高级电子封装（原书第2版）

图书标准信息

• 作者 张辉、郭志川 著；[美]理查德、[美]威廉 编；李虹 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2010-05
• 版次 1
• ISBN 9787111296263
• 定价 128.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 636页
• 字数 943千字
• 正文语种 简体中文
• 原版书名 Advanced Electronic Packaging (2nd Edition)
• 丛书 国际信息工程先进技术译丛

【内容简介】

　　《高级电子封装（原书第2版）》系统地介绍了电子封装的相关知识，涵盖了封装材料与应用、原料分析技术、封装制造技术、基片技术、电气考虑因素、机械设计考虑因素、热考虑因素、封装设计、封装建模、封装仿真、集成无源器件、微机电系统封装、射频和微波封装、可靠性考虑因素、成本评估与分析、三维封装等方面知识。《高级电子封装（原书第2版）》从理论到实践、深入浅出地讲解了电子封装的知识，为广大科技工作者、工程技术人员、研究人员提供了一本理想的参考书。
　　《高级电子封装（原书第2版）》适用于微电子、电子元器件、半导体、材料、计算机与通信、化工、机械、塑料加工等各个领域的人员阅读。可作为相关专业本科生、研究生的教材，也可作为广大科技工作者、工程技术人员的参考书。

【作者简介】

　　RichardK．Ulrich博士是阿肯色大学化学工程的一名教授。他是一名书籍编辑和嵌入式无源技术的专栏作家、NEMI学会成员、IEEE高级封装会刊的副编辑，他过去曾任电化学学会电介质科学和技术分部的主席。
　　WilliamD．Brown博士是阿肯色大学电子工程学院研究部副主任、电子工程的杰出教授。自1991年以来，在大学高密度电子中心（HiDEC）的研究发起和引导中扮演了一个活跃的角色，该中心专注于推进电子封装材料和技术的最新进展。

【目录】

译者序
第2版前言
第1章微电子封装的导言和概览1
1.1概述1
1.2电子封装功能2
1.3封装等级结构2
1.3.1晶片贴装4
1.3.2第一等级互连4
1.3.3封装盖和引脚密封5
1.3.4第二等级互连6
1.4微电子封装技术简史6
1.5封装技术的驱动力14
1.5.1制造成本14
1.5.2可制造性成本15
1.5.3尺寸和重量15
1.5.4电子设计15
1.5.5热设计15
1.5.6力学性能设计16
1.5.7可制造性设计16
1.5.8可测试性设计16
1.5.9可靠性设计17
1.5.10可服务性设计17
1.5.11材料选择17
1.6小结18
参考文献19
习题20

第2章微电子封装材料22
2.1概述22
2.2一些重要的封装材料性质22
2.2.1力学性能22
2.2.2湿气渗透23
2.2.3界面的粘滞性23
2.2.4电气性能24
2.2.5热性质25
2.2.6化学性质26
2.2.7系统可靠性26
2.3封装中的陶瓷材料27
2.3.1矾土（Al2O3）29
2.3.2氧化铍（BeO）30
2.3.3氮化铝（AlN）31
2.3.4碳化硅（SiC）31
2.3.5氮化硼（BN）32
2.3.6玻璃陶瓷32
2.4封装中的聚合物材料33
2.4.1聚合物的基本知识33
2.4.2聚合物的热塑性和热硬性35
2.4.3水分和溶剂对聚合物的影响36
2.4.4关注的一些聚合物性质36
2.4.5微电子中所用聚合物的主要分类39
2.4.6聚合物的第一等级封装应用43
2.5封装中的金属材料45
2.5.1晶片焊接45
2.5.2芯片到封装或基底46
2.5.3封装构造50
2.6高密度互连基片中使用的材料51
2.6.1层压基片52
2.6.2陶瓷基片55
2.6.3沉淀的薄膜基片56
2.7小结58
参考文献58
习题60

