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微電子技術(shù)論文范文第1篇

1微電子工藝清洗技術(shù)的理論研究

在微電子元器件的制造過程當(dāng)中，由于其體積小、制造過程復(fù)雜等眾多客觀原因存在，將會很有可能導(dǎo)致微電子元器件在其步驟繁瑣的制造過程當(dāng)中受到污染。這些污染物質(zhì)通常會物理吸附或者是化學(xué)吸附等多種方式在電子元器件生產(chǎn)過程當(dāng)中吸附在其表面。比如說，硅膠材質(zhì)的硅片在其制造過程中污染物質(zhì)通常會以離子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。這些污染物質(zhì)還有可能存在于硅片自身的氧化膜當(dāng)中。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因并不奇怪，這是由于這些污染物質(zhì)破壞掉了硅片表面的化學(xué)鍵，從而導(dǎo)致了在其表面形成了自然的力場，讓眾多污染物質(zhì)輕松吸附或者直接進入到硅片的氧化膜當(dāng)中。在產(chǎn)生這種現(xiàn)象之后，要清洗硅片就非常困難了。在清洗過程中，既要保持不能去破壞硅片的結(jié)構(gòu)，又要保持能夠?qū)ξ廴疚镔|(zhì)進行徹底的清洗，以便其對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)當(dāng)中的其他元器件產(chǎn)生污染，這一問題就變得非常棘手，愈發(fā)困難了。在當(dāng)前微電子行業(yè)的大多企業(yè)或是研究所講微電子的清洗技術(shù)兩類：一種叫做濕法清洗；另一種叫做干法清洗。這兩種技術(shù)都能夠保持比較高的清洗度，并且能夠在不破壞電子元器件的化學(xué)鍵的基礎(chǔ)上祛除電子元器件表面或是氧化膜內(nèi)存在的污染物和雜質(zhì)。

2微電子工藝清洗技術(shù)的現(xiàn)狀研究

由于我國行業(yè)的發(fā)展更重視對服務(wù)業(yè)的發(fā)展和我國微電子行業(yè)的起步和發(fā)展較晚，從而致使當(dāng)前我國微電子工藝的清洗技術(shù)比較落后，并且存在諸多的問題。

2.1濕法清洗技術(shù)研究

濕法清洗這一技術(shù)，是由上個世紀(jì)六十年代的一名美國科學(xué)家所研究發(fā)明出來的。這種方法主要是通過利用化學(xué)溶劑同有機溶劑和被清洗的微電子元器件之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后再利用多種技術(shù)手段，如：超聲波技術(shù)去污；采用真空去污技術(shù)等多種技術(shù)手段。最終，利用這些步驟實現(xiàn)對微電子元器件的清洗。

在以上濕法清洗電子元器件的步驟當(dāng)中還需要用到種類不一的化學(xué)試劑。這些化學(xué)試劑主要包括氫氧化銨和過氧化氫以及硫酸等物質(zhì)。氫氧化銨主要是被利用于對污染程度不是非常嚴重的電子元器件的清洗，或者是作為清洗第一部的化學(xué)試劑。其能夠在控制的溫度下、濃度下以及化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的時間下等多種條件下，利用化學(xué)反應(yīng)去腐蝕電子元器件的表面污染物質(zhì)或者是金屬的化合物。但是，由于這種腐蝕程度是需要多種條件來控制的，因此其對人員的技術(shù)和企業(yè)電子清洗設(shè)備的要求也是很高的，如果不能對整個過程實現(xiàn)嚴密的監(jiān)控，將會對電子元器件造成損害。過氧化氫在清洗過程當(dāng)中主要是被利用于對電子元器件的襯底進行清洗，通過清洗襯底上所附著的金屬化合物質(zhì)或者是絡(luò)合物質(zhì)。最后一種化學(xué)試劑（硫酸）在清洗過程當(dāng)中扮演著非常重要的角色。在使用硫酸對被清洗電子元器件進行清洗過程中必須采用雙氧水這一化學(xué)試劑來減少其反應(yīng)的時間，并且降低硫酸的濃度、反應(yīng)時候的溫度，從而有效的減少了被清洗電子元器件碳化或者是被腐蝕嚴重的現(xiàn)象發(fā)生。以免讓硫酸對電子元器件造成損害。濕法清洗技術(shù)在眾多清洗技術(shù)當(dāng)中是比較有效的一種技術(shù)，但是其依靠化學(xué)反應(yīng)的客觀因素，讓其很有可能造成化學(xué)物質(zhì)殘留從而導(dǎo)致電子元器件被腐蝕的現(xiàn)象。

