高職院校微電子綜合實訓室建設與實踐教學探討

◆曾妍

基于成熟和先進的商用設備構建現代綜合微電子實訓室，在真實的微電子集成電路制造、測試環境中，提高學生在實際環境下的動手能力，使他們提前一步進入工作環境，更好地適應集成電路芯片制造及外圍企業的崗位要求。

1 微電子專業介紹

以集成電路設計、制造與應用為代表的微電子學是現代發展最迅速的高科技應用性學科之一。四川信息職業學院微電子學專業主要是培養掌握集成電路、微電子系統的設計、制造工藝和設計軟件系統，能在微電子及相關領域從事科研、教學、工程技術及技術管理等工作的高級技能人才。

2 加強微電子綜合實訓室建設的必要性

四川信息職業學院在微電子專業教學過程中，之前的實踐性課程主要是以專業課程的實驗形式開展的。比如在集成電路制作工藝實訓、集成電路版圖設計專題實習、集成電路設計基礎及CAD和微電子專業實訓等課程里，學生主要是通過專業仿真軟件、虛擬設備來感知課程的實踐性，無法動手，只能看，不能“摸”。這種按照專業課程劃分實驗課的方式，跟真正的集成電路及半導體器件的制造崗位及其相連崗位環境之間還是有很大差距的，這些實驗只具備虛擬驗證演示，很難使學生的實際動手能力得到鍛煉。學生若是只憑看或是在電腦上虛擬仿真學習微電子知識，而不能對當今集成的電路封裝和測試有一個全方位的認識，這樣的學習效果堪比盲人摸象，自然是很難滿足對應企業的崗位需求的。

為了更貼近市場需求，四川信息職業學院重新制定人才培養方案。通過加強實訓室的建設，來完善職業技術人才的培養機制，從而體現學校的人才培養目標是向社會輸送職業化的高技能型人才。微電子綜合實訓室的創建，促使現有課程的教學模式得以改革，“教學內容工程化”使得學生更好地從技術上手，再到頭腦的理論武裝。

3 微電子綜合實訓室的建設目標與思路

目的就是為四川信息職業學院微電子專業學生的學習和掌握微電子技術知識提供一種有效的技術保障。實驗室的建設要體現四川信息職業學院著眼未來，從科技、環保的角度充分體現可持續發展思想，能夠承載集成電路制作工藝實訓、集成電路版圖設計專題實習、集成電路設計基礎及CAD和微電子專業實訓等課程，注重節約能源和優化環境，極大地提高微電子從宏觀到微觀展示功能，使之成為四川省智能化實驗室典范。

建設思路：結合四川信息職業學院開展實驗的基本功能，從當前實際出發，考慮長期需要，堅持開放性，保證可擴充性，堅持經濟性、實用性，保證可靠性、先進性，模塊化結構、設計靈活、便于維護，基礎建設立足于長遠，應用系統滿足近期需要。

4 微電子綜合實訓室的說明

1）本實驗實訓裝置共分七大系列，每個系列都是以微電子的工藝環節為單位，每一個子系統又都由若干個實訓臺和實訓屏架所組成，每一個實訓臺和實訓屏架都能獨立工作，相關實訓臺和實訓屏架的子系統之間還能互通互聯，進行各種網絡型的綜合實訓及演示。同時每個子系統都能根據自身發展的需要進行獨立升級，而不影響其他各子系統的功能。所以具有較強的先進性、拓展性和開放性。主要設備包含光刻機、超聲波鋁絲焊線機、金絲球焊線機、臺式無鉛回流焊機、絲印機、烘干機、金相試樣拋光機、晶體管圖示儀、四探針電阻率測試儀等。

2）每個實驗實訓裝置子系統都不僅適用于學生進行器材認識和安裝、系統軟硬件操作、版圖設計、光刻掩膜版設計、光刻工藝、光刻缺陷分析及排除等技能的實訓操練，也適用于教師進行實驗和實訓的教學演示、故障設置、學生考核及相應的成績評定等。所以能較好地滿足教學的實用性、方便性和可操作性要求。

3）每個實驗實訓裝置子系統的所有設備和器材均為現實工程中使用的主流產品，不僅具有典型性，并具有較大的市場占有率，一般是集成電路制造廠商比較常用及典型的器材，或是同國家各考證鑒定所的考證設備相一致的器材，品牌一般為國內知名或國外品牌，且全部符合有關國家標準。產品的設計與集成電路制造、測試環境貼近，能夠全面體現集成電路的設計、安裝、連接、設置、調試等的全部過程，能體現職業教育的特點，表現系統的應用效果，構建教、學、用一體化的環境。因此，具有較強的真實性和現場感。

4）每個實驗實訓裝置子系統兼顧集成電路“系統控制制造工藝”及“版圖設計”兩個方面，又以工藝部分為重點。工藝部分全部實現動手操作。在實訓期間，學生著裝進入“車間”；能夠全程虛擬操作和部分動手來實現氧化、擴散和LPCVD工藝以及離子注入與退火；親自完成光刻工藝、刻蝕工藝、濺射工藝；能手工完成電參數測試；整個工作條件要實現超凈環境和動力條件管理。

5 實驗室裝修、UPS電源

四川信息職業學院微電子實驗室保障系統由實驗室裝修、UPS系統、防雷系統和接地系統四部分組成。墻面、地面、天花板均需做防塵、防靜電、恒溫等裝修處理：要求設計成潔凈實驗室（進行無塵、恒溫、恒濕處理）；對潔凈實驗室進行防靜電建筑材料的整體裝修；對潔凈實驗室配備加濕機等靜電防護設備。

配電系統保障設備用電可靠性，預留適當的冗余，單相負荷的配置，三相平衡。設置市電多功能插座，采用防鼠咬電纜。強弱電分開，避免長距離平行走線。電源電波50 Hz波形中，不應混雜其他干擾電波，特別不應有高頻電波干擾。

實驗室內的照明應分正常照明燈、長明燈及應急照明燈三種照明方式。應急照明主要是在正常照明線路上取一路連接到UPS電源上，當發生斷電時即可自動切換到UPS電源。UPS系統的設計目標是為實驗室內設備提供后備電源支持，是整個弱電系統的重要組成部分。

UPS系統的主要功能要求是對電源保護有要求的用電負載分別進行集中供電電源管理，對相應的智能化設備提供純凈、穩定的后備電源，充分保證展館內各弱電系統正常穩定工作。

6 結束語

四川信息職業學院微電子綜合實訓室建成后，創建了教、學、做的實訓平臺，學院微電子技術專業學生的動手本領在模擬真實化工作現場實訓平臺上得到充足的鍛煉，職業本領、操縱技能（對動作方式的一種概括，是按一定的方式反復練習或模仿而形成熟練的技術動作）在集成電路工藝、測試技術的項目實訓中有長足的進步，提升了學生的就業競爭本領，取得很好的成效。

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[3]楊西京,劉延民,于詠莉.高職院校實訓室管理模式探索[J].陜西青年職業學院學報,2008(4):36-38.