Modulbeschreibung
Technologie und Prozesse II
Kürzel:
M_TuP_II
Durchführungszeitraum:
FS/08-FS/12
ECTS-Punkte:
12
Arbeitsaufwand:
360
Lernziele:
Die Studierenden
- können das Stabilitätsverhalten von Verstärkern erläutern und auslegen.
- können Transistorverstärker auslegen und aufbauen.
- können das Kleinsignalverhalten eines Verstärkers angeben.
- können Logikgrundschaltungen entwerfen.
- können kombinatorische Schaltungen entwerfen.
- können sequentielle Schaltungen entwerfen.
- können unterschiedliche Zustandsautomaten zuordnen, abändern.
- können den Aufbau von Halbleiterspeichern erläutern.
- können Grundtypen der AD/DA-Wandler angeben.
- können beispielhaft einige integrierte Schaltungen mit deren Funktionen angeben.
- kennen die Grundlagen der Dynamik.
- können Bewegungen von Massepunkten und starren Körpern bei EInwirken externer Lasten bestimmen.
- können die Eigenfrequenz ungedämpfter mechanischer Systeme bestimmen.
- können zu vorgegebenen, wohldefinierten physikalischen Fragestellungen die dafür notwendigen Messungen planen, vorbereiten, durchführen, protokollieren, auswerten und bewerten.
- kennen das praktische Arbeiten an physikalischen Fragestellungen im Labor.
- können sich effizient in ein für sie neues technisch-physikalisches Fachgebiet einarbeiten.
- können am Beispiel der LIGA-Technik die Herstellung komplexer Strukturen nachvollziehen.
- können mechanische Messmethoden für Mikrostrukturen einsetzen.
- kennen Lithographieverfahren und Mikroabformtechniken.
- kennen Verfahren, Potential uns Anwendungen der LIGA-Technik.
- kennen Verfahren zur mechanischen Vermessung kleinster Strukturen.
- können das Eigenschaftsprofil von Kunststoffen aus deren chemischer Struktur und Zusammensetzung abschätzen.
- können aus gängigen Abkürzungen den Thermoplasten erkennen und sein Eigenschaftsprofil angeben.
- können einige Werkstoffanalyse und Werkstofprüfverfahren hinsichtlich ihrer Aussagekraft und ihren Grenzen aus eigener Erfahrung einschätzen und die mit diesen Verfahren erzielten Ergebnisse einstufen / beurteilen.
- kennen einige industrielle Qualitätsprüfungs-Methoden für Kunststoffe und haben in der Anwendung einiger dieser Prüfungen Praxiserfahrungen sammeln können.
- kennen ausgewählte Spritzguss- und Extrusions-Maschinen, deren Teile sowie Prozesse zur Herstellung von Bauteilen aus Thermoplasten.
- kennen einige ausgewählte Recyclingverfahren für Thermoplaste.
- kennen wichtige Aspekte bei der Herstellung und dem Einsatz von Verbundwerkstoffen.
- kennen wichtige Informationsquellen für Werkstoffdaten.
- kennen den Aufbau eines technischen Berichts.
Verantwortliche Person:
Prof. Dr. Buser Rudolf
Telefon/EMail:
++41 (0)81 7553456
/ u_2000039Standort (angeboten):
Buchs
Fachbereiche:
Elektronik, Mechanik, Technologie und Prozesse, Physik, Mikro- und Nanotechnologie
Vorausgesetzte Module:
Anschlussmodule:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 6)
Fach-Pflichtmodul für Mikrotechnik STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Technologie und Prozesse STD_05 (PF)
Standard-Modul für Systemtechnik VZ STD_05(Empfohlenes Semester: 4)
Fach-Pflichtmodul für Mikrotechnik STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Technologie und Prozesse STD_05 (PF)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Profilmodule / 12 Punkte
Profilmodule / 12 Punkte
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Prüfung nach spezieller Definition
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik sowie Mikrotechnische Verfahren II eine Prüfung geschrieben. Während der Unterrichstphase findet im Kurs Werkstoftechnik II eine mündliche Prüfung statt. Während der Unterrichstphase wird im Kurs Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik eine Laborarbeit mit einer Präsentation bewertet. Während der Unterrichstphase wird im Kurs Physikpraktikum Versuchsberichte bewertet.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik sowie Mikrotechnische Verfahren II eine Prüfung geschrieben (Gewicht je 8.3%). Während der Unterrichstphase findet im Kurs Werkstoftechnik II eine mündliche Prüfung statt (Gewicht 8.3%). Während der Unterrichstphase wird im Kurs Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik eine Laborarbeit mit einer Präsentation bewertet (Gewicht Laborarbeit 4.2% und Präsentation 4.2%). Während der Unterrichstphase wird im Kurs Physikpraktikum Versuchsberichte bewertet (Gewicht 8.4%). Zudem findet über alle Kurse eine abgesetzte Modulschlussprüfung statt (Gewicht 50%).
