微電子封裝技術

本書面向信息電子製造產業，介紹微電子封裝及電子組裝製造的基本概念，封裝的主要形式、基本工藝、主要材料，兼顧傳統封裝技術和先進封裝技術，並專門介紹產業和研究/開發熱點，兼顧微電子封裝技術的基礎知識與發展趨勢。 全書包括緒論以及傳統封裝工藝與封裝形式、先進封裝技術（FC、BGA、WLP、CSP、SIP、3D）、微電子組裝與基板工藝、封裝材料與綠色製造、封裝熱管理與可靠性五部分內容，共20 章。 本書適合從事微電子和電子專業相關的研發、生產的科技人員，特別是從事集成電路封裝和組裝的人員系統地瞭解微電子封裝的基礎知識和發展趨勢，也適合高等學校本科層次教學使用。

目錄

第1章緒論

1.1封裝概述

1.1.1封裝的定義

1.1.2封裝的基本功能

1.1.3廣義封裝與封裝分級

1.2封裝技術的發展趨勢

1.2.1封裝技術的重大革新與產品類型的演變

1.2.2封裝工藝發展的總體方向

1.2.3封裝形式的發展方向

1.3本書內容導讀

習題

參考文獻

第2章晶圓減薄與切割

2.1晶圓減薄

2.1.1減薄的作用

2.1.2主要減薄技術

2.1.3磨削減薄技術

2.2晶圓切割

2.2.1晶圓切割工藝步驟

2.2.2機械切割

2.2.3激光切割

2.3芯片分離技術的發展

2.3.1先切割後減薄技術

2.3.2隱形切割後背面磨削技術

2.3.3等離子切割技術

習題

參考文獻

第3章芯片貼裝

3.1導電膠黏結技術

3.1.1導電膠的成分

3.1.2導電膠黏結工藝過程

3.2共晶焊接技術

3.2.1共晶反應與相圖

3.2.2共晶焊接的原理與工藝方法

3.2.3共晶焊接的局限

3.3焊料焊接技術

3.4低熔點玻璃黏結技術

3.5新型芯片黏結技術

3.5.1芯片黏結薄膜工藝

3.5.2金屬焊膏燒結技術

習題

參考文獻

第4章引線鍵合

4.1引線鍵合概述

4.2引線鍵合的分類

4.2.1熱壓鍵合

4.2.2熱超聲鍵合

4.2.3超聲鍵合

4.3引線鍵合工藝流程

4.3.1樣品錶面清潔處理

4.3.2鍵合過程

4.3.3鍵合質量的測試

4.4引線鍵合技術的特點及發展趨勢

習題

參考文獻

第5章載帶自動焊

5.1載帶自動焊技術的歷史

5.2載帶自動焊技術的優點

5.3載帶分類

5.4載帶自動焊封裝工藝流程

5.4.1內引腳焊接

5.4.2包封

5.4.3外引線鍵合

習題

參考文獻

第6章塑封、引腳及封裝完成

6.1塑封

6.2塑封後固化

6.3去溢料

6.4引線框架電鍍

6.5電鍍後退火

6.6切筋成型

6.7激光打碼

6.8包裝

習題

參考文獻

第7章傳統封裝的典型形式

7.1晶體管外形封裝

7.2單列直插式封裝

7.3雙列直插式封裝

7.3.1陶瓷雙列直插式封裝

7.3.2塑料雙列直插式封裝 

7.4針柵陣列封裝

7.5小外形晶體管封裝

7.6小外形封裝

7.7四邊扁平封裝

7.8無引腳封裝

7.9載帶自動焊封裝

7.10封裝的分類

習題

參考文獻

第8章倒裝焊技術

8.1倒裝工藝背景與歷史

8.2倒裝芯片互連的結構

8.3凸點下金屬化

8.3.1UBM的功能與結構

8.3.2UBM的制備方法

8.4基板與基板金屬化層

8.5凸點材料與制備

8.5.1凸點的功能

8.5.2凸點的類型

8.5.3焊料凸點及其制備方法

8.5.4金凸點與銅凸點及制備方法

8.5.5銅柱凸點及制備方法

8.5.6其他新型凸點

8.6倒裝鍵合工藝

8.6.1焊料焊接

8.6.2金屬直接鍵合

8.6.3導電膠連接

8.6.4凸點材料、尺寸與倒裝工藝發展趨勢

8.7底部填充工藝

8.7.1底部填充的作用

8.7.2底部填充工藝與材料

習題

參考文獻

第9章BGA封裝

9.1BGA的基本概念

9.2BGA封裝出現的背景與歷史

9.3BGA封裝的分類與結構

9.3.1塑料BGA封裝

9.3.2陶瓷BGA封裝

9.3.3載帶BGA封裝

9.3.4金屬BGA封裝

9.4BGA封裝工藝

9.4.1工藝流程

9.4.2BGA封裝基板及制備

9.4.3主要封裝工藝

9.5BGA的安裝互連技術

9.5.1BGA的安裝工藝流程

