集成电路封装材料的表征 9787560342825 哈尔滨工业大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美布伦德尔，美埃文斯，美摩尔 著

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• 集成电路
• 封装材料
• 表征
• 哈尔滨工业大学出版社
• 材料科学
• 电子工程
• 半导体
• 测试分析
• 可靠性
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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560342825

商品编码：29220793986

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：集成电路封装材料的表征

定价：98.00元

作者：(美)布伦德尔,(美)埃文斯,(美)摩尔

出版社：哈尔滨工业大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787560342825

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《集成电路封装材料的表征(英文)》的主要内容包括： Foreword；Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series xiii；Preface to Series xiv；Preface to the Reissue of Integrated Circuit Packaging Materials xv；Preface xvi；Contributors xix等。

目录

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作者介绍

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Thomas M. Moore and Robert G. McKennaForeword by Walter H. Schroen， TI FELLOWCharacterization of Integrated Circuit Packaging Materials deals with the systemsof materials that prise IC packages. Chapters in this volume address important characteristics of IC packages. It demonstrates analytical techniquesappropriate for IC package characterization through examples of the measurement of critical performance parameters and the analysis of key technologicalproblems of IC packages. This book discusses issues which affect a varietyof package types， including plastic surface—mount packages， hermetic packages， and advanced designs such as flip—chip， chip—on—board， and multi—chipmodels.

