集成电路系统级封装电子书

内容简介

“集成电路系列丛书”编委会

“集成电路系列丛书·集成电路封装测试”编委会

“集成电路系列丛书”主编序言

前言

第1章 系统集成的发展历程

1.1 系统级封装技术的发展

1.1.1 系统级封装技术发展历史

1.1.2 系统级封装技术的开发和专利申请

1.2 系统级封装的结构与特点

1.2.1 2D封装结构

1.2.2 2.5D封装结构

1.2.3 3D封装结构

1.3 系统级封装的应用驱动

1.3.1 系统级封装的性能与功能

1.3.2 系统级封装的小型化、高性价比

1.3.3 系统级封装的可靠性

1.3.4 系统级封装的技术发展

参考文献

第2章 系统级封装集成的应用

2.1 系统级封装在高性能处理器方面的应用

2.1.1 系统级封装在内存技术中的应用

2.1.2 系统级封装在高性能图像处理器与显存技术中的应用

2.1.3 系统级封装在其他高性能处理芯片中的应用

2.2 系统级封装在无线通信模块中的应用

2.2.1 系统级封装应用于无线通信模块的优势

2.2.2 系统级封装应用于无线通信系统

2.2.3 发展趋势和挑战

2.3 系统级封装技术在固态硬盘方面的应用

2.3.1 SSD原理

2.3.2 3D NAND和3D封装集成SSD

2.3.3 3D集成封装技术在SSD中的应用实例

2.3.4 发展趋势

2.4 系统级封装在电源模块、功率模块中的应用

2.4.1 电源模块、功率模块的简介

2.4.2 电源、功率元器件半导体材料

2.4.3 电源模块、功率模块封装结构及关键技术

2.4.4 电源模块、功率模块发展趋势

2.5 系统级封装在MEMS中的应用

2.5.1 MEMS传感器系统级封装的结构和先进互连技术

2.5.2 MEMS传感器的系统级封装实例

2.5.3 MEMS系统级封装发展趋势与挑战

2.6 系统级封装集成在智能手机、可穿戴设备、物联网中的应用

2.6.1 系统级封装集成在智能手机中的应用

2.6.2 系统级封装集成在可穿戴设备中的应用

2.6.3 系统级封装集成在物联网中的应用

2.6.4 发展展望

参考文献

第3章 系统级封装的综合设计

3.1 系统级封装设计导论

3.2 系统级封装设计概述

3.2.1 设计流程

3.2.2 封装设计

3.2.3 基板设计

3.2.4 高密度结构设计

3.2.5 可靠性设计

3.3 电性能的分析与优化

3.3.1 传输线的影响分析

3.3.2 串扰分析与优化

3.3.3 电磁干扰分析与优化

3.3.4 电源完整性分析与优化

3.3.5 高速系统板设计的分析与优化

3.4 热性能的分析与优化设计

3.4.1 热设计

3.4.2 散热机理

3.4.3 JEDEC标准

3.4.4 热仿真流程及热仿真模型

3.4.5 封装散热分析优化

3.5 机械性能的分析与优化

3.5.1 材料常规机械属性

3.5.2 封装中的应力优化

参考文献

第4章 系统级封装集成基板

4.1 陶瓷基板

4.1.1 厚膜陶瓷基板

4.1.2 薄膜陶瓷基板

4.1.3 低温共烧陶瓷基板

4.1.4 高温共烧陶瓷基板

4.2 高密度金属引线框架基板

4.2.1 金属引线框架材料

4.2.2 金属引线框架的制造工艺

4.2.3 高密度金属引线框架

4.2.4 大功率金属引线框架

4.3 高密度有机基板

4.3.1 有机基板材料组成

4.3.2 多层基板

4.3.3 无芯基板

4.3.4 超薄单层基板

4.3.5 埋入式基板

4.3.6 有机基板制造工艺

4.4 预包封引线互联系统基板

4.4.1 单层MIS基板

4.4.2 多层MIS基板

4.4.3 埋入式MIS基板

4.4.4 MIS基板的制造工艺

4.5 转接板

4.5.1 转接板的主要类型及应用

4.5.2 转接板的典型工艺流程

4.5.3 转接板的关键工艺技术

4.6 扇出型晶圆级封装无基板重布线连接

4.6.1 简介

4.6.2 结构和材料

4.6.3 工艺流程及特点

4.6.4 FOWLP与有机基板封装的性能对比

参考文献

第5章 封装集成所用芯片、元器件和材料

5.1 芯片

5.1.1 芯片的分类

5.1.2 芯片的封装形式

5.2 无源元器件

5.2.1 贴片电阻

5.2.2 贴片电容

5.2.3 贴片电感

5.3 集成无源器件

5.3.1 表面贴装陶瓷集成无源器件

5.3.2 晶圆级集成无源器件

5.3.3 无源元器件埋入式基板集成

5.4 滤波器、晶振、天线、指纹传感器

5.4.1 信号滤波器

5.4.2 晶振

5.4.3 天线

5.4.4 指纹传感器

5.5 封装关键材料

5.5.1 装片胶材料

5.5.2 凸点材料

5.5.3 引线键合材料

5.5.4 塑封料

5.5.5 锡焊球材料

参考文献

第6章 封装集成关键技术及工艺

6.1 表面贴装工艺

6.1.1 SMT工艺

6.1.2 系统级封装高密度贴装工艺

