《电子制造技术基础》课程大纲.docx
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《电子制造技术基础》课程大纲
《电子制造技术基础》课程教学大纲
一、课程名称（中英文）
中文名称：
电子制造技术基础
英文名称：
FundamentalofElectronicManufacturingTechnology
二、课程编码及性质
课程编码：
0827492
课程性质：
专业核心课，必修课
三、学时与学分
总学时：
40
学分：
2.5
四、先修课程
数字电路、电子技术、材料科学与基础
五、授课对象
本课程面向电子封装技术专业学生开设，也可以供机电一体化和微电子工程专业学生选修。
六、课程教学目的
本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：
1．以系统介绍电子产品从硅片到成品物理实现过程中的各种制造技术为重点，使学生具备电子制造领域的专业基础知识，并培养应用这些知识分析、解决电子制造过程中材料、成形工艺、控制以及可靠性问题的能力；
2．掌握芯片设计与制造技术、元器件的互连封装技术、无源元件制造技术、光电子封装技术、微机电系统工艺技术、封装基板技术、电子组装技术、封装材料以及微电子制造设备等知识，具备操作、调控电子制造设备，进行电子封装及可靠性测试的能力；
3．理解电子封装与组装技术，掌握不同电子封装与组装工艺、材料及应用知识，具备针对不同需求设计研发各种电子制造、电子封装工艺的能力。
4．了解电子制造科学与工程的发展前沿，掌握其发展特点与动向，具备研发先进电子制造、电子封装工艺及装备的基础与能力。
表1课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求及其指标点
本课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求
指标点
毕业要求1：
工程知识
能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。
1.1掌握了用于解决电子制造科学与工程复杂问题的数学基础知识。
1.2掌握了用于解决电子制造科学与工程复杂问题的物理、化学等自然科学基础知识。
1.3掌握了用于解决电子制造科学与工程复杂问题的工程力学基础知识。
1.4掌握了用于解决电子制造科学与工程复杂问题的工程检测与控制基础知识。
1.5系统掌握了专业知识，能够将所学知识用于解决电子制造科学与工程复杂问题。
课程目标1、
课程目标3
毕业要求2：
问题分析
能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。
2.1能够应用工程数学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。
如：
焊料的回流曲线设计。
2.2能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。
如：
固相键合实验。
2.3能够应用力学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。
如：
可靠性实验。
2.4能够应用工程科学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。
如：
连接界面的建模与分析。
毕业要求3：
设计/开发解决方案
能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。
3.1了解电子制造科学与工程问题特征，掌握解决复杂工程问题的设计方法。
3.2在考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等制约因素的前提下，能够设计（开发）针对复杂电子制造科学与工程问题的解决方案，具备设计（开发）满足特定电子制造科学与工程需求的系统、单元（部件）或工艺流程的能力。
课程目标3、
课程目标4
3.3在设计（开发）过程中，具有追求电子制造科学与工程复杂问题创新解决的态度和意识，掌握了基本的创新方法，清楚创新方向及领域。
毕业要求4：
研究
能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
4.1掌握微连接原理，能够采用科学方法，具备合理设计电子制造科学与工程复杂实验、开展科学研究的能力。
4.2掌握电子制造科学与工程原理及主要工艺，能够采用科学方法，正确构建并实施电子制造科学与工程综合实验，得出正确结果的能力。
4.3能正确使用和处理实验数据，通过信息综合处理，具备对复杂的电子制造科学与工程实验结果进行正确分析能力。
4.4了解常见的电子制造科学与工程常用设备、实验仪器及实验方法，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。
课程目标2、
课程目标4
毕业要求5：
使用现代工具
