集成电路封装课程的教学设计.pdf

154 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用度，造成了教师所教和企业所需脱节、学生在课堂所学和在产业所用方法脱节等严重问题。例如，很多集成电路封装课本中对球栅阵列封装技术、晶圆级封装技术等先进封装技术的介绍甚少，而在产业界这些技术已经逐步走进了生产线。此外，课程内容涉及面广，现用教材中对封装材料介绍篇幅过大，造成教师授课中难以把握重点，与集成电路等电子类专业培养方案差异较大，不利于培养学生实践能力。（2）由于缺少创新性教学平台，目前课程教学中文字性讲述居多，教学方法单一，较为简单难以理解、且枯燥乏味。集成电路封装涉及的原理、技术和设备等内容很广泛。整个集成电路封装领域会涉及物理、化学、材料、机械、自动化等多个学科。以芯片互联工艺为例，主要可以分为三种技术：引线键合、载带自动键合和芯片倒装键合等技术，而引线键合技术通常又分为热压键合、超声键0 引言集成电路成为信息技术产业的核心。集成电路产业链大致可以分成集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装和集成电路设计测试四个部分。高等学校作为国家集成电路人才培养基地，对集成电路产业发挥着越来越重要的作用1。目前，很多高等学校开设了集成电路、微电子科学与技术和电子科学与技术等相关专业，并培养了大量集成电路专业人才。但作为知识传授和技能培养的媒介,集成电路课程教学仍然有很大优化空间。1 研究背景集成电路封装课程是集成电路专业的一门核心专业课程，其主要目的是让学生理解并掌握将制造晶圆进行封装而成为完整的芯片的理论、工艺及相关设备和材料。封装的狭义概念是将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。如图1所示，封装工艺流程主要包括芯片减薄、芯片切割、芯片贴装、芯片互联、成型技术、去飞边毛刺、切成形筋和打码等。（1）目前高校所用课程内容相对陈旧、课程体系科学性不佳。由于高新技术更新迭代速度快，教学课程改革速度跟不上集成电路科学技术革新的速基金项目：安徽省专用芯片系统级封装工程研究中心2022年开放课题（2022GCZXZD01）。作者简介：王强，安庆师范大学电子工程与智能制造学院，讲师，博士；研究方向：集成电路封装技术。收稿日期：2023-01-04；修回日期：2023-05-28。摘要：阐述集成电路封装课程的教学特点，集成电路制造课程的教学模式实践，包括优化课程体系、开展虚拟实验、加强校企合作、完善考核机制。关键词：集成电路制造，封装技术，课程教学，虚拟实验。中图分类号：TN405-4 文章编号：1674-2583(2023)06-0154-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.066文献引用格式：王强，闻军，蔡雪原，郑江云.集成电路封装课程的教学设计J.集成电路应用,2023,40(06):154-155.集成电路封装课程的教学设计王强，闻军，蔡雪原，郑江云(安庆师范大学，安徽 246133)Abstract This paper expounds the teaching characteristics of the integrated circuit packaging course and the teaching mode practice of the integrated circuit manufacturing course,including optimizing the course system,carrying out virtual experiments,strengthening school enterprise cooperation,and improving the assessment mechanism.Index Terms integrated circuit manufacturing,packaging technology,course teaching,virtual experiment.Design of Teaching Integrated Circuit Packaging CourseWANG Qiang,WEN Jun,CAI Xueyuan,ZHENG Jiangyun(Anqing Normal University,Anhui 246133,China.)图1 体系框架原理图Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 155合和热超声键合三种方式，且每种方式的实现工艺及多需要的材料均不同。