.75 then OK:=4.0
elseif sr>3.25 then OK:=3.5
else OK:=3
4. Jeżeli pozytywną ocenę z laboratorium i zaliczenia wykładu uzyskano w pierwszym terminie i dodatkowo student był aktywny na wykładach, to ocena końcowa jest podnoszona o 0.5.

Prerequisites and additional requirements:

· Znajomość elementów fizyki ciała stałego
· Znajomość elementów elektronicznych
· Znajomość analogowych układów elektronicznych
· Znajomość cyfrowych układów elektronicznych
· Znajomość technik symulacyjnych
· Znajomość techniki mikroprocesorowej

Recommended literature and teaching resources:

1. R. Kisiel, “Podstawy technologii dla elektroników”, BTC 2005,
2. Zb. Szczepański, St. Okoniewski „Technologia i materiałoznawstwo dla elektroników”, WSiP 2007,
3. Zb. Rymarski „Materiałoznawstwo i konstrukcja urządzeń elektronicznych”, Wyd. Polit. Śląskiej 2000,
4. K. Bukat, H. Hackiewicz, „Lutowanie bezołowiowe”, BTC, 2008
5. Ch. Harper, “Elektronic Packaging and Interconnection Handbook”, Mc Graw Hill 2000,
6. K. Gilleo, “Area Array Packaging Handbook”, Mc Graw Hill 2000,
7. W.J. Greig, Integrated Circuit Assembly and Interconnections”, Springer 2007,
8. Elya B. Joffe, Kai-Sang Lock, Grounds for grounding : a circuit-to-system handbook. John Wiley & Sons, IEEE, 2010.
9. Mark I. Montrose, „Printed Circuits Board Design Techniques for EMC Compliance”, IEEE Press 2000

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Dziurdzia B., Maziarz W., Sutor-Dziedzic A., „Gold Ball Bonding on Different Thick-Film Substrate Metallization” Proceedings of the XXXII International Conference of IMAPS-CMPT IEEE Poland, Pułtusk 21-24 Sept. 2008,
Dziurdzia B., Kenig T., Skowronek T., Skowron G., „Effect of Rework on Reliability of BGA Lead-Free Solder Joints”, Proceedings of the XXXIII International Conference of IMAPS-CMPT IEEE Poland, Pułtusk 21-24 Sept. 2008,
Dziurdzia B., Sutor-Dziedzic A., Kenig T., Skowronek T., “Assembly and failure analysis of dummy PBGA”, Elektronika nr 12/2007,
Dziurdzia B., Jakubowska M., „Nowoczesne techniki grubowarstwowe: fotoformowanie wartsw grubych”, Elektronika: konstrukcje, technologie , zastosowania, 2003 nr.2-3, p.18-23,
Dziurdzia,B., “Improved Screen Printing for Microwave Hybrids. Limits and Prospects”, Advancing Microelectronics, Vol.27, No.2, March/April 2000,
Dziurdzia B. Nowak St., Ciez M., Gregorczyk W., “Metal Foil Screens – Manufacturing and Techniques of Printing”, Proceedings of the XXIV International IMAPS-Poland Conference, Rytro, 25-29 Sept. 2000.

Additional information:

None