系统级封装导论--整体系统微型化

　　本书是关于电子封装中系统级封装(System?on?Package,SOP)的一本专业性著作。本书由电子封装领域权威专家——美国工程院资深院士RaoR?Tummala教授和MadhavanSwaminathan教授编著，由多位长期从事微纳制造、电子封装理论和技术研究的知名学者以及专家编写而成。本书从系统级封装基本思想和概念讲起，陆续通过13个章节分别介绍了片上系统封装技术，芯片堆叠技术，射频、光电子、混合信号的集成系统封装技术，多层布线和薄膜元件系统封装技术，MEMS封装及晶圆级系统级封装技术等，还介绍了系统级封装后续的热管理问题、相关测试方法的研究状况，并在*后介绍了系统级封装技术在生物传感器方面的应用情况。
　　本书无论是对高校高年级本科生，从事电子封装技术研究的研究生，还是从事相关研究工作的专业技术及研究人员都有较大帮助。

Rao R.Tummala 
佐治亚理工学院微系统封装研究中心的创办者，特聘教授、讲座教授。他是前IBM院士，是美国电气和电子工程师协会（IEEE)下的组件封装与制造技术学会(CPMT)和国际微电子与封装协会（IMAPS)前主席，IEEE会士，美国工程院和印度工程院院士。Tummala博士获得过多项工业界、学术界和专业机构的将项，其中包括作为全美50大杰出者之一获得工业周刊的奖项。他著有5本专业书籍，发表专业论文425篇，72项专利和发明。
Madhavan Swaminathan
佐治亚理工学院电气和计算机工程学院电子学约瑟.佩蒂特教授，微系统封装研究中心副主任。他是Jacket Micro Devices 公司创始人之一，集成射频模块和基板的无线应用研究领域领头人，SoPWorXW公司（致力于系统级封装应用的电子自动化软件设计）领导者。加入佐治亚理工学院之前，他曾在IBM研究超级计算机的封装。目前已经发表了300多篇著作，拥有15项专利并荣膺成为IEEE会士。

