◆曾妍
基于成熟和先進的商用設(shè)備構(gòu)建現(xiàn)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(huán)境中,提高學生在實際環(huán)境下的動手能力,使他們提前一步進入工作環(huán)境,更好地適應(yīng)集成電路芯片制造及外圍企業(yè)的崗位要求。
以集成電路設(shè)計、制造與應(yīng)用為代表的微電子學是現(xiàn)代發(fā)展最迅速的高科技應(yīng)用性學科之一。四川信息職業(yè)學院微電子學專業(yè)主要是培養(yǎng)掌握集成電路、微電子系統(tǒng)的設(shè)計、制造工藝和設(shè)計軟件系統(tǒng),能在微電子及相關(guān)領(lǐng)域從事科研、教學、工程技術(shù)及技術(shù)管理等工作的高級技能人才。
四川信息職業(yè)學院在微電子專業(yè)教學過程中,之前的實踐性課程主要是以專業(yè)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(shè)計專題實習、集成電路設(shè)計基礎(chǔ)及CAD和微電子專業(yè)實訓等課程里,學生主要是通過專業(yè)仿真軟件、虛擬設(shè)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(yè)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(huán)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(yīng)企業(yè)的崗位需求的。
為了更貼近市場需求,四川信息職業(yè)學院重新制定人才培養(yǎng)方案。通過加強實訓室的建設(shè),來完善職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)機制,從而體現(xiàn)學校的人才培養(yǎng)目標是向社會輸送職業(yè)化的高技能型人才。微電子綜合實訓室的創(chuàng)建,促使現(xiàn)有課程的教學模式得以改革,“教學內(nèi)容工程化”使得學生更好地從技術(shù)上手,再到頭腦的理論武裝。
目的就是為四川信息職業(yè)學院微電子專業(yè)學生的學習和掌握微電子技術(shù)知識提供一種有效的技術(shù)保障。實驗室的建設(shè)要體現(xiàn)四川信息職業(yè)學院著眼未來,從科技、環(huán)保的角度充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展思想,能夠承載集成電路制作工藝實訓、集成電路版圖設(shè)計專題實習、集成電路設(shè)計基礎(chǔ)及CAD和微電子專業(yè)實訓等課程,注重節(jié)約能源和優(yōu)化環(huán)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(shè)思路:結(jié)合四川信息職業(yè)學院開展實驗的基本功能,從當前實際出發(fā),考慮長期需要,堅持開放性,保證可擴充性,堅持經(jīng)濟性、實用性,保證可靠性、先進性,模塊化結(jié)構(gòu)、設(shè)計靈活、便于維護,基礎(chǔ)建設(shè)立足于長遠,應(yīng)用系統(tǒng)滿足近期需要。
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(huán)節(jié)為單位,每一個子系統(tǒng)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(guān)實訓臺和實訓屏架的子系統(tǒng)之間還能互通互聯(lián),進行各種網(wǎng)絡(luò)型的綜合實訓及演示。同時每個子系統(tǒng)都能根據(jù)自身發(fā)展的需要進行獨立升級,而不影響其他各子系統(tǒng)的功能。所以具有較強的先進性、拓展性和開放性。主要設(shè)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(tǒng)都不僅適用于學生進行器材認識和安裝、系統(tǒng)軟硬件操作、版圖設(shè)計、光刻掩膜版設(shè)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(shè)置、學生考核及相應(yīng)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(tǒng)的所有設(shè)備和器材均為現(xiàn)實工程中使用的主流產(chǎn)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(shè)備相一致的器材,品牌一般為國內(nèi)知名或國外品牌,且全部符合有關(guān)國家標準。產(chǎn)品的設(shè)計與集成電路制造、測試環(huán)境貼近,能夠全面體現(xiàn)集成電路的設(shè)計、安裝、連接、設(shè)置、調(diào)試等的全部過程,能體現(xiàn)職業(yè)教育的特點,表現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用效果,構(gòu)建教、學、用一體化的環(huán)境。因此,具有較強的真實性和現(xiàn)場感。
4)每個實驗實訓裝置子系統(tǒng)兼顧集成電路“系統(tǒng)控制制造工藝”及“版圖設(shè)計”兩個方面,又以工藝部分為重點。工藝部分全部實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)測試;整個工作條件要實現(xiàn)超凈環(huán)境和動力條件管理。
四川信息職業(yè)學院微電子實驗室保障系統(tǒng)由實驗室裝修、UPS系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)和接地系統(tǒng)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(shè)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(shè)備。
配電系統(tǒng)保障設(shè)備用電可靠性,預(yù)留適當?shù)娜哂啵瑔蜗嘭摵傻呐渲?,三相平衡。設(shè)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(yīng)混雜其他干擾電波,特別不應(yīng)有高頻電波干擾。
實驗室內(nèi)的照明應(yīng)分正常照明燈、長明燈及應(yīng)急照明燈三種照明方式。應(yīng)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(fā)生斷電時即可自動切換到UPS電源。UPS系統(tǒng)的設(shè)計目標是為實驗室內(nèi)設(shè)備提供后備電源支持,是整個弱電系統(tǒng)的重要組成部分。
UPS系統(tǒng)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(yīng)的智能化設(shè)備提供純凈、穩(wěn)定的后備電源,充分保證展館內(nèi)各弱電系統(tǒng)正常穩(wěn)定工作。
四川信息職業(yè)學院微電子綜合實訓室建成后,創(chuàng)建了教、學、做的實訓平臺,學院微電子技術(shù)專業(yè)學生的動手本領(lǐng)在模擬真實化工作現(xiàn)場實訓平臺上得到充足的鍛煉,職業(yè)本領(lǐng)、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(shù)動作)在集成電路工藝、測試技術(shù)的項目實訓中有長足的進步,提升了學生的就業(yè)競爭本領(lǐng),取得很好的成效。
[1]孫興民,趙蘭庚.高職高專院校實訓室建設(shè)的探討[J].實驗技術(shù)與管理,2005(6):120-123.
[2]向江洪.高職院校實訓基地建設(shè)研究[D].長沙:中南大學,2007.
[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(yè)學院學報,2008(4):36-38.