前言:本站為你精心整理了電子封裝專業本科教學模式探討范文,希望能為你的創作提供參考價值,我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文,歡迎咨詢。
【內容摘要】電子封裝專業是一個相對較新而且包含內容較為豐富的專業,其本科教學模式也處于發展階段。基于電子封裝專業的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點,通過課程設置、實習基地建設和實驗平臺搭建,構建出從封裝專業的理論學習,到實際專業封裝生產線的感性認知,再到封裝設備的實踐操作這幾個方面對電子封裝專業本科教學模式進行探索。
【關鍵詞】電子封裝;課程設置;實習基地;實驗平臺
隨著電子技術的迅速發展,越來越多的電子器件應用到許多領域中,也帶動了相關行業的飛速發展。尤其是隨著物聯網技術的進步,各式各樣的傳感器構成了智能網絡的基礎。封裝技術作為電子產品領域中的關鍵技術之一,具有舉足輕重的作用。電子封裝是將利用半導體加工方法制備出的微元件、電路等用特定的封裝材料保護起來,形成機械保護并進行電學信號傳輸,從而構成微系統及工作環境的制造技術。由于電子封裝專業在半導體制程中屬于后道工序,其前道和半導體制備芯片相關聯,后道和器件的使用息息相關,所以其涵蓋的內容非常多,牽涉到材料、化學、電子、機械等學科,尤其許多新型傳感器的出現,對電子封裝專業提出了更高的要求。近些年來,電子封裝對器件的可靠性評價、性能測試等領域也開始有所擴展和延伸。作為一門較新的專業,電子封裝專業建設和本科生培養處于探索性階段。目前國內高校的電子封裝專業大多起源于材料學院,尤以焊接技術、金屬材料專業居多。如哈爾濱工業大學、上海交通大學、南京航空航天大學等。但是電子封裝專業作為一門全新的學科和專業,在信息技術飛速發展的今天,其本科生教育培養模式需要與時俱進,才能夠跟上當今時代的發展。江蘇科技大學電子與封裝專業借鑒了國內其他高校在電子封裝專業方面的建設,同時根據自身的特點,結合長三角地區半導體行業蓬勃發展的優勢,對電子封裝專業本科生培養及專業建設進行一些有益的探索。因此,本文從電子封裝專業的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點出發,通過課程設置、實習基地建設和實驗平臺搭建,從封裝專業的理論學習,到實際專業封裝生產線的感性認知,再到封裝設備的實踐操作,構建電子封裝專業的本科教學理論-認知-實踐的系統性模式。
一、課程設置
由于電子封裝專業是一門典型的交叉學科,牽涉到的基礎學科較多,因此在課程設置方面既要考慮到其知識專業性,又要考慮到其知識綜合性。江蘇科技大學立足于長三角區域,針對目前電子封裝技術專業存在較大的人才供需矛盾(據統計我國每年對電子封裝專業本科層次的人才需求超過7萬人),以半導體材料和器件制備為基礎,結合電子元器件的設計與模擬,對電子元件的封裝材料、封裝工藝、封裝設計等方面進行基礎教育,培養電子封裝及其相關領域中工藝開發、材料改進、儀器研制等方面的專業工程技術人員。在專業課設置上,涵蓋從器件的原理、封裝的工藝和可靠性測試方面等,具體有以下7門專業必修課。半導體器件物理、微連接原理、電子封裝材料、封裝結構與工藝、電子封裝可靠性、封裝熱管理。在選修課程的設置上重視電子封裝專業中的基礎理論、實際應用、動手能力、思維開拓方面的培養,對目前迅速發展的封裝領域中的知識進行了綜合性的構建,從理論到實際,從工藝到應用,設置了10門專業選修課,包括微加工工藝、MEMS器件與封裝技術、電子設計自動化、集成電路設計、微電子制造及封裝設備、表面組裝技術、微波與射頻電路、電磁兼容技術、先進封裝技術、有限元技術及在封裝中的應用。江蘇科技大學電子封裝專業的課程體系設置,一方面體現了電子封裝專業的綜合化、專業化的特點,另一方面突出了實踐性和理論性結合的特色。尤其在現代化的教育體系下,既要突出學生的專業性特點,又要兼顧學生的知識綜合性,同時還需對目前學生的動手能力和實踐能力進行專業化培養。尤其對于半導體及信息技術專業方面日新月異的發展,開設了“先進封裝技術”課程,對目前晶圓級封裝、三維封裝等目前較為新穎的封裝模式進行關注,及時反映封裝領域的最新動態。
二、實習基地
