高職院校微電子綜合實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與實(shí)踐教學(xué)探討

◆曾妍

基于成熟和先進(jìn)的商用設(shè)備構(gòu)建現(xiàn)代綜合微電子實(shí)訓(xùn)室，在真實(shí)的微電子集成電路制造、測(cè)試環(huán)境中，提高學(xué)生在實(shí)際環(huán)境下的動(dòng)手能力，使他們提前一步進(jìn)入工作環(huán)境，更好地適應(yīng)集成電路芯片制造及外圍企業(yè)的崗位要求。

1 微電子專(zhuān)業(yè)介紹

以集成電路設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用為代表的微電子學(xué)是現(xiàn)代發(fā)展最迅速的高科技應(yīng)用性學(xué)科之一。四川信息職業(yè)學(xué)院微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)主要是培養(yǎng)掌握集成電路、微電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造工藝和設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，能在微電子及相關(guān)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、工程技術(shù)及技術(shù)管理等工作的高級(jí)技能人才。

2 加強(qiáng)微電子綜合實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的必要性

四川信息職業(yè)學(xué)院在微電子專(zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程中，之前的實(shí)踐性課程主要是以專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)形式開(kāi)展的。比如在集成電路制作工藝實(shí)訓(xùn)、集成電路版圖設(shè)計(jì)專(zhuān)題實(shí)習(xí)、集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及CAD和微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)等課程里，學(xué)生主要是通過(guò)專(zhuān)業(yè)仿真軟件、虛擬設(shè)備來(lái)感知課程的實(shí)踐性，無(wú)法動(dòng)手，只能看，不能“摸”。這種按照專(zhuān)業(yè)課程劃分實(shí)驗(yàn)課的方式，跟真正的集成電路及半導(dǎo)體器件的制造崗位及其相連崗位環(huán)境之間還是有很大差距的，這些實(shí)驗(yàn)只具備虛擬驗(yàn)證演示，很難使學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力得到鍛煉。學(xué)生若是只憑看或是在電腦上虛擬仿真學(xué)習(xí)微電子知識(shí)，而不能對(duì)當(dāng)今集成的電路封裝和測(cè)試有一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí)，這樣的學(xué)習(xí)效果堪比盲人摸象，自然是很難滿足對(duì)應(yīng)企業(yè)的崗位需求的。

為了更貼近市場(chǎng)需求，四川信息職業(yè)學(xué)院重新制定人才培養(yǎng)方案。通過(guò)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)，來(lái)完善職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)機(jī)制，從而體現(xiàn)學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是向社會(huì)輸送職業(yè)化的高技能型人才。微電子綜合實(shí)訓(xùn)室的創(chuàng)建，促使現(xiàn)有課程的教學(xué)模式得以改革，“教學(xué)內(nèi)容工程化”使得學(xué)生更好地從技術(shù)上手，再到頭腦的理論武裝。

3 微電子綜合實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)目標(biāo)與思路

目的就是為四川信息職業(yè)學(xué)院微電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握微電子技術(shù)知識(shí)提供一種有效的技術(shù)保障。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要體現(xiàn)四川信息職業(yè)學(xué)院著眼未來(lái)，從科技、環(huán)保的角度充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展思想，能夠承載集成電路制作工藝實(shí)訓(xùn)、集成電路版圖設(shè)計(jì)專(zhuān)題實(shí)習(xí)、集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及CAD和微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)等課程，注重節(jié)約能源和優(yōu)化環(huán)境，極大地提高微電子從宏觀到微觀展示功能，使之成為四川省智能化實(shí)驗(yàn)室典范。

建設(shè)思路：結(jié)合四川信息職業(yè)學(xué)院開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的基本功能，從當(dāng)前實(shí)際出發(fā)，考慮長(zhǎng)期需要，堅(jiān)持開(kāi)放性，保證可擴(kuò)充性，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，保證可靠性、先進(jìn)性，模塊化結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)靈活、便于維護(hù)，基礎(chǔ)建設(shè)立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)，應(yīng)用系統(tǒng)滿足近期需要。

4 微電子綜合實(shí)訓(xùn)室的說(shuō)明

1）本實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置共分七大系列，每個(gè)系列都是以微電子的工藝環(huán)節(jié)為單位，每一個(gè)子系統(tǒng)又都由若干個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)屏架所組成，每一個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)屏架都能獨(dú)立工作，相關(guān)實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)屏架的子系統(tǒng)之間還能互通互聯(lián)，進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)型的綜合實(shí)訓(xùn)及演示。同時(shí)每個(gè)子系統(tǒng)都能根據(jù)自身發(fā)展的需要進(jìn)行獨(dú)立升級(jí)，而不影響其他各子系統(tǒng)的功能。所以具有較強(qiáng)的先進(jìn)性、拓展性和開(kāi)放性。主要設(shè)備包含光刻機(jī)、超聲波鋁絲焊線機(jī)、金絲球焊線機(jī)、臺(tái)式無(wú)鉛回流焊機(jī)、絲印機(jī)、烘干機(jī)、金相試樣拋光機(jī)、晶體管圖示儀、四探針電阻率測(cè)試儀等。