第3章处理技术62
3.1概述62
3.2薄膜沉淀62
3.2.1真空现象62
3.2.2真空泵63
3.2.3蒸发65
3.2.4溅射67
3.2.5化学蒸气沉淀70
3.2.6电镀72
3.3模式化74
3.3.1光平板印刷74
3.3.2蚀刻77
3.4金属间的连接79
3.4.1固态焊接79
3.4.2熔焊和铜焊81
3.5小结82
参考文献82
习题83

第4章有机PCB的材料和处理过程84
4.1概述84
4.2所有PCB层构造的普遍问题85
4.2.1数据格式和规范85
4.2.2计算机辅助制造和加工85
4.2.3排版86
4.2.4层叠材料87
4.2.5制造容限综述88
4.3PCB处理流程89
4.3.1内层的制造91
4.3.2MLB结构和外层的制造94
4.3.3电气测试98
4.3.4视觉和维度检测99
4.3.5合同评审99
4.3.6显微薄片分析100
4.4介电材料101
4.4.1介电材料的动因101
4.4.2介电材料的构造与处理考虑因素102
4.5表面抛光106
4.6高级PCB结构107
4.6.1高密度互连接和微型过孔107
4.7规范和标准113
4.7.1IPC简史113
4.7.2有机PCB的相关标准113
4.8主要术语115
参考文献118
习题118

第5章陶瓷基片121
5.1电子封装中的陶瓷121
5.1.1引言和背景121
5.1.2陶瓷基片的作用121
5.1.3陶瓷的优势121
5.1.4陶瓷成分122
5.1.5陶瓷基片制造122
5.2陶瓷基片的电气性能123
5.3陶瓷基片的力学性能124
5.4陶瓷基片的物理性能125
5.5设计规则125
5.6陶瓷上的薄膜126
5.6.1引言和背景126
5.6.2沉淀技术126
5.6.3薄膜基片性质127
5.7陶瓷上的厚膜127
5.7.1引言和背景127
5.7.2丝网准备和检查128
5.7.3丝网印刷处理129
5.7.4基片清理和处理环境130
5.7.5厚膜的形成130
5.7.6湿粘土的热处理过程131
5.7.7厚膜的金属化131
5.7.8厚膜电介质132
5.7.9厚膜电阻133
5.8低温共烧陶瓷133
5.8.1LTCC技术133
5.8.2绝缘胶带的处理和清洁室环境135
5.8.3过孔的形成136
5.8.4过孔的填充138
5.8.5绝缘胶带材料的丝网印刷考虑因素139
5.8.6检查140
5.8.7绝缘胶带层整理140
5.8.8层压141
5.8.9烧制142
5.8.10后处理143
5.8.11设计考虑因素145
5.8.12收缩预测与控制145
5.9HTCC制造过程146
5.9.1HTCC处理146
5.9.2多层AIN146
5.10高电流基片146
5.10.1直接接合铜处理147
5.10.2有源金属铜镀148
5.11小结148
参考文献149
习题150

第6章电气考虑、建模和仿真152
6.1概述152
6.1.1仅仅是一根导线吗？152
6.1.2电气封装的功能152
6.2基本事项153
6.2.1电阻153
6.2.2自感和互感157
6.2.3电容161
6.2.4参数提取程序163
6.3信号完整性和建模163
6.3.1数字信号的表示和频谱164
6.3.2驱动器和接收器模型165
6.3.3RC延迟167
6.4传输线170
6.4.1微带传输线174
6.4.2端接反射175
6.4.3信号线损耗和集肤效应180
6.4.4网络拓扑181
6.5耦合噪声或者串扰182
6.6电源和地185
6.6.1动态配电185
6.6.2电源系统的阻抗186
6.6.3去耦电容的谐振186
6.6.4配电建模187
6.6.5切换噪声188
6.7总体封装IC模型与仿真191
6.7.1仿真192
6.8时域反射测量法192
6.9小结195
参考文献195
习题196

