《封裝材料與工藝》課程教學(xué)的探索與實(shí)踐

朱路平++邴乃慈++王利軍

【摘 要】作為新建材料化學(xué)專業(yè)（綠色電子材料方向）的一門專業(yè)必修課，如何設(shè)置合理的課程體系，選取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段需要認(rèn)真考慮。本文根據(jù)我校辦學(xué)定位及國家和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，對《封裝材料和工藝》課程教學(xué)進(jìn)行了實(shí)踐探索。在堅(jiān)持學(xué)以致用的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)滿足社會需要的搞技能創(chuàng)新人才為出發(fā)點(diǎn)，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段兩個(gè)方面探討了《封裝材料和工藝》課程的教學(xué)實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】封裝材料與工藝 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)手段 探索 實(shí)踐

近十多年來，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，電子工業(yè)技術(shù)更新速度越來越快，產(chǎn)品升級換代周期不斷縮短。電子工業(yè)及其產(chǎn)品在給人類的生活帶來便利的同時(shí)，給全球生態(tài)環(huán)境造成的消極影響也越來越嚴(yán)重。為此，根據(jù)高等學(xué)校材料科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會材料化學(xué)專業(yè)規(guī)范、上海第二工業(yè)大學(xué)的辦學(xué)定位以及國家和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，2009年經(jīng)教育部批準(zhǔn)建立材料化學(xué)專業(yè)（綠色電子材料方向）并開始招生，其是基于電子產(chǎn)品制造綠色化和從源頭上解決電子廢棄物資源化技術(shù)為主體，培養(yǎng)具有寬厚材料化學(xué)專業(yè)知識，電子信息制造基礎(chǔ)知識和電子廢棄物資源化技術(shù)，從事綠色電子材料設(shè)計(jì)與制備技能的專業(yè)技術(shù)人才，滿足微電子及光電材料與器件制造、電子原輔料制備、電子廢棄物處理等高新技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)需求[1，2]。其中《封裝材料與工藝》課程是我校材料化學(xué)專業(yè)——綠色電子材料方向的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，涵蓋的技術(shù)面極廣，屬于復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除了信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)外，它還涉及物理、化學(xué)、材料、化工、電子、機(jī)械、經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境工程等專業(yè)領(lǐng)域，是理論與實(shí)踐并重的技術(shù)基礎(chǔ)課程。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子封裝越來越受到人們的重視。國家教委設(shè)置了“微電子制造工程”目錄外專業(yè)，國防科工委設(shè)置了“電子封裝技術(shù)”目錄外緊缺專業(yè)。許多高校的材料學(xué)、材料加工、機(jī)械制造方面的研究也逐漸向電子封裝的材料、工藝和裝備轉(zhuǎn)移，已有多所高校開辦了電子封裝技術(shù)專業(yè)[3]。但目前針對綠色電子材料方向，同時(shí)兼顧電子廢棄物資源化開設(shè)《封裝材料與工藝》課程的高校并不多。因此，作為新開設(shè)專業(yè)，如何立足學(xué)校的辦學(xué)定位，服務(wù)于國家和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，并與復(fù)旦大學(xué)、華東理工大學(xué)和上海電力大學(xué)的材料化學(xué)專業(yè)形成優(yōu)勢互補(bǔ)，這都為我們新開材料化學(xué)專業(yè)本科教育提出了更大的挑戰(zhàn)，也帶來了難得的機(jī)遇，相應(yīng)的也對材料化學(xué)相關(guān)課程的設(shè)置和教學(xué)效果提出了更高要求。

本文結(jié)合作者在上海第二工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)—綠色電子材料方向的《封裝材料與工藝》課程教學(xué)工作，以及在課程建設(shè)中的一些心得體會，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討和實(shí)踐。

