《封裝材料與工藝》課程教學的探索與實踐

朱路平++邴乃慈++王利軍

【摘 要】作為新建材料化學專業（綠色電子材料方向）的一門專業必修課，如何設置合理的課程體系，選取適當的教學內容和教學手段需要認真考慮。本文根據我校辦學定位及國家和地方經濟社會發展的需要，對《封裝材料和工藝》課程教學進行了實踐探索。在堅持學以致用的基礎上，以培養滿足社會需要的搞技能創新人才為出發點，通過優化教學內容和教學手段兩個方面探討了《封裝材料和工藝》課程的教學實踐。

【關鍵詞】封裝材料與工藝 教學內容 教學手段 探索 實踐

近十多年來，隨著電子信息產業迅猛發展，電子工業技術更新速度越來越快，產品升級換代周期不斷縮短。電子工業及其產品在給人類的生活帶來便利的同時，給全球生態環境造成的消極影響也越來越嚴重。為此，根據高等學校材料科學與工程教學指導委員會材料化學專業規范、上海第二工業大學的辦學定位以及國家和地方經濟社會發展的需要，2009年經教育部批準建立材料化學專業（綠色電子材料方向）并開始招生，其是基于電子產品制造綠色化和從源頭上解決電子廢棄物資源化技術為主體，培養具有寬厚材料化學專業知識，電子信息制造基礎知識和電子廢棄物資源化技術，從事綠色電子材料設計與制備技能的專業技術人才，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和環保產業需求[1，2]。其中《封裝材料與工藝》課程是我校材料化學專業——綠色電子材料方向的一門重要的專業基礎課，涵蓋的技術面極廣，屬于復雜的系統工程，除了信息技術和工業技術外，它還涉及物理、化學、材料、化工、電子、機械、經濟學、環境工程等專業領域，是理論與實踐并重的技術基礎課程。隨著集成電路產業的發展，電子封裝越來越受到人們的重視。國家教委設置了“微電子制造工程”目錄外專業，國防科工委設置了“電子封裝技術”目錄外緊缺專業。許多高校的材料學、材料加工、機械制造方面的研究也逐漸向電子封裝的材料、工藝和裝備轉移，已有多所高校開辦了電子封裝技術專業[3]。但目前針對綠色電子材料方向，同時兼顧電子廢棄物資源化開設《封裝材料與工藝》課程的高校并不多。因此，作為新開設專業，如何立足學校的辦學定位，服務于國家和地方經濟社會發展，并與復旦大學、華東理工大學和上海電力大學的材料化學專業形成優勢互補，這都為我們新開材料化學專業本科教育提出了更大的挑戰，也帶來了難得的機遇，相應的也對材料化學相關課程的設置和教學效果提出了更高要求。

本文結合作者在上海第二工業大學材料化學專業—綠色電子材料方向的《封裝材料與工藝》課程教學工作，以及在課程建設中的一些心得體會，從教學內容、教學方法及教學手段等方面進行探討和實踐。

1. 強化專業特色，優化教學內容

不同高校不同專業對電子封裝課程教學內容偏重點有所不同，“985”和“211”高校重在培養研究型人才，偏重于傳授理論知識.知識面較廣，為學生今后深造打下牢同的基礎。其他院校開設“微電子制造工程”專業，以及在“材料成型及控制工程”專業中開設“微電子封裝”方向的院校，傳授內容偏重于電子封裝中的二級封裝技術（電子組裝技術），培養工程型人才。上海第二工業大學在材料化學專業（綠色電子材料方向）中開設了《封裝材料與工藝》課程，和其他高校重在培養研究型人才而偏重于傳授理論知識不同，為了能夠使畢業生具有較好的就業前景，上海第二工業大學的培養目標定位于培養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和環保產業需求的高素質創新人才。因此，更希望課堂上學生能夠在接受本專業知識外，同時擴大知識范圍。《封裝材料與工藝》課程是一門學時數為48學時的專業必修課，教學內容在滿足電子封裝材料和工藝授課要求的同時，還需兼顧學生綠色環保及廢棄物資源化理念的培養，因此課程內容的選擇需要基于專業的培養目標，突出學科重點。

我們設計優選的《封裝材料與工藝》理論課程體系總體分為八個部分：（1）封裝的概述，包括電子封裝的意義、功能及發展趨勢；（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）封裝設計，包括電設計和熱控制設計；（5）先進封裝技術，主要包括BGA技術、CSP技術、WLP技術及MCM技術等；（6）可靠性設計及測試；（7）電子廢棄物資源化技術；（8）電子產品有毒有害物質防護與檢測。