第7章热考虑因素200
7.1概述200
7.1.1热源200
7.1.2热消除的方法201
7.1.3故障模式202
7.2热传递基本原理203
7.2.1热传递速度方程203
7.2.2元件的暂态热响应207
7.2.3各种形状中的传导208
7.2.4总体热阻213
7.2.5强制对流热传递216
7.2.6自然对流热传递223
7.3空气致冷227
7.4液体致冷228
7.4.1单相液体致冷228
7.4.2双相液体致冷228
7.5高级致冷方法231
7.5.1热管致冷231
7.5.2热电致冷232
7.5.3微通道致冷233
7.6计算机辅助模型233
7.6.1固体模型233
7.6.2计算流体力学234
7.6.3去耦合级别234
7.6.4典型结果234
7.7小结236
参考文献236
附录：热传递计算的热物理属性237
习题239

第8章机械设计考虑241
8.1概述241
8.2变形与应变241
8.3应力244
8.4本构关系247
8.4.1弹性材料248
8.4.2塑性材料249
8.4.3蠕变材料250
8.5简化形式251
8.5.1平面应力和平面应变251
8.5.2梁问题252
8.6失效理论256
8.6.1静态失效256
8.6.2断裂力学259
8.6.3疲劳259
8.7确定应力的分析方法261
8.7.1双材料组的轴向效应261
8.7.2双材料组的弯曲效应265
8.7.3剥离应力266
8.7.4三材料组268
8.8数值方法271
8.8.1有限元方法271
8.8.2商业代码274
8.8.3局限和危害276
8.9小结276
参考文献277
参考书目277
习题278

第9章分立和嵌入式无源元件283
9.1概述283
9.2现代电子系统中的无源元件284
9.3无源元件的定义和结构288
9.4基于薄膜的无源元件289
9.5电阻器291
9.5.1设计方程291
9.5.2胶料嵌入式电阻器293
9.5.3电阻器的材料294
9.6电容器295
9.6.1顺电体和铁电体297
9.6.2电介质尺寸设计299
9.6.3用于电容器的电介质材料300
9.7电感器302
9.8无源元件的电气特性303
9.8.1理想无源元件的建模304
9.8.2实际电容器的建模304
9.8.3分立和嵌入电容器中寄生效应的差别305
9.8.4实际电感器的建模307
9.8.5实际电阻器的建模308
9.9嵌入无源元件时的问题308
9.9.1嵌入无源元件的原因308
9.9.2嵌入无源元件的问题310
9.10去耦电容器311
9.10.1去耦问题311
9.10.2分立电容器的去耦311
9.10.3嵌入式电容器的去耦312
9.11无源元件的未来313
参考文献314
习题314

第10章电子封装的装配316
10.1概述316
10.2设施317
10.2.1清洁室要求317
10.2.2静电放电要求318
10.2.3湿敏度级别要求318
10.2.4回流焊温度319
10.3元件的处理319
10.3.1运送319
10.3.2保存320
10.3.3处理320
10.4表面贴装技术装配321
10.4.1焊料印制过程以及相关缺陷321
10.4.2元件放置322
10.4.3回流焊323
10.4.4净化324
10.5晶圆准备324
10.5.1晶圆探测324
10.5.2晶圆安装325
10.5.3晶圆背面研磨/减薄325
10.5.4晶圆锯割326
10.5.5晶圆划线327
10.5.6相关装备327
10.6晶粒贴附328
10.6.1环氧树脂328
10.6.2热塑性材料和热固性树脂329
10.6.3焊料330
10.6.4返工330
10.6.5晶粒贴附装备331
10.7线焊331
10.7.1热压缩线焊332
10.7.2超声线焊332
10.7.3热超声线焊332
10.7.4带焊接332
10.7.5球焊333
10.7.6楔焊333
10.7.7线焊测试334
10.7.8带状自动化焊接336
10.7.9等离子表面处理337
10.8倒装芯片338
10.8.1晶圆凸点339
10.8.2助焊342
10.9封装/密封/包装344
10.9.1密封封装344
10.9.2密封封装测试345
10.9.3非密封包装345
10.10封装级别处理348
10.10.1引脚修整、成形以及分离348
10.10.2焊球贴附和分离348
10.10.3标记348
10.11艺术级技术348
10.11.13D和堆栈晶粒348
10.11.2射频模块349
10.11.3微电子机械系统和微光电子机械系统350
10.11.4纳米技术351
10.12小结352
参考文献352
习题352

