《陶瓷連接與微電子封裝技術(shù)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、陶瓷連接與微電子封裝技術(shù)(Joining and Microelectronic Packaging Technologies of Ceramics)課程代碼：07410172學(xué)分：1學(xué)時：16 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時：16實驗學(xué)時：。上機學(xué)時：0課程實踐學(xué)時：0 ） 先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料加工基礎(chǔ)、工程陶瓷材料等課程適用專業(yè)：無機非金屬材料、材料成型與加工、金屬材料、復(fù)合材料等各專業(yè)本科 三年級學(xué)生。教材：暫無一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)陶瓷連接與微電子封裝技術(shù)是材料類專業(yè)的門專業(yè)選修程。陶瓷連接與微電子封裝技術(shù)的基本任務(wù)是通過課堂教學(xué)，使學(xué)生對陶瓷連接與微電子封裝 技術(shù)相關(guān)的

2、基礎(chǔ)理論、技術(shù)工藝特點、連接/封接機理，以及連接或封接可靠性表征有一定了解，掌 握典型的陶瓷連接與微電子封裝技術(shù)工藝，提高正確選擇和合理使用陶瓷連接或封接工藝和具備解 決材料使用過程的復(fù)雜工程問題的能力。（二）課程目標(biāo).知識方面掌握典型陶瓷連接與微電子封接工藝過程與技術(shù)特點，以及相關(guān)的基礎(chǔ)理論或原理。掌握典型陶瓷連接與微電子封接機理、接頭或界面可靠性表征。了解其它陶瓷連接與微電子封裝技術(shù)以及相關(guān)電子器件制作工藝。.能力與素質(zhì)方面通過對陶瓷金屬化和高溫潤濕性理論的學(xué)習(xí)，具有分析陶瓷/中間層界面結(jié)合行為，設(shè)計和 開發(fā)合金釬料，利用理論指導(dǎo)工藝優(yōu)化的能力。通過對陶瓷釬焊、擴散焊、瞬間液相連接、玻璃封

3、接以及其它連接技術(shù)的學(xué)習(xí)，具備分析 和正確選擇陶瓷材料連接或封接技術(shù)，設(shè)計與開發(fā)陶瓷加工技術(shù)和從事科學(xué)研究的能力。通過陶瓷連接或封接可靠性和質(zhì)量的學(xué)習(xí)，具有分析接頭與界面的失效行為機理，使用接 頭性能測試與表征的設(shè)備和軟件的能力。通過課程的學(xué)習(xí)，掌握培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，分析計算能力，創(chuàng)新能力以及運用所學(xué) 的基本理論、基本方法和基本技能去分析和解決實際復(fù)雜工程問題的能力。二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）第一章、陶瓷金屬化（一）課程內(nèi)容陶瓷預(yù)處理、厚膜金屬化（燒結(jié)金屬粉末法、Mo-Mn法、絲網(wǎng)印刷+燒結(jié)、電鍍、化學(xué)鍍）、 薄膜金屬化（磁控濺射、離子注入、蒸鍍、氣相沉積）工藝、直接鍵合銅金屬化

4、（DBC）、一次金屬化、 二次金屬化、典型陶瓷（AI2O3和AIN）金屬化工藝。（二）教學(xué)要求了解陶瓷厚膜金屬化和薄膜金屬化技術(shù)方法，掌握典型陶瓷的Mo-Mn法、絲網(wǎng)印刷、磁控濺射 等工藝。（三）重點與難點.重點典型陶瓷厚膜和薄膜金屬化工藝。.難點陶瓷金屬化工藝和機理。第二章、陶瓷釬焊（一）課程內(nèi)容潤濕性基本理論、提高陶瓷高溫潤濕性的技術(shù)方法、釬焊工藝特點、反應(yīng)釬焊、非反應(yīng)釬焊（SiC）、 典型陶瓷（AI2O3、ZrO2. Si.aNl的金屬化釬焊、活性釬焊的工藝和機理。（二）教學(xué)要求掌握潤濕性的基本理論和典型陶瓷的金屬化釬焊和活性釬焊工藝，了解提高陶瓷高溫潤濕性的 技術(shù)方法、釬焊工藝特點和釬

