先进倒装芯片封装技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐和明（Ho-MingTong），赖逸少(Yi-S 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122276834

商品编码：11687352648

出版时间：2017-02-01

《微晶电子器件制造工艺与可靠性分析》 内容梗概： 本书深入剖析了微晶电子器件的核心制造工艺流程，并系统阐述了贯穿整个生命周期的可靠性分析方法。从微米级乃至纳米级的晶圆制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积等基础单元工艺，到集成电路设计验证、芯片封装、以及最终的测试验证，本书力求为读者提供一个全面而细致的制造业图景。特别是在可靠性分析方面，本书不仅涵盖了传统的加速寿命试验、故障模式与影响分析（FMI/FMEA），还着重介绍了先进的物理失效分析（PFA）技术，包括电镜（SEM/TEM）、能谱分析（EDX）、X射线成像（XRI）等在失效定位与诊断中的应用。同时，本书也探讨了环境应力（如温度、湿度、振动）对器件性能的影响，以及电迁移（EM）、热老化（TA）、紫外线辐射（UV）等物理现象在加速寿命试验中的作用。本书旨在为电子工程、材料科学、微电子制造等领域的科研人员、工程师以及相关专业的学生提供一本兼具理论深度和实践指导意义的参考书。 详细内容介绍： 第一部分：微晶电子器件制造工艺基础 本部分将详细介绍构成现代微晶电子器件的各个关键制造环节。 第一章：晶圆制备与表面处理 1.1 硅晶圆制备 1.1.1 多晶硅提纯与单晶生长（Czochralski法，浮区法）。 1.1.2 晶锭切割、研磨与抛光，形成具有原子级平整度的表面。 1.1.3 晶圆的清洗与表面钝化，为后续工艺奠定洁净基础。 1.2 其他半导体材料晶圆 1.2.1 III-V族化合物半导体（GaAs, InP）晶圆制备及其特点。 1.2.2 宽禁带半导体（SiC, GaN）晶圆的制备挑战与进展。 1.3 晶圆表面特性分析 1.3.1 原子力显微镜（AFM）在表面形貌表征中的应用。 1.3.2 椭圆偏振光谱法（Ellipsometry）用于测量薄膜厚度与折射率。 1.3.3 表面杂质检测技术（如XPS）。 第二章：光刻技术 2.1 光刻原理与关键参数 2.1.1 分辨率、重叠度、套刻精度等核心指标。 2.1.2 瑞利判据与衍射极限。 2.2 干式光刻技术 2.2.1 紫外光刻（UV lithography）及其发展（g-line, i-line, KrF, ArF）。 2.2.2 深紫外（DUV）和极紫外（EUV）光刻技术。 2.2.3 光刻胶的种类（正性、负性）与选择。 2.2.4 关键工艺步骤：涂胶、曝光、显影。 2.3 湿式光刻技术 2.3.1 浸没式光刻（Immersion lithography）原理与优势。 2.3.2 激光直写技术（Laser direct writing）在小批量生产和研发中的应用。 2.4 光刻缺陷控制与检测 2.4.1 颗粒、划痕、曝光不足/过度等典型缺陷。 2.4.2 显微镜、激光扫描检测（LDI）等检测手段。 第三章：刻蚀技术 3.1 干式刻蚀 3.1.1 等离子体刻蚀（Plasma etching）原理。 3.1.2 反应离子刻蚀（RIE）及其变种（CD-RIE, ICP-RIE）。 3.1.3 刻蚀选择性、各向异性控制。 3.1.4 刻蚀工艺实例：氧化层刻蚀、氮化硅刻蚀、多晶硅刻蚀。 3.2 湿式刻蚀 3.2.1 化学溶液刻蚀原理与应用。 3.2.2 湿法刻蚀的优缺点（成本、选择性、对侧壁的影响）。 3.3 刻蚀均匀性与缺陷分析 3.3.1 晶圆内部及晶圆间的刻蚀速率均匀性。 3.3.2 刻蚀残留、底部轮廓（footing）、侧壁挂胶（scumming）等问题。 