文摘

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序言

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《集成电路封装材料的表征》 引言 在日新月异的微电子技术领域，集成电路（IC）的性能、可靠性和寿命在很大程度上取决于其封装。封装不仅是保护脆弱芯片免受物理损伤、化学腐蚀和环境因素影响的关键屏障，更是实现芯片与外部电路连接、散热以及传递信号的重要桥梁。而构成封装的各种材料，其性能的优劣和特性的精准把控，则直接决定了整个封装系统的质量。 本书《集成电路封装材料的表征》深入剖析了当前集成电路封装领域中最具代表性和应用前景的各类材料，并着重阐述了如何运用一系列科学严谨的表征技术，对其关键物理、化学、热学、力学以及电学性能进行全面、准确的评价。通过对这些材料特性的深入理解和量化分析，读者将能够为新一代高性能、高可靠性集成电路的封装材料选择、设计和优化提供坚实的理论基础和实践指导。 第一章：集成电路封装概述与材料的重要性 本章首先回顾了集成电路封装技术的发展历程，从早期的DIP、SOP到现代的BGA、WLCSP、SiP等，系统梳理了不同封装形式所面临的技术挑战与发展趋势。在此基础上，重点强调了封装材料在整个封装系统中的核心地位。封装材料的性能直接影响着芯片的工作温度、电信号的传输质量、机械应力的分布、可靠性以及最终产品的成本。任何一种材料性能的不足，都可能成为制约集成电路性能和可靠性的瓶颈。 封装的作用与要求： 详细阐述了封装的五大基本功能：保护、互连、散热、绝缘、应力缓冲。同时，分析了现代集成电路对封装材料提出的更高要求，例如：高导热性、低热膨胀系数、良好的电绝缘性能、优异的机械强度、耐高温和耐湿性、低成本以及环境友好性等。 封装材料的分类： 依据其在封装结构中的不同功能和应用，将封装材料划分为金属材料（如引线框架、键合丝）、聚合物材料（如环氧塑封料、底部填充胶、有机衬板）、陶瓷材料、半导体材料（如硅基衬底）以及其他辅助材料（如导电胶、焊料等）。 材料选择的挑战： 探讨了在集成电路小型化、高性能化、高密度化以及复杂化背景下，选择合适的封装材料所面临的多方面挑战，包括材料兼容性、可靠性验证、成本控制以及工艺适应性等。 第二章：集成电路封装金属材料的表征 金属材料在集成电路封装中扮演着至关重要的角色，尤其是在引线框架、键合丝、导电通路以及散热组件等方面。本章聚焦于这些关键金属材料的特性表征。 引线框架材料： 材料种类与性能要求： 重点介绍常用的引线框架材料，如铜合金（磷青铜、黄铜）、Kovar合金、铝合金等。分析其对机械强度（拉伸强度、屈服强度）、弹性模量、导电导热性、耐腐蚀性、焊接性以及热膨胀系数的差异化需求。 表征技术： 详述用于表征引线框架材料力学性能的拉伸试验、硬度测试、疲劳试验；用于分析其成分和微观结构的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）；以及用于评估其导电导热性能的四点探针法、热电偶法等。 键合丝材料： 材料种类与性能要求： 重点介绍金（Au）丝、铜（Cu）丝、铝（Al）丝等键合丝材料。分析其对拉伸强度、延展性、断裂伸长率、球头成形性、焊接性（超声键合、热压键合）以及化学稳定性的要求。 表征技术： 介绍微拉伸试验、微硬度测试、金相显微镜观察、SEM观察键合点形貌；以及用于分析其纯度和杂质含量的能量色散X射线光谱（EDX）和ICP-MS。 焊料与导电连接材料： 材料种类与性能要求： 概述焊料合金（Sn-Pb, Sn-Ag-Cu等）、导电银浆、导电胶等。分析其熔点、润湿性、流动性、抗拉强度、剪切强度、疲劳寿命以及导电率。 表征技术： 介绍差示扫描量热法（DSC）用于测定熔点和固化特性；润湿性测试；扫描声学显微镜（SAM）用于无损检测焊点内部缺陷；以及四点探针法测定导电率。 第三章：集成电路封装聚合物材料的表征 聚合物材料因其优良的加工性能、绝缘性、成本效益和一定的力学性能，在集成电路封装中占据着主导地位，尤其是在塑封料、底部填充胶、有机衬板等方面。本章深入探讨了聚合物材料的表征。 环氧塑封料（EMC）： 材料组成与功能： 介绍EMC的主要组成成分（环氧树脂、固化剂、填料、阻燃剂、增韧剂等）及其各自的作用。分析EMC对流动性、固化速度、力学强度、热稳定性、吸湿性、玻璃化转变温度（Tg）以及应力释放性能的要求。 表征技术： 详述流变仪用于表征其黏度和固化动力学；DSC和热重分析（TGA）用于测定Tg、固化度、热分解温度；动态机械分析（DMA）用于评估杨氏模量、损耗因子随温度和频率的变化；万能试验机（UTM）用于测定抗拉强度、弯曲强度、断裂韧性；吸湿率测试；以及SEM观察断口形貌。 底部填充胶（Underfill）： 功能与性能要求： 解释底部填充胶在BGA、CSP等封装中的关键作用，即增强焊点可靠性、改善应力分布、提高导热性。分析其对低黏度、快速固化、高Tg、低热膨胀系数、高填充量以及良好的力学性能（如韧性）的要求。 表征技术： 介绍与EMC类似的表征方法，如流变仪、DSC、TGA、DMA、UTM。