5、焊機理。（三）重點與難點.重點潤濕性基本理論、典型陶瓷的金屬化釬焊、活性釬焊工藝.難點陶瓷的活性釬焊機理。第三章、陶瓷固相擴散焊（一）課程內(nèi)容有、無中間層擴散焊、中間層選擇、擴散焊工藝特點、典型陶究（SiC）擴撤焊工藝和連接機理。（二）教學(xué)要求掌握陶瓷擴撒類型和典型陶瓷擴撒焊工藝，了解中間層選擇和擴散焊工藝特點和機理。（三）重點與難點.重點典型陶瓷的擴散焊工藝。.難點陶瓷的擴散焊機理。第四章、陶瓷瞬間液相連接（一）課程內(nèi)容瞬間液相連接基本原理、中間層體系設(shè)計與選擇、瞬間液相連接的工藝特點、部分瞬間液相 連接（PTLP）、瞬間液相擴散連接、典型陶瓷（A1203、Si3M4）部分瞬間液相連接工藝（

6、二）教學(xué)要求掌握陶瓷瞬間液相連接基本原理和工藝特點，了解中間層體系設(shè)計與選擇和典型陶瓷部分瞬 間液相連接工藝（三）重點與難點.重點瞬間液相連接基本原理、典型陶瓷部分瞬間液相連接工藝。.難點中間層體系設(shè)計與選擇、陶瓷的瞬間液相連接機理。第五章、陶瓷玻璃封接（一）課程內(nèi)容氧化物焊料法（玻璃、玻璃+陶瓷）、玻璃組成（低溫封接玻璃、高溫封接玻璃）、封接玻璃的 選擇（軟化溫度、熱膨脹系數(shù)）、焊料玻璃（穩(wěn)定的、結(jié)晶性）、玻璃封接的工藝特點、典型陶瓷（A1203 陶瓷與不銹鋼、壓力傳感器）玻璃封接工藝和機理（二）教學(xué)要求了解封接玻璃的組成、分類和工藝特點，掌握典型陶驍玻璃封接工藝。（三）重點與難點.重點典型

7、陶瓷的玻璃封接工藝。.難點玻璃封接的工藝過程控制。第六章、其它陶瓷連接技術(shù)（一）課程內(nèi)容膠接連接（高溫膠接）、坯體連接、自蔓延高溫合成（SHS）連接、反應(yīng)成形連接法、直接敷銅法、 摩擦焊、激光焊、超聲波焊接等工藝特點及典型陶瓷的連接工藝。（二）教學(xué)要求了解陶優(yōu)膠接連接、坯體連接、自蔓延高溫合成連接、反應(yīng)成形連接法、直接敷銅法、摩擦焊、 激光焊、超聲波焊接等工藝特點和典型陶瓷的連接工藝。（三）重點與難點.重點自蔓延高溫合成（SHS）連接和直接敷銅工藝。.難點連接工藝與接頭質(zhì)量之間的內(nèi)在關(guān)系。第七章、連接或封接可靠性和質(zhì)量（一）課程內(nèi)容接頭強度（剪切、彎曲、拉伸）、接頭熱循環(huán)特性、接頭斷裂模式與路

8、徑、界面殘余應(yīng)力分布 與檢測、連接件氣密性檢測、接頭強度的影響因素（二）教學(xué)要求掌握焊接接頭剪切強度的測試方法、接頭斷裂行為分析和界面殘余應(yīng)力分布，了解其他接頭強 度、接頭熱循環(huán)特性、殘余應(yīng)力和氣密性的檢測、和接頭強度的影響因素.重點接頭強度表征、接頭斷裂、殘余應(yīng)力和氣密性檢測。.難點接頭或界面殘余應(yīng)力的檢測與控制。三、學(xué)時分配及教學(xué)方法注：1.課程實踐學(xué)時按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格;章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時分配主要教學(xué)方法支撐的課 程目標(biāo)課堂教學(xué)實 驗上機課程 實踐小計第一章2講授法、討論法第二章4講授法、討論法第三章2講授法、討論法第四章2講授法、討論法第五章2講授法、討論法第六章2講

9、授法、討論法第七章2講授法、討論法合計16.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項目、案例等教學(xué)方法）等。四、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課堂表現(xiàn)出勤、回答問題20%期末考試開卷80%注：1.分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項目設(shè)計和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、項目設(shè)計要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。五、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）1、陶瓷-金屬封接技術(shù)指南，劉聯(lián)寶等，國防工業(yè)出版社，1990年6月第1版2、陶瓷與金屬的連接，顧桂熹等，化學(xué)工業(yè)出版社，2010年1月第1版3、材料