[ Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
Декан инженерноэкономического факультета
Живицкая Е.Н..
"" 2008 г.
Регистрационный № УД /р Физико-химические основы радиоэлектроники Рабочая учебная программа для направления специальности 1–27 01 01-11 Экономика и организация производства (радиоэлектроника и информационные услуги) Факультет инженерно- экономический Кафедра химии Курс I Семестр II Лекций 34 часа Экзамен – II семестр Лабораторные занятия 18 часов Всего аудиторных часов Форма получения высшего по дисциплине 52 образования – дневная Всего часов по дисциплине 2008 г.
Рабочая учебная программа составлена на основе учебной программы "Химия", утвержденной ректором Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» 23.12.2008 г., регистрационный номер № УД-27-069/уч. и учебного плана специальности 1–27 01 01-11.
Составитель Соловей Н.П.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры химии (протокол № от.. г.).
Заведующий кафедрой химии, доктор химических наук, профессор Боднарь И.В.
Одобрена и рекомендована к утверждению Советом инженерно-экономического факультета Учреждения образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники" (протокол № от _).
Председатель Живицкая Е.Н.
Согласовано Начальник ОМОУП Шикова Ц.С.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель преподавания дисциплины. «Физико-химические основы радиоэлектроники" является одной из дисциплин, знание которой необходимо для творческой деятельности современного инженера. В то же время эта дисциплина является базой для изучения специальных дисциплин. Цель преподавания дисциплины заключается в получении студентами теоретических знаний и практических навыков, касающихся физико-химических процессов и материалов, составляющих основу технологии производства радиоэлектронных средств и систем твердотельной электроники, в формировании правильного научного взгляда на закономерности протекания физико-химических процессов, в выработке у студентов умения анализировать, обобщать полученные знания и применять их в практической деятельности.Задачи изучения дисциплины. Современное развитие радиоэлектроники сопровождается микроминитюризацией электронной аппаратуры, резким уменьшением ее массы и объема, увеличением быстродействия, уменьшением энергозатрат на ее функционирование, увеличением надежности и долговечности.
Осуществить подобные научно-технические требования можно лишь имея глубокие фундаментальные знания общих закономерностей протекания физикохимических процессов, химических и фазовых равновесий, лежащих в основе производства электронных устройств, физико-химических свойств и структуры конструкционных материалов. Не имея подобных знаний невозможно решить проблему создания веществ с заданными свойствами, правильно осуществлять различные технологические операции, а также оценить степень влияния физико-химических свойств материалов на качество, надежность и долговечность приборов и устройств. Преподавание данного курса и обеспечивает формирование у студентов таких знаний.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
– основные закономерности протекания физико-химических процессов;
– суть физико-химических законов и явлений, составляющих основу технологии производства радиоэлектронных средств и систем твердотельной электроники;
--физико-химические свойства и способы получения конструкционных материалов;
уметь:
– использовать основные теоретические положения химической термодинамики, определять направление, скорость и глубину протекания физико-химических процессов;
– использовать методы теоретических и экспериментальных исследований в практической деятельности и решении экологических проблем;
иметь представление:
– о влиянии состава, строения и структуры веществ на свойства конструкционных материалов и приборов, их надежность и долговечность;
– о новейших достижениях в области химических технологий.
Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины.
№ п.п. Название дисциплины Раздел, темы 1. Химия в объеме школьной программы
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина "Физико-химические основы радиоэлектроники" включает в себя лекции, лабораторные занятия, индивидуальную работу со студентами.1.Наименование тем лекционных занятий, их содержание, объем в часах № Наименова- Число часов Содержание тем процессов, лежащих в основе технологии производства радиоэлектронных устройств. Значение курса для инженеров данной специальности. Основные определения и понятия.
Раздел 1.Общие закономерности протекания физико-химических процессов и их применение в технологии производства РЭ устройств физикопротекания физико-химических процессов.. Закон действия масс, правило Вант-Гоффа. Энергия активапроцессов Химическое Обратимость физико-химических процессов. Химическое равновесие. Кинетические условия его возникноравновесие Основные термодинамические понятия. Определение энергетических эффектов физико-химических процесмика физи- Лавуазье-Лапласа, уравнение Кирхгофа. Второй закон термодинамики, энтропия. Направленность физикоЗаконы термодинамики химических процессов. Свободная энергия Гиббса.
Термодинамическая совместимость материалов. Термодинамика химического равновесия. Уравнения изотермы, изобары.
Раздел 2.Электрохимические процессы и явления, применение их в радиоэлектронике.
Электродные Теория возникновения скачка потенциалов на границе потенциалы. раздела металл-электролит.. Двойной электрический Гальваниче- слой. Уравнение Нернста. Измерение величин станские элемен- дартных электродных потенциалов. Гальванические элементы. Принцип действия гальванических элементы тов и их основные характеристики. Явления поляризации и деполяризации в гальванических элементах.
3.2 Электролиз Электролиз. Факторы, определяющие последова- водных рас- тельность разряда ионов на электродах. Анодные и творов элек- катодные процессы. Явления поляризация и перетролитов и напряжения при электролизе. Электролиз распларасплавов вов. Вычисление количеств веществ, протерпевших 3.3 Применение Получение покрытий, анодирование, рафинирова- электрохи- ние. Химические источники тока. Получение элекмических трической энергии и экологические проблемы. Топроцессов в пливные элементы 3.4 Коррозия Химическая и электрохимическая коррозия. Влия- металлов и ние окружающей среды на коррозию металлов. Меметоды за- таллические и неметаллические покрытия. Катодщиты ная и протекторная защита. Применение ингибиторов 4. Раздел 3. Конструкционные материалы в радиоэлектронике.