第四章：薄膜沉积技术 4.1 物理气相沉积（PVD） 4.1.1 溅射（Sputtering）：磁控溅射、射频溅射。 4.1.2 蒸发（Evaporation）：热蒸发、电子束蒸发。 4.1.3 PVD的应用：金属互连、阻挡层、钝化层。 4.2 化学气相沉积（CVD） 4.2.1 常压CVD（APCVD）、低压CVD（LPCVD）。 4.2.2 等离子体增强CVD（PECVD）。 4.2.3 原子层沉积（ALD）的精确控制与优势。 4.2.4 CVD的应用：二氧化硅、氮化硅、多晶硅、钨等。 4.3 外延生长（Epitaxy） 4.3.1 气相外延（VPE）、液相外延（LPE）、分子束外延（MBE）。 4.3.2 外延层掺杂与晶格匹配。 4.4 薄膜质量评估 4.4.1 膜厚、成分、形貌、应力、密度、附着力等。 4.4.2 扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在薄膜微观结构分析中的应用。 第五章：集成电路设计验证与版图生成 5.1 设计流程概述 5.1.1 逻辑综合、静态时序分析（STA）。 5.1.2 版图设计（Layout design）。 5.2 版图规则检查（DRC） 5.2.1 最小线宽、间距、面积规则。 5.2.2 确保设计可制造性。 5.3 抽取（Extraction）与后仿真 5.3.1 版图参数抽取（寄生参数提取）。 5.3.2 电学等效电路仿真与验证。 5.4 掩膜数据准备（GDSII/OASIS） 5.4.1 生成用于光刻机的数据文件。 第二部分：微晶电子器件的可靠性分析与保障 本部分将聚焦于影响微晶电子器件性能稳定性和寿命的关键因素，并介绍相应的分析和提升方法。 第六章：器件失效模式与物理机制 6.1 电学失效模式 6.1.1 短路、开路、漏电（Gate leakage, Junction leakage）。 6.1.2 参数漂移（阈值电压漂移、跨导下降）。 6.1.3 击穿（Breakdown）：栅氧化层击穿、PN结击穿。 6.2 物理失效机制 6.2.1 电迁移（Electromigration, EM）：金属互连线的迁移破坏。 6.2.2 热老化（Thermal Aging, TA）：高温下材料性能劣化。 6.2.3 栅氧化层损坏：热电子注入（TI）、高场捕获（HCI）。 6.2.4 湿气渗透与腐蚀。 6.2.5 机械应力与疲劳。 6.2.6 辐射效应（Single Event Upset, Total Ionizing Dose）。 6.3 早期失效（Infant Mortality）与随机失效（Wear-out） 6.3.1 早期失效的根源：工艺缺陷、材料不均匀性。 6.3.2 随机失效的机制：长期运行下的渐进式劣化。 第七章：加速寿命试验（ALT） 7.1 加速寿命试验基本原理 7.1.1 利用高于正常使用条件的环境或电应力来加速失效过程。 7.1.2 阿累尼乌斯模型（Arrhenius model）在温度加速中的应用。 7.2 典型加速应力 7.2.1 高温高湿偏压（HH P B）试验。 7.2.2 温度循环（Temperature Cycling, TC）。 7.2.3 热冲击（Thermal Shock）。 7.2.4 功率老化（Power Cycling）。 7.2.5 振动与冲击试验。 7.3 试验设计与数据分析 7.3.1 样本量选择、应力等级确定。 7.3.2 威布尔分布（Weibull distribution）在可靠性数据分析中的应用。 7.3.3 寿命预测与MTTF/MTBF（平均无故障时间/平均故障间隔时间）计算。 第八章：物理失效分析（PFA） 8.1 PFA在失效诊断中的作用 8.1.1 定位失效点，识别失效物理机制。 8.1.2 为工艺改进和设计优化提供依据。 8.2 非破坏性失效分析技术 8.2.1 电学参数测试与曲线追踪。 