第1章系统级封装技术介绍
1.1引言
1.2电子系统数据集成趋势
1.3电子系统组成部分
1.4系统技术演变
1.55个主要的系统技术
1.5.1分立式器件的SOB技术
1.5.2在单芯片上实现两个或多系统功能的SOC技术
1.5.3多芯片模块(MCM)：两个或多个芯片水平互连封装集成
1.5.4堆叠式IC和封装(SIP)：两个或多个芯片堆叠封装集成(3D Moore
定律)
1.6系统级封装技术(好的IC和系统集成模块)
1.6.1概述
1.6.2微型化趋势
1.75个系统技术的比较
1.8SOP全球发展状况
1.8.1光学SOP
1.8.2射频SOP
1.8.3嵌入式无源SOP
1.8.4MEMS SOP
1.9SOP技术实施
1.10SOP技术
1.11总结
参考文献
第2章片上系统(SOC)简介
2.1引言
2.2关键客户需求
2.3SOC架构
2.4SOC设计挑战
2.4.1SOC设计阶段1——SOC定义与挑战
2.4.2SOC设计阶段2——SOC创建过程与挑战
2.5总结
参考文献
第3章堆叠式IC和封装(SIP)
3.1SIP定义
3.1.1定义
3.1.2应用
3.1.3SIP的主要发展图和分类
3.2SIP面临的挑战
3.2.1材料和工艺流程问题
3.2.2机械问题
3.2.3电学问题
3.2.4热学问题
3.3非TSV SIP技术
3.3.1非TSV SIP的历史变革
3.3.2芯片堆叠
3.3.3封装堆叠
3.3.4芯片堆叠与封装堆叠
3.4TSV SIP技术
3.4.1引言
3.4.2三维TSV技术的历史演变
3.4.3基本的TSV技术
3.4.4采用TSV的各种三维集成技术
3.4.5硅载片技术
3.5未来趋势
参考文献
第4章混合信号(SOP)设计
4.1引言
4.1.1混合信号器件与系统
4.1.2移动应用集成的重要性
4.1.3混合信号系统架构
4.1.4混合信号设计的挑战
4.1.5制造技术
4.2用于RF前端的嵌入式无源器件设计
4.2.1嵌入式电感
4.2.2嵌入式电容
4.2.3嵌入式滤波器
4.2.4嵌入式平衡?非平衡转换器
4.2.5滤波器?Balun网络
4.2.6可调谐滤波器
4.3芯片?封装协同设计
4.3.1低噪声放大器设计
4.3.2并发振荡器设计
4.4无线局域网的RF前端模块设计
4.5设计工具
4.5.1嵌入式RF电路尺寸设计
4.5.2信号模型和电源传送网络
4.5.3有理函数、网络合成与瞬态仿真
4.5.4生产设计
4.6耦合
4.6.1模拟?模拟耦合
4.6.2数字?模拟耦合
4.7去耦合
4.7.1数字应用中去耦的需要
4.7.2贴片电容的问题
4.7.3嵌入式去耦
4.7.4嵌入式电容的特征
4.8电磁带隙(EBG)结构
4.8.1EBG结构分析与设计
4.8.2EBG在抑制电源噪声方面的应用
4.8.3EBG的辐射分析
4.9总结
参考文献
第5章射频系统级封装(RF SOP)
5.1引言
5.2RF SOP概念
5.3RF封装技术的历史演变
5.4RF SOP技术
5.4.1建模与优化
5.4.2RF基板材料技术
5.4.3天线
5.4.4电感器
5.4.5RF电容器
5.4.6电阻
5.4.7滤波器
5.4.8平衡?不平衡变换器
5.4.9组合器
5.4.10RF MEMS开关
5.4.11电子标签(RFID)技术
5.5RF模块集成
5.5.1无线局域网(WLAN)
5.5.2智能网络传输器(INC)
5.6未来发展趋势
参考文献
第6章集成芯片到芯片的光电子系统级封装
6.1引言
6.2光电子系统级封装(SOP)的应用
6.2.1高速数字系统与高性能计算
6.2.2RF?光学通信系统
6.3薄层光电子SOP的挑战
6.3.1光学对准
6.3.2薄膜光学波导材料的关键物理和光学特性
6.4光电子系统级封装的优点
6.4.1高速电气与光学线路的性能对比
6.4.2布线密度
6.4.3功率损耗
6.4.4可靠性
6.5光电子系统级封装(SOP)技术的发展
6.5.1板?板光学布线
6.5.2芯片?芯片光互连
6.6光电子SOP薄膜元件
6.6.1无源薄膜光波电路
6.6.2有源光电子SOP薄膜器件
6.6.3三维光波电路的良机
6.7SOP集成：界面光学耦合
6.8芯片上的光学电路
6.9光电子SOP的未来趋势
6.10总结
参考文献
第7章内嵌多层布线和薄膜元件的SOP基板
7.1引言
7.2基板集成技术的历史演变
7.3SOP基板
7.3.1动力与挑战
7.3.2嵌入低介电常数的电介质、芯体与导体的超薄膜布线
7.3.3嵌入式无源器件
7.3.4嵌入式有源器件
7.3.5散热材料和结构的微型化
7.4SOP基板集成的未来
参考文献
第8章混合信号SOP可靠性
8.1系统级可靠性注意事项
8.1.1失效机制
8.1.2为可靠性而设计
8.1.3可靠性验证
8.2多功能SOP基板的可靠性
8.2.1材料和工艺可靠性
8.2.2数字功能可靠性与验证
8.2.3射频功能可靠性及验证
8.2.4光学功能可靠性及验证
8.2.5多功能系统稳定性
8.3基板与IC的互连可靠性
8.3.1影响基板与集成电路互连可靠性的因素
8.3.2100μm倒装芯片组装可靠性
8.3.3防止芯片开裂的可靠性研究
8.3.4焊点可靠性
8.3.5界面黏结和湿气对底部填料可靠性的影响
8.4未来的趋势和发展方向
8.4.1发展焊料
8.4.2柔性互连
8.4.3焊料和纳米互连之外的选择
8.5总结
参考文献
第9章MEMS封装
9.1引言
9.2MEMS封装中的挑战
9.3芯片级与晶圆级封装的对比
9.4晶圆键合技术
9.4.1直接键合
9.4.2利用中间层键合
9.5基于牺牲薄膜的密封技术
9.5.1刻蚀牺牲层材料
9.5.2牺牲层聚合物的分解
9.6低损耗聚合物封装技术
9.7吸气剂技术
9.7.1非挥发性吸气剂
9.7.2薄膜吸气剂
9.7.3使用吸气剂提高MEMS可靠性
9.8互连
9.9组装
9.10总结和展望
参考文献
第10章晶圆级SOP
10.1引言
10.1.1定义
10.1.2晶圆级封装——历史进程
10.2布线形成与再分布
10.2.1IC封装间距间隙
10.2.2硅上再分布层关闭间距间隙
10.3晶圆级薄膜嵌入式元件
10.3.1再分布层中的嵌入式薄膜元件
10.3.2硅载体基板上的嵌入式薄膜元件
10.4晶圆级封装和互连(WLPI)
10.4.1WLPI的分类
10.4.2WLSOP装配
10.5三维WLSOP
10.6晶圆级检测及老化
10.7总结
参考文献
第11章系统级封装（SOP）散热
11.1SOP散热基础
11.1.1SOP热影响
11.1.2基于SOP便携式产品的系统级热约束
11.2SOP模块内热源
11.2.1数字SOP
11.2.2RF SOP
11.2.3光电子SOP
11.2.4MEMS SOP
11.3传热模式基础
11.3.1传导
11.3.2对流
11.3.3辐射换热
11.4热分析原理
11.4.1热分析数值方法
11.4.2热分析的实验方法
11.5热管理技术
11.5.1概述
11.5.2热设计技术
11.6功率小化方法
11.6.1并行处理
11.6.2动态电压和频率调节（DVFS）
11.6.3专用处理器（ASP）
11.6.4缓存功率优化
11.6.5功率管理
11.7总结
参考文献
第12章系统级封装(SOP)模块及系统的电测试
12.1SOP电测试面临的挑战
12.1.1HVM测试过程的目标以及SOP面临的挑战
12.1.2SOP HVM的测试流程
12.2KGES测试
12.2.1基板互连测试
12.2.2嵌入式无源元件的测试
12.3数字子系统的优质嵌入式模块测试
12.3.1边界扫描——IEEE 1149.
12.3.2千兆赫数字测试：进展
12.4混合信号和RF子系统的KGEM测试
12.4.1测试策略
12.4.2故障模型和检测质量
12.4.3使用专用电路对规范参数的直接测量
12.4.4混合信号和RF电路的替代测试方法
12.5总结
参考文献
第13章生物传感器SOP
13.1引言
13.1.1SOP：高度小型化的电子系统技术
13.1.2用于小型化生物医疗植入物和传感系统的生物传感器SOP
13.1.3生物传感器SOP组成
13.2生物传感
13.2.1生物流体传送微通道
13.2.2生物感应单元（探针）设计和制备
13.2.3探针?目标分子杂交
13.3信号转换
13.3.1信号转换元件中的纳米材料和纳米结构
13.3.2信号转换元件的表面改性和生物功能化
13.3.3信号转换方法
13.4信号探测和电子处理
13.4.1低功率ASIC和生物SOP的合成信号设计
13.4.2生物SOP基板集成技术
13.5总结和未来趋势
13.5.1概述
13.5.2纳米生物SOP集成的挑战
参考文献
缩略语

