Universidad de Jaén

Criterios de elección y utilización dedispositivos electrónicos. Técnicas de
fabricación y diseño.

Ninguno

Esta asignatura proporciona al  alumno los conocimientos básicos relacionados con loscomponentes electrónicos,
los materiales que se utilizan en su elaboración, elproceso de fabricación, así como  los criterios de selección de los mismos.También se abordan las consideraciones de  diseño aplicables a otras asignaturas. Uno de losaspectos que se estudian es el  relativo a la calidad y determinación de la fiabilidadde los componentes.

Se recomienda que el alumno haya superado la mayor  parte de las asignaturas previas de la especialidadElectrónica, en especial las de  Eca. Analógica y Digital o esté matriculado en ellas.

Esta asignatura tiene por objetivo conseguir que el alumnoconozca los aspectos funcionales, paramétricos,constructivos y de fiabilidad de los componenteselectrónicos y circuitos integrados. El alumno ha dedesarrollar durante la asignatura capacidades para identificarlos componentes idóneos según la aplicación odiseño, evaluar sus características principales,identificar los parámetros críticos en laindustrialización del mismo, etc...

BLOQUE 1:
- Tecnología de componentes.
- Tecnología de circuitos.
- Diseño y aplicaciones.
BLOQUE 2:
- Tecnología de fabricación y ensamble.
BLOQUE 3:
- Calidad y Fiabilidad. Normativa.

Exámenes de teoría y problemas. Serealizarán exámenes de teoría y problemas enlos que los alumnos tendrán que demostrar que hanadquirido las competencias trabajadas durante el curso.
Evaluación de las prácticas propuestas. Lasprácticas propuestas durante el curso seránevaluadas, para formar parte de la nota final del alumno, junto conla del exámen escrito de la parte de teoría /problemas.
Asistencia a las clases y actividades. Se realizará unseguimiento de la asistencia a las clases teóricas yprácticas. En el caso de lasactividades académicas dirigidas se valorará laparticipación activa de los alumnos en los debates quese planteen.

La asignatura teórica, consistirá en un temariocon un examen final en Febrero, más unos trabajos, adesarrollar durante el cuatrimestre, relacionados y coordinados conlos temas, debiendo entregarse en las fechas que se indiquenpara cada uno. Asimismo, se realizarán dos tipos deprácticas: prácticas de Técnicas deFabricación y prácticas con Software deaplicación a la Tecnología. El examen teóricoconsistirá en preguntas cortas  de tipo test razonados y problemas, con valoración detodo o nada, teniendo diferente valor cada pregunta,según dificultad.
Las prácticas se valorarán por la asistencia ytrabajos realizados. La no asistencia implicará examenfinal de las no realizadas. En las prácticas con Softwarede aplicación a la Tecnología yCaracterísticas de Circuitos Lógicos, se haráun examen práctico de preguntas sobre ellos.
Todas las partes de que consta la asignatura deberánser aprobadas independientemente, siendo la nota final lamedia de teoría y prácticas a la quese sumará la nota de los trabajos que, aúnsiendo obligatorios, sólo  servirán parasubir nota y se valorarán entre 0 y 1'5 puntos.
La Teoría, las prácticas y los trabajossólo se guardarán hasta Septiembre.