2.2干法清洗技術(shù)研究

干洗技術(shù)相對于濕洗技術(shù)來說其避免了使用化學(xué)試劑，從而大大減少了化學(xué)物質(zhì)殘留導(dǎo)致電子元器件腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。干洗技術(shù)主要是采用等離子、氣相等清洗技術(shù)方式對電子元器件的金屬化合物和絡(luò)合物進行清洗。對于采用等離子技術(shù)為主的干洗技術(shù)，其具有殘留物質(zhì)少、操作難度低等技術(shù)性特點，并且在微電子元器件的清洗行業(yè)當(dāng)中其研究最早、技術(shù)較為成熟，從而在當(dāng)前我國微電子行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。但是，等離子技術(shù)也存在一定的弱點，就是其無法完全祛除存留于微點電子元器件表面的污染物。而氣相技術(shù)的應(yīng)用相對于等離子技術(shù)來說是非常少的，主要原因在于其花費時間長、成本高，并且在采用氣相技術(shù)清洗過程主要是被應(yīng)用于硅片元器件的清洗，對于其他元器件的適用程度較低。

3對微電子清洗技術(shù)的展望

從上文的分析當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，就我國企業(yè)當(dāng)前的資金、人力等現(xiàn)狀來說，我國在微電子清洗工藝當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)采用干洗技術(shù)當(dāng)中的等離子技術(shù)。這種微電子工藝清洗技術(shù)不需要進行二次清洗，就能夠達到超過其他技術(shù)操作之后的結(jié)果。而對于其單次清洗過后殘留的金屬混合物來說，可以在繼續(xù)采用其他清洗方式減少其污染物質(zhì)含量，從而在保證電子元器件質(zhì)量前提下在較短時間內(nèi)較低微電子污染物的含量。

微電子技術(shù)論文范文第2篇

依據(jù)新時代先進的科學(xué)技術(shù),我國機電企業(yè)邁向了智能化的飛躍,從而實現(xiàn)了自動化操作手段。在當(dāng)今機電工程施工領(lǐng)域,機電一體化電子信息技術(shù),通過電腦一手掌控,其發(fā)展的主要動力來自于當(dāng)今時代先進的科學(xué)技術(shù),并且結(jié)合計算機軟硬件所構(gòu)成的一個智能化系統(tǒng)。機電一體化系統(tǒng)的出現(xiàn),一方面,機電施工工程實現(xiàn)科學(xué)規(guī)范化管理,另外,給新時代機電企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟價值,傳統(tǒng)的機電施工工程管理相比,機電一體化更可靠、更安全,對我國機電企業(yè)在未來的發(fā)展意義非凡。

