搜索
《器件封装工艺》本科课程教学大纲课程名称：器件封装工艺课程编码：C072280开课单位：物理与电子科学学院开设学期：第八学期课程类型：发展方向类课程性质：选修总学时数：共32学时，其中讲授32学时周学时数：2适用专业：电子信息科学与技术课程学分：2先修课程：模拟电路、数字电路、半导体物理参考教材：R.K.Urich,W.D.Brown著，李虹、张辉、郭志川译《高级电子封装》（第2版），北京：机械工业出版社，2010。一、课程的教学目标与任务本课程教学要求学生基本掌握电子封装技术的基础知识，了解基本的微电子封装材料、工艺处理技术。本课程要求学生了解封装技术发展的驱动力和封装技术的发展简史，了解有机PCB，陶瓷基片的工艺过程以及贴片和电子装配技术；了解电子封装中电气考虑、建模和仿真，热设计，机械设计的基本原理和方法；了解封装的可靠性设计和封装材料特性的分析技术。最后，分别针对光电、电力电子、微波器件、传感器的封装进行专题讨论，并介绍目前方兴未艾的多芯片和三维封装技术。本课程所使用的教材，共18章，限于学时，本书的第4、5、6、7、8、9章和16、17、18章可不讲授，留学生课余时间参阅，不作具体要求。二、本课程与其它课程的联系前导课程：模拟电路、数字电路、半导体物理。后续课程：无。三、课程内容及基本要求(一)微电子封装的导言和概览(2学时)（1）概述；（2）电子封装功能；（3）封装等级结构；（4）微电子封装技术简史；（5）封装技术的驱动力。1.基本要求（1）了解电子封装技术的功能；（2）掌握封装等级结构的概念；（3）了解电子封装技术的发展简史；（4）了解封装技术发展的重要性和驱动力。2.重点、难点重点：晶片贴装、第一等级互连、封装盖和引脚密封、第二等级互连。难点：封装技术的驱动力。3.说明：本章学时有限，本章5节可以作简单介绍。（二）微电子封装材料（4学时）（1）概述；（2）一些重要的封装材料性质；（3）封装中的陶瓷材料；（4）封装中的聚合物材料；（5）封装中的金属材料；（6）高密度互连基片中使用的材料。1.基本要求（1）了解影响封装性能的材料特性，包括力学性能、湿气渗透、界面的粘滞性、电气性能、热性质、化学性质等；（2）了解封装中常用的陶瓷材料，如氧化铝、氧化铍的基本性能和用途；（3）了解封装中常用的聚合物材料的主要分类和基本性能；（4）了解封装中常用的金属材料的基本性能和用途；（5）了解高密度互连中经常使用的材料。2.重点、难点重点：力学性能、湿气渗透、界面的粘滞性、电气性能、热性质、化学性质；难点：封装中的聚合物材料。3.说明：限于学时，本章的第3、4节可作简单介绍。(三)处理技术(2学时)（1）概述；（2）薄膜沉淀；（3）模式化；（4）金属间的连接。1.基本要求（1）了解薄膜沉积的的工艺技术和用途；（2）了解平板印刷和蚀刻的工艺技术和用途；（3）掌握金属互连的原理和几种典型工艺方法。2.重点、难点重点：光平板印刷、蚀刻；难点：固态焊接、熔焊和铜焊。3.说明：限于学时，本章的第2节可作简单介绍。(四)电子封装的装配(6学时)（1）概述；（2）设施；（3）元件的处理；（4）表面贴装技术装配；（5）晶圆准备；（6）晶粒贴附；（7）线焊；（8）倒装芯片；（9）封装/密封/包装；（10）封装级别处理；（11）艺术级技术。1.基本要求（1）熟悉电子封装中装配对于温、湿度和静电防护的要求；（2）了解表面贴装技术的概念；（3）了解晶圆准备的过程；（4）了解芯片焊接的种类和它们的工艺过程；（5）了解到装芯片和到装焊的概念；（6）了解芯片密封技术。2.重点、难点重点：封装中装配对于温、湿度和静电防护的要求；难点：芯片焊接的种类和工艺；到装芯片和到装焊。