Opinto-opas 2008-2009
Perus

Perus Pori KV Jatko Avoin

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2008-2009

ELE-2150 Integroitujen piirien perusteet, 4 op
Basics of Integrated Circuits

Opintojakson vastuuhenkilö

Kati Kokko, Sampsa Kuusiluoma

Toteutuskerrat

  Luentoajat ja -paikat Kohderyhmä, jolle suositellaan
Toteutus 1


Per 1, 2 :
Tiistai 10 - 12, SM221

 
3.-n. vuosikurssi
Kandiopiskelijat
Sähkötekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta
Tietoliikenne-elektroniikan koulutusohjelma  


Suoritusvaatimukset

Hyväksytysti suoritetut harjoitustyö, tentti ja pakollisiksi merkityt verkkotehtävät.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat

-

Tavoitteet

Opiskelija tuntee integroitujen piirien tai komponentin sähköisen ja fyysisen rakenteen. Hän tietää ja ymmärtää kuinka puolijohdepiirejä valmistetaan piille. Opiskelija tietää integroitujen komponenttien sisäisen rakenteen ja ymmärtää kuinka se voi vaikuttaa komponenttien sähköiseen toimintaan. Hän tietää kuinka puolijohdesiru voidaan liittää pakkauksen sisällä. Opiskelija tuntee piirin pakkauksen tai kotelon perusliitostavat kytkentäalustalle. Hän osaa tarkasti pn-liitoksen ja MOS-transistorin toiminnan ja merkityksen puolijohdetekniikassa. Opiskelija osaa ja ymmärtää tarkasti staattisen CMOS-invertterin toiminnan ja tuntee CMOS-peruslogiikkaporttien (nand ja nor) toiminnan.

Sisältö

Sisältöalue Ydinaines Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. IC-mikropiirin suunnittelun abstraktiotasot, IC-mikropiirin suunnitteluvuo, IC-mikropiirin suunnittelusäännöt DRC Digitaalisuunnittelun metriikka (fan-in, yield jne.)  SPICE simulaattorin käyttö. IC-mikropiirin SPICE simulointi + mallit. Digitaalisuunnittelun historiaa lyhyesti   
2. MOS-transistorin piensignaalimalli, MOS-transistori ja layoutin vaikutus piensignaalimalliin, CMOS-invertterin toteutus ja toiminta, NAND ja NOR CMOS-toteutus ja toiminta, ASIC, FPGA, VHDL:llä suunnittelu, johdatus aiheeseen.  Mikropiirin suunnitteluohjelmistot. BJT-transistorin piensignaalimalli BJT-transistori ja layoutin vaikutus piensignaalimalliin,   
3. IC-mikropiirin rakennemateriaalit pii-teknologiassa, IC-mikropiirin valmistus yleisellä tasolla (kiekon valmistus, prosessointi, fotolitografia). Yleisimmät piirien luotettavuustestaustavat.  Muut käytössä olevat puolijohteet. Yksittäiskiteen valmistusmenetelmät. Kiekkotason testaaminen.   
4. Pakkauksen hierarkiatasot. Sirun tie kiekolta koteloon (kiekon sahaus, sirun liittäminen koteloon, kotelon sulkeminen). Pakkaus- ja kotelotyypit. Fotolitografia-asiat seikkaperäisesti ottaen huomioon myös piirilevyn valmistus.  Pakkaamisessa käytetyt materiaalit. Liittämistekniikat. Piirilevyn rakenne.  Piirilevyn valmistus. 
5. Lämmönhallinta pakkauksessa. Kotelon ja pakkauksen aiheuttamat rajoitukset suunnittelulle. Pakkaukselle asetetut vaatimukset eri sovelluskohteissa (kulutuselektroniikka, kommunikaatiotekniikka, autoteollisuus, lääketieteellinen tekniikka).  Lämmönhallintaan liittyvät laskut. Pakkauksen parasiittiset komponentit.  Jäähdytysrivan mitoittaminen. 


Opintojakson arvostelu

Opintojakson suorittamiseksi kiitettävästi opiskelijan tulee hallita opintojakson ydinaines hyvin, sekä omata peruskäsitys täydentävästä tietämyksestä. Harjoitustyö arvioidaan hyväksytty/hylätty -periaatteella. Hyväksytty vastaa arvosanaa 3 tai enenmmän.

Arvosteluasteikko:

Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Painos,saatavuus... Tenttimateriaali Kieli
Kirja   Digital Integrated Circuits   Rabaey, Jan E   0-13-120764-4     ISBN 0-13-120764-4, International edition,      Englanti  
Kirja   Fundamentals of Microystems Packaging   Tummala, Rao   0-07-137169-9     ISBN 0-07-137169-9      Englanti  
Muu kirjallisuus   Digital Microelectronics   Haznedar   0-8053-2821-1          Englanti  
Muu kirjallisuus   Electronic Assembly Fabrication: Chips, Circuit Boards, Packages, and Components   Harper            Englanti  
Muu kirjallisuus   Electronic Packaging: Design, Materials, Process, and Reliability   Lau            Englanti  
Muu kirjallisuus   Tulevaisuuden elektroniikan pakkaus- ja komponenttitekniikat   Lenkkeri, et al.       (VTT:n julkaisu)      Suomi  
Muu verkkomateriaali   Esikatsottu materiaali web-linkkien kautta   Eri tekijöitä            Englanti  


Esitietovaatimukset

Opintojakso P/S
ELE-1030 Elektroniikan perusteet III Pakollinen  

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)

Lisätietoja

Kurssi on jaettu sisällöllisesti kahtia. Osuus 1 käsittelee sähköisen suunnittelun kannalta mikroelektroniikkaa ja osuus 2 on pakkaus- ja liitostekniikan perusasioita käsittelevä.

Tarkempia tietoja toteutuskerroittain

  Kuvaus Opetusmuodot Toteutustapa
Toteutus 1 Lukuvuosi 2008-2009   Luennot
Harjoitukset
Tieto- ja viestintätekniikan käyttö
Harjoitustyöt
   
Lähiopetus: 0 %
Etäopetus: 20 %
Itseopiskelu: 0 %  


Viimeksi muokattu29.01.2009
MuokkaajaJouko Heikkinen