電子封裝專業不僅對理論知識有深入的了解,對實踐能力也有更高的要求。尤其是電子信息工業的迅速發展,對人才掌握的知識綜合性要求越來越高。目前,電子封裝專業不僅僅是對其本身所涉及的封裝設計、封裝工藝、封裝材料等方面,而且隨著封裝工業方面的發展,尤其是晶圓級封裝技術的發展,很多封裝工藝和微加工工藝高度融合在一起。所以對于從事電子封裝領域的工程技術人員、研究人員,不僅要掌握封裝相關的理論基礎,還要求對加工工藝實踐的掌握。從工科院校的人才培養角度出發,目前國際教育界公認實踐才是工科專業教育的根本,必須在理論教育的基礎上,讓學生到相關專業工程實踐中去實踐學習,在實際解決問題的過程中掌握相關的專業知識。江蘇科技大學目前積極建立與電子封裝企業的合作,通過到企業的見習與實踐,讓學生對課堂講授的基礎知識有更深層次的認識,同時通過企業技術人員直接參與實踐教學環節,加深學生對封裝領域中的工藝、設備等方面的認知。并且,江蘇科技大學與江陰長電、蘇州捷研芯、蘇州納米城等單位建立長期穩定的實訓和見習基地,采取與這些企業單位實際生產接軌的流水線式實習安排,在實習期間讓每個學生負責生產制造過程中某一項工序,并定期進行輪換工作,如前道工藝中的光刻、濺射、刻蝕等微加工工藝,同時對后續的封裝工藝如切片、邦定、貼裝和封裝等具體工藝的實訓,保證學生在學校學習理論知識的同時,也能掌握一定的實際封裝方面的技能。江蘇科技大學地處長三角地區,長三角地區(上海、江蘇、浙江)以上海為核心,半導體及信息產業在長三角地區中占有重要地位,是國內集成電路、傳感器制造和封測技術最先進產能集中地區。其中,中芯國際在上海擁有8吋及12吋晶圓廠;臺積電在上海松江擁有8吋廠,并已決定在南京興建12吋廠;聯電則以收購方式取得蘇州和艦8吋廠經營權;力晶與合肥市政府合資興建12吋廠。學校與相關的企業聯合建立實習、實訓和見習基地,一方面可以使理論教學與實踐相結合,提高學生的知識實際應用能力;另一方面,可以讓企業的一些研發型設備可以充分利用,實習資源共享,提高設備的利用率。此外,通過學生在企業中的實習,讓學生掌握更多實踐知識的同時,也讓企業在學生實習期間考察他們的能力,為企業在未來招聘人才提供更多的選擇。
三、實驗平臺
江蘇科技大學電子封裝專業針對目前國內半導體及信息產業的迅速發展情況,為了能較好較快地培養電子封裝領域比較緊缺的人才,在理論教學的同時,也非常注重實驗教學。目前電子封裝系在新校區規劃了用于實驗教學的凈化間,主要包括兩個部分:一是包括黃光區內的光刻、顯影、濺射等半導體器件的前道加工工序;二是包括劃片、邦定、回流、鍵合等封裝工藝。前道工序主要包括光刻機、濺射設備和刻蝕設備等,通過實驗教學,使學生在操作過程中更能深入了解光刻、濺射等工藝的具體原理和實現步驟,能讓學生更好地了解電子器件的制備過程,從而拓寬學生的視野,為學生走向工作崗位奠定良好的理論和實驗基礎。后道工序主要指封裝工藝,設備主要涵蓋劃片機、金線鍵合機、金屬植球機和回流爐等。通過這些設備的實際操作,可以使學生對封裝領域中的零級封裝、一級封裝有比較深入的認識,可以根據設備的相應功能實現所設計的需求。同時,江蘇科技大學根據目前封裝領域的高速發展趨勢,購置了包括3D打印機、晶圓鍵合機等較為新型的設備,通過這些設備的具體操作和實際應用,讓學生在關注目前封裝領域中發展的主要趨勢,尤其是目前業界比較關注的晶圓級封裝和三維封裝,做好這些方面的知識儲備,為以后走向工作崗位或者深造奠定良好的基礎。
四、結語
電子封裝專業作為一個新興的交叉型專業,近些年來在國內外都有迅速的發展。尤其隨著消費電子、汽車電子和物聯網等領域的高速增長,作為電子器件中關鍵技術之一的電子封裝技術備受關注,而且專業的電子封裝領域人才培養還滯后于封裝技術的發展需求。因此,高校的電子封裝專業人才培養需要滿足市場發展的需求,不僅要關注電子封裝專業的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點,而且在教學過程中需要多元化的課程設置,包括器件設計、加工工藝、應用材料、測試方法等方面的理論教學,結合實習基地的實際參觀認識和學習,到實驗平臺整體流程的操作,培養學生的綜合性能力,能為電子封裝專業輸送更多更好的專業人才.
【參考文獻】
[1]胡慶賢,董再勝,王鳳江等.電子封裝技術專業人才培養體系的構建[J].產業與科技論壇,2011,11(10):173~174
[2]簡剛,汪蕾,胡慶賢等.微電子封裝專業《薄膜材料與工藝》教學探索[J].產業與科技論壇,2014,14(13):154~155
[3]廖秋慧,劉淑梅.微電子封裝專業的課程建設與教學實踐[J].產業與科技論壇,2013,10(12):178~179
[4]張亮,郭永環,何成文等.電子封裝技術專業教學改革與實踐[J].電焊機,2015,10(45):47~49
作者:劉瑞 袁妍妍 盛洪超 單位:江蘇科技大學材料學院