3.说明：限于学时，本章的第5、6、7、10、11节可作简单介绍，课余时间让学生自学。(五)设计考虑(2学时)（1）概述；（2）封装和电子系统；（3）封装功能间的折中；（4）折中设计例子；（5）产品开发周期；（6）设计概念；（7）PCB/MCM设计过程。1.基本要求（1）了解封装设计的全过程；（2）掌握折中设计和产品开发周期的概念主要损耗机制。2.重点、难点重点：折中设计；难点：产品开发周期、设计概念。3.说明：限于学时，本章的第2、4、6、7节的相关内容可作简单介绍，课余时间让学生自学。(六)射频和微波封装(4学时)（1）概述与背景；（2）传输线；（3）高频电路的实现；（4）集总元件；（5）分布式元件；（6）仿真和电路布局；（7）测量和测试；（8）频域测量；（9）时域测量；（10）设计例子。1.基本要求（1）掌握传输线的模型和设计方法；（2）了解分布式和集总式元件的设计方法；（3）了解射频和微波封装的测试方法；（4）了解激光器的典型材料和结构。2.重点、难点重点：传输线模型、系统级传输线、平面传输线。难点：高频电路的实现、分布式和集总式元件的设计方法。3.说明：限于学时，本章的第6、7、8、9、10节的相关内容可作简单介绍。(七)电力电子器件封装(4学时)（1）概述；（2）电力半导体器件技术；（3）商用功率封装；（4）功率封装设计方法。1.基本要求（1）熟悉电力电子器件的主要封装考虑；（2）熟悉几种主要封装的原理和方法；（3）了解功率封装的主要设计方法；（4）了解电磁干扰和电磁兼容的概念。2.重点、难点重点：几种常见半导体器件技术、分立功率器件封装、多芯片功率模块和一体化集成方案。难点：功率封装设计方法。3.说明：限于学时，本章的第4节的相关内容可简单介绍。（八）多芯片和三维封装（4学时）（1）概述；（2）封装层次和分类；（3）3D系统；（4）多芯片封装的选择；（5）密度缩放的趋势。1.基本要求（1）了解封装层次和分类的概念；（2）了解三维封装的概念和MCM堆叠方法；（3）了解折叠方法本特征。2.重点、难点重点：封装层次和分类、3D系统。难点：多芯片封装的选择。3.说明：限于学时，本章的第5节的相关内容可简单介绍。（九）MEMS和MOEMS的封装（4学时）（1）概述；（2）背景；（3）MEMS集成的挑战；（4）数字微镜器件的封装方法；（5）封装技术的未来挑战。1.基本要求（1）了解MEMS和MOEMS的封装的主要挑战；（2）以数字微镜器件为例，了解MEMS和MOEMS的封装的设计方法。2.重点、难点重点：MEMS499、MEMS集成的挑战；难点：数字微镜器件的封装方法。3.说明：限于学时，本章的第4节的相关内容可简单介绍。四、教学安排及方式总学时：32学时，其中理论教学时数32学时，实验教学时数为0学时。教学环节教学时数课程内容讲课实验(实践)习题课上机看或录参像观小计备注微电子封装的导言和概览202微电子封装材料404处理技术202电子封装的装配606设计考虑202射频和微波封装404电力电子器件封装404多芯片和三维封装404MEMS和MOEMS的封装404五、考核方式1、考核方式：笔试（开卷）。2、成绩评定：各教学环节占总分的比例:平时测验及作业：30%，期末考试：70%。六、推荐教材与参考资料1、推荐教材：R.K.Urich,W.D.Brown著，李虹、张辉、郭志川译《高级电子封装》（第2版），北京：机械工业出版社，2010。2、参考资料：（1）祝宁华著《光电子器件微波封装和测试》，北京：科学出版社，2007。（2）田民波著《电子封装工程》,北京：清华大学出版社，2003。