ELT-21000 Elektroniikkalaitteen tuotesuunnittelu, 4 op
Product Design of Electronic Device
Vastuuhenkilö
Katja Laine
Opetus
Toteutuskerta 1: ELT-21000 2015-01
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä |
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja sähköinen tentti sekä muut mahdolliset pakolliset tehtävät.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää yksittäiskiteen kasvatuksen sekä miten puolijohteelle valmistetaan toimiva IC. Hän osaa esittää pakkauksen tehtävät ja arvioida niiden tärkeyden osana toimivaa elektroniikkalaitetta, sekä pystyy listaamaan pakkauksen hierarkiatasot sillä tarkkuudella, että hän osaa listata mitä jokaisella pakkauksen tasolla tehdään ja miksi. Opiskelija osaa vertailla pakkauksen eri hierarkiatasoilla tehtyjen ratkaisujen vaikutukset koko suunnitteluprosessiin (mm. komponenttien valinnat, liitostekniikat, juotosprosessit). Hän osaa esitellä piirilevynvalmistusprosessin teollisena prosessina ja osaa toteuttaa sen prototuotannossa. Hän myös tunnistaa eri piirilevymateriaalit. Opiskelija osaa määritellä pakkaukselta vaadittavat sähköiset ominaisuudet ja antaa esimerkkejä siitä, miten erilaiset pakkaukset vaikuttavat näihin ominaisuuksiin. Hän osaa selittää lämmönsiirtymistavat elektroniikkalaitteessa eri tasoilla ja luokitella lämmönlähteet laitteissa, sekä ratkaista lämmönhallinnan elektroniikkalaitteessa komponenttitasolla. Hän osaa mitoittaa jäähdytyselementtejä komponenteille, ja laskea lämpölaskuja käsin yksinkertaisista systeemeistä. Hän osaa nimetä testausmenetelmiä ja laadunhallintamenetelmiä elektroniikkalaitteen tuotantoprosessin eri vaiheissa sekä soveltaa elinkaariajattelua koko elektroniikkatuotteen suunnitteluprosessin ajan.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Pii puolijohdemateriaalina. Puolijohdekiekkojen ja mikropiirin valmistus. | Muut puolijohdemateriaalit. MOS-valmistusprosessi. | |
| 2. | Pakkauksen tehtävät ja ominaisuudet, joiden perusteella sovellukseen sopivin pakkaus valitaan. Pakkauksen sähköinen suunnittelu. | Sähköisten epäideaalisuuksien huomioiminen suunnittelussa. | |
| 3. | Pakkauksen hierarkiatasot: - eri komponenttikotelot - sirun liittäminen koteloon (lankaliitos-, flip chip - ja kantonauhatekniikka) - komponentin liittäminen piirilevylle (juottamisen peruskäsitteet ja -materiaalit, pastanpaino, reflow- ja aaltojuotostekniikka) | Eri kääntösirutekniikat. Lämpötilaprofiilien suunnittelu. | Uudet pakkausteknologiat. |
| 4. | Piirilevy: piirilevyn peruskäsitteet, eri piirilevytyypit sekä niiden valmistusmenetelmät ja materiaalit. | Joustavat piirilevyt, niiden valmistus ja materiaalit. | Korkeat taajuudet. |
| 5. | Lämmönhallinta ja lämpösuunnittelu pakkauksissa sekä näihin liittyvät lämpölaskut. | Pakkauksissa ja piirilevyllä tehdyt lämpösuunnitteluratkaisut. | |
| 6. | Testaus elektroniikkatuotannossa, tuotannon laadunhallinta ja laadunvarmistus. Six Sigman perusteet. Ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu ja elinkaariajattelu. | Käyttöolosuhteet ja luotettavuustestaus eri sovellusalueilla (esim. kuluttajaelektroniikka, autoelektroniikka). Ympäristömyötäisessä tuotesuunnittelussa huomioitavat kohdat. Six Sigma -menetelmän soveltaminen. |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Opintojakson arvosana määräytyy tentin perusteella. Osallistumalla opintojakson harjoituksiin opiskelija voi kerätä lisäpisteitä tenttiin (tentistä on kuitenkin päästävä läpi). Hallittuaan ydinaineksen hyvin on opiskelijalla mahdollisuus läpäistä opintojakso arvosanalla 3. Arvosanan 4 saavuttaakseen opiskelijan on osattava myös täydentävän tietämyksen sarakkeen asioita. Arvosanaan 5 on mahdollisuus, jos täydentävän tietämyksen sarake osataan hyvin. Jos ydinaineksessa on vähäisiä puutteita, on opiskelijalla mahdollisuus arvosanaan 1 tai 2 riippuen puutteiden määrästä. Jos ydiaineksen hallinnassa on huomattavia puutteita, ei opiskelija läpäise kurssia.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Lisätiedot | Tenttimateriaali |
| Kirja | Electronic Assembly Fabrication | Harper | 0-07-137882-0 | Ei | ||
| Kirja | Fundamentals of Microsystems Packaging | Tummala | 0-07-137169-9 | Kyllä |
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| ELT-21000 Elektroniikkalaitteen tuotesuunnittelu, 4 op | ELE-2350 Elektroniikkalaitteen tuotesuunnittelu, 4 op |