寬禁帶半導體器件耐高溫連接材料、工藝及可靠性 Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging: Materials, Processes, Equipment, and Reliability

傳統軟釬料合金在微電子工業中已得到了廣泛的應用，
然而軟釬料合金已經不能滿足第三代寬禁帶半導體（碳化矽和氮化鎵）器件的高溫應用需求。
新型銀燒結/銅燒結技術和瞬態液相鍵合技術是實現高溫器件可靠連接的關鍵技術，
該技術對新能源電動汽車、軌道交通、光伏、風電以及國防等領域具有重要意義。
本書較為全面地介紹了當前用於高溫環境下的芯片連接所涉及的新型互連材料的理論基礎、
工藝方法、失效機制、工藝設備、質量控制與可靠性。
本書可作為功率電子領域材料、工藝和可靠性工程師的參考書，
也可作為高校相關專業的教材。

目錄
譯者序
原書序
原書前言
譯者簡介
第1章銀燒結技術和傳統回流技術：連接工藝及其差異
1.1 引言
1.2 軟釬焊技術
1.2.1 焊料熔點
1.2.2 界面反應
1.2.3 凝固
1.2.4 微觀結構分析
1.3 銀燒結技術
1.3.1 燒結驅動力
1.3.2 銀燒結的過程
1.3.3 銀互擴散層的形成
1.3.4 老化過程中的微觀結構演變
1.4 銀燒結與常用軟釬焊材料的性能比較
1.5 燒結銀的孔隙率
1.5.1 孔洞和氣孔的定義說明
1.5.2 孔洞的形成及影響因素
1.5.3 孔隙率測定
1.5.4 孔隙率對機械性能的影響
1.5.5 孔隙率對熱導率的影響
1.5.6 孔隙率對電導率的影響
1.6 總結與結論
參考文獻
第2 章燒結銀材料在LED 領域的應用
2.1 LED 芯片的連接應用簡介
2.1.1 LED 介紹
2.1.2 常見的?? LED 芯片結構
2.1.3 用於?? LED 芯片連接的芯片貼裝技術平台
2.1.4 LED 連接材料的選擇
2.1.5 結論??
2.2 大功率LED 應用的燒結银浆
2.2.1 用於?? LED 的燒結银浆介紹
2.2.2 燒結銀：分類、工藝條件及比較
2.2.3 燒結银浆的可靠性問題
2.2.4 結論
2.3 銀- 銀直接鍵合及其在LED 芯片連接中的應用
2.3.1 銀- 銀直接鍵合的基礎介紹
2.3.2 氧在銀- 銀直接鍵合中的作用
2.3.3 殘餘應力在銀- 銀直接鍵合中的作用
2.3.4 納米銀小丘機制
2.3.5 結論??
參考文獻
第3 章燒結銀焊點工藝控制
3.1 引言：利用燒結銀作為芯片連接材料
3.2 選擇燒結銀的因素
3.3 壓力燒結與無壓燒結的燒結銀焊點比較
3.4 銀燒結中的關鍵步驟
3.4.1 基板或晶圓印刷??
3.4.2 預熱
3.4.3 壓力燒結設備
3.4.4 芯片塑封- 貼片- 壓力燒結
3.5 大規模生產中銀燒結的工藝控制
3.5.1 燒結銀焊點的鍵合線厚度、孔隙率和圓角高度的控制??
3.5.2 銀燒結的模具設備控制?? : 芯片的貼片、旋轉和傾斜
3.5.3 確保芯片粘接強度
3.5.4 電氣和可靠性測試
3.6 燒結銀焊點的失效分析技術
3.6.1 差示掃描量熱?? - 熱重分析儀（DSC-TGA）
3.6.2 熱機械分析儀（TMA）
3.6.3 掃描電子顯微鏡?? - 能譜儀（SEM-EDS）
3.6.4 透射電子顯微鏡（TEM）
3.6.5 飛行時間二次離子質譜儀（TOF-SIMS）
3.6.6 軟件建模與仿真??