2）每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置子系統(tǒng)都不僅適用于學(xué)生進(jìn)行器材認(rèn)識(shí)和安裝、系統(tǒng)軟硬件操作、版圖設(shè)計(jì)、光刻掩膜版設(shè)計(jì)、光刻工藝、光刻缺陷分析及排除等技能的實(shí)訓(xùn)操練，也適用于教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)演示、故障設(shè)置、學(xué)生考核及相應(yīng)的成績(jī)?cè)u(píng)定等。所以能較好地滿足教學(xué)的實(shí)用性、方便性和可操作性要求。

3）每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置子系統(tǒng)的所有設(shè)備和器材均為現(xiàn)實(shí)工程中使用的主流產(chǎn)品，不僅具有典型性，并具有較大的市場(chǎng)占有率，一般是集成電路制造廠商比較常用及典型的器材，或是同國(guó)家各考證鑒定所的考證設(shè)備相一致的器材，品牌一般為國(guó)內(nèi)知名或國(guó)外品牌，且全部符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與集成電路制造、測(cè)試環(huán)境貼近，能夠全面體現(xiàn)集成電路的設(shè)計(jì)、安裝、連接、設(shè)置、調(diào)試等的全部過(guò)程，能體現(xiàn)職業(yè)教育的特點(diǎn)，表現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用效果，構(gòu)建教、學(xué)、用一體化的環(huán)境。因此，具有較強(qiáng)的真實(shí)性和現(xiàn)場(chǎng)感。

4）每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置子系統(tǒng)兼顧集成電路“系統(tǒng)控制制造工藝”及“版圖設(shè)計(jì)”兩個(gè)方面，又以工藝部分為重點(diǎn)。工藝部分全部實(shí)現(xiàn)動(dòng)手操作。在實(shí)訓(xùn)期間，學(xué)生著裝進(jìn)入“車(chē)間”；能夠全程虛擬操作和部分動(dòng)手來(lái)實(shí)現(xiàn)氧化、擴(kuò)散和LPCVD工藝以及離子注入與退火；親自完成光刻工藝、刻蝕工藝、濺射工藝；能手工完成電參數(shù)測(cè)試；整個(gè)工作條件要實(shí)現(xiàn)超凈環(huán)境和動(dòng)力條件管理。

5 實(shí)驗(yàn)室裝修、UPS電源

四川信息職業(yè)學(xué)院微電子實(shí)驗(yàn)室保障系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)室裝修、UPS系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)和接地系統(tǒng)四部分組成。墻面、地面、天花板均需做防塵、防靜電、恒溫等裝修處理：要求設(shè)計(jì)成潔凈實(shí)驗(yàn)室（進(jìn)行無(wú)塵、恒溫、恒濕處理）；對(duì)潔凈實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行防靜電建筑材料的整體裝修；對(duì)潔凈實(shí)驗(yàn)室配備加濕機(jī)等靜電防護(hù)設(shè)備。

配電系統(tǒng)保障設(shè)備用電可靠性，預(yù)留適當(dāng)?shù)娜哂?，單相?fù)荷的配置，三相平衡。設(shè)置市電多功能插座，采用防鼠咬電纜。強(qiáng)弱電分開(kāi)，避免長(zhǎng)距離平行走線。電源電波50 Hz波形中，不應(yīng)混雜其他干擾電波，特別不應(yīng)有高頻電波干擾。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的照明應(yīng)分正常照明燈、長(zhǎng)明燈及應(yīng)急照明燈三種照明方式。應(yīng)急照明主要是在正常照明線路上取一路連接到UPS電源上，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)即可自動(dòng)切換到UPS電源。UPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備提供后備電源支持，是整個(gè)弱電系統(tǒng)的重要組成部分。

UPS系統(tǒng)的主要功能要求是對(duì)電源保護(hù)有要求的用電負(fù)載分別進(jìn)行集中供電電源管理，對(duì)相應(yīng)的智能化設(shè)備提供純凈、穩(wěn)定的后備電源，充分保證展館內(nèi)各弱電系統(tǒng)正常穩(wěn)定工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

四川信息職業(yè)學(xué)院微電子綜合實(shí)訓(xùn)室建成后，創(chuàng)建了教、學(xué)、做的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，學(xué)院微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的動(dòng)手本領(lǐng)在模擬真實(shí)化工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上得到充足的鍛煉，職業(yè)本領(lǐng)、操縱技能（對(duì)動(dòng)作方式的一種概括，是按一定的方式反復(fù)練習(xí)或模仿而形成熟練的技術(shù)動(dòng)作）在集成電路工藝、測(cè)試技術(shù)的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中有長(zhǎng)足的進(jìn)步，提升了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)本領(lǐng)，取得很好的成效。

[1]孫興民,趙蘭庚.高職高專(zhuān)院校實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005(6):120-123.

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[3]楊西京,劉延民,于詠莉.高職院校實(shí)訓(xùn)室管理模式探索[J].陜西青年職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2008(4):36-38.