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik
Kürzel:
TuP_II_D
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können das Stabilitätsverhalten von Verstärkern erläutern und auslegen.
- können Transistorverstärker auslegen und aufbauen.
- können das Kleinsignalverhalten eines Verstärkers angeben.
- können Logikgrundschaltungen entwerfen.
- können kombinatorische Schaltungen entwerfen.
- können sequentielle Schaltungen entwerfen.
- können unterschiedliche Zustandsautomaten zuordnen, abändern.
- können den Aufbau von Halbleiterspeichern erläutern.
- können Grundtypen der AD/DA-Wandler angeben.
- können beispielhaft einige integrierte Schaltungen mit deren Funktionen angeben.
Plan und Lerninhalt:
- Verstärkerschaltungen (Stabilität, Oszillatoren)
- Transistorverstärker
- Kleinsignalverhalten
- Logik Grundschaltungen
- Kombinatorische Logik
- Sequenzielle Logik
- Zustandsautomaten / Halbleiterspeicher
- AD/DA-Wandler, Integrierte Schaltungen, ASCI
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Heinzelmann Andreas
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Laborarbeit mit einer Präsentation bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik, Physikpraktikum, Mikrotechnische Verfahren II, Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Lehrgespräch, Übungen im Klassenverband, Laborübung, Selbststudium
Bibliographie:
Skript
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Technische Mechanik II
Kürzel:
TuP_II_M
Arbeitsaufwand:
50
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die Grundlagen der Dynamik.
- können Bewegungen von Massepunkten und starren Körpern bei EInwirken externer Lasten bestimmen.
- können die Eigenfrequenz ungedämpfter mechanischer Systeme bestimmen.
Plan und Lerninhalt:
- Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung in verschiedenen Koordinatensystemen
- Bewegung von Massepunkten
- Masenträgheitsmoment
- Mopmentanpol
- Bewegungsgleichung des starren Körpers
- Grundlagen der Schwingungslehre
- Bestimmung von Eigenfrequenzen
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Ettemeyer Andreas
Fachbereiche:
Mechanik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Halbleiter und Festkörperphysik, Physikpraktikum, Mikrotechnische Verfahren II, Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Seminaristischer Unterricht, begleitete Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Halbleiter und Festkörperphysik
Kürzel:
TuP_II_H
Arbeitsaufwand:
50
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.
Plan und Lerninhalt:
- Grundlagen der StromleitungGrundlagen der Quantemmechanik
- Halbleiterherstellung (CZ, floatzone)
- Halbleiter Modellvorstellungen (Bindungen, Bänderstruktur, Dotierung, Ladungsträgerkonzentration)
- Ladungsträger Transporte (Drift, Diffusion, Injektion , Rekombination)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Buser Rudolf
Fachbereiche:
Technologie und Prozesse
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Mechanik II, Physikpraktikum, Mikrotechnische Verfahren II, Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Skript
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Physikpraktikum
Kürzel:
TuP_II_P
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können zu vorgegebenen, wohldefinierten physikalischen Fragestellungen die dafür notwendigen Messungen planen, vorbereiten, durchführen, protokollieren, auswerten und bewerten.
- kennen das praktische Arbeiten an physikalischen Fragestellungen im Labor.
- können sich effizient in ein für sie neues technisch-physikalisches Fachgebiet einarbeiten.
Plan und Lerninhalt:
Durchführung von Praktikumsversuchen mit
physikalischen Fragestellungen aus verschiedenen
Bereichen.
- Verstehen der Aufgabe und des Versuchsaufbaus
- Verstehen der dahinter stehenden Theorie
- Korrektes Durchführen von Messungen
- Auswerten von Messergebnissen (inkl. Messunsicherheit)
- Dokumentieren von Messungen (Laborjournal)
- Verstehen der Grenzen des Messprinzips und der Messapparatur
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Höfler Karl
Fachbereiche:
Physik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Die Versuchsberichte werden bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik, Mikrotechnische Verfahren II, Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
6 der 7 Praktikumsversuche sind “standardisiert“ und beruhen mehrheitlich auf bereits erworbenem Theoriewissen der Grundlagenkurse in Physik, das mit der Berarbeitung der konkreten Aufgabenstellungen vertieft und besser verankert wird. Noch fehlendes Wissen wird im Selbststudium erarbeitet. Die Versuchsdurchführung ist begleitet.