1. 強(qiáng)化專業(yè)特色，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

不同高校不同專業(yè)對電子封裝課程教學(xué)內(nèi)容偏重點(diǎn)有所不同，“985”和“211”高校重在培養(yǎng)研究型人才，偏重于傳授理論知識.知識面較廣，為學(xué)生今后深造打下牢同的基礎(chǔ)。其他院校開設(shè)“微電子制造工程”專業(yè)，以及在“材料成型及控制工程”專業(yè)中開設(shè)“微電子封裝”方向的院校，傳授內(nèi)容偏重于電子封裝中的二級封裝技術(shù)（電子組裝技術(shù)），培養(yǎng)工程型人才。上海第二工業(yè)大學(xué)在材料化學(xué)專業(yè)（綠色電子材料方向）中開設(shè)了《封裝材料與工藝》課程，和其他高校重在培養(yǎng)研究型人才而偏重于傳授理論知識不同，為了能夠使畢業(yè)生具有較好的就業(yè)前景，上海第二工業(yè)大學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)滿足微電子及光電子材料與器件制造、電子廢棄物處理等高新技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。因此，更希望課堂上學(xué)生能夠在接受本專業(yè)知識外，同時(shí)擴(kuò)大知識范圍?！斗庋b材料與工藝》課程是一門學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)的專業(yè)必修課，教學(xué)內(nèi)容在滿足電子封裝材料和工藝授課要求的同時(shí)，還需兼顧學(xué)生綠色環(huán)保及廢棄物資源化理念的培養(yǎng)，因此課程內(nèi)容的選擇需要基于專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，突出學(xué)科重點(diǎn)。

我們設(shè)計(jì)優(yōu)選的《封裝材料與工藝》理論課程體系總體分為八個(gè)部分：（1）封裝的概述，包括電子封裝的意義、功能及發(fā)展趨勢；（2）封裝材料，包括高分子封裝材料、陶瓷封裝材料、焊接材料、引線框架材料等；（3）封裝工藝過程，包括芯片貼裝、芯片互連、引線鍵合等；（4）封裝設(shè)計(jì)，包括電設(shè)計(jì)和熱控制設(shè)計(jì)；（5）先進(jìn)封裝技術(shù)，主要包括BGA技術(shù)、CSP技術(shù)、WLP技術(shù)及MCM技術(shù)等；（6）可靠性設(shè)計(jì)及測試；（7）電子廢棄物資源化技術(shù)；（8）電子產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)防護(hù)與檢測。

同時(shí)，為了適應(yīng)電子封裝的發(fā)展趨勢和不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)和新工藝，我們在授課中盡量刪除繁瑣的理論推導(dǎo)，例如電設(shè)計(jì)章節(jié)中一維波動(dòng)方程等，對部分過時(shí)的技術(shù)知識，也作了相應(yīng)的調(diào)整，主要是以必需和夠用為度。另外，還增加一些熱門專題，如光電子、LED封裝、液晶顯示等的封裝知識及國際國內(nèi)相關(guān)法律法規(guī)等，并通過PPT及相關(guān)視頻展示，進(jìn)一步開拓學(xué)生對新興先進(jìn)的封裝知識的了解，增強(qiáng)電子產(chǎn)品制造綠色化及廢棄物資源化的理念。同時(shí)，緊緊跟隨專業(yè)及行業(yè)發(fā)展的前沿，適時(shí)進(jìn)行相關(guān)熱點(diǎn)專題的調(diào)整。

2. 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，注重實(shí)踐、實(shí)（見）習(xí)基地建設(shè)