TEMA 1º. CIRCUITOS IMPRESOS.
1.1. DEFINICIÓN.
1.2. CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS DE LOS CIRCUITOSIMPRESOS.
1.3. CONSTITUCIÓN DE LOS CIRCUITOS IMPRESOS.
Soporte aislante: rígido, flexible, mixto ydeformable. Tipos de resinas y fibras. Normativas por las
que se rigen. Espesores normalizados. La placa conductora:tipos y finalidad. Adhesivos.
Oxidación superficial. Orificios o agujeros:diferentes tipos. Técnicas de apertura de agujeros:
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punzonado y taladrado. Conectores en borde de tarjeta.
1.4. PRECAUCIONES Y PELIGROS EN EL LABORATORIO.
1.5. OBTENCIÓN DEL CIRCUITO IMPRESO.
Métodos sustractivos: métodos directosprofesionales y para prototipos. Métodos indirectos:
obtención del fotolito, impregnación de laplaca con sensibilizador, insolado, revelado, atacado,
lavado y limpieza del sensibilizador. Serigrafiado.Aplicación de recubrimiento protector,
diferentes tipos. Taladrado. Control de calidad.Inserción y soldadura. Métodos mixtos.
Circuitos de doble cara. Diferentes técnicas demetalizado. Fases de metalizado electroquímico:
métodos: Panel Planing y Pattern Planing. Limpieza delsmear. Fases de realización de multicapa.
Métodos aditivos: método LPKF y multiwire.Documentación de un circuito impreso.
1.6. PROPIEDADES O PARÁMETROS DE LOS CIRCUITOSIMPRESOS.
De carácter eléctrico,mecánico-térmico y químico.
1.7. CLASIFICACIÓN GENERAL.
Según el sustrato. Según la tecnologíade montaje utilizada. Por los métodos de obtención delas
pistas de conexión: Sustractivos o aditivos.Atendiendo al grado de concentración de
conductores nodos y orificios, diferentes métodos.Clasificación por su CLASE. Por alguno de
sus parámetros.
1.8. FASES DEL PROCESO DE REALIZACIÓN.
Diseño. Tipos de rejilla. Recomendaciones en lacolocación de diferentes componentes activos y
pasivos. Colocación de radiadores: Tipos de arandelasaislantes. Factores que influyen en la
eficacia de un radiador. Limitaciones del diseño:eléctricas, mecánicas, de fabricación y
ambientales. Fórmulas de interés en eldiseño de circuitos impresos. Documentación que
acompaña a un circuito impreso.
1.9. EL DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS MEDIANTEORDENADOR (CAD).
Diferentes documentos que proporciona.
TEMA 2º. LA SOLDADURA EN ELECTRÓNICA.
2.1. DEFINICIÓN.
2.2. DIFERENTES MÉTODOS.
Causas de su diversidad. Elección del método.Seguridad de la soldadura. Soldadura indirecta y
directa.
2.3. SOLDADURA INDIRECTA.
Definición. Ventajas e inconvenientes. Tipos posiblesde conexión. Precauciones. Soldadura
dura y blanda. La aleación metálica.
Procedimientos fundamentales de la soldadura indirecta: Porrefusión y por inmersión.
Diferentes tipos de soldadura indirecta por refusión:con instrumento caldeado e intercambio
térmico (soldador manual), por resistencia, soldadurapor inmersión, soldadura por radiación, por
placa o mesa caliente.
Soldadura por refusión manual de hilo. El soldador ysus tipos. El material de aportación: aleación
de estaño con plomo y sin plomo. Directivas: RoHS yWEEE.
Soldadura robotizada de hilo.
Peligros de los gases de soldadura. Eliminación degases durante la soldadura, diferentes
sistemas: directo en el soldador, centralizado,extracción localizada en campana y filtros HEPA y
ULPA.
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Soldadura por refusión automática con pasta:refusión en fase de vapor (Veh), por inmersión o
doble vapor y en línea. Ventajas e inconvenientes.Refunión por infrarrojos (IR), factores de que
depende, ventajas. Refusión por aire caliente.Refusión por placa o mesa caliente.
Soldadura por refunión sistema BA y C.A.
Soldadura por inmersión simultánea, por onda uola de material de aportación (una onda laminar,
dos o más ondas). Factores de los que depende.
El desoldador.
Corte de terminales.
Recomendaciones para la soldadura manual: métodogeneral y en circuito impreso. Calidad de la
soldadura.
Eliminación de contaminación en circuitoimpreso. Definición de contaminante y de
contaminación. Sensibilidad a un contaminante.Contaminantes peligrosos y efectos que
