集成電路封裝材料的錶徵 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 布倫德爾，埃文斯，摩爾 著

圖書標籤:

• 集成電路
• 封裝材料
• 錶徵
• 材料科學
• 電子工程
• 半導體
• 可靠性
• 測試分析
• 微電子
• 器件封裝

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560342825

版次：1

商品編碼：11402698

包裝：平裝

叢書名： 材料錶徵原版係列叢書

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　《集成電路封裝材料的錶徵(英文)》的主要內容包括： Foreword；Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series xiii；Preface to Series xiv；Preface to the Reissue of Integrated Circuit Packaging Materials xv；Preface xvi；Contributors xix等。

目錄

Foreword xi
Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series xiii
Preface to Series xiv
Preface to the Reissue of Integrated Circuit Packaging Materials xv
Preface xvi
Contributors xix
IC PACKAGE RELIABILITY TESTING
MOLD COMPOUND ADHESION AND STRENGTH
MECHANICAL STRESS IN IC PACKAGES
MOISTURE SENSITMTY AND DELAMINATION
THERMAL MANAGEMENT
ELECTRICAL PERFORMANCE OF IC PACKAGES
SOLDERABILITY OF INTEGRATED CIRCUITS
HERMETICITY AND JOINING IN CERAMIC IC PACKAGES
ADVANCED INTERCONNECT TECHNOLOGY
APPENDIX： TECHNIQUE SUMMARIES

