《微電子技術(shù)及應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

《微電子技術(shù)及應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145223324課程名稱(chēng)（中/英文）：微電子技術(shù)及應(yīng)用/MicroelectronicsTechnologyandApplications課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)選修課程課程性質(zhì)：選修課程類(lèi)型：課程實(shí)驗(yàn)總學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8適用專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程適用對(duì)象：本科先修課程：大學(xué)物理、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)開(kāi)課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介1．課程任務(wù)與目的通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)制造半導(dǎo)體器件的基本工藝原理和工藝加工步驟有比較全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，對(duì)集成電路的制造加工有基本的了解與掌握，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決半導(dǎo)體工藝基礎(chǔ)問(wèn)題的能力。本課程主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)具備綜合運(yùn)用能力，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的相關(guān)理論知識(shí)的理解、掌握和運(yùn)用的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作，理論聯(lián)系實(shí)際實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)一擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料正確選擇熱處理工藝參數(shù)，包括控制加熱和保溫溫度和時(shí)間，冷卻速率，了解這些工藝參數(shù)對(duì)材料的影響規(guī)律。掌握加熱溫度、加熱時(shí)間、保溫時(shí)間、冷卻速率等對(duì)熱處理器件性能的影響。實(shí)驗(yàn)二薄膜沉積實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為了解磁控濺射法的基本原理和特點(diǎn)，掌握制備薄膜材料過(guò)程中基片溫度、濺射功率、濺射氣壓和濺射時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)所制備薄膜性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)三集成電路制造——釬焊實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為了解釬焊的基本原理和特點(diǎn)，掌握釬焊功率、釬焊速度和送絲速度等工藝參數(shù)對(duì)焊縫及焊接電路板的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)四集成電路制造——3D打印實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為了解激光3D打印的基本原理和特點(diǎn)，掌握制備集成電路器件過(guò)程中的激光功率、激光掃描速率、光斑直徑和掃描方式等工藝參數(shù)對(duì)所制備器件的組織和性能的影響規(guī)律。2．對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力通過(guò)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生能較正確地選擇集成電路制造設(shè)備及相應(yīng)的工藝參數(shù)，結(jié)合常用材料及典型集成電路器件的特點(diǎn)分析，正確選擇合理的工藝參數(shù)，通過(guò)對(duì)集成電路制造及加工設(shè)備的工作原理的學(xué)習(xí)，能正確選擇和合理使用集成電路制造設(shè)備，對(duì)集成電路制造及加工新設(shè)備新工藝新材料具有進(jìn)一步學(xué)習(xí)應(yīng)用的能力，培養(yǎng)具有制訂集成電路加工工藝及解決有關(guān)實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1．掌握擴(kuò)散相關(guān)基礎(chǔ)理論及熱處理工藝對(duì)材料性能影響的一般規(guī)律。學(xué)會(huì)熱處理設(shè)備的操作規(guī)程；分析加熱溫度、加熱時(shí)間、保溫時(shí)間、冷卻速率等對(duì)不同器件的影響；嚴(yán)格按照程序操作，注意實(shí)驗(yàn)安全。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1）2．熟悉典型薄膜材料的制備方法及磁控濺射工作原理，明晰工藝參數(shù)的變化對(duì)成形薄膜的影響規(guī)律，學(xué)會(huì)針對(duì)不同材料和厚度合理設(shè)置的磁控濺射工藝參數(shù)，并能結(jié)合產(chǎn)品技術(shù)要求較正確地選擇濺射工藝參數(shù)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1）3．熟悉釬焊設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)，掌握焊接參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量影響的一般規(guī)律。能正確選擇和合理使用釬焊工藝參數(shù)，為今后工作實(shí)踐中合理選擇釬焊工藝制備質(zhì)量較好的焊縫奠定一定的基礎(chǔ)，對(duì)焊接工藝試驗(yàn)的基本內(nèi)容有所了解，學(xué)會(huì)查閱資料，合理進(jìn)行工程實(shí)踐應(yīng)用。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.2）4．了解3D打印方法及設(shè)備的國(guó)內(nèi)外發(fā)展前景，提高多學(xué)科融合的思維能力，成為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要的高層次復(fù)合型人才。