8.2.2 光学显微镜（OM）与扫描电镜（SEM）的初步检查。 8.2.3 X射线成像（XRI）用于内部结构观察。 8.2.4 声学显微镜（SAM）检测内部脱层、空洞。 8.2.5 红外/热成像（IR/Thermography）定位过热点。 8.3 破坏性失效分析技术 8.3.1 剖层（Delayering）与减薄（Thinning）。 8.3.2 透射电镜（TEM）用于纳米级失效分析。 8.3.3 能谱分析（EDX）/能量色散X射线谱（EDS）用于元素成分分析。 8.3.4 聚焦离子束（FIB）用于精确切片和原位观察。 8.3.5 聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）联用。 8.4 PFA流程与案例分析 8.4.1 从初步分析到深入定位的系统化方法。 8.4.2 结合实际案例，讲解不同失效模式的PFA过程。 第九章：故障模式与影响分析（FMEA） 9.1 FMEA的基本概念与流程 9.1.1 识别潜在的故障模式。 9.1.2 评估故障模式的影响。 9.1.3 确定故障模式的发生概率。 9.1.4 评估故障模式的严重性。 9.1.5 计算风险优先数（RPN）。 9.2 FMEA在产品开发中的应用 9.2.1 设计FMEA（DFMEA）。 9.2.2 过程FMEA（PFMEA）。 9.2.3 识别关键风险点，制定预防措施。 9.3 FMEA与ALT、PFA的协同作用 9.3.1 FMEA指导ALT和PFA的重点。 9.3.2 ALT和PFA的结果反馈到FMEA，更新风险评估。 第十章：环境应力筛选（ESS）与可靠性设计 10.1 环境应力筛选（ESS） 10.1.1 筛选的目的：剔除早期失效产品。 10.1.2 典型ESS方法：温度循环、湿度试验、振动试验。 10.1.3 筛选与加速寿命试验的区别。 10.2 可靠性设计原则 10.2.1 冗余设计。 10.2.2 降额设计（Derating）。 10.2.3 容错设计（Fault Tolerance）。 10.2.4 材料选择与工艺优化。 10.3 质量管理体系与可靠性标准化 10.3.1 ISO 9000系列标准。 10.3.2 军用标准（MIL-STD）与行业特定标准。 结论： 《微晶电子器件制造工艺与可靠性分析》为读者提供了一个深入了解现代微电子制造核心技术的平台。通过对制造工艺细节的详尽阐述，以及对贯穿产品生命周期的可靠性分析手段的全面介绍，本书旨在帮助读者理解器件为何能够精密运作，又为何会失效，以及如何通过科学的方法来保障和提升其可靠性。本书将是从事微电子设计、制造、测试、封装以及失效分析工作的技术人员不可或缺的参考手册，同时也将为相关领域的学生提供坚实的理论基础和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一些关于微电子封装的入门级读物，特别是希望了解不同封装类型的基本原理和优缺点。我看到这本书的标题是“先进倒装芯片封装技术”，虽然“先进”和“倒装”这两个词听起来可能有点专业，但我猜想它应该会从基础讲起，解释什么是倒装芯片，它和普通的芯片封装有什么区别。我希望能弄清楚，为什么有些芯片要做成倒装的形式，它究竟能带来哪些好处，比如让芯片更小、发热更少，或者信号传输更快。 我特别想知道，这本书是否会用比较直观的方式来描述倒装芯片的结构，比如通过图示或者模型来展示芯片上的焊球是如何连接到基板上的。同时，如果书中能介绍一些典型的倒装封装工艺流程，比如晶圆切割、焊球形成、覆晶键合、再布线层（RDL）的制作等等，那对我来说就非常有帮助了。毕竟，对于一个初学者来说，理解这些复杂的制造过程是掌握这项技术的第一步。我希望这本书不会像某些技术文献那样，充斥着晦涩难懂的专业术语，而是能够提供一种易于理解的视角，让我能够逐步建立起对倒装芯片封装技术的概念性认识。