因此，仅芯片互联工艺教学内容便非常复杂且抽象难懂，纯理论性教学对学生的实践能力的培养效果甚微。（3）很多高等学校无法开设集成电路相关实验，而企业对学生的实用技能要求比较高，这造成了学生找工作和企业招聘合格工程师均处于困难境地。在集成电路设计、制造、封装和测试课程中，集成电路封装课程的上述状况尤为明显，这是因为集成电路封装是一门实践性更强的课程。（4）高校集成电路专业的师资力量薄弱是普遍现象。一方面，集成电路作为新兴专业，开设集成电路等相关专业博士点较少，科班出身的专业人才供不应求。另外，大量集成电路企业给出的高薪资待遇，吸走了大量集成电路专业人才。2 集成电路制造课程的教学模式实践（1）推进教材建设，优化课程体系。由于国内集成电路封装的教材几乎是十年前的，而封装技术发展迅速。这导致了高校所用课程内容相对陈旧、体系科学性不佳。故需要大力推进教材建设，联合高校名师及企业力量，联合撰写出具有先进性、经典性和实用性的教材。深入分析学生面向产业所需的能力，在教材中反向优化教学内容体系，适当增加或删除原来的教学内容。例如，对于微电子科学与工程专业教学，集成电路封装所涉及的材料包括金属、陶瓷、玻璃和高分子材料等各种材料。而对于电子类专业学生而言，封装材料内容篇幅过大造成了学时占用较大且内容和电子类专业相关度较低。故教材中应该尽量减少关于材料的篇幅，概括性地介绍到材料的不同特性对封装性能的影响规律及其机理即可2。（2）创新课堂教学，开展虚拟实验。鉴于封装课程的抽象性，学校可以鼓励教师进行教学创新改革，例如打造精品课程，将课本内容以生动、形象的示意图、动画和视频来向同学们介绍封装的工艺及其原理。投入实际生产的集成电路封装车间不太可能对在校学生开放实验，那么针对这个问题，可以搭建集成电路封装虚拟平台，让学生可以模拟处在真实的集成电路封装厂，完成电路封装的过程，从而达到理论和实践的结合。此外，可以在机房开展FloTHERM等仿真软件，进行集成电路芯片封装散热的虚拟实验，加强学生对封装散热问题的理解和分析能力3。（3）加强校企合作，共建教研平台。促进高校和企业联合办学，具体措施：让企业工程师走进校园给学生讲述新技术、新工艺，拓宽在校学生的视界；探索校企“订单班”式培养模式，在实习实训环节，学校组织意向就业学生到预就业企业进行实际锻炼学习，让学生直观地理解切割机、固晶机和键合机等机器的原理和应用，提高学生的集成电路封装实践能力；校企联合共建封装实验室，既满足学校日常教学和科学研究，又解决企业生产问题，并孵化出新技术4。（4）优化师资结构，完善考核机制。目前，多数负责讲授集成电路封装课程的高校教师没有企业工作经验，虽然在理论知识方面可以保障课程正常开展，但在集成电路封装企业的先进封装技术、设备和材料的使用和研发等方面缺少一手教学资源。因此，建议各高校可以出台一些具有吸引力的政策从企业引入高级集成电路封装工程师到高校任职或讲学。此外，由于绩效和职称考核机制不够健全，部分高校教师缺乏主动访学、走进企业学习新技术从而提升专业教学能力的动力。因此，建议各级职能部门和高校关注新工科专业教师队伍建设，完善考核机制，出台激励政策，鼓励并引导高校教师不断主动地自我学习，走进企业，肯在专业教学上不断下功夫，培养更适应时代发展需要的高质量集成电路封装应用型人才5。3 结语新工科建设是当下时代潮流发展大势所趋，集成电路专业课程建设必须适应时代背景，加快课程改革，转变教学方式，完善课程内容。鉴于集成电路封装技术实用性强、更新迭代速度快的特点，集成电路封装教学课程要紧密联系产业，以切实解决企业的实际技术问题为导向，联合学校、政府和企业多方面力量建设新型实用教材，开展虚拟仿真实验，建设集成电路封装实验室，校企联合教学，搭建学生实践平台，改革教师考核机制从而调动教师队伍，不断地提升教学质量。努力争取培养出一大批创新性、实用性、专业性的学生，为芯片封装企业输入高质量技术人才。参考文献1 阮颖,崔昊杨,赵琰.面向新工科的集成电路新专业建设探索与实践J.中国电力教育,2021(S1):58-59.2 许怀镕.对集成电路科学与工程专业教材选题策划的思考J.科技资讯,2021,19(17):179-181.3 马胜,沈立,王勇军,唐玉华,汤振森,王志英.新工科背景下集成电路设计人才培养的实践教学体系建设探索J.实验室研究与探索,2022,41(01):206-210.4 蒋华.地方高校电子信息类专业提升集成电路设计人才培养质量的研究J.工业和信息化教育,2022(02):33-36.5 沈丛.集成电路产业需创建新的人才培养范式N.中国电子报,2021-11-05(008).