前言/序言

《集成電路封裝材料的錶徵》圖書簡介 一、 引言：微觀世界的精密守護者 在日新月異的電子技術浪潮中，集成電路（IC）作為信息時代的基石，其重要性不言而喻。從智能手機的強大處理能力，到服務器集群的龐大數據運算，再到無人駕駛汽車的精準感知決策，無不依賴於集成電路的飛速發展。然而，集成電路的光鮮亮麗背後，是無數微小卻至關重要的元件在進行著高效、穩定的信息交換。將這些脆弱的矽片安全地保護起來，並確保其在復雜工作環境下可靠運行，則賦予瞭“集成電路封裝”這一領域無可替代的地位。 集成電路封裝，就好比為精密而脆弱的“芯片大腦”量身定製的“保護殼”和“連接橋梁”。它不僅要提供物理保護，抵禦外部環境的侵蝕，如濕氣、溫度波動、機械衝擊等，更重要的是，它需要通過精密的互連技術，將芯片內部的數百萬甚至數億個微小觸點，與外部世界的電路闆建立起可靠、高速的信號傳輸通道。這一過程的復雜性和重要性，隨著集成電路性能的不斷提升和應用場景的日益多樣化，呈現齣前所未有的挑戰。 而要實現卓越的封裝性能，其核心在於對構成封裝的各類材料進行深入、科學的理解與分析——即“集成電路封裝材料的錶徵”。這些材料，小至微量的粘閤劑，大至堅固的金屬引綫，它們的物理、化學、熱學、力學及電學特性，直接決定瞭封裝的整體可靠性、使用壽命以及最終的性能錶現。一個微小的材料缺陷，一次不精確的性能測量，都可能導緻整個集成電路的失效，從而影響到我們日常生活中無數電子設備的正常運轉。 因此，對集成電路封裝材料進行全麵、係統的錶徵，是保證集成電路産品質量、推動封裝技術創新、實現更高性能和更長使用壽命的關鍵。本書正是緻力於深入探討這一核心議題，為相關領域的研究人員、工程師、技術開發者以及對先進製造工藝感興趣的讀者，提供一個詳盡、實用的知識體係。 二、 本書核心內容概覽：洞察材料的本質 本書將以嚴謹的科學態度和豐富的實踐經驗，係統地闡述集成電路封裝材料的種類、功能，以及最重要的——如何對其進行科學、準確的錶徵。我們將從宏觀到微觀，從原理到應用，層層深入，力求呈現一個完整、立體的材料錶徵圖景。 第一部分：集成電路封裝材料的概覽與分類 在正式進入錶徵技術之前，我們首先需要對構成集成電路封裝的各類關鍵材料有一個清晰的認識。這一部分將詳細介紹： 封裝基闆材料： 例如陶瓷基闆、有機印刷電路闆（PCB）、以及近年來興起的先進封裝基闆（如矽中介層、扇齣型封裝載闆等）。我們將分析它們的結構、成分、導熱性、介電性能、機械強度等關鍵特性，以及它們在不同封裝形式中的應用考量。 封裝體材料（Encapsulant）： 這是直接包裹芯片的材料，通常是環氧樹脂（Epoxy）或有機矽（Silicone）類化閤物。我們將深入探討其固化機理、玻璃化轉變溫度（Tg）、熱膨脹係數（CTE）、吸濕性、耐熱性、阻燃性以及對芯片的應力影響。 粘閤劑與焊料材料： 用於連接芯片與基闆（如引綫鍵閤、倒裝芯片），以及連接封裝體與PCB的材料。我們將重點關注焊料閤金的成分、熔點、潤濕性、蠕變性能，以及各類粘閤劑的附著力、固化特性、導熱導電性能。 金屬引綫與互連材料： 如銅、鋁、金綫，以及作為互連層（如銅、鎳、金）的材料。我們將分析它們的導電率、抗拉強度、延展性、抗氧化性，以及在高溫高濕環境下的可靠性。 其他輔助材料： 例如填充材料（fillers）、去濕劑（desiccants）、導熱界麵材料（TIMs）等，它們在改善封裝性能方麵起著不可或缺的作用，本書也將對其進行簡要介紹。 第二部分：核心錶徵技術與方法學 這是本書的核心章節，我們將詳細介紹用於錶徵上述各類材料的關鍵技術與方法。每一種技術都將圍繞其原理、設備、樣品製備、數據分析及應用場景進行闡述。 熱學性能錶徵： 差示掃描量熱法（DSC）： 用於測定材料的玻璃化轉變溫度、熔點、結晶溫度、固化放熱等熱轉變過程，是研究高分子材料固化和熱穩定性的重要手段。 熱重分析（TGA）： 用於評估材料在升溫過程中的質量損失，以確定材料的熱分解溫度、揮發物含量和熱穩定性，對於評估材料在高溫下的錶現至關重要。 熱機械分析（TMA）： 用於測量材料在一定溫度和載荷下的尺寸變化，從而確定材料的玻璃化轉變溫度、熱膨脹係數（CTE）以及綫膨脹的轉摺點，這對於理解材料在溫度變化下的應力行為至關重要。 動態機械分析（DMA）： 能夠測量材料在交變應力下的動態力學性能，如儲能模量、損耗模量和tanδ，用於研究材料的粘彈性、玻璃化轉變區域以及動態力學鬆弛行為。 熱重-紅外聯用（TGA-FTIR）/熱重-質譜聯用（TGA-MS）： 用於分析熱失重過程中産生的揮發性氣體成分，幫助識彆材料的分解産物，揭示分解機理。 力學性能錶徵： 拉伸/壓縮試驗： 測量材料在單軸拉伸或壓縮載荷下的應力-應變行為，獲取材料的彈性模量、屈服強度、斷裂強度、斷裂伸長率等基本力學參數。 三點/四點彎麯試驗： 用於評估材料的抗彎強度和彎麯模量，特彆適用於脆性材料的測試。 硬度測試： 如洛氏硬度、維氏硬度，用於評估材料的錶麵硬度，反映其抵抗塑性變形的能力。 衝擊試驗： 如夏比衝擊試驗、懸臂梁衝擊試驗，用於評估材料在高速載荷下的韌性，即抵抗斷裂的能力。 疲勞試驗： 研究材料在循環載荷作用下的壽命和損傷纍積過程，對於評估封裝組件在長期服役中的可靠性至關重要。 可靠性試驗： 如高加速壽命試驗（HAST）、熱循環試驗（TCT）、濕熱儲存試驗（THS）等，這些試驗模擬實際工作環境中的嚴苛條件，通過加速老化來評估材料的長期可靠性和失效模式。 電學性能錶徵： 介電性能測試： 測量材料的介電常數、介電損耗角正切，以及擊穿電壓，對於評估材料在信號傳輸中的損耗和絕緣能力至關重要。 導電性能測試： 測量導電填料填充材料的體積電阻率、錶麵電阻率，以及焊接互連的接觸電阻，是評估導電材料性能的關鍵。 高頻電性能測試： 隨著集成電路工作頻率的提升，對封裝材料在微波和毫米波頻段的電磁特性（如S參數、插入損耗、迴波損耗）的錶徵也日益重要。 微觀結構與形貌錶徵： 掃描電子顯微鏡（SEM）： 提供材料錶麵形貌的高分辨率圖像，揭示微觀結構、裂紋、孔隙等缺陷。 透射電子顯微鏡（TEM）： 用於觀察材料內部的原子結構、晶體結構和納米尺度的微觀形貌。 X射綫衍射（XRD）： 分析材料的晶體結構、晶粒尺寸、結晶度等信息，對於理解材料的機械性能和熱穩定性有重要意義。 能譜分析（EDS/EDX）： 與SEM/TEM聯用，進行元素成分分析，確定材料的化學組成，識彆雜質。 原子力顯微鏡（AFM）： 測量材料錶麵的三維形貌和納米尺度的力學特性，如錶麵粗糙度、硬度分布等。 化學成分與錶麵分析： 傅立葉變換紅外光譜（FTIR）： 識彆材料的化學鍵和官能團，用於分析有機材料的組成、固化程度和化學變化。 X射綫光電子能譜（XPS）： 分析材料錶麵的元素組成和化學態，是研究錶麵化學性質、汙染和界麵反應的重要手段。 俄歇電子能譜（AES）： 類似於XPS，提供高空間分辨率的錶麵元素成分和化學態信息。 氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）： 用於分析揮發性有機化閤物（VOCs）和殘留溶劑。 第三部分：材料錶徵在封裝可靠性評估中的應用 本部分將連接材料錶徵技術與實際的封裝可靠性評估。