能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
5.1掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。
5.2了解电子制造科学与工程专业重要资料来源及获取方法。
5.3具备应用各类文献、信息及资料进行复杂电子制造科学与工程实践的能力。
5.4掌握复杂电子制造科学与工程问题的预测与模拟方法，理解其局限性。
毕业要求6：
工程与社会
能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
6.1了解与电子制造工程相关的国家方针、政策与法律法规，能够评价工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。
6.2了解电子制造科学与工程专业特点及其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，能够正确评价复杂成型及控制工程问题解决方案的优劣。
6.3能正确认识电子制造科学与工程各种复杂工艺对于客观世界和社会的影响，理解并能够承担的相应工程和社会责任。
毕业要求7：
环境和可持续发展
能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
7.1了解电子制造科学与工程的专业特征、学科前沿和发展趋势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。
7.2能正确理解和评价电子制造科学与工程复杂问题实施对环境保护及社会可持续发展等的影响。
7.3在解决复杂的电子制造科学与工程的实际问题中，能够正确理解并考虑工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
毕业要求8：
职业规范
具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。
8.1具有人文社会科学素养，理解世界观、人生观的基本意义及其影响。
8.2了解中国国情，理解中国可持续科学发展道路以及个人的做人规范，具有较高的社会责任感。
8.3在工程实践中，理解工程师的职业性质、职业责任,具备工程师的职业道德
8.4具有健康的体质和良好的心理素质，能较好地履行责任。
毕业要求9：
个人和团队
能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
9.1具备较宽广的本学科基础知识和较高的个人素质，能够在多学科背景下，承担个人及团队成员的作用。
9.2具备良好的团队协作精神，善于和团队其它成员协作、互补、交往。
9.3能够承担团队负责人角色，具备综合团队成员意见和建议，进行合理决策之领导能力。
毕业要求10：
沟通
能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。
并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
10.1较好地掌握了一门外语，了解不同文化的差异，具有一定的跨文化交流能力。
10.2了解本专业领域及其相关行业的国内外的技术现状，具有较强的业务沟通能力与竞争能力。
10.3能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，就复杂的专业工程问题进行有效沟通和交流。
毕业要求11：
项目管理
理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。
11.1了解机械及材料工程管理和经济决策的基本知识，理解并掌握工程管理原理与经济决策方法。
11.2具备应用工程管理和经济决策知识实践的工作能力，具有一定的组织、管理及领导能力，能够较好地通过口头或书面方式表达自己的想法。
11.3具有较强的综合归纳能力，能在多学科环境中加于应用。
毕业要求12：
终身学习
具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。
12.1对终身学习的重要性，有自觉的意识和正确的认识。
12.2能够采用合适的方法，自我学习、提高的能力。
12.3能够适应社会进步与发展，与时代同步。
七、教学重点与难点：
教学重点：
1）电子制造技术包括电子产品实现的整个物理过程，涉及到各种工艺材料、工艺方法及装备，本课程以介绍电子封装、电子组装为主体、以讲述工艺机理、工艺过程、工艺装备以及工艺实施例为重点；
2）在全面了解与掌握电子制造工艺及装备的基础上，重点学习封装结构、电子封装、电子组装、基板技术、半导体工艺等内容；
3）课程将重点或详细介绍电子封装中的引线键合、倒装互连工艺，电子组装工艺材料和流程，引入3D封装等先进封装形式，而对次要或目前非主流的封装工艺和装备仅作简单介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：
