微米纳米技术丛书·MEMS与微系统系列：微米纳米器件封装技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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金玉丰，陈兢，缪旻 等 著

图书标签:

• MEMS
• 微系统
• 封装技术
• 微纳米技术
• 器件封装
• 集成电路
• 传感器
• 微电子
• 材料科学
• 工程技术

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118078961

版次：1

商品编码：11152763

包装：平装

丛书名： 微米纳米技术丛书 MEMS与微系统系列

开本：16开

出版时间：2012-10-01

用纸：胶版纸

页数：256

内容简介

《微米纳米技术丛书·MEMS与微系统系列：微米纳米器件封装技术》在内容组织上将封装涉及的材料、基板、互连、设计、工艺、测试、可靠性和系统集成等主要技术按照国际上流行的微米纳米封装三层面——圆片级封装、器件级封装、模块级封装进行介绍，并对最有特色的真空封装技术进行了专门介绍；此外，还进一步介绍了封装技术的应用，便于关注设计、工艺、测试等不同层面封装技术的研究人员查阅。

目录

第1章 概论
1.1 MEMS封装的功能与要求
1.2 MEMS封装的分类
1.3 MEMS封装的特点
1.4 MEMS封装面临的挑战
1.5 封装历史与发展趋势
1.5.1 MEMS封装的发展
1.5.2 MEMS封装的发展趋势
参考文献
第2章 硅圆片级封装技术
2.1 硅片直接键合技术
2.1.1 硅片直接键合技术的分类
2.1.2 键合前的清洗
2.1.3 键合表面的活化
2.1.4 平整度对键合的影响
2.1.5 键合后的热处理
2.1.6 键合质量的表征
2.2 阳极键合技术
2.3 微帽封装技术——基于玻璃 硅 玻璃三层结构的圆片级封装
2.3.1 圆片级封装工艺中的关键工艺
2.3.2 圆片级保护性封装
2.3.3 圆片级密封封装
2.4 薄膜封装技术
2.4.1 薄膜封装实例——谐振器Poly—C薄膜封装
2.4.2 CVD Poly-C技术
2.4.3 谐振器设计和测量
2.4.4 悬臂梁谐振器封装前后测试比较
2.5 圆片级三维封装技术
2.5.1 基本概念
2.5.2 圆片级三维封装中的深过孔电互连技术
参考文献
第3章 非硅圆片级封装技术
3.1 基于丝网印刷技术的圆片级封装
3.2 基于金属焊料的圆片级封装技术研究
3.3 圆片级MEMS聚合物封装技术研究
3.3.1 目的和意义
3.3.2 封装结构设计
3.3.3 封装圆片的材料选择和制作
3.3.4 PMMA直接键合
3.3.5 SU8键合封装技术
3.3.6 Epo-tek301键合封装技术
3.3.7 基于聚合物键合的微流体封装
