Elektronikai rendszerek vizsgálati módszerei

Előadások: 

1. Bevezetés

A tárgy követelményeinek ismertetése. A vizsgálati és hibaanalitikai tevékenység motivációi, helye és szerepe az elektronikai gyártás és minőségbiztosítás területén. Alkalmazott módszerek csoportosítási lehetőségei. A modellezés alapjainak bemutatása, története: a modellezés fogalma, célja, kapcsolata a természetes emberi gondolkodással. Modellek csoportosítása több szempont szerint, a gyártási folyamatok modellezésének elhelyezése.

2. Optikai vizsgálatok.

Optikai mikroszkópia, mikroszkóp típusok, felépítésük, megvilágítási módok. Az optikai rendszerek hibái, a felbontást és mélységélességet korlátozó tényezők.

3. Röntgenes szerkezetvizsgálatok.

Röntgensugárzás keletkezése, jellemzői. Röntgenmikroszkópok megvalósítási formái, felépítésük. Detektor típusok, képalkotási, képfeldolgozási lehetőségek. előadás)

4-5. Pásztázó elektronmikroszkópia (2 előadás)

Elektronmikroszkóp felépítése, az elektronoptikai rendszer hibái. Gerjesztett térfogat, szekunder és visszaszórt elektronok, karakterisztikus röntgensugárzás keletkezése. Válaszjelek detektálása. Elektronsugaras mikroanalízis.

6-7. Anyagösszetétel meghatározási módszerek (2 előadás)

Gerjesztő és válaszjel (elektronok, ionok, röntgen fotonok) kapcsolata, módszerek csoportosítása. XRF-röntgenfluoreszcens spektroszkópia. Infravörös spektroszkópia. A módszerek összehasonlítása alkalmazási terület, detektálási határok, detektálható elemek, felbontás szempontjából.

8. Modellezési alapok az elektronikai termékek validációjához

A modellezés szerepe és helye a termékek fejlesztésében és vizsgálatában. A numerikus és analitikus deriválás kapcsolata. A numerikus deriválás hibái, a hiba közelítésnek lehetőségei és a hiba csökkentése. Numerikus deriválási formulák (előre és hátra lépő, centrális). Numerikus integrálási módszerek és közelítési hibáik. Differenciálegyenletek szerepe, fajtái, bemutatása (szemléletesen, a technológia folyamatainak gyakorlati példáin keresztül). Modellek csoportosítása a leíró differenciálegyenletek szerint.

9. Áramkörök modellezése.

Áramköri szimuláció szerepe. Szimulációs programok felépítése. Áramköri szimulációk fontosabb típusai. Alkatrész modellek. Az összekapcsolási kényszerek, hálózati egyenletek kezelése, admittancia és incidenciamátrix jelentősége. Ágegyenletek (karakterisztikák) kezelése. Lineáris és nem lineáris egyenáramú hálózatok leírása, valamint kisjelű váltakozóáramú vizsgálat.

10. Hőterjedés és diffúzió

A hőterjedés (hővezetés, konvenció és radiáció), a hőátadás és a diffúzió jelenségének a bemutatása és matematikai leírásuk tárgyalása. Termikus modellezés szerepe az elektronikai technológiában. A termikus-villamos analógia ismertetése.

11-12. Áramlástan (2 előadás)

Hűtési megoldások az elektronikus eszközökben (hűtőbordák, folyadék és fázisátalakulásos hűtés). Áramlástani esetek megközelítése és csoportosítása. Skalár és vektor mennyiségek szerepe az áramlástan matematikai leírásában. Folytonossági tétel értelmezése az áramlástanban. Lamináris áramlások leírása a Bernoulli, Euler és Navier-Stokes egyenletekkel. Turbulens áramlások értelmezése és a szerepe a mérnöki gyakorlatban. CFD (Cumputional Fluid Dynamics) módszerek bemutatása, különösen a RANS módszeré. Turbulens áramlások numerikus szimulációja a k-e módszerrel.

13. Mechanika és termomechanika

A szilárdságtan fogalma és elhelyezése a mechanikában. Mechanikai feszültség felírása általános esetben. A feszültség hatása a szilárd testekre, feszültség elméletek (Coulomb, Mohr és Mises Modell. Mechanikai feszültség kialakulása hő hatására (hőtágulás). Szakító vizsgálatok: a tartós folyás és általános kúszás ismertetése. Termomechanikai szimulációk az elektronikai technológiában. 

Gyakorlatok:

1. Elektronikai termékek hibajelenségeinek összefoglalása, csoportosítási szempontok

bemutatása

2. Hibaanalitikai vizsgálatok vizsgálati tervének elkészítése.

3. Dokumentálás, szakértői jelentések készítése, értelmezése.

4. Hibaanalitikai módszerek összehasonlító elemzése esettanulmányok segítségével.

5. Modern szimulációs eszközök bemutatása (MATLAB, Comsol, Ansys)

6. Gőzfázisú forrasztó kemence modellezése MATLAB környezetben 1

7. Gőzfázisú forrasztó kemence modellezése MATLAB környezetben 2