2機電一體化向智能化邁進的發(fā)展歷程

2.1數(shù)控機床。與西方發(fā)達國家相比,我國機電企業(yè)出現(xiàn)較晚,隨著我國建筑行業(yè)規(guī)模不斷擴大,機電企業(yè)的發(fā)展是確保實現(xiàn)高質(zhì)量建筑工程的必然要求。在我國機電一體化的出現(xiàn),一開始受數(shù)控機床技術(shù)的影響,在20世紀(jì)中期,人們的日常生活開始觸及電子應(yīng)用設(shè)備,電子應(yīng)用設(shè)備是推動機械產(chǎn)物必然發(fā)展的需求,由于當(dāng)時電子應(yīng)用設(shè)備實際操作受限,其機械化產(chǎn)物質(zhì)量達標(biāo)還不能得到保證,因此,機電一體化的運作還不能廣泛地應(yīng)用在我國機電企業(yè)中。2.2微電子技術(shù)。在20世紀(jì)中期,機電一體化應(yīng)用數(shù)控機床技術(shù)領(lǐng)域存在著較大的問題,不能滿足當(dāng)今時代機電工程施工的具體要求,所以,仍需要借助其他技術(shù)進一步實現(xiàn)機電一體化。微電子科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn),給機電一體化的發(fā)展帶來了新的希望,隨著我國機電工程規(guī)模不斷擴大,對其施工技術(shù)的要求也在不斷增加,這一時代機電。一體化應(yīng)用微電子技術(shù),推動了機電一體化順利實施,微電子技術(shù)的出現(xiàn),將我國機電工程帶到了一個嶄新的發(fā)展領(lǐng)域,其各項技術(shù)的共同運行促使機電一體化技術(shù)的正常運行。2.3可編程控制器的出現(xiàn)在20世紀(jì)中后期階段,機電一體化技術(shù)的發(fā)展邁向了較為成熟階段,先前的微電子技術(shù)雖然在一定程度上能為機電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ),隨著新時代的發(fā)展,機電一體化技術(shù)實際應(yīng)用領(lǐng)域越來越多,微電子技術(shù)還不能完全滿足機電一體化技術(shù)在任何情況之下解決所有問題,因此,在這一時期,出現(xiàn)了可編寫程序的控制器,該控制器主要功能是通過可編寫的特點使之自動化操作,應(yīng)用該控制器最早的國家是美國,美國汽車制造行業(yè)中將該控制器應(yīng)用得十分充分。隨著機電控制器技術(shù)的不斷成熟,在我國機電施工的過程中大量應(yīng)用該控制器,技術(shù)的不斷成熟,并且通過大量實踐應(yīng)用將新時代研制出的新型機電控制器大量投入到生產(chǎn)過程。隨著這項技術(shù)的成熟,國家為了更好地控制新時代研制出的新型機電控制器,制定了很多關(guān)于該領(lǐng)域技術(shù)相應(yīng)的管理條例,從宏觀角度上來看,機電一體化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從單一到復(fù)雜的過程,從單一的結(jié)構(gòu)體演變成各個復(fù)雜的系統(tǒng),在機電一體化技術(shù)的功能方面,不但實現(xiàn)了自動化機電一體化技術(shù),同時賦予機電一體化技術(shù)智能化特點。當(dāng)今時代,機電一體化技術(shù)具有遠程控制操作端,使新型機電一體化技術(shù)實現(xiàn)便捷化轉(zhuǎn)換,而且通過遠程控制端信息快速傳達各個接收端,接收端在接收信息后的第一時間通過新時代信息處理技術(shù)快速篩選和整理,新時代機電一體化技術(shù)在研發(fā)領(lǐng)域更偏向于它的實際應(yīng)用價值,形成了新時代機電一體化系統(tǒng)。2.4激光光電子技術(shù)。隨著新時代社會科技水平的不斷提高，機電一體化規(guī)模不斷擴大，可控制的編程器已經(jīng)不能完全滿足新時代機電企業(yè)的發(fā)展，為了更好地迎合當(dāng)代機電一體化企業(yè)可以更好地向智能化推進，激光光電子技術(shù)的出現(xiàn)，將機電一體化智能化推向了至高點，利用當(dāng)下十分先進的激光技術(shù)，借用光電子在激光中的優(yōu)勢，而且光電子技術(shù)能夠在可編程操控基礎(chǔ)之上，能夠進一步優(yōu)化先前所有用于機電一體化所有技術(shù)，完善整個智能化過程，從根本上改變機電一體化智能化發(fā)展的很多干擾因素，擺脫不必要因素的影響，確保在激光光電子技術(shù)的支撐之下，更加快速高效地實現(xiàn)機電一體化智能化發(fā)展?？偠灾?，利用當(dāng)下十分先進的激光技術(shù)，我國機電企業(yè)可以抓住這一優(yōu)勢，對光電子在激光技術(shù)的支撐之下，能夠讓機電企業(yè)一體化智能化推進目標(biāo)更快實現(xiàn)，機電企業(yè)應(yīng)根據(jù)當(dāng)今社會機電行業(yè)發(fā)展的趨勢，并且一直關(guān)注當(dāng)下社會先進的科學(xué)技術(shù)，利用新時代先進的科學(xué)技術(shù)和機電一體化企業(yè)發(fā)展的趨勢的動態(tài)，并且根據(jù)自身企業(yè)在社會發(fā)展過程中的發(fā)展趨勢，將機電一體化和新時代先進的科學(xué)技術(shù)巧妙地融合在一起，研制出更為先進的機電一體化技術(shù)，迎合新時代社會發(fā)展的趨勢，重點研究機電一體化向智能化發(fā)展需要的哪些前提條件，并根據(jù)自身機電企業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢，加強機電一體化相關(guān)技術(shù)的研究，研制出高質(zhì)量高效率機電一體化向智能化發(fā)展的先進技術(shù)，以確保我國機電企業(yè)在未來發(fā)展中能夠一直處于世界前沿水平。