3.4 其他封接技术
3.4.1 设计与建模
3.4.2 结果与讨论
参考文献
第4章 器件级封装技术
4.1 引线键合
4.1.1 概述
4.1.2 引线键合技术
4.2 塑料封装
4.2.1 塑料封装的工艺流程和基本工序
4.2.2 塑封材料
4.2.3 传递模注封装
4.3 陶瓷封装
4.3.1 陶瓷封装概述
4.3.2 陶瓷封装工艺流程
4.3.3 陶瓷封装发展趋势
4.4 金属封装
4.4.1 金属封装的概念
4.4.2 金属封装的特点
4.4.3 金属封装的工艺流程
4.4.4 传统金属封装材料
4.4.5 新型金属封装材料
4.4.6 金属封装案例
参考文献
第5章 模块级封装技术
5.1 LTCC基板封装
5.1.1 LTCC封装基板技术概述
5.1.2 LTCC基板在MEMS器件级封装中的应用
5.1.3 基于LTCC材料的微纳器件
5.1.4 多功能化LTCC先进封装基板与系统级封装
5.1.5 LTCC基板材料的微结构、微力学性能及失效分析技术
5.2 SMT组装
5.2.1 表面贴装技术概述
5.2.2 面I~MEMS器件的SMI’中的工艺设计
5.2.3 SMq、封装中的焊球可靠性分析实例
5.3 MCM加固
参考文献
第6章 真空封装技术
6.1 基本原理
6.1.1 封闭空间内的压强退化
6.1.2 低压腔内的压强变化分析
6.1.3 填充气体的腔内压强变化分析
6.2 背面通孔引线圆片级真空封装整体结构设计
6.3 通孔引线技术
6.3.1 现有引线技术
6.3.2 通孔引线结构设计
6.3.3 背面通孔引线的寄生电容
6.3.4 通孔引线工艺
6.4 基于键合的圆片级密封技术
6.4.1 键合技术
6.4.2 玻璃一硅～玻璃三层键合
6.4.3 圆片级玻璃封盖密封工艺
6.5 真空度保持技术
6.5.1 吸气剂的考虑
6.5.2 吸气剂研究
6.5.3 圆片级置入吸气剂工艺
6.6 真空度测量技术
6.6.1 真空度测试方法简介
6.6.2 MEMS真空封装的真空度检测方法
6.6.3 MEMS皮拉尼计研究进展
6.6.4 MEMS皮拉尼计原理与设计
6.6.5 MEMS皮拉尼计制作
6.6.6 MEMS皮拉尼计测试与结果分析
参考文献
第7章 微米纳米封装技术的应用
7.1 惯性测量单元封装技术
7.2 MOEMS器件的封装技术
7.2.1 MOEMS器件
7.2.2 MOEMS器件的封装
参考文献
第8章 封装技术展望
8.1 封装发展总体趋势
8.1.1 多芯片及系统级封装
8.1.2 低成本大批量、绿色封装
8.2 MEMS技术在生物和微流体领域的应用
8.2.1 生物领域
8.2.2 微流体
8.3 纳米封装技术发展概况
8.3.1 纳米封装的出现
8.3.2 纳米封装技术的发展
8.4 多传感技术
8.5 抗恶劣环境的封装技术
8.5.1 有机复合材料的封装技术
8.5.2 光纤封装
8.6 面临的一些问题和挑战
参考文献