producen. Contaminantes a eliminar antes y después dela soldadura. Medida de la
contaminación.
Métodos de limpieza de las placas de circuito impreso.Limpieza con CFCs y con agua. Tipos de
equipos de limpieza.
La soldadura indirecta en microelectrónica, diferentestipos y sus propiedades.
2.4. SOLDADURA DIRECTA.
Definición. Soldadura directa enmicroelectrónica. Procedimientos fundamentales de la
soldadura directa: Soldadura de hilo (Wire Bounding):Termocompresión (TM), bola o esfera (Ball
Bounding) y por peña o cuña (Wedge Bounding).Ultrasonidos (US). Soldadura termosónica (TS).
Soldadura por radiación.
láser, soldadura por haz electrónico. Soldadurapor caldeo indirecto por impulsos. Soldadura por
puntos. Ventajas e inconvenientes de estos sistemas.
TEMA 3º. LA SERIGRAFÍA EN ELECTRÓNICA.
3.1. EL ESTARCIDO.
El estarcido: plantillas simples, compuestas y de marcar.
3.2. LA SERIGRAFÍA.
La serigrafía: definición, clasificaciónpropiedades y aplicaciones. Dificultades de la serigrafía.
Partes de que consta el equipo de serigrafía einstrumental necesario.
3.2.1. PREPARACIÓN DE LA PANTALLA.
La pantalla: marco y tejido. Fases de ejecución. Elclisado. El retoque y bloqueo. Los tejidos:
naturales, sintéticos, metálicos yantiestáticos. Cualidades y defectos inherentes a cada clasede
tejido.
Diferentes texturas. Diferencias entre las telas. Los marcos:de madera y metálicos, diferentes
tipos de ensamblado. Cualidades que se exigen a los marcos.Dimensiones de la pantalla.
Defectos de una mala tensión. Lijado y desengrase.
3.3. EL CLISADO.
Definición. Métodos de clisado o recorte:manual y fotomecánico, directo e indirecto. Retocadores
y bloqueadores, propiedades. Películas de recorte.Preparación del recorte a mano: fijación,
incisión, pelado, pulido y pegado a la pantalla.Preparación del clisado o recorte fotomecánico.
La tirada. El alza. Recuperación de pantallas.
3.4. PRECAUCIONES EN EL LABORATORIO.
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TEMA 4º. EVOLUCIÓN Y FABRICACIÓN DESEMICONDUCTORES.
4.1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOSSEMICONDUCTORES.
Clasificación general de los circuitos consemiconductores. Clasificación según sutecnología.
Relación de componentes normalmente integrados.
4.2. OBTENCIÓN DE OBLEAS Y FOTOGRABADO.
Características básicas de los cristales:tamaño, pureza y perfección de la red cristalina.
Preparación del silicio apto para lafabricación de semiconductores. Corte y pulido de lasobleas.
Formación de máscaras. Comprobación,corte y separación de componentes individuales.
4.3. MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE CRISTALES.
Crecimiento en volumen: crecimiento a partir de una fasesólida (difusión). Crecimiento a partir de
una fase fundida (enfriamiento normal, tirado de cristales(método de Czochralski), fusión por
zonas en crisol y en zona flotante (método de Pfann).Solución síntesis y difusión (método de
Kaneko).
Crecimiento epitaxial: crecimiento en fase sólida.Epitaxia en fase de vapor (VPE): reactor
horizontal y vertical. Crecimiento a partir de unasolución (epitaxis líquida LPE): método de
Nelson, sistema deslizante. Epitaxia por haces moleculares(MBE). Epitaxia por haces de iones.
4.4. MÉTODOS DE DOPADO.
Por crecimiento, difusión e implantacióniónica.
4.5. TÉCNICAS DE FABRICACIÓN DE TRANSISTORES.
El transistor bipolar. Transistor de puntas, transistor deunión: por crecimiento, aleación, difusión
(mesa y planar), epitaxial (mesa y planar).
El transistor unipolar FET y MOSFET: planar y epitaxial, pordifusión y por implantación iónica.
4.6. TÉCNICAS DE FABRICACIÓN DE CIRCUITOSINTEGRADOS MONOLÍTICOS.
Clasificación general de circuitos integrados por sutecnología y por su nivel de
integración. Tipos de aislamiento usados en C.I.: pordiodo (barrera de difusión, barrera epitaxial),
película de óxido, por conexionado y porsilicio sobre aislante (zafiro, diamante sintético ydióxido
de silicio sobre silicio).
Técnicas de fabricación de circuitosintegrados.
Técnica monolítica de fabricación deC.I. Formación de diodos: diodo de colector´-base,diodo de
