集成电路高可靠封装技术

主编赵鹤然，在电子封装领域工作十余年；长期从事封装工艺技术研究、集成电路可靠性研究、失效分析、封装抗辐射加固技术研究等工作；作为项目负责人，主持项目两项；作为封装负责人，参与科研、生产项目10余项；被中国电子科技集团公司第四十七研究所评为2019年度很好青年人才，2020年度很好科技人才。

前言

第1章 概述

 1.1 关键术语及含义

 1.1.1 可靠性

 1.1.2 高可靠

 1.1.3 陶瓷封装

 1.1.4 洁净室

 1.1.5 质量等级

 1.1.6 辐照加固保证（RHA）

 1.1.7 二次筛选

 1.1.8 失效分析（FA）

 1.1.9 破坏性物理分析（DPA）

 1.1.10 质量体系

 1.1.11 统计过程控制（SPC）

 1.2 电子封装技术的发展

 1.2.1 摩尔定律

 1.2.2 集成电路和混合电路

 1.2.3 高可靠封装类型

 1.2.4 金属封装类型

 1.2.5 封装外形图及标注

 1.3 封装工艺及检验

 1.3.1 高可靠封装

 1.3.2 检验

 1.3.3 执行标准

 1.3.4 美国标准

 参考文献

第2章 划片

 2.1 划片工艺概述

 2.1.1 划片工艺介绍

 2.1.2 划片方式

 2.1.3 划片工艺步骤

 2.1.4 机遇与挑战

 2.2 划片刀及原理

 2.2.1 划片刀组成

 2.2.2 划片刀结构特点

 2.2.3 划片刀切割机理

 2.2.4 刀刃与线宽

 2.2.5 刀片磨损

 2.3 崩边、分层及影响因素

 2.3.1 正面崩边

 2.3.2 背面崩边

 2.3.3 划片刀选型

 2.3.4 砂轮转速

 2.3.5 蓝膜粘接强度

 2.3.6 晶圆厚度

 2.3.7 冷却水添加剂

 2.3.8 划片参数

 2.4 激光切割

 2.4.1 激光切割的优势

 2.4.2 紫外激光划片

 2.4.3 激光隐形划片

 2.4.4 微水刀激光

 2.5 划片工艺面对的挑战

 2.5.1 超薄晶圆

 2.5.2 低k介质晶圆

 2.5.3 砷化镓

 2.5.4 碳化硅

 参考文献

第3章 粘片

 3.1 粘片工艺概述

 3.1.1 粘片工艺介绍

 3.1.2 粘片工艺的选择

 3.1.3 粘片质量标准———剪切强度

 3.1.4 粘片质量指标———空洞率

 3.2 导热胶粘片

 3.2.1 粘接原理

 3.2.2 导电胶的固化

 3.2.3 玻璃化转变温度Tg

 3.3 导电胶的特性

 3.3.1 导电胶的组成

 3.3.2 导电胶的导电原理

 3.3.3 各向异性导电胶

 3.3.4 导电性与粘接强度

 3.3.5 水汽与导电性

 3.3.6 固化温度与导电性

 3.3.7 银迁移

 3.4 粘接可靠性的失效模式与影响分析（FMEA）

 3.4.1 FMEA

 3.4.2 芯片粘接失效模式统计

 3.4.3 芯片粘接FMEA表格的建立

 3.5 导热胶的失效

 3.5.1 吸湿与氧化腐蚀

 3.5.2 裂纹和分层

 3.5.3 蠕变

 3.5.4 溢出胶量与应力

 3.5.5 胶层厚度与应力

 3.5.6 不良应力与导热胶粘接失效

 3.5.7 保存与使用失效

 3.6 芯片的堆叠与应力

 3.6.1 多芯片堆叠

 3.6.2 多层芯片堆叠应力集中

 3.6.3 芯片的裂纹

 3.6.4 爬胶与胶膜

 3.7 焊接的基本概念

 3.7.1 润湿

 3.7.2 铺展

 3.7.3 填缝

 3.7.4 钎焊

 3.7.5 软焊料

 3.7.6 界面金属间化合物（IMC）

 3.7.7 共晶

 3.7.8 固溶体

 3.7.9 相图

 3.8 芯片焊接工艺

 3.8.1 芯片焊接

 3.8.2 共晶摩擦粘片

 3.8.3 烧结粘片

 3.8.4 多温度梯度粘片

 3.9 典型焊料相图与性质

 3.9.1 Sn-Pb合金

 3.9.2 Au-Sn合金

 3.9.3 Au-Si合金

 3.9.4 Au-Ge合金

 3.10 真空烧结粘片

 3.10.1 真空烧结的含义

 3.10.2 烧结温度曲线

 3.10.3 焊料熔融时间

 3.10.4 烧结过程中的气氛

 3.10.5 烧结过程中的还原气体

 3.10.6 烧结过程中的焊接压力

 3.11 芯片焊接失效模式

 3.11.1 失效模式分析

 3.11.2 芯片脱落失效原因及采取措施

 3.11.3 粘接空洞失效原因及采取措施

 3.11.4 内部气氛不合格原因及采取措施

 3.12 焊接空洞

 3.12.1 焊接空洞的标准

 3.12.2 氧化对空洞的影响

 3.12.3 助焊剂选型与空洞

 3.12.4 焊接工艺与空洞率

 3.12.5 真空度与焊接空洞

 参考文献

第4章 引线键合

 4.1 引线键合概述

 4.1.1 引线键合介绍

 4.1.2 引线键合机理

 4.1.3 分类

 4.1.4 键合丝

 4.1.5 键合工具

 4.1.6 线径与电流

 4.2 金丝键合

 4.2.1 工艺步骤

 4.2.2 关键参数

 4.3 铝丝键合

 4.3.1 工艺步骤

 4.3.2 关键参数

 4.3.3 超声键合界面

 4.4 引线键合评价方法

 4.4.1 键合拉力测试

 4.4.2 焊球剪切应力测试

 4.4.3 键合目检

 4.5 金铝键合

 4.5.1 金铝效应概述

 4.5.2 Au/Al与Al/Au体系

 4.5.3 影响因素

 4.5.4 表现形式

 4.5.5 应对措施

 4.6 焊盘起皮

 4.6.1 焊盘起皮现象

 4.6.2 超声参数

 4.6.3 劈刀

 4.6.4 滑移

 4.6.5 工艺参数

 4.6.6 晶圆制造

 4.7 热影响区

 4.7.1 概述

 4.7.2 属性变化

 4.7.3 热影响区长度影响因素

 参考文献

第5章

作者团队长期从事封装工艺技术研究、集成电路可靠性研究、失效分析、封装抗辐射加固技术研究和制造等工作。 对于高可靠集成电路，本书的内容既关注封测各工艺环节和检测技术的新近成果，又关注技术落地实践的经验总结，对国内相关研究有一定的参考价值。也希望本书可以助力我国芯片产业进一步发展和逐步成熟。

本书应用理论和实际经验并重，共分为五章。第1章概括介绍了集成电路高可靠封装体系框架；之后四章详细讲解了划片、粘片、引线键合和密封四大工序，每章都介绍相应工序的基本概念，并将该工序的重点内容、行业内关注的热点、常见的失效问题及产生机理，按照小节逐一展开。本书内容齐全，凝聚了多年的科研成果，更吸收了国内外相关科研工作者的智慧结晶，是目前关于集成电路高可靠封装技术前沿、详尽、实用的图书。 本书可作为电子封装工艺、技术和工程领域科研人员、高校师生及企业等相关单位科技工作者的重要参考书。