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.2）四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型實(shí)驗(yàn)要求每組人數(shù)備注1擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)2綜合性必做52薄膜沉積實(shí)驗(yàn)2綜合性必做53集成電路制造—釬焊實(shí)驗(yàn)2綜合性必做54集成電路制造—3D打印實(shí)驗(yàn)2綜合性必做5五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄崽幚碓O(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)及工作原理，學(xué)習(xí)熱處理爐的操作過(guò)程和進(jìn)行擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。掌握熱處理工藝參數(shù)的設(shè)置方法及熱處理工藝參數(shù)對(duì)器件的影響及規(guī)律。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：電阻爐、夾具。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．熟悉和了解電阻爐的主要組成部分，了解各部分的工作過(guò)程和工作原理，并掌握電阻爐的安全操作規(guī)程；2．選擇進(jìn)行擴(kuò)散熱處理的材料，確定熱處理材料的厚度和尺寸；3．按照設(shè)計(jì)要求畫(huà)線并剪切一定尺寸的熱處理材料；4．針對(duì)熱處理材料和板厚合理查閱并確定熱處理工藝參數(shù)；5．調(diào)整加熱溫度、加熱時(shí)間、保溫時(shí)間、冷卻速率等工藝參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)散熱處理操作；6．對(duì)熱處理結(jié)果進(jìn)行評(píng)判；7．按照設(shè)計(jì)的熱處理參數(shù)中進(jìn)行擴(kuò)散熱處理，找出工藝參數(shù)變化對(duì)熱處理工件的影響規(guī)律，驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。實(shí)驗(yàn)二薄膜沉積實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯趴貫R射設(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)及磁控濺射法的工作原理和特點(diǎn)，掌握制備薄膜材料過(guò)程中基片溫度、濺射功率、濺射氣壓和濺射時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)所制備薄膜性能的影響規(guī)律。明晰影響薄膜性能的因素。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：磁控濺射機(jī)、基片、靶材。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．熟悉和了解磁控濺射機(jī)的主要組成部分，了解各部分的工作過(guò)程和工作原理，并掌握磁控濺射機(jī)的安全操作規(guī)程；2．調(diào)整基片溫度，選區(qū)合適的基片，并且在實(shí)驗(yàn)前對(duì)基片進(jìn)行清洗；3．選取合適的靶材；4．調(diào)整濺射功率、濺射氣壓和濺射時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行濺射；5．濺射后冷卻；6．對(duì)磁控濺射結(jié)果，主要是薄膜進(jìn)行檢查，對(duì)薄膜質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判；7．按照調(diào)整好的工藝參數(shù)中進(jìn)行磁控濺射實(shí)驗(yàn)，找出工藝參數(shù)變化對(duì)薄膜質(zhì)量的影響規(guī)律，驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。實(shí)驗(yàn)三集成電路制造——釬焊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忖F焊設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)及工作原理，學(xué)習(xí)釬焊機(jī)的操作過(guò)程和進(jìn)行軟釬焊實(shí)驗(yàn)。掌握釬焊參數(shù)的設(shè)置方法及焊接參數(shù)對(duì)軟釬焊過(guò)程的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：釬焊機(jī)、釬料、電路板。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．熟悉和了解釬焊機(jī)主要組成部分，了解各部分的工作過(guò)程和工作原理，并掌握電阻焊機(jī)的安全操作規(guī)程；2．釬焊前對(duì)工件必須進(jìn)行細(xì)致加工和嚴(yán)格清洗，除去油污和過(guò)厚的氧化膜，保證接口裝配間隙。間隙一般要求在0．01～0．1毫米之間；3．表面清洗好的工件以搭接型式裝配在一起，把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間；4．針對(duì)焊接材料和板厚合理查閱并確定焊接工藝參數(shù)，進(jìn)行焊接操作；5．當(dāng)工件與釬料被加熱到稍高于釬料熔點(diǎn)溫度后，釬料熔化（工件未熔化），并借助毛細(xì)作用被吸入和充滿固態(tài)工件間隙之間，液態(tài)釬料與工件金屬相互擴(kuò)散溶解，冷凝后即形成釬焊接頭；6．對(duì)焊接結(jié)果，主要是接頭強(qiáng)度進(jìn)行檢查，對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判；7．按照設(shè)計(jì)的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接，找出工藝參數(shù)變化對(duì)焊接質(zhì)量的影響規(guī)律，驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。實(shí)驗(yàn)四集成電路制造——3D打印實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私?D打印設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)及工作原理，學(xué)習(xí)3D打印設(shè)備的操作過(guò)程和進(jìn)行3D打印實(shí)驗(yàn)。