我們將討論： 失效模式分析： 如何利用上述錶徵技術，對封裝材料在各種應力下的失效模式（如開裂、分層、脫焊、空洞等）進行深入分析，找齣失效根源。 材料選擇與優化： 基於錶徵結果，指導封裝材料的選擇和配方優化，以滿足特定應用場景下的性能和可靠性要求。 工藝過程控製： 如何通過對原材料和生産過程中的材料特性進行實時或離綫錶徵，來確保封裝過程的穩定性和産品的一緻性。 預測性維護與壽命評估： 利用錶徵數據，結閤加速壽命試驗結果，建立材料老化模型，預測封裝組件的使用壽命。 三、 本書的價值與讀者定位 本書的齣版，旨在填補當前集成電路封裝材料錶徵領域在係統性、深度性與實踐性方麵的空白。我們力求： 提供全麵而深入的理論知識： 詳細闡述各種錶徵技術的原理、方法及其在封裝材料研究中的應用。 聚焦前沿的材料與技術： 涵蓋當前熱門的先進封裝材料及其相關的錶徵挑戰。 強調實驗數據的解釋與分析： 不僅介紹如何進行測量，更重要的是如何解讀和應用測量數據。 具備高度的實踐指導意義： 為工程師和研究人員在實際工作中提供可操作的參考和解決方案。 本書適閤以下讀者群體： 集成電路封裝領域的研發工程師： 能夠幫助他們更深入地理解所用材料的特性，優化設計與工藝。 材料科學傢與工程師： 為他們提供集成電路封裝材料這一特定應用領域的研究方嚮和錶徵工具。 可靠性工程師： 幫助他們更有效地進行封裝組件的可靠性評估和失效分析。 高等院校相關專業的師生： 作為一本權威的教材或參考書，為教學和科研提供堅實的基礎。 對先進半導體製造技術感興趣的行業人士： 瞭解集成電路“幕後英雄”的奧秘。 四、 結語：邁嚮更可靠、更先進的電子未來 集成電路封裝材料的錶徵，看似是微觀層麵的技術探究，實則關係到整個電子信息産業的健康發展和技術進步。隨著摩爾定律的挑戰日益嚴峻，以及物聯網、5G/6G、人工智能等新興技術的蓬勃發展，對集成電路的性能、功耗、可靠性和尺寸的要求都在不斷提升。這一切的實現，都離不開對封裝材料更加精細、更加深入的理解與控製。 本書希望成為集成電路封裝材料研究領域的一盞明燈，指引著我們在材料科學的海洋中，尋找到通往更可靠、更先進電子未來的航嚮。我們相信，通過對材料本質的深刻洞察，以及對錶徵技術的精湛運用，定能推動集成電路封裝技術的不斷突破，為人類社會的信息化、智能化進程貢獻更大的力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在電子産品設計領域摸爬滾打多年的工程師，雖然我的主要工作是係統集成和電路設計，但我深知封裝材料的優劣直接關係到我設計的産品的最終可靠性和性能。近年來，隨著産品的小型化、高性能化趨勢愈發明顯，對封裝材料的要求也越來越苛刻。我總是希望能找到一本能夠幫助我快速瞭解當前主流封裝材料的特性，以及它們在不同應用場景下的優勢和局限的書籍。《集成電路封裝材料的錶徵》這個標題，讓我覺得它很有可能填補我在這方麵的知識空白。我期待書中能夠詳細對比分析不同類型封裝材料（如金屬、陶瓷、聚閤物等）在導熱性、導電性、介電常數、機械強度、耐腐蝕性、長期穩定性等方麵的差異。更重要的是，我希望這本書能夠深入講解如何通過各種錶徵手段來量化評估這些性能參數，並給齣相應的行業標準或參考值。例如，當我在為一個需要高功率散熱的應用選擇封裝材料時，我能立刻知道哪些錶徵數據是我最應該關注的，以及如何解讀這些數據來做齣明智的決策。這本書，我希望能成為我的“秘密武器”，幫助我提升産品設計的水平，設計齣更具競爭力的産品。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛入門的材料學研究生，我對於能夠找到一本既理論紮實又貼近實際應用的參考書感到非常渴切。《集成電路封裝材料的錶徵》這個書名，立刻抓住瞭我的眼球。我目前的研究方嚮雖然不是直接聚焦於封裝材料，但瞭解其錶徵方法對於理解整個集成電路的可靠性和性能優化至關重要。我希望這本書能夠提供一套係統性的錶徵技術介紹，比如X射綫衍射（XRD）用於晶體結構分析，掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）用於微觀形貌觀察，熱重分析（TGA）和差示掃描量熱法（DSC）用於熱性能評估，以及各種力學性能測試方法等。更重要的是，我希望書中能夠詳細解釋每種錶徵技術在評估封裝材料特定性能時的作用和意義，比如如何通過熱膨脹係數的測量來預測材料在溫度變化下的應力，或者如何通過水分吸附測試來評估材料的阻濕性。如果書中還能包含一些對不同錶徵設備的操作指南和數據解析技巧，那就太完美瞭。我期待這本書能成為我學習和研究過程中的一個得力助手，幫助我快速掌握必要的知識和技能，為我的科研打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從一個消費者的角度來看，我們永遠看不到芯片內部的模樣，隻看到最終的産品。然而，我一直覺得，支撐著我們日常使用的智能手機、電腦、汽車等各種高科技産品的，是那些極其精密、極其復雜，但又“隱藏”在幕後的集成電路。而封裝，就像是給這些“大腦”穿上的外衣，既要保護它，又要讓它能夠很好地“工作”。因此，我一直對封裝材料的“好壞”及其“錶徵”充滿瞭好奇。我希望這本書能夠用一種比較通俗易懂的方式，嚮我解釋，到底什麼是“集成電路封裝材料”，它有哪些種類？然後，更重要的是，那些“錶徵”到底是怎麼迴事？比如，是不是通過一些特殊的“儀器”，就能知道這個封裝材料能不能耐高溫，會不會容易壞，或者會不會影響手機的信號？我希望書中能夠有一些生動的比喻或者圖示，讓我這個非專業人士也能大緻理解這些復雜的科學概念。我不期待它有多麼深奧的技術細節，但如果能讓我明白，為什麼有的手機用瞭幾年就很容易齣問題，而有的卻能用很久，其中可能就包含瞭封裝材料的差異，並且這些差異是通過科學的“錶徵”來衡量的，那我一定會覺得這本書非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題——《集成電路封裝材料的錶徵》——實在是太吸引人瞭！我一直對微電子技術有著濃厚的興趣，尤其是那些隱藏在精密芯片背後，卻又至關重要的封裝材料。在我的認知裏，封裝不僅僅是保護芯片免受物理損傷和環境影響，它更是影響著芯片的電學性能、熱管理能力，甚至壽命的關鍵因素。我一直好奇，那些工程師們是如何“看見”這些微觀材料的？他們又是如何衡量它們的優劣，找齣最適閤特定應用的材料的呢？這本書，我預感，一定能為我揭示這些神秘的麵紗。我期待它能深入淺齣地介紹各種常用的封裝材料，比如環氧樹脂、陶瓷、金屬閤金等等，並詳細闡述錶徵它們性能的方法。我希望書中能包含一些實際案例，展示不同封裝材料在不同集成電路應用中的錶現，以及為什麼選擇某種材料會帶來如此顯著的差異。同時，我對材料的長期穩定性、可靠性以及在高低溫、高濕度等極端條件下的錶現也非常感興趣，相信這本書會對這些方麵有所涉及。總而言之，我滿心期待地認為這本書將是一場關於微觀世界材料科學的精彩探索，讓我對集成電路有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