3對新時代機電一體化向智能化發(fā)展的思考

當(dāng)今時代,社會飛速發(fā)展,帶動了我國各行各業(yè)的不斷發(fā)展,機電一體化智能化的發(fā)展趨勢是我國新時代順應(yīng)社會發(fā)展的必然要求,新時代機電一體化發(fā)展以其智能化的存在優(yōu)勢,是一個控制機電領(lǐng)域的系統(tǒng)組織,依靠新時代微電子技術(shù),在機電一體化設(shè)備的制作過程中,其數(shù)字化管理系統(tǒng)實現(xiàn)過程利用微電子控制器更簡單地解決了這一問題。當(dāng)今時代數(shù)控機床技術(shù)不斷成熟,計算機應(yīng)用系統(tǒng)飛速發(fā)展,給新時代機電一體化技術(shù)數(shù)字化系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ),并且通過計算機先進的技術(shù)實現(xiàn)虛擬化管理和集成管理。在我國機電行業(yè)的發(fā)展中,機電一體化技術(shù)是實現(xiàn)機電產(chǎn)品數(shù)字化屬性的重要手段。在20世紀(jì)末,最早將機電一體化推向智能化邁進的國家是西方很多發(fā)達國家,機電一體化智能化推進不但給這些發(fā)達國家創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值,并且將機電一體化這一偉大的智能成果推向了世界前沿。比如:像很多可編程的控制器可以促使機電一體化向智能化邁進所生產(chǎn)的機電產(chǎn)品擁有數(shù)字化管理系統(tǒng),當(dāng)今時代,電子信息技術(shù)尤為發(fā)達,在機電一體化數(shù)字化管理系統(tǒng)中,更加有力地提升了機電一體化數(shù)字化管理系統(tǒng)的數(shù)字化創(chuàng)造。新時代下,機電一體化已經(jīng)向智能化推進,隨著時間的推移,機電一體化向智能化推進的步伐在潛移默化的影響著我們國家。

4結(jié)語

當(dāng)今時代快節(jié)奏的生活越來越普遍存在于我們的生活之中,機電一體化向智能化推進符合新時代生活理念,機電一體化向智能化可以推進的過程大體分成幾個階段,首先在數(shù)控機床技術(shù)的出現(xiàn),機電一體化向智能化推進有了一點起色,接著微電子技術(shù)和可編程的控制器將機電一體化智能化推向了十分成熟階段,為機電一體化智能化數(shù)字系統(tǒng)奠定了發(fā)展基礎(chǔ),光電子技術(shù)的出現(xiàn)將機電一體化智能化邁進推向了最高端,是新時代先進科學(xué)技術(shù)的必然發(fā)展產(chǎn)物,隨著機電一體化智能化技術(shù)的不斷發(fā)展,機電一體化技術(shù)在我國慢慢的發(fā)展起來。

作者:王濤 單位:陜西交通建設(shè)集團公司西長分公司

參考文獻

[1]蘇迅文.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[A].石家莊市翰坤文化藝術(shù)有限公司,2015年第九屆雜文學(xué)術(shù)研討會論文集[C].2015:2.

