微電子封裝超聲鍵合機(jī)理與技術(shù)

前言

第1章緒論

1.1新技術(shù)革命浪潮下的微電子制造

1.2現(xiàn)代微電子制造業(yè)中的封裝互連

1.3微電子封裝測(cè)試和可靠性

1.4微電子封裝互連的發(fā)展趨勢(shì)

1.5超聲鍵合機(jī)理與技術(shù)研究

參考文獻(xiàn)

第2章?lián)Q能系統(tǒng)振動(dòng)特性有限元分析

2.1壓電材料結(jié)構(gòu)的有限元方法

2.2換能系統(tǒng)有限元模型

2.3模態(tài)分析

2.4諧響應(yīng)分析

參考文獻(xiàn)

第3章?lián)Q能系統(tǒng)多模態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究

3.1測(cè)試方法

3.2測(cè)試結(jié)果

3.3鍵合工具響應(yīng)振型與運(yùn)動(dòng)軌跡分析

3.4多模態(tài)特性對(duì)鍵合質(zhì)量的影響

3.5換能系統(tǒng)多模態(tài)產(chǎn)生原因及抑制建議

參考文獻(xiàn)

第4章?lián)Q能系統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)計(jì)

4.1基本結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算

4.2基于頻率靈敏度方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

4.3加工與裝配

4.4設(shè)計(jì)實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第5章PZT換能系統(tǒng)的特性和行為

5.1換能系統(tǒng)等效電路與電學(xué)導(dǎo)納特性

5.2阻抗分析儀測(cè)試換能系統(tǒng)的電學(xué)特性

5.3加載電壓對(duì)PZT壓電換能器穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性的影響

5.4環(huán)境溫度對(duì)PZT壓電換能器穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性的影響

5.5連接松緊度對(duì)PZT壓電換能器穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性的影響

5.6超聲換能系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與速度導(dǎo)納

5.7超聲換能系統(tǒng)的實(shí)際加卸載過(guò)程

5.8超聲換能系統(tǒng)的俯仰振動(dòng)

5.9劈刀的振動(dòng)模態(tài)

5.10換能系統(tǒng)電學(xué)輸入的復(fù)數(shù)表示

5.11實(shí)際引線鍵合過(guò)程換能系統(tǒng)的能量輸入

參考文獻(xiàn)

第6章超聲鍵合界面快速形成機(jī)理

6.1超聲振動(dòng)激活金屬材料位錯(cuò)的觀察

6.2原子擴(kuò)散體系的激活能及快速通道機(jī)制

6.3超聲界面快速擴(kuò)散通道機(jī)理

參考文獻(xiàn)

第7章擴(kuò)散鍵合界面強(qiáng)度構(gòu)成與演變規(guī)律

7.1界面原子擴(kuò)散層厚與微結(jié)構(gòu)強(qiáng)度構(gòu)成

7.2超聲鍵合過(guò)程多參數(shù)與鍵合界面微結(jié)構(gòu)演變規(guī)律

7.3超聲鍵合系統(tǒng)阻抗/功率特性

參考文獻(xiàn)

第8章熱超聲倒裝鍵合界面規(guī)律與鍵合工具設(shè)計(jì)

8.1熱超聲倒裝實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

8.2多點(diǎn)芯片熱超聲倒裝鍵合的實(shí)現(xiàn)

8.3倒裝凸點(diǎn)的熱超聲植球工藝探索

8.4倒裝界面、鍵合工具、工藝的協(xié)同

參考文獻(xiàn)

第9章倒裝多界面超聲傳遞規(guī)律與新工藝

9.1倒裝二鍵合界面TEM特性與界面擴(kuò)散

9.2倒裝二界面性能分析與工藝新構(gòu)思

9.3基板傳能與基板植球倒裝實(shí)現(xiàn)與傳能規(guī)律

9.4熱超聲倒裝二界面?zhèn)髂芤?guī)律分析

9.5熱超聲倒裝鍵合過(guò)程多參數(shù)影響規(guī)律

參考文獻(xiàn)

第10章熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)

10.1熱超聲倒裝鍵合試驗(yàn)臺(tái)

……

第11章熱超聲倒裝鍵合工藝優(yōu)化

第12章引線鍵合過(guò)程的時(shí)頻分析

第13章?lián)Q能系統(tǒng)與鍵合動(dòng)力學(xué)的非線性檢測(cè)與分析

第14章加熱臺(tái)溫度引起對(duì)準(zhǔn)誤差的檢測(cè)與消除

第15章基于高速攝像的EF0打火成球?qū)嶒?yàn)研究

第16章三維疊層芯片的互連

第17章懸臂鍵合與銅線互連

第18章引線成形過(guò)程的研究

第19章基于FPGA的超聲發(fā)生器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

《微電子封裝超聲鍵合機(jī)理與技術(shù)》可作為高等院校微電子制造工程專業(yè)的研究生參考書(shū)，也可供機(jī)械、材料、測(cè)控技術(shù)等領(lǐng)域從事微電子制造研究的科研人員使用和參考。