特别关注其界面附着力测试以及在湿热环境下可靠性测试（如TC, TCT）。 有机衬板材料（如BT、ABF）： 材料特性与应用： 介绍常用的有机衬板材料，如BT树脂、ABF（Ajinomoto Build-up Film）等。分析其对介电常数、介电损耗、热膨胀系数、耐热性、尺寸稳定性以及铜箔附着力的要求。 表征技术： 介电谱仪用于测量介电常数和介电损耗；热机械分析（TMA）用于测定热膨胀系数；TGA和DSC用于评估热稳定性；以及层间剪切强度（ILSS）测试。 第四章：集成电路封装陶瓷材料与半导体材料的表征 尽管聚合物材料应用广泛，但在极端工作环境或对热管理、电磁屏蔽有特殊要求的场合，陶瓷和半导体材料依然是不可替代的选择。 陶瓷封装材料： 材料种类与优势： 介绍氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氧化铍（BeO）等陶瓷材料。分析其高强度、优异的耐高温性、低热膨胀系数（与硅衬底匹配）、良好的绝缘性以及优异的导热性。 表征技术： X射线衍射（XRD）用于分析晶体结构和相组成；SEM和透射电子显微镜（TEM）用于观察微观形貌和晶界；密度计或阿基米德法用于测定密度；热导仪或激光导热仪用于测量导热系数；以及高低温循环试验、三综合试验等可靠性评估。 半导体材料（如硅衬底）： 在封装中的角色： 阐述硅衬底作为衬板、基底在先进封装（如3D封装、TSV技术）中的应用。 表征技术： 重点关注硅片表面的形貌（AFM）、缺陷（TEM）、掺杂浓度（四点探针、霍尔效应测试）、以及导电性能的表征。 第五章：集成电路封装材料的可靠性表征 封装材料的性能不仅体现在其初始状态，更重要的是其在长期服役过程中能否保持稳定。可靠性表征是评估封装材料是否满足应用要求的关键环节。 热应力与机械应力： 应力来源与影响： 详细分析由于材料热膨胀系数不匹配、温度变化、外力作用等产生的热应力和机械应力。这些应力可能导致分层、开裂、焊点疲劳等失效模式。 表征方法： 有限元分析（FEA）进行仿真预测；应变片测试；扫描声学显微镜（SAM）和X射线成像（X-ray）用于检测内部缺陷和分层；以及力学性能随温度和循环次数的变化测试。 湿热与温度循环： 失效机制： 探讨材料在潮湿和温度循环作用下可能发生的吸湿膨胀、水解、腐蚀、界面脱粘等失效。 可靠性测试： 详细介绍高温高湿存储试验（HAST）、潮湿存储试验（MS）、无铅回流焊前后测试（TCT）等标准测试方法，以及对应的失效分析手段。 电化学可靠性： 腐蚀与迁移： 分析金属互连在电场和腐蚀性环境下可能发生的电迁移（Electromigration）、电化学腐蚀等问题。 表征方法： 专门的电迁移测试设备；盐雾试验；以及 SEM、EDS等失效分析手段。 第六章：先进封装材料的表征前沿与发展趋势 随着集成电路技术的飞速发展，对封装材料提出了前所未有的挑战，同时也催生了许多新的材料和表征技术。 3D集成与异质集成： 探讨3D封装、TSV（硅通孔）技术对材料（如TSV填充材料、介电层材料）提出的新要求，以及异质集成中不同材料界面兼容性的表征。 高导热与热管理材料： 介绍新型高导热封装材料（如高导热陶瓷、金属基复合材料）及其高效的导热性能表征。 柔性与可穿戴电子封装： 探讨柔性封装材料（如聚酰亚胺）的力学性能、弯曲疲劳以及长期可靠性的表征。 表征技术的新进展： 展望纳米材料表征、原位表征、多尺度表征等前沿技术在封装材料领域的应用。 结论 《集成电路封装材料的表征》一书，旨在为从事集成电路封装材料研发、设计、制造和可靠性评估的科研人员、工程师以及相关专业的学生提供一本系统、全面、深入的参考指南。通过对各种封装材料的特性及其表征技术的详尽阐述，本书期望能帮助读者更好地理解材料与封装性能之间的内在联系，从而推动集成电路封装技术的持续创新与发展，为构建更小、更快、更强、更可靠的未来电子器件奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《集成电路封装材料的表征》我看了好几遍了，每次都能发现新的东西。首先，从整体结构上看，它非常扎实，从最基础的材料科学原理，到各种表征技术的具体应用，再到一些前沿的封装材料发展趋势，都讲得非常透彻。我尤其喜欢它在介绍各种表征技术时，不仅讲解了原理，还结合了大量的实际案例，比如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）等等，书中对这些技术的优缺点、适用范围以及如何解读数据都做了详尽的分析。这一点对于我们这些做研发的工程师来说，简直是福音，能够帮助我们少走很多弯路。而且，书中还涉及到了许多先进的表征方法，例如聚焦离子束（FIB）在微观结构制备和失效分析中的应用，以及原子探针断层扫描（APT）在材料成分和分布分析方面的突破性进展。这些内容对于我们理解高性能集成电路封装材料的微观形貌、相结构、成分分布以及热力学性质至关重要，也为我们优化工艺和解决实际问题提供了重要的理论指导和技术支撑。