同時，為了適應電子封裝的發展趨勢和不斷涌現的新技術和新工藝，我們在授課中盡量刪除繁瑣的理論推導，例如電設計章節中一維波動方程等，對部分過時的技術知識，也作了相應的調整，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相關法律法規等，并通過PPT及相關視頻展示，進一步開拓學生對新興先進的封裝知識的了解，增強電子產品制造綠色化及廢棄物資源化的理念。同時，緊緊跟隨專業及行業發展的前沿，適時進行相關熱點專題的調整。

2. 產學研結合，注重實踐、實（見）習基地建設

實踐是工科專業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計劃的修訂，實驗和實訓等環節在整個教學計劃中的比重明顯增大。實踐教學是電子封裝課程的重要組成部分，是培養學生動手能力、認知能力和創新能力的重要環節[4]。為了培養具有較強創新和實踐能力的、符合社會需求、高素質復合應用型工程技術人才，伴隨著材料化學專業（綠色電子材料方向）組建過程， 我們加強了實（見）習和實訓教學環節建設， 將綠色電子材料教研室、電子廢棄物研究所、分析測試中心等進行資源整合，同時，聯合校外企事業單位，例如上海市集成電路展覽館、上海杉杉科技、上海藍寶光電、上海宏力半導體、日月光封裝、上海新金橋環保等，建立了具有本校特色的校內外綠色電子材料與封裝生產實（見）習基地，通過參觀相關企事業增強學生對生產過程的初步直觀認知。同時，采取與企業實際生產接軌的流水線式實習安排， 讓每個同學負責生產制造過程中某一項工序，并定期進行輪換工作，適時地對學生進行安裝、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訓，而這些實訓內容是電子封裝和電子產品資源化的基本和必備技能。通過這些實訓和實習，進一步增強學生對電子封裝材料、封裝工藝以及電子廢棄物資源化的感性認識和體驗，從而實現我們對電子產品從“源頭到墳墓”整個過程的綠色化的教學理念。實（見）習等基地建設是實現加強實踐教學，提高實踐教學質量水平，推進產學研相結合研究的基本保證。其目的是為學生創造更多機會進入實踐基地學習鍛煉，進一步加強實踐能力和創新能力的培養，同時實現資源共享，提高設備的利用率。加強現有實踐基地的建設，同時開辟新的實踐基地，不僅有利于產學研相結合研究的發展，而且有利于實踐教學基地的長效運轉。

通過實踐教學，能夠培養學生團隊協作精神、分析和解決問題能力，使之掌握現有生產工藝技術，提高其對新技術、新工藝、新設備等的認識，開闊了眼界，促進學生畢業后盡早融入就業單位，適應工作崗位。當前大學生就業形勢嚴峻，緩解就業壓力，就必須根據企業與學生的需要進行教學改革，建立適合當地經濟發展需要的人才培養模式，使學校的辦學行為與企業接軌，充分發揮企業人力資源與物質資源在辦學過程中的作用，實現企業資源與學校資源的有機整合，優化資源配置。通過教學實踐改革，一方面可以拓展了學生的就業渠道，解決了家長的后顧之憂，另一方面也可減輕社會就業壓力，促進了社會的繁榮和穩定。

3. 結束語

由于電子封裝技術的自身特點，決定了教學內容和教學手段與其他學科相比，有其特殊的要求。另外，不同層次的學校，不同的專業對于《封裝材料與工藝》課程的教學要求也有所不同，所以，教師在授課過程中，要根據本校定位、專業特點以及學生情況因材施教，優選課程教學內容，并結合自身專業的教學目標，合理選擇課程教學手段。在傳遞相關專業知識的同時，拓展了認知和感性的寬度和廣度，以培養學生分析問題的能力，知識應用能力和創新意識，提高其工程職業實踐能力，以滿足社會對專業人才的需要。但教學探索改革要做的工作還很多，所以《封裝材料和工藝》課程的教學還需要長期和深入的研究和探討。

【參考文獻】

[1]袁昊等. 緊跟社會需求，培養高素質綠色電子材料專業人才[J]. 陜西教育（高教版）， 2010（4-5）：73-56.

[2]王利軍等. 綠色電子材料專業人才培養與社會需求關系探討緊跟社會需求[J]. 陜西教育（高教版）， 2010（4-5）：56-56.

[3]胡慶賢等.電子封裝技術專業人才培養體系的構建[J].產業與科技論壇，2011（10）：173-174.

[4]吳恒玉.現代“電子技術基礎”課程教學改革的研究與實踐[J].電氣電子教學學報，2007（3）：26-28.endprint