集成电路封装-材料、方法与工艺 教学大纲

山东大学集成电路学院《集成电路封装材料、方法与工艺》理论课程教学大纲一.课程基本信息课程名称集成电路封装材料、方法与工艺英文名称PackagingMaterials,MethodsandProcessesofIntegratedCircuits课程编码开课单位集成电路学院课程类别□通识教育必修课程□通识教育核心课程□通识教育选修课程□学科基础平台课程□专业基础课程□专业必修课程□专业选修课程课程性质□必修□选修学分2学时32适用专业微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统类先修课程半导体物理、半导体器件等专业基础课二.课程简介封装是集成电路制造中的关键环节，在后摩尔定律时代，封装已经成为影响集成电路器件性能的关键因素，是提升集成电路产品表现的重要突破方向。本课程旨在向同学们阐明封装的基本定义，介绍封装在集成电路产品中的具体作用与职能，进而让同学们初步理解集成电路封装的主要方法与发展历程，以及封装的具体材料基础和实现工艺原理。三.课程教学目标与教学要求【教学目标】明确集成电路封装的定义、作用与职能，了解集成电路封装的各类主要方法及其发展历程，进而了解各封装方法的实现原理、工艺流程与材料基础。【教学要求】1.理解封装的定义与具体职能，了解封装层次分级等基本概念，对封装在集成电路产业中的重要地位形成正确认识；2.了解集成电路封装的发展历程及各个时期的代表性封装技术；3.了解零级封装与一级封装的主要封装形式，进一步了解其实现原理、工艺流程与材料；4.理解先进封装的定义与主要形式，结合具体案例理解先进封装的应用场景，认识到先进封装作为集成电路产品性能提高方法的重要前沿地位；5.了解二级封装（PCB组装）的主流技术及其实现方法；6.对封装所需的常用材料形成初步的认识体系，掌握从性能、成本等多个角度对不同封装材料进行比较的能力；7.了解封装产品的可靠性测试与失效分析方法。四.课程教学内容及学时分配第一章集成电路封装概述第一节集成电路封装的定义、职能与层次分级（2学时，其中授课2学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】理解封装的定义与具体职能，了解封装层次分级等基本概念，对封装在集成电路产业中的重要地位形成正确认识【具体教学内容】封装的定义；封装的基本职能；封装的层次分级；封装在电子制造中的作用与地位【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨【教学/考核难点重点】封装的基本职能及其作用机理第二节集成电路封装的历史发展（2学时，其中授课2学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】了解集成电路封装的发展历程及各个时期的代表性封装技术【具体教学内容】封装的历史发展；各时期的主流封装形式；封装的未来发展趋势【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨【教学/考核难点重点】集成电路发展历史上的主流封装技术及其历史地位第二章集成电路零级封装第一节零级封装的主要形式、材料与工艺（4学时，其中授课4学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】了解零级封装的定义、主要形式、实现工艺与材料【具体教学内容】零级封装的定义；引线键合；载带自动焊；倒装芯片；硅通孔技术【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨【教学/考核难点重点】各类零级封装形式的实现工艺第三章集成电路一级封装第一节一级封装的主要形式、材料与工艺（4学时，其中授课4学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】了解一级封装的定义、主要形式、实现工艺与材料【具体教学内容】一级封装的定义；双列直插封装；小外形封装；四边扁平封装；球栅阵列与针栅阵列封装【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】各类一级封装形式的实现工艺；一级封装形式的历史演进过程；各类一级封装形式的应用场景第四章集成电路先进封装第一节集成电路先进封装工艺（4学时，其中授课4学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】理解先进封装的定义与主要形式【具体教学内容】先进封装的定义；芯片级封装；晶圆级封装；多芯片模组；系统级封装【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】先进封装的定义；先进封装在促进集成电路性能提升方面的作用及其机理第二节集成电路先进封装案例分析（4学时，其中授课4学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】结合具体案例理解先进封装的应用场景，认识到先进封装作为集成电路产品性能提高方法的重要前沿地位【具体教学内容】2.5D封装；3D封装；Chiplet封装【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，结合具体前沿案例，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】各先进封装案例的应用现状、优势与挑战第五章集成电路组装第一节通孔插装与表面贴装（4学时，其中授课4学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标和要求】了解二级封装（PCB组装）的主流技术及其实现方法【具体教学内容】通孔插装技术；表面贴装技术；波峰焊与回流焊【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】通孔插装与表面贴装技术的应用范围对比；通孔插装与表面贴装技术的实现工艺第六章集成电路封装材料第一节集成电路封装中的常用材料（4学时，其中授课4学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标与要求】对封装所需的常用材料形成初步的认识体系，掌握从性能、成本等多个角度对不同封装材料进行比较的能力【具体教学内容】包封材料；封装基板材料；引线键合材料；底部填充材料；凸点与焊球材料【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】同一用途不同材料的多角度比较方法第七章集成电路可靠性第一节集成电路可靠性测试（2学时，其中授课2学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标与要求】了解封装产品的可靠性测试方法【具体教学内容】封装可靠性的定义与影响因素；可靠性测试方法【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】各可靠性测试方法的测试目的与原理第二节集成电路封装失效分析（2学时，其中授课2学时，研讨0学时，实验0学时，测试0学时）【教学目标与要求】了解封装产品的失效分析方法【具体教学内容】封装失效的定义；失效分析工具；失效机理与诱因；失效分析的基本思路【教学和学习建议】采用课堂讲授为主进行教学，通过设置课堂研讨，引导学生独立思考与积极探讨。【教学/考核难点重点】引发失效因素的分类及其相互作用；失效分析过程中的思维方式五.教学要求对应关系教学要求1教学要求2教学要求3教学要求4教学要求5教学要求6教学要求71.1x1.2x2.1x3.1x4.1x4.2x5.1x6.1x7.1x7.2x六.考核及成绩评定方式【考核方式】包括互动课堂作业及课后论文。【成绩评定】其中互动课堂40%，课后论文60%。【考试大纲】集成电路封装定义与具体职能；封装层次分级；封装在集成电路产业中的重要地位；集成电路封装的发展历程及各个时期的代表性封装技术；零级、一级与二级封装的主要封装形式、实现原理、工艺流程与材料；先进封装的定义、主要形式与应用场景；先进封装对集成电路产品性能的贡献及其原理；封装常用材料及其差异与应用范围；封装产品的可靠性测试与失效分析方法。七.教材及参考资料【教材】李虎等，《集成电路封装——材