此外，书中还深入探讨了不同封装材料（如环氧树脂、陶瓷、金属等）在可靠性测试中的表现，以及如何通过表征技术来预测和评估材料的长期稳定性，这对于保障电子产品的质量和延长使用寿命具有不可估量的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验堪称一流，作者在遣词造句方面非常有功底，能够将非常专业、复杂的科学概念用清晰易懂的方式呈现出来。我印象最深的是关于热机械性能表征的部分，书中对热膨胀系数（CTE）、玻璃化转变温度（Tg）等关键参数的测量方法和影响因素进行了深入的剖析。它不仅仅是罗列数据，而是会详细解释为什么不同的材料会有不同的热膨胀系数，以及这种差异会对封装结构的应力分布产生怎样的影响，进而可能导致器件失效。书中还通过大量的图示和表格，生动地展示了各种材料在不同温度下的形变情况，以及如何通过动态机械分析（DMA）等手段来精确测量其力学响应。这种深入浅出的讲解方式，让我能够深刻理解这些看似抽象的物理量背后的物理意义，以及它们在实际封装设计中的重要性。更让我惊喜的是，书中还探讨了不同环境因素（如湿度、温度循环、机械振动等）对封装材料性能的影响，并提供了相应的表征手段来评估材料的耐候性和抗冲击性。这对于我们在恶劣环境下工作的电子设备设计尤其有指导意义。总而言之，这本书在知识的传递和理解的深度上，都做得非常出色，让我在阅读中充满了收获感。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书最大的感受就是它的前瞻性和实用性兼备。作者在介绍集成电路封装材料的表征技术时，并没有局限于传统的、已经非常成熟的方法，而是大胆地引入了许多新兴的、具有巨大潜力的表征手段。例如，在材料界面分析方面，书中详细介绍了扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在原子尺度上的表面形貌和电子结构表征能力，以及如何利用这些技术来研究金属-半导体界面、介电层-半导体界面等关键区域的微观特性。此外，对于有机封装材料，书中还重点介绍了拉曼光谱（Raman Spectroscopy）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）在化学结构、分子振动和结晶度分析中的应用，这些技术能够帮助我们了解材料的化学键合状态、官能团组成以及分子链的排列方式，对于优化聚合物材料的性能至关重要。书中还对一些更高级的表征技术，如X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在表面化学成分和氧化态分析方面的应用进行了详尽的阐述，这些技术对于理解材料表面腐蚀、沾污以及界面反应的机理提供了强有力的工具。这些先进的技术和应用案例，极大地拓宽了我的视野，也为我未来的研究工作提供了新的思路和方向，让我能够站在技术的前沿。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书的时候，我其实有点担心内容会过于枯燥，毕竟是关于材料表征的专业书籍。但读了之后，完全打消了我的疑虑。作者巧妙地将理论与实践相结合，使得原本晦涩的理论知识变得生动有趣。比如，在讲述材料的力学性能测试时，书中不仅介绍了拉伸、压缩、弯曲等基本力学试验，还详细讲解了如何通过纳米压痕技术来表征材料的硬度和弹性模量，以及如何利用三点弯曲试验来评估材料的断裂韧性。书中还通过大量的实验数据和图谱，直观地展示了不同封装材料在受力时的应力-应变关系，以及它们对外界冲击的承受能力。这一点对于我们进行材料选型和结构设计至关重要，能够帮助我们避免设计出容易发生力学失效的封装结构。此外，书中对材料的热稳定性表征也做了深入的探讨，比如如何利用热重分析（TGA）来研究材料的分解温度和失重规律，以及如何通过热膨胀仪来测量材料在不同温度下的尺寸变化。这些信息对于我们评估材料在高温工作环境下的可靠性提供了重要依据。总而言之，这本书内容详实，讲解深入，理论与实践并重，是一本非常值得收藏和反复研读的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。作者在讲解过程中，经常会穿插一些行业内的经典案例和发展历史，这让我对集成电路封装材料的研究历程有了更深刻的认识。例如，在介绍各种封装材料的可靠性时，书中引用了许多早期电子产品失效的案例，并分析了失效原因与封装材料性能之间的关联。这让我更加直观地理解了材料表征的重要性，也认识到一个微小的材料性能偏差，可能就会导致整个产品的性能下降甚至失效。书中对失效分析的论述尤其细致，它不仅仅列出失效模式，更重要的是详细阐述了如何运用各种表征技术来诊断失效根源，例如如何利用SEM/EDX分析材料的形貌和成分，如何利用XPS分析失效表面的化学状态，以及如何利用CT（计算机断层扫描）来无损地检测内部结构缺陷。这些内容对于我们进行产品质量控制和售后服务工作具有极高的参考价值。而且，书中还对未来封装技术的发展趋势进行了展望，比如对三维集成电路、柔性电子器件等新兴领域中封装材料的需求和挑战进行了探讨，这让我对行业的发展方向有了更清晰的认识。