《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：Fundamental of Electronic Manufacturing Technology
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
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
（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
6.2 MEMS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
10.2 IC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）
11.1 SIP、SOP、SOC与MCM
11.2 3D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
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。