　　本书是关于电子封装中系统级封装(System?on?Package,SOP)的一本专业性著作。本书由电子封装领域权威专家——美国工程院资深院士RaoR?Tummala教授和MadhavanSwaminathan教授编著，由多位长期从事微纳制造、电子封装理论和技术研究的知名学者以及专家编写而成。本书从系统级封装基本思想和概念讲起，陆续通过13个章节分别介绍了片上系统封装技术，芯片堆叠技术，射频、光电子、混合信号的集成系统封装技术，多层布线和薄膜元件系统封装技术，MEMS封装及晶圆级系统级封装技术等，还介绍了系统级封装后续的热管理问题、相关测试方法的研究状况，并在*后介绍了系统级封装技术在生物传感器方面的应用情况。
　　本书无论是对高校高年级本科生，从事电子封装技术研究的研究生，还是从事相关研究工作的专业技术及研究人员都有较大帮助。

Rao R.Tummala 
佐治亚理工学院微系统封装研究中心的创办者，特聘教授、讲座教授。他是前IBM院士，是美国电气和电子工程师协会（IEEE)下的组件封装与制造技术学会(CPMT)和国际微电子与封装协会（IMAPS)前主席，IEEE会士，美国工程院和印度工程院院士。Tummala博士获得过多项工业界、学术界和专业机构的将项，其中包括作为全美50大杰出者之一获得工业周刊的奖项。他著有5本专业书籍，发表专业论文425篇，72项专利和发明。
Madhavan Swaminathan
佐治亚理工学院电气和计算机工程学院电子学约瑟.佩蒂特教授，微系统封装研究中心副主任。他是Jacket Micro Devices 公司创始人之一，集成射频模块和基板的无线应用研究领域领头人，SoPWorXW公司（致力于系统级封装应用的电子自动化软件设计）领导者。加入佐治亚理工学院之前，他曾在IBM研究超级计算机的封装。目前已经发表了300多篇著作，拥有15项专利并荣膺成为IEEE会士。