3.6.7 熱成像
3.6.8 X 射線成像
3.6.9 C - 掃描聲學顯微鏡（C-SAM）
3.7 結論和展望
參考文獻
第4 章高溫連接界面材料的熱機械可靠性建模
4.1 引言
4.2 熱機械建模
4.2.1 材料屬性
4.2.2 模型設置
4.2.3 求解
4.2.4 應變能密度仿真結果
4.3 熱機械建模中的斷裂力學方法
4.3.1 循環加載的彈塑性斷裂力學
4.3.2 ANSYS 中?? J 積分的計算
4.3.3 其他斷裂力學參數
4.4 關於燒結銀的簡要說明
4.5 結論
參考文獻
第5 章燒結銀焊點的可靠性和失效機制
5.1 引言
5.2 機械性能
5.2.1 彈性模量??
5.2.2 強度
5.2.3 蠕變
5.2.4 疲勞和棘輪效應
5.3 燒結銀焊點的可靠性評估
5.3.1 熱老化
5.3.2 熱循環
5.3.3 功率循環
5.3.4 燒結銀的電化學遷移
5.4 結論與展望
參考文獻
第6 章原子遷移誘發的燒結銀形態變化
6.1 引言
6.2 熱老化下的微觀結構演化
6.2.1 熱老化下微觀結構的粗化
6.2.2 金屬接觸的擴散現象
6.3 燒結銀中的電遷移
6.4 結論
參考文獻
第7 章同等原則與作為芯片連接材料的燒結銀膏
7.1 引言
7.2 同等原則的主要案例與準則
7.3 燒結銀技術背景
7.4 燒結銀膏的專利侵權分析
7.5 侵權測試與方法論
7.6 案例1 ：納米銀膏vs 微米銀膏
7.7 案例2 ：納米銀膏vs 納米銀膏
7.8 結論
參考文獻
第8 章銅燒結技術：工藝與可靠性
8.1 功率半導體器件燒結技術簡介
8.2 銅納米粒子的製備
8.3 熱性能
8.3.1 熱阻的測量和熱導率的估算
8.3.2 進一步模擬
8.4 可靠性
8.4.1 功率循環測試
8.4.2 熱循環測試
8.5 結論
參考文獻
第9 章瞬態液相鍵合技術
9.1 引言：無鉛耐高溫連接技術挑戰
9.2 瞬態液相鍵合：熱力學的關鍵概念
9.2.1 銅?? - 錫二元系統：反應、金屬間化合物的形成及相互擴散
9.2.2 銅?? - 鎳二元系統：單一擴散
9.2.3 三元系統中沉澱物的析出
9.3 瞬態液相鍵合：動力學的關鍵概念
9.3.1 金屬間化合物的增長率
9.3.2 反應幾何形狀對等溫凝固速率的影響：改變反應的低溫相體積和界面面積
9.4 製造和設計約束
9.5 潤濕和微觀結構的不均勻
9.5.1 不潤濕
9.5.2 瞬態液相燒結系統中液體的再分佈和多孔隙的形成
9.5.3 等溫凝固和固態轉變過程中孔隙的形成
9.6 商業電子產品的應用和技術要求
9.6.1 應用溫度
9.6.2 應用需求
9.7 瞬態液相鍵合設計的一般熱力學框架
9.7.1 二元瞬態液相鍵合系統
9.7.2 三元體系
9.8 與競爭技術的比較
9.8.1 焊料
9.8.2 燒結銀
9.8.3 導電膠
9.8.4 與瞬態液相鍵合的力學性能比較
9.9 瞬態液相鍵合的工藝設計
9.9.1 流程優化
9.9.2 新工藝和幾何結構
9.10 結論
參考文獻
第10 章惡劣環境下的芯片連接材料
10.1 引言
10.2 連接焊料
10.3 瞬態液相鍵合
10.3.1 含錫瞬態液相
10.3.2 金錫瞬態液相
10.3.3 瞬態液相燒結
10.3.4 液相擴散鍵合
10.4 基於聚合物的連接材料
10.4.1 各向異性導電膜
10.4.2 導電膠
10.4.3 導電環氧樹脂
10.4.4 氰酸酯
10.4.5 銀?? - 玻璃基材料
10.5 引線框架
10.6 封裝劑和黏合劑的選擇過程
10.7 3D 集成的挑戰
10.8 結論
參考文獻