4.1 Металлы, их Металлы, нахождение их в природе. Химическая основные связь в металлах. Основные физические и химичесвойства и ские свойства металлов. Соединения и сплавы. Исприменение. пользование металлов и сплавов в конструкционной технике 4.2 Полупро- Элементарные и сложные полупроводники, клас- водники, ос- сификация по периодической таблице. Химическая новные фи- связь в элементарных и сложных полупроводниках.
зические и Кремний и германий, нахождение в природе. Метохимические ды получения химически и спектрально чистых свойства. кремния и германия. Физические и химические свойства кремния, германия и их соединений. Физико-химические методы обработки поверхности 5. Раздел 4. Фазовые равновесия. Физико-химический анализ 5.1 Фазовые Комплексный физико-химический анализ и его ос- равновесия. новные принципы. Правило фаз Гиббса. ТермограДиаграммы фический анализ. Построение диаграмм состояния состояния бинарных систем. Основные виды диаграмм плаводно- и кости. Диаграммы состояния полупроводниковых двухкомпо- систем, особенности их построения и значение их систем. Физико- 2. Перечень тем лабораторных занятий, их наименование и объем в часах Основная цель проведения лабораторных занятия состоит в закреплении теоретического материала курса, приобретении навыков выполнения эксперимента, обработки экспериментальных данных, анализа результатов, грамотного оформления отчетов.
1 Кинетика физико- Факторы, влияющие на кинетику и равнохимических процессов. весие физико-химических процессов: конХимическое равнове- центрация, температура, величина поверхсие. ности реагирующих веществ.
2 Электродные потен-Влияние величин электродных потенциациалы и гальваниче- лов на направление протекания физикоские элементы. химических процессов. Устройство и 3 Электролиз водных Характер протекания процессов на инертрастворов электроли- ных электродах при прохождении электов. трического тока через водные растворы 4 Электрохимическая Причины возникновения электрохимичекоррозия металлов и ской коррозии. Методы защиты: анодные и методы защиты. катодные покрытия, протекторная и катодная защита.
3.1.Коровин Н.В.. Общая химия - М.: Высш. шк., 3.2.Епифанов Г.И. Физика твердого тела. – М. Высш. шк., 1977, 3.3.Фролов В.В. Химия - М.: Высш. шк., 1975, 1979, 3.4.Краткий курс физической химии /под ред. С.Н. Кондратьева. – М.: Высш. шк., 3.5.Харин А.Н. Катаева Н.А., Харина Л.Т. Курс химии. – М.: Высш. шк., 1975, 3.6.Епифанов Г.И, Мома Ю.А. Твердотельная электроника, М.: Высш. шк.,1986.
3.7.Угай Я.А.. Введение в химию полупроводников. - М.: Высш. шк., 3.8.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И.. Общая и неорганическая химия. – М.: Высш.
шк., 1992.
3.9.Штернов А.А. Физические основы конструирования, технологии РЭА и микроэлектроники. М.: Радио и связь, 1981.
3.10. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия / Под ред.
А.Г. Стромберга. - М.:Высш. шк., 1988., 1999.
3.11. Глинка Н.П. Общая химия / Под ред. Рабиновича. - Л.: Химия, 1983-1988.
3.12.Физическая химия. Строение вещества. Термодинамика ч.I. Электрохимия.
Химическая кинетика и катализ, ч. II /под ред. К.С.Краснова. - М.: Высш. шк., 3.13. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 2004.
3.14. Краткий справочник физико-химических величин /под ред. А.А.Равделя и А.М.Пономаревой. - Л.: Химия, 4.
ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ, НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ,
МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ И МАТЕРИАЛОВ,
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ.
4.1.Боднарь И.В., Молочко А.П., Соловей Н.П. Лабораторный практикум по курсу «Химия» для студентов 1-го курса дневной, вечерней и заочной форм обучения всех специальностей БГУИР. – Мн.: БГУИР, 2001.4.2.Забелина И. А., Ясюкевич Л. В. Методическое пособие для самостоятельной подготовки к лабораторным занятиям по курсу «Химия» студентов всех специальностей БГУИР в 2-х частях; ч. 1 – БГУИР. 1998, ч. 2 – БГУИР, 2000.
4.3. Боднарь И.В., Молочко А.П., Соловей Н.П. Методическое пособие к решению задач по курсу "Химия". Раздел "Растворы электролитов. Электрохимические процессы и явления." Для студентов заочного обучения. – Мн.: БГУИР, 2001.
4.4 Химическая термодинамика. Методические указания и индивидуальные задания по курсу «Химия» для студентов всех специальностей и форм обучения БГУИР. – Мн.: БГУИР, 2003.
4.5. Боднарь И.В., Молочко А.П., Соловей Н.П. Химия: Учебнометодическое пособие для студентов факультета заочного, вечернего и дистанционного обучения всех специальностей БГУИР: В 2-x частях. ч. I, Мн.:, 2004; ч. II, Мн.:, 2005.
Рекомендуется использовать учебно-методический комплекс по дисциплине "Химия" – Мн.: БГУИР, 2006.
«