前言/序言

微纳世界，精密构筑：前沿器件封装技术探索 在科学技术飞速发展的今天，我们正步入一个微米与纳米构建的全新时代。从智能手机的芯片到医疗诊断的传感器，从航空航天的关键部件到前沿的科学研究，无数的突破都离不开对微小尺度上精密器件的深刻理解与精湛封装。本书籍《微纳技术丛书·MEMS与微系统系列：微米纳米器件封装技术》正是致力于揭示这一核心环节的奥秘，为读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的微纳米器件封装技术知识体系。 本书并非一本泛泛而谈的技术汇编，而是聚焦于当前MEMS（微机电系统）与微系统领域最关键、最具挑战性的封装技术。我们将带领您走进微纳器件的“最后一道工序”，深入剖析各种器件在微观世界中如何被“安放”、“连接”并“保护”起来，从而实现其卓越的性能与可靠的应用。 为何封装如此重要？ 在微纳尺度上，器件的设计与制造固然是基础，但如果缺乏高效、可靠的封装，再精巧的设计也无法发挥其应有的价值。器件封装不仅仅是简单的“装配”，它是一个集材料学、工艺学、力学、热学、电学以及生物相容性等多种学科知识于一体的复杂过程。一个成功的封装，需要解决以下一系列严峻的挑战： 尺寸微小，精度要求极高： 微纳米器件的尺寸通常在微米甚至纳米量级，其引脚、连接点、传感器窗口等都极为精密。任何微小的偏差都可能导致器件失效。因此，封装工艺必须具备亚微米级的精度控制能力。 工作环境复杂，可靠性要求严苛： 微纳器件常常需要在极端温度、高湿度、腐蚀性介质、高压强甚至是太空真空等恶劣环境下工作。封装必须能够有效地隔离这些外部环境，保护器件免受损伤，保证其长期稳定运行。 信号传输与能量供给： 微纳器件需要通过精密的电学或光学接口与外部世界进行信息交换和能量供给。封装需要提供低损耗、高隔离度的信号通路，并确保能量传输的稳定与安全。 异质集成与多功能集成： 现代微系统往往集成了多种不同功能的微纳器件，如传感器、执行器、微处理器等。如何将这些异质材料、异质工艺的器件有效地集成到一个封装体中，实现协同工作，是封装技术面临的又一重大课题。 成本与规模化生产： 随着微纳技术的广泛应用，如何实现封装工艺的低成本化和规模化生产，满足市场需求，是产业化发展的关键。 本书将围绕这些核心挑战，系统地阐述当前最主流、最有前景的微纳米器件封装技术。 本书将涵盖的主要技术领域： 1. 先进晶圆级封装（Wafer-Level Packaging, WLP）： 概念与优势： 深入解析晶圆级封装的定义、发展历程及其相较于传统封装的显著优势，如更高的集成度、更小的体积、更低的成本以及更高的良率。 关键工艺： 详细介绍晶圆级封装中的核心工艺，包括晶圆级再布线层（RDL）的形成、凸点（Bump）的制备（如电镀铜凸点、锡铅凸点、锡球凸点）、底部填充（Underfill）的应用、晶圆级测试（Wafer Sort）以及晶圆切割（Dicing）等。 特定应用： 探讨晶圆级封装在MEMS传感器（如加速度计、陀螺仪、压力传感器）、CMOS图像传感器、集成电路等领域的具体应用案例与技术难点。 新型WLP技术： 介绍近年来兴起的先进WLP技术，如3D WLP、硅通孔（TSV）技术在WLP中的应用，以及它们如何实现更高密度的集成与更强大的功能。 2. 硅通孔（Through-Silicon Via, TSV）技术： TSV的原理与重要性： 阐述TSV作为实现3D集成关键技术的核心作用，它如何在硅片内部建立垂直的电学连接，极大地缩短了信号路径，提升了器件性能。 TSV的制备工艺： 详细讲解TSV的多种制备方法，包括顶-底通孔、底-顶通孔、掩埋式通孔等，以及其相关的刻蚀、绝缘、填充等工艺流程。 TSV的材料选择与挑战： 分析TSV填充材料（如铜、钨、多晶硅）的特性要求，以及TSV制备过程中可能遇到的空洞、翘曲、应力等关键技术问题。 TSV在MEMS与微系统中的应用： 重点介绍TSV如何支持MEMS器件的垂直集成、传感器与逻辑电路的异质集成，以及如何实现高性能的计算单元与存储单元的堆叠。 3. 