內容簡介

本書面向資訊電子製造產業，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，特別是從事積體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。

作者介紹

周玉剛，南京大學教授。1992-2001年就讀于南京大學，獲學士和博士學位。2004-2013年，參與香港微晶先進光電技術有限公司的創建和發展，歷任高級工程師到研發總監，成功開發出倒裝焊LED、集成驅動電路的晶片級光源等技術，多項成果國際領先、國際先進。2013年入職南京大學，迄今連續10年負責南京大學電子科學與工程學院卓越工程師班“微電子封裝技術”課程教學和工程實踐，課程得到長電科技等龍頭企業的支持。發表SCI論文70餘篇，獲他引1600餘次，以第一發明人獲發明專利授權13項。

張榮，我國最早開展寬禁帶半導體研究的科學家之一，在寬禁帶半導體材料和器件，特別是光電探測器件與成像技術、發光器件與顯示技術、功率電子器件與可靠性方面有比較系統的研究。多項研究成果完成產業化，實現了重要應用。在半導體人才培養方面有豐富的經驗，任廈門大學積體電路國家級產教融合創新平臺主任。先後獲國家技術發明二等獎、國家自然科學二等獎、國家技術發明三等獎、4項省部級科技成果一等獎和何梁何利科學與技術進步獎。授權國內外發明專利100多件，發表SCI論文400餘篇。

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鐳射切割
2.3晶片分離技術的發展
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章晶片貼裝
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新型晶片黏結技術
3.5.1晶片黏結薄膜工藝
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樣品表面清潔處理
4.3.2鍵合過程
4.3.3鍵合品質的測試
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鐳射打碼
6.8包裝
習題
參考文獻

第7章傳統封裝的典型形式
7.1電晶體外形封裝
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塑膠雙列直插式封裝
7.4針柵陣列封裝
7.5小外形電晶體封裝
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倒裝晶片互連的結構
8.3凸點下金屬化
8.3.1UBM的功能與結構
8.3.2UBM的製備方法
8.4基板與基板金屬化層
8.5凸點材料與製備
8.5.1凸點的功能
8.5.2凸點的類型
8.5.3焊料凸點及其製備方法
8.5.4金凸點與銅凸點及製備方法
8.5.5銅柱凸點及製備方法
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塑膠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封裝基板及製備
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焊接的品質檢測技術
習題
參考文獻

第10章晶片尺寸封裝
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晶片堆疊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晶片堆疊
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基於矽通孔的3D封裝
12.3.4薄晶片集成3D封裝
12.3.5晶片堆疊後埋入
12.4晶片埋入類型3D封裝
12.4.1塑封晶片埋入
12.4.2層壓晶片埋入
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電磁干擾遮罩技術
13.5.6封裝天線技術
13.6SIP產品的應用
13.7SIP的發展趨勢和面臨的挑戰
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通孔插裝和表面貼裝的特點與比較
16.3波峰焊技術
16.4表面貼裝與回流焊技術
16.5典型組裝方式與流程選擇
16.6選擇性焊接技術
16.7封裝中的表面貼裝
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含鹵有害有機物
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(矽鋁)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環氧樹脂模塑膠材料
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矽烷偶聯劑
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熱阻網路
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流體網路模型
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

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