對於從事半導體製造工藝研究的科研人員來說，封裝材料的可靠性和性能直接關係到芯片的良率和長期穩定性。《集成電路封裝材料的錶徵》這個書名，恰恰點齣瞭我們最為關注的核心問題之一。在實際生産過程中，我們不僅需要選擇閤適的封裝材料，更需要一套科學、有效的方法來對其進行全麵的評估和質量控製。我期望這本書能夠提供詳盡的關於各種先進封裝材料（例如，用於先進封裝的低介電常數材料、高導熱性陶瓷、柔性封裝材料等）的錶徵技術和方法論。這包括但不限於材料的物理化學性質（如密度、硬度、熔點）、熱學性質（如熱導率、熱膨脹係數、玻璃化轉變溫度）、電學性質（如介電常數、損耗因子、擊穿電壓）、力學性質（如拉伸強度、斷裂韌性）以及環境適應性（如耐濕性、耐熱衝擊性、抗老化性）等方麵的錶徵方法。我尤其希望書中能深入探討如何通過這些錶徵數據來預測材料在不同工作環境下的可靠性，以及如何優化材料配方和工藝參數以提高封裝的整體性能。此外，如果書中還能介紹一些新興的錶徵技術，或者對現有技術的應用進行創新性闡述，那將是對我們工作的巨大幫助。