评分☆☆☆☆☆

我对半导体行业一直抱有浓厚的兴趣，特别是那些能够推动技术革命的关键性创新。我注意到这本书的标题是“先进倒装芯片封装技术”，这让我非常感兴趣。倒装芯片封装，作为一种重要的封装方式，其技术演进直接关系到芯片性能的提升和应用领域的拓展。我猜测，这本书可能深入探讨了倒装封装在材料科学、工艺制造以及可靠性工程等多个维度的前沿进展。 我特别好奇书中是否会详细介绍新型封装材料的应用，比如在热界面材料、底部填充材料、以及封装基板材料方面有哪些突破？这些材料如何影响封装的导热性、力学性能以及电气性能？同时，对于先进的倒装工艺，例如激光焊接、各向异性导电胶（ACF）连接，以及先进的图案化和微连接技术，书中是否会有详尽的阐述？我希望能够从中了解到，这些先进工艺是如何实现更精细的倒装连接，从而提高芯片的集成密度和可靠性的。此外，这本书是否也会关注倒装芯片封装在特定应用场景下的挑战与解决方案，例如在高频、高功率或者极端环境下的封装需求？

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题吸引了我，“先进倒装芯片封装技术”。我一直对半导体制造的幕后技术非常感兴趣，尤其是那些能够让芯片更小、更快、更强大的创新。这本书的内容，至少从它的标题来看，似乎深入探讨了在芯片制造过程中一个至关重要的环节——倒装芯片封装。倒装封装，顾名思义，就是将芯片的连接端翻转过来，直接焊接到基板上，这与传统的引线键合方式有着本质的区别。我相信，这种技术在提高信号传输速度、降低寄生效应、增强散热性能以及实现更高的集成度方面具有不可替代的优势。 尤其让我好奇的是，书名中“先进”二字，暗示了它可能涵盖了当前最新的技术进展和未来发展趋势。例如，文中是否会详细介绍2.5D和3D封装技术？这些技术如何通过堆叠和互连实现更高密度的功能集成？此外，对于先进材料的应用，比如新的焊料合金、高导热性衬底材料，以及先进的图案化和蚀刻技术，书中是否会有深入的分析？我期待这本书能够提供关于这些前沿话题的详实解读，并能解释这些技术如何影响终端产品的性能和可靠性，比如在高性能计算、人工智能、5G通信等领域。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科技充满好奇心的读者，我偶然看到了这本书的标题——“先进倒装芯片封装技术”。这个标题本身就充满了科技感，让我立刻联想到芯片制造的尖端领域。倒装芯片封装，作为一种能够显著提升芯片性能的关键技术，其“先进”之处究竟体现在哪里，这是我最想了解的。我猜想，这本书会详细阐述倒装封装相比于传统封装的优势，比如更短的信号路径带来的高速传输能力，以及更紧密的结构带来的优异散热性能。 我尤其希望书中能够深入剖析当前最前沿的倒装封装技术，例如2.5D和3D封装的实现方式。书中是否会详细讲解硅中介层（silicon interposer）或者有机中介层（organic interposer）的应用？这些技术如何实现多芯片的协同工作和更高层次的集成？同时，对于微凸点（micro-bump）的形成、排列以及键合工艺，是否会有详尽的介绍？我相信，这些细节的阐述将能够让我更直观地理解倒装封装技术是如何实现高性能和高密度集成的。此外，对于封装过程中可能遇到的各种技术难题，例如共面性控制、热应力管理以及可靠性保障，书中是否会提供相应的解决方案和技术洞察，这将是我非常期待的部分。

评分☆☆☆☆☆

我最近在关注下一代通信技术的发展，尤其是与高性能处理器和射频器件相关的封装技术。看到“先进倒装芯片封装技术”这个书名，我立即联想到，这可能是一本能够深入剖析如何通过先进封装来提升这些关键器件性能的书籍。倒装封装技术，以其优异的电学和热学性能，早已成为高端芯片封装的主流选择。我非常好奇，这本书是否会详细介绍诸如高密度互连（HDI）、扇出晶圆级封装（Fan-out WLP）、以及硅中介层（Silicon Interposer）等先进倒装技术的具体实现方式。 我想了解这些技术是如何解决日益增长的引脚数量和信号完整性问题的。例如，书中是否会探讨微凸点（micro-bump）的制作和排列技术，以及它们如何实现极高的集成密度？对于散热问题，先进倒装封装又有哪些创新的散热解决方案，比如直接芯片散热（DTS）或者与高性能散热材料的结合？此外，这本书是否会涉及到封装可靠性方面的内容，比如如何应对热应力、机械应力以及环境因素对倒装芯片封装的影响？我相信，对于从事通信领域研发的工程师来说，深入理解这些内容，将能为设计更先进、更可靠的通信硬件提供宝贵的参考。