1 Praktikumsversuch ist “offen“ gestaltet und erfordert die völlig eigenständige Erarbeitung eines für die Studierenden absolut neuen Fachgebietes im Selbststudium. Die Versuchsdurchführung ist begleitet.
Bibliographie:
Skript
Versuchsanleitungen zu den einzelnen Praktikumsversuchen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Der Kurs findet alle 14-Tage à 4 Lektionen statt.
Mikrotechnische Verfahren II
Kürzel:
TuP_II_V
Arbeitsaufwand:
50
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können am Beispiel der LIGA-Technik die Herstellung komplexer Strukturen nachvollziehen.
- können mechanische Messmethoden für Mikrostrukturen einsetzen.
- kennen Lithographieverfahren und Mikroabformtechniken.
- kennen Verfahren, Potential uns Anwendungen der LIGA-Technik.
- kennen Verfahren zur mechanischen Vermessung kleinster Strukturen.
Plan und Lerninhalt:
Lithographie
- Einführung – „Was ist Lithographie“
- Photolithographie – Prozessschritte
- Belichtungsverfahren
- Belichtungsapparaturen (Maskaligner, Stepper)
- Resisttechnologien
- Maskentechnologie
- Alternative Lithographieverfahren (e-beam, Röntgenstrahllithographie, EUV, ...)
Mikroabformung
- Abformverfahren / -prozesse
- Maschinentechnik / Formeinsätze
- Materialien
Mechanische Messmethoden der Mikrotechnik
- Taster & Stylus Profilometer
- Rasterkraft-Mikroskop (AFM)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Michler Markus
Fachbereiche:
Mikro- und Nanotechnologie
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik, Physikpraktikum, Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Labordemonstrationen, Selbststudium
Bibliographie:
Skriptum
Literaturempfehlungen:
- EinfühVieweg Verlag (2000)
- Hanser Verlag (2002)
- Brück/Rizvi/SHanser Verlag (2001)
- Menz/Mohr: MikWiley-VCH (2005)
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Werkstofftechnik II
Kürzel:
TuP_II_W
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können das Eigenschaftsprofil von Kunststoffen aus deren chemischer Struktur und Zusammensetzung abschätzen.
- können aus gängigen Abkürzungen den Thermoplasten erkennen und sein Eigenschaftsprofil angeben.
- können einige Werkstoffanalyse und Werkstofprüfverfahren hinsichtlich ihrer Aussagekraft und ihren Grenzen aus eigener Erfahrung einschätzen und die mit diesen Verfahren erzielten Ergebnisse einstufen / beurteilen.
- kennen einige industrielle Qualitätsprüfungs-Methoden für Kunststoffe und haben in der Anwendung einiger dieser Prüfungen Praxiserfahrungen sammeln können.
- kennen ausgewählte Spritzguss- und Extrusions-Maschinen, deren Teile sowie Prozesse zur Herstellung von Bauteilen aus Thermoplasten.
- kennen einige ausgewählte Recyclingverfahren für Thermoplaste.
- kennen wichtige Aspekte bei der Herstellung und dem Einsatz von Verbundwerkstoffen.
- kennen wichtige Informationsquellen für Werkstoffdaten.
- kennen den Aufbau eines technischen Berichts.
Plan und Lerninhalt:
Werkstoff Kunststoff
- Chemische Beschreibung der Polymerwerkstoffe: Typisierung von Polymerwerkstoffen, Modifikation durch Additive
- Auswahl relevanter Eigenschaften von Kunststoffen inkl. Struktur-Eigenschafts-Beziehungen: Thermische Phasenübergänge, mechanische Eigenschaften, viskoelastisches Verhalten (Kriechen), Fliessverhalten in der Schmelze (Rheologie), weitere typische physikalische Eigenschaften
- Formgebungsverfahren für Thermoplaste: Einführung in Extrusion und Spritzgiessen
- Recycling von Thermoplasten: Strategien, Einführung in werkstoffliches Recycling
Verbundwerkstoffe
- Herstellung und typische Anwendungen
Prüf- und Analyseverfahren für Werkstoffe
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Herres Nikolaus
Fachbereiche:
Technologie und Prozesse
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase findet eine mündliche Prüfung statt. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik, Physikpraktikum, Mikrotechnische Verfahren II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium, Praktika
Bibliographie:
Eigene Skripte, Übungsunterlagen, Praktikumsanleitungen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Der Kurs findet alle 14-Tage à 4 Lektionen statt.