微電子技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞 模擬集成電路 CAD 教學(xué)改革

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1002—7661（2012）21—0006—01

在當(dāng)今信息時代，微電子學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。集成電路（ Integrated Circuit， IC）作為微電子技術(shù)的核心，是整個信息產(chǎn)業(yè)和信息社會最根本的技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)對提高技術(shù)的創(chuàng)新基礎(chǔ)和競爭能力具有非常重要的作用，對國民經(jīng)濟發(fā)展、國防建設(shè)和人民文化生活等各方面都發(fā)揮著巨大的作用，也是一個國家參與國際化政治、經(jīng)濟競爭的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。模擬集成電路是現(xiàn)實世界和數(shù)字化系統(tǒng)之間的橋梁，是現(xiàn)代信息化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展電子信息化，必須發(fā)展模擬IC技術(shù)。為了提高我國模擬IC電路的水平，不但要在產(chǎn)業(yè)化方面做出巨大的努力，還需培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才。事實上，模擬集成電路設(shè)計是一個實踐性較強、實踐內(nèi)容多的微電子學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向，因而在教學(xué)課程設(shè)置時不僅要努力加強理論教學(xué)，還需加強實踐教學(xué)，提高學(xué)生的實踐動手能力。《模擬集成電路CAD》課程作為模擬集成電路設(shè)計方向的核心基礎(chǔ)課程，其教學(xué)的好壞關(guān)系到學(xué)生在模擬集成電路設(shè)計方面的發(fā)展前景。在此背景下，根據(jù)重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院微電子學(xué)專業(yè)的實際情況，結(jié)合筆者多年集成電路實際工程經(jīng)驗以及多年教學(xué)實踐，擬從以下幾個方面對《模擬集成電路CAD》課程的教學(xué)改革進行探索。

一、理論教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生分析設(shè)計能力為目標(biāo)

《模擬集成電路CAD》是模擬集成電路設(shè)計方向的一門核心基礎(chǔ)課，與其他電路基礎(chǔ)課一樣，具有承上啟下的作用。而模擬集成電路具有概念細節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點，在學(xué)習(xí)中學(xué)生普遍反映較難學(xué)習(xí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時，不僅要夯實專業(yè)基礎(chǔ)和培養(yǎng)學(xué)生的分析與設(shè)計能力，還要盡量避免與《模擬CMOS集成電路》等課程的知識重復(fù)的問題。

根據(jù)教學(xué)大綱以及課程內(nèi)容設(shè)置原則，《模擬集成電路CAD》理論教學(xué)定為32學(xué)時，并將講授內(nèi)容分為以下幾部分：第一部分，MOS仿真模型及CMOS模擬集成電路CAD；第二部分，單元電路設(shè)計、仿真及分析；第三部分，偏置電路設(shè)計、仿真及分析；第四部，跨導(dǎo)放大器設(shè)計。在授課過程中，以簡單CMOS模擬集成電路基本單元分析為主，復(fù)雜CMOS模擬集成電路分析為輔；以分析能力培養(yǎng)為主，設(shè)計能力培養(yǎng)為輔；激勵學(xué)生CMOS模擬集成電路設(shè)計的興趣。

二、實驗教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力為目標(biāo)

實驗教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生建立起CMOS模擬集成電路設(shè)計流程的概念、熟練掌握各個環(huán)境的工具使用，能解決模擬集成電路設(shè)計仿真過程出現(xiàn)的問題，促使理論知識的理解和深化，因而設(shè)置合理的實驗體系具有重要意義。同時，Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成電路設(shè)計工具廠商提供的EDA工具是目前集成電路設(shè)計公司最廣泛使用的工具。為了使學(xué)生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)崗位、能盡快進入角色，有必要使學(xué)生學(xué)習(xí)使用這類先進的EDA工具，從而真正幫助學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計技術(shù)。根據(jù)這一原則，《模擬集成電路CAD》實驗教學(xué)定為32學(xué)時，并開設(shè)如下幾個實驗：實驗一，IC設(shè)計工具—Cadence的ADE與版圖大師等的使用；實驗二，CMOS兩級運算放大器的設(shè)計、版圖繪制與驗證；實驗三，CMOS帶隙基準(zhǔn)參考的設(shè)計、版圖繪制與驗證。在實驗過程中，一人為一組，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考問題、解決問題的能力。

三、改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

教學(xué)內(nèi)容體系確定后，采用什么樣的教學(xué)方法與教學(xué)手段是非常重要的。采用有效的教學(xué)方法并結(jié)合先進的教學(xué)手段，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能動性，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，實現(xiàn)以教為中心到以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)換，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性，從而獲得好的教學(xué)成果。

