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微电子封装技术

中科院院士、高校、企业专家联袂推荐。 。十三五江苏省高校重点教材。涵盖 结构、材料、工艺、理论、仿真 ,展现**发展趋势。

作者:周玉刚、张荣
丛书名:面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材
定价:69
印次:1-3
ISBN:9787302614128
出版日期:2023.01.01
印刷日期:2024.01.17

本书面向信息电子制造产业,介绍微电子封装及电子组装制造的基本概念,封装的主要形式、基本工艺、主要材料,兼顾传统封装技术和先进封装技术,并专门介绍产业和研究/开发热点,兼顾微电子封装技术的基础知识与发展趋势。 全书包括绪论以及传统封装工艺与封装形式、先进封装技术(FC、BGA、WLP、CSP、SIP、3D)、微电子组装与基板工艺、封装材料与绿色制造、封装热管理与可靠性五部分内容,共20 章。 本书适合从事微电子和电子专业相关的研发、生产的科技人员,特别是从事集成电路封装和组装的人员系统地了解微电子封装的基础知识和发展趋势,也适合高等学校本科层次教学使用。

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前言 摩尔定律表明,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目每隔18~24个月就会增加1倍,性能也提升1倍。这种趋势已经持续超过半个世纪。随着集成电路芯片工艺进入10nm以下,中国台湾积体电路制造股份有限公司(简称台积电)已经突破3nm芯片工艺,未来还将挑战1nm工艺,但摩尔定律的维持越来越困难。经济方面,更先进的制程投入的成本十分庞大,风险越来越大; 技术方面也面临着多方面的限制,如光刻(光刻机、光刻胶)、器件物理中的量子效应、互连的寄生效应、功耗、延时、封装等。摩尔定律仍将继续,但必然面临极限。 集成电路等技术的发展,推动了移动互联网、智能穿戴、物联网、5G、人工智能等新技术的高速发展,反过来又对集成电路技术提出了更高更新的要求,如更高的速度、更低的功耗和更小的体积。 在摩尔定律之外,存在着多种可能路径来解决上述新的要求。后CMOS时代,可能有新型晶体管来替代; 材料方面,除了硅基的芯片外,可能有碳基二维材料或者其他新材料及其组合的芯片; 在部分应用中,量子计算机可能部分代替传统计算机,以提高效率。此外,计算机的效率也依赖于代码,对现有代码的优化也可能大幅提升计算的效率。 除了上述解决方案之外,先进的封装技术是现有技术最成熟和技术演化不确定性较小的解决方案,能够通过渐进的技术提升和迭代,提供高性价比的解决方案,满足未来较长时间的需要。台积电创始人张忠谋在2014年就指出,半导体行业的下一个机会是物联网(Internet of Things,IoT),其中关键的技术包括系统级封装、低功耗、传感器三大技术。封装技术可以提高IC速度、降低功耗、减少体积,并已经发挥了越来越重要的作用,其技术涉及材料、电子工程、工业软件、高端装备制造等众多学科和产业领域,需要大量多学科的人才和复合型人才。 半导体集成电路,特别是高端芯片已经成为国际竞争的重要领域。随着国家对半导体集成电路的投入加大,我国在半导体集成电路领域快速发展。目前在封装领域与外部对手差距相对较小,更多的创新型、领军型人才更早接触并投入到相关专业领域,对未来引领封装领域创新有重要的意义。 围绕上述人才需求,本书面向信息电子制造产业,介绍微电子封装及电子组装制造的基本概念,封装的主要形式、基本工艺、主要材料,兼顾传统封装技术和先进封装技术,并专门介绍产业和研究/开发热点。希望本书能够成为封装领域卓越工程师和高层次人才培养的入门书,为集成电路的产业发展和教育教学发挥积极的作用。 周玉刚承担了本书编写的资料搜集和具体撰写工作,张荣对本书的修改提出了许多指导意见。 编者 2022年8月

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  • 周玉刚,南京大学教授。1992-2001年就读于南京大学,获学士和博士学位。2004-2013年,参与香港微晶先进光电技术有限公司的创建和发展,历任高级工程师到研发总监,成功开发出倒装焊LED、集成驱动电路的芯片级光源等技术,多项成果国际领先、国际先进。2013年入职南京大学,迄今连续10年负责南京大学电子科学与工程学院卓越工程师班“微电子封装技术”课程教学和工程实践,课程得到长电科技等龙头企业的支持。发表SCI论文70余篇,获他引1600余次,以第一发明人获发明专利授权13项。

    张荣,我国最早开展宽禁带半导体研究的科学家之一,在宽禁带半导体材料和器件,特别是光电探测器件与成像技术、发光器件与显示技术、功率电子器件与可靠性方面有比较系统的研究。多项研究成果完成产业化,实现了重要应用。在半导体人才培养方面有丰富的经验,任厦门大学集成电路国家级产教融合创新平台主任。先后获国家技术发明二等奖、国家自然科学二等奖、国家技术发明三等奖、4项省部级科技成果一等奖和何梁何利科学与技术进步奖。授权国内外发明专利100多件,发表SCI论文400余篇。
  • (1)重视基础知识,结合学科技术发展轨迹强化对基础知识的理解和运用,通过系统归纳技术发展的方向及其对产业的影响培养学生的学习能力、调研能力和分析能力。
    (2)强调跨领域知识点的融会贯通,如芯片工艺和封装工艺的融合,材料体系对封装性能的影响。
    (3)注重需求导向的思维培养,结合应用发展趋势分析其对封装技术的要求,如历史上BGA发展的背景,现阶段移动互联、智能穿戴对封装技术进步要求,未来物联网、5G等对封装技术进步要求。
    (4)力求展现**的技术发展,在**的技术发展细节中体现工程应用中的创新思维。
    (5)基础理论、工艺设备、仿真计算等知识学习与能力培养有机结合。
    (6)配套相关各种类型习题,包括基础知识的检查与不同方面的调研,帮助学生巩固知识并思考掌握学科**发展。
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  • 目录

    第1章绪论

    1.1封装概述

    1.1.1封装的定义

    1.1.2封装的基本功能

    1.1.3广义封装与封装分级

    1.2封装技术的发展趋势

    1.2.1封装技术的重大革新与产品类型的演变

    1.2.2封装工艺发展的总体方向

    1.2.3封装形式的发展方向

    1.3本书内容导读

    习题

    参考文献

    第2章晶圆减薄与切割

    2.1晶圆减薄

    2.1.1减薄的作用

    2.1.2主要减薄技术

    2.1.3磨削减薄技术

    2.2晶圆切割

    2.2.1晶圆切割工艺步骤

    2.2.2机械切割

    2.2.3激光切割

    2.3芯片分离技术的发展

    2.3.1先切割后减薄技术

    2.3.2隐形切割后背面磨削技术

    2.3.3等离子切割技术

    习题

    参考文献

    第3章芯片贴装

    3.1导电胶黏结技术

    3.1.1导电胶的成分

    3.1.2导电胶黏结工艺过程

    3.2共晶焊接技术

    3.2.1共晶反应与相图

    3.2.2共晶焊接的原理与工艺方法

    3.2.3共晶焊接的局限

    3.3焊料焊接技术

    3.4低熔点玻璃黏结技术

    3.5新型芯片黏结技术

    3.5.1芯片黏结薄膜工艺

    3.5.2金属焊膏烧结技术

    习题

    参考文献

    第4章引线键合

    4.1引线键合概述

    4.2引线键合的分类

    4.2.1热压键合

    4.2.2热超声键合

    4.2.3超声键合

    4.3引线键合工艺流程

    4....

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