单位文秘网 2021-07-25 08:13:18 点击: 次
摘要:电子材料是现代电子和微电子元器件、光电子器件和新型能源器件的基础,支撑着通信、计算机、信息家电、网络技术等现代电子和信息产业以及未来新能源产业的发展。为了满足社会的需要,丰富学院本科教学专业方向,我院基于材料物理专业特新开设电子材料本科专业方向,并设置系列基于电子材料的本科教学课程,其中《电子材料工艺学》是一门重要的课程。本论文结合我院无机非金属材料大方向的理论基础知识,有针对性设置系列相关授课内容,主要对该课程授课内容进行深入研究,以更好培养电子材料专业学生对于工艺学方面知识的把握与学习。
关键词:电子材料;工艺学;课程内容;本科教学.
【中图分类号】G642.3
一、前言
电子材料是材料科学与电子科学与技术、半导体材料和新能源材料相融合的交叉边缘学科,其课程体系设计的背景是基于电子和微电子器件、光电子器件以及新能源器件产业的现实功能需求和未来巨大发展潜力[1]。电子材料工艺学与众多的科学技术领域相关联,其中最主要的有应用物理学、化学工程技术、光刻工艺学、电气电子工程学等。除此之外,还涉及到机械工程学、工程热力学等有关的学科,是一门综合性很强的技术学科[2]。
基于目前国内外电子材料应用背景,本学院在拓展本科教学专业方面,逐步开展以传统无机非金属材料专业为基础,建设以电子材料为导向的新型学科。近年来学校的招生和课程改革为电子材料专业方向的的课程设计提供了契机。《电子材料工艺学》作为一门重要的课程之一,通过项目组成员共同努力,相互交流教学经验和授课内容,在教学实践中随时发现课程内容设计中的问题,并通过学生课堂学习、考研、就业方面的信息反馈发现课程类型和内容设施方面的问题,及时加以调整,逐步完善《电子材料工艺学》课程体系,使之更加科学合理。
二、《电子材料工艺学》授课内容设置
在前期工作过程中,已经制定初步的电子材料专业方向本科培养方案,按专业方向制定的培养方案相对于原有的材料物理专业本科培养方案有了大幅度调整。为后期深入学习电子材料的基础理论知识奠定基础。基本结构是在材料学院原材料物理专业课程体系的基本框架下,进一步填充以性能和应用为主的相关知识内容。
通过该课程的学习,使学生掌握电子陶瓷材料的界定和分类,初步掌握典型电子陶瓷的组成、制备工艺、性能,使学生了解电子陶瓷材料的基本知识、控制质量的工艺理论基础与途径,同时了解电子薄膜材料与纳米晶体的应用和相关工艺,为后续课程准备必要的工艺知识,为电子信息材料的配方优化和性能改进打下基础。在新设电子材料专业方向在材料结构和工艺的基础上更加突出材料性能和在器件中的应用,因而增加了半导体、微电子、光电子和能源电子方面的知识内容。
结合本专业传统的无机非金属专业知识,该课程内容作出如下设置:首先侧重于传统电子陶瓷制备及其原理原理,通过本章教学,使学生掌握电子陶瓷基本概念,电子陶瓷材料的主要应用。教学重点在于传统电子陶瓷的的分类及其应用的领域掌握,以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。授课内容主要包括电子陶瓷的概念、原料及其制备方法、粉料的塑化原理等基础内容。其次重点阐述电子陶瓷成型原理部分,主要介绍粉压成型、塑法成型、流法成型及其它成型工艺等,使学生掌握电子陶瓷各种成型方法,电子陶瓷成型的主要应用特点,电子陶瓷材料成型的制备方法。最后,阐述电子陶瓷烧结原理,侧重于综合热分析、能态变化与物质传递过程、粒界形成及移动过程、烧结致密化、固相反应、液相与活化烧结、影响烧结的因素及烧结工艺制定等角度进行讲述;使学生掌握电子陶瓷各种成型方法,掌握电子陶瓷成型的主要应用特点之外,了解陶瓷烧结的原理及机制。
在新型电子材料应用与研究领域重点拓展先进的电子材料制备工艺,如增加电子陶瓷超细粉体制备技术,重点侧重于软化学工艺概述、溶胶凝胶工艺、共沉淀技术、水热工艺及其它工艺;使学生了解纳米电子材料的应用优势,掌握其对应的制备工艺。在电子薄膜应用领域,重点讲解电子薄膜制备工艺,阐述目前电子材料领域关于薄膜材料的先进制备工艺,主要包括溶胶凝胶工艺、激光脉冲沉积工艺、分子束外延工艺及其它工艺;通过该部分内容教学,使学生掌握电子材料中,薄膜材料成型方法,掌握电子薄膜材料的主要应用特点,电子薄膜材料的制备方法。最后结合目前微电子应用领域,薄膜材料在制备加工一些器件的工艺环节,增加半导体制造工艺内容讲解,主要包括光刻工艺、刻蚀技术、离子注入技术;通过本部分内容教学,使学生掌握电子材料中与半导体材料相关的制备工艺,了解半导体材料的主要应用特点,同时掌握该领域的相关制备工艺。
同时,《电子材料工艺学》课程内容除了包括上述内容外,本教学团队拟开展一系列针对该工艺学的一系列课程实验。该实验主要为综合性实验,一方面要求学生通过实验,使学生深入理解电子材料工艺在材料性能中的作用。另一方面,结合目前半导体与微电子应用领域制造工艺,让同学们熟悉电子材料工艺中,光刻环节实验的过程、关键实验参数的控制与调整。《电子材料工艺学》匹配系列环节实验,有助于完善新版电子材料专业方向课程的教学文件,初步建设科学合理的课程体系,通过加强教学实践过程中教学与实验信息的反馈,为科学合理的培养目标电子材料专业方向课程体系奠定基础。
三、结论
基于上述考虑,《电子材料工艺学》课程内容的教学目的是通过对电子信息产业各领域的介绍,让学生认识各类电子材料,初步了解各类电子材料的基本概念,为后期深入学习电子材料的基础理论知识奠定基础。通过该课程学习的学习,使学生掌握电子材料制备工艺,同时了解工艺参数对材料结构和性质的影响。因此同时设立相关工艺实验有助于同学们掌握相关行业背景知识,熟悉材料工艺过程,促进启发性和创造性,无疑会增加学生学习的针对性,提高学习兴趣和动力。
四、致谢:本论文受济南大学教学研究项目(JZC12002)支持。
参考文献:
1.袁桐,电子材料行业“十二五”规划发展建议.新材料产业,2011,(02):12-19.
2.李红霞,季振国,席俊华,基于《电子信息材料》的复合型人才的培养.2012,(34):153-154.
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