《陶瓷连接与微电子封装技术》课程教学大纲（本科）

1、陶瓷连接与微电子封装技术(Joining and Microelectronic Packaging Technologies of Ceramics)课程代码：07410172学分：1学时：16 （其中：课堂教学学时：16实验学时：。上机学时：0课程实践学时：0 ） 先修课程：材料科学基础、材料加工基础、工程陶瓷材料等课程适用专业：无机非金属材料、材料成型与加工、金属材料、复合材料等各专业本科 三年级学生。教材：暂无一、课程性质与课程目标（一）课程性质陶瓷连接与微电子封装技术是材料类专业的门专业选修程。陶瓷连接与微电子封装技术的基本任务是通过课堂教学，使学生对陶瓷连接与微电子封装 技术相关的

2、基础理论、技术工艺特点、连接/封接机理，以及连接或封接可靠性表征有一定了解，掌 握典型的陶瓷连接与微电子封装技术工艺，提高正确选择和合理使用陶瓷连接或封接工艺和具备解 决材料使用过程的复杂工程问题的能力。（二）课程目标.知识方面掌握典型陶瓷连接与微电子封接工艺过程与技术特点，以及相关的基础理论或原理。掌握典型陶瓷连接与微电子封接机理、接头或界面可靠性表征。了解其它陶瓷连接与微电子封装技术以及相关电子器件制作工艺。.能力与素质方面通过对陶瓷金属化和高温润湿性理论的学习，具有分析陶瓷/中间层界面结合行为，设计和 开发合金钎料，利用理论指导工艺优化的能力。通过对陶瓷钎焊、扩散焊、瞬间液相连接、玻璃封

3、接以及其它连接技术的学习，具备分析 和正确选择陶瓷材料连接或封接技术，设计与开发陶瓷加工技术和从事科学研究的能力。通过陶瓷连接或封接可靠性和质量的学习，具有分析接头与界面的失效行为机理，使用接 头性能测试与表征的设备和软件的能力。通过课程的学习，掌握培养学生的逻辑思维能力，分析计算能力，创新能力以及运用所学 的基本理论、基本方法和基本技能去分析和解决实际复杂工程问题的能力。二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章、陶瓷金属化（一）课程内容陶瓷预处理、厚膜金属化（烧结金属粉末法、Mo-Mn法、丝网印刷+烧结、电镀、化学镀）、 薄膜金属化（磁控溅射、离子注入、蒸镀、气相沉积）工艺、直接键合铜金属化

4、（DBC）、一次金属化、 二次金属化、典型陶瓷（AI2O3和AIN）金属化工艺。（二）教学要求了解陶瓷厚膜金属化和薄膜金属化技术方法，掌握典型陶瓷的Mo-Mn法、丝网印刷、磁控溅射 等工艺。（三）重点与难点.重点典型陶瓷厚膜和薄膜金属化工艺。.难点陶瓷金属化工艺和机理。第二章、陶瓷钎焊（一）课程内容润湿性基本理论、提高陶瓷高温润湿性的技术方法、钎焊工艺特点、反应钎焊、非反应钎焊（SiC）、 典型陶瓷（AI2O3、ZrO2. Si.aNl的金属化钎焊、活性钎焊的工艺和机理。（二）教学要求掌握润湿性的基本理论和典型陶瓷的金属化钎焊和活性钎焊工艺，了解提高陶瓷高温润湿性的 技术方法、钎焊工艺特点和钎

5、焊机理。（三）重点与难点.重点润湿性基本理论、典型陶瓷的金属化钎焊、活性钎焊工艺.难点陶瓷的活性钎焊机理。第三章、陶瓷固相扩散焊（一）课程内容有、无中间层扩散焊、中间层选择、扩散焊工艺特点、典型陶究（SiC）扩撤焊工艺和连接机理。（二）教学要求掌握陶瓷扩撒类型和典型陶瓷扩撒焊工艺，了解中间层选择和扩散焊工艺特点和机理。（三）重点与难点.重点典型陶瓷的扩散焊工艺。.难点陶瓷的扩散焊机理。第四章、陶瓷瞬间液相连接（一）课程内容瞬间液相连接基本原理、中间层体系设计与选择、瞬间液相连接的工艺特点、部分瞬间液相 连接（PTLP）、瞬间液相扩散连接、典型陶瓷（A1203、Si3M4）部分瞬间液相连接工艺（

6、二）教学要求掌握陶瓷瞬间液相连接基本原理和工艺特点，了解中间层体系设计与选择和典型陶瓷部分瞬 间液相连接工艺（三）重点与难点.重点瞬间液相连接基本原理、典型陶瓷部分瞬间液相连接工艺。.难点中间层体系设计与选择、陶瓷的瞬间液相连接机理。第五章、陶瓷玻璃封接（一）课程内容氧化物焊料法（玻璃、玻璃+陶瓷）、玻璃组成（低温封接玻璃、高温封接玻璃）、封接玻璃的 选择（软化温度、热膨胀系数）、焊料玻璃（稳定的、结晶性）、玻璃封接的工艺特点、典型陶瓷（A1203 陶瓷与不锈钢、压力传感器）玻璃封接工艺和机理（二）教学要求了解封接玻璃的组成、分类和工艺特点，掌握典型陶骁玻璃封接工艺。（三）重点与难点.重点典型

7、陶瓷的玻璃封接工艺。.难点玻璃封接的工艺过程控制。第六章、其它陶瓷连接技术（一）课程内容胶接连接（高温胶接）、坯体连接、自蔓延高温合成（SHS）连接、反应成形连接法、直接敷铜法、 摩擦焊、激光焊、超声波焊接等工艺特点及典型陶瓷的连接工艺。（二）教学要求了解陶优胶接连接、坯体连接、自蔓延高温合成连接、反应成形连接法、直接敷铜法、摩擦焊、 激光焊、超声波焊接等工艺特点和典型陶瓷的连接工艺。（三）重点与难点.重点自蔓延高温合成（SHS）连接和直接敷铜工艺。.难点连接工艺与接头质量之间的内在关系。第七章、连接或封接可靠性和质量（一）课程内容接头强度（剪切、弯曲、拉伸）、接头热循环特性、接头断裂模式与路

8、径、界面残余应力分布 与检测、连接件气密性检测、接头强度的影响因素（二）教学要求掌握焊接接头剪切强度的测试方法、接头断裂行为分析和界面残余应力分布，了解其他接头强 度、接头热循环特性、残余应力和气密性的检测、和接头强度的影响因素.重点接头强度表征、接头断裂、残余应力和气密性检测。.难点接头或界面残余应力的检测与控制。三、学时分配及教学方法注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课 程目标课堂教学实 验上机课程 实践小计第一章2讲授法、讨论法第二章4讲授法、讨论法第三章2讲授法、讨论法第四章2讲授法、讨论法第五章2讲授法、讨论法第六章2讲

9、授法、讨论法第七章2讲授法、讨论法合计16.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤、回答问题20%期末考试开卷80%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。五、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1、陶瓷-金属封接技术指南，刘联宝等，国防工业出版社，1990年6月第1版2、陶瓷与金属的连接，顾桂熹等，化学工业出版社，2010年1月第1版3、材料