Nach dem Besuch dieses Moduls kennen die Studierenden die relevanten Eigenschaften, Prüfverfahren und Ausfallmechanismen von Loten und Kunststoffen. Darauf aufbauend sind sie in der Lage beim Entwurf von elektronischen Baugruppen Kunststoffe und Lote anwendungsgerecht auszuwählen und einzusetzen.
Nach dem Besuch dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, die verschiedenen Wärmetransportmechanismen unterscheiden, sie gezielt im Kontext der Elektronikindustrie einsetzen und zu dimensionieren. Sie können kritische Bereiche (Hot-Spots) bereits in der Entwicklung durch Finite-Elemente-Simulation oder IR-Messungen erkennen und situationsbezogene Gegenmaßnahmen einleiten.
Nach dem Besuch dieses Moduls sind die Studierenden ausgehend von den Standardmodellen für Leitungsgebundene Störungen und Störfelder in der Lage, typische EMV-Problemstellen in einem Geräteaufbau zu identifizieren (in einfachen Fällen zu quantifizieren) sowie erste Vorschläge für deren messtechnische Untersuchung und Verbesserung abzuleiten.
Die Studierenden können elektronische Baugruppen methodisch und experimentell nach verschiedenen physikalischen Aspekten entwerfen, analysieren und optimieren.
Sie können den notwendigen Detailierungsgrad für die Analyse eines technischen Systems selbst einschätzen (z.B. makroskopisch vs. mikroskopisch, statisch vs. stationär vs. dynamisch, konzentriertes Ersatzschaltbild vs. Finite-Elemente-Ansatz).
Die Studierenden werden befähigt sich selbstständig in neue physikalische und technologische Sachverhalte einzuarbeiten und sich eigenständig zu organisieren.
Die Lehrveranstaltung befähigt die Studierenden dazu, die Fachinhalte adäquat zu verbalisieren um damit z.B. Fachdiskussionen zu führen.
Polymere: Herstellung und makromolekularer Aufbau, Modifikation von Polymeren, Mechanische Eigenschaften und Messverfahren für Polymere, Verbundwerkstoffe, Anpassung der thermischen Ausdehnung, Elektrisch leitfähiger Kunststoff, Wärmeleitender Kunststoff, Haftung – Kleben, Stofftransport, Verarbeitung, Polymere in elektronischen Baugruppen.
Bleifreie Lote: Bleifreie Legierungen für die Elektronik, lötbare Oberflächen, intermetallische Verbindungen, elektronische Baugruppen, Oberflächenmontage, Zuverlässigkeit von Lotverbindungen in der Elektronik bei Temperaturwechsel- und Schock-Belastung.
Wärmemanagement: Grundlegende Zusammenhänge, natürliche und erzwungene Wärmetransportmechanismen, Dynamische Wärmeleitpfade (Ein-/ Ausschaltverhalten, gepulster Betrieb, extraktion mehrere Zeitkonstanten), Messung und Parameterextraktion, Mehrdimensionale Wärmeleitpfade, Berechnungen an SMD-Technik und Leiterplatten mittels Finite-Elemente-Methode, Mechanik der Wärmeausdehnung und Designkonsequenzen, Thermische Arbeitspunktstabilität.
EMV-gerechte Konstruktion von Baugruppen und Gehäusen: Motivation (Störaussendung / Störfestigkeit / Abgrenzung zu Nachbargebieten), Leitungsgebundenen Störungen (galvanische Kopplung, kapazitive Kopplung, induktive Kopplung) und Ableitung von Gegenmaßnahmen (Leitungsgeometrien, Low-ESR-Kondensator, Ferrite, Dämpfungsmatten, Dielektrika…), Wirkungsprinzip der Störfelder und Konstruktionsbeispiele (Strahlung an Öffnungen, Dichtungsschnüre, Dichtungslamellen, Durchführungsfilter…), Grundlegende EMV-Messausrüstung (Netznachbildung, Messempfänger, Messantennen, TEM-, GTEM-Zelle, …) und Messgrößen (z.B. Transferwiderstand, Schirmdämpfungsmaß).
Grundlagen der Werkstoffkunde, Physikgrundlagen, Grundlagen zur Elektrodynamik
Polymere:
- Ehrenstein, Gottfried: “Polymer Werkstoffe, Struktur - Eigenschaften - Anwendung”, Carl Hanser Verlag, München, 3. Aufl. 2011
- Menges Georg: “Menges Werkstoffkunde Kunststoffe”, Carl Hanser Verlag, München, 6. Aufl., 2011
Wärmemanagement:
- Kuchling, Horst. “Taschenbuch der Physik”, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München, 20. Aufl. 2011
- Lienig, Jens und Brümmer, Hans: “Elektronische Gerätetechnik: Grundlagen für das Entwickeln elektronischer Baugruppen und Geräte”, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 1. Aufl. 2014
EMV-gerechte Konstruktion von Baugruppen und Gehäusen:
- Franz, Joachim: “EMV störungssicherer Aufbau elektronischer Schaltungen”, Vieweg + Teubner, Wiesbaden, 5.Aufl, 2013