emisor-base, diodo Scottky.
Tipos de componentes normalmente integrados en técnicamonolítica. Formación de diodos: de
colector-base, emisor-base, Skottky. Formación detransistores bipolares: transistor vertical
NPN, transistor vertical PNP, transistor lateral PNP,transistor con capa enterrada, transistor
Sckottky.
Formación de transistores unipolares: transistoresFET. Formación de transistores MOS.
Tipos de aislamiento en transistores MOS integrados: poróxido grueso, óxido grueso más
canal de paro y por óxido de campo. Formaciónde inversores MOS: empobrecimientoenriquecimiento
y MOS complementario, canal P y canal N (CMOS). EstructurasMOS de potencia
o POWER MOS: clasificación. VMOS, UMOS, VDMOS o DMOS,SIPMOS, HEXFET, TMOS.
Circuitos integrados de potencia (PIC): LDMOS.Híbridos bipolar-MOS. Smart-Power: TEMFET,
PROFET, VFET y GAT.
Formación de resistencias: Resistencias de base,resistencias de emisor. Resistencias integradas
MOS.
Formación de condensadores: Condensador deunión, condensador MOS y condensador metalóxido-
metal, diferentes tipos.
Inductancias integradas.
Fases de fabricación de un circuito integradomonolítico.
Técnica laminar: multilaminar y en tres dimensiones(por termocompresión y de capas apiladas).
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Circuitos integrados de aplicación específica(ASIC). Diferentes tipos ofertados: estandar, custom
[semicustom (gate array, standard cell) y full-custom].
4.7. SALAS BLANCAS EN MICROELECTRÓNICA.
Definición. Tipos de salas blancas. Origen de lanecesidad de sala blanca en microelectrónica.
Medida de la calidad de una sala blanca: CLASE. Tipos decontaminación y de contaminantes en
una sala blanca. Vestuario, tejidos y su CLASE.
TEMA 5º. TECNOLOGÍA DE MONTAJE SUPERFICIAL.
5.1. DEFINICIÓN.
Definición de tecnología de montaje superficial(TMS). Definición de componente de montaje
superficial. Antecedentes históricos.
5.2. ENCAPSULADOS DE COMPONENTES CMS.
Componentes pasivos: resistencias, condensadores,inductancias. Componentes activos:
diodos, transistores y circuitos integrados. Ventajas einconvenientes.
5.3. EMPAQUETADO Y COLOCACIÓN.
Empaquetado y sistemas de alimentación: A granel, encargador y cinta. Técnicas de montaje:
CMS puro y mixto. Colocación de componentes:colocación manual y automática (en línea,
secuencial, simultánea y secuencialsimultánea). Terminología utilizada en TMS.
TEMA 6º. CIRCUITOS HÍBRIDOS.
6.1. DEFINICIÓN Y DIFERENTES TÉCNICAS.
Técnicas de fabricación de circuitohíbrido: técnica pelicular (película gruesa,película delgada -
pulverización o de Tántalo, vaporizacióno de Ni-Cr-). Ajuste de resistencias, condensadores e
inductancias. Tipos de cortes para ajuste. Resistividadsuperficial y relación de aspecto.
6.2. ELEMENTOS CONSTITUYENTES.
Sustratos, conductores, capas aislantes, resistencias,condensadores e inductancias. Ajuste de
resistencias, condensadores e inductancias. Fases defabricación de un circuito híbrido.
Elementos necesarios para su fabricación.
TEMA 7º. CIRCUITOS INTEGRADOS LÓGICOS Y FAMILIASLÓGICAS.
7.1. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS.
Características de entrada y salida: II=f(VI),VO=f(IO). Característica de transferencia VO=
f(VI), para una puerta aislada: Margen del cero, margen deluno, puntos de transición, región de
transición.
Característica de transferencia referida a toda unafamilia.
Característica de transferencia de una puertaconectada a otras o realimentada: puntos de
funcionamiento, amplitud lógica.
Característica de transferencia de una puertaconectada a otras, extendida a toda la familia: zonas
de funcionamiento, nivel alto y bajo en condiciones normales,margen de variación posible en
nivel bajo y alto, amplitud lógica máxima ymínima, margen de ruido para el estado bajo y para el
estado alto, inmunidad a ruidos.
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7.2. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS.
Tiempo de propagación. Tiempos de transición:de subida y de caída. Tiempo de retardo o retraso.