第2章“芯片设计与制造技术”（4学时）、第3章“元器件的互连封装技术”（12学时）、第7章“封装基板技术”（4学时）、第8章“电子组装技术”（4学时）。
教学难点：
1）电子制造技术基础课程是电子封装技术专业的核心课程之一，实践性极强，本课程将密切结合学生的课程实验、生产实习、课程设置、课题组参观学习等实践环节，培养学生对电子制造技术与装备的认识及设计能力，提高授课质量与效果。
2）通过本课程学习，要求掌握电子制造中的主要材料、工艺、装备及应用等，具备合理选择及设计电子制造工艺的能力。
八、教学方法与手段：
教学方法：
（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，专业影像资料以及企业培训资料等），讲授各种电子制造、电子封装工艺与方法、系统及应用特点，以提高教学效果及效率；
（2）采用课堂教学与学生PPT专题报告、分组讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。
教学手段：
（1）以常见的、典型（重要）电子制造工艺与装备为讲解对象，深入分析电子封装、组装工艺及装备的性能要求、结构及控制特点，使学生具备设计（开发）满足特定电子制造科学与工程需求的设备及控制系统的能力；
（2）结合本专业生产实习单位的电子制造与电子封测生产实际以及课题组研究成果，有的放矢地做好课堂教学前的设备样机（可借助图片、影像、教学视频等手段）展示教学；再结合必要的实验教学与实践环节，加深学生对电子封装、组装工艺以及系统的理解与掌握，提高授课质量与效果；
（3）以小班教学模式开战，3位学生为一组，针对特定的电子制造工艺或者装备，通过文献阅读及调研，采用PPT进行展示汇报；汇报展示后，小组成员接受课程教师和全体学生的提问，通过讨论交流，提高课堂互动频率与水平。
九、教学内容与学时安排
（1）总体安排
教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
表2基本教学内容与学时安排
序号
课程内容
课堂（学习、讨论）学时
课外（准备、复试、实践）学时
1
电子制造概述
4
4
2
芯片设计与制造技术
4
2
3
元器件的互连封装技术
12
12
4
无源元件制造技术
2
2
5
光电子封装技术
2
2
6
微机电系统工艺技术
2
2
7
封装基板技术
4
6
8
电子组装技术
4
4
9
封装材料
2
2
10
微电子制造设备
2
2
11
先进封装技术
2
2
（2）具体内容
各章节的具体内容如下：
第1章电子制造概述（4学时）
1.1电子制造概论
1.2电子制造技术回顾
1.3封装结构的发展历程
第2章芯片设计与制造技术（4学时）
2.1集成电路物理基础
2.2集成电路设计原理
2.3微电子系统设计
2.4芯片制造工艺
第3章元器件的互连封装技术（12学时）
3.1引线键合技术
3.2载带自动焊技术
3.3倒装芯片技术
3.4芯片级互连的比较
3.5元器件的包装
第4章无源元件制造技术（2学时）
4.1概述
4.2制造无源元件的成膜技术
4.3制造无源元件的微调技术
4.4无源元件的制造
第5章光电子封装技术（2学时）
5.1光电子封装的特点与结构
5.2光电子器件封装技术
5.3光模块封装技术
第6章微机电系统工艺技术（2学时）
6.1微机电系统概述
6.2MEMS加工工艺
6.3微机电系统封装
6.4常见MEMS器件
第7章封装基板技术（4学时）
7.1典型的印刷电路板技术
7.2挠性基板与玻璃基板
7.3微过孔技术
第8章电子组装技术（4学时）
8.1电子组装技术概述
8.2印刷技术
8.3点胶技术
8.4贴片技术
8.5回流技术
8.6波峰焊技术
8.7清洗技术
8.8返修技术
8.9其他组装技术
第9章封装材料（2学时）
9.1封装材料简介
9.2金属材料
9.3高分子材料
9.4陶瓷封装材料
9.5复合材料
9.6封装新材料展望
第10章微电子制造设备（2学时）
10.1半导体工艺设备
10.2IC封装设备
10.3组装工艺设备
10.4辅助生产与测试设备
第11章先进封装技术（2学时）
11.1SIP、SOP、SOC与MCM
11.23D封装
11.3未来的封装发展方向
（3）各章节的课后思考题（作业）及讨论要求
思考题（课后作业）：
第1章思考题：
1、请对比各种封装形式的封装密度等参数。
2、BGA都包含那些形式，各有什么特点及应用。
3、请阐述电子封装技术的未来发展动向。
4、请检索文献，介绍纳米封装、纳米电子。
第2章思考题：
1、半导体工艺的详细流程是什么？
2、半导体工艺流程中各子工艺分别实现什么功能？
3、详细介绍光刻工艺。
4、详细介绍刻蚀工艺。
第3章思考题：
1、不同引线键合工艺有什么优缺点。
2、常见引线键合的缺陷是什么，举例说明，并分析形成的原因。
3、简述TAB的封装过程。
4、不同类型凸点的制作方法，以及所对应的凸点材料以及封装流程。
5、找出目前倒装芯片技术的应用有哪些？
在芯片封装领域所占市场份额是多少?