微连接与键合技术（Micro-Interconnection and Bonding Technologies）： 引线键合（Wire Bonding）： 介绍传统的金线键合、铝线键合，以及其在微纳器件封装中的局限性，并探讨更先进的超声波键合、热压键合等技术。 倒装焊（Flip-Chip Bonding）： 详细讲解倒装焊的原理、凸点形成、对准、回流焊等工艺流程，以及其在提高连接密度、降低寄生参数方面的优势。 固晶技术（Die Attach）： 讨论不同类型的固晶材料（如导电银浆、环氧树脂）、固晶工艺（如点胶、网印）以及其对器件热管理和可靠性的影响。 直接键合（Direct Bonding）： 深入分析硅-硅直接键合、玻璃-硅直接键合等技术，特别是其在实现高真空封装、无焊料连接以及MEMS器件密封方面的独特价值。 混合键合（Hybrid Bonding）： 介绍将金属凸点和直接键合相结合的混合键合技术，及其在实现超高密度连接方面的巨大潜力。 4. 封装材料与可靠性（Packaging Materials and Reliability）： 封装材料选择： 探讨各种封装材料的特性，包括树脂（环氧树脂、有机硅）、陶瓷、金属、玻璃等，以及它们在力学、热学、化学兼容性、电学性能方面的考量。 封装应力与形变： 分析封装过程中产生的应力（如热应力、工艺应力）对微纳器件性能的影响，以及如何通过材料选择和工艺优化来减小应力。 封装的密封与防护： 讲解不同类型的密封技术，如金属密封、玻璃烧结密封、粘接密封等，以及它们如何实现对内部器件的防潮、防尘、防腐蚀。 封装的可靠性测试： 介绍各种加速寿命试验方法，如高低温循环试验、湿热试验、温度冲击试验、振动试验等，以及如何通过这些测试来评估封装的长期可靠性。 生物相容性封装： 针对生物医疗领域的微纳器件，重点探讨生物相容性材料的选择、生物惰性封装的要求以及潜在的生物降解问题。 5. MEMS与微系统特种封装技术： MEMS传感器的封装： 针对MEMS器件的敏感结构（如悬浮梁、薄膜），介绍如何在封装过程中避免机械损伤、保持其原有性能，例如如何实现对腔体的真空封装或惰性气体封装。 微流控芯片封装： 探讨微流控芯片的粘接、密封技术，如何实现与外部流体接口的可靠连接，以及如何避免泄漏和交叉污染。 微执行器封装： 针对微驱动器、微泵等，分析其封装对运动自由度、驱动功率以及外部接口的要求。 光MEMS封装： 介绍光MEMS器件的封装如何兼顾光路的对准、光信号的传输效率以及机械结构的可靠性。 异质集成封装： 深入探讨如何将不同材料（如半导体、压电材料、磁性材料）和不同工艺的MEMS器件与CMOS电路进行集成封装，实现复杂微系统的功能。 本书的特色与价值： 理论与实践紧密结合： 本书不仅会深入讲解各类封装技术的原理，还会结合大量的实际工程案例，分析不同工艺路线的优缺点，为读者提供可行的工程解决方案。 前沿性与权威性： 书籍内容紧跟国际微纳技术和封装领域的最前沿发展，汇集了行业内资深专家和研究人员的智慧结晶，保证了内容的权威性。 系统性与全面性： 涵盖了从材料选择、工艺流程到可靠性评估的封装技术全貌，为读者构建一个完整的知识体系。 图文并茂，易于理解： 大量采用精美的示意图、流程图和显微照片，直观地展示复杂的微纳结构和工艺细节，帮助读者更好地理解抽象概念。 面向广泛的读者群体： 无论您是MEMS与微系统领域的学生、研究人员、工程师，还是对微纳技术感兴趣的科技爱好者，本书都能为您提供宝贵的知识与启发。 通过深入研读本书，您将能够： 深刻理解微纳米器件封装技术在现代科技发展中的核心地位。 掌握各种主流微纳米器件封装技术的原理、工艺流程及其优劣势。 识别微纳米器件封装过程中可能面临的关键挑战，并学习相应的解决方案。 能够根据具体应用场景，选择和设计最适合的封装技术方案。 提升在MEMS与微系统设计、制造、测试等环节中的综合能力。 微纳世界的奥秘，从“心”开始，从“封”而生。本书将是您探索微纳器件封装技术、赋能未来科技创新的得力助手。让我们一同揭开微纳器件封装技术的面纱，共同构筑更精彩的微纳世界！