7.3. FAMILIAS LÓGICAS DCTL y DTL .
Introducción. Familia DRL. Familia DCTLRTL. Cableadológico. Características. Ventajas y
desventajas de RTL. Familia DTL. Característica detransferencia de DTL. Velocidad de DTL.
Disipación. Cableado lógico. Fanout y ruido.Ventajas e inconvenientes de DTL. Familia de alta
inmunidad contra el ruido HTL.
7.4. FAMILIA TTL.
Familia TTL o lógica transistortransistor.Características de transferencia, de entrada y salida de
TTL. Velocidad de TTL. Disipación en TTL. Otraspuertas TTL. Cableado lógico en TTL. Ruido.
Puertas TTL básicas. TTL de baja disipación(LPTTL). TTL de alta velocidad (HTTL). TTL Schottky
(STTL). TTL de baja disipación y con diodos Schottky(LSTTL). Avanzada LSTTL (ALSTTL).
Avanzada STTL (ASTTL). Fairchild ASTTL (FAST). Resumen deTTL.
7.5. FAMILIA ECL.
Familia ECL I. Familia ECL II. Familia ECL III.Características.
7.6. LÓGICA DE INYECCIÓN INTEGRADA I2L.
7.7. FAMILIA MOS.
Familias MOS. Introducción. Resumen detecnologías de circuitos integrados MOS. Circuitos
básicos. Puertas PMOS. Puertas NMOS. Puertaslógicas CMOS. Puerta NAND. Puerta AOI. Puerta
de transición. Características detransferencia. Ruido. Disipación en CMOS. Protecciónde
entradas. Familia CMOS 4000 (4000A, 4000B y 4000UB). FamiliaCMOS HE4000 (HE4000B,
HE4000UB). Familia CMOS HC (HC, HCT y HCU). Familia ACL (AC,ACT y FACT).
Compatibilidad. Resumen comparativo. Cuadro comparativo delas distintas familias lógicas.
7.8. OTRAS FAMILIAS LÓGICAS.
TEMA 8º. SÍMBOLOS LÓGICOS ACTUALES.
8.1. INTRODUCCIÓN.
Símbolo gráfico normalizado. Símbolosasociados a las entradas y a las salidas.
8.2. REPRESENTACIÓN NORMALIZADA DE LOS SISTEMASCOMBINACIONALES.
Generalidades. Puertas lógicas.
8.3. SÍMBOLOS DE BLOQUES FUNCIONALES COMPLEJOS.
Relación de dependencia Y(GAND). Relación dedependencia O(V(OR)). Relación de inversión
(N(Negate)). Relación de desinhibición(EN(Enable))/Inhibición. Relación de modo deoperación
M(Mode). Relación de conexión (Z).Relación de direccionamiento (Adress)A. Combinaciónde
relaciones de dependencia.
8.4. REPRESENTACIÓN NORMALIZADA DE LOS SISTEMASSECUENCIALES.
Generalidades. Indicativos de los sistemas secuenciales.Relaciones de dependencia en
sistemas secuenciales.
8.5. EJEMPLOS PRÁCTICOS DE SISTEMAS SECUENCIALES.
Registros de entrada y salida en paralelo. Contadores.Registros de desplazamiento.
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TEMA 9º. MEMORIAS.
Definición. Partes de una memoria. Cualidades a reunirpor las memorias. Clasificación general de
las memorias: por la forma de almacenar lainformación, por la forma de unión del trasductor al
soporte, por la permanencia de los datos, por la forma deacceso, por su jerarquía y por su
tecnología.
Memorias de soporte magnético. Memoriasópticas. Memorias semiconductoras: de acceso
aleatorio de lectura-escritura (SRAM, RAM alimentadas,NOVRAM, DRAM, PSRAM, VSRAM). De
sólo lectura (ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH EPROM).De acceso secuencial (registros
MOS y CCD). De acceso BORAM (CCD). Asociativas. Dispositivoslógicos programables PLD
Memorias de burbujas magnéticas.
TEMA 10º. INTERFERENCIAS EN LOS SISTEMASELECTRÓNICOS.
10.1. INTRODUCCIÓN.
Concepto de compatibilidad electromagnética:perturbación, interferencia, susceptibilidad e
inmunidad electromagnética. Descargaelectrostática.
10.2. EFECTOS DE LAS PERTURBACIONES O RUIDOS.
10.3. FUENTES DE INTERFERENCIAS.
Fuentes de ruido intrínseco, naturales y artificiales.
10.4. TIPOS DE INTERFERENCIAS.
Conducidas y radiadas.
10.5. FORMAS DE ACOPLO Y PROTECCIÓN.
Por impedancia común, acoplo magnético oinductivo, acoplo capacitivo o electrostático, acoplo
por radiación.
Protección en la fuente o emisor, en el canal deacoplo y en el receptor. Protección contra
descargas electrostáticas.
10.6. MÉTODOS DE ENSAYO Y NORMATIVAS.
TEMA 11º. FIABILIDAD Y CONTROL DE CALIDAD.
11.1. METODOLOGÍA.
Fiabilidad provisional. Ensayo de fiabilidad. Análisisde fallos.
11.2. CONTROL DE CALIDAD.
11.3.- NORMA ISO 9000 del 2000.

Registro de asistencia a prácticas

Registro de tutorías y trabajos de clase