針對CMOS模擬集成電路具有概念細節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點，在（下轉(zhuǎn)第10頁）（上接第6頁）教學(xué)手段上以多媒體教學(xué)為主，傳統(tǒng)黑板板書為輔，同時在課堂上以動畫的形式展現(xiàn)當(dāng)前CMOS模擬集成電路設(shè)計趨勢及其技術(shù)特點，從而達到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。

四、考核方式的改革

考核是對學(xué)習(xí)的結(jié)果做出評估，是反映教學(xué)效果的手段。而課程開設(shè)能否達到既定的教學(xué)目標(biāo)，課程的考核方式有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的考核方式為試卷筆試與平時成績結(jié)合的方式。針對《模擬CMOS集成電路》課程特點，考核方式作如下嘗試：結(jié)合課程的專業(yè)特點，采用提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合的考核方式。針對課程的重點知識點，設(shè)計幾個課外小題目，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻資料，完成電路設(shè)計并撰寫小論文，從而增強學(xué)生獨立思考與實踐動手能力。在每個題目完成后，教師要求學(xué)生在提交論文時做好答辯ppt，并利用專門時間進行5分鐘左右的答辯，并接受教師和同學(xué)的提問。這樣可以引導(dǎo)學(xué)生更加重視實踐性環(huán)節(jié)，強化技能水平的提高。

教學(xué)過程是一個不斷探索、總結(jié)與創(chuàng)新的過程。要實現(xiàn)《模擬集成電路CAD》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。在今后的教學(xué)實踐中，筆者將加強與同行交流學(xué)習(xí)，進一步完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實踐、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及考核方式等，以期改善教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]徐世六.軍用微電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].微電子學(xué)，2004，34（1）：l—6.

微電子技術(shù)論文范文第4篇

論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2 機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當(dāng)差距。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

3.1 智能化

智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3.5 綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3.6 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

結(jié)語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻

[1]李建勇．機電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．

微電子技術(shù)論文范文第5篇

 

1CDIO工程教育理念

 

CDIO工程教育模式，是由美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)、運作(Operate)4個英文單詞的縮寫，以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的生命周期為載體讓學(xué)生以主動的、實踐的、與課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)掌握知識&-4。迄今已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO國際組織，這些學(xué)校采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱開展教學(xué)實踐，取得了良好的效果。

 

2存在的問題與課程建設(shè)思想

 

微電子技術(shù)研究的中心問題是集成電路的設(shè)計與制造,將數(shù)以億計的晶體管集成在一個芯片上。微電子技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和支柱，是21世紀(jì)發(fā)展最活躍和技術(shù)增長最快的高新科技，其產(chǎn)業(yè)已超過汽車工業(yè)，成為全球第一大產(chǎn)業(yè)。微電子工藝課程主要介紹微電子器件和集成電路制造的工藝流程，平面工藝中各種工藝技術(shù)的基本原理、方法和主要特點。其課程建設(shè)思想是使學(xué)生對半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路制造工藝及原理有一個較為完整和系統(tǒng)的概念，掌握當(dāng)前微電子芯片制作的工藝流程、主要設(shè)備、檢測方法及其發(fā)展趨勢^7]。

 

但目前該課程教學(xué)中存在較多問題，教學(xué)效果不佳，主要有如下幾點：(1)教材陳舊，沒有較適合的雙語教材，難以適應(yīng)跨國際的微電子制造工藝新技術(shù)的快速發(fā)展;(2)教學(xué)內(nèi)容信息量大，在教學(xué)時間短、內(nèi)容多的情況下，教師難以合理安排教學(xué)進度;(3)在課程設(shè)置上重理論輕實踐，技術(shù)性和實踐性的內(nèi)容較少，與迅速發(fā)展的工業(yè)實際脫節(jié);(4)教學(xué)方法單一,理論聯(lián)系實際不緊密，不利于學(xué)生課堂積極性的提高與創(chuàng)造性的發(fā)揮“5)實踐教學(xué)環(huán)境較差，由于微電子工藝設(shè)備十分昂貴，有待加強高校精密貴重儀器設(shè)備和優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源共享平臺和運行機制的建設(shè);(6)教評形式單一，忽略了實踐教學(xué)與考核，致使大多數(shù)學(xué)生只是死記硬背書本知識的學(xué)習(xí)方式來應(yīng)付考試。