9.5.2BGA焊接的質量檢測技術

習題

參考文獻

第10章芯片尺寸封裝

10.1概述

10.1.1CSP的定義

10.1.2CSP的特點

10.2CSP的分類

10.2.1按照內部互連方式分類

10.2.2按照外引腳類型分類

10.2.3按照基片種類分類

10.3基本類型CSP的結構與工藝

10.3.1引線框架式 CSP

10.3.2剛性基板式CSP

10.3.3撓性基板式CSP

10.3.4晶圓級CSP

10.3.5基於EMC包封的CSP

10.4堆疊CSP的結構與工藝

10.4.1芯片堆疊CSP

10.4.2引線框架堆疊CSP

10.4.3載帶堆疊CSP

10.4.4焊球堆疊CSP

10.4.53D封裝

10.5CSP的發展趨勢

習題

參考文獻

第11章晶圓級封裝

11.1概述

11.2WLCSP技術的分類

11.3WLCSP工藝流程

11.3.1BOP技術

11.3.2RDL技術

11.3.3包封式WLP技術

11.3.4柔性載帶WLP技術

11.4扇入型WLP與扇出型WLP 

11.5FOWLP工藝流程與技術特點

11.5.1FOWLP的基本工藝流程

11.5.2FOWLP的優點

11.5.3FOWLP面臨的挑戰

11.6WLP的發展趨勢與異構集成

11.6.1WLP的應用發展趨勢

11.6.2WLP的技術發展

習題

參考文獻

第12章2.5D/3D封裝技術

12.13D封裝的基本概念

12.1.13D封裝的優勢與發展背景

12.1.23D封裝的結構類型與特點

12.2封裝堆疊

12.2.1基於引線框架堆疊的3D封裝技術

12.2.2載帶堆疊封裝

12.2.3基於焊球互連的封裝堆疊

12.2.4柔性載帶折疊封裝

12.2.5基於邊緣連接器的堆疊

12.2.6側面圖形互連堆疊

12.3芯片堆疊

12.3.1基於焊線的堆疊

12.3.2基於倒裝+焊線的堆疊

12.3.3基於硅通孔的3D封裝

12.3.4薄芯片集成3D封裝

12.3.5芯片堆疊後埋入

12.4芯片埋入類型3D封裝

12.4.1塑封芯片埋入

12.4.2層壓芯片埋入

12.52.5D封裝和封裝轉接板 

12.5.12.5D封裝結構

12.5.2轉接板的主要類型和作用

12.5.3TSV轉接板2.5D封裝

12.5.4TGV轉接板2.5D封裝

12.5.5無通孔的轉接板2.5D封裝

12.5.6無轉接板的2.5D封裝

12.6TSV工藝

12.6.1TSV技術概述

12.6.2TSV工藝流程

12.6.3TSV技術的關鍵工藝

12.6.4TSV應用發展情況

12.6.5TSV技術展望

12.73D封裝的應用、面臨挑戰與發展趨勢

習題

參考文獻

第13章系統級封裝技術

13.1系統級封裝的概念

13.2系統級封裝發展的背景

13.3SIP與SOC、SOB的比較

13.4SIP的封裝形態分類與對應技術方案

13.5系統級封裝的技術解析

13.5.1互連技術

13.5.2SIP結構

13.5.3無源元器件與集成技術

13.5.4新型異質元器件與集成技術

13.5.5電磁乾擾屏蔽技術

13.5.6封裝天線技術

13.6SIP產品的應用

13.7SIP的發展趨勢和麵臨的挑戰

13.7.1SIP的發展趨勢

13.7.2SIP面臨的挑戰

習題

參考文獻

第14章印製電路板工藝

14.1印製電路板的基本概念

14.2印製電路板的功能

14.3印製電路板的分類

14.3.1按照層數分類

14.3.2按照基材分類

14.3.3按照硬度分類

14.4PCB的技術發展進程

14.5印製電路板的基本工藝概述

14.5.1加成法、減除法和半加成法

14.5.2主要原物料介紹

14.5.3涉及的主要製作工藝

14.6單面、雙面剛性PCB的典型工藝流程

14.6.1半加成法雙面PCB製作工藝

14.6.2減除法雙面PCB製作工藝 

14.6.3單面印製電路板製作工藝

14.6.4加成法雙面PCB製作工藝

14.7剛性多層板及其工藝流程

14.8積層多層板

14.8.1積層多層板的歷史

14.8.2有芯板和無芯板