评分☆☆☆☆☆

从书名上看，这本书的定位非常明确，聚焦于“微米纳米器件封装技术”，这对于我这种长期从事相关研究的科研人员来说，具有极高的价值。我尤其关注书中对“先进互连技术在封装中的应用”的阐述。随着器件集成度的不断提高，传统的引线键合等互连方式已经难以满足高密度、高速度的需求。这本书能否深入探讨诸如倒装芯片（Flip-chip）、晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）等先进互连技术的原理、工艺流程以及在微米纳米器件封装中的具体应用？我特别期待书中能详细介绍这些技术如何实现高密度的电学连接，如何有效地解决高频信号传输中的信号完整性问题，以及如何通过优化互连结构来提高封装的可靠性。此外，关于最新的互连材料和工艺，比如纳米线互连、3D互连技术的进展，以及它们在微米纳米器件封装中的潜在应用，也是我非常感兴趣的方面，希望能在这本书中找到新的启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，让我联想到了前沿科技期刊上那些令人惊叹的微型设备。作为一名对未来科技充满好奇心的普通读者，我希望这本书能用一种相对易懂的方式，为我揭示微米纳米器件封装背后的奥秘。我尤其关注“可靠性与寿命预测”这一部分。我知道，任何一款电子产品，其最终的稳定性和耐用性，都离不开精湛的封装技术。那么，对于这些尺寸极小的微米纳米器件，它们的封装又是如何保证在各种复杂环境下（例如高温、高湿、振动、冲击）依然能够稳定工作，并且能够长久地使用呢？我期待书中能够介绍一些常用的可靠性测试方法，比如加速寿命试验、环境应力筛选等，并解释这些测试是如何模拟器件在实际使用中可能遇到的各种挑战的。此外，如果书中能够提供一些关于如何通过优化封装设计和工艺来提高器件的可靠性，以及如何对器件的寿命进行预测的模型和方法，那就更加完美了，这能让我对这些微小科技的“寿命”有一个更直观的了解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，首先就吸引了我——那种深邃的科技蓝，搭配上精致的印刷工艺，让人一看就知道这是一本内容扎实的专业书籍。翻开目录，密密麻麻的章节标题，每个都精准地指向了微米纳米器件封装技术的某个重要环节，从材料的选择，到工艺的流程，再到可靠性评估，仿佛一条清晰的技术路线图展现在眼前。我尤其对其中关于“微流控芯片键合技术”的部分充满了期待。这类芯片在生物医药、微反应器等领域应用广泛，但其精密的结构和微小的流道，对封装的精度和密封性提出了极高的要求。我希望书中能够详细介绍目前主流的键合方法，比如热压键合、等离子体键合，甚至是一些新兴的非接触式键合技术，并深入剖析它们的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。此外，关于如何保证键合过程中微通道不被堵塞、不产生气泡，以及如何实现高通量的批量键合，都是我非常关心的问题，期待书中能提供详实的解决方案和案例分析。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在MEMS领域摸爬滚打多年的工程师，我深知封装技术是连接器件设计与实际应用的关键桥梁。这本书的出现，无疑为我们提供了一个系统学习和深入研究的绝佳平台。我尤其对“三维集成封装”这一章节的内容非常感兴趣。随着器件功能的日益复杂和集成度的不断提升，传统的二维封装方式已经难以满足需求，三维集成成为了未来的发展趋势。这本书能否深入探讨不同类型的三维堆叠架构，如TSV（硅通孔）技术、WLCSP（晶圆级芯片尺寸封装）在三维集成中的应用，以及如何解决三维集成中面临的热管理、信号完整性、互连可靠性等挑战，是我关注的重点。此外，书中关于先进的互连技术，例如微凸点阵列（Micro-bumps）、再布线层（RDL）的详细介绍，以及如何通过先进的封装工艺实现高密度、高可靠性的三维互连，也是我期待的内容。这本书如果能提供一些实际的设计和制造案例，那将对我们解决实际工程问题大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触微系统领域的在校学生，这本书的出现，对我来说简直是雪中送炭。之前在课堂上接触到一些关于MEMS器件的知识，但对于这些微小的“心脏”如何被“包裹”起来，并最终实现功能，一直感到模糊。这本书的标题——《微米纳米器件封装技术》，听起来就非常契合我的需求。我特别希望能在这本书中找到关于“封装材料的选择与性能表征”的详细介绍。对于微米纳米器件来说，封装材料的选择至关重要，它直接影响到器件的性能、可靠性和使用寿命。我希望书中能够详细介绍各种常用的封装材料，例如各种聚合物（如环氧树脂、硅橡胶）、陶瓷材料、金属材料，以及它们的物理、化学、热学和机械性能，并说明在不同应用场景下，如何根据器件的特性和工作环境来选择最合适的封装材料。同时，关于如何对这些材料进行可靠性测试和失效分析，也是我非常想了解的内容，希望书中能提供清晰的指导。

评分☆☆☆☆☆

现在IC和MEMS封装都是问题呀。

评分☆☆☆☆☆

很好内容很全，很适合的专业书

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不错

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不错

评分☆☆☆☆☆

还可以，比较系统。

评分☆☆☆☆☆

很好内容很全，很适合的专业书

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好好学习! 为什么非要写10字以上?

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好

评分☆☆☆☆☆

买书看学习中，不知道学习能不能耐得住