《陶瓷连接与微电子封装技术》课程教学大纲（本科）.docx

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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1 .知识方面1.1 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。1.2 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。1.3 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。2 .能力与素质方面2.1 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。2.

3、2 通过对陶瓷钎焊、扩散焊、瞬间液相连接、玻璃封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。2.3 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。2.4 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

4、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（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1 .重点典型陶瓷厚膜和薄膜金属化工艺。2 .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

5、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、钎焊工艺特点和钎焊机理。（三）重点与难点1 .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2 .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1 .重点典型陶瓷的扩散焊工艺。2 .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

6、（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（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3 .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。4 .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）

7、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5 .重点典型陶瓷的玻璃封接工艺。6 .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1 .重点自蔓延高温合成（SHS）连接和直接敷铜工艺。2 .难点连接工艺与接头质量之间的内在

8、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.3 .重点接头强度表征、接头断裂、残余应力和气密性检测。4 .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

9、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讲授法、讨论法第七章2讲授法、讨论法合计162 .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。3 .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。4 .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。5 .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、材料连接原理与工艺，邹家生等，哈尔滨工业大学出出版社，2010年7月第1版4、材料连接过程中的界面行为，方洪渊等，哈尔滨工业大学出版社，2005年9月第1版六、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1、各章学习过程中均布置一定数量的思考题或习题。2017年9月 7日