6、采用倒装芯片技术封装LED的实现过程。
7、采用倒装芯片技术封装BGA的实现过程。
第4章思考题：
1、无源器件的类型都包括哪些，举例说明。
2、无源器件制程中薄膜技术和厚膜技术分别包括什么，举例说明。
第5章思考题：
1、光电子器件的主要封装形式包括那里，举例说明。
2、光电子封装都包含哪些工艺流程。
3、解释光电子封装中的共晶焊接工艺。
4、举例说明什么是光纤金属化。
5、举例说明什么是耦合封装。
第6章思考题：
1、结合个人移动设备，分析微机电系统技术的应用。
2、详细描述MEMS的主要加工工艺。
3、详细描述微机电系统封装类型和主要工艺。
4、调研常见MEMS器件。
第7章思考题：
1、总结封装基板的主要类型和材料。
2、以双面板为例，描述PCB的制程。
3、什么是挠性基板与玻璃基板，举例说明。
4、微过孔工艺指的是什么，举例说明。
第8章思考题：
1、电子组装的工艺流程是什么，结合图示说明。
2、SMT与THT的区别是什么？
3、结合实例设计波峰焊工艺。
4、选择一种商业焊膏，设计其回流焊曲线及加热因子。
5、以某一种器件为例，介绍返修工艺。
第9章思考题：
1、电子制造中常见的工艺材料种类有哪些。
2、列举常见的焊料类型以及它们的特性。
3、电子封装中陶瓷材料主要应用在哪里，举例说明。
4、电子封装中复合材料主要应用在哪里，举例说明。
5、封装材料的发展趋势是什么？
第10章思考题：
1、电子制造设备都包括什么，举例说明。
2、电子封装设备所设计的关键控制技术包括哪些？
3、以一种引线键合设备为例，分析其装备特点。
4、以一种贴片设备为例，分析其装备特点以及发展趋势。
5、AOI设备的应用环节包括哪些？
第11章思考题：
1、以任一种3D封装形式为例，介绍3D封装。
2、举例介绍TSV工艺。
3、对比SIP、SOP、SOC，结合应用例说明。
4、举例说明MCM的实现过程。
5、举例说明COB的封装过程。
讨论（思考题及作业）要求：
1、每章节学习结束后，学生都要针对上课教师的课程作业进行PPT汇报，作为平时的作业成绩（按约10%计入课程总成绩）。
2、三位学生为一组，针对特定的电子制造工艺或者装备，通过文献阅读及调研，采用PPT进行展示汇报（时间不超过10分钟），其它同学对该学生的汇报情况进行评价与交流。
汇报表现与成绩，按约10%计入课程总成绩。
3、学生也可以结合先进电子封装技术以及电子产品的发展，提出一种概念设计或者研究论文综述作为讨论与交流的内容，供同学及上课老师评定。
十、教学参考书及文献
1、《电子制造技术基础》，机械工业出版社，2004年，吴懿平等编；
2、《电子封装工艺设备》，化学工业出版社，2012年，中国电子学会电子制造与封装技术分会-电子封装技术丛书编辑委员会编；
3、《微连接与纳米连接》，机械工业出版社，2010年，田艳红等译；
4、《高级电子封装》，机械工业出版社，2010年，李虹等译。
十一、课程成绩评定与记载考核方式
1、课程考核及评价细则
课程考核及评价细则，详见表3。
表3课程考核及评价细则
成绩组成
考核/评价环节
分值
考核/评价细则
对应的教学目标
平时成绩
30%
上课表现
10
根据学生平时上课的出勤率、回答课堂讨论问题及互动情况，视其对课程学习的态度及积极程度，按10%计入课程总成绩。
1、2、3、4
平时作业
10
根据学生的课后作业的完成情况及质量，视其对课程知识理解、掌握情况，最后按10%计入课程总成绩。
3、4
交流（PPT展示等）
10
每位学生，根据老师的课题作业计划，采用PPT展示汇报3次以上，成绩按10%计入课程总成绩。
3、4
考试成绩
70%
考试的卷面分数
70
主要考核电子封装、电子组装、半导体技术、基板技术、电子制造装备及工艺材料等内容，以卷面成绩的70%计入总成绩。
1、2、3、4
2、终结性考试形式：
闭卷考试，以卷面成绩的70%计入总成绩。
撰稿：
《电子制造技术基础》课程组
审核：
材料科学与工程学院本科教学指导委员会
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