掌握3D打印機(jī)參數(shù)的設(shè)置方法及工藝參數(shù)對(duì)打印過(guò)程的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：3D打印機(jī)、基板、3D打印材料。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．熟悉3D打印的工作原理，了解3D打印設(shè)備的組成部分及各部分的工作過(guò)程，并掌握3D打印機(jī)的安全操作規(guī)程；2．利用solidwork等設(shè)計(jì)軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維建模，并確定3D打印材料和結(jié)構(gòu)尺寸；3．利用切片軟件對(duì)建立的模型進(jìn)行切片并存為G代碼；4．打印前進(jìn)行基板預(yù)熱；5．在3D打印機(jī)上正確選擇激光功率、掃描速率、掃描路徑等參數(shù)的預(yù)調(diào)整及試運(yùn)行，確保3D打印機(jī)的正常工作；6．針對(duì)3D打印材料和模型合理添加支撐，并確定激光工藝參數(shù)進(jìn)行3D打??；7．對(duì)3D打印結(jié)果，主要是成形質(zhì)量及尺寸精度進(jìn)行檢查，對(duì)3D打印質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判；8．按照設(shè)計(jì)的激光工藝參數(shù)進(jìn)行3D打印，找出工藝參數(shù)變化對(duì)成形件質(zhì)量的影響規(guī)律，驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)設(shè)備（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（四）結(jié)果與分析（五）問(wèn)題討論七、考核方式（一）實(shí)驗(yàn)成績(jī)的構(gòu)成實(shí)驗(yàn)成績(jī)占課程綜合評(píng)定成績(jī)比例為10%，參考實(shí)驗(yàn)考勤、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)綜合給定。（二）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1．實(shí)驗(yàn)成績(jī)以百分制或五級(jí)制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）填報(bào)，然后按比例記入該課程成績(jī)中。2．多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要最后填報(bào)平均成績(jī)。3．按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的具體要求，根據(jù)每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考查，實(shí)驗(yàn)操作情況及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量，綜合給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。4．實(shí)驗(yàn)評(píng)分應(yīng)包括三個(gè)方面：（1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占20%：（2）實(shí)驗(yàn)操作占40%：（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%；評(píng)分等級(jí)：評(píng)定成績(jī)分優(yōu)、良、中、及格和不及格五個(gè)等級(jí)。優(yōu)：90分以上，良：80-89分，中：70-79分，及格：60-69分，不及格：59分以下，也可以以百分制給出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的綜合成績(jī)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核評(píng)定表考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)紀(jì)律（20%）實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，較好的掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，較遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，基本了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，較遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前未能按照實(shí)驗(yàn)要求，未提前預(yù)習(xí)，不了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、未能掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程實(shí)驗(yàn)操作（40%）能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，且操作規(guī)范；準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作較為規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為準(zhǔn)確，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出較為合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)出基本的實(shí)驗(yàn)步驟，基本能完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，不能完成實(shí)驗(yàn)操作或操作不規(guī)范；不能記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，不能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見(jiàn)解。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)較為合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠較好的完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論，