第11章设计考虑354
11.1概述354
11.2封装和电子系统354
11.2.1封装功能354
11.2.2系统和封装度量355
11.2.3系统约束和折中356
11.2.4系统划分358
11.3封装功能间的折中360
11.3.1信号线路360
11.3.2配电366
11.3.3热管理368
11.3.4互连测试369
11.4折中设计例子370
11.5产品开发周期372
11.5.1传统和修正的产品周期372
11.5.2市场分析和产品规格374
11.5.3框图和划分374
11.5.4技术选择375
11.5.5ASIC/PCB/MCM设计375
11.5.6热/机械设计376
11.5.7测试程序的开发376
11.5.8制造工具开发377
11.5.9制造/装配377
11.5.10鉴定377
11.5.11品质377
11.5.12产品引入378
11.6设计概念378
11.6.1元件回顾378
11.6.2原理图概述380
11.6.3设计视图383
11.6.4反向标注383
11.6.5仿真和评估384
11.7PCB/MCM设计过程384
11.7.1PCB设计流程385
11.7.2库385
11.7.3封装386
11.7.4布线387
11.7.5Fablink388
11.7.6设计概念小结389
11.8小结390
参考文献390
软件手册391
习题391

第12章射频和微波封装392
12.1概述与背景392
12.1.1高频电路的本质392
12.1.2高频电路应用393
12.1.3基本概念394
12.2传输线397
12.2.1传输线模型398
12.2.2系统级传输线399
12.2.3平面传输线401
12.2.4不连续性406
12.3高频电路的实现410
12.3.1材料的考虑410
12.3.2微波单片集成电路412
12.3.3MIC技术413
12.4集总元件414
12.4.1电容器414
12.4.2电感器415
12.4.3电阻器和端结416
12.5分布式元件416
12.5.1阻抗匹配设备417
12.5.2滤波器417
12.5.3功率分配器418
12.5.4耦合器419
12.6仿真和电路布局420
12.7测量和测试421
12.8频域测量421
12.8.1测量系统422
12.8.2探测硬件和连接器423
12.9时域测量424
12.10设计例子424
12.11小结427
参考文献427
习题431

第13章电力电子器件封装432
13.1概述432
13.2电力半导体器件技术432
13.2.1理想和非理想的电力开关432
13.2.2功率二极管435
13.2.3晶闸管435
13.2.4功率双极型晶体管436
13.2.5金属氧化物半导体功率场效应晶体管436
13.2.6绝缘栅双极型晶体管436
13.2.7静电感应晶体管436
13.2.8SiC半导体器件437
13.3商用功率封装439
13.3.1分立功率器件封装439
13.3.2多芯片功率模块和一体化集成方案442
13.3.3商用封装的热性能443
13.4功率封装设计方法449
13.4.1整体系统设计方法450
13.4.2基底的选择452
13.4.3基片和散热器的选择452
13.4.4芯片的焊接方法453
13.4.5键合457
13.4.6热设计459
13.4.7电磁干扰和电磁兼容461
13.4.8高温电力电子器件461
13.5小结462
参考文献462
习题464

第14章多芯片和三维封装466
14.1概述466
14.1.1多芯片封装的历史回顾466
14.1.2多芯片封装的动力467
14.2封装层次和分类470
14.2.1层次470
14.2.2MCM剖析470
14.2.3平面MCM方法472
14.33D系统477
14.3.13D系统的特征477
14.3.2芯片和封装堆叠480
14.3.3MCM堆叠482
14.3.4折叠方法483
14.4多芯片封装的选择484
14.4.1产量/已知的合格芯片484
14.4.2工艺兼容性485
14.4.32D和3D封装的密度度量485
14.4.4走线密度485
14.4.5输入/输出486
14.4.6电气性能和基片选择488
14.4.7热管理489
14.4.8可测试性490
14.4.9封装系统与片上系统490
14.5密度缩放的趋势491
14.5.1对于规则的或较少引脚的装配492
14.5.2中等复杂引脚的装配方法1493
14.5.3中等复杂引脚的装配方法2493
14.5.4高密度封装的问题494
14.6小结495
参考文献496
习题496