 

3微電子工藝的課程建設(shè)

 

3.1教材選取及教學(xué)內(nèi)容改革

 

本課程教材選用經(jīng)歷了《芯片制造一半導(dǎo)體工藝制程實用教程》、《現(xiàn)代集成電路制造工藝原理》到目前的首選教材：國外電子與通信教材系列中，美國MichaelQiurk和JulianSerda著《半導(dǎo)體制造技術(shù)》韓鄭生的中文翻譯本。該書不僅詳細介紹芯片制造中的每一關(guān)鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設(shè)備以及每一道工藝的質(zhì)量檢測和故障排除;并吸收了當(dāng)今最新技術(shù)資料，如用于亞0.25pm工藝的最新技術(shù):化學(xué)機械拋光、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝;內(nèi)容豐富、全面、深入淺出、直觀形象、思考習(xí)題量大，并附有大量的結(jié)構(gòu)示意圖、設(shè)備圖和SEM圖片，學(xué)生很容易理解，最主要的相對前兩本教材,它更加突出實際工藝，弱化了較抽象的原理。

 

教學(xué)內(nèi)容上采取調(diào)整部分章節(jié)，突出教學(xué)重點，并適當(dāng)增減部分教學(xué)內(nèi)容。本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計和分析能力,課程僅32學(xué)時，而教材分20章,600頁，所以教師需要精選課堂授課內(nèi)容。從襯底制備、薄膜淀積、摻雜技術(shù)到圖形加工光刻技術(shù)以及布線與組裝,所涉及的概念比較多，要突出重點：薄膜淀積(氧化、蒸發(fā)、濺射、MOCVD和外延等)，光刻與刻蝕技術(shù)、摻雜技術(shù)，需章節(jié)調(diào)整系統(tǒng)整合;對非關(guān)鍵工藝的5~8章(介紹半導(dǎo)體制造中的化學(xué)藥品、污染及缺陷等內(nèi)容)只作為學(xué)生課后自學(xué)閱讀。第2章的半導(dǎo)體材料特性已在“固體物理”課程中詳細介紹，第3章的器件技術(shù)已在‘‘半導(dǎo)體物理“晶體管原理”課程中介紹，第20章裝配與封裝會在“集成電路封裝與測試”課程中介紹，故無需重復(fù)講解。將第9章集成電路制造工藝概況放在后面串通整過工藝講解，即通過聯(lián)系單項工藝流程,具體分析講解典型的CMOS芯片制造工藝流程,如由n-MOS和p-MOS兩個晶體管構(gòu)成的CMOS反相器，這樣能夠加深對離子注入、化學(xué)氣相淀積、光刻關(guān)鍵技術(shù)、集成電路的隔離技術(shù)以及VLSI的接觸與互連技術(shù)等內(nèi)容的理解。

 

另一方面，指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，對教材內(nèi)容作必要的補充，微電子工藝技術(shù)的發(fā)展迅速，因此需要隨時跟蹤微電子工藝的發(fā)展動態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)。特征尺寸為45nm的集成電路已批量生產(chǎn)，高K介質(zhì)/金屬柵層疊結(jié)構(gòu)、應(yīng)變硅技術(shù)已采用。而現(xiàn)有的集成電路工藝教材很少能涉及到這些新技術(shù)，為了防止知識陳舊，應(yīng)多關(guān)注集成電路工藝的最新進展，尤其是已經(jīng)投入批量生產(chǎn)的工藝技術(shù)，及時將目前主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中。

 

3.2教學(xué)方法的改革

 

(1)開發(fā)多媒體工藝教學(xué)軟件，利用多媒體技術(shù)，將動畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進行合理的處理，利用大量二維和三維的多媒體圖片、視頻來展示和講解復(fù)雜的工藝構(gòu)造過程。開發(fā)圖文聲像并茂的微電子工藝多媒體計算機輔助教學(xué)軟件，給學(xué)生以直觀、清楚的認識，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。