14.8.3積層多層板關鍵技術

14.8.4積層多層板的特點

14.9撓性印製電路

14.9.1撓性印製電路板基本概念

14.9.2撓性印製電路板的主要材料

14.9.3單面撓性電路板的製作

14.9.4雙面撓性電路板的製作

14.9.5多層撓性電路板的製作

14.9.6剛撓結合板製作工藝

14.10印製電路板的發展趨勢與市場應用

習題

參考文獻

第15章封裝基板工藝

15.1封裝基板的基本概念

15.2陶瓷基板及製作工藝

15.2.1厚膜陶瓷基板

15.2.2薄膜陶瓷基板

15.2.3共燒多層陶瓷基板

15.2.4高電流陶瓷基板

15.3剛性有機基板

15.4撓性有機基板

15.5基板的發展趨勢

15.5.1陶瓷封裝基板的發展趨勢

15.5.2剛性有機基板的發展趨勢

15.5.3撓性有機基板的發展趨勢

習題

參考文獻

第16章電子組裝技術

16.1電子組裝技術的概念與發展歷史

16.2通孔插裝和錶面貼裝的特點與比較

16.3波峰焊技術

16.4錶面貼裝與迴流焊技術

16.5典型組裝方式與流程選擇

16.6選擇性焊接技術

16.7封裝中的錶面貼裝

習題

參考文獻

第17章電子產品的綠色製造

17.1電子產品中的有害物質

17.1.1鉛

17.1.2其他重金屬及其化合物

17.1.3含滷有害有機物

17.1.4助焊劑及清洗劑中的有害物質

17.2電子產品相關環保標準與法規

17.2.1RoHS

17.2.2WEEE

17.2.3REACH

17.2.4其他相關環保法規

17.3電子產品的無鉛製造

17.3.1無鉛焊料

17.3.2無鉛組裝焊接技術

17.3.3低污染助焊劑

習題

參考文獻

第18章封裝中的材料

18.1有機基板材料

18.1.1剛性有機基板材料

18.1.2撓性有機基板材料

18.2無機基板材料

18.2.1陶瓷基板材料

18.2.2玻璃基板材料

18.3引線框架材料

18.4黏結材料

18.5引線鍵合材料

18.5.1引線鍵合材料的參數選材要求

18.5.2金絲鍵合系統

18.5.3鋁(硅鋁)絲鍵合系統

18.5.4銅絲鍵合系統

18.5.5銀絲鍵合系統

18.6環氧樹脂模塑料材料

18.6.1填充劑

18.6.2環氧樹脂

18.6.3固化劑

18.6.4固化促進劑

18.6.5硅烷偶聯劑

18.6.6阻燃劑

18.6.7著色劑

18.6.8其他添加劑

18.7凸點材料

18.7.1金凸點與銅凸點

18.7.2焊料凸點

18.7.3銅柱凸點

18.8焊球材料

18.8.1鉛錫焊料和無鉛焊料

18.8.2BGA中使用的焊球

18.8.3焊料中各成分在合金中的作用

18.8.4焊球中的金屬間化合物

習題

參考文獻

第19章封裝熱管理

19.1熱管理的必要性

19.2傳熱學基礎

19.2.1熱傳導

19.2.2熱對流

19.2.3熱輻射

19.3結溫與封裝熱阻

19.3.1熱阻的定義

19.3.2傳導熱阻

19.3.3接觸熱阻

19.3.4對流熱阻

19.3.5擴散熱阻

19.3.6熱阻網絡

19.4封裝熱管理技術

19.4.1被動式散熱

19.4.2主動式散熱

19.5熱設計流程

19.6穩態與瞬態熱分析

19.7熱模擬分析

19.7.1有限元方法

19.7.2有限差分方法

19.7.3計算流體力學

19.7.4流體網絡模型

習題

參考文獻

第20章封裝可靠性與失效分析

20.1封裝可靠性的重要性與可靠性工程

20.2可靠性基礎知識

20.2.1可靠性的定義

20.2.2失效的三個階段

20.2.3產品的壽命

20.3可靠性測試方法與種類

20.3.1環境試驗

20.3.2高溫工作壽命試驗

20.3.3機械試驗

20.4加速模型

20.4.1溫度加速模型

20.4.2濕度加速模型

20.4.3溫度變化加速模型

20.5失效分析的基本概念

20.5.1失效機理分類

20.5.2失效原因分類

20.6失效分析的一般流程

20.6.1失效分析的基本內容

20.6.2失效分析一般操作流程

20.7常見的封裝失效

習題

參考文獻

附錄A縮略語表