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CAD in der Mikroelektronik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
CAD in der Mikroelektronik
Modulbezeichnung (engl.): CAD in Microelectronics
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2408
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P211-0069, P211-0210
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
3V+1U+1PA (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
6
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Ausarbeitung (50%), Seminarvortrag (50%)

[letzte Änderung 13.12.2018]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

E2408 (P211-0069, P211-0210) Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 4. Semester, Pflichtfach, technisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 123.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
E2205 Konstruktion in der Elektrotechnik
E2302 Messtechnik 2
E2303 Elektronik 1


[letzte Änderung 05.02.2021]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
E2610 Integrationsgerechte Schaltungstechnik


[letzte Änderung 07.02.2021]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dozent/innen:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dipl.-Ing. Thomas Bertel


[letzte Änderung 05.02.2021]
Lernziele:
Unter Verwendung einer integrierten Entwurfsumgebung für Schaltungsanalyse und
-entwurf nutzen die Studierenden die vielfältigen Möglichkeiten der Simulation von Schaltungen auf Bauelementebene. Sie machen darüber hinaus Gebrauch von den Eingriffsmöglichkeiten, die das verwendete Simulationswerkzeug bietet, um es an eigene spezielle Erfordernisse anzupassen.
 
Die Studierenden sind in der Lage, eigenständig elektronische Schaltungen im niedrigen Frequenzbereich zu entwerfen und sie simulatorisch zu testen.
  
Im Rahmen der Übung und des Projekts planen die Studierenden in kleinen Gruppen die Realisierung verschiedener elektronischer Schaltungen auf einer Leiterplatte. Sie erstellen anschließend mittels einer EDA-Software das hierfür notwendige Layout. Dabei müssen sie ihre Kenntnisse über Gehäuse- und Aufbautechnik, Verbindungstechnik sowie Layoutregeln anwenden, um einen fertigungsgerechten und funktionierenden Entwurf zu erhalten.
 
Während des Seminarvortrags können die Studierenden ihre Ergebnisse aus der Gruppenarbeit gut strukturiert, verständlich und ansprechend präsentieren.
 
Die Studierenden erstellen eine Ausarbeitung im Stil eines technischen Berichts, in der eine elektronische Schaltung vom Entwurf über den simulatorischen Test bis hin zur fertigen Leiterplatte klar und prägnant formuliert dargestellt wird.


[letzte Änderung 18.02.2019]
Inhalt:
- Allgemeines zum System- und Schaltungsentwurf, Pflichtenheft, Spezifikation, Entwurfsebenen und
  Darstellungsarten, Bottom-Up Methode, Top-Down Methode,
Entwurf mikroelektronischer Systeme
- Einführung in die integrierte Entwurfsumgebung des verwendeten Simulationswerkzeugs,
  Schaltplaneditor, grafische Ergebnisdarstellung, Stimuluseditor, Parameterextraktor, Dateitypen,
  Netzliste, Analysearten, Simulatoranweisungen, Simulatoreinstellungen,
- analoge und digitale Netzwerkelemente, Modelle, Unterschaltkreise, analoge und digitale
  Verhaltensbeschreibung, Makromodellierung,
- Simulation gemischt digital analoger Schaltungen, Schnittstellen zwischen analogen und digitalen
  Schaltungsteilen
- ßbungen zum Umgang mit dem verwendeten Simulationswerkzeug
Aufbau mikroelektronischer Systeme
- Verbindungstechnik, Gehäuse- und Aufbautechnik, Hybridschaltungen, Leiterplatten in SMT
- Bauteil- und Gehäuseformen der SMT,Verpackungs- und Lieferformen, Lötbarkeit und Lagerung,
- Leiterplattenherstellung, Laminate, Prepreg, Presse
- Chip on Board (COB), Chipmontage, Diebonden, eutektisches Legieren, Kleben, Tape automated
  bonding (TAB), Drahtbonden, Bondfehler, Feinstdrähte, Spaltschweißen,
- Schaltplanerstellung, Symbolik der verwendeten EDA Software, Eigenschaften von Bauelementen und
   Verbindungen im Schaltplan, wichtige Kenngrößen elektronischer Standardkomponenten,
   Schaltungsfunktion und Testbarkeit, Prüfpunkte,
- Layouterstellung, Anlegen einer Leiterplatte (einseitig, doppelseitig, Multilayer), Positionierung der
  Bauelemente, Entflechten der Schaltung, Abstände und Mindestmaße, EMV-Aspekte,
- Erstellen von Schalplansymbolen und Leiterplattenkomponenten, Datenblattrecherche, Toleranzen,
  Mindestmaße
- Fertigungsaspekte, Postprocessing, Reflow- und Wellenlöten, Lotpasten, Eigenschaften, Flussmittel,
  Aktivator, Lötqualität, Lagerung, Lötverfahren, Klebeverbindung, Nutzengröße und Nutzentrennung,
  Bestückungsmethoden, Prüfen und Testen
- Umsetzen eines kleinen Projektes

[letzte Änderung 18.02.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlagen und Aufgabenblätter in elektronischer Form, PC, Präsentation mit Tafel und Beamer, Nutzung des auf Spice basierenden Simulationswerkzeugs LTSpice und des Layoutwerkzeugs Eagle

[letzte Änderung 18.02.2019]
Literatur:
Leibner, P.: Rechnergestützter Schaltungsentwurf, Krehl, Münster, 1996
Manuals zu Simulations- und Layoutwerkzeugen
Walsin Technology Corporation; SMT Notes for Chip-R and MLCC 2002a
Beuth Klaus; Elektronik, 2. Bauelemente; 19te überarb. Aufl., Vogel 2010 431 Beu
Tietze, Schenk; Halbleiter-Schaltungstechnik, 13te neu bearb. Aufl.; Springer 432.2 Tie
Heinemann, R.: PSPICE, Hanser, 2007, ISBN 3-446-21656-1
Huschka, M.: Einführung in die Multilayer-Presstechnik, Leuze, 1988
Krups, R.: SMT-Handbuch, Vogel Business Media, 1991
Nolde: SMD-Technik, Franzis, 1994
Paul, Reinhold: Einführung in die Mikroelektronik, Hüthig, 1985
Reichl, H.: Hybridintegration, Hüthig, 1995
Strauss, R.: SMD Oberflächenmontierte Bauteile, VTT-Verlag für technische Texte, 1989


[letzte Änderung 18.02.2019]
 
[Fri Apr 26 17:10:16 CEST 2024, CKEY=e3E2408, BKEY=ei, CID=E2408, LANGUAGE=de, DATE=26.04.2024]