 

(2)微電子工藝綜合共享實驗平臺建設(shè)，集成電路的制造設(shè)備價格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，運轉(zhuǎn)與維護費用很大，國內(nèi)僅部分高校擁有集成電路工藝試驗線或部分實驗分析設(shè)備。按照有償服務(wù)或互惠互利原則共享設(shè)備儀器資源，創(chuàng)建各院校之間和與企業(yè)之間的“微電子工藝綜合共享實驗平臺”可極大的提高集成電路工藝及其實驗課程教學(xué)效果，即解決了一些院校資金短缺問題，同時也部分補償了大型設(shè)備的日常使用和維護費用問題。其綜合共享實驗平臺包括金屬有機化合物MOCVD沉積技術(shù)、分子束外延、RF射頻磁控濺射、XPS、XRD及AFM分析測試、光刻、離子注入等涉及投資巨大的儀器設(shè)備實驗項目。

 

(3)拓展實踐能力的校企合作，讓學(xué)生帶著理論知識走進企業(yè)的真實工程環(huán)境，探索利用企業(yè)先進的工藝線資源進行工藝實驗教學(xué)與參觀實習(xí)6-9]。參觀實習(xí)能夠使學(xué)生對集成電路的生產(chǎn)場地,超凈環(huán)境要求具有深刻的感性認識，對單晶硅制造流程、芯片制造工藝過程以及芯片的測試和封裝的了解也更加系統(tǒng)和全面。同時利用假期安排學(xué)生去企業(yè)實習(xí)，讓學(xué)生參與企業(yè)的部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)，親身感受實際工藝生產(chǎn)過程，增加學(xué)生對企業(yè)的了解，也利于企業(yè)選拔優(yōu)秀學(xué)生。

 

(4)工藝視頻與工藝實驗輔助教學(xué)，由于微電子工藝內(nèi)容與生產(chǎn)密切結(jié)合，不能單靠抽象的書本知識教學(xué)，對于學(xué)生無法了解到的一些工藝實驗與設(shè)備，可通過錄像教學(xué)來補充。本學(xué)院購置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝設(shè)備錄像與多媒體教學(xué)系統(tǒng)，結(jié)合國外英文原版的工藝流程視頻,通過工藝視頻把實際工藝流程、設(shè)備和設(shè)備操作等形象地展示在課堂。多媒體教學(xué)系統(tǒng)提供了氧化、擴散和離子注入三項工藝設(shè)備操作模擬，可使學(xué)生身臨其境地對所學(xué)的基本工藝進行簡單的模擬。同時結(jié)合課堂教學(xué)開設(shè)半導(dǎo)體平面工藝實驗，主要包括以：氧化、光刻、擴散、蒸鋁、反刻、劃片、裝架、燒結(jié)、封裝。實驗以教師講解與學(xué)生動手相結(jié)合，既培養(yǎng)了學(xué)生的實際動手能力，又使學(xué)生掌握了科學(xué)分析問題的方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深學(xué)生對課堂理論知識的理解。

 

3.3多元化的考核評價體系

 

對學(xué)生的考核是對其具體學(xué)習(xí)成果的度量，也是檢驗教學(xué)改革成效的重要手段，為了更科學(xué)合理的考核學(xué)生，我們建立了多元化的更加注重過程參與的考試評價體系，降低了期末考試在總成績中所占比例，最大限度避免學(xué)生靠死記硬背來應(yīng)付考試和學(xué)生創(chuàng)新思維被抑制、高分低能現(xiàn)象產(chǎn)生。這種多元化、過程性的成績評定方法，強調(diào)知識的積累與構(gòu)建過程，消除了學(xué)生重理論輕實踐,考前死記硬背應(yīng)付考試的弊病。總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分構(gòu)成。但加大平時成績的權(quán)重,平時成績即包括了作業(yè)與考勤，還包括綜合性實驗成績、設(shè)計仿真、國外工藝視頻翻譯、專題小論文和專題PPT論壇團隊成績等。同時在期末考題中增加openanswerquestion型、工藝過程設(shè)計型題目110-11。

 

4結(jié)語