第15章MEMS和MOEMS的封装：
挑战与案例研究498
15.1概述498
15.2背景498
15.2.1混合信号、混合域、混合级封装：向下一代专用集成系统发展498
15.2.2MEMS499
15.3MEMS集成的挑战500
15.3.1释放和粘附502
15.3.2切割502
15.3.3芯片处理503
15.3.4晶圆级封装503
15.3.5应力503
15.3.6气密性504
15.3.7测试504
15.3.8MEMS封装中的艺术504
15.3.9未来方向506
15.4数字微镜器件的封装方法506
15.4.1MOEMS和特殊DMD的背景介绍506
15.4.2影响DMD封装的因素508
15.4.3DMD封装设计509
15.4.4DMD气密封装装配513
15.5封装技术的未来挑战514
致谢515
参考文献515
习题517

第16章可靠性分析518
16.1概述518
16.1.1概念定义518
16.1.2失效模式520
16.1.3本章涉及内容521
16.2失效机理521
16.2.1腐蚀522
16.2.2机械应力524
16.2.3电应力525
16.2.4故障分析技术525
16.3加速测试527
16.3.1加速环境测试528
16.3.2静电荷释放加速测试530
16.3.3其他加速测试531
16.3.4测试结构532
16.4可靠性衡量532
16.4.1失效率、MTBF和FIT532
16.4.2可靠性函数533
16.4.3Weibull分布537
16.4.4正态分布540
16.4.5失效分布图和浴盆曲线542
16.5微电子系统的失效统计542
16.5.1复合式失效模式组件的失效预测544
16.6微电子学的可靠性科学在工业中的应用545
参考文献545
习题545

第17章成本评估和分析551
17.1概述551
17.2产品成本551
17.2.1直接成本551
17.2.2间接成本552
17.2.3传统的基于批量的成本估算552
17.2.4基于活动的成本估算553
17.3盈亏平衡分析555
17.3.1线性均衡分析555
17.3.2分段线性均衡分析557
17.4学习曲线关系557
17.4.1确定提升速率的指数值558
17.4.2学习曲线实例559
17.5预测模型560
17.5.1方均差（MSE）562
17.5.2均值绝对差（MAD）562
17.5.3均值百分比误差（MPE）562
17.5.4均值绝对百分比误差（MAPE）562
17.5.5移动平均563
17.5.6基于历史数据的预测销售564
17.5.7指数平滑565
17.5.8最小二乘回归570
17.6比较分析571
17.6.1资金项目选择和评估572
17.6.2替代分析573
17.7灵敏度分析574
17.7.1单参数灵敏度分析575
17.7.2乐观悲观灵敏度分析575
17.8小结577
参考文献577
习题578

第18章材料特性的分析技术581
18.1概述581
18.2X光衍射582
18.2.1综述582
18.2.2基本原理583
18.2.3检测仪器584
18.2.4实际中的考虑因素和应用585
18.3拉曼光谱学588
18.3.1综述588
18.3.2基本原理588
18.3.3检测仪器589
18.3.4实际中的考虑因素和应用589
18.4扫描探测显微镜592
18.4.1综述592
18.4.2STM原理和检测方法593
18.4.3SFM原理和检测方法593
18.4.4实际中的考虑因素和应用594
18.5扫描电子显微镜和能量散射X光分光镜596
18.5.1综述596
18.5.2基本原理597
18.5.3检测仪器597
18.5.4实际中的考虑因素和应用599
18.6共焦显微镜600
18.6.1综述601
18.6.2基本原理601
18.6.3检测仪器601
18.6.4实际中的考虑因素和应用602
18.7Auger电子光谱学603
18.7.1综述603
18.7.2基本原理603
18.7.3检测仪器607
18.7.4实际中的考虑因素和应用609
18.8X光光电子光谱学613
18.8.1综述614
18.8.2基本原理614
18.8.3检测仪器616
18.8.4实际中的考虑因素和应用617
18.9二次离子质量光谱学621
18.9.1综述621
18.9.2基本原理621
18.9.3检测仪器624
18.9.4实际中的考虑因素和应用628
参考文献631
习题635