1 微電子器件封裝概述

1.1 微電子封裝的意義

1.1.1 微電子器件封裝和互連接的等級(jí)

1.1.2 微電子產(chǎn)品

1.2 封裝在微電子中的作用

1.2.1 微電子

1.2.2 半導(dǎo)體的性質(zhì)

1.2.3 微電子元件

1.2.4 集成電路

1.2.5 集成電路IC封裝的種類

1.3 微電子整機(jī)系統(tǒng)封裝

1.3.1 通信工業(yè)

1.3.2 汽車系統(tǒng)當(dāng)中的系統(tǒng)封裝

1.3.3 醫(yī)用電子系統(tǒng)的封裝

1.3.4 日用電子產(chǎn)品

1.3.5 微電子機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)品

1.4 微電子封裝設(shè)計(jì)

2 封裝的電設(shè)計(jì)

2.1 電的基本概念

2.1.1 歐姆定律

2.1.2 趨膚效應(yīng)

2.1.3 克西霍夫定律

2.1.4 噪聲

2.1.5 時(shí)間延遲

2.1.6 傳輸線

2.1.7 線間干擾

2.1.8 電磁波干擾

2.1.9 SPICE電路模擬計(jì)算機(jī)程序

2.2 封裝的信號(hào)傳送

2.2.1 信號(hào)傳送性能指標(biāo)

2.2.2 克西霍夫定律和轉(zhuǎn)變時(shí)間延遲

2.3 互連接的傳輸線理論

2.3.1 一維波動(dòng)方程

2.3.2 數(shù)字晶體管的傳輸線波

2.3.3 傳輸線終端的匹配

2.3.4 傳輸線效應(yīng)的應(yīng)用

2.4 互連接線間的干擾(串線)

2.5 電力分配的電感效應(yīng)

2.5.1 電感效應(yīng)

2.5.2 有效電感

2.5.3 芯片電路的電感和噪聲的關(guān)系

2.5.4 輸出激勵(lì)器的電感和噪聲的關(guān)系

2.5.5 供電的噪聲

2.5.6 封裝技術(shù)對(duì)感生電感的影響

2.5.7 設(shè)置去耦合電容

2.5.8 電磁干擾

2.5.9 封裝的電設(shè)計(jì)小結(jié)

3 封裝的熱控制

……

4 陶瓷封裝材料

5 聚合物材料封裝

6 引線框架材料

7 金屬焊接材料

8 高分子環(huán)氧樹(shù)脂

9 IC芯片貼裝與引線鍵合

10 可靠性設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

1、BGA封裝技術(shù)

BGA封裝技術(shù)誕生于20世紀(jì)90年代，其中文全稱為焊球陣列封裝技術(shù)，由于已經(jīng)有了較長(zhǎng)的發(fā)展歷程，因而在目前的應(yīng)用實(shí)踐中有著較高的技術(shù)成熟度，通過(guò)球柱形焊點(diǎn)陣列進(jìn)行I/O端與基板的封裝是其主要的封裝原理。相較于其他常見(jiàn)微電子封裝技術(shù)，BGA封裝技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于陣列密度高、組裝成品率高。在塑料焊球陣列、陶瓷焊球陣列、金屬焊球陣列等多種BGA封裝技術(shù)中，裝芯片焊球陣列封裝將是未來(lái)BGA技術(shù)的主要發(fā)展方向。

2、3D封裝技術(shù)

3D封裝技術(shù)是伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而逐漸興起的，目前主要應(yīng)用于手持設(shè)備的高密度立體式組裝之中，是同時(shí)滿足多個(gè)芯片組立體式封裝需求的有效途徑。在現(xiàn)階段市面上常見(jiàn)的各種封裝技術(shù)中，3D封裝技術(shù)具備的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于功能性豐富、封裝密度高、電性能熱性能突出。

3、表面封裝技術(shù)

釬焊技術(shù)是目前使用最廣的一種微電子表面封裝技術(shù)，根據(jù)具體的銜接需要，將需要銜接的物體表面的電子元件與指定的焊盤(pán)進(jìn)行釬焊，使原件與焊盤(pán)之間產(chǎn)生電路功能是釬焊技術(shù)的主要封裝原理。此種焊接方式下，原件與焊盤(pán)的連接是極為可靠的；與此同時(shí)，軟釬焊技術(shù)所使用的釬焊，其內(nèi)包含的釬劑對(duì)于金屬表面雜質(zhì)的去除效果極佳，這對(duì)于焊接過(guò)程中釬料潤(rùn)滑度的增加是十分有利的，因而，相較于其他微電子封裝技術(shù)，釬焊技術(shù)的封裝速度明顯更快。