6.1.3 SMT工艺关键技术

6.1.4 SMT设备

6.1.5 SMT材料

6.2 引线键合工艺

6.2.1 引线键合过程

6.2.2 金属丝引线键合的工艺难点

6.2.3 引线键合的精确控制

6.3 倒装工艺

6.3.1 倒装工艺背景和历史

6.3.2 倒装芯片互连结构

6.3.3 凸点下层金属化

6.3.4 UBM金属层的制备

6.3.5 凸点材料的选择与制备

6.3.6 倒装键合工艺

6.4 底部填充工艺

6.4.1 底部填充工艺的作用

6.4.2 底部填充工艺和相关主要材料

6.4.3 底部填充材料的关键性能

6.4.4 底部填充材料的发展趋势

6.5 硅通孔工艺

6.5.1 硅通孔制造工艺

6.5.2 深反应离子蚀刻

6.5.3 绝缘层沉积

6.5.4 扩散阻挡层和种子黏附层的沉积

6.5.5 硅通孔镀铜

6.6 重布线工艺

6.6.1 电镀铜重布线

6.6.2 大马士革重布线

6.6.3 金属蒸镀+金属剥除重布线

6.7 临时键合与解键合工艺

6.7.1 热/机械滑移式临时键合与解键合

6.7.2 化学浸泡式临时键合与解键合

6.7.3 激光式临时键合与解键合

6.8 塑封工艺

6.8.1 塑封前等离子清洗

6.8.2 塑封工艺的分类

6.8.3 影响塑封工艺的关键因素

6.8.4 塑封后固化烘烤

参考文献

第7章 系统级封装集成结构

7.1 陶瓷封装集成结构

7.1.1 陶瓷封装的类型及工艺

7.1.2 多腔陶瓷封装结构

7.1.3 采用不同基板的陶瓷封装结构

7.1.4 基板与外壳一体化的陶瓷封装结构

7.1.5 陶瓷封装叠层结构

7.2 多芯片堆叠封装结构

7.2.1 封装体内裸芯片堆叠的方案

7.2.2 主要相关工艺技术介绍

7.3 埋入式封装结构

7.3.1 埋入式基板

7.3.2 预包封引线互联系统基板封装结构

7.4 封装体堆叠封装结构

7.4.1 PoP封装结构简介

7.4.2 PoP底部封装结构及工艺

7.4.3 PoP结构的现状和发展

7.5 双面封装结构

7.5.1 引线键合双面封装结构

7.5.2 双面封装流程

7.6 MEMS封装结构

7.6.1 MEMS产品

7.6.2 MEMS传感器种类和应用

7.6.3 MEMS传感器封装结构

7.6.4 晶圆级芯片封装

7.7 2.5D封装结构

7.7.1 2.5D硅转接板封装结构

7.7.2 2.5D封装的工艺流程

7.7.3 2.5D埋入式多芯片桥连封装结构

7.7.4 2.5D无转接板封装结构

7.7.5 2.5D封装技术的现状和发展

7.8 扇出型封装结构

7.8.1 芯片朝下的扇出型系统级封装

7.8.2 芯片朝上的扇出型系统级封装

7.8.3 2.5D扇出型系统级封装结构

7.8.4 EWLB堆叠封装结构

7.8.5 集成扇出型堆叠封装结构

7.8.6 扇出型系统级封装的发展趋势

参考文献

第8章 集成功能测试

8.1 系统级封装测试

8.1.1 晶圆测试

8.1.2 封装成品测试

8.1.3 可靠性测试

8.1.4 板级系统测试

8.1.5 系统级封装成品测试流程

8.2 系统级封装测试项目

8.2.1 系统级封装通用测试项目

8.2.2 模拟电路测试项目

8.2.3 数字电路测试项目

8.2.4 射频电路测试项目

8.2.5 混合信号电路测试项目

8.3 测试机

8.3.1 测试机市场

8.3.2 测试机结构

8.3.3 测试机选型

8.4 系统级封装测试技术要求

8.5 系统级封装量产测试

8.6 系统级封装测试的发展趋势

参考文献

第9章 可靠性与失效分析

9.1 系统级封装可靠性

9.1.1 系统级封装的可靠性要求

9.1.2 系统级封装的可靠性

9.2 可靠性试验

9.2.1 塑封芯片短时间封装可靠性试验

9.2.2 塑封芯片长时间封装可靠性测试

9.2.3 板级可靠性加速测试

9.3 失效分析

9.3.1 热点分析技术

9.3.2 无损探伤技术

9.3.3 聚焦离子束技术

9.3.4 剥层技术

9.3.5 失效分析方法与流程

9.3.6 其他失效分析手段

9.4 系统级封装常见失效模式

9.4.1 芯片常见缺陷

9.4.2 多芯片封装集成常见失效模式

9.4.3 多芯片堆叠封装常见失效模式

9.4.4 PoP常见失效模式

9.4.5 MEMS封装常见失效模式

9.5 系统级封装典型失效案例分析

9.5.1 板级案例分析——焊锡桥连

9.5.2 板级案例分析——金属残留

9.5.3 板级案例分析——静电释放短路

9.5.4 板级案例分析——电气过载开路

9.5.5 板级案例分析——焊锡流失开路

9.5.6 板级案例分析——元器件触碰失效

9.5.7 板级案例分析——元器件锡桥连

9.6 系统级封装可靠性持续改善

9.6.1 内应力与结合强度

9.6.2 玻璃转换温度

9.6.3 减小潜变应力

参考文献

通用术语