實(shí)踐是工科專業(yè)教育的根本已成為國際高等工程教育界的共識。我國近年來隨著新的教學(xué)計(jì)劃的修訂，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中的比重明顯增大。實(shí)踐教學(xué)是電子封裝課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[4]。為了培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力的、符合社會需求、高素質(zhì)復(fù)合應(yīng)用型工程技術(shù)人才，伴隨著材料化學(xué)專業(yè)（綠色電子材料方向）組建過程， 我們加強(qiáng)了實(shí)（見）習(xí)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)， 將綠色電子材料教研室、電子廢棄物研究所、分析測試中心等進(jìn)行資源整合，同時(shí)，聯(lián)合校外企事業(yè)單位，例如上海市集成電路展覽館、上海杉杉科技、上海藍(lán)寶光電、上海宏力半導(dǎo)體、日月光封裝、上海新金橋環(huán)保等，建立了具有本校特色的校內(nèi)外綠色電子材料與封裝生產(chǎn)實(shí)（見）習(xí)基地，通過參觀相關(guān)企事業(yè)增強(qiáng)學(xué)生對生產(chǎn)過程的初步直觀認(rèn)知。同時(shí)，采取與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)接軌的流水線式實(shí)習(xí)安排， 讓每個(gè)同學(xué)負(fù)責(zé)生產(chǎn)制造過程中某一項(xiàng)工序，并定期進(jìn)行輪換工作，適時(shí)地對學(xué)生進(jìn)行安裝、組裝、貼裝和封裝以及電子廢棄物拆卸再利用等具體工藝的實(shí)訓(xùn)，而這些實(shí)訓(xùn)內(nèi)容是電子封裝和電子產(chǎn)品資源化的基本和必備技能。通過這些實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對電子封裝材料、封裝工藝以及電子廢棄物資源化的感性認(rèn)識和體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)我們對電子產(chǎn)品從“源頭到墳?zāi)埂闭麄€(gè)過程的綠色化的教學(xué)理念。實(shí)（見）習(xí)等基地建設(shè)是實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量水平，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合研究的基本保證。其目的是為學(xué)生創(chuàng)造更多機(jī)會進(jìn)入實(shí)踐基地學(xué)習(xí)鍛煉，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源共享，提高設(shè)備的利用率。加強(qiáng)現(xiàn)有實(shí)踐基地的建設(shè)，同時(shí)開辟新的實(shí)踐基地，不僅有利于產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合研究的發(fā)展，而且有利于實(shí)踐教學(xué)基地的長效運(yùn)轉(zhuǎn)。

通過實(shí)踐教學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、分析和解決問題能力，使之掌握現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)，提高其對新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備等的認(rèn)識，開闊了眼界，促進(jìn)學(xué)生畢業(yè)后盡早融入就業(yè)單位，適應(yīng)工作崗位。當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻，緩解就業(yè)壓力，就必須根據(jù)企業(yè)與學(xué)生的需要進(jìn)行教學(xué)改革，建立適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展需要的人才培養(yǎng)模式，使學(xué)校的辦學(xué)行為與企業(yè)接軌，充分發(fā)揮企業(yè)人力資源與物質(zhì)資源在辦學(xué)過程中的作用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源與學(xué)校資源的有機(jī)整合，優(yōu)化資源配置。通過教學(xué)實(shí)踐改革，一方面可以拓展了學(xué)生的就業(yè)渠道，解決了家長的后顧之憂，另一方面也可減輕社會就業(yè)壓力，促進(jìn)了社會的繁榮和穩(wěn)定。

3. 結(jié)束語

由于電子封裝技術(shù)的自身特點(diǎn)，決定了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段與其他學(xué)科相比，有其特殊的要求。另外，不同層次的學(xué)校，不同的專業(yè)對于《封裝材料與工藝》課程的教學(xué)要求也有所不同，所以，教師在授課過程中，要根據(jù)本校定位、專業(yè)特點(diǎn)以及學(xué)生情況因材施教，優(yōu)選課程教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合自身專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)，合理選擇課程教學(xué)手段。在傳遞相關(guān)專業(yè)知識的同時(shí)，拓展了認(rèn)知和感性的寬度和廣度，以培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識，提高其工程職業(yè)實(shí)踐能力，以滿足社會對專業(yè)人才的需要。但教學(xué)探索改革要做的工作還很多，所以《封裝材料和工藝》課程的教學(xué)還需要長期和深入的研究和探討。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]吳恒玉.現(xiàn)代“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007（3）：26-28.endprint